公共场合破窗逃生系统的制作方法

该发明涉及公共安全技术领域。

背景技术：

为提高乘坐的舒适性，地铁列车、高速列车、城市轨道交通列车和公交车等公共交通工具普遍采用密封式玻璃车窗，当公共交通工具因发生重大的意外事故需紧急疏散车上人员时，车窗应能方便而快速地打开，以使车上人员能安全和迅速地撤离至车外。目前，紧急情况下车窗的打开通常采用锤击破坏的方式，为此车体上配置有安全锤一类的应急工具。

传统安全锤的使用规则是“应该找准玻璃的四个角，大约距离窗框5厘米左右，在这四个区域附近敲击能很快把玻璃敲碎。注意要先按着一个点敲击，等彻底把玻璃敲开了再敲击其它的点。”在很多公共汽车玻璃上都贴有“紧急时敲碎安全玻璃”字样，用逃生锤敲击这个标示也能快速敲碎玻璃。

传统的安全锤击碎车窗需要反复用力击打，破窗效果都和使用者的力量大小有直接关系的，力量大(壮汉)的人可以轻松破窗，力量小的人(妇女、儿童)难以破窗。因此安全锤比较费时、费力、且占具较大的操作空间，破碎的玻璃往往还会伤及撤离人员，而且在公共交通工具日常运营中安全锤还经常发生丢失，不能有效地保护生命的效果。

通过对众多交通事故案例分析发现，安全锤作为击碎车窗的唯一逃生工具，却并不能有效为乘客提供逃生保证。如公交车辆中安全锤失窃、乘客在慌乱拥挤的事故中无法正确使用安全锤，妇女儿童老人没有足够力量击碎车窗玻璃等。因此本研究旨在设计一种智能化的车辆破窗逃生系统，更加可靠有效地保护生命。

研究一种可以智能化控制的逃生系统，采用按键操作，实现车窗的爆破，为求生赢得宝贵时间。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本发明拟采用驾驶员按钮操控的方式进行控制，并合理的配置各类传感器，通过点火、激发并产生高压气体、推动弹体运动等一系列的动作，从而一次性击碎车窗玻璃的目的，且在爆破过程中，通过结构设计使得安全可控，拟研发的车辆破窗逃生系统，可以为乘客逃生取得更多的时间。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：

公共场合破窗逃生系统，包括破窗器、控制模块、点火模块、手动启动按钮、电源和备用电源模块，其特征在于，

控制模块，用于接收和发射指令；

点火模块，用于接受控制模块的指令并引爆气体发生物，在狭小的空间内产生高压气体；

按压手动启动按钮通过控制模块与点火模块建立数据通信，同时控制点火模块完成点火；

固定在玻璃上的所述破窗器包括壳体、钢壳、弹体、气体发生物和锁紧件，所述壳体的粘接部通过粘结剂与车窗玻璃粘结；

钢壳位于壳体的内部，在钢壳内部填充气体发生物，并在接触气体发生物的钢壳上设置点火模块，在钢壳的敞口端通过锁紧件固定沿轴向具有一定移动空间的弹体，所述弹体的外端设置为作用于玻璃的锥形部；

