CN112224362A - 一种汽车落水救生系统 - Google Patents

Abstract

一种汽车落水救生系统，属于车辆安全逃生系统技术领域，一种车辆落水安全逃生系统包括传感器，信息采集装置、控制器、弹爆装置、主动触发装置、报警器，弹爆装置包括基座，内部弹簧，内部顶柱内部橡胶垫，外部弹簧，外部顶柱，外部橡胶垫，安装座，内部导向杆，气囊外罩，气囊，契合夹，气体发生器，连接板和外部导向杆，当汽车落水后，气体发生器接收到信号后发生化学反应，急速充气，使气囊迅速膨胀，气囊克服契合夹的装夹力，将气囊外罩弹开，气囊与水面接触，提供浮力，以便保证汽车落水后不下沉，减缓乘客恐慌，以便能更好的自救，此外该装置能够减少救援难度及救援成本，提高事故过程中乘客的生存几率。

Description

一种汽车落水救生系统

技术领域

本发明专利涉及一种汽车落水救生系统，属于车辆安全逃生系统技术领域。

背景技术

机动车的数量年年倍增，而存在于机动车辆安全隐患越来越多，并且近年来机动车落水造成乘客大量伤亡的事件频频发生，机动车落水乃至机动车沉入水底造成被困人员和乘客死亡失踪的事件频频发生，机动车落水后的安全及其救生和逃生问题变得极其重要。

现有的机动车往往只是配有救生锤，落水后车辆的不断下沉造成的乘客恐慌往往使乘客错失最佳自救时间，且机动车落水后下沉增加了救援的难度及成本。

针对以上问题，本发明提出了一种汽车落水救生系统。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种汽车落水救生系统，能够在汽车落水后打开救生气囊，且在打开时有效减小救生气囊对车体内部的冲击，以保障汽车落水后不下沉，减缓乘客恐慌，以便能更好的自救，此外该装置能够减少救援难度及救援成本，提高事故过程中乘客的生存几率。

为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：一种汽车落水救生系统，包括传感器，信息采集装置，控制器，弹爆装置，主动触发装置，报警器。

能够在汽车落水后打开救生气囊，且在打开时有效减小救生气囊对车体内部的冲击，以保障汽车落水后不下沉，减缓乘客恐慌，以便能更好的自救，以及当机动车的救生气囊打开后报警器会同时报警警告周围施救人员被困机动车辆的具体位置，此外该装置能够减少救援难度及救援成本，提高事故过程中乘客的生存几率。

为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：一种汽车落水救生系统，包括传感器，信息采集装置，控制器，弹爆装置，主动触发装置，报警器，基座,内部弹簧,内部顶柱,内部橡胶垫,外部弹簧,外部顶柱,外部橡胶垫,安装座,内部导向杆,气囊外罩,气囊,契合夹，气体发生器，连接板，外部导向杆和安装槽。

当机动车由于意外事故不慎落水后机动车冲击水面，无论机动车处于任何角度和方式都自由下沉，如果驾驶员意识清醒可以在机动车落水后立即按下安装在驾驶座左侧的主动触发按钮，此时经过信息处理器的信息回馈，并将信息传导给控制器以及驱动器，此时由驱动器控制的气体发生器接收到信号将会触发弹爆发生救生气囊的弹出。

但是如果机动车落水后由于碰撞或者各种原因造成驾驶员无意识或处于昏迷状态，当机动车下沉到六面任意一面的传感器的压力值达到可触发弹爆装置的水压信号值时。

当传感器接收到水压信号，将信号通过信息传输系统传送给信息采集装置，信息采集装置通过原内置硬件程序编程信息和传感器传送来的水压信号进行不断的信息转化处理和信息对比。

当信息采集装置中的原程序信息与传感器探测的信息进行对比结果在可执行范围内，进而将执行信息传送给控制器。

控制器接收到执行信号后，控制器通过信息传送系统将执行信息传送给驱动器，由驱动器控制的双级储存气体式气体发生器与多个引燃器结合的小型气体烟火式装置，对输向气体发生器的气体进行加热，通过这种加热方式提高气体在安全气囊中的压力。其双级气体发生器的第一级与第二级气体发生量之比为70：30、60：40和50：50通过对不同车型的重量的机动车我们调节传感器的信息参数，和选取不同的双级气体发生器。将长方形嵌入式隔块嵌入到机动车的四个车门和车门后方，由长方形嵌入式隔块包裹着的救生气囊由传感器，气囊电脑和气体发生装置控制。

