專利名稱：客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及客車上使用的逃生裝置，尤其是一種客車玻璃上使用的破窗技術(shù)。
技術(shù)背景
近些年，客車火災(zāi)、撞車事故頻繁發(fā)生，造成很大的人員傷亡。通過分析發(fā)現(xiàn)，在事故發(fā)生時(shí)，客車自動(dòng)門的電路系統(tǒng)因損壞而無法打開，乘客在驚慌失措的情況下很難打開車窗逃生，從而造成乘客生命、財(cái)產(chǎn)的損失。
目前，國內(nèi)外針對客車事故的救援設(shè)施基本相同，主要有逃生錘、“推拉式”逃生窗、“上翻式”逃生窗和逃生破窗器，但以上逃生裝置都有不足之處。
逃生錘在砸擊車窗時(shí)需要較大的力，往往是砸好幾下才能將車窗砸開，砸開車窗的玻璃四處飛濺，容易對乘客造成危害，同時(shí)還存在錘子被偷竊或者不在指定位置等問題， 使得其保險(xiǎn)性降低；“推拉式”逃生窗與普通客公交車的車窗基本一樣，窗體面積小，容易被堵住，開啟后形成80cm長、60cm寬的逃生空間，相對擁擠；“上翻式”逃生窗的特點(diǎn)是開窗后逃生空間很大，但推開后沒有支撐桿定位，一旦放手就會(huì)自動(dòng)合上，這樣在緊急逃生時(shí)很不方便，而且向外推開時(shí)，還會(huì)對車外行人和車輛構(gòu)成威脅；逃生破窗器體積大，車上放置不方便，并且當(dāng)客車遇到突發(fā)意外時(shí)，乘客在緊急情況下使用逃生破窗器破窗的時(shí)間較長。
綜上所述，現(xiàn)有的逃生裝置已經(jīng)不能滿足國內(nèi)外客車上的使用安全，迫切需要設(shè)計(jì)一款新的逃生裝置用于客車上，當(dāng)發(fā)生安全事故時(shí)，能夠保證乘客在極短的時(shí)間內(nèi)逃生， 爭取了乘客逃生的機(jī)會(huì)，從而保證乘客的安全。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于針對上述存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，使用安全可靠的客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)及其控制系統(tǒng)，該破窗系統(tǒng)既采用自動(dòng)化控制破窗方式，又采用手動(dòng)開關(guān)，在客車發(fā)生火災(zāi)、沖撞、側(cè)翻時(shí)通過手動(dòng)或者傳感器感應(yīng)并反饋給自動(dòng)控制系統(tǒng)，促使開關(guān)閉合，使電熱絲導(dǎo)電后迅速加熱，使得車窗周圍形成較大的溫度差，迫使沿電熱絲附近玻璃炸裂，最終導(dǎo)致整塊車窗玻璃脫落，避免了玻璃碎渣傷人等不必要傷害，提高了客車的安全系數(shù)，最大限度的保護(hù)乘客生命安全，減少傷亡具有重要的意義。本發(fā)明的本客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)，廣泛適用于城市公交、長途空調(diào)車、地鐵和動(dòng)車列車等。本發(fā)明的客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)的控制方法，既有自動(dòng)化控制破窗方式，又有手動(dòng)開關(guān)方式，能夠充分保證該破窗系統(tǒng)的安全可靠，繼而能夠推廣應(yīng)用。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下本發(fā)明的客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)，在車身的兩側(cè)設(shè)置有車窗，在車窗上安設(shè)鑲嵌有電熱絲的玻璃，所述電熱絲通過電源主線連接到客車電源上，所述電源主線上設(shè)置有自動(dòng)控制系統(tǒng)。
