本发明涉及行李箱设计技术领域，尤其涉及一种扭簧式行李箱盖弹起系统的设计方法、装置及设备。
背景技术：
目前，汽车的行李箱盖的弹起系统一般为扭簧式的，其中，扭簧式的行李箱盖的弹起系统的主要部件为扭杆与铰链装置，行李箱盖通过铰链装置与车身可转动连接，而在打开行李箱盖时，行李箱盖则依据扭杆的扭簧提供的弹力自动弹起，即行李箱盖可以在扭杆的帮助下自然开启。
一般来说，行李箱盖在自然开启时会弹起到理想位置(弹起角度为30-50度，下称自然开启角度)，这样才能够为汽车使用者提供一个合理的行李箱盖打开空间，以便于汽车使用者在行李箱中取放物品并且便于汽车使用者关闭行李箱盖。因此，行李箱盖的自然开启角度不能过大(即弹起高度不能太高)，否则会导致汽车使用者不便于关闭行李箱盖，并且行李箱盖的自然开启角度不能过小(即弹起高度不能太低)，否则会不便于汽车使用者在行李箱中取放物品。所以，行李箱盖的自然开启角度的大小，直接关系到汽车的行李箱盖的使用性能的好坏。因此，行李箱盖的自然开启角度，是扭簧式行李箱盖的弹起系统的非常重要的一个设计指标。所以，如何让行李箱盖的自然开启角度作为设计指标来指导行李箱盖的弹起系统的设计，从而使得行李箱盖的弹起系统能够让行李箱盖具有一个理想的自然开启角度，已成为一个亟待解决的课题。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种扭簧式行李箱盖弹起系统的设计方法、装置及设备，能够设计出一个让行李箱盖具有理想的自然开启角度的弹起系统，从而最终提高行李箱盖的使用性能。
本发明一实施例提供一种扭簧式行李箱盖弹起系统的设计方法，包括：
获取扭簧式的行李箱盖的弹起系统的设计参数；其中，所述弹起系统的设计参数包括所述弹起系统的长度设计参数、角度设计参数、摩擦力矩参数、扭杆设计参数及所述行李箱盖的质量参数；
根据所述弹起系统的设计参数，计算扭杆的扭转弹性势能的变化量、所述弹起系统的摩擦消耗能及所述行李箱盖的重力势能的变化量；
根据所述扭杆的扭转弹性势能的变化量、所述弹起系统的摩擦消耗能及所述行李箱盖的重力势能变化量，建立所述行李箱盖的动能求解模型；
基于所述动能求解模型，求解出所述行李箱盖在动能为零时的自然开启角度；
根据所述自然开启角度的大小，调整所述弹起系统的设计参数，使得设计参数调整后的弹起系统让所述行李箱盖的自然开启角度位于预设角度范围内。
作为上述方案的改进，所述设计方法还包括：
获取所述行李箱盖的质量参数m、所述行李箱盖的转动惯量iy、行李箱旋转轴d到行李箱盖质心e的间距lde、行李箱旋转轴d到锁芯f的间距ldf及所述动能求解模型；
根据所述动能求解模型、所述质量参数m、所述转动惯量iy、间距lde及间距ldf，建立所述行李箱盖在自然开启过程中的边缘速度vl求解模型：vl＝v·ldf/lde，
基于所述动能求解模型，求解所述行李箱盖在动能最大时的开启角度θ0，并基于所述边缘速度vl求解模型，求解出所述行李箱盖的最大开启速度vm；
根据所述开启角度θ0及所述最大开启速度vm的大小，调整所述弹起系统的设计参数。
作为上述方案的改进，所述设计方法还包括：
通过对所述弹起系统进行受力平衡分析与力矩平衡分析，求解所述弹起系统的摩擦力矩；
根据所述弹起系统的摩擦力矩、已求解出的扭杆的扭力矩及已求解出的所述弹起系统的重力矩，求解所述行李箱盖的手动悬停的角度区间；其中，所述扭杆的扭力矩及所述弹起系统的重力矩，均根据所述弹起系统对应的设计参数求解；
根据所述行李箱盖的手动悬停的角度区间的大小，调整所述弹起系统的设计参数。
作为上述方案的改进，所述设计方法还包括：
通过对所述弹起系统进行受力平衡分析与力矩平衡分析，求解所述行李箱盖的开启参数及关闭参数；其中，所述开启参数包括行李箱盖的最大开启力及所述行李箱盖在最大开启力的开启角度，所述关闭参数包括行李箱盖的最大关闭力及所述行李箱盖在最大关闭力的关闭角度；
根据所述行李箱盖的开启参数及关闭参数的数值大小，调整所述弹起系统的设计参数。
