本发明涉及汽车安全技术领域，更具体地说是涉及一种校车落水安全逃生系统。
背景技术：
校车作为一种方便快捷的学生接送工具广泛应用于各中、小学校和幼儿园，校车的安全性至关重要。
校车落水为重大安全事故，校车落水事故中特别需要解决的是车体沉没以及车内人员不能及时逃生进而造成更进一步人员伤亡的重大问题。
现有技术中针对车辆落水问题已有沉车自救和防沉车两类形式的相关技术：
公开号为cn102259626a的专利申请文件公开了一种汽车落水防沉方法及装置，公开号为cn103661173a的专利申请文件公开了一种车辆防水淹没监控系统及监控方法，公开号为cn205168419u的专利申请文件公开了一种车用救生气囊装置，这些都属于沉车自救类的形式，是在汽车落水时使车辆下沉速度减缓，或是在车辆沉入水面以下后再使其缓慢上浮，并非真正意义上的“防沉”技术；同时校车内儿童逃生意识和能力都十分薄弱，自救的方式并不能适用于校车。
公开号为cn206306990u的专利申请文件公开了一种汽车落水救生装置，公开号为cn103802775a的专利申请文件公开了一种汽车落水逃生装置、公开号为cn205524105u的专利申请文件公开了一种汽车防沉遇水装置，这些都属于防沉车类的形式，但其并没有针对车内人员设置逃生措施，不能为车内人员及时撤离和车外救援人员实施救援提供帮助，同样不能有效提高安全保障。
技术实现要素：
本发明是为避免上述现有技术所存在的问题，提供一种校车落水安全逃生系统，实现车体防沉并提供有效的逃生手段，从而提高校车在可能发生的落水事故时的安全保障。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
本发明校车落水安全逃生系统的结构特点是：在校车车体中设置防沉装置、逃生装置和用于控制所述防沉装置和逃生装置有序工作的控制装置；
所述防沉装置是在车体四周设置水压传感器，在车体两侧对称设置可充气的防沉气囊，并有防沉气囊气体发生器适时为所述防沉气囊进行充气，使落水的车体在防沉气囊的浮力作用下保持漂浮在水面，所述防沉气囊气体发生器与防沉气囊一一对应独立配置；
所述逃生装置是利用可分离的连接结构将车体尾部车门设置为可与车体分离的逃生门，所述逃生门是在车体尾部车门的四周设置可充气的逃生气囊，并有逃生气囊气体发生器适时为所述逃生气囊进行充气，使分离的逃生门成为可载人的逃生充气舟；
所述控制装置根据设定阈值判断所述水压传感器的输出信号是否为落水信号，根据设置在车体上的三轴陀螺仪判断车体是否状态稳定；在经判断确定为落水信号时启动防沉气囊气体发生器使防沉气囊充气；在经判断确定车体状态稳定时控制可分离的连接结构使逃生门与车体分离，并启动逃生气囊气体发生器使逃生气囊充气。
本发明校车落水安全逃生系统的结构特点也在于：
所述防沉气囊共有四只，分别是两只顶框气囊左右对称分处在车体两侧顶框处；两只底框气囊左右对称分处在车体两侧底框处，各长条形状的防沉气囊沿车体长度方向设置；
所述水压传感器共有八只，分别是一一对应分处在车体两侧顶框中心处和车体两侧底框中心处的四只侧边传感器，一一对应分处在车前端顶框中心处和车尾端顶框中心处的两只顶框传感器，以及一一对应分处在车前端底框中心处和车尾端底框中心处的两只底框传感器；
所述控制装置根据四只侧边传感器的落水信号对于处在相应位置上的四只防沉气囊一一对应进行充气控制；
所述控制装置同时根据两只顶框传感器的输出信号对于两只顶框气囊进行充气控制，是指在任一顶框传感器输出落水信号时，同时控制两只顶框气囊进行充气；
所述控制装置还同时根据两只底框传感器的输出信号对于两只底框气囊进行充气控制，是指在任一底框传感器输出落水信号时，同时控制两只底框气囊进行充气。
