CN111038709B - 一种直升机安全气囊触发方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直升机安全气囊触发方法及其装置，该装置包括传感器系统、控制器和独立电源系统，传感器系统包括加速度传感器、飞行高度传感器和手动触发开关，控制器与传感器系统连接，获取传感器系统中各传感器信号，并经数据处理、计算与对比后，发出相应的触发信号，打开直升机安全气囊，独立电源系统用于紧急情况下直升机安全气囊系统供电。直升机高空出现紧急状态不可控坠毁时，驾驶员可自行打开手动触发开关，向气囊较缓慢充气，开启安全气囊；直升机高空出现撞击，向气囊极速充气，以最快速度给机载人员提供防护；直升机低空出现紧急状态下坠，向气囊快速充气，防护同时避免惊吓；直升机撞击到地面，向气囊极速充气，快速提供缓冲防护。

Description

一种直升机安全气囊触发方法及其装置

技术领域

本发明涉及应急安全防护的技术领域，具体涉及一种直升机安全气囊触发方法及其装置。

背景技术

直升机是现代空中交通运输常用工具，在军事和民用领域应用广泛。因其固有的垂直起降特性，使人们能够在许多不具备机场跑道及配套设备的特种地域进行起降。随着直升机的发展，直升机的驾驶安全性能逐渐显现，直升机事故明显提高，其中坠机事故的比例不占少数，由此带来的损失往往也是最为惨重的，直升机的安全性就变得尤为重要。直升机失控坠落对于飞行员和搭载的乘客来说无异于自由落体，虽然旋翼能提供一定的坠阻，可是从较高处坠落，特别是砸在硬质平面上，机体难免会发生形变，直升机用安全气囊的应用将更有效的减少伤害、保护飞行员的头部和颈部。

学位论文《汽车安全气囊控制单元的设计与实现》里较为全面的阐述了汽车安全气囊系统的构成和原理，汽车安全气囊的检测控制装置采用多向碰撞加速度传感器自动检测并在碰撞发生时打开气囊。直升机安全气囊系统和汽车安全气囊系统具有较大区别。

CN101045484A《直升机主动安全气囊》公开了一种用于直升机发生险情时提高存活率的装置，但其工作模式仅为手动，当险情出现时，由机上人员操纵控制器打开气囊。

CN102481980A《飞机乘员保护系统》公开了一种用于飞机上的乘员保护系统，其检测装置由撞击检测系统和即将坠毁系统组成，通过传感器系统感知飞机即将发生和已经发生的碰撞，从而有区别的启动不同的安全系统，全程为系统自动判别。

发明内容

为实现手动操作与自动检测的交互融合，提高安全性，本发明提供了一种直升机安全气囊触发方法及其装置，同时对直升机飞行高度、机身和加速度、机身和加速度撞击和手动触发开关状态进行监测，根据直升机所处的各种不同状态采取相应的触发方式打开气囊，给予驾驶员和乘员更好的保护。

本发明提供如下技术方案：

一种直升机安全气囊触发方法，包括如下步骤：

A、获取直升机所处的高度、机身和加速度以及手动触发开关的开闭状态；

B、将直升机所处的高度与直升机高度阈值进行比较，如果直升机所处的高度大于直升机高度阈值，则执行步骤C；如果直升机所处的高度小于直升机高度阈值，则执行步骤F；

C、检查手动触发开关的开闭状态，如果手动触发开关被打开，则执行步骤D；如果手动触发开关未被打开，则执行步骤E；

D、触发充气装置较缓慢的对直升机安全气囊充气；

E、将机身和加速度与机身和加速度撞击阈值进行比较，如果机身和加速度小于机身和加速度撞击阈值，则执行步骤A；如果机身和加速度大于机身和加速度撞击阈值，则触发充气装置极速的对直升机安全气囊充气；

F、将机身和加速度与机身和加速度失重阈值进行比较，如果机身和加速度小于机身和加速度失重阈值，则触发充气装置较快速的对直升机安全气囊充气；如果机身和加速度大于机身和加速度失重阈值，则执行步骤E。

一种直升机安全气囊触发装置，包括传感器系统、控制器和独立电源系统，所述传感器系统包括加速度传感器、飞行高度传感器和手动触发开关，所述控制器与所述传感器系统连接，获取所述传感器系统中各传感器信号，并经数据处理、计算与对比后，发出相应的触发信号，打开直升机安全气囊，所述独立电源系统用于紧急情况下直升机安全气囊系统供电。

进一步的，所述触发信号包括慢速充气触发信号和快速充气触发信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的一种直升机安全气囊触发方法及其装置，综合搜集了直升机所处的高度h、机身和加速度SVM以及手动触发开关S多种信息，经控制器综合判断，当直升机所处的高度较高，驾驶员可自主手动触发时，控制器发出触发信号1，触发充气装置较慢的对气囊充气，气囊有足够时间展开，最大限度减少气囊对机载人员的冲击；直升机在高空中出现撞击时，控制器发出触发信号1和触发信号2，触发充气装置极速的给气囊充气，以最快速度给机载人员提供缓冲防护；直升机在低空中出现紧急状态不可控下坠过程中，控制器发出触发信号2触发充气装置给气囊较快速充气，在快速给机载人员提供防护的同时减少气囊对机载人员的冲击，防止惊吓；直升机在低空中出现紧急状态坠毁，直升机撞击到地面，控制器发出触发信号1和触发信号2触发充气装置极速的给气囊充气，以最快速度给机载人员提供缓冲防护。

附图说明

图1为本发明的触发方法的流程图；

图2为本发明的触发装置的示意图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本发明做进一步说明,显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