作为上述方案的改进，所述长度设计参数包括：扭杆的扭臂长度lab、弹起系统的支架的末端b到支架与弯管两者的铰接点c之间的长度lbc、弯管与支架两者的铰接点c到行李箱旋转轴d的长度lcd、扭杆旋转轴a到行李箱旋转轴d的间距lad、行李箱旋转轴d到行李箱盖质心e的间距lde、行李箱旋转轴d到锁芯f的间距ldf、行李箱旋转轴d到行李箱盖下边缘中点g的间距ldg；
所述角度设计参数包括：扭杆的初始扭转角
所述扭杆设计参数包括：扭杆长度lr、扭杆直径d、扭杆剪切模量g；
所述摩擦力矩参数包括：支座与弯管间的摩擦力矩mf1、支座与扭杆间的摩擦力矩mf2、扭杆与支架间的摩擦力矩mf3、支架与弯管间的摩擦力矩mf4。
本发明另一实施例对应提供了一种扭簧式行李箱盖弹起系统的设计装置，包括：
设计参数获取模块，用于获取扭簧式的行李箱盖的弹起系统的设计参数；其中，所述弹起系统的设计参数包括所述弹起系统的长度设计参数、角度设计参数、摩擦力矩参数、扭杆设计参数及所述行李箱盖的质量参数；
计算模块，用于根据所述弹起系统的设计参数，计算扭杆的扭转弹性势能的变化量、所述弹起系统的摩擦消耗能及所述行李箱盖的重力势能的变化量；
动能求解模型建立模块，用于根据所述扭杆的扭转弹性势能的变化量、所述弹起系统的摩擦消耗能及所述行李箱盖的重力势能变化量，建立所述行李箱盖的动能解模型；
自然开启角度求解模块，用于基于所述动能求解模型，求解出所述行李箱盖在动能为零时的自然开启角度；
第一调整模块，用于根据所述自然开启角度的大小，调整所述弹起系统的设计参数，使得设计参数调整后的弹起系统让所述行李箱盖的自然开启角度位于预设角度范围内。
作为上述方案的改进，所述设计装置还包括：
获取模块，用于获取所述行李箱盖的质量参数m、所述行李箱盖的转动惯量iy、行李箱旋转轴d到行李箱盖质心e的间距lde、行李箱旋转轴d到锁芯f的间距ldf及所述动能求解模型；
速度求解模型建立模块，用于根据所述动能求解模型、所述质量参数m、所述转动惯量iy、间距lde及间距ldf，建立所述行李箱盖在自然开启过程中的边缘速度vl求解模型：vl＝v·ldf/lde，
角度与速度计算模块，用于基于所述动能求解模型，求解所述行李箱盖在动能最大时的开启角度θ0，并基于所述边缘速度vl求解模型，求解出所述行李箱盖的最大开启速度vm；
第二调整模块，用于根据所述开启角度θ0及所述最大开启速度vm的大小，调整所述弹起系统的设计参数。
作为上述方案的改进，所述设计装置还包括：
摩擦力矩求解模块，用于通过对所述弹起系统进行受力平衡分析与力矩平衡分析，求解所述弹起系统的摩擦力矩；
角度区间求解模块，用于根据所述弹起系统的摩擦力矩、已求解出的扭杆的扭力矩及已求解出的所述弹起系统的重力矩，求解所述行李箱盖的手动悬停的角度区间；其中，所述扭杆的扭力矩及所述弹起系统的重力矩，均根据所述弹起系统对应的设计参数求解；
第三调整模块，用于根据所述行李箱盖的手动悬停的角度区间的大小，调整所述弹起系统的设计参数。
作为上述方案的改进，所述设计装置还包括：
开启关闭参数求解模块，用于通过对所述弹起系统进行受力平衡分析与力矩平衡分析，求解所述行李箱盖的开启参数及关闭参数；其中，所述开启参数包括行李箱盖的最大开启力及所述行李箱盖在最大开启力的开启角度，所述关闭参数包括行李箱盖的最大关闭力及所述行李箱盖在最大关闭力的关闭角度；
第四调整模块，用于根据所述行李箱盖的开启参数及关闭参数的数值大小，调整所述弹起系统的设计参数。
本发明另一实施例提供了一种扭簧式行李箱盖弹起系统的设计设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述发明实施例所述的扭簧式行李箱盖弹起系统的设计方法。
