专利名称：自开自收全自动伞的制作方法
技术领域：
本发明涉及日用品中的伞，特别是一种自开自收全自动的直骨伞。
背景技术：
几十年前社会上使用的直骨伞主要是手开伞以双手操作来实现开伞，又以双手操作来实现收伞。近几十年来社会上使用的直骨伞主要是半自动伞一般是开伞自动化而收伞仍需双手操作。这些伞在实际使用中都需要以双手操作来实现开伞或收伞，不能满足人们在生活中以单手就能操作开、收伞的要求(如一只手拿物品或抱小孩等的时候)。近二十几年来许多人都致力于研究全自动伞。本人在十余年来的研究中，曾先五次获得专利权并七次实际开发全自动伞产品，已获得专利权的有开合全自动伞(专利号91202612.X)，全自动直杆伞(专利号91207944.4)，全自动雨阳伞(专利号94210124.3)，全自动方便晴雨伞(专利号95206683.1)，全自动雨阳伞(发明专利95119314.7)。这些技术不同程度地解决了单手操作开、收伞的问题，但人们对于全自动伞作为一种商品的要求远远不止于能在一定的条件下完成自开自收的动作。以上现有技术以及其它全自动伞现有技术制造的全自动伞产品有以下明显缺馅(或者其中部分缺陷)1)开伞不够顺畅。
2)蓄能力较大。
3)开伞状态下伞造形欠佳(造形较呈尖形)。
4)抗风力不够。
5)收伞动作不可靠。收伞动作从力学的角度可分为前半启动动作和后半收拢动作。开伞状态下绷紧的伞面形成的张力是收伞启动动作的重要动力之一，而在伞面用料不同、制作较松、被雨淋后变松驰、伞面珠尾脱落时，伞面的张力可明显减小或不存在。或者这样表述现有全自动伞技术生产的产品需要较为绷紧的伞面为收伞提供启动力，而伞在制造以及作为一种日用品在实际生活使用中无法保证伞面一贯处于较为绷紧的状态，因此现有全自动伞技术是不可靠的或者是不可行的。
6)收伞状态的锁定不可靠。收伞动作完成时要求伞被锁定在收伞状态，否则再次蓄能时伞就会因蓄能弹簧力而自动张开。
7)收伞状态下伞骨收拢不紧凑或外张较大，外观欠佳，携带受影响，并且易钩挂他人的衣服或周围物体，产品困此易损坏或造成自身及他人的不安全。
8)收伞动作中伴有较大的冲击噪音和震动手感，消费者不悦。
以上这些缺点中的任何一条均可使产品不能成为商品，特别是第4、5、6条，使产品的基本功能明显不可靠或不可行，其余几条也使消费者难以接受这种商品。近几十年来全球全自动直骨伞的许多次研发均遭失败，就是因为不能提供一种不但能实现自开自收而且能满足消费者实际使用条件(商品条件)的技术方案。
发明内容
本发明克服了现有技术中的缺陷，提供了一种单手就能操作开、收伞的双向全自动直骨伞，并且具有开伞动作顺畅、蓄能力较小、伞造形好、抗风力强、收伞动作可靠、锁定可靠、伞骨收拢紧凑、收伞动作冲击噪音及震动感小的特点。
下面介绍本发明的技术方案(以上盘2作为固定参照物，上盘2方向为上方，限位挡30方向为下方)结合附图1，本发明其中包括一根中棒21，其上部外围设置有伞尖1、上盘2、中盘3、下盘10，上盘2的周围设置有长骨25，中盘3的周围设置有横撑骨23，下盘10的周围设置有短骨24。横撑骨23与长骨25相绞连，短骨24与横撑骨23相绞连。长骨25外围设置有伞衣。中棒21外围从上至下依次设置有上盘2、中盘3、上支撑4、转向体5、收伞簧6、下支撑8、连接体9、下盘10、助开簧11、开伞簧套13、开伞簧12、外杆14、手柄15、防误按簧26、防误按环17、下盘体19、限位挡30。其中中盘3、限位挡30与中棒21固定接合，其它结构之间滑动配合。手柄15上设置有开伞键28、收伞键27。中棒21上设置有上尾弓16、下尾弓29，中棒21与下盘体19之间由下尾弓29相扣接或脱扣，中棒21与手柄15之间由上尾弓16相扣接或脱扣。软绳7穿过转向体5，一端与横撑骨23连接，另一端与连接体9连接，软绳7在转向体5处形成近90°角度转向，连接体9通过下盘体迁丝18与下盘体19连接。
