CN114681830B

CN114681830B - 落水汽车防沉及破窗逃生装置

Info

Publication number: CN114681830B
Application number: CN202210230381.7A
Authority: CN
Inventors: 祝锋; 孙赫; 祝周祎; 刘敏
Original assignee: Wuhan University of Technology WUT
Current assignee: Wuhan University of Technology WUT
Priority date: 2022-03-10
Filing date: 2022-03-10
Publication date: 2022-12-02
Anticipated expiration: 2042-03-10
Also published as: CN114681830A

Abstract

本发明涉及一种落水汽车防沉及破窗逃生装置，包括汽车本体，所述汽车本体底部设置有漂浮气囊，所述漂浮气囊包括前部漂浮气囊、中部漂浮气囊和后部漂浮气囊，所述汽车本体内部的车窗顶部角落处设置有破窗器，所述破窗器内设置有电磁控制装置，所述破窗器通过电磁控制装置控制，所述汽车本体内设置有开关控制按钮，所述开关控制按钮分别控制Y型密封管道、气体发生器和电磁控制装置，所述气体发生器和破窗器由同一电源电路控制运行。本发明在车辆落水时能够使车辆漂浮在水面上，避免车内人员发生溺水危险，利用破窗器，能够自动有效击碎车窗，为车内人员提供安全的逃生途径。

Description

落水汽车防沉及破窗逃生装置

技术领域

本发明涉及汽车配件的逃生装置，更具体地说，涉及一种落水汽车防沉及破窗逃生装置。

背景技术

近年来，随着人民生活水平的提高，人们对汽车需求也日益增多，但是人们对于车辆行驶的安全意识却较为薄弱，由于车辆行驶道路的错综复杂性，交通天气的恶劣多变性，以及驾驶人员的不规范操作，导致汽车落水的事故时有发生。由于市面上的汽车防沉降装置操作较为复杂且具有一定的局限性，在汽车落水后，驾驶人员在极其危险情况的下心理慌乱无法完成复杂的求生手段，而对于女性驾驶员不能够有力使用安全锤等逃生装备，进行有效击碎车窗，最终错过最佳的逃生时机，造成了车毁人亡的悲剧。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种落水汽车防沉及破窗逃生装置，其装置能够解决现有落水汽车防沉装置的操作不便和在危险条件下无法有效击碎车窗逃生自救问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种落水汽车防沉及破窗逃生装置，包括汽车本体，所述汽车本体底部设置有漂浮气囊，所述漂浮气囊包括前部漂浮气囊、中部漂浮气囊和后部漂浮气囊，所述前部漂浮气囊和中部漂浮气囊之间通过第一连接气垫连接隔离，所述中部漂浮气囊和后部漂浮气囊之间通过第二连接气垫连接隔离，所述前部漂浮气囊、中部漂浮气囊和后部漂浮气囊侧面均设置有泄气口，所述前部漂浮气囊正面对称设置有两个前部气囊进气管道口，所述中部漂浮气囊正面对称设置有两个中部气囊进气管道口，所述后部漂浮气囊正面对称设置有两个后部气囊进气管道口，相邻的所述前部气囊进气管道口、中部气囊进气管道口和后部气囊进气管道口之间通过三个Y型密封管道两两连通，所述汽车本体内部的前侧面设置有前部气体发生器，所述汽车本体内部的中侧面设置有中部气体发生器，所述汽车本体内部的后侧面设置有后部气体发生器，所述三个Y型密封管道分别与前部气体发生器、中部气体发生器和后部气体发生器固定连接，所述汽车本体驾驶舱内的车窗顶部角落处设置有破窗器，所述破窗器内设置有电磁控制装置，所述破窗器通过电磁控制装置控制，所述汽车本体内设置有开关控制按钮，所述开关控制按钮控制Y型密封管道的启闭、气体发生器的运行、电磁控制装置的电路通断。