本发明校车落水安全逃生系统的结构特点也在于：所述可分离的连接结构是指：将所述逃生门在车体尾部设置为能够向下且向外翻转的翻转开启式门体，所述逃生门在门底框利用水平销轴铰接在车体的销轴孔中，所述水平销轴为电磁控制器件，通过电磁控制能够使水平锁轴脱离锁轴孔实现逃生门与车体的分离。
本发明校车落水安全逃生系统的结构特点也在于：在车体尾部设置驱动电机，在所述驱动电机的输出轴上设置钢丝铰盘，并有钢丝一端固定在钢丝铰盘上，另一端绕过定滑轮并通过可拆除的插销连接在逃生门的上部，利用驱动电机的正反转收放钢丝，使逃生门在钢丝的牵引下向外翻转打开或向内翻转关闭；拆除所述插销能够使逃生门与所述钢索分离。
本发明校车落水安全逃生系统的结构特点也在于：所述逃生门设置为中空结构，以其中空腔为储物区，在所述储物区内放置包括辅助绳索和划桨在内的备用器件；所述逃生气囊呈环形，环形逃生气囊嵌装在逃生门的四周凹槽中，逃生气囊气体发生器处在逃生门的中空腔中，并就近设置在逃生气囊的内侧。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明兼顾防沉和逃生两大功能，有效提高校车在可能发生的落水事故时的安全保障。
2、本发明合理分布水压传感器和逃生气囊，有效提高检测准确度，能保证不论车体以何种姿态落水，都能使车体不会沉入水中，实现真正的防沉。
3、本发明利用车体尾部的车门作为逃生门装备，其可分离式结构保证了应急逃生的需求，实现车内人员的快速撤离。
4、本发明通过将各传感器、气体发生器等设置为独立工作，避免相互影响，能有效缩短系统响应时间；设置自动和手动的不同的控制形式，利用自动控制提高应急救援效率，利用手动控制保证系统的可靠性。
5、本发明与车体之间采用模块式结构，便于拆装以及进行维护。
6、本发明中控制装置独立于校车esp系统，并采用独立电源和防水密封设计，保证系统可靠性。
附图说明
图1为本发明中防沉气囊充气展开后防沉状态示意图；
图2a和图2b为本发明水压传感器示意图；
图3为本发明中逃生装置结构示意图；
图3a为本发明中由电磁控制的逃生门中水平销轴与销轴孔配合示意图；
图3b为本发明中用于连接钢丝的插销电磁控制结构示意图；
图4为本发明中逃生门结构示意图；
图5a为本发明中逃生气囊充气后俯视示意图；
图5b为本发明中逃生气囊充气后侧视示意图；
具体实施方式
图中标号：110车体，111第一传感器、112第二传感器、113第三传感器、114第四传感器、115第五传感器、116第六传感器、117第七传感器、118第八传感器、121第一防沉气囊、122第二防沉气囊、123第三防沉气囊、124第四防沉气囊、21逃生门、22逃生气囊、23逃生气囊气体发生器、211驱动电机、212定滑轮、213锁扣、214钢索、215锁扣销、216水平销轴、217第一电磁控制器、218第二电磁控制器、219简易划桨、220辅助绳索、221重物。
具体实施方式
本实施例中校车落水安全逃生系统是在校车的车体110中设置防沉装置、逃生装置和用于控制防沉装置和逃生装置有序工作的控制装置。
防沉装置是在车体四周设置水压传感器，在车体两侧对称设置可充气的防沉气囊，并有防沉气囊气体发生器适时为防沉气囊进行充气，使落水的车体在防沉气囊的浮力作用下保持漂浮在水面，防沉气囊气体发生器与防沉气囊一一对应独立配置。
本实施例中防沉气囊共有四只，分别是两只顶框气囊左右对称分处在车体两侧顶框处，如图1中的第一防沉气囊121和第四防沉气囊124；两只底框气囊左右对称分处在车体两侧底框处，如图1中的第二防沉气囊122和第三防沉气囊123；各长条形状的防沉气囊等长且沿车体长度方向设置。
