一种应用于空调公共汽车的应急逃生窗的设计

覃智广　陈洪容　张信禹

摘要：本设计利用气动装置使逃生窗折叠打开，逃生空间较大；一旦车内发生火灾，温度传感器和烟雾传感器会自动检测到信号，并通过单片机控制显示当前温度及报警字幕、报警器发出报警信号、语音提示火灾隐情，同时能控制电插锁得电，断开对窗户的锁定，实现自动控制系统失电情况下可手动轻松地打开应急逃生窗，实现乘客在紧急情况下自救、逃生。

关键字：公共汽车；生命安全；逃生窗

一、研究的背景

随着社会的迅速发展，人们对公共汽车的依赖越来越强，对公共汽车的安全系数也有很高的要求。以前的公共汽车只配有安全锤、灭火器等一些单调的救生、逃生设备，急需设计和普及一种新型可靠的逃生窗、提高乘客逃生效率。

二、机械 装置的设计

本系统主要由3个主要机构构成，即连杆机构、滑轮机构、折叠式机构。

（1）将空调车四扇车窗从左到右分别为A，B，C，D四个部分，在A窗的左边和D窗的右边窗框上分别安装一可旋转转轴，转轴上焊接一根铁棒与气缸连杆连接，形成活动连接。

（2）在A窗上下左边窗框和D窗上下右边窗框上分别安装一个滑轮，用以减小摩擦，以防车窗打开使被卡住，增大安全系数。

（3）主要是在A，B和C，D两窗之间用两片合页连接，让逃生窗能够更快捷的开启。

考虑到安全、快捷、可靠性高可使用气动系统推动窗户的开关。空气发生器为气源接到调压阀，调压阀接到电磁换向法，电磁阀接双向气缸。工作过程：气体从空压机中导出通入调压阀，使空气中的杂质得到进化，水汽的到过滤，从调压阀中导出以后分别通到两个换向阀中，换向阀出来以后可以通到两个气缸中去实现车窗的打开。如果电磁换向阀电磁控制部分失效，可以通过复位弹簧控制实现手动打开车窗。气动装置如图1示。

逃生窗基本结构设计主要有以下几个部分：

（1）窗户密封的设计：空调公共汽车带给城市交通一种高档的感受，与目前非空调公共汽车相比，一般城市空调公共汽车都采用了密封车窗的形式，即将侧面的每一扇车窗玻璃都采用整幅粘贴及“工字型”密封胶条封闭，这从设计来说是为了防止乘客擅自打开车窗，保障空调车的保温性能，同时又能够降低制造成本，而且从外观看，整幅车窗比开启式车窗会更美观一些。

（2）窗框的稳定性设计：用来固定窗框的电插锁和“工字型”密封封条，满足了设计逃生窗的要求，又保证了窗框的稳定性。

（3）气压装置的气压杆和窗户上的转轴通过连杆相接，气压杆工作时窗户上的转轴转动窗户则向外折叠打开。

（4）通过温度传感器检测火灾信号：当汽车在温度传感器检测到火灾事故隐情时就会接通单片机控制电路使窗户打开。

（5）语音、显示、报警系统的设计：当温度传感器检测到的信号时会接通语音提示并通过屏幕显示出字幕来，提醒乘客做好逃生准备。当火灾时的烟雾达到一定的浓度烟雾传感器报警。

（6）自动打开装置设计：在火灾事故时蜂鸣器报警经过10秒钟，司机仍未按下开窗按钮时控制电路控制折叠窗打开。

（7）手动打开窗户的设计：电插锁所连接的电路在火灾中损坏而无法使电插锁和窗框相离，可以手动使它们断开连接，如发现气压缸无法工作，通过电磁阀的手动按钮使气压缸工作迅速打开逃生窗户。

三、电气控制设计

1、单片机控制系统设计，本设计的主要采用AT89S52单片机控制窗户打开。其性能稳定，价格便宜，可靠性高。通过它实现自动打开逃生窗、显示、报警等功能。

2、 语音报警系统设计

语音报警系统主要是当汽车发生火灾时通过语音报警器会发出提示音，提示司机和乘客及时逃生。语音报警采用APR9600全功能应用电路板模块，其语音录放控制有多种操作模式，为普通用户使用提供了极大的方便。

3、传感器设计

在本设计中主要运用了温度传感器和烟雾传感器对火灾进行检测，在较宽的浓度范围内对可燃气体有良好的灵敏度。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。温度传感器可检测到车内温度的变化，从而实现火灾的监测。

该装置的结构如图2示。

四、市场推广价值

（1）本设计结构简单，功能多样，能够实现报警，车窗自动打开，玻璃窗自动折叠开口大，疏散方便，逃生迅速。

（2）紧急逃生窗打开时间短，该系统即使遇到汽车电源无电也能够手动打开，系统可靠性高、操作方便 。

（3）应用范围比较广，不仅在空调公共汽车上适用，而且在普通公共汽車上也可以使用。

（4）本设计的汽车应急逃生窗性价比高。使用元器件价格便宜，结构安全可靠。

通过上述分析：这款空调公交车火灾逃生窗的市场推广前景较广阔。

参考文献

[1]刘鸿文.材料力学[M]. 北京：高等教育出版社.1991.

[2]宋学文.机械设计手册[M]. 北京：机械工业出版社，1966.

[3]中国机械工业教育协会.液压与气压传动[M]. 北京：机械工业出版社，2001.

[4]孟宪源. 现代机构手册下册[M].北京：机械工业出版社，2012.

[5]成圣林，侯成晶.图解传感器技术及应用电路[M]. 北京： 中国电力出版社，2009.