按上述方案，所述气体发生器和破窗器由同一电源电路控制运行，且与汽车行驶控制电路相互独立存在。

按上述方案，所述漂浮气囊体积的立方米数大于汽车自重加上满载人员总体重量。

按上述方案，所述漂浮气囊、第一连接气垫和第二连接气垫都采用0.9T1000D/PVC或1.2mmPVC。

按上述方案，所述前部气体发生器、中部气体发生器和后部气体发生器采用叠氮类气体发生剂。

按上述方案，所述叠氮类气体发生剂采用叠氮化钠(N_aN₃)。

按上述方案，所述汽车本体驾驶舱内的四个车窗上都设置有破窗器，所述破窗器设置在车窗顶部靠后角落。

按上述方案，所述破窗器包括支撑杆、卡槽、第一弹簧、第二弹簧、受力挡盘、金属卡头、电磁控制装置、第一定位销、第二定位销、钢钉、垫片、破窗器壳体、第一杆件、第二杆件，所述支撑杆固定连接在破窗器壳体左侧，所述第一杆体上设置有能够自由进出的金属卡头的卡槽，所述电磁控制装置设置在卡槽上方，所述第一定位销固定连接在破窗器壳体上部，所述第一弹簧设置在第一杆件内，所述第二弹簧设置在第二杆件内，所述第一杆件和第二杆件的末端通过第二定位销连接，所述第一弹簧一端连接支撑杆，所述第一弹簧另外一端连接受力挡盘，所述第二弹簧一端连接在第二杆件内部，所述第二弹簧另外一端通过链条与钢钉顶部连接，所述钢钉位于下侧破窗器壳体内部并垫有垫片。

实施本发明的落水汽车防沉及破窗逃生装置，具有以下有益效果：

1、本发明落水汽车防沉及破窗逃生装置，当人们驾驶汽车的过程中发生落水的危险时，被困车内在人员直接手动按下车内的按钮开关，操作方便，经电路控制的气体发生器，Y型密闭管道以及漂浮气囊，车底漂浮气囊迅速完成充气动作，考虑到汽车落水时大多数是车辆头部最先落入水中的情况，前部漂浮气囊与其他部位漂浮气囊相比充气速度更加快捷，使得车辆快速漂浮在水面上，减少车辆的沉水时间以及进水量，从而有效避免车内人员发生溺水危险，同时电信号通过设置的破窗器，破窗器由独立电源电路控制开始工作，能够自主瞬时有效击碎车窗玻璃，为车内人员提供安全的逃生途径，避免车内人员因慌乱而无法采取有效的脱险手段，该装置能够极大提高车内人员的求生几率，有效保护人们的生命财产安全；

2、本发明中设置的漂浮气囊材料选择为0.9T1000D/PVC或1.2mmPVC材料，强度高、质量好、气密性、耐磨性好，漂浮气囊根据汽车本体结构设置为前部漂浮气囊、中部漂浮气囊、后部漂浮气囊三个部分，各个部分均设置有两个进气管道口，避免气体反应物过盈堆积，保证气体反应物反应充分，充气效率高，气囊膨胀迅速，漂浮气囊设置有泄气口，当车辆已经完全脱离落水险情时，可手动打开气囊泄气口，进行泄气，压缩折叠便捷，方便下次充气使用；

3、本发明中设置的连接气垫材料选择为0.9T1000D/PVC或1.2mmPVC材料，可以避免各部位的漂浮气囊在充气过程中发生撕裂的危险，气体发生器采用化学物质N_a N₃参与生成填充气体，可定期补充气体发生化学反应所需的化学物质，漂浮气囊充斥气体为氮气，产气效率高，在气体反应过程中固体产物有固定收容空间且无污染性物质生成，可定期清理，绿色清洁无污染；

4、本发明中设置的破窗器结构简单，易于生产制造，击碎车窗玻璃效果较好，破窗器在完成碎窗动作后，可以自动进行破窗器装置的状态复原，经济效应好。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明落水汽车防沉及破窗逃生装置的整体结构示意图；