所述锁紧件外侧通过螺纹连接与钢壳的内壁进行螺纹连接，对弹体进行限位，防止弹体弹出。

所述壳体为半球形的不锈钢外壳，在半球形的敞口端焊接一个不锈钢环形片。

在所述钢壳内的空闲区域内设置有填充物。

在所述弹体的尖端设置尖状的合金金属块。

还包括110指挥中心远程监控模块，所述控制模块通过无线电连接与110指挥中心远程监控模块建立信号连接。

还包括与控制模块电连接的传感器模块，所述传感器模块包括：

水平传感器，用于：检测汽车倾侧角度，且在所述汽车倾侧角度超过第一阈值时发出翻车信号；延迟发生；

减速度传感器，用于：检测碰撞强度，且在所述碰撞强度超过第二阈值时发出碰撞信号；延迟发生；

液位传感器，用于：检测汽车在水中行驶时的水位高度，且在所述水位高度超过第三阈值时发出水位信号；

烟感传感器，检测车厢内的烟雾浓度，当超过一定浓度时，自动触发，

中的一种或多种组合。

所述气体发生物为储存气体包或/和叠氮化钠/硝酸铵中的一种或两种的组合。

手动启动按钮包括设置在驾驶员仪表盘上的第一手动启动按钮和设置在汽车尾部合适位置的第二手动启动按钮。

所述控制模块采用微型的单片机或者具有单片机功能的集成电路。

本发明的有益效果是：

本发明利用车辆自身的单片机控制模块，将该系统被集成在车辆中，和车辆集成形成一体，实现一键控制，也可提高车辆的智能化程度。本项目适用于现有车辆的改造，也适用于新车新配置应用。

破窗器使用气体发生物作为动力，弹体运动产生动能冲击玻璃，将玻璃击碎，整个过程没有烟雾的产生，安全可靠。

附图说明

图1为本发明的原理图。

图2为破窗器的剖视图。

图3为破窗器的拆装过程示意图。

图4为实施例二的结构图。

图5为实施例三的结构图。

图6为实施例三种液态二氧化碳的设置位置图。

图中：110壳体，111粘接部，120钢壳，121液态二氧化碳充液孔，122加热元件安装孔，130弹体，140叠氮化钠/硝酸铵，150锁紧件，160填充物，170点火模块，180储存气体包，190液态二氧化碳，191加热元件，192爆破膜，193压紧螺母，194二氧化碳填充空腔。

具体实施方式

实施例一

车辆智能破窗逃生系统，包括破窗器、控制模块、点火模块、传感器模块、手动启动按钮、110指挥中心远程监控模块、电源和备用电源模块。

如图1，控制模块采用微型的单片机或者具有单片机功能的集成电路，通常在汽车中集成有单片机，可以借用汽车单片机，可以共用。

控制模块采用微型的单片机或者具有单片机功能的集成电路，通常在汽车中集成有单片机，可以借用汽车单片机，为控制系统的大脑。

点火模块的作用在于接受控制模块的指令并引爆叠氮化钠/硝酸铵，在狭小的空间内产生高压气体。

手动启动按钮包括设置在驾驶员仪表盘上的第一手动启动按钮和设置在汽车尾部合适位置的第二手动启动按钮。通过手动启动按钮、控制模块与前端的点火模块建立数据通信，同时控制点火模块完成点火。具体过程为：通过手动启动按钮输入指令，控制模块使电源导通，给点火模块中的起爆电容充电，然后点火，引爆叠氮化钠/硝酸铵，产生大量高压气体，推动弹体的尖端作用于玻璃并将玻璃击碎，整个过程耗时0.5秒以内。

这种设计使得当火灾等危险情况发生时，乘客或者驾驶员能够能够手动破窗器，及时打破车窗玻璃，以便进行逃生。

也可以通过远程无线网络与110指挥中心远程监控模块建立信号连接关系。具体的控制命令规定以及控制命令的输入采用现有通讯技术中已经公开的方法。

传感器模块，在车内条件达到一定数值后启动，包括

水平传感器，用于：检测汽车倾侧角度，且在所述汽车倾侧角度超过第一阈值时发出翻车信号；延迟发生，例如在发生翻车的情况下，当车体再次趋于平稳时进行触发。

减速度传感器，用于：检测碰撞强度，且在所述碰撞强度超过第二阈值时发出碰撞信号；延迟发生，例如在碰撞完成的情况下，当车体再次趋于平稳时进行触发。

液位传感器，用于：检测汽车在水中行驶时的水位高度，且在所述水位高度超过第三阈值时发出水位信号；及时触发进行破窗。

烟感传感器，检测车厢内的烟雾浓度，当超过一定浓度时，自动触发。

所有传感器通过数据线与控制模块进行连接。

上述多种传感器等可以单独存在，也可以根据需要选配。

上述传感器可以解决驾驶员不能及时开启或者开启过程中按钮失灵的情况的发生，能在第一时间内自动打破玻璃，使得乘客能顺利逃生，避免了翻车或碰撞造成车内乘客严重受伤却因车门难以打开而延误最佳救护时机的情况的发生，也避免了汽车涉水过深时车窗难以打开造成车内乘客窒息的情形的发生。