由于采用了上述結(jié)構(gòu)，要求車身兩側(cè)的車窗玻璃，采用鑲嵌有電熱絲的玻璃，即逃生窗采用熱熔玻璃，熱熔玻璃是指玻璃加熱到軟化點(diǎn)以上的垂熔溫度，粘度在105-106 s，放入模具中的玻璃可互相粘合，在熱熔玻璃加工的過程中，可在玻璃中放置金箔、銀箔、 銅箔以及各種電熱絲，同時(shí)該電熱絲通過電源主線連接到客車電源上，并且在該電源主線上設(shè)置有自動(dòng)控制系統(tǒng)，用于控制該電熱絲的發(fā)熱。其中本發(fā)明采用電熱絲鑲嵌于玻璃中， 當(dāng)發(fā)生客車起火、重大撞擊等交通事故時(shí)，通過手動(dòng)或者傳感器感應(yīng)并反饋給自動(dòng)控制系統(tǒng)，使電熱絲導(dǎo)電后迅速加熱，當(dāng)電熱絲發(fā)熱溫度迅速增至150°C時(shí)，該部位的高溫與其他的常溫形成較大溫度差而產(chǎn)生熱應(yīng)力和金屬受熱的膨脹作用力，迫使玻璃破碎。因此，完成該過程時(shí)間很短，通過司機(jī)手動(dòng)控制或傳感器自動(dòng)控制使逃生玻璃窗口破碎，使乘客迅速逃離危險(xiǎn)區(qū)域。本發(fā)明可以使玻璃沿電熱絲布線區(qū)域整體斷裂，避免了玻璃碎渣傷人等不必要傷害。
本發(fā)明的客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)，所述自動(dòng)控制系統(tǒng)包括溫度傳感器、煙度傳感器、力敏傳感器、和時(shí)間繼電器，所述溫度傳感器的輸出端與溫度傳感器、煙度傳感器、力敏傳感器之間相互并聯(lián)，所述溫度傳感器的控制端以及溫度傳感器、煙度傳感器、力敏傳感器分別連接到控制器上受其控制。
由于采用了上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)發(fā)生起火、重大撞擊等情況時(shí)，出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)，若駕駛員意識(shí)模糊、反應(yīng)慢或無識(shí)模時(shí)，則自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠根據(jù)條件反饋迅速做出反應(yīng)。當(dāng)客車上起火時(shí)，可以通過煙度傳感器測定車上的煙的濃度和溫度傳感器測定溫度，然后反饋給控制器，通過控制器的分析比較，做出反應(yīng)。若客車中的煙度值或溫度超過臨界煙度值和溫度值，則控制器發(fā)出指令，使繼電器閉合，從而連通電路，電熱絲發(fā)熱并破裂玻璃，實(shí)現(xiàn)破裂玻璃后，達(dá)到使乘客逃生的預(yù)期結(jié)果。另一種情況是當(dāng)客車受到重大撞擊時(shí)，可通過力敏傳感器測定受到外力的撞擊力，傳感器將數(shù)據(jù)反饋給控制器，當(dāng)外界作用力超過臨界力時(shí)，則如上述操作閉合繼電器，接通電路，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。充分考慮實(shí)際情況，當(dāng)客車的燃用油為汽油時(shí)，為了避免車輛發(fā)生側(cè)翻而燃油滲出而電熱絲發(fā)熱導(dǎo)致點(diǎn)燃汽油。因此，在滿足擁有足夠能量破碎玻璃后，控制電路連通的時(shí)間為M-IOs后自動(dòng)斷開，這樣使得汽車發(fā)生側(cè)翻等車禍而發(fā)生漏油時(shí)，也不會(huì)因?yàn)槠扑椴ＡФ黾硬槐匾膿p失。
本發(fā)明的客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)，所述自動(dòng)控制系統(tǒng)并聯(lián)有開關(guān)，所述開關(guān)與溫度傳感器的輸出端、溫度傳感器、煙度傳感器、力敏傳感器之間相互并聯(lián)。
由于采用了上述結(jié)構(gòu)，該自動(dòng)控制系統(tǒng)還并連接有手動(dòng)開關(guān)，當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)， 若駕駛員仍意識(shí)清醒、能夠完成該功能時(shí)，則司機(jī)可按下接通電路的開關(guān)，接通繼電器，使電熱絲迅速升溫，導(dǎo)致安全窗口的玻璃破碎。避免了當(dāng)自動(dòng)控制系統(tǒng)失靈時(shí)所造成的危害， 可以手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式保證該破窗系統(tǒng)的使用安全和穩(wěn)定。
本發(fā)明的客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)的控制方法，所述玻璃中的電熱絲采用金箔、銀箔和/或銅箔。
