江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 余趙林 胡 芳江西萍鄉(xiāng)學(xué)院 賴 榮海陽(yáng)中集來(lái)福士海洋工程有限公司 周芳秀

基于共振原理的汽車玻璃安全振碎逃生裝置

江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院 余趙林 胡 芳
江西萍鄉(xiāng)學(xué)院 賴 榮
海陽(yáng)中集來(lái)福士海洋工程有限公司 周芳秀

本汽車的玻璃振碎逃生裝置一旦車輛涉水遇險(xiǎn)時(shí)，能夠即時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)擊碎玻璃，反應(yīng)迅速，動(dòng)作靈敏、可靠，脫險(xiǎn)及時(shí)、可靠、有效；由于其利用共振原理以聲波作用于玻璃，使得安裝簡(jiǎn)單、方便，不影響車內(nèi)原有的空間環(huán)境布局結(jié)構(gòu)。

汽車浸水；共振原理；逃生裝置

0 引言

現(xiàn)在人們對(duì)汽車安全性能要求也越來(lái)越高，人們?cè)谧非笃囍鲃?dòng)安全性能的同時(shí)也逐漸重視其被動(dòng)安全性能，如果汽車不慎落人水中，由于車體在水下受到很大的壓力，車門不容易打開，因而人員不易逃生，這將造成巨大的人員傷亡。本系統(tǒng)正是針對(duì)這一情況，通過措施提高汽車的被動(dòng)安全性能。

在臺(tái)風(fēng)天氣或大暴雨天氣下，有些道路會(huì)出現(xiàn)十分嚴(yán)重的積水；當(dāng)汽車行駛于或行駛至該嚴(yán)重積水路段時(shí)容易發(fā)生溺水，溺水嚴(yán)重時(shí)車門因?yàn)樗膲毫Χy以打開而可能使駕乘人員被困于車內(nèi)，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致人身安全事故，在這種情況下車窗成為唯一的逃生通道。目前利用車窗進(jìn)行逃生的辦法只能是通過擊碎車窗玻璃。當(dāng)前，擊碎車窗玻璃的手段是利用尖銳物體如安全錘敲擊、或者使用專門的智能裝置噴射出尖銳物體擊碎玻璃。使用人工尖銳物體的方法在遇到緊急情況時(shí)的自救效果較差，使用專門的智能裝置雖然效果比較好，但是現(xiàn)有的類似裝置由于其作用方式和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)等方面的原因，使得其必須安裝在汽車玻璃上，這樣既影響美觀，又影響車內(nèi)環(huán)境；特別是這種裝置要通過點(diǎn)火的方式產(chǎn)生高壓氣體，一旦裝置本身不能承受高壓氣體或點(diǎn)火不成功，就可能使自救脫險(xiǎn)失敗。

制作一種汽車的玻璃振碎逃生裝置。該汽車的玻璃振碎逃生裝置能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行，且安全、可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、合理。

1 逃生裝置設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1 汽車逃生裝置結(jié)構(gòu)

本汽車的玻璃振碎逃生裝置一旦車輛涉水遇險(xiǎn)時(shí)時(shí)，能夠即時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)擊碎玻璃，反應(yīng)迅速，動(dòng)作靈敏、可靠，脫險(xiǎn)及時(shí)、可靠、有效；由于其利用共振原理以聲波作用于玻璃，使得安裝簡(jiǎn)單、方便，不影響車內(nèi)原有的空間環(huán)境布局結(jié)構(gòu)。

為能進(jìn)一步了解本技術(shù)方案，借由以下實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)一步說明。

圖1

如圖1所示，本實(shí)施例的汽車的玻璃振碎逃生裝置包括設(shè)置于車體的相應(yīng)位置的壓力傳感器1、振蕩信號(hào)發(fā)生器4、連接于振蕩信號(hào)發(fā)生器4與壓力傳感器1之間的電子控制開關(guān)3、以及連接于振蕩信號(hào)發(fā)生器的輸出端的揚(yáng)聲器5等。

