车载遮阳棚的研究与设计

1关于车载遮阳棚的研究与设计学校：长安一中姓名：张著指导教师：葛文杰2关于车载遮阳棚的研究和设计作者：长安一中张著随着私家车数量的不断增加，轿车的保护问题变得愈加重要。太阳光暴晒也是缩短轿车寿命的原因之一。目前市面上的遮阳设备多为遮阳布，这种遮阳设备由于布与车体紧挨无法通风，所以散热效果不好。经过调查与分析，我们认为车载遮阳棚有一定的市场前景和研究必要。在设计过程中，我们研究了棚体的安装部位、打开过程以及驱动方式，最终设计出一款以一个电机驱动实现整个装置的转动以及伞体的伸缩功能的遮阳装置，如图1所示。图1遮阳伞整体结构视图我设计的车载遮阳棚可分为动力部分、传动部分3和执行机构。动力为一直流减速电机。电机通过蜗轮蜗杆带动锥齿轮水平方向转动，蜗轮蜗杆即起到了增大力矩的效果又有自锁的功能，如图2所示。锥齿轮与丝杠固定连接，丝杠通过丝杠螺母块带动伸缩杆。丝杠螺母块内设有弹簧珠，丝杠内设有一凹槽，初始情况下，弹簧珠与凹槽相配合。图2遮阳伞传动部分图3弹簧珠局部视图当遮阳伞开始工作时，在弹簧珠的阻碍作用下,锥齿轮无法带动丝杆转动。从而使得锥齿轮带动整个装置水平转动90°至工作位置，当装置转动至工作位置时被预先设置的挡块挡住。此时锥齿轮带动丝杠克服弹簧珠的阻碍作用开始转动，使得两个丝杠螺母块对称水平运动。螺母块的水平运动使得伸缩杆伸开，棚体也随之张开，如图4-1、4-2所示。图4-1遮阳伞合拢状态4图4-2遮阳伞打开状态考虑到伸缩杆强度问题，我们在丝杠螺母块上装有一可活动的三角架，当遮阳伞打开时，三角架随之升高，三角架上穿有钢丝绳与遮阳棚边缘连接，起到斜拉条的作用，从而增加了整个装置的强度，如图5所示。图5三角架结构试图在伸缩杆的末端，有一由双齿条与齿轮构成的同步机构，如图6所示。齿条与伸缩杆连接，齿轮位于遮阳棚末端中间位置。当棚体打开时，两齿条相对齿5轮同时移动，当彻底张开后，由于这种结构布局，使遮阳棚与伸缩杆之间不发生相对移动，确保了棚体的对称性和稳定性。图6双齿条齿轮结构遮阳完毕后，首先电机反转收回遮阳棚，弹簧珠再次进入凹槽，使得丝杠与丝杠螺母块之间再次被锁死，接着遮阳棚整体转回初始位置，电机停止工作。我设计的遮阳棚的亮点在于以一个电机带动整个装置的运转，操作方便。但它仍有不少可以改进的地方，如它所需的能量可由汽车提供换成太阳能提供。其次，可以使用一些更为轻便坚固的材料或结构使得遮阳棚在汽车以一定的速度行驶时仍可撑开遮阳。限于能力和时间，我设计的遮阳棚一定还有很多地方需要改进，希望各位专家不吝赐教，提出宝贵的改进方案。