当机动车落水后可调节传感器通过CAN总线传递的信号交付给信心处理器以及气囊电脑后，如果处理器和气囊电脑判定达到所启动执行器的起爆标准时，就会给控制器和气体发生装置发送点火信号，其会在极短时间内产生大量氮气充满救生气囊，此时救生气囊便会在极短时间内突破长方形嵌入式隔块，从而在机动车的四周围迅速爆开，此时由水提供的浮力可以使落水机动车辆漂浮在水面上，当机动车侧翻或者平躺入水后无论以怎样的角度和姿势，都会因为救生气囊的包裹在机动车四周而机动车浮在水面时机动车会以正常行驶的姿势漂浮在水面上，当机动车漂浮在水面上后，车内存水流出即可为车内驾驶人员或者被困人员提供氧气，此时车内安装报警器即可对外界人员发出救生信号，与此同时被困人员即可在车内等待，若有被困人员不慎跌到车外，可抱住车外包裹着机动车四周围的救生气囊，脱离危险。

进一步地，所述一种汽车落水救生系统，传感器为可调节式水压传感器，控制器为SMT32控制器。

进一步地，所述一种汽车落水救生系统，内部弹簧和外部弹簧的材料为高锰钢。

进一步地，所述一种汽车落水救生系统，内部橡胶垫和外部橡胶垫为内部钢丝橡胶垫。

进一步地，所述一种汽车落水救生系统，气囊为防老化层-胶粘层-阻气层-胶粘层-编织式载荷承载层-胶粘层压制而成的。

进一步地，所述一种汽车落水救生系统，气囊防老化层的材料是聚氟乙烯。

本发明对于对机动车所产生的浮力和对于救生气囊的体积大小而产生的对机动车的浮力计算。

根据对市场上的不同大小和类型的机动车的重量的调查。荷载20人的大巴车重量大约在4吨左右，荷载在30人的大巴重量在6吨左右。对于家庭轿车普通小型轿车重量在1.2吨～1.3吨左右，中高级轿车重量在1.4吨～1.6吨左右，而大型轿车和大型SUV的重量为2.0吨～2.5吨左右。其中以30人公共汽车为例空车重量为大约6吨车长是8995mm，车宽是2500mm，车高有3280mm，其中国城市大巴或公共汽车车型近似长方体，既：

当公交车落水后，其车缓慢下降此时机动车受到向上的浮力大于向下的机动车的自身的重力，与此同时机动车四周两侧实到相等且相反的压力相互抵消，所以有：

V_排=8.9m*2.5m*3.3m=73.43m³此时因为机动车内有各种占用空间配置，所以将机动车视为此体积下可以得到最大的V_排获得足够大的浮力，所以可以视为此体积。

当机动车完全浸入水中时就有：来自向下水压F₁和向上的力F₂此时F₂>F₁，就有F₂-F₁=F_浮

此时机动车上表面F₁=P₁S=ρ_液gh₁S与F₂=P₂S=ρ_液gh₂S,此处h₁是机动车上表面与水面的距离h₂是机动车底片与水面的距离。所以F_浮=ρ_液gS(h₁-h₂)= ρ_液g V_排.

当机动车落水打开救生气囊时，此时机动车上表面不受水面的压力，所以就有F_浮=1.0*

Kg/m³*6000Kg*2/3*73.43m³=293.72*10⁶N.

若1立方米的空气由容器密封，完全浸没于水中，忽略空气重量，忽略容器体积及重力，则可提供的浮力=ρ_水gV_排 =（1000kg/m^3)(10N/kg)(1m^3) =10000N,即可浮起一吨重物。

所以根据上述计算可知由1立方米的空气可以提供10000N，所以维持机动车车身在被水淹没在2/3时需6立方米的空气可以使汽车保持在水面上在机动车车身被淹没2/3时。所以机动车四周围的救生气囊中空气总共填充6立方米的空气。即可保证人员安全，阻止公共车进一步沉没。此种系统可以完全阻止落水机动车的安全隐患，为人员逃生和保障人员生民健康做强有力保障。

