CN105658457A - 汽车用自动多功能保护蓬装置 - Google Patents

Abstract

一个汽车用自动多功能保护蓬装置，其包含一个可伸缩的管状结构，通过一个旋转底座安装在车顶行李架上。该可伸缩结构由两部分构成，一个是主容器体(a)和一个次本体(b)，不使用时后者位于主容器体(a)的内部，通过纵向导轨连接在一起。可伸缩管状结构中有两对保护蓬布料卷，连接在同一机构上，与两对伸缩臂连接，从而可以自动伸缩，覆盖车辆整个长度。保护蓬布料卷上可以安装柔性太阳能电池板，或仅用作车辆防晒或防冰雹。

Description

汽车用自动多功能保护蓬装置

技术领域

本发明涉及一种汽车用自动多功能保护蓬装置，其是一个可自动伸缩的容器体，其中包含一个保护蓬布料卷系统，保护蓬上可以安装柔性太阳能电池板，或仅用作防晒和防冰雹保护蓬。这些保护蓬布料卷可以通过对称的伸缩臂自动展开和折叠。本装置既可以用于汽车，也可以用于船只。

背景技术

目前，持续的气候变化导致恶劣气候现象越来越严重频繁，并伴以经常发生的冰雹事件，大部分情况中用户没有时间对于财产(汽车或船只)及时的进行保护，而只能使用手动覆盖工具，面对紧急情况这一做法速度太慢，而且恶劣气候现象的猛烈程度自一开始就可能产生伤害。在某些特别情况(瓶颈问题，交通负载)中该做法更加难以实现，特别是在大风情况中该做法实际上根本无法实现。此外，还需要指出，抢救财产的人员可能因此受到严重的身体伤害。

本发明提供的保护功能，可以向用户提供有效安全的解决方案，因为保护蓬系统是固定的，可以快速自动展开，使用过程中不会对于用户造成伤害。

即使是选择半自动系统，与市场上的其他产品相比，其风险也会大大降低，

因为用户使用时，保护蓬是对齐的，方便展开。

本发明还可以用于财产防晒。从而本发明是一个可以经常使用的保护系统，适用于任何时间和地点。太阳能、紫外线、酸雨、盐、大气污染、虫液、鸟粪对于车辆来讲是一场持久的战争。

本保护系统考虑采用密织玻璃纤维布，PTFE浸渍或类似方式。此外，为了增加该布料的强度，还可以在生产中增加KevlarR成分。

需要指出的是这一系统可以避免保护蓬与车辆表面接触。由于成分中包含PTFE，布料可以避免粘附颗粒和杂质，降低摩擦，从而降低对于财产外观的损坏。玻璃纤维布可以单面或双面在硅胶中浸渍，从而达到高弹性和高滑动系数。

应用本装置将带来各种好处，例如：安全性，解决其他保护装置占用汽车后备箱空间问题，经济(车辆防晒无需使用车蓬的停车库；降低汽车保险费用(无需购买“冰雹伤害”险)，等等)。

另一方面，由于成千上万的内燃汽车产生的能源问题和大气污染问题，日益需要使用新能源汽车，例如太阳能汽车。而本装置的另一应用就是多功能保护蓬料卷可以安装柔性太阳能电池板，从而为电力混合动力车的电池充电。

发明内容

关于具体目的，本发明是一种主要应用于汽车和船只的自动多功能保护蓬装置。

本装置包含一个几乎密闭的容器体，安装在行李架上。该结构是管状形式，采用挤压金属材料，包含两个部分：一个主容器体和一个次本体；不使用时后者位于主容器体内部。

次本体与主容器体通过线性导轨或纵向轨道连接。

在管状结构的内部存在两对保护蓬布料卷或柔性太阳能电池卷，分布方式如下：

-下方一对，通过端部支撑与主容器体连接。

-上方一对，一端(近端)支撑在主体上，另一端(远端)通过支架固定到次本体上。

下方一对布料卷轴中存在一个管状马达，位于布料卷管内部，末端安装两个齿轮，用于向固定在顶部轴线近端的的齿轮实现直接传动。该上方轴与下方轴不同，其中没有管状马达，但是存在一套花键轴，位于对应的布料卷管内部。

