一种车载雨伞自适应控制装置及其使用方法

1.本发明涉及汽车的技术领域，尤其涉及一种车载雨伞自适应控制装置及其使用方法。


背景技术：

2.随着现代化技术的发展，人们的生活水平逐渐提高，对便捷且舒适生活的需求随之产生。雨雪天气汽车用户在上车和下车时，开伞和收伞过程中，乘客和车内部分设施会在雨雪中短暂暴露，加上收伞后潮湿雨伞的收纳问题，给生活带来了诸多不便。因此，若是能够做到在雨雪天气时将车主的雨伞在车体外部做到自动地撑开、关闭以及临时存储，这些将会提高车主在恶劣天气出行的便利性。
3.在传统的车载雨伞装置中，主要是将伞带入车内，在车门或者变速杆箱中设置一定的空间将伞安插进去，从而达到安置雨伞的目。这种方法虽然从一定程度上完成了雨雪天气雨伞与车内的干湿分离的问题，但是，在实施收伞和开伞动作的过程中，乘客会暴露于雨雪中；并且不可避免地会将雨水带入车内淋湿车内设施。同时，显然，如果能够将车载雨伞的装置置于车体外部，并且撑开、关闭的自适应控制机构，这将对人们的出行便利带来非常重要的意义。
4.基于上述问题，需要设计出车载雨伞装置有一定的存储、打开、关闭的的机构，尽量保证车主在雨雪天气进出汽车时的身体干燥，以及车主出行的便利。本发明提出了一种可以实现雨伞夹持、关伞、撑伞等一系列动作的车载雨伞自适应控制装置。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种车载雨伞自适应控制装置及其使用方法。
6.为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：一种车载雨伞自适应控制装置，包括外壳，第一电机、第二电机，轴承座，第一丝杠、第二丝杠，第一锥齿轮、第二锥齿轮、伞筒、气动伸缩杆，滑块以及挡块，外壳固定在汽车上，第一电机、第二电机、轴承座均固定安装在外壳上表面，第一电机和第二电机位于外壳左部，轴承座位于外壳右部，外壳上表面还设有水平且左右走向的第一丝杠和第二丝杠，第一丝杠和第二丝杠平行设置，第一丝杠左端与第一电机传动连接，右端与轴承座可转动连接，第二丝杠左端与第二电机传动连接，右端与轴承座可转动连接，第一锥齿轮固定安装在第一丝杠上，滑块位于外壳上表面，滑块上铰接安装有气动伸缩杆，气动伸缩杆的伸缩端头与伞筒侧壁铰接，伞筒为顶部开口的筒体，车载雨伞的伞柄能插入伞筒中，伞筒的底部与外壳通过铰接轴铰接配合，伞筒内腔底部设置有雨伞开合控制结构，伞筒底部的外侧设置有第二锥齿轮，第二锥齿轮通过穿透伞筒底部的齿轮轴与雨伞开合控制结构固定连接，第二锥齿轮能相对于伞筒旋转，进而带动雨伞开合控制结构相对于伞筒旋转，气动伸缩杆的伸缩端头伸缩时，能迫使伞筒绕铰接轴转动，进而使伞筒在水平状
态与竖直状态之间切换，伞筒处于竖直状态时，第一锥齿轮和第二锥齿轮正好咬合，第一电机带动第一丝杠转动时，第一锥齿轮能通过第二锥齿轮使雨伞开合控制结构转动，雨伞开合控制结构用于控制车载雨伞开合，挡块滑动安装在第二丝杠右侧，伞筒处于水平状态时，挡块正对着伞筒的开口，第二电机能带动第二丝杠转动，从而使挡块沿着第二丝杠靠近或远离伞筒。
7.为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：第一丝杠左半段设置有螺纹，右半部为光滑杆，第二丝杠左半段为光滑杆，右半部设置有螺纹，滑块同时滑动安装在第一丝杠和第二丝杠上且滑块的行程位于第一丝杠的螺纹部分，第二丝杠的光滑部分，挡块同时滑动安装在第一丝杠和第二丝杠上且挡块的行程位于第一丝杠的光滑部分，第二丝杠的螺纹部分。
8.第一电机通过联轴器与第一丝杠连接。
9.伞筒底部固定有轴承，第二锥齿轮的齿轮轴穿过该轴承与雨伞开合控制结构固定连接，第二锥齿轮的齿轮轴与轴承可转动配合。
10.滑块和挡块均通过丝杠螺母套在第一丝杠和第二丝杠上。
