破窗装置和形成破窗装置的方法与流程

1.本技术公开的实施例涉及车辆领域，具体涉及车辆落水逃生领域，更具体地涉及破窗装置和形成破窗装置的方法。


背景技术：

2.近年来，因车辆落水而导致人员伤亡或财产损失的新闻时有报道。车辆落水可能包括车辆掉入水中的情况，还可能包括因下雨天的雨水积聚而导致车辆被水淹的情况。在车辆落水之后，尤其是在水没过车身之后，车门通常无法打开，从而使得用户无法逃离。
3.为此，在相关技术中，可以针对车辆提供后备箱逃生通道功能。具体地，当车辆落水且没有任何辅助逃生工具时，车内的人可以钻到后排，找到开关并将后排座椅放倒，接着人体钻进后备箱，找到后备箱锁芯堵盖并用随身携带的钥匙等硬物撬开盖子，接着顺时针拨动锁芯以将后备箱打开，从而钻出国内逃生。
4.这种车辆落水逃生方法通常有前提：一是车头落水而车尾没有被水淹没；二是车内要有能够撬开盖子的工具。然而，在实际情况中，这两个前提很难同时存在，从而使得这种方法的逃生概率较低。
5.在车辆落水造成的事故中，造成人员身亡的大部分原因是溺水。这是因为在通常情况下，车辆一旦落入水中，车门可能无法打开。在一般情况下，当车辆落水时，用户通常只有两个时机或逃生时间点可以逃生。
6.第一个时机是在水没有没过车门的1/3时。因为在这种情况下，车门是可以打开的。但是，车门可以打开的这个时间段非常短。因为一般来说车头较重，一头栽进水里以后，以上这种情况只有5-10秒钟。之后，当水没过这条生命线之后，由于内外压强的关系，车门可能无法打开。
7.第二个时机是当车辆完全落水后，水慢慢渗入车身内部，当水完全充满车身后，由于内外压强相同，此时也可以打开车门。但这时，一方面车内氧气几乎为零；另一方面，由于浸水后大部分电子设备可能已经失灵，摇下车窗等操作几乎不可能。因此，车内人员基本已无力逃生。
8.因此，如何在车内人员错过了第一逃生时间点的情况下，在车辆被水淹没但车内还有氧气的情况下破窗是关键。
9.值得一提的是，申请人在“背景技术”部分中所描述的一些相关技术仅是出于解释本技术的应用场景而提出，并不意味着申请人认可其为针对本技术的现有技术；甚至，在不矛盾的情况下，它们也可能与本技术的实施例组合使用。


技术实现要素：

10.本技术的目的在于提供适用于车辆落水逃生的、能够抵抗车内外的压力差的破窗装置，其优势在于即便电力系统失效也能够实现破窗。
11.为实现上述目的，第一方面，本技术提供了这样一种破窗装置，其可包括：轨道；入
射体和弹射体，分别位于轨道的入射端和出射端；以及磁性加速器，设置在轨道上并且位于入射端和出射端之间，其中，磁性加速器具有多级磁性加速机构，多级磁性加速机构通过对入射体进行吸引以进行多级加速，使得入射体与多级磁性加速机构相撞，以产生将弹射体以预定速度弹出的能量。
12.在某些可选实施例中，各级磁性加速机构包括：永磁体，朝向入射端布置，并产生高于预定值的磁场，以及多个加速球，在朝向出射端的一侧抵靠永磁体，其中，距入射端最远的加速球由能够与磁场发生作用的材料制成，并且当从朝向入射端的一侧被撞击时，能沿轨道在弹射体弹出的方向上加速。
13.在某些可选实施例中，所产生的能量使弹射体弹出的预定速度可以满足：v1＞(f0*t)/m+v2，其中，v1是弹射体弹出的预定速度，f0是在车辆落水的情况下车辆内的压力与车辆外的水的压力之间的压力差，t是弹射体从被弹出到撞击车窗玻璃并反弹的时间，m是弹射体的质量，v2是弹射体与车窗玻璃碰撞之后的反弹速度。
14.在某些可选实施例中，破窗装置还可包括：弹簧发射器，向入射体施加初始速度，其中，各级磁性加速机构配置成将初始速度转化为弹射体弹出的预定速度。
15.在某些可选实施例中，磁性加速机构布置成三级，并且磁性加速机构中的各个级之间间隔预定距离。
