CN107662568A - 一种汽车落水急救装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及汽车应急救生领域，尤其涉及一种汽车落水急救装置及其方法。包括电源***、传感器***、控制***，充气***，报警装置，手动按钮。该装置有手动控制和自动控制两种方式。所述的传感器***包括水压传感器和压力传感器，水压传感器在汽车车身均匀布置，可以判断汽车落水情况。通过气囊充气可以将汽车浮起并使汽车车身回正，通过压力传感器判断乘客位置并打开对应位置的车门车窗使乘客脱离危险。同时报警装置向外界报警并发送汽车位置信号。

Description

一种汽车落水急救装置及其方法
技术领域
本发明涉及汽车应急救生领域，尤其涉及一种汽车落水急救装置及其方法。
背景技术
随着交通运输业的发展和汽车数量的增加，汽车落水事故时有发生。当汽车落水后，汽车上的电气设备容易因进水而发生故障。由于汽车落水后内外压力不同，难以从车内打开车窗和车门，发生危险的概率较高。
针对上述问题，可以通过将汽车浮出水面使乘客脱离危险，如申请号为201710109344.X的中国发明专利申请，通过将气囊充气使汽车浮出水面，同时乘客可以通过拉绳爬向高处；或者通过打开车门车窗使乘客逃出，如申请号为 201410509113.4的中国发明专利申请，通过车门开启装置将汽车车门顶开。本专利综合考虑了两种方法的优点，通过气囊使汽车浮起，并控制气囊使汽车车身回正，同时打开车门车窗使乘客逃离危险。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种汽车落水急救装置及其方法。本发明利用布置在车身上的多个水压传感器，判断汽车入水的姿态，并启动相应的应急策略，本发明可以避免气囊的无规则启动，从而导致无法有效调整汽车入水后车身的问题。
本发明的技术方案如下：
一种汽车落水急救装置，包括电源***、传感器***、控制***，充气***，报警装置，手动按钮；所述的电源***包括车载蓄电池、独立电源和电压检测装置；电源***为汽车落水急救装置的用电设备供电；所述的传感器***包括水压传感器和压力传感器，所述的水压传感器在汽车车身的顶棚、底盘和顶棚与底盘的中间面上围绕汽车车身均匀布置，所述的水压传感器***设有雨水挡板或外壳；所述的雨水挡板或外壳上设有入水孔；所述的压力传感器布置在汽车内部座位下方；所述的充气***包括高压气瓶、控制阀门、通气管路、进气阀门、泄气阀门、气囊；高压气瓶、控制阀门、通气管路与气囊顺次相连；所述的气囊包括底盘气囊和汽车车身四侧气囊，所述的汽车车身四侧气囊的每个气囊都有一个进气阀门和泄气阀门，所述的底盘气囊在底盘中心线两侧紧凑分布，通过一根进气总管相连，所述的进气总管上设有泄气阀门；所述的手动按钮包括解锁按钮、启动按钮和恢复按钮，所述的手动按钮位于汽车驾驶室内，并与控制***相连；所述的控制***与传感器***、充气***和报警装置电连接。
优选的，所述的汽车落水急救装置由独立电源供电，所述的独立电源和电压检测装置经过防水处理，所述的独立电源由汽车蓄电池充电保持电压在预定区间内，所述的独立电源电压受到电压检测装置的监控，所述的电压检测装置将独立电源的电压信号传送给控制***。
优选的，所述的报警装置包括内部报警器、蜂鸣报警器和GPS信号发射器。
优选的，所述的高压气瓶内气体为高压氮气，所述的高压气瓶位于后备箱内；底盘气囊和汽车车身四侧气囊共用一个高压气瓶，或由两个高压气瓶分别供气。
优选的，所述的汽车车身四侧气囊的体积与汽车前后左右四侧质量之比一致。
优选的，所述的水压传感器在汽车顶棚的四个角以及相邻的角的连线中心位置均有布置，共8个；所述的水压传感器在汽车底盘的四个角、前后两条边的中心点、左右两条边的三等分点上均有布置，共10个；所述的水压传感器在汽车顶棚和底盘的中间平面上围绕车身的四个角、前后两条边的中心点、左右两条边的三等分点上均有布置，共10个；即在汽车车身三个高度上总共安装有28个水压传感器。
