CN108674350A - 一种汽车溺水自救装置及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车溺水自救装置及其工作方法，本汽车溺水自救装置包括：用于检测汽车涉水深度和车内电路正常工作的液位及检测模块；用于破碎车窗玻璃的超声波共振模块；用于汽车发生溺水后发送求救信号的通信模块；用于汽车溺水时弹出帮助车内人员安全撤离的气囊装置；以及处理器模块，实现对装置的控制功能。本发明安装简易、维护方便、可靠性高、响应速度快，能够在不影响汽车原有功能的情况下，有效解决汽车溺水后，因车内电路故障或外部水压过大导致车窗和车门无法打开，造成车内人员逃生困难的问题，本发明能够协助车内人员当汽车溺水时在短时间内逃离汽车，实施自救。

Description

一种汽车溺水自救装置及其工作方法
技术领域
本发明属于汽车安全应用领域，具体为一种汽车溺水自救装置及其工作方法。
背景技术
随着汽车普及，汽车溺水事件的发生也越来越频繁。厂家也开始更加注重汽车安全方面的性能。现在主流的汽车安全技术的运用有：Anti-lock Braking System即制动防抱死系统简称ABS、安全防撞气囊系统、变道辅助系统等。以上系统可以大大增加汽车安全性能，但是在汽车溺水事件发生时这些安全系统难以保证车内人员的安全。
目前汽车溺水一旦发生，车内电路发生短路，导致汽车车窗和天窗难以正常打开，水的巨大压力也导致车内人员难以打开车门，车内人员溺亡的事件时有发生。所以汽车内需要设置一种汽车溺水时自救装置，保证车内人员的安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车溺水自救装置，以解决汽车发生溺水事件时，车内人员因无法打开车窗和车门而遇到生命危险。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种汽车溺水自救装置，包括：处理器模块，与处理器模块电性连接的液位及检测模块、超声波共振模块；其中所述液位及检测模块适于检测汽车涉水深度；若当汽车涉水深度达到预设值时，所述处理器模块适于通过超声波共振模块振碎车窗玻璃。
进一步，所述汽车溺水自救装置还包括位于车门处的气囊装置；所述气囊装置由所述处理器模块进行控制；当所述处理器模块振碎车窗玻璃后，所述气囊装置的气囊本体由所述处理器模块控制充气，然后弹出。
进一步，所述液位及检测模块包括液位检测计组和汽车电路检测器，其中所述液位检测计组适于检测汽车涉水深度；以及所述汽车电路检测器适于检测汽车电路是否正常工作；若处理器模块检测到汽车涉水深度达到预设值且汽车电路工作不正常时，所述处理器模块适于通过超声波共振模块振碎车窗玻璃。
进一步，所述汽车溺水自救装置还包括通信模块；所述通信模块适于用于汽车发生溺水后发出求救信号；所述求救信号包括求救信息和求救地理位置信息。
进一步，为了检测汽车溺水和电路是否正常工作，所述液位检测计组包括分别位于车窗连接处上部、侧部和下部的第一液位检测计、第二液位检测计和第三液位检测计组成；以及所述汽车电路检测器包括电压继电器，所述电压继电器的线圈适于接入车窗供电电路，所述电压继电器的常开触点适于将一高电平信号连接处理器模块的信号输入端；当车窗供电线路的供电消失后，所述常开触点断开，则处理器模块判断该车窗处于失电状态。
进一步，为了快速打碎车窗，所述超声波共振模块包括振碎车窗玻璃的共振钻头组件、振动检测器和声波发生器；其中所述共振钻头组件包括分别位于车窗中部、底部的第一、第二共振钻头；所述的超声波共振模块与处理器模块连接，当汽车已经符合溺水的条件后，由声波发生器向车窗玻璃发出频率逐渐递增的声波并通过振动检测器检测其振动强度，选取车窗玻璃处于最大振动强度时的频率，即为该车窗玻璃的共振频率，之后所述处理器模块适于将第一共振钻头、第二共振钻头以设定与共振频率一致的振动频率以对车窗玻璃进行振碎；当车窗玻璃振碎后，超声波共振模块传递振碎玻璃信息，通过处理器模块使气囊装置开始工作。