16.第二方面，本技术提供了这样一种形成破窗装置的方法，其可包括：分别在轨道的入射端和出射端布置入射体和弹射体；将磁性加速器设置在轨道上并且设置在入射端和出射端之间，其中，磁性加速器具有多级磁性加速机构，多级磁性加速机构通过对入射体进行吸引以进行多级加速，使得入射体与多级磁性加速机构相撞，以产生将弹射体以预定速度弹出的能量。
17.采用本技术的技术方案，通过利用磁力加速的原理获得达破窗所需的速度，即便在车辆落水并且断电的情况下，也能够不利用车辆的电力而利用机械方式实现破窗，从而极大提高落水逃生的概率。
附图说明
18.结合附图，通过以下非限制性实施例的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将变得更明显。
19.图1是示出根据本技术的实施例的破窗装置的示意图。
20.图2是示出形成图1所示的破窗装置的方法的流程图。
21.图3是示出图1所示的破窗装置的磁性加速器的示意图。
22.图4是示出图3所示的磁性加速器的每级磁性加速机构的原理的示意图。
23.图5a至图5c是依次示出根据本技术的实施例的弹簧发射器的不同状态的实物图。
具体实施方式
24.下面将结合附图对本技术的各个方面进行详细描述，以便更好地理解本技术。
25.应理解，这些具体的描述仅是对本技术的示例性实施例或示例的说明，而不限制本技术的范围。例如，为方便解释可能选择某一种或几种特定情况作为示例进行描述，但是针对这些特定情况所描述的内容可以同等地适用于未被选择的其他可能情况。
26.在本说明书通篇和全部附图中，相同或相对应的附图标记表示相同或相对应的元件。此外，为避免不必要地弱化主题，附图中可能仅示出与技术主题相关的部分。另外，为了便于解释，可能夸大一些元件、部件或部分的尺寸和形状。因此，应当理解，附图仅为示例性的，而不一定详尽并且不一定严格按比例绘制。
27.为方便理解，下面先对本技术的主题和应用场合进行概述。本技术涉及破窗装置和形成破窗装置的方法，其用于当车辆落水时破窗逃生。根据本技术的破窗装置主要基于磁力加速的原理来实现，能够不受到需要电力的约束，使得即便电力系统因车辆落水而无法作用也能以机械的方式破窗。应理解，本文所提的“车辆落水”例如可以为水淹没车门的1/3并且车内尚且存在氧气的情况，但是不限于此。此外，本文所提的“破窗”或“车窗”不仅是狭义地指代车辆的前后车门上的窗户，而是可广义地解释为还包括车辆的前窗、后窗、天窗等。
28.下面将参照图1至图5c，结合实施例进一步描述本技术。
29.图1是示出根据本技术的实施例的破窗装置的示意图；图2是示出形成图1所示的破窗装置的方法的流程图；以及图3是示出图1所示的破窗装置的磁性加速器的示意图。如图1所示，根据本技术的实施例的破窗装置100可以基于磁性加速器1来实现。
30.如图1所示，破窗装置100可以包括磁性加速器1、入射体2、轨道3和弹射体(未示出)。入射体2和弹射体可以分别位于轨道3的入射端和出射端。磁性加速器1可以设置在轨道3上并且位于入射端和出射端之间。相应地，如图2所示，形成破窗装置的方法200包括：分别在轨道3的入射端和出射端布置入射体2和弹射体(步骤s202)；以及将磁性加速器1设置在轨道3上并且设置在入射端和出射端之间(步骤s204)。
31.在作用过程中，磁性加速器1可以通过对入射体2进行吸引以使入射体2加速，使得入射体2与磁性加速器1相撞以产生将弹射体(未示出)以预定速度弹出的能量。下面分别对各个元件及其运动进行详细解释。
32.如图1所示，轨道3可以呈凹槽形式，并且可以包括两个翼部4和底部5。两个翼部4位于底部5上，并且分别在底部5的两侧附近从底部5伸出。两个翼部4彼此间隔开地且相对地设置，从而在它们之间限定引导其他元件的运动的空空间6。如图1所示的那样，轨道3可以设置为线性形式。相应地，翼部4、底部5和空空间6也可对应地设置为线性形式。然而，这仅是示例而非限制。