优选的，所述的雨水挡板或外壳的背风侧或底部设有向内收缩的喇叭状开口，所述的入水孔位于喇叭状开口的底部。
优选的，所述的汽车落水急救装置还包括设置在车门上的车门锁和车窗打开装置。
所述汽车落水急救装置的工作方法如下：
每个水压传感器都将采集到的水压信号传送到控制***，当压力大于某一预定值时，判定该点处有水浸没；
当有3个水压传感器采集的压力信号大于预定值时，报警装置向驾驶员报警，驾驶员可以通过同时按下解锁按钮和启动按钮启动汽车落水急救装置；
当有6个水压传感器输出的压力信号大于预定值，并且从第一个传感器输出压力信号大于预定值到第六个传感器输出压力信号大于预定值之间的时间间隔小于预定时间间隔时，汽车自动启动落水急救装置；
当有9个水压传感器输出的压力信号大于预定值时，汽车自动启动落水急救装置；
启动汽车落水急救装置后，高压气瓶控制阀门打开向气囊充气，底盘气囊气体直接被充满，而汽车车身四侧气囊还受到进气阀门的控制，进气阀门的开度受到汽车车身四侧布置的水压传感器测得的水压大小控制，根据分布在汽车车身上的水压传感器测得的水压信号，控制***判断出汽车前后左右四侧的水压大小；根据前后左右四个面上的水压大小，获知汽车落水的位置和形态，控制***根据四个面的水压情况控制前后左右四个气囊的进气阀门的开度，水压越大的面进气阀门的开度越大，汽车前后左右四个面上的气囊帮助汽车在落水的情况下扶正位置；报警装置报警发出蜂鸣声并向发送GPS位置信号；位于汽车四个座位下的压力传感器将压力信号传送给信号处理***和控制***，当压力大于预定值并且汽车落水急救装置处于启动状态时，打开对应位置的车门锁和车窗，便于逃生；
在正常情况下，当自检装置检测到汽车落水急救装置出现故障时，内部报警器向驾驶员发出报警信号；当电压检测装置检测到独立电源电压信号低于安全电压时，内部报警器向驾驶员报警；当高压气瓶内压力低于预定值时，内部报警器向驾驶员报警。
本发明可以通过布置在车身各处的水压传感器判断汽车是否落水及落水姿态。该装置可以实现人工控制和自动控制两种方式，为避免手动控制误操作，设置了解锁按钮。通过控制气囊充气可以将落水汽车浮起，并能使落水汽车车身回正。通过浮起汽车，打开车门车窗，对外报警，乘客可及时逃离危险并获得救助。该装置与车载诊断***相连，驾驶员可随时知道该装置的情况。
附图说明
图1是本发明汽车落水急救装置示意图。
图2是本发明汽车落水急救装置底盘气囊布置示意图。
图3是本发明汽车落水急救装置前后左右四侧气囊布置示意图。
具体实施方式
如图1所示，为本发明汽车落水急救装置的一个具体实施例的结构示意图，其包括电源***、传感器***、控制***，充气***，报警装置，手动按钮部分。
在本发明的一个具体实施例中，报警装置包括内部报警器，蜂鸣报警器和GPS信号发射器。当汽车落水急救装置出现故障时，内部报警器向驾驶员发出报警信号；当汽车落水急救装置启动时，蜂鸣报警器和GPS信号发射器向外部发出报警信号。
在本发明的一个具体实施例中，汽车落水急救装置由独立电源提供动力，独立电源防水。电压检测装置防水并监控独立电源的电压大小。当独立电源电压低于预定区间时，汽车蓄电池向独立电源充电；当独立电源电压高于预定区间时，汽车蓄电池停止充电。同时电压检测装置将检测到的电压信号输送到信号处理***，信号处理***与控制***相连接，控制***与报警装置和车载诊断***相连接，当电压检测装置检测到的独立电源电压信号低于安全电压时，报警装置将向驾驶员报警，同时车载诊断***显示界面上显示电源故障。
在本发明的一个具体实施例中，水压传感器在汽车车身的三个高度上围绕汽车车身均匀布置。在汽车顶棚的四个角以及每条边的中心位置布置有水压传感器，共8个。在汽车底盘的四个角以及前后两条边的中心点以及左右两条边的三等分点上布置有水压传感器，共10个。在汽车顶棚和底盘的中间平面上围绕车身的四个角以及前后两条边的中心点以及左右两条边的三等分点上布置有水压传感器，共10个。在汽车车身三个高度上总共安装有28个水压传感器，便于及时精确地判断落水情况。每个水压传感器的位置根据汽车车身结构可以适当调整。
