一种薄壳车辆顶窗自动开闭机构的制作方法

1.本实用新型属于薄壳车辆技术领域，具体涉及一种薄壳车辆顶窗自动开闭机构。


背景技术：

2.薄壳车辆在进行顶窗开启和关闭时，通常通过载员进行手动操作，开启和关闭力较大，而且关闭后还需要通过操作手柄，通过弹簧钩和吊钩配合关闭到位；顶窗打开时，首先，需要松开手柄总成，松脱弹簧钩和吊钩，通过顶窗背面的上闭锁钩、扭杆、合页和车体上的锁钩总成、缓冲胶块等配合，实现顶窗打开到位。现有顶窗结构较为复杂，人机环性能不高，因此需要设计一种顶窗自动开闭机构。


技术实现要素：

3.(一)要解决的技术问题
4.本实用新型提出一种薄壳车辆顶窗自动开闭机构，以解决人员开启和关闭顶窗的力较大，自动化程度较低，人机环性能不高的技术问题。
5.(二)技术方案
6.为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种薄壳车辆顶窗自动开闭机构，该自动开闭机构包括顶窗机构、滑轨机构和电气控制机构；
7.其中，顶窗机构由窗盖、顶窗斜开滑槽块、固定架、拉簧和顶窗锁止机构和组成；滑轨机构由前滑块、后滑块、滑轨、蜗杆管路、滑块限位块、限位槽和窗框组成；电气控制机构由直流电机和齿轮减速集成机构、蜗轮、蜗杆和位置检测开关组成；
8.窗盖下方两侧分别设置有固定架，固定架下部前侧和后侧分别设置有螺纹孔；顶窗斜开槽块上部前侧和后侧分别设置有安装孔，后侧的安装孔与固定架的前后螺纹孔对应，螺钉穿过安装孔与螺纹孔，将顶窗斜开槽块与固定架相连；顶窗斜开槽块前侧的安装孔与前滑块的圆柱销结构相连；顶窗斜开槽块下部中间位置设置有起伏的斜槽，后滑块通过上部前侧的圆柱销在斜槽中运动；后滑块中间位置开槽，与设置于滑轨上的蜗杆的连接头相连，能够沿着滑轨的滑道滑动，实现窗盖的斜开和斜关功能；在顶窗斜开槽块的斜槽前侧下方设置有与拉簧连接的锁止圆孔，能够在窗盖实现斜开和斜关时通过拉簧进行锁止；在顶窗斜开滑槽块的后端设置有圆柱凸台，与滑轨上的限位槽配合，在前后方向上实现窗盖关闭时的锁止功能；
9.顶窗锁止机构后部上方设置有锁止块，与设置在滑轨外侧的滑块限位块配合，锁止块上设置有用于支撑窗盖的顶窗固定柱，与窗盖内部的圆柱凹孔配合，用于对窗盖进行活动支撑；
10.拉簧一端与设置在顶窗斜开槽块的斜槽前侧下方的锁止圆孔连接，另一端与顶窗锁止机构的锁止块连接，用于实现窗盖的平开和平关到位锁止功能；
11.前滑块中心位置设置有方形凹槽，凹槽两侧设置有片状阶梯结构的凸台，在两侧阶梯结构凸台的上边沿内侧设置有圆柱销结构，用于连接两侧凸台，上边沿凸台的下方设
置有凸起结构，与滑轨前端配合连接，用于实现窗盖的关闭锁止功能；前滑块和后滑块的最外部两侧均为具有一定宽度的薄片结构，用于支撑蜗杆在前滑块和后滑块上旋转和移动；前滑块和后滑块通过自身的薄片结构沿滑轨的滑道滑行，用于带动顶窗实现平开和平关以及斜开和斜关功能；后滑块上在滑道外侧设置有形成凹槽的两侧台阶，台阶在靠近窗盖两侧的下方位置加工有方孔，用于与蜗杆末端的方形连接头配合连接；
12.滑轨包括设置在两侧的滑道，两侧滑道的前端连接有窗框，在每条滑道的中间和后端分别设置有滑块限位块；蜗杆管路为u型，并与滑轨的两侧滑道末端连接，蜗杆管路末端为带孔片状结构，固定在滑轨两侧滑道的外侧片状边缘上；
13.直流电机和齿轮减速集成机构设置在蜗杆管路的正上方，位于两侧滑道的中间；三个位置检测开关沿着蜗杆管依次排列，检测端均垂直于蜗杆管路；滑轨作为窗盖的承载平台，以及窗盖、前滑块和后滑块的运动平台；
14.滑道由两层组成，底层两侧为u形滑道，为前滑块和后滑块以及顶窗锁止机构提供滑动载体，顶层外侧为燕尾槽结构滑道，为蜗杆提供移动载体，在滑道前端填充有锁止橡胶条，对与蜗杆连接的方形连接头进行锁止，顶层内侧形成用于顶窗斜开滑槽块后部的锁止圆柱凸台的u形滑道；在滑道前方锁止位置设置有向上开口的圆柱形限位槽，限位槽前端填充锁止橡胶条，对顶窗斜开滑槽块后部的锁止圆柱凸台在前进方向上进行锁止，进而对窗盖进行锁止；顶窗斜开滑槽块后部的锁止圆柱凸台能够在垂直方向上下移动，执行窗盖的斜开和斜关动作；