相比于现有技术，本发明实施例提供的所述扭簧式行李箱盖弹起系统的设计方法、装置及设备，在设计所述行李箱盖的弹起系统时，首先根据所述弹起系统的相关设计参数，计算出扭杆的扭转弹性势能的变化量、所述弹起系统的摩擦消耗能及所述行李箱盖的重力势能的变化量；接着，根据所述扭杆的扭转弹性势能的变化量、所述弹起系统的摩擦消耗能及所述行李箱盖的重力势能变化量，建立所述行李箱盖的动能求解模型；然后，基于所述动能求解模型，求解出所述行李箱盖在动能为零时的自然开启角度；最后，根据所述自然开启角度的大小，调整所述弹起系统的设计参数，从而使得最终设计出的弹起系统能够让行李箱盖具有一个理想的自然开启角度。由上分析可见，当所述弹起系统的各个设计参数初步设计出来时，本发明实施例通过利用能量法来准确求解出行李箱盖的自然开启角度，然后根据该自然开启角度的大小，来调整行李箱盖的弹起系统相关的设计参数，从而最终能够设计出一个让行李箱盖具有理想的自然开启角度的弹起系统，进而最终提高行李箱盖的使用性能。
附图说明
图1是扭簧式的行李箱盖的弹起系统的结构示意图；
图2是弹起系统的支架简化后的受力分析图；
图3是弹起系统的扭杆简化后的受力分析图；
图4是弹起系统的弯管简化后的受力分析图；
图5是本发明实施例提供的第一种扭簧式行李箱盖弹起系统的设计方法的流程示意图；
图6是本发明实施例提供的第二种扭簧式行李箱盖弹起系统的设计方法的流程示意图；
图7是本发明实施例提供的第三种扭簧式行李箱盖弹起系统的设计方法的流程示意图；
图8是本发明实施例提供的第四种扭簧式行李箱盖弹起系统的设计方法的流程示意图；
图9是本发明实施例提供的一种扭簧式行李箱盖弹起系统的设计装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，汽车的扭簧式行李箱盖95的弹起系统主要包括支架90(bc)、行李箱旋转轴91d、扭杆92(ab)、扭杆旋转轴93(a)、弯管94、行李箱盖95及支座96；其中，弯管94的一端通过行李箱旋转轴91d与支座96铰接，弯管94的另一端支撑并固定所述行李箱盖95；支架90(bc)的一端与弯管94铰接，支架90(bc)的另一端与扭杆92的一端连接，扭杆92的另一端扭杆旋转轴93(a)与支座96铰接。所述弹起系统的工作原理为：当所述行李箱盖95解锁后，所述扭杆92为所述弯管94提供一个弹力，使得所述弯管94绕着所述行李箱旋转轴91d往上转动，进而带动所述行李箱盖95向上弹起，当所述行李箱盖95弹起悬停后，所述行李箱盖95的弹起的角度为自然开启角度。
为了设计出一个让行李箱盖95具有理想的自然开启角度的弹起系统，在本发明以下实施例中，提供了一种扭簧式行李箱盖95弹起系统的设计方法、装置及设备。
此外，在本发明以下实施例中，需要说明的是，在设计扭簧式行李箱盖的弹起系统时，是通过对所述弹起系统的理想模型进行设计分析的，其中，所述弹起系统的理想模型做了如下简化处理：
1、支座96、支架90、弯管94、行李箱等刚性处理；
2、扭簧视为长直扭杆92；
3、忽略密封圈、风阻、气压差的影响；
4、忽略支架90、扭簧动能与重力势能影响；
5、忽略扭簧与卡扣、锁钩与锁舌摩擦影响。
并且，所述弹起系统的受力分析模型主要由所述弹起系统的支架90、所述弹起系统的扭杆92、所述弹起系统的弯管94组成；其中，参见图2，将所述弹起系统的支架90简化为bc杆；参见图3，所述弹起系统的扭杆92简化为ab杆；参见图4，所述弹起系统的弯管94位于铰接点c与行李箱旋转轴91d两点之间的这一段简化为cd杆。
实施例一：
参见图5，是本发明一实施例提供的一种扭簧式行李箱盖弹起系统的设计方法的流程示意图。
本实施例提供的所述扭簧式行李箱盖弹起系统的设计方法，由扭簧式行李箱盖弹起系统的设计设备(具体为该设计设备的处理器)执行，该设计设备可以通过软件和/或硬件的方式实现，该设计设备可以是两个或多个物理实体构成，也可以是一个物理实体构成。该设计设备可以是电脑，智能手机或平板等。
所述扭簧式行李箱盖弹起系统的设计方法包括步骤s10至步骤s13：
s10，获取扭簧式的行李箱盖的弹起系统的设计参数；
