專利名稱：全自動汽車遮陽裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汽車輔助裝置，尤其是一種汽車遮陽裝置。
背景技術：
目前，有車族的轎車用戶越來越多，各種汽車在停放時，常會遇 到風霜雪雨和烈日暴曬，雨雪霜凍都會增加清理難度，烈日會使車體 內溫度變的很高，降低了汽車的舒適性。尤其夏天在戶外停車強烈的
陽光直射和接近40度的高溫。在較短時間內的陽光直射和高溫烘烤， 車內溫度會迅速升溫至65攝氏度左右，會加速車內前部儀器儀表的老 化，縮短汽車使用壽命，并影響美觀。同時，這些不良環境會促進汽 車油漆揮發出有害氣體，影響車主的身體健康，因此，發明一種方便 有效的汽車遮陽裝置十分必要。
現在常用的車罩僅是一塊遮陽布，車體前后一拉一扣，透風性不
好，隔熱效果不佳，且現有的遮陽裝置中，存在如下缺點1、結構較 復雜，體積龐大；2、拆裝都需要手動，在車頂安裝不十分的方便，操 作時間比較長，不容易折疊；3、外形不夠美觀，與整個汽車不協調； 4、遮陽效果不理想
現有的自動遮陽蓬裝置，其蓬布的收攏和展開一般通過巻筒實 現，巻筒安裝在底座上，底座下部安裝所述吸盤，所述吸盤安裝在汽 車頂部中央，存在的缺陷是通過電機帶動巻筒一方面會增加整個遮
陽裝置的成本，同時會使整個機構體積擴大。 實用新型內容為了克服已有的自動遮陽蓬的成本高、體積大、使用不方便的不 足，本實用新型提供一種能夠降低成本、減少占用體積、使用方便的 全自動汽車遮陽裝置。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是-
一種全自動汽車遮陽裝置，包括底座、吸盤和遮陽布，所述底座 下部安裝所述吸盤，所述吸盤安裝在汽車頂部中央，其特征在于所 述全自動汽車遮陽裝置還包括可折疊的桁架機構，展開后的桁架機構 的形狀與汽車的前頂面或后頂面匹配，所述桁架機構由前后連接的鉸 接單元組成；所述鉸接單元包括第一連桿和第二連桿，所述第一連桿 和第二連桿中部鉸接，所述鉸接單元中的第一連桿前端與相鄰前部的 鉸接單元的第二連桿的后端鉸接，第一連桿后端與相鄰后部的鉸接單 元的第二連桿的前端鉸接，所述鉸接單元中的第二連桿前端與相鄰前 部的鉸接單元的第一連桿的后端鉸接，第二連桿后端與相鄰后部的鉸 接單元的第一連桿的前端鉸接；所述鉸接單元的中部鉸接點到第一連 桿和第二連桿的前端的長度之和等于相鄰前部的鉸接單元的中部鉸接 點到第一連桿和第二連桿的后端的長度之和；所述桁架機構分別安裝 在所述底座的兩側，與底座連接的鉸接單元的第一連桿與底座固定連 接，第二連桿與底座可上下滑動地連接，所述另一根連桿和用于驅動 連桿上下運動的驅動機構連接，所述遮陽布固定在桁架機構上方。
作為優選的一種方案在所述鉸接單元中，中部鉸接點到第一連 桿下端的長度等于中部鉸接點到第二連桿下端的長度。
作為優選的另一種方案所述鉸接單元的第一連桿的長度等于相 鄰前部的鉸接單元的第二連桿的長度。作為優選的再一種方案，所述各個連桿的下端的連線與汽車的前 頂面或后頂面的橫向中心線吻合。
作為優選的再另一種方案在所述鉸接單元中，第一連桿的前端 和第二連桿的前端的連線為垂直線，第一連桿的后端和第二連桿的后 端的連接為垂直線。
進一步，所述遮陽布以百葉窗的形式逐一固定在桁架機構的連桿上。
再進一步，所述另一根連桿與移動柱銷固定連接，所述底座上設 有滑軌，所述移動柱銷安裝在滑塊上，所述滑塊安裝在滑軌內，所述 滑塊與齒條固定連接，所述齒條與齒輪嚙合，所述齒輪與減速機構連 接，所述減速機構與可正反轉的驅動電機連接，所述驅動電機和減速 機構固定在底座上；
所述兩側的兩套桁架機構的驅動機構的齒輪同軸連接。