由于采用了上述結(jié)構(gòu)，玻璃中的電熱絲可以采用金箔、銀箔或銅箔中的任意一種， 或者金箔與銀箔的結(jié)合，銀箔與銅箔的結(jié)合，或者金箔與銅箔的結(jié)合，或者金箔、銀箔與銅箔的結(jié)合，也可以采用其它多種類型的電熱絲，以滿足電熱絲能夠在短時(shí)間內(nèi)，發(fā)熱溫度迅速增至150°C即可，從而使該部位的高溫與其他的常溫形成較大溫度差而產(chǎn)生熱應(yīng)力，迫使玻璃破碎。
本發(fā)明的客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)的控制方法，當(dāng)溫度傳感器檢測到車內(nèi)的溫度值 T彡臨界溫度值TO時(shí)，溫度傳感器將信號傳遞至控制器，和/或煙度傳感器檢測到車內(nèi)的煙霧濃度值Sm >臨界煙霧濃度值SmO時(shí)，煙度傳感器將信號傳遞至控制器，和/或當(dāng)力敏傳感器檢測到外部撞擊力P >臨界力PO時(shí)，力敏傳感器將信號傳遞至控制器，控制器控制時(shí)間繼電器閉合，電熱絲通電，保持5s-10s，斷開繼電器；否則，保持原狀。
由于采用了上述方法，當(dāng)發(fā)生起火、重大撞擊等情況時(shí)，使電熱絲形成通路迅速發(fā)熱并使安全玻璃破碎。即當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)，若駕駛員意識(shí)模糊、反應(yīng)慢或無識(shí)模時(shí)，則自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠根據(jù)條件反饋迅速做出反應(yīng)。控制器上預(yù)設(shè)有臨界溫度值T0，臨界煙霧濃度值SmO和臨界力P0，當(dāng)客車上起火時(shí)，可以通過煙度傳感器測定車上的煙的濃度Sm和溫度傳感器測定溫度T)然后反饋給控制器，通過控制器的分析比較，做出反應(yīng)。若客車中的煙度值或溫度在臨界煙度值SmO和溫度值TO以上，即溫度值T >臨界溫度值T0，煙霧濃度值Sm >臨界煙霧濃度值SmO時(shí)，則控制器發(fā)出指令，使繼電器閉合，從而連通電路，電熱絲發(fā)熱并破裂玻璃，實(shí)現(xiàn)破裂玻璃后，達(dá)到使乘客逃生的預(yù)期結(jié)果。當(dāng)客車受到重大撞擊時(shí)， 可通過力敏傳感器測定受到外力的撞擊力P，傳感器將數(shù)據(jù)反饋給控制器。當(dāng)外界作用力在臨界力PO以上時(shí)，即外部撞擊力P >臨界力PO時(shí)，則如上述操作閉合繼電器，接通電路，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。上述情況中的任何一種情況達(dá)預(yù)設(shè)調(diào)節(jié)，即溫度值T >臨界溫度值TO或煙霧濃度值Sm >臨界煙霧濃度值SmO或外部撞擊力P >臨界力PO時(shí)，控制器即可控制發(fā)熱絲發(fā)熱從而控制玻璃破碎。在充分考慮實(shí)際情況，當(dāng)客車的燃用油為汽油時(shí)，為了避免車輛發(fā)生側(cè)翻而燃油滲出而電熱絲發(fā)熱導(dǎo)致點(diǎn)燃汽油，因此，在滿足擁有足夠能量破碎玻璃后，控制電路連通的時(shí)間為5s-10s(可調(diào)節(jié))后自動(dòng)斷開，這樣使得汽車發(fā)生側(cè)翻等車禍而發(fā)生漏油時(shí)，也不會(huì)因?yàn)槠扑椴ＡФ黾硬槐匾膿p失。從而保證了該破窗系統(tǒng)的使用的安全性，使其能夠推廣使用。
本發(fā)明的客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)的控制方法，當(dāng)溫度傳感器檢測到車內(nèi)的溫度值 T >臨界溫度值TO ；和/或煙度傳感器檢測到車內(nèi)的煙霧濃度值臨界煙霧濃度值SmO 時(shí)；和/或力敏傳感器檢測到外部撞擊力P >臨界力PO時(shí)；手動(dòng)控制開關(guān)閉合，電熱絲通電；否則，保持原狀。