15.蜗杆具有弹性，穿入蜗杆管路，以蜗杆管路作为移动载体，固定在车体上；蜗杆能够沿着蜗杆管路和滑轨的滑道旋转和移动，蜗杆的末端通过连接方头嵌入后滑块的方孔内，带动后滑块沿着滑道进行双向移动；
16.直流电机和齿轮减速集成机构通过内部集成的直流电机以及互相啮合的锥齿轮，将动力传递到沿水平方向设置的蜗轮，蜗轮与两侧的蜗杆连接，用于实现蜗杆的转动和移动；
17.三个位置检测开关设置在与蜗杆平行滑行的方向上，并保持一定距离，其中第一位置检测开关和第三位置检测开关分别靠近各自的相邻滑道，第二位置检测开关位于第一位置检测开关和第三位置检测开关的中间位置，第一位置检测开关用于检测窗盖平开到位信号，第二位置检测开关用于检测窗盖平关到位信号，第三位置检测开关用于检测窗盖斜开到位信号，第三位置检测开关和第二位置检测开关联合使用，检测窗盖斜关到位信号，三个开关的检测端均垂直于蜗杆管路，在检测端的对面位置，蜗杆管路设有横向开槽，通过距离感应方式检测蜗杆的位置，当蜗杆在距离范围内时接通，在距离范围外时关闭，并将信号上传到上位机，实时检测窗盖的打开和关闭位置。
18.进一步地，密封胶条粘贴在窗盖内侧的外围周圈上。
19.进一步地，拉簧采用铁丝制成。
20.进一步地，拉簧设置有多处弯曲，随着顶窗斜开滑槽块上斜槽前侧下方的锁止圆孔和顶窗锁止机构上锁止块的安装位置和安装形式进行弯曲。
21.进一步地，与拉簧连接的顶窗锁止机构的中间位置设置有凹形横槽，末端具有竖直槽，在竖直槽对面设置有长方孔，拉簧末端弯曲处在安装时，弯曲处背面通过长方孔；顶窗锁止机构前端具有梯形缺口；安装拉簧时，拉簧前端竖直向下一定长度形成的竖直轴插
入竖直槽，且竖直轴的长度小于向下竖直槽的深度，拉簧由延伸的铁丝形成的与竖直轴呈锐角的斜轴贯通在横槽中，延伸的铁丝在顶窗锁止机构的前端拐弯，并按照梯形缺口形状弯曲，随后与顶窗斜开滑槽块平行延伸，直至拉簧的最前端穿过顶窗斜开滑槽中间位置的锁止圆孔，并弯曲180
°
进行间隙固定；拉簧能够在顶窗斜开滑槽块的中间位置的锁止圆孔中转动，辅助实现窗盖的斜开和斜关功能。
22.进一步地，前滑块和后滑块的薄片结构的中间加工有方孔。
23.进一步地，位置检测开关采用位置检测光电开关。
24.(三)有益效果
25.本实用新型提出一种薄壳车辆顶窗自动开闭机构，包括顶窗机构、滑轨机构和电气控制机构。顶窗机构由窗盖、顶窗斜开滑槽块、固定架、拉簧和顶窗锁止机构和组成；滑轨机构由前滑块、后滑块、滑轨、蜗杆管路、滑块限位块、限位槽和窗框组成；电气控制机构由直流电机和齿轮减速集成机构、蜗轮、蜗杆和位置检测开关组成。本实用新型通过控制直流电机的正转和反转，然后通过齿轮减速机构驱动蜗轮蜗杆机构，再通过蜗杆带动滑块，从而驱动顶窗的平开、平关、斜开和斜关的功能，光电开关能够检测蜗杆到位位置，并反馈到上位机，上位机检测到信号后，及时停止直流电机，实现顶窗的打开和关闭到位动作。
附图说明
26.图1为本实用新型实施例的顶窗自动开闭机构结构示意图；
27.图2为本实用新型实施例中顶窗机构结构示意图(整体)；
28.图3为本实用新型实施例中顶窗机构结构示意图(局部)；
29.图4为本实用新型实施例中滑轨机构结构示意图(整体)；
30.图5为本实用新型实施例中电气控制机构结构示意图；
31.图6为本实用新型实施例中滑轨机构结构示意图(局部)。
32.图中，1
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顶窗机构，2
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滑轨机构，3
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电气控制机构，4
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窗盖，5