图2是本发明落水汽车防沉及破窗逃生装置的侧面内部结构示意图；

图3是本发明的防沉气囊装置结构示意图；

图4是本发明的破窗器逃生装置安装示意图；

图5是本发明的破窗器逃生装置主要结构示意图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1-5所示，本发明的落水汽车防沉及破窗逃生装置，包括汽车本体1，汽车本体1底部设置有漂浮气囊5，漂浮气囊5包括前部漂浮气囊501、中部漂浮气囊502和后部漂浮气囊503，漂浮气囊5体积的立方米数大于汽车自重加上满载人员总体重量。

前部漂浮气囊501和中部漂浮气囊502之间通过第一连接气垫13连接隔离，中部漂浮气囊502和后部漂浮气囊503之间通过第二连接气垫14连接隔离。所述前部漂浮气囊501、中部漂浮气囊502和后部漂浮气囊503侧面均设置有泄气口6，前部漂浮气囊501正面对称的设置有两个前部气囊进气管道口10，中部漂浮气囊502正面对称的设置有两个中部气囊进气管道口11，后部漂浮气囊503正面对称的设置有两个后部气囊进气管道口12，相邻的前部气囊进气管道口10、中部气囊进气管道口11和后部气囊进气管道口12之间通过三个Y型密封管道18两两连通。汽车本体1内部的前侧面设置有前部气体发生器15，汽车本体1内部的中侧面设置有第二气体发生器16，汽车本体1内部的后侧面设置有后部气体发生器17，前部气体发生器15、中部气体发生器16和后部气体发生器17均采用叠氮类气体发生剂，叠氮类气体发生剂采用叠氮化钠(N_aN₃)。漂浮气囊5、第一连接气垫13和第二连接气垫14采用0.9T1000D/PVC或1.2mmPVC。

三个Y型密封管道18分别与前部气体发生器15、中部气体发生器16和后部气体发生器17固定连接。汽车本体1驾驶舱内的车窗4顶部角落处设置有破窗器2，破窗器2设置在车门3的车窗4顶部靠后角落。破窗器2内设置有电磁控制装置25，破窗器2通过电磁控制装置25控制，汽车本体1内设置有开关控制按钮19，开关控制按钮19控制Y型密封管道18的启闭、气体发生器的运行和电磁控制装置25的电路通断，破窗器2包括支撑杆20、卡槽21、第一弹簧22、第二弹簧28、受力挡盘23、金属卡头24、电磁控制装置25、第一定位销26、第二定位销27、钢钉29、垫片30、破窗器壳体31、第一杆件32、第二杆件33。支撑杆20固定连接在破窗器壳体31左侧，第一杆体32上设置有能够自由进出的金属卡头24的卡槽21，电磁控制装置25设置在卡槽21上方，第一定位销26固定连接在破窗器壳体31上部，第一弹簧22设置在第一杆件32内，第二弹簧28设置在第二杆件33内，第一杆件32和第二杆件33的末端通过第二定位销27连接，第一弹簧22一端连接支撑杆20，第一弹簧22另外一端连接受力挡盘23，第二弹簧28一端连接在第二杆件33内部，第二弹簧28另外一端通过链条与钢钉29顶部连接，钢钉29位于下侧破窗器壳体31内部并垫有垫片30。