11.自适应控制装置还包括控制系统，控制系统安装在外壳内或汽车上，控制系统分别与第一电机、第二电机、雨伞开合控制结构和气动伸缩杆信号连接，并控制第一电机、第二电机、雨伞开合控制结构和气动伸缩杆运作。
12.外壳和车载雨伞均自带电池，电池为第一电机、第二电机、气动伸缩杆以及车载雨伞的智能控制器、雨伞开关结构供电。
13.一种车载雨伞自适应控制装置的使用方法，步骤如下：步骤a、入伞步骤：气动伸缩杆和第一电机启动，带动气动伸缩杆的伸缩端头伸出，第一电机推动滑块右移，气动伸缩杆的伸缩端头将伞筒由水平状态变成竖直状态，当伞筒达到竖直位置时第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合完成，车主将打开的车载雨伞的伞柄插入伞筒，入车关闭车门；步骤b、闭伞步骤：第一电机启动继续推动滑块右移，此时第一锥齿轮带动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮带动雨伞开合控制结构转动，触发雨伞开合控制结构控制车载雨伞闭伞，在此过程中，气动伸缩杆的伸缩端头补偿性伸出，使滑块右移的同时保持伞筒竖直；步骤c、收伞步骤：气动伸缩杆和第一电机反向启动，即气动伸缩杆的伸缩端头缩回，第一电机推动滑块左移，第一锥齿轮和第二锥齿轮分离，伞筒由竖直状态变成水平状态，第二电机启动带动挡块向伞筒方向移动，挤压车载雨伞直至车载雨伞回到压缩状态，收伞动作完成；步骤d、开伞步骤：第二电机反向启动带动挡块向远离伞筒方向移动，车载雨伞由压缩状态回归闭伞状态，气动伸缩杆和第一电机启动，带动气动伸缩杆的伸缩端头伸出，第一电机推动滑块右移，气动伸缩杆的伸缩端头将伞筒由水平状态变成竖直状态，当伞筒达到竖直位置时第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合完成，第一电机启动继续推动滑块右移，此时第一锥齿轮带动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮带动雨伞开合控制结构转动，触发雨伞开合控制结构控制车载雨伞开伞，车主开门，下车取伞。
14.车载雨伞为由智能控制器控制开合的雨伞，雨伞开合控制结构包括旋转开关和控制单元，旋转开关与第二锥齿轮的齿轮轴固定连接，控制单元与智能控制器无线信号连接，
控制单元与智能控制器均为单片机。
15.车载雨伞为由智能控制器控制开合的雨伞，车载雨伞是伞柄上设置开合开关，开合开关与智能控制器连接，雨伞开合控制结构包括十字凸台和弹性触点，十字凸台与第二锥齿轮的齿轮轴固定连接，弹性触点固定在伞筒内壁上，十字凸台用于固定车载雨伞的伞柄，第二锥齿轮带动十字凸台和车载雨伞转动时，弹性触点正好能碰触到开合开关，进而触发智能控制器开闭车载雨伞的动作，智能控制器为单片机。
16.本发明具有以下优点：1、本发明车载雨伞装置解决了雨雪天气汽车用户在上车和下车时，开伞和收伞过程中，乘客和车内部部分设施会在雨雪中短暂暴露和收伞后潮湿雨伞的收纳问题。通过在车体顶部设计一种车载雨伞装置及其使用方法可以实现雨伞夹持、关伞、撑伞等一系列动作，这会使得车主的出行体验得到进一步的提升，保障了车主的身体健康和车内设备的稳定性。该装置具有性能优良、便携存储等优势。
17.2、本发明所设计将锥齿轮传动与伞筒的翻转机构结合起来，装置结构新颖，结构简单、操作简便，同时该装置安装方便、造型独特。
18.3、本发明使用一组平行且高度一致的电机、丝杠，以及将滑块和挡块都用丝杠螺母安装这两个丝杠上。由于滑块和挡块在各个动作阶段内的运动情况不同，选择在第一丝杠的左端做螺母同时右端做光杆、第二丝杠的右端做螺母同时左端做光杆。第一丝杠左端有螺纹供滑块带动气动伸缩杆运动以及第二丝杠右端有螺纹供挡块左右移动。