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密封胶条，6
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顶窗斜开滑槽块，7
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固定架，8
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拉簧，9
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顶窗锁止机构，10
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螺钉，11
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前滑块，12
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后滑块，13
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滑轨，14
‑
蜗杆管路，15
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滑块限位块，16
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限位槽，17
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窗框，18
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铆钉，19
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直流电机和齿轮减速集成机构，20
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蜗轮，21
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蜗杆，22
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第一位置检测光电开关、23
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第二位置检测光电开关、24
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第三位置检测光电开关，25
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线缆。
具体实施方式
33.为使本实用新型的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。
34.本实施例提出一种薄壳车辆顶窗自动开闭机构，其结构如图1所示，主要包括顶窗机构1、滑轨机构2和电气控制机构3。
35.如图2
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6所示，顶窗机构1由窗盖4、密封胶条5、顶窗斜开滑槽块6、固定架7、拉簧8、顶窗锁止机构9和螺钉10组成。滑轨机构2由前滑块11、后滑块12、滑轨13、蜗杆管路14、滑块限位块15、限位槽16、窗框17和铆钉18组成。电气控制机构3由直流电机和齿轮减速集成机构19、蜗轮20、蜗杆21、三个位置检测光电开关22～24和线缆25组成。
36.其中，窗盖4下方两侧分别焊接有固定架7，固定架7的下部前侧和后侧位置分别设