参见图1，本发明的一种直升机安全气囊触发方法，包括如下步骤：

A、获取直升机所处的高度h、机身和加速度SVM以及手动触发开关S的开闭状态；

B、将直升机所处的高度h与直升机高度阈值H进行比较，如果直升机所处的高度大于直升机高度阈值h＞H，则执行步骤C；如果直升机所处的高度小于直升机高度阈值h≤H，则执行步骤F；

C、检查手动触发开关的开闭状态，如果手动触发开关被打开S＝1，高空中手动打开状态，则执行步骤D；如果手动触发开关未被打开S＝0，则执行步骤E；

D、控制器发出触发信号1，触发充气装置较缓慢的对直升机安全气囊充气；较缓慢充气耗时为500ms～1s。

E、将机身和加速度SVM与机身和加速度撞击阈值G进行比较，如果机身和加速度小于机身和加速度撞击阈值SVM≤G，则执行步骤A；如果机身和加速度大于机身和加速度撞击阈值SVM＞G，高空发生撞击状态，控制器发出触发信号1和触发信号2，触发充气装置极速的对直升机安全气囊充气；极速充气耗时为50ms～200ms。

F、将机身和加速度SVM与机身和加速度失重阈值g进行比较，如果机身和加速度小于机身和加速度失重阈值SVM＜g，直升机处于低空坠落状态，控制器发出触发信号2，触发充气装置较快速的对直升机安全气囊充气；较快速充气耗时为200ms～500ms。如果机身和加速度大于机身和加速度失重阈值，直升机发生低空撞击，则执行步骤E。

本方法可以通过实施例二公开的直升机安全气囊触发装置实现，实施例二公开的技术内容也应作为本实施例公开的内容。

实施例二：

参见图2，一种直升机安全气囊触发装置，包括传感器系统、控制器和独立电源系统，所述传感器系统包括加速度传感器、飞行高度传感器和手动触发开关，对直升机所处的高度h、机身和加速度SVM以及手动触发开关S的开闭状态进行监测，所述控制器与所述传感器系统连接，获取所述传感器系统中各类传感器信号，并经数据处理、计算与对比后，发出相应的触发信号，打开直升机安全气囊，所述独立电源系统用于紧急情况下直升机安全气囊系统供电。

在本实施例中，传感器系统持续监测直升机所处的高度h、机身和加速度SVM以及手动触发开关S的开闭状态；控制器根据传感器系统的检测值与设定阈值进行对比判断，确定在合适的时候发出触发信号1和触发信号2，打开安全气囊，保护直升机乘员安全。其中，触发信号1是慢速充气触发信号，可以触发充气装置较缓慢的对直升机安全气囊充气，触发信号2是快速充气触发信号，可以触发充气装置较快速的对直升机安全气囊充气。同时发出触发信号1和触发信号2,可以触发充气装置极速的对直升机安全气囊充气。

在本实施例中，控制器采用高性能、低成本、低功耗的嵌入式单片机STM32，控制器内提前设置了比对阈值，包括：直升机高度阈值H、机身和加速度失重阈值g、机身和加速度撞击阈值G、手动触发开关的开闭状态0和1。

在本实施例中，独立电源系统与直升机自身电源系统相对独立，防止直升机电源在紧急状态时故障造成直升机安全气囊失效。独立电源系统电压不大于人体安全电压36V，优选为24V。

当直升机在高空中出现紧急状态不可控坠毁时，直升机驾驶员可自行打开手动触发开关，开启直升机安全气囊，此时控制器发出触发信号1触发充气装置给气囊较缓慢充气，有足够时间展开，可最大限度减少气囊对机载人员的冲击；直升机在高空中出现撞击时，控制器发出触发信号1和触发信号2，触发充气装置极速的给气囊充气，以最快速度给机载人员提供缓冲防护；直升机在低空中出现紧急状态不可控下坠过程中，控制器发出触发信号2触发充气装置给气囊较快速充气，在快速给机载人员提供防护的同时减少气囊对机载人员的冲击，防止惊吓；直升机在低空中出现紧急状态坠毁，直升机撞击到地面，控制器发出触发信号1和触发信号2触发充气装置极速的给气囊充气，以最快速度给机载人员提供缓冲防护。

根据不同状况，采用不同的触发策略，触发信号1和触发信号2的各自作用和共同作用，在为机载人员提供安全防护的同时，降低机载人员受冲击程度，提升机载人员舒适度。

直升机安全气囊触发装置的触发过程，可以参照实施例一公开的技术内容进行理解，实施例一公开的内容也应作为本实施例公开的内容。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (1)

1.一种直升机安全气囊触发方法，其特征在于：包括如下步骤：

A、获取直升机所处的高度、机身和加速度以及手动触发开关的开闭状态；

B、将直升机所处的高度与直升机高度阈值进行比较，如果直升机所处的高度大于直升机高度阈值，则执行步骤C；如果直升机所处的高度小于直升机高度阈值，则执行步骤F；

C、检查手动触发开关的开闭状态，如果手动触发开关被打开，则执行步骤D；如果手动触发开关未被打开，则执行步骤E；

D、触发充气装置较缓慢的对直升机安全气囊充气；

E、将机身和加速度与机身和加速度撞击阈值进行比较，如果机身和加速度小于机身和加速度撞击阈值，则执行步骤A；如果机身和加速度大于机身和加速度撞击阈值，则触发充气装置极速的对直升机安全气囊充气；

F、将机身和加速度与机身和加速度失重阈值进行比较，如果机身和加速度小于机身和加速度失重阈值，则触发充气装置较快速的对直升机安全气囊充气；如果机身和加速度大于机身和加速度失重阈值，则执行步骤E。

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