33.然而，由于车辆的内部空间有限，这使得轨道3的最大尺寸受限，相应地，可供入射体2加速的实际轨迹的长度可能受限。在这种情况下，如果线性形式的轨道3所提供的实际轨迹的长度不够，在替代的实施例中，轨道3也可以设置为圆形形式、回转形式、螺旋形式和能够在有限空间中提供更长的实际轨迹长度的其他形式中的至少之一。在本文中，以线性形式的轨道3为例进行描述；但是应理解，相应的描述也可适用于未详细展开的其他形式。
34.入射体2和弹射体可以分别位于轨道3的入射端和出射端。例如，以图1所示的方位为例，入射体2可以位于轨道3的下端处，而弹射体可以位于轨道3的上端处。
35.入射体2可以被赋予一个初始速度，然后沿着空空间6在轨道3的底部5上运动。为了促进入射体2的运动尤其是加速，入射体2可以设置为球形，例如球形钢珠。在入射体2为球形的情况下，在运动过程中，在入射体2和轨道3的底部5之间产生滚动摩擦。由于同等条件下滚动摩擦通常小于滑动摩擦，因此在运动过程中由轨道3对入射体2产生的摩擦阻力
小，从而更有利于入射体2的加速。
36.为了减小摩擦阻力，与入射体2类似，弹射体可以具有完整的或大致的球形状，例如球形钢珠。另外，为了更好地击碎玻璃，在替代的实施例中，弹射体在被弹出的方向上的表面可以具有尖锐形状。例如，弹射体可以设置为一面具有尖锐轮廓的大致的球形状。
37.由于弹射体直接撞击车辆的玻璃并且需要击碎玻璃，弹射体的硬度可以大于车辆的车窗玻璃的硬度。弹射体的硬度的具体值可以根据其要被应用于哪种车辆及该车辆所采用的玻璃的属性而预先确定，在此不特别限制。
38.为了在有限空间内和/或在短时间内获得足够大的速度，磁性加速器1可以具有多级磁性加速机构，例如可布置成三级(为方便描述图1中仅示例性示出一级)。
39.多级磁性加速机构可以吸引入射体2以进行多级加速。也就是说，每级磁性加速机构均可以进行加速。被加速后的入射体2能够将能量传递给磁性加速器1，磁性加速器1获得由入射体2传递来能量并且通过磁性原理放大该能量，并将放大后的能量传递给弹射体，使得弹射体足以以预定速度弹出。
40.下面参考图3更详细地解释多级磁性加速机构。
41.如图3所示，磁性加速器310(对应于图1中的磁性加速器1)可以包括第一级磁性加速机构310-1、第二级磁性加速机构310-2和第三级磁性加速机构310-3。第一级至第三级磁性加速机构310-1、310-2和310-3中的每一级可以包括永磁体302和多个加速球304、306、308。永磁体302朝向入射端(即朝向入射体2)布置，并产生高于预定值的磁场。多个加速球304、306、308可以在朝向出射端的一侧抵靠永磁体302。
42.图3中为了区分而将永磁体302示出方形，然而这并非限制。例如，永磁体302可以设置为球形。如图3所示，加速球304、306、308可以设置为三个，但不限于此。第一级至第三级磁性加速机构310-1、310-2和310-3中的相邻两级可以间隔开，例如以相同的预定距离间隔开。然而，这仅是示例，相邻两级以不同距离间隔开的情况也是可行的。
43.距入射端(即，距入射体2)最远的加速球308由能够与磁场发生作用的材料制成，并且当从朝向入射端(或入射体2)的一侧被撞击时，能沿轨道3在弹射体弹出的方向上加速。下面，参考图3并结合图1至图2，以示例性的顺序描述各元件的运动。
44.首先，入射体2可以被赋予一个初始速度然后沿着轨道3运动。然而，这仅是示例。入射体2也可以从静止状态(即初始速度为0)开始加速。
45.随着磁性加速器310对入射体2进行磁性吸引，入射体2加速。在入射体2的初始速度为0的情况下，入射体2可以仅因磁性加速器310的磁性吸引而获得动能。此外，对入射体2的磁性吸引力可以是由第一级至第三级磁性加速机构310-1、310-2和310-3中的每一者产生的吸引力，也可以指仅由第一级磁性加速机构310-1产生的吸引力。
