手自一体固定式户外大型遮阳伞结构设计
生活条件的提高，科技技术的发展，人们对生活质量的要求以及配套设施的要求越来越高，户外的大型遮阳防紫外线伞越来越普及需求量逐年增加。特别在一些户外的游乐场地，例如海滩、旅游景点，就目前市场上售卖的各品牌各种材质类型的遮阳伞主体上都还是采用的人工手动的方式进行操作使用，且还存在一定的安全隐患问题，特别像在大风状态下很容易造型伞的损坏造型财产的损失甚至还会威胁到人身的安全，自动化控制在当下显得尤为重要也是必定的发展趋势，于是，对全自动市场伞的研发与推广已经显得尤为重要。运用工程力学、制造等方面的知识对自动伞的各主要零件经行计算与检验，然后使用Solidworks对遮阳伞进行三维建模，实现伞的自动撑开与关闭，进而得出一个可运用于市场的可行性方案。随着科学技术的日益进步与提高，自动化、数字化科技逐渐深入到人们的生活当中。传统的遮阳伞几乎都是依靠人力来实现其撑开与关闭，显然这已经不能跟上时代的步伐和满足市场的需要。因此，对全自动遮阳伞的研发与推广已经显得尤为重要。运用工程力学、机械设计、制造工艺等方面的知识对遮阳伞的各主要零件进行计算与检验，设计出传动系统，然后使用三维软件对遮阳伞进行三维建模，设计出一个可运用于市场的可行性方案。传统的遮阳伞的手动构造已经严重阻碍了社会对科学技术运用的步伐，因此在传统遮阳伞的基础上借鉴国外科学成果、运用自身的技术将自动型遮阳伞制造出来并向社会推广，让人们真正享受到科学进步带来的方便与快捷。
目录
手自一体固定式户外大型遮阳伞结构设计 1
一．绪论 1
（一）遮阳伞的简介 1
（二）遮阳伞的结构 1
（三）遮阳伞的工作原理 3
二 遮阳伞的升降装置设计 7
（一）升降传动装置的总体设计 7
（二） 遮阳伞动力部分设计 9
（三）升降传动装置的参数计算 11
三． 遮阳伞的撑开装置结构设计 20
（一）遮阳伞撑开装置的总体设计 20
（二） 驱动电机的选择 21
（三） 撑开装置的参数计算 22
（四） 撑开装置结构设计 23
总结 31
参考文献 32
致谢 33
一．绪论 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
（一）遮阳伞的简介
生活条件的提高，科技技术的发展，人们对生活质量的要求以及配套设施的要求越来越高，户外的大型遮阳防紫外线伞越来越普及需求量逐年增加。特别在一些户外的游乐场地，例如海滩、旅游景点，就目前市场上售卖的各品牌各种材质类型的遮阳伞主体上都还是采用的人工手动的方式进行操作使用，且还存在一定的安全隐患问题，特别像在大风状态下很容易造型伞的损坏造型财产的损失甚至还会威胁到人身的安全，自动化控制在当下显得尤为重要也是必定的发展趋势，于是，对全自动市场伞的研发与推广已经显得尤为重要。
（二）遮阳伞的结构
1.市场伞原有功能分析
目前国内外市场上最为常见的遮阳伞，都是采用的是手动遮阳伞或者直接一次性安装固定的遮阳伞，基本上不可以实现自动升降自动打开，较为先进一些的遮阳伞的伞面撑开部分的装置是可以进行后期人为控制打开与关闭，采用手柄转动带动撑开机构。
2.此次设计遮阳伞
遮阳伞主要有一下三部分组成：伞的主体、伞的升降装置、伞的撑开装置，其中伞的主体可以参考市场上比较成熟的方案，在这次毕业设计中主要设计伞的升降装置和伞的撑开装置，的升降装置。
升降装置的功能是将伞的骨架从伞收合的位置提升到工作的位置或从工作位置下降到收合的位置，在工作中即能用电机带动，也能用手动，到达工作的位置时要自锁；伞的撑开装置是在伞的支撑杆到达工作的高度时将伞撑开，也要求电机带动，同时也能够手动撑开，撑开装置固定于伞立柱的下部，由于伞的主架子都是采用的空心结构设计，升降传动传递用的绳索都可以直接从伞架内部进行，连接伞骨架与控制单元，实现传递，完成伞的打开与关闭。
打开状态下的遮阳伞布局状态如下图11.
