基于共振原理的汽车玻璃安全振碎逃生装置

江西农业工程职业学院 余赵林 胡 芳江西萍乡学院 赖 荣海阳中集来福士海洋工程有限公司 周芳秀

基于共振原理的汽车玻璃安全振碎逃生装置

江西农业工程职业学院 余赵林 胡 芳
江西萍乡学院 赖 荣
海阳中集来福士海洋工程有限公司 周芳秀

本汽车的玻璃振碎逃生装置一旦车辆涉水遇险时，能够即时自动启动击碎玻璃，反应迅速，动作灵敏、可靠，脱险及时、可靠、有效；由于其利用共振原理以声波作用于玻璃，使得安装简单、方便，不影响车内原有的空间环境布局结构。

汽车浸水；共振原理；逃生装置

0 引言

现在人们对汽车安全性能要求也越来越高，人们在追求汽车主动安全性能的同时也逐渐重视其被动安全性能，如果汽车不慎落人水中，由于车体在水下受到很大的压力，车门不容易打开，因而人员不易逃生，这将造成巨大的人员伤亡。本系统正是针对这一情况，通过措施提高汽车的被动安全性能。

在台风天气或大暴雨天气下，有些道路会出现十分严重的积水；当汽车行驶于或行驶至该严重积水路段时容易发生溺水，溺水严重时车门因为水的压力而难以打开而可能使驾乘人员被困于车内，严重时可能导致人身安全事故，在这种情况下车窗成为唯一的逃生通道。目前利用车窗进行逃生的办法只能是通过击碎车窗玻璃。当前，击碎车窗玻璃的手段是利用尖锐物体如安全锤敲击、或者使用专门的智能装置喷射出尖锐物体击碎玻璃。使用人工尖锐物体的方法在遇到紧急情况时的自救效果较差，使用专门的智能装置虽然效果比较好，但是现有的类似装置由于其作用方式和相应的结构等方面的原因，使得其必须安装在汽车玻璃上，这样既影响美观，又影响车内环境；特别是这种装置要通过点火的方式产生高压气体，一旦装置本身不能承受高压气体或点火不成功，就可能使自救脱险失败。

制作一种汽车的玻璃振碎逃生装置。该汽车的玻璃振碎逃生装置能够实现自动启动运行，且安全、可靠，结构简单、合理。

1 逃生装置设备的结构和工作原理

1.1 汽车逃生装置结构

本汽车的玻璃振碎逃生装置一旦车辆涉水遇险时时，能够即时自动启动击碎玻璃，反应迅速，动作灵敏、可靠，脱险及时、可靠、有效；由于其利用共振原理以声波作用于玻璃，使得安装简单、方便，不影响车内原有的空间环境布局结构。

为能进一步了解本技术方案，借由以下实施例结合附图对本设计进一步说明。

图1

如图1所示，本实施例的汽车的玻璃振碎逃生装置包括设置于车体的相应位置的压力传感器1、振荡信号发生器4、连接于振荡信号发生器4与压力传感器1之间的电子控制开关3、以及连接于振荡信号发生器的输出端的扬声器5等。

电子控制开关3可以串接于振荡信号发生器4的振荡电器路回路上，或者串接于振荡信号发生器4与扬声器5之间。在压力传感器1的输出端与电子控制开关3的控制端之间连接有一单片机2，由单片机对压力传感器的输出信号进行相应的处理。

单片机2包括有信号放大器2a、A/D转换器2b、信号比较器2d和信号给定器2c，信号放大器2a的输入端和输出端分别对应与压力传感器1的输出端和模数转换器2b的输入端连接，信号比较器2d的两输入端分别对应与模数转换器2b的输出端和信号给定器2c连接，信号比较器2d的输出端与电子控制开关3的输入端连接。

1.2 汽车逃生装置工作原理

工作时，当压力传感器检测到车辆溺水后将输出一反映汽车溺水深度的液位信号至单片机，单片机收到该信号后进行相应的处理：先由其信号放大器对该信号进行放大后送往模数转换器将其转换成数字信号，以提高玻璃振碎逃生装置运行的精度，由模数转换器将该转换后的数字信号送往信号比较器，信号比较器将其与信号给定器的设定信号进行比较，当模数转换器的输入信号大于设定值时，说明车辆涉水过深可能危及安全，时信号比较器将比较结果输送至电子控制开关，再由电子控制开关控制振荡信号发生器输出一其振荡频率等于或相当于汽车窗玻璃的固有频率的信号至扬声器，通过扬声器发出的声波信号使得玻璃发生振动直至最终破碎。

通过改变信号给定器的设定值可以调整玻璃振碎逃生装置在汽车溺水达到某一深度时动作。

在本设计实施例中，其单片机的信号处理电路包括信号放大器、信号给定器和信号处理器，信号比较器将信号放大器输入的模拟信号与给定信号进行比较输出对振荡信号发生器进行控制。在振荡信号发生器的输出端还可连接一信号驱动电路，以有足够功率的信号作用于玻璃。

2 结论

通过以上分析可知此系统的实现的，且本系统自动化程度高，采用电子自动控制，反应速度快，结构简单，成本较低、可靠性较高。

[1]李冠军;汽车逃生玻璃破碎装置．专利,2015．

[2]郑胜利．客车火灾报警及电控玻璃破碎系统研究[J]．科技致富向导,2012．

[3]王有．常见交通工具的自救逃生方法(二)[J]．城市与减灾,2014．

[4]张明国．汽车车载空气动力源多功能装置的研制[J]．汽车实用技术,2015．

[5]赖瑞丹．汽车遇险该如何自救[J]．健康博览,2012．

余赵林（1982-），女，江西农业工程职业学院，主要研究方向：机电一体化及高职教育。

胡芳（1987-），男，江西农业工程职业学院。

赖荣（1983-），男，江西萍乡学院，主要研究方向：高等教育与信息传播。

周芳秀（1983-），女，海阳中集来福士海洋工程有限公司助理工程师。