每个水压传感器都将采集到的水压信号传送到信号处理***，当压力大于某一预定值时，判定该点处有水浸没。
(1)当有3个传感器输出的压力信号大于预定值时，报警装置向驾驶员报警。驾驶员可以通过同时按下解锁按钮和启动按钮启动汽车落水急救装置。
(2)当有6个传感器输出的压力信号大于预定值，并且从第一个传感器输出压力信号大于预定值到第六个传感器输出压力信号大于预定值之间的时间间隔小于预定时间间隔时，汽车自动启动落水急救装置。
(3)当有9个传感器输出的压力信号大于预定值时，汽车自动启动落水急救装置。
在本发明的一个具体实施例中，手动按钮包括解锁按钮，启动按钮，恢复按钮。同时按下解锁按钮和启动按钮可以手动启动汽车落水急救装置。在汽车气囊充满气后，需要泄气时，可以同时按下解锁按钮和恢复按钮使气囊泄气。为避免误操作，单独按下启动按钮和恢复按钮时均不起作用，需要和解锁按钮一起按下才起作用。
在本发明的一个具体实施例中，充气***包括高压气瓶，高压气瓶旁的控制阀门，通气管路，气囊，进气阀门和泄气阀门。
在本发明的一个具体实施例中，高压气瓶位于汽车后备箱内，瓶内为高压氮气。根据底盘气囊和汽车前后左后四侧气囊控制方式的不同，高压气瓶可以有一个也可以有两个。高压气瓶与信号处理***相连，在控制阀门关闭，汽车落水急救装置未启动情况下，当高压气瓶内压力超出预定区间时，报警装置向驾驶员报警，同时车载诊断***上显示气压故障。
在本发明的一个具体实施例中，充气气囊包括汽车前侧气囊，汽车后侧气囊，汽车左侧气囊，汽车右侧气囊以及底盘气囊。底盘气囊分布如图2所示，通气导管位于底盘中心线上，左右均匀分布多个气囊。底盘气囊紧凑分布，充分利用了汽车底盘下的空间。汽车前后左右四侧的气囊分布如图3所示，汽车四侧气囊充满气后的气囊体积之比与汽车前后左右四侧质量之比一致。与底盘气囊不同的是，汽车四侧四个气囊旁均设有进气阀门。
启动汽车落水急救装置后，高压气瓶控制阀门打开向气囊充气，底盘气囊气体直接被充满，而汽车四侧气囊还受到进气阀门的控制，进气阀门的开度受到汽车车身四侧布置的水压传感器测得的水压大小控制。根据分布在汽车车身上的水压传感器测得的水压信号，信号处理***判断出汽车前后左右四侧的水压大小。根据前后左右四个面上的水压大小，可以知道汽车落水的位置和形态。信号处理***将四个面上的水压信号输送到控制***，控制***根据四个面的水压情况控制前后左右四个气囊的进气阀门的开度，水压越大的面进气阀门的开度越大。汽车前后左右四个面上的气囊可以帮助汽车在落水的情况下扶正位置。所以底盘气囊和汽车四侧气囊可以共用一个高压气瓶，也可以由两个高压气瓶分别充气。
在本发明的一个具体实施例中，汽车压力传感器共有四个，分别布置在汽车前后两排左右两侧的四个座位下方，用于检测座位上是否有人乘坐。
本发明工作流程简述为：汽车落水急救装置被启动后，高压气瓶向气囊充气，报警装置报警发出蜂鸣声并向联系人发送GPS位置信号。同时打开对应位置的车门锁和车窗。位于汽车四个座位下的压力传感器将压力信号传送给信号处理***和控制***，当压力大于预定值并且汽车落水急救装置处于启动状态时，打开对应位置的车门锁和车窗。

Claims (9)

1.一种汽车落水急救装置，包括电源***、传感器***、控制***，充气***，报警装置，手动按钮；
所述的电源***包括车载蓄电池、独立电源和电压检测装置；电源***为汽车落水急救装置的用电设备供电；
所述的传感器***包括水压传感器和压力传感器，所述的水压传感器在汽车车身的顶棚、底盘和顶棚与底盘的中间面上围绕汽车车身均匀布置，所述的水压传感器***设有雨水挡板或外壳；所述的雨水挡板或外壳上设有入水孔；所述的压力传感器布置在汽车内部座位下方；