本发明的优选实施例中，包括汽车本体1，汽车本体1的底端设有由固定支架固定的漂浮气囊5，漂浮气囊5根据汽车部位包括前部漂浮气囊501、中部漂浮气囊502和后部漂浮气囊503，前部漂浮气囊501和中部漂浮气囊502之间由第一连接气垫13连接隔离，中部漂浮气囊502和后部漂浮气囊503之间由第二连接气垫14连接隔离。前部漂浮气囊501、中部漂浮气囊502和后部漂浮气囊503侧面均设置有泄气口6，方便泄气折叠重复使用。前部漂浮气囊501对称的设置有前部气囊进气管道口10，中部漂浮气囊502对称的设置有中部气囊进气管道口11，后部漂浮气囊503对称的设置有后部气囊进气管道口12。前部气囊进气管道口10、中部气囊进气管道口11和后部气囊进气管道口12通过三个Y型密封管道18两两连通，以提高漂浮气囊5的充气效率及膨胀速度。三个Y型密封管道18分别对应的与前部气体发生器15、中部气体发生器16、后部气体发生器17固定连接，Y型密封管道18接收电源信号完成启闭状态转变。前部气体发生器15设置在汽车本体1前部、中部气体发生器16设置在汽车本体1中部、后部气体发生器17器设置在汽车本体1后部，并由独立电源电路的开关控制按钮19控制启动。

本发明的优选实施例中，破窗器2固定安装在汽车本体1的四个车门3的车窗4上，破窗器2设置位置满足在车窗4玻璃边缘角落不影响正常行车视线的要求。由独立电源电路的开关控制按钮19控制启动，独立电源电路开关控制按钮19所用电源电路密封防水性能好，且与汽车本体1的电源电路各自独立运行，预防汽车落入水中后导致汽车电路失灵故障。漂浮气囊5、第一连接气垫13和第二连接气垫14材料均采用0.9T1000D/PVC或1.2mmPVC材料制造形成，利用其强度高、气密性好、耐磨性好等特性，防止漂浮气囊5在充气膨胀过程中发生磕碰摩擦泄露撕裂的危险，前部气体发生器15、中部气体发生器16以及后部气体发生器17均采用叠氮类气体发生剂叠氮化钠。

本发明的安装使用方法如下：

首先将落水汽车防沉及破窗逃生装置安装在汽车本体1的对应位置，并将开关控制按钮19安装在汽车内部驾驶空间内，且便于主驾驶员观测操作使用，当汽车处于待机状态或正常行驶的过程中，落水汽车防沉及破窗逃生装置电源电路处于短路状态，漂浮气囊5保持压缩折叠形态，不对车辆驾驶造成影响，三个Y型密封管道18均处于关闭状态，破窗器2处于待机状态内部主要结构保持受力平衡状态，当车内人员发现沉水险情，车辆即将落入水中时，驾驶舱内的驾驶员手动摁下车舱内设置的开关控制按钮19，向前部气体发生器15、中部气体发生器16和后部气体发生器17发出指令，前中后部三个Y型密封管道18打开。前部气体发生器15、中部气体发生器16和后部气体发生器17接收电信号引燃气体发生剂，产生大量气体，气体经过滤冷却后通过Y型密封管道18分别进入前部漂浮气囊501、中部漂浮气囊502和后部漂浮气囊503，漂浮气囊5迅速膨胀展开，在车辆底盘下方形成弹性气垫，减少车辆落水时造成的冲击并使得车辆能够安稳浮在水面上，当漂浮气囊5充满气体达到完全膨胀状态后，落水汽车防沉及破窗逃生装置电源电路闭合。前部气体发生器15、中部气体发生器16和后部气体发生器17停止工作，三个Y型密封管道18关闭，供气停止。在开启开关控制按钮19时，破窗器2中的电磁控制装置25接收电信号，金属卡头24脱离卡槽21向上方发生位移，第一弹簧22初始的压缩状态被打破，推动受力挡盘23向右侧移动，在此过程中受力挡盘23始终受到水平方向的力，第一定位销26、支撑杆20与破窗器壳体31固定连接，第二定位销27可绕第一定位销26向右侧转动，第二杆件33有向右移动的趋势，当运动一定微小距离后滑入钢钉29所在孔隙，第二弹簧28的弹性势能得到释放，与钢钉29顶部发生刚性撞击，破窗器壳体31与车窗4玻璃贴合，钢钉29瞬间击碎的车窗4玻璃，为车内人员提供逃生途径，在车窗4玻璃击碎后电磁控制装置25断电，金属卡头24落入卡槽21，钢钉29顶部有链条相连，破窗器2内部结构恢复初始状态。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims

