小车溺水安全开门装置探究

董承泉,李智芳

(益阳职业技术学院，湖南 益阳 413000)

小车溺水安全开门装置探究

董承泉,李智芳

(益阳职业技术学院，湖南 益阳 413000)

近年来，汽车驶入水中导致司乘人员伤亡的事故逐渐增多，特别是城市中地势低洼排水不畅的地段。这些地段在大雨后往往容易积存大量雨水，司机在不知水深的情况下冒然驶入，导致车体没入水中，车门车窗无法打开从而造成惨剧。针对这一问题，本文通过对汽车中控锁的研究，模拟汽车溺水之后汽车的受力状况，利用一种小型的机构来快速地打开由于汽车溺水而产生内外压差的车门，从而使车内人员避免危险。

溺水汽车；开门装置；剪式机构；中控锁

1 装置研究的意义

随着中国汽车工业的高速发展，私家车的数量越来越多。城市道路中一些地势低洼排水不畅的地段，形成较大较深的积水池。不熟悉路况的司机在不知水深的情况下冒然驶入，造成车体没人水中，使得电动车门车窗无法正常工作，加上外部水压较大，导致车门车窗不能打开，司乘人员无法逃生。设计一种能够快速打开车门的装置，弥补现存在的问题，从而达到提高车体入水突发事件的逃生成功率。

2 开门装置系统整体设计

2.1 系统的整体方案

本装置中我们主要是得考虑能够是整个系统在汽车溺水时刻能够立刻发挥作用，才能够最大效率化。在装置中我们的整体方案如图1所示，采取以控制器为核心的系统，各执行系统分别通过与控制器的衔接，再通过各自单独的执行开关来进行整个装置的整体运行。各分执行机构之间不互相干预，只是通过中心控制器的统一信号接收转换与处理。

2.2 执行机构的方案

开门装置中主要涉及到传感器，紧急开关，开门执行机构，报警装置等小的分系统的运行与选择设计。传感器中选择两种类型的传感器：压力传感器与湿度传感器。紧急开门装置采取一键式的触发的方式。开门执行机构则是通过一个简单的机械运动使运动。报警装置则是通过一个简单的蜂鸣装置与指示灯来实现。各分执行机构之间合作互补。

2.3 控制系统的研究

控制系统主要包括信号的接收，调理，模数转换，单片机处理，以及驱动等。本装置当中控制器是属于比较核心的元件，控制器采用单片机，此是控制系统的核心，本装置中，选用AT89S52单片机来完成系统的控制功能[1]。AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器。

3 传感器选型与布置

3.1 传感器选型

在本控制系统中采用CYZl04系列隔离式压力传感器，此传感器可以深入水中测量水的压力，而不会损坏传感器，这是它相对于其它类型压力传感器的区别。湿度传感器可选用湿敏电阻式湿度传感器，其特点是在基片上覆盖层用感湿材料制成的膜。当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。

3.2 传感器位置布置

传感机构由4个压力传感器及1个湿度传感器组成。压力传感器安装于车辆4个悬架处，用于检测悬架所受的力的大小；湿度传感器安装于车身前端，用于检测车前端湿度的大小变化情况。

图1 系统整体运行图 图2 系统执行流程图

4 开门执行装置工作原理

4.1 工作原理

开门执行装置以市场现在流行的小型剪式电动千斤顶为原型，通过改装与计算进行工作。目前这种小型的千斤顶有不同的类型与所能承受的压力。通过一个控制器与电机连接起千斤，控制器有上升与下降两个按钮。直接把插头插入汽车点烟器的插座上引出电源。电源带动电动机，电动机带动螺旋杆连续转动过程中，滑块不仅相对螺杆作水平运动，同时还带动上、下支撑臂作升降运动;螺杆本身也存在着水平、垂直两个方向的运动，顶板做垂直升降运动，底座始终保持不动。本装置中通过设计我们在底座与顶块之间加入一根方向导轨，这样可以限制因为力量的作用，导致机构产生变形，方向发生变化。

4.2 电源系统安全装置

设计中在汽车没有熄火时候是使用车子本身的供电，只有断电之后才会让备用电源供电。为了以防双电源的作用损坏装置，考虑到装置的安全性，应该设置一种在汽车断电之后，实现备用电源自动向装置供电的开关。而正常供电时，自动对后备蓄电池充电，并有充电保护功能。

5 总结

装置采取非常简单的剪式的千斤顶，能够有效的节约材料，采取最简化，能够实现功能的最大化。装置放在座位底下，不占车内的空间、不影响车的美观和舒适性，安全开门装置，采取了在保证汽车可以正常使用情况下，采取另外设计一种单独的可以供电的装置，不会干扰汽车的电子系统，同时，装置还设计了紧急开门的按钮，是汽车在出现意外的情况下能够保证安全。

设计当中，我们发现快速开门装置，不单独可以利用剪式千斤顶的原理，同时还可以里用蜗轮蜗杆的作用来实现力量传输。使汽车车门在存在内外压力差的情况下，打开车门，从而帮助乘员逃出汽车。

[1] 基于汽车溺水过程分析的车窗机械结构优化[J].北京现代职业技术学院汽车工程系,201,6.

[2] 一种汽车涉水安全辅助装置开门系统方法[p].中国：201310062143.0，2013.02.27.

董承泉(1991-)，男，汉族，湖南衡阳人，益阳职业技术学院教师，研究方向：汽车电子、汽车安全。 李智芳(1991-)，女，汉族，湖南郴州人，格特拉克传动系统公司助理工程师，研究方向：汽车检测、车辆装配技术。

TH49

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1671-1602(2016)24-0039-01