进一步，为了使救援人员迅速到达溺水发生地点，所述的通信模块包括：GTM900-C芯片和LTC1562芯片；所述的GTM900-C芯片内设有GSM模块和GPS模块，所述LTC1562芯片内含有超短基线定位和卫星接收模块，用于放大接收定位频率，以保障水下定位的精确。
又一方面，本发明还提供了一种汽车溺水自救装置的工作方法，包括：判断汽车是否溺水；若溺水后，则启动超声波共振模块振碎车窗玻璃。
进一步，所述工作方法适于采用所述的汽车溺水自救装置实现在汽车溺水后，则启动超声波共振模块振碎车窗玻璃。
本发明的有益效果包括：(1)本发明通过将液位及检测模块、超声波共振模块、通信模块、气囊装置和处理器模块相配合，实现了无需人工操作，在车辆溺水后，自动破窗，并弹出气囊本体，溺水人员在无需游泳的情况下只需抱住气囊本体便可迅速逃生；(2)通过超声波共振模块，利用车窗玻璃共振频率，快速振碎玻璃为溺水人员赢得宝贵的逃离时间；(3)通过通信模块，迅速将溺水地点信息发送给救援人员，救援人员能第一时间赶往救援地点进行救援；(4)利用气囊装置，溺水人员可以直接抱住气囊本体逃离溺水汽车，减少因为内心恐惧和紧张带来的危害。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是所述溺水汽车自救装置及工作方法原理框图；
图2是所述溺水汽车自救装置及工作方法结构示图；
图3是气囊装置结构示图；
图4是所述溺水汽车自救装置及工作方法流程图。
其中，1为第一液位检测计、2为第二液位检测计、3为第三液位检测计、4为第一共振钻头、5为第二共振钻头、6为气囊本体、7为充气钢瓶、8为LED灯光模块。
具体实施方式
实施例1
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，本实施例提供了一种汽车溺水自救装置，包括：处理器模块，与处理器模块电性连接的液位及检测模块、超声波共振模块；其中所述液位及检测模块适于检测汽车涉水深度；若当汽车涉水深度达到预设值时，所述处理器模块适于通过超声波共振模块振碎车窗玻璃。
即当汽车溺水后，由超声波共振模块振碎车窗玻璃后，乘客可以通过游泳的方式从车内逃离。
在本实施例中，为了提高救援的可靠性，对不会游泳的乘客进行救援，所述汽车溺水自救装置还包括位于车门处的气囊装置；所述气囊装置由所述处理器模块进行控制；当所述处理器模块振碎车窗玻璃后，所述气囊装置的气囊本体6由所述处理器模块控制充气，然后弹出，所述气囊本体6在充气后上浮，车内乘客可以在破窗后，通过抓取气囊本体6一同上浮，达到救援目的。
由于气囊本体6设置在车门内，在汽车车窗玻璃破碎以后，便会自动充气。气囊本体6所使用的材料可以采用不容易被玻璃划破的聚异戊二烯橡胶。车内人员可以抱住气囊本体6上浮到水面后等待救援。因此，在本实施例中，通过触发气囊装置，溺水人员可以直接抱住气囊本体6逃离溺水汽车，减少因为内心恐惧和紧张带来的危害。
在本实施例中，所述液位及检测模块包括液位检测计组和汽车电路检测器，其中所述液位检测计组适于检测汽车涉水深度；以及所述汽车电路检测器适于检测汽车电路是否正常工作；若处理器模块检测到汽车涉水深度达到预设值且汽车电路工作不正常时，所述处理器模块适于通过超声波共振模块振碎车窗玻璃；进而避免由于汽车进水造成汽车电路无法工作引发车窗无法正常开启，提高车内乘客的逃生几率。
如图2所示，所述液位检测计组包括分别位于车窗连接处上部、侧部和下部的第一液位检测计1、第二液位检测计2和第三液位检测计3；在本实施例中三个液位检测计分别位于车门与车窗连接处下部、侧部和上部。检测到汽车溺水信息后，将信息传输到处理模块，开始后续工作；以及所述汽车电路检测器包括电压继电器，所述电压继电器的线圈适于接入车窗供电电路，所述电压继电器的常开触点适于将一高电平信号连接处理器模块的信号输入端；当车窗供电线路的供电消失后，所述常开触点断开，则处理器模块判断该车窗处于失电状态。