为了清楚地说明本发明的技术方案，应对开、收伞时力的分解与合成原理进行分析。开伞力使伞骨(包括长骨、横撑骨、短骨)产生外展动作，即伞骨与中棒之间的夹角由小角度(或平行)转变为大角度(或垂直)。收伞力使伞骨产生内收动作，即伞骨与中棒之间的夹角由大角度(或垂直)转变为小角度(或平行)。外展、内收动作在横撑骨上表现的最为明显。
由附图4可知，现有全自动伞(也包括半自动伞)收伞时，力使中盘、下盘作相对分离运动，其合力使伞骨产生内收动作。由力的合成原理可知，由于横撑骨与短骨之间的夹角较大(接近180°)，其合力(垂直指向中棒使伞骨内收的力)明显小于分力。设二个分力之间的夹角为160°时，通过三角函数计算得知，分力比合力等于1比0.17，也即弹簧提供的力实际仅产生了其5.8分之1(1÷0.17＝5.8)的伞骨内收力。由附图1、5可知，本发明采用了软绳转向迁拉横撑骨的结构收伞弹簧力的作用点在横撑骨，中间的连接结构为软绳、连接体、下盘体迁丝、下盘体，软绳在转向体处形成近90°角度的转向，使力直接垂直指向中棒，没有力合成时的损耗，弹簧提供的力基本等于实际伞骨产生内收动作的力(克服摩擦力未计)。计算可知设同一弹簧提供相同的力，图5所示的伞骨内收力是图4所示的5.8倍(克服摩擦力未计)。这种软绳通过转向体改变力的作用方向(使收伞力垂直指向中棒)、直接拉动伞骨(而不是使中、下盘作相对分离运动)使伞骨内收、实现收伞动作的结构，是伞制造业中前所未有的结构，明显地(数倍)减少了收伞所需要的收伞簧力，就同一大小的弹簧力而言，明显地(数倍)增加了实际收伞力。对于全自动伞而言，由于实际收伞力增大，保证收伞时下盘体可靠地回位到下尾弓之下的位置而被锁定，并使伞骨收拢较紧凑。由于所需关伞弹簧力减小，可相对减小蓄能力的设计，或适当地增加开伞簧力的设计以使开伞动作更顺畅，同时增加抗风力。实验证明，这种结构还能减小收伞时的冲击噪音及震动感，使收伞动作较平稳，使用者易于接受。
再分析开、收伞过程中，中盘、下盘的运动规律(上盘作为固定参照物)。中盘的运动规律开伞过程中中盘向下直线移动，收伞过程中中盘向上直线移动。下盘的运动规律开伞过程中下盘先向上移动，在开伞过程中的最后阶段又向下作一小段距离(实测约5毫米)的回行移动；收伞过程中按原轨迹下盘先向上作一小段回行移动，再向下移动。现有全自动伞技术中收伞簧力的作用点是下盘，而下盘这种回行轨迹与收伞簧力的作用方向(向下)相反，因而不能启动收伞。为了能启动收伞，以下三条成为必须1)横撑骨与中棒的夹角控制在较小的角度，此时下盘回行距离较小。这将使长骨不能充分外展，伞造形欠佳，抗风力差。 2)要求借助伞面的张力启动收伞，而伞面的张力是一个不可靠因素。3)设置一个较大力量的使中盘上行的弹簧力，如下位簧30，这将明显加大蓄能力并加大关伞冲击噪音及震动感。这些设计上的负效应是许多现有全自动伞技术的共同缺陷，并且空伞架时仍不能启动收伞。理想的设计要求是无需借助伞面张力(空伞架)也能启动收伞，并且不得同时带来其它任何负效应。本发明采用了软绳转向拉动横撑骨做内收运动的结构(收伞弹簧力的作用点不是下盘而是横撑骨)，软绳的运动规律是开伞过程中直线向上运动，收伞过程中直线向下运动，与开、收伞簧力的作用方向一致，没有任何阻碍收伞的力存在(摩擦力除外)，因此在不需要或仅需要很小的弹簧力(下位簧30或顶位簧20)的条件下，空伞架也能启动收伞，从根本上解决了收伞动作可靠性差的难题，并且使蓄能力减小。