本发明的有益效果是：使用本系统能够在汽车落水后打开救生气囊，且在打开时有效减小救生气囊对车体内部的冲击，以保障汽车落水后不下沉，减缓乘客恐慌，以便能更好的自救。此外该装置能够减少救援难度及救援成本，提高事故过程中乘客的生存几率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的系统示意图；

图2是本发明的机动车落水后气囊打开状态结构示意图 ；

图3是本发明的机动车中传感器和气囊弹爆装置的安装位置 ；

图4是本发明的基座的部分示意图；

图5是本发明的气囊外罩的示意图；

图6是本发明的气囊弹爆装置的整体示意图；

图7是本发明的气囊弹爆装置发生弹爆后的示意图；

图中各标号如下：

图中：100.传感器，200.信息采集装置，300.控制器，400.弹爆装置，500.主动触发装置，600.报警器， 401.基座，402.内部弹簧,403.内部顶柱,404.内部橡胶垫,405.外部弹簧,406.外部顶柱,407.外部橡胶垫,408.安装座,409.内部导向杆,410.气囊外罩,411.气囊,412.契合夹，413.气体发生器,414.连接板，415.外部导向杆和416.安装槽。

具体实施方式

请参阅图1—7，本发明的一种汽车落水救生系统包括传感器100，信息采集装置200，控制器300，弹爆装置400，主动触发装置500，报警器600，其特征在于上述所述弹爆装置包括基座401，内部弹簧402,内部顶柱403,内部橡胶垫404,外部弹簧405,外部顶柱406,外部橡胶垫407,安装座408,内部导向杆409,气囊外罩410,气囊411,契合夹412，气体发生器413，连接板414，外部导向杆415。

气体发生器413包括驱动器及烟火式安全气囊气体发生器，传感器100安装于汽车底盘，机动车车顶和机动车侧面以及前后都安装有传感器100，用于检测落水后水压，并将信号传递给信息采集装置200，信息采集装置200与控制器300在具有防水外罩的保护下安装于机动车底盘内部与机动车骨架固连，主动触发装置500安装于驾驶员右侧的操作区域，当机动车落水后驾驶员可立即按下主触发装置500，将触发信息传送给信息采集装置200，此时经过信息采集装置的信息算法处理，并将信息传导给控制器300以及气体发生器413的驱动器，此时气体发生器413的驱动器控制气体发生器413的引燃器结合的小型气体烟火式装置动作，弹出气囊411。

如果没有按下主动触发装置500，当机动车下沉到六面任意一面的传感器100的压力值达到可触发弹爆装置400的设定水压信号值时。当传感器100接收到水压信号，将信号传送给信息采集装置200，信息采集装置200通过原内置硬件程序编程信息和通过传感器100传送来的水压信号进行不断的信息转化处理和信息对比。当信息采集装置200中的原程序信息与传感器100探测的信息进行对比结果在可执行范围内，进而将执行信息传送给控制器300。控制器300接收到执行信号后，控制器300通过控制气体发生器413，弹爆装置400发生弹爆,释放气囊411。

将防水气体发生器413与基座401固连于机动车机架内部，将椭圆长条式安全气囊411与基座401内接在与和基座401相结合的气体发生器413的出气口相连接并通过信息传输将椭圆长条式安全气囊的弹爆信息反馈与信息采集装置200再将信息反馈与控制器300，当机动车落水时机动车四面的气囊411将同时爆炸弹出，包裹住机动车四周使其漂浮在水面上，机动车顶部与底盘安装有高音警笛报警器600采用内埋式安装避免影响机动车美观。气体发生器413安装于基座401中部，在收到信号时触发化学反应，释放大量气体，内部导向杆409与基座401固连，内部弹簧402套装于内部导向杆409之上，内部导向杆409为内部弹簧402起导向作用，内部弹簧402一端压紧内部橡胶垫404，内部橡胶垫404靠弹性力将气囊411压紧于基座401，内部弹簧402另一端压紧内部顶柱403，内部顶柱403靠弹性力将气囊411压紧于基座401，安装座408固连于基座401两端，外部导向杆415与安装座408固连，外部弹簧405套装于外部导向杆415之上，外部导向杆415为外部弹簧405起导向作用，外部弹簧405一端将外部橡胶垫407压紧于安装座408，外部弹簧405另一端压紧外部顶柱406，外部顶柱406靠弹性力压紧于基座401，契合夹412固连于气囊外罩410，气囊外罩410通过契合夹412装夹于连接板414, 连接板414固连于基座401。整个弹爆装置安装于安装槽416内。安装槽416位于机车四周。