電子控制開關(guān)3可以串接于振蕩信號(hào)發(fā)生器4的振蕩電器路回路上，或者串接于振蕩信號(hào)發(fā)生器4與揚(yáng)聲器5之間。在壓力傳感器1的輸出端與電子控制開關(guān)3的控制端之間連接有一單片機(jī)2，由單片機(jī)對(duì)壓力傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理。

單片機(jī)2包括有信號(hào)放大器2a、A/D轉(zhuǎn)換器2b、信號(hào)比較器2d和信號(hào)給定器2c，信號(hào)放大器2a的輸入端和輸出端分別對(duì)應(yīng)與壓力傳感器1的輸出端和模數(shù)轉(zhuǎn)換器2b的輸入端連接，信號(hào)比較器2d的兩輸入端分別對(duì)應(yīng)與模數(shù)轉(zhuǎn)換器2b的輸出端和信號(hào)給定器2c連接，信號(hào)比較器2d的輸出端與電子控制開關(guān)3的輸入端連接。

1.2 汽車逃生裝置工作原理

工作時(shí)，當(dāng)壓力傳感器檢測(cè)到車輛溺水后將輸出一反映汽車溺水深度的液位信號(hào)至單片機(jī)，單片機(jī)收到該信號(hào)后進(jìn)行相應(yīng)的處理：先由其信號(hào)放大器對(duì)該信號(hào)進(jìn)行放大后送往模數(shù)轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，以提高玻璃振碎逃生裝置運(yùn)行的精度，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器將該轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)送往信號(hào)比較器，信號(hào)比較器將其與信號(hào)給定器的設(shè)定信號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入信號(hào)大于設(shè)定值時(shí)，說明車輛涉水過深可能危及安全，時(shí)信號(hào)比較器將比較結(jié)果輸送至電子控制開關(guān)，再由電子控制開關(guān)控制振蕩信號(hào)發(fā)生器輸出一其振蕩頻率等于或相當(dāng)于汽車窗玻璃的固有頻率的信號(hào)至揚(yáng)聲器，通過揚(yáng)聲器發(fā)出的聲波信號(hào)使得玻璃發(fā)生振動(dòng)直至最終破碎。

通過改變信號(hào)給定器的設(shè)定值可以調(diào)整玻璃振碎逃生裝置在汽車溺水達(dá)到某一深度時(shí)動(dòng)作。

在本設(shè)計(jì)實(shí)施例中，其單片機(jī)的信號(hào)處理電路包括信號(hào)放大器、信號(hào)給定器和信號(hào)處理器，信號(hào)比較器將信號(hào)放大器輸入的模擬信號(hào)與給定信號(hào)進(jìn)行比較輸出對(duì)振蕩信號(hào)發(fā)生器進(jìn)行控制。在振蕩信號(hào)發(fā)生器的輸出端還可連接一信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路，以有足夠功率的信號(hào)作用于玻璃。

2 結(jié)論

通過以上分析可知此系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)的，且本系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，采用電子自動(dòng)控制，反應(yīng)速度快，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低、可靠性較高。

[1]李冠軍;汽車逃生玻璃破碎裝置．專利,2015．

[2]鄭勝利．客車火災(zāi)報(bào)警及電控玻璃破碎系統(tǒng)研究[J]．科技致富向?qū)?2012．

[3]王有．常見交通工具的自救逃生方法(二)[J]．城市與減災(zāi),2014．

[4]張明國(guó)．汽車車載空氣動(dòng)力源多功能裝置的研制[J]．汽車實(shí)用技術(shù),2015．

[5]賴瑞丹．汽車遇險(xiǎn)該如何自救[J]．健康博覽,2012．

余趙林（1982-），女，江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院，主要研究方向：機(jī)電一體化及高職教育。

胡芳（1987-），男，江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學(xué)院。

賴榮（1983-），男，江西萍鄉(xiāng)學(xué)院，主要研究方向：高等教育與信息傳播。

周芳秀（1983-），女，海陽(yáng)中集來(lái)福士海洋工程有限公司助理工程師。