主容器体上有两个槽，一个在正面，一个在背面，其上滑动对应的布料或布料卷。不使用时这些槽是通过罩体系统实现完全密封。每对布料卷(正面和背面)在相邻边缘的整个长度上存在“尼龙搭扣”带，开始端除外，是为了次本体伸长或收缩时方便顶部布料卷的滑动。

主体槽的下方，正面和背面都有一个多节伸缩臂，通过一个纵向杆固定在主体上。

在这两个伸缩臂的下方，还有一个通过可伸缩轨道与主容器体固定的伸缩臂。所有这些移动伸缩臂都通过底座与轨道连接，通过一个可调节的锚杆与次本体盖板的内表面连接。

罩体系统是在两个正面表面上的模塑件，主模塑件装在底部布料卷上，次模塑件装在上方布料卷上。次模塑件位于轨道式主模塑件内，从而当移动伸缩臂随次本体移动时，可以使通过连接件连接的次模塑件在主模塑件内部滑动；使上方布料边缘同时和沿同一方向滑动。同时，外模塑件或主模塑件还通过连接件与固定伸缩臂连接。

行李架通过一个旋转底座支撑本装置主体。该底座与一个蜗杆推进系统-冠轮连接，上述冠轮通过上述转动底座表现为主体转动轴。

受电子控制单元(E.C.U.)控制的蜗杆系统-冠轮，向主容器体和与该冠轮连接的齿状滑轮传动。这一滑轮通过一个齿状皮带向位于主体末端附近的一个滑轮传动，该滑轮同时向一列齿轮传动，使一个通过滑轨与主容器体连接的滑扣发生移动。这一滑扣移动到次本体盖板的内表面，并固定在该内表面上，向次本体传输纵向移动力，

使其伸长或展开。

控制中心或电子控制单元(E.C.U)既可以控制直流伺服电机的启动，也可以控制直流管状马达的启动。同时，这些马达可以包含电子或机械限位开关。上述元件是本发明实现最佳模式而应包含的基本组件，可以增加额外的和补充元件，以改善保护装置的运行。例如，我们可以在每个伸缩臂上安装一个气体支柱，以及一个受E.C.U控制的直流线性微型执行器，从而改善保护蓬的展开性能，保证车辆无论处于多大的倾斜角度均可以顺利展开保护蓬。在这一情况中，还可以取消管状马达。如果取消管状马达，则可以在布料卷系统中使用投影布和自动卷帘系统中所使用的卷布轴。