所述的充气***包括高压气瓶、控制阀门、通气管路、进气阀门、泄气阀门、气囊；高压气瓶、控制阀门、通气管路与气囊顺次相连；所述的气囊包括底盘气囊和汽车车身四侧气囊，所述的汽车车身四侧气囊的每个气囊都有一个进气阀门和泄气阀门，所述的底盘气囊在底盘中心线两侧紧凑分布，通过一根进气总管相连，所述的进气总管上设有泄气阀门；
所述的手动按钮包括解锁按钮、启动按钮和恢复按钮，所述的手动按钮位于汽车驾驶室内，并与控制***相连；
所述的控制***与传感器***、充气***和报警装置电连接。
2.根据权利要求1所述的汽车落水急救装置，其特征在于所述的汽车落水急救装置由独立电源供电，所述的独立电源和电压检测装置经过防水处理，所述的独立电源由汽车蓄电池充电保持电压在预定区间内，所述的独立电源电压受到电压检测装置的监控，所述的电压检测装置将独立电源的电压信号传送给控制***。
3.根据权利要求1所述的汽车落水急救装置，其特征在于所述的报警装置包括内部报警器、蜂鸣报警器和GPS信号发射器。
4.根据权利要求1所述的汽车落水急救装置，其特征在于所述的高压气瓶内气体为高压氮气，所述的高压气瓶位于后备箱内；底盘气囊和汽车车身四侧气囊共用一个高压气瓶，或由两个高压气瓶分别供气。
5.根据权利要求1所述的汽车落水急救装置，其特征在于所述的汽车车身四侧气囊的体积与汽车前后左右四侧质量之比一致。
6.根据权利要求1所述的汽车落水急救装置，其特征在于所述的水压传感器在汽车顶棚的四个角以及相邻的角的连线中心位置均有布置，共8个；所述的水压传感器在汽车底盘的四个角、前后两条边的中心点、左右两条边的三等分点上均有布置，共10个；所述的水压传感器在汽车顶棚和底盘的中间平面上围绕车身的四个角、前后两条边的中心点、左右两条边的三等分点上均有布置，共10个；即在汽车车身三个高度上总共安装有28个水压传感器。
7.根据权利要求1所述的汽车落水急救装置，其特征在于所述的雨水挡板或外壳的背风侧或底部设有向内收缩的喇叭状开口，所述的入水孔位于喇叭状开口的底部。
8.根据权利要求1所述的汽车落水急救装置，其特征在于还包括设置在车门上的车门锁和车窗打开装置。
9.一种权利要求6所述汽车落水急救装置的工作方法，其特征在在于：
每个水压传感器都将采集到的水压信号传送到控制***，当压力大于某一预定值时，判定该点处有水浸没；
当有3个水压传感器采集的压力信号大于预定值时，报警装置向驾驶员报警，驾驶员可以通过同时按下解锁按钮和启动按钮启动汽车落水急救装置；
当有6个水压传感器输出的压力信号大于预定值，并且从第一个传感器输出压力信号大于预定值到第六个传感器输出压力信号大于预定值之间的时间间隔小于预定时间间隔时，汽车自动启动落水急救装置；
当有9个水压传感器输出的压力信号大于预定值时，汽车自动启动落水急救装置；
启动汽车落水急救装置后，高压气瓶控制阀门打开向气囊充气，底盘气囊气体直接被充满，而汽车车身四侧气囊还受到进气阀门的控制，进气阀门的开度受到汽车车身四侧布置的水压传感器测得的水压大小控制，根据分布在汽车车身上的水压传感器测得的水压信号，控制***判断出汽车前后左右四侧的水压大小；根据前后左右四个面上的水压大小，获知汽车落水的位置和形态，控制***根据四个面的水压情况控制前后左右四个气囊的进气阀门的开度，水压越大的面进气阀门的开度越大，汽车前后左右四个面上的气囊帮助汽车在落水的情况下扶正位置；报警装置报警发出蜂鸣声并向发送GPS位置信号；位于汽车四个座位下的压力传感器将压力信号传送给信号处理***和控制***，当压力大于预定值并且汽车落水急救装置处于启动状态时，打开对应位置的车门锁和车窗，便于逃生；
在正常情况下，当自检装置检测到汽车落水急救装置出现故障时，内部报警器向驾驶员发出报警信号；当电压检测装置检测到独立电源电压信号低于安全电压时，内部报警器向驾驶员报警；当高压气瓶内压力低于预定值时，内部报警器向驾驶员报警。
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