液位检测计是通过与水接触的面积大小来进行检测的，一旦与水接触面积大于设定值，便会向处理器模块发送汽车溺水信息，并开始后续信息处理。
进一步，在本实施例中，所述汽车溺水自救装置还包括通信模块；所述通信模块适于用于汽车发生溺水后发出求救信号；所述求救信号包括求救信息和求救地理位置信息。所述的通信模块包括：GTM900-C芯片和LTC1562芯片；所述的GTM900-C芯片内设有GSM模块和GPS模块，所述LTC1562芯片内含有超短基线定位和卫星接收模块，用于放大接收定位频率，以保障水下定位的精确。事先在通信模块中插入SIM卡，当汽车发生溺水后，SIM卡可以用短信或通话方式向救援人员发送溺水信息和溺水地点，同时通信模块与处理器模块进行串行通信。在本实施例中通过通信模块，迅速将溺水地点信息发送给救援人员，救援人员能第一时间赶往救援地点进行救援，为救援赢的了宝贵的时间。
所述超声波共振模块包括：振碎车窗玻璃的共振钻头组件、振动检测器和声波发生器；其中所述共振钻头组件包括分别位于车窗中部、底部的第一共振钻头4、第二共振钻头5；所述的超声波共振模块与处理器模块连接，当汽车已经符合溺水的条件后，由声波发生器向车窗玻璃发出频率逐渐递增的声波并通过振动检测器检测其振动强度，选取车窗玻璃处于最大振动强度时的频率，即为该车窗玻璃的共振频率，所述处理器模块适于将第一共振钻头4、第二共振钻头5设定与共振频率一致的振动频率以对车窗玻璃进行振碎；当车窗玻璃振碎后，超声波共振模块传递振碎玻璃信息，通过处理器模块使气囊装置开始工作；通过超声波共振模块，利用车窗玻璃共振频率快速振碎玻璃为溺水人员赢得宝贵的逃离时间。
作为气囊装置一种优选的实施方式，所述气囊装置包括适于对气囊本体6进行充气的充气钢瓶7和LED灯光模块8；所述充气钢瓶7用于对气囊本体6进行快速充气；所述LED灯光模块8设置在充气钢瓶7处，当气囊本体6开始充气时，LED灯光模块8开始闪烁，在气囊本体6充满30秒后，LED灯光模块8中LED灯长亮。
所述LED灯光模8块可以是LED半导体器件，将电转化成光。整个LED半导体器件被环氧树脂密封起来，起到防水的作用。LED灯光模块8装在充气钢瓶7处，当充气钢瓶7开始对救生圈充气时，启动LED灯光模块8，LED灯光模块8可以在气囊本体开始充气的前30秒保持闪烁，在气囊本体6充气30秒后可以保持常亮照明水中情况。同时常亮LED灯光模块8常亮也利于救援人员发现被困人员并及时进行救援。
实施例2
汽车溺水自救装置的工作方法包括：判断汽车是否溺水；若溺水后，则启动超声波共振模块振碎车窗玻璃；即当汽车掉入水中后，位于车窗与车门连接处三个液位检测计开始检测汽车涉水情况，当汽车涉水深度超出预先设定值后，但电压继电器可以继续工作，溺水人员可以快速打开车窗迅速逃离溺水汽车，并等待救援。
如图4所示，具体的，汽车溺水自救装置的工作方法包括：当汽车掉入水中后，位于车窗与车门框处且从下至上布设的三个液位检测计(第一、第二和第三液位检测计)开始检测汽车涉水情况，当汽车涉水深度超出预先设定值后，且电压继电器确定车窗无法正常下降，将信息处理并发送到处理器模块。处理器模块将指令传输给超声波共振模块，此模块利用超声波共振将车窗玻璃全部振碎。同时处理器模块将汽车溺水信息发送到通信模块，通信模块中GPS模块(定位模块)对汽车进行定位，并通过SIM卡编辑短信将汽车溺水地点位置信息发送给事先设置的相关人员，同时与相关人员进行电话联系。当车窗玻璃完全破碎后，车门内部气囊本体6开始迅速充气，同时LED灯光模块8开始闪烁，当气囊本体6充气完成后，被困人员抱住救生圈上浮到水面，在气囊本体6充气30秒后LED灯光模块8中LED灯常亮，便于被困人员观察水面信息等待救援，也便于救援人员及时发现被困人员。
从图2可以看出，处于最高位置的液位检测计为第一液位检测计1，所述预设值的设定可以由第一液位检测1计确定，即当第一液位检测计1检测到水位(涉水深度)数据后，判断汽车已经完全没于水中。