由于采用了上述方法，出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)，若駕駛員仍意識(shí)清醒、能夠完成該功能時(shí)，則司機(jī)可按下接通電路的開關(guān)，接通繼電器，使電熱絲迅速升溫，導(dǎo)致安全窗口的玻璃破碎，即上述幾種情況中的任一種情況發(fā)生時(shí)，既有自動(dòng)化控制破窗方式，又有手動(dòng)開關(guān)， 在客車發(fā)生火災(zāi)、沖撞、側(cè)翻時(shí)通過手動(dòng)或者傳感器感應(yīng)并反饋給自動(dòng)控制系統(tǒng)，促使開關(guān)閉合，使電熱絲導(dǎo)電后迅速加熱(時(shí)間不超過2s)使得車窗玻璃破碎，從而保證了該系統(tǒng)的使用安全。當(dāng)電熱絲發(fā)熱溫度迅速增至150°C時(shí)，該部位的高溫與其他的常溫形成較大溫度差，迫使沿電熱絲附近玻璃炸裂，最終導(dǎo)致整塊車窗玻璃脫落，避免了玻璃碎渣傷人等不必要傷害，提高了客車的安全系數(shù)。
綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明的客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡單，使用安全可靠；2、本發(fā)明的客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)，避免了玻璃碎渣傷人等不必要傷害，提高了客車的安全系數(shù)，最大限度的保護(hù)乘客生命安全，減少傷亡具有重要的意義；
3、本發(fā)明的本客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)，廣泛適用于城市公交、長途空調(diào)車、地鐵和動(dòng)車列車等，適用范圍廣，適合推廣應(yīng)用；
4、本發(fā)明的客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)的控制方法，既有自動(dòng)化控制破窗方式，又有手動(dòng)開關(guān)方式，能夠充分保證該破窗系統(tǒng)的安全可靠，最大限度地保護(hù)了乘客生命安全，減少傷亡具有重要的意義。


本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中 圖1是本發(fā)明的客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)的流程圖；圖2是本發(fā)明中客車電路的分布圖； 圖3是本發(fā)明中的控制電路圖； 圖4是本發(fā)明中的車窗玻璃橫截面圖。
圖中標(biāo)記1-車身、2-電源主線、3-電熱絲、4-客車電源、5-自動(dòng)控制系統(tǒng)、6-時(shí)間繼電器、7-溫度傳感器、8-煙度傳感器、9-力敏傳感器、10-車窗、11-電路線、12-開關(guān)。
具體實(shí)施方式
本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
實(shí)施例1如圖2至圖4所示，本發(fā)明的客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)，在車身1的兩側(cè)設(shè)置有車窗10， 逃生窗采用熱熔玻璃，熱熔玻璃是指玻璃加熱到軟化點(diǎn)以上的垂熔溫度，粘度在105-106 s，放入模具中的玻璃可互相粘合，在車窗10上安設(shè)鑲嵌有電熱絲3的玻璃，所述玻璃中的電熱絲3采用金箔、銀箔和/或銅箔等多種電熱絲，以滿足熱絲導(dǎo)電后迅速時(shí)間不超過2s 加熱至150°C為宜，鑲嵌于玻璃中的電熱絲要求在很短時(shí)間內(nèi)，2秒內(nèi)迅速達(dá)到150°C，其電熱絲電阻的材料、尺寸、形狀等方面進(jìn)行選擇，該電熱絲可采用純發(fā)熱電阻，即將得到的電能幾乎全部集中轉(zhuǎn)化為發(fā)熱的能量。當(dāng)電流通過電阻時(shí)，電流做功消耗了電能，產(chǎn)生了熱Mo
焦耳定律表明了以熱的形態(tài)在一個(gè)均勻?qū)w中發(fā)生的功率，定量說明了傳導(dǎo)電流將電能轉(zhuǎn)換為熱能的定律。其表達(dá)式如下Q = I2Rt (1)式中，——熱能J;——電流A;——電熱絲的電阻；——通電時(shí)間S。
對于純電阻電路也可表示為
權(quán)利要求