置有螺纹孔。条形密封胶条5粘贴在窗盖4内侧的外围周圈上。顶窗斜开槽块6的上部前侧和后侧位置分别设置有安装孔，后侧的两个安装孔与固定架7的前后螺纹孔对应，螺钉10穿过安装孔与螺纹孔，将顶窗斜开槽块6与固定架7相连。顶窗斜开槽块6的前侧安装孔与前滑块11的圆柱销结构相连。顶窗斜开槽块6的下部中间位置设置有起伏的斜槽，后滑块12通过上部前侧的圆柱销在斜槽中运动。后滑块12的中间位置开槽，与设置于滑轨13上的蜗杆21的连接头相连，能够沿着滑轨13的滑道滑动，实现窗盖4的斜开和斜关功能。在顶窗斜开槽块6的斜槽前侧下方设置有与拉簧8连接的锁止圆孔，能够在窗盖4实现斜开和斜关时通过拉簧8进行锁止。在顶窗斜开滑槽块6的后端设置有圆柱凸台，能够与滑轨13上的限位槽16配合，在前后方向上实现窗盖4关闭时的锁止功能。
37.顶窗锁止机构9的后部上方设置有锁止块，与设置在滑轨13外侧的滑块限位块15配合，锁止块上设置有用于支撑窗盖4的顶窗固定柱，与窗盖4内部的圆柱凹孔配合，用于对窗盖4进行活动支撑。
38.拉簧8采用具有一定直径的铁丝制成，一端与设置在顶窗斜开槽块6的斜槽前侧下方的锁止圆孔连接，另一端与顶窗锁止机构9的锁止块连接，用于实现窗盖4的平开和平关到位锁止功能。拉簧8共有6处弯曲，随着顶窗斜开滑槽块6上斜槽前侧下方的锁止圆孔和顶窗锁止机构9上锁止块的安装位置和安装形式进行弯曲。
39.与拉簧8连接的顶窗锁止机构9的中间位置设置有凹形横槽，末端具有竖直槽，在竖直槽对面设置有长方孔，拉簧8末端弯曲处在安装时，弯曲处背面通过该长方孔，便于安装拉簧8。顶窗锁止机构9前端具有梯形缺口。安装拉簧8时，拉簧8前端竖直向下一定长度形成的竖直轴插入竖直槽，且竖直轴的长度小于向下竖直槽的深度，拉簧8由延伸的铁丝形成的与竖直轴呈锐角的斜轴贯通在横槽中，延伸的铁丝在顶窗锁止机构9的前端拐弯，并按照梯形缺口形状弯曲，随后与顶窗斜开滑槽块6平行延伸，直至拉簧8的最前端穿过顶窗斜开滑槽6中间位置的锁止圆孔，并弯曲180
°
进行间隙固定。拉簧8能够在顶窗斜开滑槽块6的中间位置的锁止圆孔中转动，辅助实现窗盖4的斜开和斜关功能。
40.前滑块11的中心位置设置有方形凹槽，凹槽两侧设置有片状阶梯结构的凸台，在两侧阶梯结构凸台的上边沿内侧设置有圆柱销结构，用于连接两侧凸台，上边沿凸台的下方设置有凸起结构，与滑轨13前端配合连接，用于实现窗盖4的关闭锁止功能。前滑块11和后滑块12的最外部两侧均为具有一定宽度的薄片结构，用于支撑蜗杆21在前滑块11和后滑块12上旋转和移动。此外，薄片结构的中间加工有减重方孔。前滑块11和后滑块12能够通过自身的薄片结构沿滑轨13的滑道滑行，用于带动顶窗1实现平开和平关以及斜开和斜关功能。其中，后滑块12上在滑道外侧设置有形成凹槽的两侧台阶，台阶在靠近窗盖4两侧的下方位置加工有方孔，用于与蜗杆21末端的方形连接头配合连接。
41.滑轨13包括设置在两侧的滑道，两侧滑道的前端连接有窗框17，在每条滑道的中间和后端分别设置有滑块限位块15。蜗杆管路14为u型，并与滑轨13的两侧滑道末端连接，蜗杆管路14末端为带孔片状结构，通过铆钉18铆接在滑轨13两侧滑道的外侧片状边缘上。直流电机和齿轮减速集成机构19设置在蜗杆管路14的正上方，位于两侧滑道的中间。三个位置检测光电开关22、23、24，沿着蜗杆管路14依次排列，检测端均垂直于蜗杆管路14。滑轨13作为窗盖4的承载平台，以及窗盖4、前滑块11、后滑块12的运动平台。
42.滑道由两层组成，底层两侧为u形滑道，为前滑块11和后滑块12以及顶窗锁止机构
9提供滑动载体，顶层外侧为燕尾槽结构滑道，为蜗杆21提供移动载体，在滑道前端填充有锁止橡胶条，对与蜗杆21连接的方形连接头进行锁止，顶层内侧形成用于顶窗斜开滑槽块6后部的锁止圆柱凸台的u形滑道。在滑道前方锁止位置设置有向上开口的圆柱形限位槽16，限位槽16前端填充锁止橡胶条，对顶窗斜开滑槽块6后部的锁止圆柱凸台在前进方向上进行锁止，进而对窗盖4进行锁止。顶窗斜开滑槽块6后部的锁止圆柱凸台可以在垂直方向上下移动，执行窗盖4的斜开和斜关动作。