附图说明
19.图1为本发明的车载雨伞自适应控制装置的结构示意图；图2为本发明的车载雨伞自适应控制装置的剖面图；图3为伞筒的俯视图；图4为伞筒竖直时的立体图；图5为伞筒竖直时的剖面图；图6为挡块左移后的示意图；图7为挡块左移后的剖面图。
20.附图标记为：外壳1、第一电机2、联轴器3、第一锥齿轮4、滑块5、气动伸缩杆6、第一丝杠7、丝杠螺母8、轴承座9、挡块10、第二丝杠11、伞筒12、第二电机13、第二锥齿轮14、弹性触点15。
具体实施方式
21.以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
22.如图1-7所示，一种车载雨伞自适应控制装置及其使用方法，外壳1，第一电机2、第二电机13，轴承座9，第一丝杠7、第二丝杠11，第一锥齿轮4、第二锥齿轮14、伞筒12、气动伸缩杆6，滑块5以及挡块10等零部件。第一电机2启动时由第一丝杠7带动滑块5向右运动，气动伸缩杆6启动伸长，使得伞筒12由水平状态变成竖直状态，当伞筒12达到竖直位置时锥齿轮啮合完成。车主插入撑开状态的伞，车主上车。电机旋转启动带动伞整体旋转90
°
，伞筒12内部有一个凸起的小型弹性触点15，通过其对自动雨伞的按钮按压，起到控制雨伞开合的
作用。气动伸缩杆6收缩且第一电机2经第一丝杠7带动滑块5向左运动使得伞筒12回到水平位置。此时，第二电机13启动带动第二丝杠11转动使得挡块10向伞顶方向运动直至伞回到压缩状态，收伞动作完成。一段时间后车主下车，第二电机13反向启动带动挡块10向远离伞筒12方向移动，车载雨伞由压缩状态回归闭伞状态，气动伸缩杆6和第一电机2启动，带动气动伸缩杆6的伸缩端头伸出，第一电机2推动滑块5右移，气动伸缩杆6的伸缩端头将伞筒12由水平状态变成竖直状态，当伞筒12达到竖直位置时第一锥齿轮4和第二锥齿轮14啮合完成，第一电机2启动继续推动滑块5右移，第二锥齿轮14带动伞体旋转360
°
，伞筒12内部的弹性触点15再次对伞的按钮按压。伞打开动作完成。车主取出伞。取伞完成后，气动伸缩杆收缩且第一电机2经第一丝杠7带动滑块5向左运动使得伞筒12回到水平位置实施例中伞筒12内部设有十字凸台，用于雨伞定位。该十字凸台与壳体之间通过轴承连接，可实现两者的相对运动。十字凸台与第二锥齿轮的齿轮轴为一体，一对锥齿轮相互配合，从而实现垂直位置雨伞的转动。
23.实施例中伞筒12内部设有弹性触点，雨伞转动过程中，该凸起与伞柄上的开关相互挤压，实现开伞和收伞动作。
24.实施例中伞筒12外部连接有气缸结构以及丝杠导轨机构，可实现伞筒12水平位置和垂直位置的变换。
25.实施例中机构的右侧设置有挡块10，该挡块10通过电机和丝杠结构实现移动，以实现收伞后的压紧动作。
26.实施例中滑块和挡块都安装在丝杠上。由于滑块和挡块在各个动作阶段内的运动情况不同，选择在第一丝杠的左端做螺母同时右端做光杆、第二丝杠的右端做螺母同时左端做光杆。第一丝杠左端有螺纹供滑块带动气动伸缩杆运动以及第二丝杠右端有螺纹共挡块左右移动。
27.在本发明的另一个实施例中，伞筒12内设置的不是十字凸台和弹性触点15，而是旋转开关和控制单元，旋转开关与第二锥齿轮的齿轮轴固定连接，控制单元与智能控制器无线信号连接。
28.在两个实施例中，车载雨伞均为由智能控制器控制开合的雨伞，这种雨伞与常规雨伞相比，在雨伞的推杆上设置电缸，由电缸将雨伞打开或关闭，电缸与智能控制器连接，智能控制器控制电缸运作，此外，雨伞手柄中还设置了一块电池，为智能控制器和电缸供电。电池可充电。