再分析开伞顺畅、开伞状态下伞造形及抗风力的问题。这3个问题与以下因素有关1)开伞簧力的大小；2)横撑骨与中棒之间的夹角大小。增加开伞簧力在前述中已经阐明，这里仅对夹角大小进行分析。由力的分解合成以及三角几何学分析可知，伞张开状态下横撑骨与中棒之间的夹角越大(呈90°左右时为最大)，开伞动作越顺畅，抗风力越强；长骨处于最大外展位，加之配合裁剪适当的伞面，伞造形好。现有全自动伞技术由于下盘运动有回行轨迹，为了能启动收伞，要求横撑骨与中棒之间呈较小的夹角(以减小下盘回行距离)。本发明由于采用了软绳转向拉动横撑骨收伞的结构，软绳运动没有回行轨迹，完全允许开伞状态下横撑骨与中棒的夹角达到90°角度，解决了以上3个技术难题。
与现有技术相比，本发明的有益效果是能单手操作开、收伞并且1)开伞顺畅；2)蓄能力较小；3)开伞状态下伞造形好；4)抗风力强；5)收伞动作可靠；6)收伞状态锁定可靠；7)收伞状态下伞骨收拢紧凑；8)收伞时冲击噪音及震动感小。
图1是本发明在蓄能状态下的结构示意图。
图2是本发明在开伞状态下的结构示意图。
图3是本发明在收伞状态下的结构示意图。
图4是现有技术中收伞状态下力的合成示意图。
图5是本发明收伞状态下力的分析图。
图中1伞尖；2上盘；3中盘；4上支撑；5转向体；6收伞簧；7软绳；8下支撑。9连接体；10下盘；11助开簧；12开伞簧；13开伞簧套；14外杆；15手柄；16上尾弓；17防误按环；18下盘体迁丝；19下盘体；20顶位簧；21中棒；22横蝶；23横撑骨；24短骨；25长骨；26防误按簧；27收伞键；28开伞键；29下尾弓；30限位挡；31下位簧。
具体实施例方式
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步描述需开伞时(见附图1、2)，按下开伞键28，通过下尾弓29使下盘体19与中棒21脱扣。开伞簧12伸张，通过中棒21使中盘3向下移动。助开簧11伸张，使下盘10向上移动。上盘2、中盘3、下盘10的相对位置发生移动，带动四连杆机构(中棒21、长骨25、横撑骨23、短骨24)使伞骨产生外展动作，伞张开。其中横撑骨23的外展动作拉动软绳7，使连接体9、下盘体迁丝18、下盘体19向上移动。
需收伞时(见附图2、3)，按下收伞键27，通过上尾弓16使中棒21与手柄15脱扣。收伞簧6伸张，力通过下支撑8、开伞簧12、外杆14、防误按环17传导至下盘体19，再通过下盘体迁丝18、连接体9传导至软绳7，软绳7向下移动，在穿过转向体5时形成近90°转向，将横撑骨23拉向中棒21，伞骨产生内收动作使伞收拢。收伞状态下下盘体19回位到下尾弓29以下的位置，伞处于锁定状态。
再次蓄能时(见附图3、1)，将伞尖1随意顶在一固定处(一般是地面)，将手柄15向伞尖1方向推压至上尾弓16处，上尾弓16将手柄15与中棒21扣接，该过程中开伞簧12、收伞簧6、助开簧11均被压缩而蓄能。