46.被加速后的入射体2以高于初始速度的第一速度抵达第一级磁性加速机构310-1，并撞击第一级磁性加速机构310-1的永磁体302。
47.在被撞击之后，永磁体302获得由第一速度的入射体2转化而来的动能，并依次传递给加速球304、加速球306和加速球308。此处，永磁体302、加速球304和加速球306只用作传递动能的媒介，而不会发生实际的运动。
48.相应地，加速球308获得动能并且以第二速度向前运动。随着磁性加速器310的第二至第三级磁性加速机构310-2和310-3对加速球308进行磁性吸引，加速球308加速。此处，
磁性吸引力也可以指仅由第二级磁性加速机构310-2产生的吸引力。
49.被加速后的加速球308以高于第二速度的第三速度抵达第二级磁性加速机构310-2，并撞击第二级磁性加速机构310-2的永磁体302。
50.在被撞击之后，第二级磁性加速机构310-2的永磁体302获得由第三速度的加速球308转化而来的动能，并依次传递给第二级磁性加速机构310-2的加速球304、加速球306和加速球308。此处，第二级磁性加速机构310-2的永磁体302、加速球304和加速球306只用作传递动能的媒介，而不会发生实际的运动。
51.相应地，第二级磁性加速机构310-2的加速球308获得动能并且以第四速度向前运动。
52.随着磁性加速器310的第三级磁性加速机构310-3对第二级磁性加速机构310-2的加速球308进行磁性吸引，第二级磁性加速机构310-2的加速球308加速。
53.之后，第二级磁性加速机构310-2的被加速后的加速球308以高于第四速度的第五速度抵达第三级磁性加速机构310-3，并撞击第三级磁性加速机构310-3的永磁体302。
54.在被撞击之后，第三级磁性加速机构310-3的永磁体302获得由第二级磁性加速机构310-2的第五速度的加速球308转化而来的动能，并依次传递给第三级磁性加速机构310-3的加速球304、加速球306和加速球308。此处，第三级磁性加速机构310-3的永磁体302、加速球304和加速球306只用作传递动能的媒介，而不会发生实际的运动。
55.相应地，第三级磁性加速机构310-3的加速球308获得动能并且以第六速度向前运动。
56.之后，第三级磁性加速机构310-3的第六速度的加速球308撞击弹射体。
57.在被撞击之后，弹射体获得由第三级磁性加速机构310-3的第六速度的加速球308转化而来的动能，并且以第七速度(即弹出速度或前述的预定速度)弹出。
58.第七速度的弹射体在空气中飞行，并以低于第七速度的第八速度撞击车窗玻璃(第八速度也称为撞击速度)。此处，由于空气阻力的存在，第八速度通常小于第七速度。然而，由于第七速度通常较大、空气阻力通常较小甚至可忽略不计，或者由于弹射体在空气中飞行的时间较短或者甚至可以不在空中飞行直接撞击车窗玻璃，因此，第八速度与第七速度的差值通常小到可忽略不计。也即，第八速度也可理解为基本上等于第七速度。下面将以第八速度和第七速度相等为例进行描述。
59.随着被包括较大动能的弹射体撞击，车窗玻璃可能破裂或裂缝，另一方面，弹射体可能因撞击车窗玻璃而反弹或者可能直接通过破裂的洞而飞出。
60.为了顺利地击破窗逃生，可使弹射体获得足够击碎车窗玻璃的速度。具体地，假设上述差值忽略不计(即第七速度和第八速度相同)，由弹射体所获得的使弹射体以预定速度(即第七速度)弹出的能量可以满足：
61.v1＞(f0*t)/m+v2
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(公式1)