在初步设计好所述行李箱盖的弹起系统的各个设计参数后，将所述弹起系统的初步的设计参数输入到所述设计设备中。其中，所述弹起系统的设计参数包括所述弹起系统的长度设计参数、角度设计参数、摩擦力矩参数、扭杆设计参数及所述行李箱盖的质量参数。
具体地，所述弹起系统的长度设计参数包括：扭杆的扭臂长度lab、弹起系统的支架的末端b到支架与弯管两者的铰接点c之间的长度lbc、弯管与支架两者的铰接点c到行李箱旋转轴d的长度lcd、扭杆旋转轴a到行李箱旋转轴d的间距lad、行李箱旋转轴d到行李箱盖质心e的间距lde、行李箱旋转轴d到锁芯f的间距ldf、行李箱旋转轴d到行李箱盖下边缘中点g的间距ldg；
所述弹起系统的角度设计参数包括：扭杆的初始扭转角
所述扭杆设计参数包括：扭杆长度lr、扭杆直径d、扭杆剪切模量g；
所述弹起系统的摩擦力矩参数包括：支座与弯管间的摩擦力矩mf1、支座与扭杆间的摩擦力矩mf2、扭杆与支架间的摩擦力矩mf3、支架与弯管间的摩擦力矩mf4。
s11，根据所述弹起系统的设计参数，计算扭杆的扭转弹性势能的变化量δwr、所述弹起系统的摩擦消耗能δwf及所述行李箱盖的重力势能的变化量δwg；
即，当所述设计设备接收到所述设计参数后，所述设计设备的处理器会根据所述弹起系统的设计参数，计算扭杆的扭转弹性势能的变化量δwr、所述弹起系统的摩擦消耗能δwf及所述行李箱盖的重力势能的变化量δwg。
在本实施例中，示例性地，δwr、δwf与δwg根据以下公式及计算方法求解：
首先，当上述设计参数确定好后，设定以下公式的唯一变量：行李箱盖的开启角度θ，然后运用余弦定理和多边形内角和公式，来分析出所述弹起系统的长度设计参数与对应的角度设计参数之间的关系：
在此说明：在本实施例中，角度后面带有0的为该角在行李箱盖处于未打开状态时的初始角度，角度后面没有带0的为该角在行李箱盖开启过程中的当前角度。
角度弧度转换：p＝π/180；
∠adc在行李箱盖开启过程中的当前角度：
余弦定理求lac：
余弦定理求∠abc：
余弦定理求∠bac：
余弦定理求∠dac：
求∠bad在行李箱盖开启过程中的当前角度：
根据四边形内角和360°，求解∠bad在行李箱盖开启过程中的当前角度：
扭杆扭转角度：
行李箱旋转轴d与行李箱盖质心e两者的连线与竖直线的夹角∠dey的初始角度：
∠dey在行李箱盖开启过程中的当前角度：
然后，在得出上述的长度设计参数与对应的角度设计参数间的关系后，求解δwr、δwf与δwg：
扭杆的弹性系数：kr＝πd4g/32lr；
扭杆的当前弹性势能：
扭杆的初始弹性势能：
δwr＝2(wr0-wr)；
支座与弯管间的摩擦能：
支座与扭杆间的摩擦能：
扭杆与支架间的摩擦能：
支架与弯管间的摩擦能：
δwf＝wf1+wf2+wf3+wf4；
行李箱盖在运动过程中的质心高度的变化量：
δwg＝mgδh。
s12，根据所述扭杆的扭转弹性势能的变化量δwr、所述弹起系统的摩擦消耗能δwf及所述行李箱盖的重力势能变化量δwg，建立所述行李箱盖的动能求解模型：e＝δwr-δwg-δwf；
s13，基于所述动能求解模型，求解出所述行李箱盖在动能为零时的自然开启角度；
即，当建立好所述动能求解模型后，所述设计设备的处理器设定动能e为0，并根据上述方程求解出上述方程的唯一变量：行李箱盖的开启角度θ，该开启角度就是所述行李箱盖的自然开启角度。
s14，根据所述自然开启角度的大小，调整所述弹起系统的设计参数，使得设计参数调整后的弹起系统让所述行李箱盖的自然开启角度位于预设角度范围内。
即，当得到所述自然开启角度后，所述设计设备的处理器会根据所述自然开启角度的大小，来调整所述弹起系统的相关设计参数。具体地，当判断出所述自然开启角度超出预设的角度范围时(即自然开启角度过大)，可以对与自然开启角度成正比例关系的设计参数(例如扭杆直径d或扭杆剪切模量g等)进行适当调小，或者可以对与自然开启角度成反比例关系的设计参数(例如行李箱盖质量参数或摩擦力矩参数等)进行适当调大，当然也可以同时对这两类型的设计参数进行相对应地调整，使得设计参数调整后的弹起系统让所述行李箱盖的自然开启角度位于预设角度范围内。对应地，当判断出所述自然开启角度小于预设的角度范围时(即自然开启角度过小)，所述设计参数的调整原理与上述调整过程相反。可以理解的是，当判断出所述自然开启角度位于预设的角度范围内时，则不需要对所述设计参数进行调整。
