一種新型客車應急逃生天窗的設計

摘 要：介紹了一種新型客車應急逃生天窗的結構及特點，設計一種自開自鎖裝置及開關把手，代替傳統天窗連接機構，保證緊急情況下天窗上蓋與窗框本體可靠分離，運用主動觸發氣囊沖擊力，完成天窗自動打開，并設有輔助逃生軟梯，幫助乘客逃生。可快速有效幫助乘客逃生，減少人員傷亡。

關鍵詞：逃生天窗；自開自鎖裝置；開關把手；逃生軟梯

引言

市場上出售的客車應考慮到緊急情況下乘客生命安全均設有應急逃生天窗，但為考慮車內冷氣系統，一般把天窗設計為封閉狀態，當客車上發生意外諸如車內失火、側翻、掉入湖中等時，應急逃生天窗是車內人員逃生的唯一出口。由于逃生天窗設置在車頂部，而現有的逃生天窗均是靠人力用手動打開，費時費力，因此，在緊急情況下，很難在第一時間打開逃生天窗，嚴重影響了乘客的自救。

為此，在分析傳統逃生天窗結構后，我們設計一種新型應急逃生天窗，能在緊急情況下自動、快速打開，并落下輔助扶梯，能有效、快速的幫助車內乘客離開危險環境，減少人員傷亡。

1 結構分析

對市面上常見的客車應急天窗研究發現，現有客車應急逃生天窗大體都為一端活動鉸鏈與窗框本體相連接，另一端通過開關把手與客車本體相連，當發生緊急情況時，通過旋轉開關把手往上推，從而打開天窗。但由于傳統天窗結構因素，使得緊急情況發生時天窗打開時間很大程度依賴車內乘客。存在很多不可控因素。

想要實現天窗打開迅速、不受乘客影響，必須對傳統天窗結構進行改造，使得在緊急情況發生時能夠自動斷開與窗框本體的連接，并且自動實現天窗打開。具體結構見圖1。

2 自開自鎖裝置設計

為滿足天窗使用要求，首先必須實現在緊急情況下，逃生天窗上蓋能夠自動快速斷開與窗框本體上連接組建的連接，而正常情況下，上蓋通過連接板與窗框本體連接可靠，從而設計出一種自開自鎖裝置代替傳統天窗固定鉸鏈裝置與窗框相連接。具體結構見圖2。

考慮到電磁鐵結構可靠，反應迅速的特點，在連接塊兩側面安放電磁鐵，其通過彈簧與觸頭連接，觸頭在彈簧張力作用下與連接塊的側壁連接。正常情況下，在彈簧張力的作用下，觸頭伸長與連接塊連接使連接塊處于固定狀態即鎖合。接通電磁鐵電源后，電磁鐵吸引觸頭，觸頭壓迫彈簧回縮，與連接塊斷開，連接塊即處于自由狀態，實現自動解鎖。

3 開關把手設計

客車天窗上蓋另一端使用一種新型開關把手與窗框連結。在緊急情況下能主動斷開與窗框本體連接，又能實現傳統開關把手手動打開功能。具體結構見圖3。

包括通過彈簧連接的電磁鐵和觸頭，電磁鐵上設有旋轉體且與把手連接，旋轉體通過柔性帶與觸頭連接。通常情況下，電磁鐵設置在天窗的蓋子上，觸頭與窗框卡接。正常情況下，通過轉動把手使旋轉體旋轉，柔性帶拉動觸頭，觸頭壓迫彈簧回縮，斷開與窗框的連接，即可推開上蓋，打開天窗。當出現意外情況時，接通電磁鐵電源，電磁鐵產生磁力吸引觸頭，觸頭壓迫彈簧回縮，斷開與窗框的連接。

4 動力源選擇

由于氣囊結構具有反應迅速，瞬間沖擊力大，可靠性高等特點，當天窗上蓋與本體所有連接斷開后，我們將傳統氣囊被動觸發改為主動觸發，借用氣囊沖擊力，將天窗上蓋頂開，從而達到打開天窗的效果。具體結構見圖4。

為保證只有當所有連接斷開后，氣囊才工作，在開關把手及自鎖裝置處設有接觸開關，只有當兩處斷開信號同時滿足時，氣囊才通電，從而保證氣囊工作穩定性。

5 輔助逃生扶梯的設計

考慮到客車乘坐乘客不同，我們在天窗下方安裝有輔助逃生軟梯，在緊急情況下開關解除，扶梯下落。可以幫助乘客爬出天窗，快速逃離危險。具體結構如圖5。

應急軟梯包括踏板且通過繩索串接，軟梯收起放置在天窗窗框的空腔內且通過電磁開關與窗框卡接。當需要打開軟梯時，接通電磁鐵電源，電磁鐵產生磁力吸引觸頭，觸頭壓縮彈簧回縮，與窗框斷開連接，踏板在自重作用下下落，軟梯自動打開。為了保證電磁開關出現故障時通過手動打開軟梯，最下端踏板設有內腔且與側室連通，內腔里設有鉸接的連桿和推桿，連桿的另一端與設置在踏板側壁上的旋鈕連接，推桿的另一端可隨著旋鈕的旋轉在連桿帶動下伸縮。從而手動打開應急軟梯。

6 結束語

通過自鎖裝置及開關把手設計，巧妙將天窗頂蓋與窗框連接，使得新型逃生天窗既能滿足傳統人工打開，在緊急情況時，駕駛員或乘客通過設置在駕駛室及車內應急按鈕，能夠迅速，可靠地打開天窗，整個過程只需3～5秒，克服了現有技術靠人力通過手動打開天窗費時費力的問題，為乘客自救贏得了寶貴的時間。同時逃生扶梯在緊急情況時，幫助車內老、弱、矮小等人群逃離危險。

本新型客車應急逃生天窗適用于長途客車、公交車等公共交通工具，操作方便，結構簡單，易于實施。已申報專利。

參考文獻

[1]趙雷.新型客車安全逃生天窗的研制[J].安徽農業大學學報，2001，28（2）：203-206.

[2]聶敏.汽車安全氣囊控制系統及調試方法研究[D].湖南：湖南大學，2013.

[3]周奎軍.汽車安全氣囊氣體發生器的研究[D].南京：南京理工大學，2008.

[4]陳守文，成一.汽車安全氣囊的研究與發展[J].汽車研究與開發，2002，1：16-17，58.

[5]霍嘉浩.公共汽車智能逃生裝置的研制[J].裝備制造技術，2012，9：183-186.

[6]葉脈.公交車安全設施一覽[J].人民公交，2010，6：63-68.

[7]李金金，梁國濤，江忠靖，等.客車逃生窗[J].科技資訊，2011，19：240-241.