62.v1是弹射体弹出的预定速度，f0是在车辆落水的情况下车辆内的压力与车辆外的水的压力之间的压力差，t是弹射体从被弹出到撞击车窗玻璃并反弹的时间，m是弹射体的质量，v2是弹射体与车窗玻璃碰撞之后的反弹速度。后面将详细描述其计算方法。
63.值得一提的是，此处为了更清楚地解释本技术的原理而列举了诸多步骤及其顺序，然而这些步骤及其顺序并非一定如此。例如，可以增加、删除或改变一些步骤，并且可以
以不同的顺序来实施各步骤。
64.另外，为了在有限的空间内获得更大的弹出速度，可以借助于单独的装置来赋予入射体2一个初始速度。例如，破窗装置还可以包括向入射体2施加初始速度的弹簧发射器(参见图5a至图5c中的500-1、500-2和500-3)。各级磁性加速机构配置成将初始速度转化为弹射体弹出的预定速度。后面将详细描述弹簧发射器的工作原理。
65.通过根据本技术的破窗装置和形成破窗装置的方法，能够利用磁力加速的原理获得破窗所需的速度，从而即便在车辆落水并且断电的情况下，也能够替代利用车辆的电力而是利用机械方式实现破窗逃生。
66.接下来，结合图4、图5a至图5c来详细解释本技术所涉及的一些部分。
67.压力的关系
68.根据公式1中可看出，实现顺利破窗的关键之一是克服车内和车外的压强差或者由压强差引起的压力差f0。车内压强相当于一个大气压，车外压强相当于一个大气压加上水压p1。水压p1可以利用以下公式2来计算。
69.p1＝ρ*g*h*s
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(公式2)
70.在公式2中，ρ是指液体(例如水)的密度，g是指重力常数，h是指液面深度，s是指水作用在车门上的作用面积。
71.一般情况下，车厢里有空气，车厢外有水。内外的压强差导致水施加在车门的力量(即压力差f0)达到150公斤以上。在本文中，以要克服的压力差f0＝150公斤来进行描述。
72.也就是说，只要提供一种能够克服150公斤的压力差f0的强有力装置便能够实现顺利地破窗。此处，“强有力”可以从能量的角度来衡量，例如可以为足以抵抗150公斤的压力差f0的动能。
73.破窗速度的计算
74.为了成功地破窗，由动能引起的力f1应当大于由车内外的压强导致的压力差f0，即f1＞f0(公式3)。假设弹射体以预定速度(也称弹出速度)v1从破窗装置弹出并以该弹出速度v1撞击车窗玻璃(此处描述的弹出速度v1可对应于上面描述的第七速度和第八速度)，并且在撞击车窗玻璃之后以反弹速度v2反弹。由于力可以由质量m和加速度a来表征，即f＝ma(公式4)，而加速度a可以由速度来表征，即a＝(v1-v2)/t(公式5)，那么结合公式4-5可得出，由动能引起的力f1为：
75.f1＝(v1-v2)*m/t
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(公式6)
76.结合公式3和公式6即可得出上面描述的公式1，即：
77.v1＞(f0*t)/m+v2
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(公式1)
78.也就是说，只要弹射体从破窗装置弹出的弹出速度v1满足公式1，便可克服由车内外的压强导致的压力差f0，从而实现破窗。
79.下面结合实际场景和具体数据来进行理解。
80.假设一个物体的速度为100km每小时(≈27.8m每秒)，从弹出到撞击并反弹的总时间为0.5秒。假设撞击后没有反弹，则所获得的加速度为55.8m2/s，相应地所获得的力为f＝55.8m。然而，由于实际中通常存在反弹，所以f＞55.8m。因此，撞击力可以近似地看成物体质量的60至70倍。那么，假设要克服的水压差为150kgn，那么弹射体(即进行撞击的物体)的质量要大于2.5kg，并且时速要超过100km/h。也就是说，如果弹射体为钢珠且一个钢珠的质