43.蜗杆21具有一定的长度和弹性，穿入蜗杆管路14，以蜗杆管路14作为移动载体，可通过配合固定附座、卡箍、螺栓固定在车体上，安装简单，空间安装合理。蜗杆21能够沿着蜗杆管路14和滑轨13的滑道旋转和移动，蜗杆21的末端通过连接方头嵌入后滑块12的方孔内，带动后滑块12沿着滑道进行双向移动。
44.直流电机和齿轮减速集成机构19采用+12v直流电供电，通过其内部集成的直流电机以及互相啮合的锥齿轮，将动力传递到沿水平方向设置的蜗轮20，蜗轮20与两侧的蜗杆21连接，用于实现蜗杆21的转动和移动。
45.三个位置检测光电开关22、23、24设置在与蜗杆21平行滑行的方向上，并保持适当的距离，其中第一位置检测光电开关22和第三位置检测光电开关24分别靠近各自的相邻的滑道，第二位置检测光电开关23位于第一位置检测光电开关22和第三位置检测光电开关24的中间位置，第一位置检测光电开关22用于检测窗盖4平开到位信号，第二位置检测光电开关23用于检测窗盖4平关到位信号，第三位置检测光电开关24用于检测窗盖4斜开到位信号，第三位置检测光电开关24和第二位置检测光电开关23联合使用，检测窗盖4斜关到位信号，三个光电开关的检测端均垂直于蜗杆管路14，在检测端的对面位置，蜗杆管路14设有横向开槽，通过距离感应方式检测蜗杆21的位置，当蜗杆21在距离范围内时接通，在距离范围外时关闭，并将信号上传到上位机，实时检测窗盖4的打开和关闭位置。
46.顶窗自动开闭机构工作原理是：窗盖4初始为关闭状态，直流电机和齿轮减速集成机构19正转时，带动集成机构19中的齿轮减速机构，进而驱动蜗轮20，蜗轮20带动两侧蜗杆21分别向相反方向旋转并沿着蜗杆管路14移动，带动蜗杆21末端的连接头运动，由于连接头与后滑块12连接，从而拉动后滑块12沿着滑轨13的滑道运动，后滑块12与顶窗斜开滑槽块6连接固定，实现窗盖4的逐渐平开。在蜗杆21旋转并移动过程中，蜗杆21到达末端时，顶窗锁止机构9的锁止块碰到滑轨13上的限位块15，同时第三位置检测光电开关24检测蜗杆21到位，将信号上传，上位机控制直流电机和齿轮减速集成机构19停转，窗盖4平开到位。
47.当直流电机和齿轮减速集成机构19反转时，带动蜗轮20反向旋转，同时涡轮20带动两侧蜗杆21与平开时反方向运动，带动蜗杆21反向旋转并移动，蜗杆21末端的连接方头带动后滑块12反向沿着滑轨13的滑道移动，后滑块12带动窗盖4反向移动，实现平关功能。窗盖4上连接的顶窗锁止机构9上的末端锁止块碰到滑轨13上的限位块15，同时第二位置检测光电开关23检测蜗杆21到位，将信号上传，车辆的上位机控制直流电机和齿轮减速集成机构19停转，窗盖4平关到位。
48.通过上位机控制直流电机和齿轮减速集成机构19继续反转时，后滑块12与蜗杆21继续沿着顶窗斜开槽块6的斜槽运动，由于后滑块1潜入在滑轨13中，无法斜向运动，后滑块12与蜗杆21沿着顶窗斜开滑槽块6上起伏的斜槽向前侧移动，顶窗斜开滑槽块6上的圆柱凸台在垂直方向向上通过滑轨13上的限位槽16发生翘起，此时窗盖4发生斜开，当后滑块12上
的连接销运动到顶窗斜开滑槽块6上的斜槽前方末端时，第一位置检测光电开关22检测蜗杆21末端到位后(此时第二位置检测光电开关23和第三位置检测光电开关24检测不到蜗杆21，上传到上位机的信号为关闭状态)，控制直流电机和齿轮减速集成机构19停转，窗盖4斜开到位。
49.窗盖4处于斜开状态时，当控制直流电机和齿轮减速集成机构19正转时，后滑块12上的连接销沿着斜槽反向移动，由于后滑块12嵌入在滑轨13的滑道中，无法运动，顶窗斜开滑槽块6上的圆柱凸台在垂直方向向下嵌入滑轨13上的限位槽16，则窗盖4发生斜关，当连接销运动到斜槽中间槽位置时，第二位置检测光电开关23检测蜗杆21到位信号(此时第一位置检测光电开关22保持原来的信号状态，第三位置检测光电开关24检测不到蜗杆21，各自将信号状态上传到上位机)，控制直流电机和齿轮减速集成机构19停转，窗盖4斜关到位。
50.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。