此外，在调整所述弹起系统的设计参数的时候，可以通过定量分析法逐一去调整每一个设计参数，从而可以得到每一设计参数对所述自然开启角度的影响量的大小。并且，在确定好对所述自然开启角度影响量最大的设计参数后，可以通过对该影响量最大的设计参数进行适当调整，从而来使得该设计参数调整后的弹起系统，可以让所述行李箱盖的自然开启角度位于预设角度范围内。
值得指出的是，设计参数的调整过程可以是一次到位调整好的过程，也可以是一个不断重复调整的过程，从而能够使得所述行李箱盖最终具有一个最优的自然开启角度。
需要说明的是，步骤s10至步骤s13可以由所述设计设备的处理器来执行，而步骤s14则可以由设计员来执行，即：当通过步骤s13求解出所述自然开启角度后，所述设计设备会输出所述自然开启角度并在显示界面上进行显示，而设计员则通过对所述自然开启角度的大小的判断，来适当调整所述弹起系统的相关设计参数(调整原理可以参考上述参数调整内容)。
综上所述，在本发明实施例中，在设计所述行李箱盖的弹起系统时，首先根据所述弹起系统的相关设计参数，计算出扭杆的扭转弹性势能的变化量、所述弹起系统的摩擦消耗能及所述行李箱盖的重力势能的变化量；接着，根据所述扭杆的扭转弹性势能的变化量、所述弹起系统的摩擦消耗能及所述行李箱盖的重力势能变化量，建立所述行李箱盖的动能求解模型；然后，基于所述动能求解模型，求解出所述行李箱盖在动能为零时的自然开启角度；最后，根据所述自然开启角度的大小，调整所述弹起系统的设计参数，从而使得最终设计出的弹起系统能够让行李箱盖具有一个理想的自然开启角度。由上分析可见，当所述弹起系统的各个设计参数初步设计出来时，本发明实施例通过利用能量法来准确求解出行李箱盖的自然开启角度，然后根据该自然开启角度的大小，来调整行李箱盖的弹起系统相关的设计参数，从而最终能够设计出一个让行李箱盖具有理想的自然开启角度的弹起系统，进而最终提高行李箱盖的使用性能。
参见图6，在本发明实施例中，较佳地，所述设计方法还包括步骤s15至步骤s18：
s15，获取所述行李箱盖的质量参数m、所述行李箱盖的转动惯量iy、行李箱旋转轴d到行李箱盖质心e的间距lde、行李箱旋转轴d到锁芯f的间距ldf及所述动能求解模型；
s16，根据所述动能求解模型、所述质量参数m、所述转动惯量iy、间距lde及间距ldf，建立所述行李箱盖在自然开启过程中的边缘速度vl求解模型：vl＝v·ldf/lde，
具体地，边缘速度vl求解模型通过以下公式推导得出：
行李箱盖的动能方程：e＝1/2mv2+1/2iyω2；
行李箱角速度：ω＝v/lde；
行李箱盖的动能求解模型：e＝δwr-δwg-δwf；
质心速度：
边缘速度vl：vl＝v·ldf/lde。
s17，基于所述动能求解模型，求解所述行李箱盖在动能最大时的开启角度θ0，并基于所述边缘速度vl求解模型，求解出所述行李箱盖的最大开启速度vm；
s18，根据所述开启角度θ0及所述最大开启速度vm的大小，调整所述弹起系统的设计参数，使得设计参数调整后的弹起系统让所述开启角度θ0及所述最大开启速度vm位于预设数值范围内。
需要说明的是，步骤s15至步骤s17可以由所述设计设备的处理器来执行，而步骤s18除了所述处理器外执行外，还可以由设计员来执行，即：当通过步骤s17求解出所述开启角度θ0及所述最大开启速度vm这两个参数后，所述设计设备会输出这两个参数并在显示界面上进行显示，而设计员则通过对这两个参数的大小的判断，来适当调整所述弹起系统的相关设计参数，使得设计参数调整后的弹起系统让所述行李箱盖的这两个参数位于预设数值范围内。
由此可见，本发明实施例通过执行步骤s15至步骤s18，可以让所述行李箱盖的所述开启角度θ0及所述最大开启速度vm，均位于预设数值范围内，从而能够让所述行李箱盖具有良好的使用性能。