综上所述，本汽车溺水自救装置及其工作方法包括液位及检测模块、超声波共振模块、通信模块、气囊装置和处理器模块，且通过上述模块之间的相互配合实现了无需人工操作，通过超声波共振模块，利用车窗玻璃共振频率快速振碎玻璃，并对气囊本体6进行快速充气，为溺水人员赢得宝贵的逃离时间，溺水人员只需抱住气囊本体6便可迅速逃生。并且还可以通过通信模块，迅速将溺水地点信息发送给救援人员，救援人员能第一时间赶往救援地点进行救援。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种汽车溺水自救装置，其特征在于，包括：
处理器模块，与处理器模块电性连接的液位及检测模块、超声波共振模块；其中
所述液位及检测模块适于检测汽车涉水深度；
若当汽车涉水深度达到预设值时，所述处理器模块适于通过超声波共振模块振碎车窗玻璃。
2.根据权利要求1所述的汽车溺水自救装置，其特征在于，
所述汽车溺水自救装置还包括位于车门处的气囊装置；
所述气囊装置由所述处理器模块进行控制；
当所述处理器模块振碎车窗玻璃后，所述气囊装置中的气囊本体由所述处理器模块控制充气，然后弹出。
3.根据权利要求1所述的汽车溺水自救装置，其特征在于，
所述液位及检测模块包括液位检测计组和汽车电路检测器，其中
所述液位检测计组适于检测汽车涉水深度；以及
所述汽车电路检测器适于检测汽车电路是否正常工作；
若处理器模块检测到汽车涉水深度达到预设值且汽车电路工作不正常时，所述处理器模块适于通过超声波共振模块振碎车窗玻璃。
4.根据权利要求1所述的汽车溺水自救装置，其特征在于，
所述汽车溺水自救装置还包括通信模块；
所述通信模块适于用于汽车发生溺水后发出求救信号；
所述求救信号包括求救信息和求救地理位置信息。
5.根据权利要求3所述的汽车溺水自救装置，其特征在于，
所述液位检测计组包括分别位于车窗连接处上部、侧部和下部的第一液位检测计、第二液位检测计和第三液位检测计组成；以及
所述汽车电路检测器包括电压继电器，所述电压继电器的线圈适于接入车窗供电电路，所述电压继电器的常开触点适于将一高电平信号连接处理器模块的信号输入端；
当车窗供电线路的供电消失后，所述常开触点断开，则处理器模块判断该车窗处于失电状态。
6.根据权利要求1所述的汽车溺水自救装置，其特征在于，
所述超声波共振模块包括振碎车窗玻璃的共振钻头组件、振动检测器和声波发生器；其中
所述共振钻头组件包括分别位于车窗中部、底部的第一共振钻头、第二共振钻头；
所述的超声波共振模块与处理器模块连接，当汽车已经符合溺水的条件后，由声波发生器向车窗玻璃发出频率逐渐递增的声波并通过振动检测器检测其振动强度，选取车窗玻璃处于最大振动强度时的频率，即为该车窗玻璃的共振频率，之后所述处理器模块适于将第一共振钻头、第二共振钻头以共振频率击碎车窗玻璃。
7.根据权利要求4所述的汽车溺水自救装置，其特征在于，
所述的通信模块包括：GTM900-C芯片和LTC1562芯片；
所述的GTM900-C芯片内设有GSM模块和GPS模块，
所述LTC1562芯片内含有超短基线定位和卫星接收模块，用于放大接收定位频率。
8.根据权利要求1所述的汽车溺水自救装置，其特征在于，
所述气囊装置包括气囊本体、充气钢瓶和LED灯光模块；
所述充气钢瓶用于对气囊本体进行快速充气；
所述LED灯光模块设置在充气钢瓶处，当气囊开始充气时，LED灯光模块开始闪烁，当气囊上浮到水面后，LED灯光长亮。
9.一种汽车溺水自救装置的工作方法，其特征在于，
判断汽车是否溺水；
若溺水后，则启动超声波共振模块振碎车窗玻璃。
10.根据要求9所述的工作方法，其特征在于，
所述工作方法适于采用如权利要求1-8任一项所述的汽车溺水自救装置实现在汽车溺水后，则启动超声波共振模块振碎车窗玻璃。
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