1.客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)，在車身(1)的兩側(cè)設(shè)置有車窗(10)，其特征在于在車窗 (10)上安設(shè)鑲嵌有電熱絲(3)的玻璃，所述電熱絲(3)通過電源主線(2)連接到客車電源 (4)上，所述電源主線(2 )上設(shè)置有自動(dòng)控制系統(tǒng)(5 )。
2.如權(quán)利要求1所述的客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)，其特征在于所述自動(dòng)控制系統(tǒng)(5) 包括溫度傳感器(7)、煙度傳感器(8)、力敏傳感器(9)、和時(shí)間繼電器(6)，所述溫度傳感器(7)的輸出端與溫度傳感器(7)、煙度傳感器(8)、力敏傳感器(9)之間相互并聯(lián)，所述溫度傳感器(7)的控制端以及溫度傳感器(7)、煙度傳感器(8)、力敏傳感器(9)分別連接到控制器上受其控制。
3.如權(quán)利要求2所述的客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)，其特征在于所述自動(dòng)控制系統(tǒng)(5) 并聯(lián)有開關(guān)(12)，所述開關(guān)(12)與溫度傳感器(7)的輸出端、溫度傳感器(7)、煙度傳感器(8)、力敏傳感器(9)之間相互并聯(lián)。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)，其特征在于所述玻璃中的電熱絲(3)采用金箔、銀箔和/或銅箔。
5.如權(quán)利要求2或3所述的客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)的控制方法，其特征在于當(dāng)溫度傳感器(7)檢測到車內(nèi)的溫度值T >臨界溫度值TO時(shí)，溫度傳感器(7)將信號傳遞至控制器，和/或煙度傳感器(8)檢測到車內(nèi)的煙霧濃度值Sm >臨界煙霧濃度值SmO時(shí)，煙度傳感器(8)將信號傳遞至控制器，和/或當(dāng)力敏傳感器(9)檢測到外部撞擊力P >臨界力PO 時(shí)，力敏傳感器(9)將信號傳遞至控制器，控制器控制時(shí)間繼電器閉合，電熱絲(3)通電，保持5s-10s，斷開繼電器；否則，保持原狀。
6.如權(quán)利要求4所述的客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)的控制方法，其特征在于當(dāng)溫度傳感器(7)檢測到車內(nèi)的溫度值T >臨界溫度值TO ；和/或煙度傳感器(8)檢測到車內(nèi)的煙霧濃度值Sm >臨界煙霧濃度值SmO時(shí)；和/或力敏傳感器(9)檢測到外部撞擊力P >臨界力 PO時(shí)；手動(dòng)控制開關(guān)(12)閉合，電熱絲(3)通電；否則，保持原狀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)及其控制方法，屬于客車安全控制技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)，在車窗上安設(shè)鑲嵌有電熱絲的玻璃，所述電熱絲通過電源主線連接到客車電源上，所述電源主線上設(shè)置有自動(dòng)控制系統(tǒng)。本發(fā)明的客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)的控制方法，通過將車內(nèi)的溫度值T，煙霧濃度值Sm，外部撞擊力P分別與預(yù)設(shè)的靈界值進(jìn)行比較，使控制器根據(jù)各值的情況進(jìn)行處理。本發(fā)明的客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)，提高了客車的安全系數(shù)，最大限度的保護(hù)乘客生命安全，減少傷亡具有重要的意義，適用范圍廣；本發(fā)明的客車逃生自動(dòng)破窗系統(tǒng)的控制方法，既有自動(dòng)化控制破窗方式，又有手動(dòng)開關(guān)方式，能夠充分保證該破窗系統(tǒng)的安全可靠。
文檔編號B60R21/02GK102529862SQ20121004657
公開日2012年7月4日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者呂小榮, 吳維雄, 張黎驊, 茍文, 雷小龍, 馬榮朝 申請人:四川農(nóng)業(yè)大學(xué)