本实施例中水压传感器共有八只，分别是一一对应分处在车体两侧顶框中心处和车体两侧底框中心处的四只侧边传感器，一一对应分处在车前端顶框中心处和车尾端顶框中心处的两只顶框传感器，以及一一对应分处在车前端底框中心处和车尾端底框中心处的两只底框传感器；如图2a和图2b所示第五传感器115、第八传感器118、第六传感器116和第七传感器117即为四只侧边传感器，第一传感器111和第三传感器113即为两只顶框传感器，第二传感器112和第四传感器114即为两只底框传感器。
控制装置根据四只侧边传感器的落水信号对于处在相应位置上的四只防沉气囊一一对应进行充气控制；控制装置同时根据两只顶框传感器的输出信号对于两只顶框气囊进行充气控制，是指在任一顶框传感器输出落水信号时，同时控制两只顶框气囊进行充气；控制装置还同时根据两只底框传感器的输出信号对于两只底框气囊进行充气控制，是指在任一底框传感器输出落水信号时，同时控制两只底框气囊进行充气；这一形式能有效保证无论车辆以何种姿态落水，其首先接触水面的对应位置上的防沉气囊都能在第一时间充气展开，保证校车不会沉入水中。
参见图3和图4，本实施例中逃生装置是利用可分离的连接结构将车体尾部车门设置为可与车体分离的逃生门21，逃生门21是在车体尾部车门的四周设置可充气的逃生气囊22，并有逃生气囊气体发生器23适时为逃生气囊22进行充气，使分离的逃生门21成为可载人的逃生充气舟。
如图3和3a所示，本实施例中可分离的连接结构是指：将逃生门21在车体尾部设置为能够向下且向外翻转的翻转开启式门体，逃生门21在门底框利用水平销轴216铰接在车体的销轴孔中，水平销轴216设置为电磁控制器件，通过第一电磁控制器217能够使水平销轴216脱离锁轴孔实现逃生门21与车体的分离。
图3所示，在车体尾部设置驱动电机211，在驱动电机211的输出轴上设置钢丝铰盘，并有钢丝214一端固定在钢索铰盘上，另一端绕过定滑轮212并通过可拆除的锁扣销215连接在逃生门21的上部，利用驱动电机211的正反转收放钢索214，使逃生门21在钢索214的牵引下向外翻转打开或向内翻转关闭，拆除锁扣销215能够使逃生门21与钢索214分离；也可以将锁扣销215设置为如图3b所示的第二电磁控制器218，在钢索214的端头固定连接锁扣213，利用第二电磁控制器218能够使插入在锁扣213中的锁扣销215自动脱销；脱销后的逃生门21即与钢索214解除连接。
图4、图5a和图5b所示，将逃生门21设置为中空结构，以其中空腔为储物区，在储物区内储备包括辅助绳索220和简易划桨219在内的备用器件，辅助绳索220可以在一端固定一重物221，便于向远处抛接；逃生气囊22呈环形，环形逃生气囊22嵌装在逃生门21的四周凹槽中，逃生气囊气体发生器23处在逃生门21的中空腔中，并就近设置在逃生气囊22的内侧，以便对逃生气囊22进行快速充气；这一结构形式空间利用率高，并能对收缩状态下的逃生气囊进行有效的保护。
本实施例中，控制装置根据设定阈值判断水压传感器的输出信号是否为落水信号，根据设置在车体上的三轴陀螺仪判断车体是否状态稳定；在经判断确定为落水信号时启动防沉气囊气体发生器使防沉气囊充气；在经判断确定防沉气囊已展开，且车体状态稳定时控制可分离的连接结构使逃生门21与车体分离，并启动逃生气囊气体发生器使逃生气囊充气。
具体实施中，相应的结构形式也包括：
控制装置独立于车辆本身的esp系统，并采用独立电源和防水密封设计，保证系统可靠。
各气体发生器与相应的被充气的气囊安装在一起，实现快速充气。
对于正常处在陆地上的校车，逃生门21也可被利用作为应急通道。
在遇有车辆落水时，也可由司乘人员根据具体情形选择最佳逃生时机，手动启动驱动电机、分离逃生门、逃生气囊充气，形成逃生充气舟，在逃生人员登上逃生充气舟后，钢索214解锁，利用重物221将辅助绳索的一端扔向岸边，依靠岸边救援人员拉动辅助绳索220实施救援，或通过简易划桨219划向岸边。