[发明专利]一种公交车用防落水装置及其控制方法

权利要求书

1.一种公交车用防落水装置，其特征在于，包括：

半轴，其内部具有柱形腔；

一级圆柱轴，其滑动设置在所述柱形腔内，且内部具有第一贯穿孔；

圆环气囊，其套设在所述一级圆柱轴上；

二级圆柱轴，其滑动设置在所述第一贯穿孔内，且内部具有第二贯穿孔；

齿形气囊，其可拆卸设置在所述二级圆柱轴一端，并能够随所述二级圆柱轴旋转。

2.根据权利要求1所述的公交车用防落水装置，其特征在于，所述一级圆柱轴表面具有第一齿形槽，其为等间距分布的多个环形槽。

3.根据权利要求2所述的公交车用防落水装置，其特征在于，还包括：一级电磁卡环，其设置在所述半轴一端，并能够伸入所述第一齿形槽，用于限制所述一级圆柱轴滑动。

4.根据权利要求1所述的公交车用防落水装置，其特征在于，所述二级圆柱轴表面具有第二齿形槽，其为等间距分布的多个环形槽。

5.根据权利要求4所述的公交车用防落水装置，其特征在于，还包括二级电磁卡环，其设置在所述一级圆柱轴一端，并能够伸入所述第二齿形槽，用于限制所述二级圆柱轴滑动。

6.根据权利要求3或5所述的公交车用防落水装置，其特征在于，还包括：

一级进气管，其设置在所述半轴和所述一级圆柱轴之间，能够推动所述一级圆柱轴沿所述柱形孔滑动；

二级进气管，其设置在所述半轴和所述二级圆柱轴之间，能够推动所述二级圆柱轴沿所述第一贯穿孔滑动。

7.根据权利要求3或5所述的公交车用防落水装置，其特征在于，还包括：

一级回位弹簧，其一端连接所述半轴，另一端连接所述一级圆柱轴；

二级回位弹簧，其一端连接所述半轴，另一端连接所述二级圆柱轴。

8.根据权利要求7所述的公交车用防落水装置，其特征在于，所述齿形气囊包括：

底座，其为环形，表面具有连接凹槽；

第一囊体，其为环形，并固定套设在所述底座外侧；

多个第二囊体，其为齿形囊，阵列分布在所述第一囊体四周；

其中，所述第一囊体和所述第二囊体一体连接。

9.一种公交车用防落水装置的控制方法，其特征在于，包括：

步骤一、实时获取车辆的运动位置，通过四个超声波传感器用于获取车辆四个车轮距地面的距离，通过水平仪获取公交车行驶的姿态，计算此时的公交的翻车落水概率：

其中，P为公交翻车落水概率，W为车辆与水面的距离，A为车辆中轴宽度，α为客车侧倾角度，E为倾斜阈值，h为客车高度，l_i为车轮与地面的距离，l₁为左前轮与地面的距离，l₂为右前轮与地面的距离，l₃为左后轮与地面的距离，l₄为右后轮与地面的距离；

当时，喷气式发动机通过推力减轻车辆入水时的冲击，并开启防落水装置，通过气体推动一级圆柱轴向外移动，使车辆在水中保持稳定；

步骤二、气体推动二级圆柱轴向外移动，二级气囊迅速充气，半轴带动齿形气囊转动，进而推动车辆靠岸。

10.根据权利要求9所述的公交车用防落水装置的控制方法，其特征在于，所述步骤二中齿形气囊的齿距为：

其中，t为齿形气囊的齿距，z为齿形气囊的齿数，x为材料系数，σ为弯曲应力，T为气囊的最大扭矩；

半轴转速为：

其中，v为半轴转速，W为车辆与水面的距离,f为响应系数，ε″为与损耗相关的系数，d为齿形气囊外缘直径，M为公交车重量，为防落水装置的最大承重。