CN109488154A - 一种新型纯机械车窗应急降落机构及操作方法 - Google Patents
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Abstract
一种新型纯机械车窗应急降落机构及操作方法，属于逃生自救装置技术领域，包括电机及双导轨玻璃升降器，所述电机的输出轴与所述双导轨玻璃升降器的卷丝机构连接，还包括鱼尾螺柱、预紧力弹簧、拉环、拉线、滑块及滑轮；该系统通过对电机固定方式以及玻璃升降器的改装，实现了电机的自锁解除以及断电情况下省力的车窗升降，实现驾驶人的安全逃生，从而大大增加了汽车不慎落水或驶入水位较深的凹坑或者涵洞等高水位环境时，驾驶人的逃生概率。
Description
技术领域
本发明涉及逃生自救装置技术领域，具体为一种新型纯机械车窗应急降落机构及操作方法。
背景技术
近年来，随着气候逐渐变暖，降水量增多，急行冷锋经过大部分地区带来突发性暴雨。在司机行驶过程中，当积水达到一定深度时，就会没过发动机，使车子无法行驶，过深积水使得车窗与车门在车内外的巨大压力差下无法凭人力打开，而雨水逐渐渗入车内挤出空气，致人窒息死亡，这使得暴雨淹车成为了当今交通安全的重要隐患之一。
基于水位检测自动开启门窗的技术
吉利在2008年申请了一项“汽车落水自动打开门锁及车窗装置”的专利，装有这项专利的车型会在车头两侧设置水位检测开关。当车辆涉水深度足够触发水位检测开关时，电路接通，车门将解锁，车窗玻璃自动下降，方便车内人员及时逃脱；如果车辆侧翻入水，水位达到检测开关，系统将启动并工作。远离水面一侧的车门锁将打开，车窗降下，车内人员可以打开车门尽快逃生。
基于安全浮力气囊弹射的技术
在2010年曾提出的一项方案是，当传感器感受到水压信号后发射给控制器，控制器发射点火信号触发所有的气体发生器，气体发生器点火后产生大量气体使气袋迅速充满气体，从而使汽车浮起，或者在传感器感应到压力不同时，触发一侧气袋使其打开。本系统的技术解决方案是在轮毂上的中部预先安装汽车防水淹安全气囊装置，该气囊装置由浮力气囊、胎压感应系统、自动充气气嘴、独立气体补充器、充气控制气阀，自动落水感应开关(压力传感器)手动开启开关等组成。
基于启动备用回路驱动电机的研究
大量的汽车制造厂商实验数据显示：车辆在遭受突然外力(如涉水冲击)以及水淹等情况下，蓄电池一般不太不容易出现短路等故障、电动车窗以及所驱动的电机也不太可能在短时间内受到冲击和影响。所以有研究称可以绕开原有控制电路，在满足一定条件下启动另外一条回路，直接快速驱动电机，即可实现电动门窗的快速下降。但目前并未见到实物。
以上技术存在问题如下：
1、检测器仅放置于车头两侧，如车辆后部先落水，检测器检测水位势必将延迟，可能会错过最佳逃生时机。
2、若水位过深，车辆刚落水时，检测器启动报警，车窗立即下降，涌入的水流可能造成车辆发生倾覆，将人倒扣车里。
3、车辆落水后，电瓶短路或断电情况下，该系统不能进行正常工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型纯机械车窗应急降落机构及操作方法，以使汽车在被水淹断电情况下能够轻易降落车窗逃生。
本发明的技术方案为：一种纯机械车窗应急降落机构，包括电机及双导轨玻璃升降器，所述电机的输出轴与所述双导轨玻璃升降器的卷丝机构连接，还包括鱼尾螺柱、预紧力弹簧、拉环、拉线、滑块及滑轮；
所述电机通过鱼尾螺柱固定在车门的夹层内，并且电机与车门内板内侧之间的鱼尾螺柱上还套设有预紧力弹簧；
所述拉环设置在车门内板外侧，并且拉环还通过短杆与电机外壳固定连接；
所述滑轮的数量为四个，其中两个设置在双导轨玻璃升降器的托架上，另外两个设置在车门内板内侧下部；