29.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种车载雨伞自适应控制装置，其特征是：包括外壳（1），第一电机（2）、第二电机（13），轴承座（9），第一丝杠（7）、第二丝杠（11），第一锥齿轮（4）、第二锥齿轮（14）、伞筒（12）、气动伸缩杆（6），滑块（5）以及挡块（10），所述的外壳（1）固定在汽车上，所述的第一电机（2）、第二电机（13）、轴承座（9）均固定安装在外壳（1）上表面，所述的第一电机（2）和第二电机（13）位于外壳（1）左部，轴承座（9）位于外壳（1）右部，所述的外壳（1）上表面还设有水平且左右走向的第一丝杠（7）和第二丝杠（11），所述的第一丝杠（7）和第二丝杠（11）平行设置，所述的第一丝杠（7）左端与第一电机（2）传动连接，右端与轴承座（9）可转动连接，所述的第二丝杠（11）左端与第二电机（13）传动连接，右端与轴承座（9）可转动连接，所述的第一锥齿轮（4）固定安装在第一丝杠（7）上，所述的滑块（5）位于外壳（1）上表面，所述的滑块（5）上铰接安装有气动伸缩杆（6），所述的气动伸缩杆（6）的伸缩端头与伞筒（12）侧壁铰接，所述的伞筒（12）为顶部开口的筒体，车载雨伞的伞柄能插入伞筒（12）中，所述的伞筒（12）的底部与外壳（1）通过铰接轴铰接配合，所述的伞筒（12）内腔底部设置有雨伞开合控制结构，所述的伞筒（12）底部的外侧设置有第二锥齿轮（14），所述的第二锥齿轮（14）通过穿透伞筒（12）底部的齿轮轴与雨伞开合控制结构固定连接，所述的第二锥齿轮（14）能相对于伞筒（12）旋转，进而带动雨伞开合控制结构相对于伞筒（12）旋转，所述的气动伸缩杆（6）的伸缩端头伸缩时，能迫使伞筒（12）绕铰接轴转动，进而使伞筒（12）在水平状态与竖直状态之间切换，所述的伞筒（12）处于竖直状态时，所述的第一锥齿轮（4）和第二锥齿轮（14）正好咬合，所述的第一电机（2）带动第一丝杠（7）转动时，第一锥齿轮（4）能通过第二锥齿轮（14）使雨伞开合控制结构转动，所述的雨伞开合控制结构用于控制车载雨伞开合，所述的挡块（10）滑动安装在第二丝杠（11）右侧，所述的伞筒（12）处于水平状态时，所述的挡块（10）正对着伞筒（12）的开口，所述的第二电机（13）能带动第二丝杠（11）转动，从而使挡块（10）沿着第二丝杠（11）靠近或远离伞筒（12）。2.根据权利要求1所述的一种车载雨伞自适应控制装置，其特征是：所述的第一丝杠（7）左半段设置有螺纹，右半部为光滑杆，所述的第二丝杠（11）左半段为光滑杆，右半部设置有螺纹，所述的滑块（5）同时滑动安装在第一丝杠（7）和第二丝杠（11）上且滑块（5）的行程位于第一丝杠（7）的螺纹部分，第二丝杠（11）的光滑部分，所述的挡块（10）同时滑动安装在第一丝杠（7）和第二丝杠（11）上且挡块（10）的行程位于第一丝杠（7）的光滑部分，第二丝杠（11）的螺纹部分。3.根据权利要求1所述的一种车载雨伞自适应控制装置，其特征是：所述的第一电机（2）通过联轴器（3）与第一丝杠（7）连接。4.根据权利要求1所述的一种车载雨伞自适应控制装置，其特征是：所述的伞筒（12）底部固定有轴承，所述的第二锥齿轮（14）的齿轮轴穿过该轴承与雨伞开合控制结构固定连接，所述的第二锥齿轮（14）的齿轮轴与轴承可转动配合。5.根据权利要求1所述的一种车载雨伞自适应控制装置，其特征是：所述的滑块（5）和挡块（10）均通过丝杠螺母（8）套在第一丝杠（7）和第二丝杠（11）上。6.根据权利要求1所述的一种车载雨伞自适应控制装置，其特征是：自适应控制装置还包括控制系统，所述的控制系统安装在外壳（1）内或汽车上，所述的控制系统分别与第一电机（2）、第二电机（13）、雨伞开合控制结构和气动伸缩杆（6）信号连接，并控制第一电机（2）、第二电机（13）、雨伞开合控制结构和气动伸缩杆（6）运作。