参见图7，在本发明实施例中，优选地，所述设计方法还包括步骤s19至步骤s21：
s19，通过对所述弹起系统进行受力平衡分析与力矩平衡分析，求解所述弹起系统的摩擦力矩；
具体地，预先对所述弹起系统的受力分析模型进行简化，即，所述弹起系统的支架简化为bc杆，所述弹起系统的扭杆简化为ab杆，所述弹起系统的弯管位于铰接点c与行李箱旋转轴d两点之间的这一段简化为cd杆。
通过对ab杆、bc杆与cd杆进行受力平衡分析与力矩平衡分析,得到以下
bc杆受力分析：f1＝f2；
ab、cd杆受力分析：f3＝f4＝(mf3+mf4)/lbc；
ab、cd杆平衡方程：
ab、cd杆平衡方程：
其中，扭杆扭力矩：
行李箱盖的重力矩：
所述弹起系统的弯管的重力矩：
根据上述公式推导得到：
则所述弹起系统的摩擦力矩为：
s20，根据所述弹起系统的摩擦力矩、已求解出的扭杆的扭力矩及已求解出的所述弹起系统的重力矩，求解所述行李箱盖的手动悬停的角度区间；其中，所述扭杆的扭力矩及所述弹起系统的重力矩，均根据所述弹起系统对应的设计参数求解；
具体地，所述行李箱盖的手动悬停时，所述弹起系统的受力与力矩平衡，从而能够保持悬停状态。即，当所述行李箱盖手动悬停时，所述弹起系统的重力矩mg′会落在所述扭杆扭力矩mr±所述弹起系统的摩擦力矩mf之间。
其中，令，所述弹起系统的重力矩下限：mg″＝mt-mf；
令，所述弹起系统的重力矩上限：mg″′＝mt+mf；
当得到所述弹起系统的重力矩下限之后，则可以通过上述相关公式求解得到与之对应的行李箱盖的开启角度θ”(开启角度为上述相关公式的唯一变量)；当得到所述弹起系统的重力矩上限之后，则可以通过上述相关公式求解得到与之对应的行李箱盖的开启角度θ”'。而这两开启角度θ”、θ”'两者组成的角度范围，则为所述行李箱盖的手动悬停的角度区间。
s21，根据所述行李箱盖的手动悬停的角度区间的大小，调整所述弹起系统的设计参数，使得设计参数调整后的弹起系统让所述手动悬停的角度区间，位于预设数值范围内。
需要说明的是，步骤s19至步骤s20可以由所述设计设备的处理器来执行，而步骤s21除了所述处理器外执行外，还可以由设计员来执行，即：当通过步骤s20求解出所述手动悬停的角度区间后，所述设计设备会输出所述手动悬停的角度区间的数值并在显示界面上进行显示，而设计员则通过对所述手动悬停的角度区间的数值大小的判断，来适当调整所述弹起系统的相关设计参数，使得设计参数调整后的弹起系统让所述行李箱盖的手动悬停的角度区间，位于预设数值范围内。
由此可见，本发明实施例通过执行步骤s195至步骤s21，可以让所述手动悬停的角度区间，位于预设数值范围内，从而使得设计出的弹起系统能够让所述行李箱盖具有一个合理的手动悬停的角度区间，进而提高所述行李箱盖的使用性能。
参见图8，在上述发明实施例中，较佳地，所述设计方法还包括步骤s22至步骤s23：
s22，通过对所述弹起系统进行受力平衡分析与力矩平衡分析，求解所述行李箱盖的开启参数及关闭参数；其中，所述开启参数包括行李箱盖的最大开启力及所述行李箱盖在最大开启力的开启角度，所述关闭参数包括行李箱盖的最大关闭力及所述行李箱盖在最大关闭力的关闭角度；
通过对所述弹起系统进行受力平衡分析与力矩平衡分析(受力分析过程可以参考上述内容)，求解行李箱的最大开启力矩和最大关闭力矩，求解公式如下：
行李箱的最大开启力矩：mopen＝mf-mt+mg；
行李箱的最大关闭力矩：mcloss＝mf+mt-mg；
其中，mf为所述弹起系统的摩擦力矩，mt为所述扭杆扭力矩，mg为所述行李箱盖的重力矩；
然后，根据所述行李箱的最大开启力矩求解所述行李箱的最大开启力：
fopen＝mopen/ldg；
根据所述行李箱的最大关闭力矩求解所述行李箱的最大关闭力：
fclose＝mclose/ldg。