为了进一步保证关伞启动的可靠性，可在限位挡30与手柄15之间设置下位簧31和/或在上盘2之上设置顶位簧20。其作用是收伞时弹簧力使中盘3向上移动以进一步保证空伞架时(无伞面张力)也能启动收伞。
在横撑骨23与软绳7结合处，设置垫块(图1所示横蝶22)，其作用是进一步保证软绳7在开伞、收伞的过程中呈直线往返运动而无回行轨迹。
设置开伞簧套13，其作用是1)开伞状态下使已伸张的开伞簧12限位而不能再进一步伸张；2)产品外观看不到开伞簧以求美观。
软绳7可采用尼龙或晴纶材料或钢丝绳。
如图1、2所示，设置防误按簧26、防误按环17，可使在需开伞时误按收伞键27不产生任何实际效果。
手柄15内腔横截面与限位挡30外径横截面采用相互配合非圆形滑道形状，以防止手柄15绕中棒21旋转。
权利要求
1.一种全自动伞，包括有伞衣、伞骨、伞杆、伞尖、上盘、中盘、下盘、手柄；中棒(21)外围从上至下依次设置有上盘(2)、中盘(3)、上支撑(4)、下支撑(8)、下盘(10)、开伞簧(12)、外杆(14)、手柄(15)、防误按簧(26)、防误按环(17)、下盘体(19)、限位挡(30)，其中中盘(3)、限位挡(30)与中棒(21)固定接合，其它结构之间滑动配合；手柄(15)上设置有开伞键(28)、收伞键(27)；中棒(21)上设置有上尾弓(16)、下尾弓(29)，中棒(21)与下盘体(19)之间由下尾弓(29)相扣接或脱扣，中棒(21)与手柄(15)之间由上尾弓(16)相扣接或脱扣；其特征在于中棒(21)外围还设置有转向体(5)，下支撑(8)外围还设置有连接体(9)，设置有软绳(7)，软绳(7)穿过转向体(5)，一端与横撑骨(23)连接，另一端与连接体(9)连接，软绳(7)在转向体(5)处形成近90°角度转向，连接体(9)通过下盘体迁丝(18)与下盘体(19)连接。
2.根据权利要求1所述的全自动伞，其特征在于上支撑(4)与下支撑(8)之间设置有收伞簧(6)。
3.根据权利要求1所述的全自动伞，其特征在于下支撑(8)外围设置有助开簧(11)。
4.根据权利要求1所述的全自动伞，其特征在于下支撑(8)与开伞簧(12)之间及开伞簧(12)的外围设置有开伞簧套(13)。
5.根据权利要求1所述的全自动伞，其特征在于在限位挡(30)与手柄(15)之间设置有下位簧(31)。
6.根据权利要求1所述的全自动伞，其特征在于在上盘(2)之上中棒(21)外围设置有顶位簧(20)。
7.根据权利要求1所述的全自动伞，其特征在于在横撑骨(23)上设置有横蝶(22)。
全文摘要
本发明公开了一种自开自收的全自动伞，旨在提供一种不但能单手操作开、收伞而且具有开伞动作顺畅、蓄能力较小、伞造形好、抗风力强、收伞及锁定动作可靠、收伞时冲击噪声及震动感小、伞骨收拢紧凑等优点的全自动伞。其中中棒外围设置有上盘、中盘、上支撑、转向体、收伞簧、下支撑、连接体、下盘、助开簧、开伞簧、外杆、手柄、防误按环、下盘体、限位档，手柄上设置有开伞键、收伞键，中棒上设置有上尾弓、下尾弓，软绳穿过转向体，一端与横撑骨连接，另一端与连接体连接，连接体通过下盘体迁丝与下盘体连接。本发明适用于一切使用伞的场合，特别适用于一只手被占用而需要另一只手单手操作开、收伞的场合。
文档编号A45B25/16GK1485000SQ0213911
公开日2004年3月31日 申请日期2002年9月27日 优先权日2002年9月27日
发明者刘民强 申请人:刘民强