1.一种落水汽车防沉及破窗逃生装置，包括汽车本体，其特征在于，所述汽车本体底部设置有漂浮气囊，所述漂浮气囊包括前部漂浮气囊、中部漂浮气囊和后部漂浮气囊，所述前部漂浮气囊和中部漂浮气囊之间通过第一连接气垫连接隔离，所述中部漂浮气囊和后部漂浮气囊之间通过第二连接气垫连接隔离，所述前部漂浮气囊、中部漂浮气囊和后部漂浮气囊侧面均设置有泄气口，所述前部漂浮气囊正面对称设置有两个前部气囊进气管道口，所述中部漂浮气囊正面对称设置有两个中部气囊进气管道口，所述后部漂浮气囊正面对称设置有两个后部气囊进气管道口，相邻的所述前部气囊进气管道口、中部气囊进气管道口和后部气囊进气管道口之间通过三个Y型密封管道两两连通，所述汽车本体内部的前侧面设置有前部气体发生器，所述汽车本体内部的中侧面设置有中部气体发生器，所述汽车本体内部的后侧面设置有后部气体发生器，所述三个Y型密封管道分别与前部气体发生器、中部气体发生器和后部气体发生器固定连接，所述汽车本体驾驶舱内的车窗顶部角落处设置有破窗器，所述破窗器内设置有电磁控制装置，所述破窗器通过电磁控制装置控制，所述汽车本体内设置有开关控制按钮，所述开关控制按钮控制Y型密封管道的启闭、气体发生器的运行、电磁控制装置的电路通断；

所述破窗器包括支撑杆、卡槽、第一弹簧、第二弹簧、受力挡盘、金属卡头、电磁控制装置、第一定位销、第二定位销、钢钉、垫片、破窗器壳体、第一杆件、第二杆件，所述支撑杆固定连接在破窗器壳体左侧，所述第一杆体上设置有能够自由进出的金属卡头的卡槽，所述电磁控制装置设置在卡槽上方，所述第一定位销固定连接在破窗器壳体上部，所述第一弹簧设置在第一杆件内，所述第二弹簧设置在第二杆件内，所述第一杆件和第二杆件的末端通过第二定位销连接，所述第一弹簧一端连接支撑杆，所述第一弹簧另外一端连接受力挡盘，所述第二弹簧一端连接在第二杆件内部，所述第二弹簧另外一端通过链条与钢钉顶部连接，所述钢钉位于下侧破窗器壳体内部并垫有垫片。

2.根据权利要求1所述的落水汽车防沉及破窗逃生装置，其特征在于，所述气体发生器和破窗器由同一电源电路控制运行，且与汽车行驶控制电路相互独立存在。

3.根据权利要求1所述的落水汽车防沉及破窗逃生装置，其特征在于，所述漂浮气囊体积的立方米数大于汽车自重加上满载人员总体重量。

4.根据权利要求1所述的落水汽车防沉及破窗逃生装置，其特征在于，所述漂浮气囊、第一连接气垫和第二连接气垫都采用0.9T1000D/PVC或1.2mmPVC。

5.根据权利要求1所述的落水汽车防沉及破窗逃生装置，其特征在于，所述前部气体发生器、中部气体发生器和后部气体发生器采用叠氮类气体发生剂。

6.根据权利要求5所述的落水汽车防沉及破窗逃生装置，其特征在于，所述叠氮类气体发生剂采用叠氮化钠。

7.根据权利要求1所述的落水汽车防沉及破窗逃生装置，其特征在于，所述汽车本体驾驶舱内的四个车窗上都设置有破窗器，所述破窗器设置在车窗顶部靠后角落。