并且，当确定所述行李箱的最大开启力矩之后，则可以通过上述相关公式求解与之对应的所述行李箱盖的开启角度(开启角度为上述相关公式的唯一变量)；当确定所述行李箱的最大关闭力矩之后，则可以通过上述相关公式求解与之对应的所述行李箱盖的开启角度。
s23，根据所述行李箱盖的开启参数及关闭参数的数值大小，调整所述弹起系统的设计参数，使得设计参数调整后的弹起系统让所述行李箱盖的开启参数(例如最大开启力)及关闭参数(例如最大关闭力)的数值，位于预设数值范围内。
需要说明的是，步骤s22可以由所述设计设备的处理器来执行，而步骤s23除了所述处理器外执行外，还可以由设计员来执行，即：当通过步骤s22求解出所述行李箱盖的开启参数及关闭参数后，所述设计设备会输出所述行李箱盖的开启参数及关闭参数并在显示界面上进行显示，而设计员则通过对所述行李箱盖的开启参数及关闭参数的数值大小的判断，来适当调整所述弹起系统的相关设计参数，使得设计参数调整后的弹起系统让所述行李箱盖的开启参数(例如最大开启力)及关闭参数(例如最大关闭力)的数值，均位于预设数值范围内，避免最终设计出的弹起系统让所述行李箱盖的开启力过大或关闭力过大，从而让操作者能够顺利打开或关闭所述行李箱盖。
由此可见，本发明实施例通过执行步骤s22至步骤s23，所述行李箱盖的开启参数(例如最大开启力)及关闭参数(例如最大关闭力)的数值，均位于预设数值范围内，避免最终设计出的弹起系统让所述行李箱盖的开启力过大或关闭力过大，从而让操作者能够顺利打开或关闭所述行李箱盖，这样提高了所述行李箱盖的使用性能。
值得指出的是，在上述发明实施例中，所述设计方法的各个步骤的步骤编号并不意味着所述设计方法需要按照步骤编号的顺序来依次执行上述各个步骤。
实施例二：
参见图9，是本发明实施例提供的一种扭簧式行李箱盖弹起系统的设计装置的结构示意图，包括：
设计参数获取模块10，用于获取扭簧式的行李箱盖的弹起系统的设计参数；其中，所述弹起系统的设计参数包括所述弹起系统的长度设计参数、角度设计参数、摩擦力矩参数、扭杆设计参数及所述行李箱盖的质量参数；
计算模块11，用于根据所述弹起系统的设计参数，计算扭杆的扭转弹性势能的变化量δwr、所述弹起系统的摩擦消耗能δwf及所述行李箱盖的重力势能的变化量δwg；
动能求解模型建立模块12，用于根据所述扭杆的扭转弹性势能的变化量δwr、所述弹起系统的摩擦消耗能δwf及所述行李箱盖的重力势能变化量δwg，建立所述行李箱盖的动能求解模型：e＝δwr-δwg-δwf；
自然开启角度求解模块13，用于基于所述动能求解模型，求解出所述行李箱盖在动能为零时的自然开启角度；
第一调整模块14，用于根据所述自然开启角度的大小，调整所述弹起系统的设计参数，使得设计参数调整后的弹起系统让所述行李箱盖的自然开启角度位于预设角度范围内。
作为上述方案的改进，所述设计装置还包括：
获取模块，用于获取所述行李箱盖的质量参数m、所述行李箱盖的转动惯量iy、行李箱旋转轴d到行李箱盖质心e的间距lde、行李箱旋转轴d到锁芯f的间距ldf及所述动能求解模型；
速度求解模型建立模块，用于根据所述动能求解模型、所述质量参数m、所述转动惯量iy、间距lde及间距ldf，建立所述行李箱盖在自然开启过程中的边缘速度vl求解模型：vl＝v·ldf/lde，
角度与速度计算模块，用于基于所述动能求解模型，求解所述行李箱盖在动能最大时的开启角度θ0，并基于所述边缘速度vl求解模型，求解出所述行李箱盖的最大开启速度vm；
第二调整模块，用于根据所述开启角度θ0及所述最大开启速度vm的大小，调整所述弹起系统的设计参数。
作为上述方案的改进，所述设计装置还包括：
摩擦力矩求解模块，用于通过对所述弹起系统进行受力平衡分析与力矩平衡分析，求解所述弹起系统的摩擦力矩；
角度区间求解模块，用于根据所述弹起系统的摩擦力矩、已求解出的扭杆的扭力矩及已求解出的所述弹起系统的重力矩，求解所述行李箱盖的手动悬停的角度区间；其中，所述扭杆的扭力矩及所述弹起系统的重力矩，均根据所述弹起系统对应的设计参数求解；