量为250g，那么它在破窗时的撞击速度必须超过278m/s。如果忽略在空气中飞行的动能损耗，也即，弹射体在从破窗装置弹出的弹出速度必须超过278m/s。在满足这一条件时，弹射体便可以将车窗玻璃击穿。
81.高斯加速器的原理
82.如上所述，磁性加速器的每级磁性加速机构是基于利用磁性吸引力的高斯加速器来实现的。下面结合图4来描述高斯加速器的具体原理。
83.图4是示出图3所示的磁性加速器的每级磁性加速机构的原理的示意图。在图4中，示例性示出入射体(或前一级磁性加速机构的能够运动的加速球)、永磁体、加速球均为钢球形式，但不限于此。
84.如图4所示，在高斯加速器400中，1号球402以某一速度向前运动，例如滚动，然后撞击2号球404。根据能量守恒定律，1号球402的能量能够依次经由2号球404、3号球406、4号球408传递给5号球410，然而5号球410会以撞击时的速度前进。
85.在这种情况下，如果2号球404是磁铁且5号球410较远，则它获得的能量是1号球402撞击加上磁铁做功而产生的动能。因此，5号球410飞出的速度将远大于1号球402撞击时的速度。基于此，如果赋予2号球404强磁力，例如2号球404设置为具有强磁力的磁铁，则5号球410将获得高速高能，类似于高速高能的子弹。
86.磁性加速器的设计
87.基于高斯加速原理的破窗装置是一种利用强磁场加速的装置。该磁场是由永磁体产生的静磁场。由于破窗时车内的电力系统可能已经破坏，只能使用相对较小的静磁场而不能使用电磁场，因此可能限制了加速的效率。另一方面，考虑到车身的内部空间的限制，可能不方便将轨道设计得太长来提高加速效率。
88.针对此，如前面结合图3所描述的那样，磁性加速器310可以设置为三段式或三级，即第一级至第三级磁性加速机构310-1、310-2和310-3。具体地，可以利用磁体与钢珠的组合方式进行三级加速。
89.经实验，三颗钢珠加一块强磁铁的方式能达到相对较快的速度。因此，第一级至第三级磁性加速机构310-1、310-2和310-3中的每一级可以设置为三颗钢珠加一块强磁铁的组合。
90.考虑到车内的空间限制，由钢珠与磁铁形成的各个级之间可相距约15cm，整段加速器约60cm。在这种情况下，如果对入射体2赋予40m/s的初始速度，则经过三级加速后的速度可达320m/s。显然，该速度可以到达前面所描述的破窗要求，即可顺利地实现破窗。
91.弹簧发射器
92.为了在较小的空间内对入射体2赋予预定值(例如上述40m/s)或更大的初始速度，可以提供弹簧发射器。下面将结合图5a至图5c来具体地解释弹簧发射器。
93.图5a至图5c是依次示出根据本技术的实施例的弹簧发射器的不同状态的实物图。图5a至图5c分别示出处于非撞击状态的弹簧发射器500-1、处于中间状态的弹簧发射器500-2和处于撞击状态的弹簧发射器500-3。
94.如图5a所示，弹簧发射器500-1可以包括弹簧502、绳504、链条506、链轮508、轴510和凸轮件512。应理解，此处可能仅列出部分主要元件以辅助解释本技术的原理，而非旨在列举全部元件。
95.弹簧502可以利用弹簧势能对绳504施加力，例如拉力。绳504的第一端连接至弹簧502，并且能够部分地缩进弹簧502中和从其中拉出。绳504的另一端(即第二端)连接至链条506。链条506可以套在链轮508上，并且可以利用链轮508的轮齿与链条506的间隔之间的配合而绕链轮508转动。链轮508安装在轴510上。凸轮件512包括用于安装在轴510上的安装部分以及用于撞击物体(例如入射体2)以赋予其初始速度的撞击部分514。撞击部分514的外边缘可以相对于凸轮件512的供轴510穿过的安装孔的中心线具有预定距离。