所述拉线一端与一收紧装置连接，收紧装置再与车门内板内侧下部固定连接，另一端穿过四个滑轮后挂于车门内板外侧；
所述滑块通过弹簧与车门内板的内壁连接；
进一步，所述预紧力弹簧的数量为三个，预紧力弹簧的弹性系数其中m为汽车的质量，v为汽车的转弯极限速度，x为弹簧压缩长度(大约1cm)， R为车辆的转弯半径。
进一步，所述的收紧装置包括外壳、转轴、发条装置、棘轮、及锁块，其中所述棘轮设置在转轴上，转轴设置在外壳之间，所述发条装置缠绕在转轴上并且发条装置的一端与转轴固定连接，发条装置的另一端与外壳侧壁固定连接，所述锁块通过小轴与外壳内壁连接。
一种纯机械车窗应急降落机构操作方法，利用上述纯机械车窗应急降落机构，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：当汽车不慎落水或驶入水位较深的凹坑或者涵洞等高水位环境时，过高水位导致汽车内部所有电子设备失灵，车门由于内外的压力差而无法正常开启，当水位不足以将车体全部没过时，驾驶人可以拉动拉环使电机与双导轨玻璃升降器的卷丝机构彻分离，此时预先设定的小滑块由于弹簧的弹力作用弹入缝隙，使得电机与双导轨玻璃升降器的卷丝机构彻底分离，解除电机的自锁；
步骤二：然后驾驶人可拉动拉线，通过滑轮机构省力将车窗拉下，实现逃生。若水位足以将车体全部淹没时，操作步骤和之前相同，但是不同点在于驾驶人只需使车窗下降一定距离，加速水流涌入车内的同时防止过大水流时汽车发生倾覆，进而加速消除车内外压力差，能尽快打开车门或者通过车窗逃生。
采用上述技术方案的本发明能够带来如下有益效果：
第一，本发明采取纯机械机构，安全性更有保障，且结构简单轻便，适用于大多数车型。
第二，本发明操作简单易懂，采用了大量滑轮结构，保证了力量偏弱的人群人身安全也增大了此装置的适用人群范围。
第三，此升降机构对于玻璃的升降距离可以人为调节，避免涌入的水流可能造成的车辆倾覆，将人倒扣车里的情况。
附图说明
图1为本发明的系统工作结构框图；
图2为本发明的汽车转向各参数理想关系图；
图3为本发明的结构示意图；
图4为本发明的拉环、滑块及电机的位置关系示意图；
图中，1-鱼尾螺柱、2-预紧力弹簧、3-拉环、4-拉线、5-滑块、6-滑轮、 7-收紧装置。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施方式对本发明作进一步阐述；
一种纯机械车窗应急降落机构，包括电机及双导轨玻璃升降器，所述电机的输出轴与所述双导轨玻璃升降器的卷丝机构连接，其特征在于：还包括鱼尾螺柱1、预紧力弹簧2、拉环3、拉线4、滑块5及滑轮6；
所述电机通过鱼尾螺柱1固定在车门的夹层内，并且电机与车门内板内侧之间的鱼尾螺柱1上还套设有预紧力弹簧2；
所述拉环3设置在车门内板外侧，并且拉环3还通过短杆与电机外壳固定连接；
所述滑轮6的数量为四个，其中两个设置在双导轨玻璃升降器的托架上，另外两个设置在车门内板内侧下部；
所述拉线4一端与车门内板内侧下部固定连接，另一端穿过四个滑轮6后与一收紧装置连接7；
所述滑块5通过弹簧与车门内板的内壁连接；
进一步，所述预紧力弹簧2的数量为三个，预紧力弹簧2弹性系数其中m为汽车的质量，v为汽车的转弯极限速度，x为弹簧压缩长度(大约1cm)，R为车辆的转弯半径，关于弹簧强度的选择：在各种极端转向情况下利用由两轴汽车在车轮为绝对刚体的假设条件下，依据外转向轮偏转角α和内转向轮偏角β的关系求出α；其中B为两侧主销轴线与地面相交点之间的距离，L为车辆的轴距；又根据车辆的转弯半径可求得车辆的转弯半径R；最后根据公式即可求出弹簧的劲度系数之所以要求出这个弹簧的劲度系数K值，是为了避免车辆转弯时在离心力的作用下，电机与双导轨玻璃升级器的卷丝机构自动脱扣，导致无法通过电机对玻璃进行正常的升降。