第三调整模块，用于根据所述行李箱盖的手动悬停的角度区间的大小，调整所述弹起系统的设计参数。
作为上述方案的改进，所述设计装置还包括：
开启关闭参数求解模块，用于通过对所述弹起系统进行受力平衡分析与力矩平衡分析，求解所述行李箱盖的开启参数及关闭参数；其中，所述开启参数包括行李箱盖的最大开启力及所述行李箱盖在最大开启力的开启角度，所述关闭参数包括行李箱盖的最大关闭力及所述行李箱盖在最大关闭力的关闭角度；
第四调整模块，用于根据所述行李箱盖的开启参数及关闭参数的数值大小，调整所述弹起系统的设计参数。
本发明实施例提供的所述扭簧式行李箱盖弹起系统的设计装置，在设计所述行李箱盖的弹起系统时，首先根据所述弹起系统的相关设计参数，计算出扭杆的扭转弹性势能的变化量、所述弹起系统的摩擦消耗能及所述行李箱盖的重力势能的变化量；接着，根据所述扭杆的扭转弹性势能的变化量、所述弹起系统的摩擦消耗能及所述行李箱盖的重力势能变化量，建立所述行李箱盖的动能求解模型；然后，基于所述动能求解模型，求解出所述行李箱盖在动能为零时的自然开启角度；最后，根据所述自然开启角度的大小，调整所述弹起系统的设计参数，从而使得最终设计出的弹起系统能够让行李箱盖具有一个理想的自然开启角度。由上分析可见，当所述弹起系统的各个设计参数初步设计出来时，本发明实施例通过利用能量法来准确求解出行李箱盖的自然开启角度，然后根据该自然开启角度的大小，来调整行李箱盖的弹起系统相关的设计参数，从而最终能够设计出一个让行李箱盖具有理想的自然开启角度的弹起系统，进而最终提高行李箱盖的使用性能。
实施例三：
本发明实施例提供了一种扭簧式行李箱盖弹起系统的设计设备，该设计设备包括：处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，例如扭簧式行李箱盖弹起系统的设计程序。所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各个扭簧式行李箱盖弹起系统的设计方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤s10至步骤s23。或者，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。
示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，所述一个或者多个模块/单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述扭簧式行李箱盖弹起系统的设计装置/设备中的执行过程。
所述扭簧式行李箱盖弹起系统的设计设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述扭簧式行李箱盖弹起系统的设计设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是扭簧式行李箱盖弹起系统的设计设备的示例，并不构成对扭簧式行李箱盖弹起系统的设计设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述扭簧式行李箱盖弹起系统的设计设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述扭簧式行李箱盖弹起系统的设计设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个扭簧式行李箱盖弹起系统的设计设备的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述扭簧式行李箱盖弹起系统的设计设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述扭簧式行李箱盖弹起系统的设计装置/设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。