96.链轮508和凸轮件512均安装在轴510上，并且安装成使得二者之间的旋转运动同步。也即，链轮508和凸轮件512的旋转时间和旋转速度可以相同。例如，轴510可以设置为在横截面中包括至少一条直边的非圆形轮廓。链轮508和凸轮件512可以设置为与该轮廓对应的轮廓，从而同步地传递旋转运动。
97.具体地，例如，在作用过程中，弹簧502对绳504的第一端施加一个拉力从而沿第一方向d1拉拽绳504。受拉的绳504在第二端处进一步拉拽链条506使得链条506绕链轮508转动，同时，绳504的第一端逐渐向弹簧502内缩进。链轮508的转动带动轴510相应地旋转，进而，转动的轴510带动凸轮件512相应地旋转。在旋转到特定位置之后，凸轮件512的撞击部分514的外边缘可以撞击目标物体(例如入射体2)，从而使其获得所需的速度。
98.例如，随着弹簧502不断地施加力使得绳504不断地沿第一方向d1运动，弹簧发射器可以从图5a中所示的处于非撞击状态的弹簧发射器500-1过渡到图5b中所示的处于中间状态的弹簧发射器500-2、进而过渡到图5c中所示的处于撞击状态的弹簧发射器500-3。在图5a中，绳504从弹簧502伸出第一长度l1，且撞击部分514指向图中朝向外的方向；在图5b中，绳504从弹簧502伸出小于第一长度l1的第二长度l2，且撞击部分514指向图中朝向上的方向；在图5c中，绳504完全缩回弹簧502，即从弹簧502伸出的长度为0，且撞击部分514指向图中朝向内的方向。然而，这仅是示例而非限制。例如，在图5c中，绳504也可以从弹簧502伸出小于第二长度l2的第三长度。
99.为了使目标物体(例如入射体2)获得所需的速度，例如可能是较大的速度，尤其是在车内有限的空间中获得所需的速度，可以根据目标物体所需的速度来适当地设计或选择撞击部分514的外边缘相对于凸轮件512的安装孔的中心线的上述预定距离、弹簧502的弹性力、绳504的长度、链轮508的齿数和外径等参数中的至少一者。
100.具体地，在撞击时，撞击部分514的外边缘的线速度将决定要被撞击的目标物体所获得的速度。撞击部分514的外边缘的线速度取决于凸轮件512旋转的角速度与该预定距离的乘积。凸轮件512旋转的角速度取决于轴510的角速度进而取决于链轮508的角速度。链轮508的角速度取决于其外径、其与链条506的啮合、以及链条506前进的线速度。链条506前进的线速度取决于绳504的前进速度，绳504的前进速度取决于其所受的加速度及其可移动的长度，绳504所受的加速度取决于弹簧502施加的力。可见，上述参数中的任一者或其组合均可影响目标物体所获得的速度，因此可以根据需要进行适当地设置。然而，应理解，此处列举的参数仅是示例而非旨在详尽，还可能通过其他参数来控制(例如提高)目标物体所获得的速度。
101.值得一提的是，虽然说明书和/或权利要求书中具体描述了诸多方法/流程的步骤，但是这些步骤仅是示例而非限制。例如，在替代的实施例中，可添加或省略一些步骤、可采用替代的步骤、或者可改变一些步骤的顺序。另外，在不冲突的情况下，本技术中的各种
实施例及实施例中的特征可以相互组合。
102.此外，在本文通篇中，用语不限于字面上所限定的含义，而是在不脱离本技术如所附权利要求限定的范围的情况下，涵盖用于实现相同或相似功能的不同装置。例如，诸如“第一”、“第二”等的序数名词仅是用于将一个元件与另一元件区分开，而不限制其顺序或重要性；诸如“上”、“下”、“内”、“外”等的空间相对用语不限于附图所示的定向，而是包括装置在使用中的不同定向；用语“和/或”、“至少之一”和“至少一个/种/者”包括相关所列项目中的一个或多个的任意和全部组合；用语“包括”、“包含”和/或“具有”，当在本说明书中使用时表示存在所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、部件和/或其组合；用语“示例性的”旨在表示示例或举例说明；用语“基本上”、“大约”及类似词表示近似而非程度，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或计算值中的固有偏差；用语“可以”表示“一个或多个实施例”。另外，除非另外反向指出，否则单数形式可包括复数含义。