附图说明

图1显示了自动多功能保护蓬装置中主容器体管状结构的立体图；

图2显示了图1对应的主容器体管状结构的立体截面图；

图3显示了位于主容器体内部的次本体管状结构的立体图；

图4显示了图3对应的次本体管状结构的立体截面图。

图5显示了自动多功能保护蓬装置的主容器体安装所使用的旋转底座的平面图；

图6显示了对应于图5所述的自动多功能保护蓬装置的主容器体安装所使用的旋转底座的立体图；

图7显示了图1主容器体的截面示意图，其内部包含图3的次本体，安装在图5的旋转底座上。

图8显示了图7的同一截面图，但是显示了系统展开的传动装置，包含一个蜗杆系统，冠轮，伺服电机和一个齿状滑轮；

图9显示了一个可选装置：微动开关的立体图；

图10显示了多功能保护蓬装置的转动和伸缩机构的示意图，其中保护蓬处于折叠状态。

图11是图10中Cv1高度的旋转底座截面示意图，其中显示了一部分折叠机构。

图12是图10中Cv2高度的齿状滑轮高度的截面示意图，其中显示了折叠机构的末端；

图13是图10中Cv1高度旋转底座高度的截面示意图，但是显示了保护蓬打开、折叠和固定机构。

图14显示了图10中Cv2高度的齿状滑轮高度的截面示意图，但是显示了保护蓬打开、折叠和固定机构。

图15是自动多功能保护蓬装置折叠系统在上方布料卷高度的平面截面图，其中该系统处于闭合状态，或未被使用状态；

图16是自动多功能保护蓬装置折叠系统在顶部布料卷高度的平面截面图，其中该系统处于打开状态，或使用状态；

图17是自动多功能保护蓬装置在旋转底座高度的折叠系统平面截面图，其中系统正处于展开过程中；

图18是自动多功能保护蓬装置在伸缩臂高度的折叠系统平面截面图，其中系统正处于展开过程中；

图19显示了自动多功能保护蓬装置的使用顺序：

(a)安装在一辆汽车上的自动多功能保护蓬装置的侧面图；

(b)安装在一辆汽车上的自动多功能保护蓬装置的正面图；

(c)安装在一辆汽车上的自动多功能保护蓬装置的背面图；

(d)安装在一辆汽车上的自动多功能保护蓬装置的俯视图；

(e)安装在一辆汽车上的自动多功能保护蓬装置转动半径俯视示意图；

(f)安装在一辆汽车上的自动多功能保护蓬装置次本体展开俯视示意图；

(g)安装在一辆汽车上的自动多功能保护蓬装置展开过程俯视示意图；

(h)一辆汽车上展开的自动多功能保护蓬装置俯视示意图；

(i)一辆汽车上展开的自动多功能保护蓬装置侧面示意图；

图20是柔性太阳能板布料卷管的纵向截面图；

图21显示了旋转继电器与太阳能板和负荷控制器间的平行连接图；

图22是继电器固定用支座的细节图；和

图23是太阳能板在管状结构上的固定图。

具体实施方式

在图1到4中可以看到，自动多功能保护蓬装置为了实现最佳使用效果应包含一个管状结构(a)，折叠形式或采用挤出材料，可以是轻金属材料，例如铝，或具有良好机械性能和抗候性的合成材料。

上述结构包含两个部分：一个主体(a)一个次本体(b)，后者在不使用时位于主体内部，如图19a,b,c,d,e所示。次本体(b)通过线性导轨或纵向轨道(h)与主体连接，可以见图7的截面示意图。

车辆的行李架(j)通过旋转底座(i)支撑主体。上述底座与一个蜗杆传动系统-冠轮(L,m)连接，通过上述旋转底座(i)该冠轮(m)是主体的转动轴，可以同时参见图8所示。

该传动系统的最佳方式是一个由迷你伺服电机(k)驱动的蜗杆(L)，作为系统的动力轮。

冠轮(m)是驱动轮。通过这一机构在两个垂直的轴之间传输力和运动，传输比非常低，从而可以获得很高的机械增益。除此之外，另一个重要的优点是占据空间小。此外费用低，以及可以自动锁止。也就是说，不可能通过输出轴移动输入轴。

蜗杆系统-冠轮的移动传输向主体和与该冠轮连接的齿状滑轮(n)传动。可以在图4中看到，这一滑轮(n)通过一个齿状皮带(q)向位于主体末端附近直径较小的一个滑轮(p)传动，该滑轮同时向一列齿轮(t)传动，使一个通过伸缩滑(r)轨与主体连接的滑扣(s)发生移动。这一滑扣移动到次本体盖板的内表面(d)，并固定在该内表面上，并向次本体传输纵向移动力，使其伸长或缩回(s)。蜗杆系统-冠轮使主体发生的转动是90度，以将其从折叠状态展开(图19f-i)或将其恢复折叠状态(图19a-e)。

伺服电机(k)最好是直流电机，与一个减速机构和一个位置传感器组合应用，通过电子控制单元(E.C.U.)(u)实现控制。作为上述传感器控制位置(90度转动)的替代方案，可以采用冠轮或在冠轮轴上安装一个转轮，在缺口处通过微动开关(图9)控制伺服电机。

E.C.U.(u)负责整体移动，控制管状马达，还可以控制安装在固定和移动伸缩臂上的迷你线性致动器。

在管状结构的内部有两对保护蓬料卷或柔性太阳能电池板卷(3)，(20)，其分布形式如下：

-下方一对，通过端部支撑(4)与主容器体连接。

-上方一对，一端(近端)支撑在主体(5)上，另一端(远端)通过支架固定到次本体(6)上。

下方一对的各个轴线中存在一个管状马达，位于布料卷管内部(7)，末端安装两个齿轮，用于向固定在上方轴(8)近端的的齿轮实现直接传输。该上方轴(8)与下方轴不同，其中没有管状马达，但是存在一套花键轴(22)，位于对应的布料卷管(9)，(21)内部。