更進一步，在所述桁架機構的連桿之間的鉸接點安裝扭簧。 所述桁架機構下方設有用以防止刮花汽車表面的柔性保護層。 本實用新型的技術構思為由一個可折疊的桁架機構(該桁架機構 可按照汽車面進行拋物線賦形，十分美觀)、底座、齒輪齒條機構、遮 陽布、連桿和吸盤等組成，桁架機構通過固定柱銷和移動柱銷固定在 底座上，底座通過吸盤安裝在車頂，蓬布以百葉窗的形式一片一片地 分別固定在兩側桁架機構的連桿上，桁架機構通過底座內部的齒輪齒 條機構來實現收攏和展開，如電機正轉，齒條下移，帶動滑塊移動， 滑塊通過移動柱銷聯接桁架機構的連桿，使整個機構展開，由于蓬布 分別固定在連桿上，故也隨桁架機構的展開而展開。同理電機反轉，齒條上移，整個桁架機構開始收攏。在整個收攏和展開過程中，桁架
機構的中間鉸鏈點安裝了扭簧，收攏時，扭簧被壓縮；展開時，通過
扭簧的張力展開桁架機構。
通過對傳統的多連桿平面折疊機構的改進設計，研制出了一種新
型的可折疊的桁架機構，該機構不但可以自由折疊和展開，而且連桿
上的某些點的運動軌跡還可實現拋物線賦形，致使整個遮陽裝置收攏
時體積比較小，展開時可按汽車面賦形，外形十分美觀。
如圖9為多連桿折疊機構的示意圖，簡化畫出了前面八桿，圖中
圓點代表鉸鏈，其中A點固定在拋物線(此拋物線方程設為
y = -x2/1700 )的頂點，對B點施加驅動力沿鉛直方向移動，當B點達
到指定的位置時，要求C、 E、 G在指定的拋物線上，同時要求機構在
整個運動過程中不發生干涉，且可完全收攏成一個小型長方體。
假設在任何運動時刻，機構的桿長是恒定的。若如圖1所示，當
機構展開時，C、 E、 G(以下依次類推)都在指定拋物線上，即可以實
現拋物線賦形，即通過施加合理的約束條件來計算各連桿的長度，并
能使整個機構能完全收攏，且不發生干涉，就達到了設計要求。
給出多連桿折疊機構的約束條件如下
(1) 為達到最佳收攏效果，且連枉在折疊過程中不發生干涉現象， 桿長應滿足
<formula>formula see original document page 7</formula>(2) 鉸鏈點A與B、C與D、E與F的連線在任何運動時刻相互平行 且在鉛直方向上，保證桿在折疊完全時保持為鉛直方向；
(3) 當i^-Z^,丄^^丄^，理論上能實現拋物線上所有的鉸鏈點在折 疊完全時都與A點重合。如圖IO所示，以拋物線頂點A點為坐標原點，水平方向為X軸， 垂直方向為Y軸(即直線AB方向)。初始時桿AD、 BC的位置、長 度可設定，即^4K,a》，C(c,，cg，"(《，4)， q(o,，o》的坐標 已知，根據約束條件，可求得E(^M) (E點在拋物線"-12/1700上)， 02 (x , >;), F&, >g的坐標，使其滿足
①z必=￡朋；②丄w, +zco, =zDO， +zc。,；③廁c應F
步驟1:根據條件￡^=^￡， E點在拋物線^^]2/1700上聯立兩非線性 方程式
<formula>formula see original document page 8</formula>
(2)
(3)
式中",、 、《、《為已知量，故E的坐標a、 ^可由上面兩式求解得。
步驟2:根據條件i^+丄c。^i:^+Z^，且化￡,02在同一直線上聯立兩 方程式
<formula>formula see original document page 8</formula> (4)
式中《、^、 q、 c" o,、 o,、 x、 a為已知量，故(92的坐標x、 y可 由上面兩式求解得。
步驟3:根據條件^8//0)//￡^，且C,《,在同一直線上聯立兩方程式 ' (6)
(7)
<formula>formula see original document page 8</formula>
式中 x、 ；；、 x。 q、 c為已失口量，古夂F的坐豐示X2、 h可由上面兩式求解得。
式(2)-(7)均是非線性方程，在工程應用中通常借助MATLAB軟件 進行計算，運用MATLAB的fsolve函數對上述非線性方程式(通過 移項，使方程式右邊為0)左邊就目標值0尋優求值，其完整的調用 格式為<formula>formula see original document page 9</formula>
其中x—所尋求的最有目標值，即零點；
fVal——表示對應的函數值； exitflag——表示程序退出的類型； output——反映優化信息的變量；