图11 主体结构尺寸
图中显示了遮阳伞工作时的尺寸，其收合时的位置如图中虚线所示，这种尺寸布局主要是考虑到手动时的人机协调性，这种高度布局适合多数人的身高要求，即在不借助其他工具的前提下就能够手动是遮阳伞到达工作位置。
图12 伞主体结构图
此次设计的遮阳伞的主体上的框架就如上图所示，外观上与传统的遮阳伞有很多相似的地方，本次设计是能够实现遮阳伞的自动升降以及伞面的自动撑开与闭合，因此，需要设计驱动装置以及控制装置，不管是传统的手摇动控制还是设计的电动控制，均需要人为的触摸式操作，因此将两个控制装置都安装在人手可以触及到的位置，具体位置就如图12所示。
（三）遮阳伞的工作原理
1.遮阳伞的升降装置
如图13所示，升降部分主要的功能部件有电机，齿轮传动装置，工作转轴，拨叉，手柄等，该传动部分主要实现伞叶的的自动上升与下降。同时还有电动与手动两种传动方式控制遮阳伞的升降传动机构，手动驱动是自我调节需要达到的升降高度，设计前提是不影响遮阳伞伞面的打开与闭合，有限制打开高度要求。采用电动控制模式时，可以选择两个方案，第一、设置极限值，也就是当伞面达到指定的位置，传动的支撑杆触碰到限位感应器，驱动机构自动断电；第二：限制行程，支撑杆的最大运动位置即为遮阳伞伞面撑开的最合适位置，驱动装置的单向极限位置。两个方案都需要设置自锁装置，保证使用安全。手动时通过手柄带动支撑杆到达工作位置，通过自锁装置自锁。当要收合时，转动拨叉，使自锁装置失效，支撑杆在重力的作用下，回到遮阳伞收合的位置。
具体内部结构远东原理是:当要电动的时候，拨动拨叉使偏心凸轮到最右端的位置处，从而使传动机构二轴与一轴的齿轮相啮合，电机转动而带动一轴转动。由于一轴与二轴通过齿轮传动动力，二轴通过大锥齿轮与蜗杆轴上的小齿轮啮合，带动蜗杆轴转动，蜗杆于蜗轮啮合带动蜗轮轴转动，蜗轮轴带动齿轮轴转动，从何实现伞的上升与下降。
图13 伞的升降部分三维图
2.遮阳伞的撑开装置
图14 伞撑开装置
如图14所示，撑开机构主要有蜗轮蜗杆减速电机、一级减速装置、卷线轴、手动
撑开手柄等组成，运动从电机输出，通过一级减速装置，带动卷线轴转动，撑开绳索缠在卷线轴上，卷线轴转动时带动绳索做转动，带动伞骨的下半部分，实现伞叶的张开与收紧。实现运动主要通过螺栓连接在滑套上，同时也将前后滑套连接在一起。齿轮轴穿过箱体支架与滑套相连，并与立柱上的齿条啮合从而实现升降。电机及整个变速箱整体通过螺栓连接在箱体支架上，箱体支架通过增加肋来增加刚度以达到承受整个装置的重量。图纸中可以看出电机的安装位置，这种放置主要是考虑到节约空间，使整个撑开机构的重力分配平衡，
目录
手自一体固定式户外大型遮阳伞结构设计 1
一．绪论 1
（一）遮阳伞的简介 1
（二）遮阳伞的结构 1
（三）遮阳伞的工作原理 3
二 遮阳伞的升降装置设计 7
（一）升降传动装置的总体设计 7
（二） 遮阳伞动力部分设计 9
（三）升降传动装置的参数计算 11
三． 遮阳伞的撑开装置结构设计 20
（一）遮阳伞撑开装置的总体设计 20
（二） 驱动电机的选择 21
（三） 撑开装置的参数计算 22
（四） 撑开装置结构设计 23
总结 31
参考文献 32
致谢 33
一．绪论 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
（一）遮阳伞的简介
生活条件的提高，科技技术的发展，人们对生活质量的要求以及配套设施的要求越来越高，户外的大型遮阳防紫外线伞越来越普及需求量逐年增加。特别在一些户外的游乐场地，例如海滩、旅游景点，就目前市场上售卖的各品牌各种材质类型的遮阳伞主体上都还是采用的人工手动的方式进行操作使用，且还存在一定的安全隐患问题，特别像在大风状态下很容易造型伞的损坏造型财产的损失甚至还会威胁到人身的安全，自动化控制在当下显得尤为重要也是必定的发展趋势，于是，对全自动市场伞的研发与推广已经显得尤为重要。
（二）遮阳伞的结构
1.市场伞原有功能分析
目前国内外市场上最为常见的遮阳伞，都是采用的是手动遮阳伞或者直接一次性安装固定的遮阳伞，基本上不可以实现自动升降自动打开，较为先进一些的遮阳伞的伞面撑开部分的装置是可以进行后期人为控制打开与关闭，采用手柄转动带动撑开机构。
2.此次设计遮阳伞
遮阳伞主要有一下三部分组成：伞的主体、伞的升降装置、伞的撑开装置，其中伞的主体可以参考市场上比较成熟的方案，在这次毕业设计中主要设计伞的升降装置和伞的撑开装置，的升降装置。
升降装置的功能是将伞的骨架从伞收合的位置提升到工作的位置或从工作位置下降到收合的位置，在工作中即能用电机带动，也能用手动，到达工作的位置时要自锁；伞的撑开装置是在伞的支撑杆到达工作的高度时将伞撑开，也要求电机带动，同时也能够手动撑开，撑开装置固定于伞立柱的下部，由于伞的主架子都是采用的空心结构设计，升降传动传递用的绳索都可以直接从伞架内部进行，连接伞骨架与控制单元，实现传递，完成伞的打开与关闭。
打开状态下的遮阳伞布局状态如下图11.