工作过程中，一种汽车落水救生装置通过安装座408与机动车A柱和B柱固连，气囊外罩410与汽车外钣金平齐，当汽车落水后，气体发生器413接收到信号后发生化学反应，急速充气，使气囊411迅速膨胀，气囊411克服契合夹412的装夹力，将气囊外罩410弹开，气囊411与水面接触，提供浮力，以便保证汽车落水后不下沉，以便乘客自救或更方便救援，因气囊411弹开时，对周围结构具有一定冲击，内部弹簧402与外部弹簧405在弹爆过程中能够有效地缓冲冲击，以防车辆变形对内部乘客造成伤害。

Claims (8)

1.一种汽车落水救生系统，包括传感器（100），信息采集装置（200）、控制器（300）、弹爆装置（400）、主动触发装置（500）、报警器（600），其特征在于：所述的弹爆装置（400）包括基座（401），内部弹簧（402）,内部顶柱（403）,内部橡胶垫（404）,外部弹簧（405）,外部顶柱（406）,外部橡胶垫（407）,安装座（408）,内部导向杆（409）,气囊外罩（410）,气囊（411）,契合夹（412），气体发生器（413），连接板（414）和外部导向杆（415），传感器（100）安装于汽车底盘、车顶和机动车竖直四面，信息采集装置（200）与控制器（300）安装于机动车底盘，主动触发装置（500）安装于驾驶员右侧的操作区域，弹爆装置（400）安装于安装槽（416），机动车顶部与底盘安装有报警器（600），所述气体发生器（413）安装于所述基座（401）中部，所述内部导向杆（409）与所述基座（401）固连，所述内部弹簧（402）套装于所述内部导向杆（409）之上，所述内部弹簧（402）一端压紧所述内部橡胶垫（404），所述内部橡胶垫（404）靠所述内部弹簧（402）的弹性力将所述气囊（411）压紧于所述基座（401），所述内部弹簧（402）另一端压紧所述内部顶柱（403），所述内部顶柱（403）靠弹性力将所述气囊（411）压紧于所述基座（401），所述安装座（408）固连于所述基座（401）两端，所述外部导向杆（415）与所述安装座（408）固连，所述外部弹簧（405）套装于所述外部导向杆（415）之上，所述外部弹簧（405）一端将所述外部橡胶垫（407）压紧于所述安装座（408），所述外部弹簧（405）另一端压紧所述外部顶柱（406），所述外部顶柱（406）靠弹性力压紧于所述基座（401），所述契合夹（412）固连于所述气囊外罩（410），所述气囊外罩(410)通过所述契合夹（412）装夹于所述连接板（414）, 所述连接板（414）固连于所述基座（401）。

2.根据权利要求1所述的一种汽车落水救生系统，其特征在于：传感器（100）为可调节式水压传感器，控制器（300）为SMT32控制器。

3.根据权利要求2所述的一种汽车落水救生系统，其特征在于：所述可调节式水压传感器为扩散硅压力液位变送器。

4.根据权利要求3所述的一种汽车落水救生系统，其特征在于：所述气体发生器（413）为新型固体气体发生剂的双级气体发生器。

5.根据权利要求4所述的一种汽车落水救生系统，其特征在于：所述内部弹簧（402）和所述外部弹簧（405）的材料为高锰钢。

6.根据权利要求5所述的一种汽车落水救生系统，其特征在于：所述内部橡胶垫（404）和所述外部橡胶垫（407）为内部钢丝橡胶垫。

7.根据权利要求6所述的一种汽车落水救生系统，其特征在于：所述气囊（411）为防老化层-胶粘层-阻气层-胶粘层-编织式载荷承载层-胶粘层压制而成的，所述气囊（411）的防老化层的材料是聚氟乙烯。

8.根据权利要求7所述的一种汽车落水救生系统，其特征在于：所述气体发生器（413）包括驱动器及烟火式安全气囊气体发生器。

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