7.根据权利要求1所述的一种车载雨伞自适应控制装置，其特征是：外壳（1）和车载雨伞均自带电池，电池为第一电机（2）、第二电机（13）、气动伸缩杆（6）以及车载雨伞的智能控制器、雨伞开关结构供电。8.一种车载雨伞自适应控制装置的使用方法，其特征是：应用如权利要求6所述的车载雨伞自适应控制装置，具体步骤如下：步骤a、入伞步骤：气动伸缩杆（6）和第一电机（2）启动，带动气动伸缩杆（6）的伸缩端头伸出，第一电机（2）推动滑块（5）右移，气动伸缩杆（6）的伸缩端头将伞筒（12）由水平状态变成竖直状态，当伞筒（12）达到竖直位置时第一锥齿轮（4）和第二锥齿轮（14）啮合完成，车主将打开的车载雨伞的伞柄插入伞筒（12），入车关闭车门；步骤b、闭伞步骤：第一电机（2）启动继续推动滑块（5）右移，此时第一锥齿轮（4）带动第二锥齿轮（14）转动，第二锥齿轮（14）带动雨伞开合控制结构转动，触发雨伞开合控制结构控制车载雨伞闭伞，在此过程中，气动伸缩杆（6）的伸缩端头补偿性伸出，使滑块（5）右移的同时保持伞筒（12）竖直；步骤c、收伞步骤：气动伸缩杆（6）和第一电机（2）反向启动，即气动伸缩杆（6）的伸缩端头缩回，第一电机（2）推动滑块（5）左移，第一锥齿轮（4）和第二锥齿轮（14）分离，伞筒（12）由竖直状态变成水平状态，第二电机（13）启动带动挡块（10）向伞筒（12）方向移动，挤压车载雨伞直至车载雨伞回到压缩状态，收伞动作完成；步骤d、开伞步骤：第二电机（13）反向启动带动挡块（10）向远离伞筒（12）方向移动，车载雨伞由压缩状态回归闭伞状态，气动伸缩杆（6）和第一电机（2）启动，带动气动伸缩杆（6）的伸缩端头伸出，第一电机（2）推动滑块（5）右移，气动伸缩杆（6）的伸缩端头将伞筒（12）由水平状态变成竖直状态，当伞筒（12）达到竖直位置时第一锥齿轮（4）和第二锥齿轮（14）啮合完成，第一电机（2）启动继续推动滑块（5）右移，此时第一锥齿轮（4）带动第二锥齿轮（14）转动，第二锥齿轮（14）带动雨伞开合控制结构转动，触发雨伞开合控制结构控制车载雨伞开伞，车主开门，下车取伞。9.根据权利要求8所述的一种车载雨伞自适应控制装置的使用方法，其特征是：所述的车载雨伞为由智能控制器控制开合的雨伞，所述的雨伞开合控制结构包括旋转开关和控制单元，所述的旋转开关与第二锥齿轮（14）的齿轮轴固定连接，所述的控制单元与智能控制器无线信号连接，所述的控制单元与智能控制器均为单片机。10.根据权利要求8所述的一种车载雨伞自适应控制装置的使用方法，其特征是：所述的车载雨伞为由智能控制器控制开合的雨伞，所述的车载雨伞是伞柄上设置开合开关，开合开关与智能控制器连接，所述的雨伞开合控制结构包括十字凸台和弹性触点（15），所述的十字凸台与第二锥齿轮（14）的齿轮轴固定连接，所述的弹性触点（15）固定在伞筒（12）内壁上，所述的十字凸台用于固定车载雨伞的伞柄，所述的第二锥齿轮（14）带动十字凸台和车载雨伞转动时，弹性触点（15）正好能碰触到开合开关，进而触发智能控制器开闭车载雨伞的动作，所述的智能控制器为单片机。

技术总结
本发明公开了一种车载雨伞自适应控制装置，包括外壳，第一电机、第二电机，轴承座，第一丝杠、第二丝杠，第一锥齿轮、第二锥齿轮、伞筒、气动伸缩杆，滑块以及挡块。本发明车载雨伞装置解决了雨雪天气汽车用户在上车和下车时，开伞和收伞过程中，乘客和车内部部分设施会在雨雪中短暂暴露和收伞后潮湿雨伞的收纳问题。通过在车体顶部设计一种车载雨伞装置及其使用方法可以实现雨伞夹持、关伞、撑伞等一系列动作，这会使得车主的出行体验得到进一步的提升，保障了车主的身体健康和车内设备的稳定性。该装置具有性能优良、便携存储等优势。便携存储等优势。便携存储等优势。


技术研发人员：陈佳佳 刘松炎 杨勇 袁冬冬 张立勇 姜华飞
受保护的技术使用者：南京林业大学
技术研发日：2023.03.17
技术公布日：2023/6/28