进一步，所述的收紧装置7包括外壳、转轴、发条装置、棘轮、及锁块，其中所述棘轮设置在转轴上，转轴设置在外壳之间，所述发条装置缠绕在转轴上并且发条装置的一端与转轴固定连接，发条装置的另一端与外壳侧壁固定连接，所述锁块通过小轴与外壳内壁连接。
一种纯机械车窗应急降落机构操作方法，利用上述纯机械车窗应急降落机构，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：当汽车不慎落水或驶入水位较深的凹坑或者涵洞等高水位环境时，过高水位导致汽车内部所有电子设备失灵，车门由于内外的压力差而无法正常开启，当水位不足以将车体全部没过时，驾驶人可以拉动拉环使电机与双导轨玻璃升降器的卷丝机构彻分离，此时预先设定的小滑块由于弹簧的弹力作用弹入缝隙，使得电机与双导轨玻璃升降器的卷丝机构彻底分离，解除电机的自锁；
步骤二：然后驾驶人可拉动拉线，通过滑轮机构省力将车窗拉下，实现逃生。若水位足以将车体全部淹没时，操作步骤和之前相同，但是不同点在于驾驶人只需使车窗下降一定距离，加速水流涌入车内的同时防止过大水流时汽车发生倾覆，进而加速消除车内外压力差，能尽快打开车门或者通过车窗逃生。
以上所述，仅为本发明的较佳是实施方式，并非是对本发明的限制，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的指引下，所作出的等效替换与修饰，均落入本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种新型纯机械车窗应急降落机构，包括电机及双导轨玻璃升降器，所述电机的输出轴与所述双导轨玻璃升降器的卷丝机构连接，其特征在于：还包括鱼尾螺柱(1)、预紧力弹簧(2)、拉环(3)、拉线(4)、滑块(5)及滑轮(6)；
所述电机通过鱼尾螺柱(1)固定在车门的夹层内，并且电机与车门内板内侧之间的鱼尾螺柱(1)上还套设有预紧力弹簧(2)；
所述拉环(3)设置在车门内板外侧，并且拉环(3)还通过短杆与电机外壳固定连接；
所述滑轮(6)的数量为四个，其中两个设置在双导轨玻璃升降器的托架上，另外两个设置在车门内板内侧下部；
所述拉线(4)一端与一收紧装置连接(7)，该收紧装置(7)再与车门内板内侧下部固定连接，拉线(4)另一端穿过四个滑轮(6)后挂于车门内板外侧；
所述滑块(5)通过弹簧与车门内板的内壁连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型纯机械车窗应急降落机构，其特征在于：所述预紧力弹簧(2)的数量为三个，预紧力弹簧(2)弹性系数其中m为汽车的质量，v为汽车的转弯极限速度，x为弹簧压缩长度(大约1cm)，R为车辆的转弯半径。
3.根据权利要求1所述的一种新型纯机械车窗应急降落机构，其特征在于：所述的收紧装置(7)包括外壳、转轴、发条装置、棘轮、及锁块，其中所述棘轮设置在转轴上，转轴设置在外壳之间，所述发条装置缠绕在转轴上并且发条装置的一端与转轴固定连接，发条装置的另一端与外壳侧壁固定连接，所述锁块通过小轴与外壳内壁连接。
4.一种新型纯机械车窗应急降落机构操作方法，利用上述一种新型纯机械车窗应急降落机构，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：当汽车不慎落水或驶入水位较深的凹坑或者涵洞等高水位环境时，过高水位导致汽车内部所有电子设备失灵，车门由于内外的压力差而无法正常开启，当水位不足以将车体全部没过时，驾驶人可以拉动拉环使电机与双导轨玻璃升降器的卷丝机构彻分离，此时预先设定的小滑块由于弹簧的弹力作用弹入缝隙，使得电机与双导轨玻璃升降器的卷丝机构彻底分离，解除电机的自锁；
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