fsolvefUn-表示二元函數方程式；
x0——表示求解的初始值； options——優化迭代所采用的參數選項； 以計算E點坐標為例，其程序框圖如圖ll， A點和F點的坐標計算 基本與E點相似。而整個機構的計算即以相鄰四根桿為一個計算單元， 所有的約束和計算原理都與計算上述^、 02、 F點一致，只是初始值 改變
本實用新型的有益效果主要表現在1、能夠降低成本、減少占用
體積、使用方便；2、遮陽裝置與汽車表面有一定的間距，能有效的達
到遮陽效果；3、外形美觀。
圖1是汽車遮陽裝置收攏時的示意圖。 圖2是汽車遮陽裝置展開時的主視圖。 圖3是圖2的局部放大圖。圖4是汽車遮陽裝置展開時的俯視圖。 圖5是汽車遮陽裝置展開時的左視圖。
圖'6是汽車遮陽裝置底座的俯視圖。 圖7是汽車遮陽裝置展開時A-A的剖視圖。 圖8是汽車遮陽裝置展開時B-B的剖視圖。 圖9是多連桿折疊機構的示意圖。
圖IO是以拋物線頂點A點為坐標原點，水平方向為X軸，垂直 方向為Y軸(即直線AB方向)的多連桿折疊機構的示意圖。
圖11是計算E點坐標的程序框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。
參照圖1 圖8， 一種全自動汽車遮陽裝置，包括底座6、吸盤8 和遮陽布5，所述底座6下部安裝所述吸盤8，所述吸盤8安裝在汽車 頂部中央，所述全自動汽車遮陽裝置還包括可折疊的桁架機構3，展 開后的桁架機構3的形狀與汽車的前頂面或后頂面匹配，其中，所述 桁架機構3由前后連接的鉸接單元組成；所述鉸接單元包括第一連桿 和第二連桿，所述第一連桿和第二連桿中部鉸接，所述鉸接單元中的 第一連桿前端與相鄰前部的鉸接單元的第二連桿的后端鉸接，第一連 桿后端與相鄰后部的鉸接單元的第二連桿的前端鉸接，所述鉸接單元 中的第二連桿前端與相鄰前部的鉸接單元的第一連桿的后端鉸接，第 二連桿后端與相鄰后部的鉸接單元的第一連桿的前端鉸接；所述鉸接 單元的中部鉸接點到第一連桿和第二連桿的前端的長度之和等于相鄰 前部的鉸接單元的中部鉸接點到第一連桿和第二連桿的后端的長度之和；所述桁架機構分別安裝在所述底座的兩側，與底座連接的鉸接單
元的第一連桿與底座固定連接，第二連桿與底座可上下滑動地連接， 所述另一根連桿和用于驅動連桿上下運動的驅動機構連接，所述遮陽
布5固定在桁架機構3上方。
在所述鉸接單元中，中部鉸接點到第一連桿下端的長度等于中部 鉸接點到第二連桿下端的長度。或者是所述鉸接單元的第一連桿的
長度等于相鄰前部的鉸接單元的第二連桿的長度。
所述各個連桿的下端的連線與汽車的前頂面或后頂面的橫向中心 線吻合。
在所述鉸接單元中，第一連桿的前端和第二連桿的前端的連線為 垂直線，第一連桿的后端和第二連桿的后端的連接為垂直線。
所述遮陽布5以百葉窗的形式逐一固定在桁架機構3的連桿15 上，這樣遮陽布就能夠隨著桁架機構自由展開和收攏，能夠減少體積 和降低成本。
驅動機構的具體結構為所述另一根連桿與移動柱銷2固定連接， 所述底座3上設有滑軌1，所述移動柱銷2安裝在滑塊11上，所述滑 塊11安裝在滑軌1內，所述滑塊11與齒條10固定連接，所述齒條 10與齒輪12嚙合，所述齒輪12與減速機構連接，所述減速機構與驅 動電機連接，所述驅動電機和減速機構固定在底座上；所述兩側的兩 套桁架機構的驅動機構的齒輪12同軸連接，即通過連接軸14連接起 來。
在所述桁架機構3的連桿之間的鉸接點安裝扭簧4。 所述桁架機構下方設有用以防止刮花汽車表面的柔性保護層。本實施例中，桁架機構3通過特定的設計原理計算出各連桿長并
以鉸鏈相連接，各連桿的中間鉸鏈點都安裝了扭簧4，扭簧4在收攏 時被壓縮，展開時通過扭簧4的張力展開桁架機構。
整個桁架機構3的各連桿均采用高強輕質材料——鋁合金，同時 由于整個機構左右對稱，故不會產生因重力原因而使伸縮臂下掛的情 況。并且在各連桿的底部，外包柔性材料厚，能夠防止刮花汽車表面。
整個遮陽裝置在展開和收攏過程中要求左右兩側的桁架機構必須 保持同步性，所以兩側的齒輪齒條機構中的齒輪10通過連接軸14連 接起來，以實現其同步運動，齒條10通過套筒9安裝在底座上。