103.另外，以上描述仅列出本技术的较佳实施例/示例以方便解释本技术的原理，其并非旨在详尽。也即，本领域技术人员应理解，本技术的范围不限于说明书中给出实施例/示例，而是在不脱离本技术的如由权利要求书限定的范围的情况下，可以涵盖基于本技术的公开内容所能得出的所有修改、等同或替代物。

技术特征：
1.一种破窗装置，其特征在于，包括：轨道；入射体和弹射体，分别位于所述轨道的入射端和出射端；以及磁性加速器，设置在所述轨道上并且位于所述入射端和所述出射端之间，其中，所述磁性加速器具有多级磁性加速机构，所述多级磁性加速机构通过对所述入射体进行吸引以进行多级加速，使得所述入射体与所述多级磁性加速机构相撞，以产生将所述弹射体以预定速度弹出的能量。2.如权利要求1所述的破窗装置，其中，各级所述磁性加速机构包括：永磁体，朝向所述入射端布置，并产生高于预定值的磁场，以及多个加速球，在朝向所述出射端的一侧抵靠所述永磁体，其中，距所述入射端最远的加速球由能够与磁场发生作用的材料制成，并且当从朝向所述入射端的一侧被撞击时，能沿所述轨道在所述弹射体弹出的方向上加速。3.如权利要求1或2所述的破窗装置，其中，所产生的能量使所述弹射体弹出的所述预定速度满足：v1＞(f0*t)/m+v2其中，v1是所述弹射体弹出的所述预定速度，f0是在车辆落水的情况下所述车辆内的压力与所述车辆外的水的压力之间的压力差，t是所述弹射体从被弹出到撞击车窗玻璃并反弹的时间，m是所述弹射体的质量，v2是所述弹射体与所述车窗玻璃碰撞之后的反弹速度。4.如权利要求1所述的破窗装置，还包括：弹簧发射器，向所述入射体施加初始速度，其中，各级所述磁性加速机构配置成将所述初始速度转化为所述弹射体弹出的所述预定速度。5.如权利要求1所述的破窗装置，其中，所述轨道设置为线性形式。6.如权利要求1所述的破窗装置，其中，所述磁性加速机构布置成三级，并且所述磁性加速机构中的各个级之间间隔预定距离。7.如权利要求1所述的破窗装置，其中，所述轨道设置为回转形式。8.如权利要求1或2所述的破窗装置，其中，所述弹射体具有球形状。9.如权利要求1或2所述的破窗装置，其中，所述弹射体在被弹出的方向上的表面具有尖锐形状。10.一种形成破窗装置的方法，其特征在于，包括：分别在轨道的入射端和出射端布置入射体和弹射体；将磁性加速器设置在所述轨道上并且设置在所述入射端和所述出射端之间，其中，所述磁性加速器具有多级磁性加速机构，所述多级磁性加速机构通过对所述入射体进行吸引以进行多级加速，使得所述入射体与所述多级磁性加速机构相撞，以产生将所述弹射体以预定速度弹出的能量。

技术总结
本申请公开了破窗装置和形成破窗装置的方法。在一实施例中，破窗装置可以包括：轨道；入射体和弹射体，分别位于轨道的入射端和出射端；以及磁性加速器，设置在轨道上并且位于入射端和出射端之间，其中，磁性加速器具有多级磁性加速机构，多级磁性加速机构通过对入射体进行吸引以进行多级加速，使得入射体与多级磁性加速机构相撞，以产生将弹射体以预定速度弹出的能量。通过根据本申请的破窗装置和形成破窗装置的方法，能够在不利用电力的情况下在有限的空间内提供较大的动能，从而实现破窗逃生。生。生。


技术研发人员：许晖
受保护的技术使用者：上海博泰悦臻网络技术服务有限公司
技术研发日：2022.01.05
技术公布日：2023/7/22