每个驱动轴通过转动在顶部被动轴上通过齿轮间的直接传动产生逆向移动。

在剖面图中，各个保护蓬布料卷都可以是柔性太阳能电池板，或防冰雹保护蓬，按照如下方式展开：

-左侧上方布料卷：顺时针方向，

-右侧上方布料卷：逆时针方向，

-左侧下方布料卷：逆时针方向，

-右侧下方布料卷：顺时针方向。

主体上有两个槽，一个在正面(g)，一个在背面，其上滑动对应的布料(10)或布料卷。不使用时这些槽是通过罩体系统实现完全密封，该系统还覆盖住伸缩臂(11)。每对布料卷(正面和背面)在相邻边缘的整个长度上存在“尼龙搭扣”(z)带，

具体见图19h，其中自由端除外，是为了次本体伸长或收缩时方便顶部布料卷的滑动。

装置主体(a)槽(g)的下方，正面和背面都有一个多节伸缩臂(12)，通过一个纵向杆固定在主体上(13)。

在这两个伸缩臂的下方，还有一个通过可伸缩轨道(15)与主体(a)固定的伸缩臂(14)。所有这些移动伸缩臂都通过底座与轨道连接，通过一个可调节的锚杆(23)与次本体盖板的内表面连接。

应用交叉臂方式可以提供必要的伸缩，因为伸出长度会受到线性长度的限制，也就是说该方式中伸出长度比线性方式伸出长度长。

罩体系统是在两个正面上的模塑件，主模塑件(11)装在下方布料卷上，次模塑件(16)装在上方布料卷上。次模塑件位于轨道式主模塑件内，从而当移动伸缩臂随次本体移动时，可以使通过连接件(17)连接的次模塑件在主模塑件内部滑动；使顶部布料边缘同时和沿同一方向滑动(通过上述槽与次模塑件连接的布料卷的末端)。同时，外模塑件或主模塑件还通过连接件(18)与固定伸缩臂连接。

图20显示了柔性太阳能电池板支架管，其中包含一个太阳能板双极导线的输入孔(24)，在右侧末端是一个转动式集电器(25)，最好是滑环类型或“SlipRing”类型。

布料卷支架管的左侧末端与顶轴(8)连接，即图15中所述的横截面图形式。

图21显示了与其他电太阳能和负荷控制器平行连接(26)的细节图。

本装置可以将电池与太阳能板连接，这样马达发电机开关在检测到负荷电路中的电压较高时可能将发电机停止，认为电池已经完全充满。这一问题可以通过接入继电器解决，当马达接触开关连接时切断太阳能板的电流。

图22显示了推荐使用的支座(27)上固定转动集电器(25)时可以使用的蜗杆螺钉。

图23显示了使用胶带在管状结构上固定柔性太阳能板的方式。

转动系统的设置、整体伸缩性以及在汽车顶侧的优越位置，使保护蓬布料展开之后至少可以覆盖后视镜端点之间的宽度和整个汽车长度，见图19h。这样可以保证对于财产实现完全保护，最大限度的利用太阳能电池支架表面，并且可以在任何地方不影响环境的前提下使用本装置，例如公共停车场。

主体和次本体传动系统可以改装以改善其性能，或使装置更为紧凑，其中可以变更系统传输比，改变齿轮列的构成和布置，改变输出齿轮的速度，以使两个构成部分都是先核实的位移：主体和次本体。

本发明中的装置可以从一个控制点(开关类型或遥控类型)启动，或从一个自动化装置(风力传感器，阳光传感器和降水传感器)启动，以根据气候条件保证系统的运行，含用于防晒和防冰雹功能时的重新折叠功能。