电源和备用电源模块包括独立的备用微型锂电池和车载蓄电池，用于为其他用电模块供电；其中微型锂电池可采用车载充电或者太阳能薄膜电池充电。

破窗器，首先通过虚拟技术进行简单成型，然后进行理论分析，然后进行样品试制，我们知道，动能公式是：e＝mv²/2，其中m为物体质量，v为速度。因此如要获得较大的动能，需要获得较高的速度。弹体的速度通过叠氮化钠/硝酸铵激发产生的高压气体推动获得。

压力公式：计算公式:p＝f/s,式中p单位是:帕,压力f单位是:牛；s是受力面积单位，所以为了达到比较好的击碎效果，通常将弹体的有效作用部位做成尖状。并在尖端部位采用硬度较高的合金块制作。

破窗器如图2和图3所示，包括壳体110、钢壳120、弹体130、叠氮化钠/硝酸铵140、锁紧件150和填充物160，其中壳体110为半球形的不锈钢外壳，半球形的形状没有棱角，更加安全，且具有较好的防偷盗作用。在半球形的敞口端焊接一个不锈钢环形片，作为粘接部111，通过粘结剂与车窗玻璃粘结。

钢壳120位于壳体的内部，钢壳为圆柱筒状，一端敞口，壁厚设计较厚。在钢壳120内部为叠氮化钠/硝酸铵填充区，并设置点火信号线引出口，用于安装点火模块170，在钢壳的敞口端通过锁紧件固定一个弹体130。弹体整体为铅芯材质，在包括活塞部、颈部和锥形部，在锥形部的尖端设置一个合金金属块，合金金属块具有更高的硬度，击碎玻璃的效果更好。其中上述合金金属块尖端仿照安全锤外端圆锥形的尖端,由于尖头的接触面积很小，且完全垂直于玻璃表面，因此，该接触点对玻璃的压强相当大,而对于钢化玻璃而言,一点点的开裂使得整块玻璃内部的应力分布受到了破坏,从而在瞬间产生无数蜘蛛网状裂纹,此时只要轻轻地用手或者脚就能将玻璃碎片清除掉。

锁紧件外侧为螺纹部，通过螺纹连接与钢壳的内壁进行螺纹连接，在锁紧件中设置有凸起，对弹体进行限位，防止弹体弹出。

叠氮化钠/硝酸铵在点火模块的引导下触发后，弹体击碎钢化玻璃后即刻失去效能，逃生人员借助灭火器或者安全锤或者其他物件对玻璃进行清理后即可进行逃生。

填充物可以为电路、耐火纤维等材料，填充在壳体和钢壳之间的区域。

实施例二

如图4所示，在实施例一的基础上，增加一个可以释放高压气体的储存气体包180。例如，将液态氮或者液态的二氧化碳设置在一个狭小的气包内，通过上述的叠氮化钠/硝酸铵瞬间爆发将储存气体包180，产生更大的冲击力，提高车窗的击碎效果。

实施例三

如图5，将叠氮化钠/硝酸铵更换为液态二氧化碳190，并使用爆破膜192进行封装，封装后液态二氧化碳被封装在钢壳内部，将点火模块更换为加热元件191，通过给加热元件价格，实现液态二氧化碳的触发，触发后，冲破爆破膜，高压气体推动弹体向前运动，继而实现破窗的目的。

参考图6，图6中，钢壳120的顶部和侧面分别设置液态二氧化碳充液孔121和加热元件安装孔122。在钢壳中设置有一个爆破膜192，爆破膜通过压紧螺母193将爆破膜固定，在爆破膜和壳体内壁之前形成一个空腔，该空腔为二氧化碳填充空腔194。通过注液设备将液态二氧化碳由充液孔注入到内部。

在压紧螺母上通过螺纹配合旋合安装一个锁紧件150，用于限制弹体的位置，弹体的内端与爆破膜进行接触，且弹体的运动空间足以满足将钢化玻璃击碎的需要。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域相关技术人员对本发明的各种变形和改进，均应扩如本发明权利要求书所确定的保护范围内。