小車溺水安全開門裝置探究

董承泉,李智芳

(益陽職業技術學院，湖南 益陽 413000)

小車溺水安全開門裝置探究

董承泉,李智芳

(益陽職業技術學院，湖南 益陽 413000)

近年來，汽車駛入水中導致司乘人員傷亡的事故逐漸增多，特別是城市中地勢低洼排水不暢的地段。這些地段在大雨后往往容易積存大量雨水，司機在不知水深的情況下冒然駛入，導致車體沒入水中，車門車窗無法打開從而造成慘劇。針對這一問題，本文通過對汽車中控鎖的研究，模擬汽車溺水之后汽車的受力狀況，利用一種小型的機構來快速地打開由于汽車溺水而產生內外壓差的車門，從而使車內人員避免危險。

溺水汽車；開門裝置；剪式機構；中控鎖

1 裝置研究的意義

隨著中國汽車工業的高速發展，私家車的數量越來越多。城市道路中一些地勢低洼排水不暢的地段，形成較大較深的積水池。不熟悉路況的司機在不知水深的情況下冒然駛入，造成車體沒人水中，使得電動車門車窗無法正常工作，加上外部水壓較大，導致車門車窗不能打開，司乘人員無法逃生。設計一種能夠快速打開車門的裝置，彌補現存在的問題，從而達到提高車體入水突發事件的逃生成功率。

2 開門裝置系統整體設計

2.1 系統的整體方案

本裝置中我們主要是得考慮能夠是整個系統在汽車溺水時刻能夠立刻發揮作用，才能夠最大效率化。在裝置中我們的整體方案如圖1所示，采取以控制器為核心的系統，各執行系統分別通過與控制器的銜接，再通過各自單獨的執行開關來進行整個裝置的整體運行。各分執行機構之間不互相干預，只是通過中心控制器的統一信號接收轉換與處理。

2.2 執行機構的方案

開門裝置中主要涉及到傳感器，緊急開關，開門執行機構，報警裝置等小的分系統的運行與選擇設計。傳感器中選擇兩種類型的傳感器：壓力傳感器與濕度傳感器。緊急開門裝置采取一鍵式的觸發的方式。開門執行機構則是通過一個簡單的機械運動使運動。報警裝置則是通過一個簡單的蜂鳴裝置與指示燈來實現。各分執行機構之間合作互補。

2.3 控制系統的研究

控制系統主要包括信號的接收，調理，模數轉換，單片機處理，以及驅動等。本裝置當中控制器是屬于比較核心的元件，控制器采用單片機，此是控制系統的核心，本裝置中，選用AT89S52單片機來完成系統的控制功能[1]。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器。

3 傳感器選型與布置

3.1 傳感器選型

在本控制系統中采用CYZl04系列隔離式壓力傳感器，此傳感器可以深入水中測量水的壓力，而不會損壞傳感器，這是它相對于其它類型壓力傳感器的區別。濕度傳感器可選用濕敏電阻式濕度傳感器，其特點是在基片上覆蓋層用感濕材料制成的膜。當空氣中的水蒸氣吸附在感濕膜上時，元件的電阻率和電阻值都發生變化，利用這一特性即可測量濕度。

3.2 傳感器位置布置

傳感機構由4個壓力傳感器及1個濕度傳感器組成。壓力傳感器安裝于車輛4個懸架處，用于檢測懸架所受的力的大小；濕度傳感器安裝于車身前端，用于檢測車前端濕度的大小變化情況。

圖1 系統整體運行圖 圖2 系統執行流程圖

4 開門執行裝置工作原理

4.1 工作原理

開門執行裝置以市場現在流行的小型剪式電動千斤頂為原型，通過改裝與計算進行工作。目前這種小型的千斤頂有不同的類型與所能承受的壓力。通過一個控制器與電機連接起千斤，控制器有上升與下降兩個按鈕。直接把插頭插入汽車點煙器的插座上引出電源。電源帶動電動機，電動機帶動螺旋桿連續轉動過程中，滑塊不僅相對螺桿作水平運動，同時還帶動上、下支撐臂作升降運動;螺桿本身也存在著水平、垂直兩個方向的運動，頂板做垂直升降運動，底座始終保持不動。本裝置中通過設計我們在底座與頂塊之間加入一根方向導軌，這樣可以限制因為力量的作用，導致機構產生變形，方向發生變化。

4.2 電源系統安全裝置

設計中在汽車沒有熄火時候是使用車子本身的供電，只有斷電之后才會讓備用電源供電。為了以防雙電源的作用損壞裝置，考慮到裝置的安全性，應該設置一種在汽車斷電之后，實現備用電源自動向裝置供電的開關。而正常供電時，自動對后備蓄電池充電，并有充電保護功能。

5 總結

裝置采取非常簡單的剪式的千斤頂，能夠有效的節約材料，采取最簡化，能夠實現功能的最大化。裝置放在座位底下，不占車內的空間、不影響車的美觀和舒適性，安全開門裝置，采取了在保證汽車可以正常使用情況下，采取另外設計一種單獨的可以供電的裝置，不會干擾汽車的電子系統，同時，裝置還設計了緊急開門的按鈕，是汽車在出現意外的情況下能夠保證安全。

設計當中，我們發現快速開門裝置，不單獨可以利用剪式千斤頂的原理，同時還可以里用蝸輪蝸桿的作用來實現力量傳輸。使汽車車門在存在內外壓力差的情況下，打開車門，從而幫助乘員逃出汽車。

[1] 基于汽車溺水過程分析的車窗機械結構優化[J].北京現代職業技術學院汽車工程系,201,6.

[2] 一種汽車涉水安全輔助裝置開門系統方法[p].中國：201310062143.0，2013.02.27.

董承泉(1991-)，男，漢族，湖南衡陽人，益陽職業技術學院教師，研究方向：汽車電子、汽車安全。 李智芳(1991-)，女，漢族，湖南郴州人，格特拉克傳動系統公司助理工程師，研究方向：汽車檢測、車輛裝配技術。

TH49

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1671-1602(2016)24-0039-01