伸缩臂可以采用挤出铝制造，采用一个张力系统，可以是三种最常见的方式之一(链-弹簧，双弹簧线缆或线缆-弹簧)，以可以使布料的张力达到最大化。

考虑到本自动多功能保护蓬系统将会被用于防晒和防冰雹功能，将采用密织玻璃纤维布，在PTFE中浸渍或类似的方式。

玻璃纤维在硬度、耐用性和稳定性方面都有显著的优越性，并且在拉伸或燃烧时拥有很好的特性。玻璃纤维芯可以使布料具备抗菌抗潮性。

此外，为了增加该布料的强度，还可以在制造中添加KevlarR成分(防弹衣中使用的成分)。

另外一种可选择的方式是将管状马达替换为卷布轴，如投影布和自动卷帘系统中使用的方式。

但是，上述规定不限制本发明中采用的材料，可以选择其他保护蓬布料，可以是目前市场上存在的或未来出现的成分或性能适用于自动保护系统的材料。

关于柔性太阳能电池的方式，也存在一系列的光伏模块可以选择，例如片式或多层式。

在描述中和所附图纸中清楚的表现了本发明在结构和功能方面的优势，作为在已知技术上开发的发明，发明者有权在此后做出细节方面的修改，但是不超出如下权利要求条款的限制和范围。

Claims (10)

1.汽车用自动多功能保护蓬装置，其特征在于，包含一个由两部分构成的管状装置，一个主体，和一个不使用时位于主体内的次本体，其通过合适装置连接，所述管状结构内部至少有两对保护蓬布料卷，下方的一对与所述主体通过末端支架连接，上方的一对，近端与所述主体连接，远端与所述次本体通过固定支架连接；其中每个构成下方布料卷的管轴在卷线管的内部存在一个管状马达，和两个向其他齿轮传动的齿轮；上方轴中包含一组位于对应卷线管内部的蜗杆轴；所述管状结构包含一对伸缩臂，另一伸缩臂位于上述一对伸缩臂的下方，通过伸缩轨道与装置的所述主体连接；所述管状结构的所述主体通过一个转动底座安装在行李架上，其中采用蜗杆传动系统-冠轮。

2.根据权利要求1所述的汽车用自动多功能保护蓬装置，其特征在于，管状结构主题上有两个槽，一个在正面，一个在背面，用于多功能保护蓬布的滑动，在不使用状态中，所述槽是通过罩体系统密封，该系统同时还会覆盖伸缩臂。

3.根据权利要求1所述的汽车用自动多功能保护蓬装置，其特征在于，多节所述伸缩臂通过一个纵向杆固定在所述主体上。

4.根据权利要求2所述的汽车用自动多功能保护蓬装置，其特征在于，所述罩体系统在两面上有两个模塑件，一个与下方布料卷连接，另一个通过主模塑件上存在的槽与上方布料卷连接。

5.根据权利要求4所述的汽车用自动多功能保护蓬装置，其特征在于，次模塑件以轨道形式位于所述主模塑件内，通过连接件与移动伸缩臂连接。

6.根据权利要求4中所述的汽车用自动多功能保护蓬装置，其特征在于，外模塑件或主模塑件也通过连接件与固定伸缩臂连接。

7.根据权利要求1中所述的汽车用自动多功能保护蓬装置，其特征在于，所述蜗杆系统-冠轮的移动是由一个迷你伺服电机驱动，向所述主体和与所述冠轮连接的齿状滑轮传动；这一滑轮通过一个齿状皮带向位于所述主体末端附近的一个滑轮传动，所述滑轮同时向一列齿轮传动，使一个通过滑轨与所述主体连接的滑扣发生移动。

8.根据权利要求1中所述的汽车用自动多功能保护蓬装置，其特征在于，每个所述伸缩臂可以安装气体支柱，以及直流线性微型执行器。

9.根据权利要求1中所述的汽车用自动多功能保护蓬装置，其特征在于，多功能保护蓬上可以安装柔性太阳能电池板。

10.根据权利要求1中所述的汽车用自动多功能保护蓬装置，其特征在于，多功能保护蓬是密织玻璃纤维布材料，在PTFE或类似材料中浸渍，可以包含KevlarR或类似成分。