使用時，只要將整個遮陽裝置取出，并將吸盤安放在車頂的中央， 只要啟動驅動電機正轉，底座兩側的桁架機構3能夠自動展開，同時 遮陽布展開遮住汽車車身，展開到位后關斷驅動電機；收攏時，只要 啟動驅動電機反轉，則能夠將桁架機構3自動收攏，收攏到位后關斷 驅動電機。
1權利要求1、一種全自動汽車遮陽裝置，包括底座、吸盤和遮陽布，所述底座下部安裝所述吸盤，所述吸盤安裝在汽車頂部中央，其特征在于所述全自動汽車遮陽裝置還包括可折疊的桁架機構，展開后的桁架機構的形狀與汽車的前頂面或后頂面匹配，所述桁架機構由前后連接的鉸接單元組成；所述鉸接單元包括第一連桿和第二連桿，所述第一連桿和第二連桿中部鉸接，所述鉸接單元中的第一連桿前端與相鄰前部的鉸接單元的第二連桿的后端鉸接，第一連桿后端與相鄰后部的鉸接單元的第二連桿的前端鉸接，所述鉸接單元中的第二連桿前端與相鄰前部的鉸接單元的第一連桿的后端鉸接，第二連桿后端與相鄰后部的鉸接單元的第一連桿的前端鉸接；所述鉸接單元的中部鉸接點到第一連桿和第二連桿的前端的長度之和等于相鄰前部的鉸接單元的中部鉸接點到第一連桿和第二連桿的后端的長度之和；所述桁架機構分別安裝在所述底座的兩側，與底座連接的鉸接單元的第一連桿與底座固定連接，第二連桿與底座可上下滑動地連接，所述另一根連桿和用于驅動連桿上下運動的驅動機構連接，所述遮陽布固定在桁架機構上方。
2、 如權利要求l所述的全自動汽車遮陽裝置，其特征在于在所述鉸 接單元中，中部鉸接點到第一連桿下端的長度等于中部鉸接點到第二 連桿下端的長度。
3、 如權利要求l所述的全自動汽車遮陽裝置，其特征在于所述鉸接單元的第一連桿的長度等于相鄰前部的鉸接單元的第二連桿的長度。
4、 如權利要求1—3之一所述的全自動汽車遮陽裝置，其特征在于 所述各個連桿的下端的連線與汽車的前頂面或后頂面的橫向中心線吻 合。
5、 如權利要求1一3之一所述的全自動汽車遮陽裝置，其特征在于 在所述鉸接單元中，第一連桿的前端和第二連桿的前端的連線為垂直 線，第一連桿的后端和第二連桿的后端的連接為垂直線。
6、 如權利要求4所述的全自動汽車遮陽裝置，其特征在于在所述鉸 接單元中，第一連桿的前端和第二連桿的前端的連線為垂直線，第一 連桿的后端和第二連桿的后端的連接為垂直線。
7、 如權利要求6所述的全自動汽車遮陽裝置，其特征在于所述遮陽 布以百葉窗的形式逐一 固定在桁架機構的連桿上。
8、 如權利要求1—3之一所述的全自動汽車遮陽裝置，其特征在于 所述另一根連桿與移動柱銷固定連接，所述底座上設有滑軌，所述移 動柱銷安裝在滑塊上，所述滑塊安裝在滑軌內，所述滑塊與齒條固定 連接，所述齒條與齒輪嚙合，所述齒輪與減速機構連接，所述減速機 構與可正反轉的驅動電機連接，所述驅動電機和減速機構固定在底座 上；所述兩側的兩套桁架機構的驅動機構的齒輪同軸連接。
9、 如權利要求8所述的全自動汽車遮陽裝置，其特征在于在所述桁 架機構的連桿之間的鉸接點安裝扭簧。
10、 如權利要求9所述的全自動汽車遮陽裝置，其特征在于所述桁 架機構下方設有用以防止刮花汽車表面的柔性保護層。
專利摘要一種全自動汽車遮陽裝置，包括底座、吸盤和遮陽布，所述底座下部安裝所述吸盤，所述吸盤安裝在汽車頂部中央，所述全自動汽車遮陽裝置還包括可折疊的桁架機構，展開后的桁架機構的形狀與汽車的前頂面或后頂面匹配，所述桁架機構分別安裝在所述底座的兩側，與底座連接的鉸接單元的第一連桿與底座固定連接，第二連桿與底座可上下滑動地連接，所述另一根連桿和用于驅動連桿上下運動的驅動機構連接，所述遮陽布固定在桁架機構上方。本實用新型提供一種能夠降低成本、減少占用體積、使用方便的全自動汽車遮陽裝置。
文檔編號B60J11/00GK201325310SQ20082016713
公開日2009年10月14日 申請日期2008年10月30日 優先權日2008年10月30日
發明者單繼宏, 毅 孫, 施國凱, 毛亞郎, 胡凱偉, 董銘峰 申請人:浙江工業大學