图11 主体结构尺寸
图中显示了遮阳伞工作时的尺寸，其收合时的位置如图中虚线所示，这种尺寸布局主要是考虑到手动时的人机协调性，这种高度布局适合多数人的身高要求，即在不借助其他工具的前提下就能够手动是遮阳伞到达工作位置。
图12 伞主体结构图
此次设计的遮阳伞的主体上的框架就如上图所示，外观上与传统的遮阳伞有很多相似的地方，本次设计是能够实现遮阳伞的自动升降以及伞面的自动撑开与闭合，因此，需要设计驱动装置以及控制装置，不管是传统的手摇动控制还是设计的电动控制，均需要人为的触摸式操作，因此将两个控制装置都安装在人手可以触及到的位置，具体位置就如图12所示。
（三）遮阳伞的工作原理
1.遮阳伞的升降装置
如图13所示，升降部分主要的功能部件有电机，齿轮传动装置，工作转轴，拨叉，手柄等，该传动部分主要实现伞叶的的自动上升与下降。同时还有电动与手动两种传动方式控制遮阳伞的升降传动机构，手动驱动是自我调节需要达到的升降高度，设计前提是不影响遮阳伞伞面的打开与闭合，有限制打开高度要求。采用电动控制模式时，可以选择两个方案，第一、设置极限值，也就是当伞面达到指定的位置，传动的支撑杆触碰到限位感应器，驱动机构自动断电；第二：限制行程，支撑杆的最大运动位置即为遮阳伞伞面撑开的最合适位置，驱动装置的单向极限位置。两个方案都需要设置自锁装置，保证使用安全。手动时通过手柄带动支撑杆到达工作位置，通过自锁装置自锁。当要收合时，转动拨叉，使自锁装置失效，支撑杆在重力的作用下，回到遮阳伞收合的位置。
具体内部结构远东原理是:当要电动的时候，拨动拨叉使偏心凸轮到最右端的位置处，从而使传动机构二轴与一轴的齿轮相啮合，电机转动而带动一轴转动。由于一轴与二轴通过齿轮传动动力，二轴通过大锥齿轮与蜗杆轴上的小齿轮啮合，带动蜗杆轴转动，蜗杆于蜗轮啮合带动蜗轮轴转动，蜗轮轴带动齿轮轴转动，从何实现伞的上升与下降。
图13 伞的升降部分三维图
2.遮阳伞的撑开装置
图14 伞撑开装置
如图14所示，撑开机构主要有蜗轮蜗杆减速电机、一级减速装置、卷线轴、手动
撑开手柄等组成，运动从电机输出，通过一级减速装置，带动卷线轴转动，撑开绳索缠在卷线轴上，卷线轴转动时带动绳索做转动，带动伞骨的下半部分，实现伞叶的张开与收紧。实现运动主要通过螺栓连接在滑套上，同时也将前后滑套连接在一起。齿轮轴穿过箱体支架与滑套相连，并与立柱上的齿条啮合从而实现升降。电机及整个变速箱整体通过螺栓连接在箱体支架上，箱体支架通过增加肋来增加刚度以达到承受整个装置的重量。图纸中可以看出电机的安装位置，这种放置主要是考虑到节约空间，使整个撑开机构的重力分配平衡，
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