一種自動雙開門車頂箱及其控制系統的製作方法

2023-05-30 07:07:47 1

本發明屬於汽車用附件領域，尤其是涉及一種自動雙開門車頂箱及其控制系統。

背景技術：

隨著汽車保有量的增加以及戶外運動和自駕遊的興起，車內現有的空間越來越不能滿足收納空間的需求，因此，對車頂箱的需求也會日益增加。車頂箱常被安裝在汽車車頂，為擴展收納空間、攜帶自駕裝備，擴大汽車的儲存空間。

目前車載車頂箱種類比較多，產品也比較成熟，但是基本都是手動靠鑰匙開啟，由於高度原因開啟後車頂箱蓋不能打開很大，而且開啟後的車頂箱蓋關閉也比較困難。

技術實現要素：

本發明要解決的問題是提供一種自動雙開門車頂箱及其控制系統，控制條理清晰、控制可靠、結構簡單、操作方便，能夠實現藍牙智能控制。

為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是：一種自動雙開門車頂箱，包括上蓋、中層和底蓋，所述上蓋、所述中蓋和所述底蓋均可拆卸式連接，所述上蓋和所述中層形成儲物區，所述中層和所述底蓋形成控制區，所述控制區包括左升降系統、右升降系統、左鎖系統和右鎖系統。

進一步地，所述左升降系統包括第一四連杆機構、第二四連杆機構、第一滾珠絲槓副、第二滾珠絲槓副、第一左升降電機和第二左升降電機，所述第一四連杆機構由第一連杆、第二連杆、第三連杆和第四連杆相互連接組成，所述第一連杆、所述第二連杆、所述第三連杆和所述第四連杆交叉處分別設置有第一交點、第二交點、第三交點和第四交點，所述第二四連杆機構由第五連杆、第六連杆、第七連杆和第八連杆相互連接組成，所述第五連杆、所述第六連杆、所述第七連杆和所述第八連杆交叉處分別設置有第五交點、第六交點第七交點和第八交點，所述第一滾珠絲槓副包括第一絲槓和第一螺母，所述第一螺母與所述第一交點固定連接，所述第一絲槓一端與所述第一左升降電機連接，所述第一左升降電機與第二交點固定連接；所述第二滾珠絲槓副包括第二絲槓和第二螺母，所述第二螺母與所述第五交點固定連接，所述第二絲槓一端與所述第二左升降電機連接，所述第二左升降電機與所述第六交點固定連接，所述第三交點與所述第五連杆固定連接，所述第七交點與所述上蓋固定連接，所述第八交點與所述第四交點相交並固定安裝在所述底蓋上。

進一步地，所述右升降系統包括第三四連杆機構、第四四連杆機構、第三滾珠絲槓副、第四滾珠絲槓副、第一右升降電機和第二右升降電機，所述第三四連杆機構由第九連杆、第十連杆、第十一連杆和第十二連杆相互連接組成，所述第九連杆、所述第十連杆、所述第十一連杆和所述第十二連杆交叉處分別設置有第一九交點、第十交點、第十一交點和第十二交點，所述第四四連杆機構由第十三連杆、第十四連杆、第十五連杆和第十六連杆相互連接組成，所述第十三連杆、所述第十四連杆、所述第十五連杆和所述第十六連杆交叉處分別設置有第十三交點、第十四交點第十五交點和第十六交點，所述第三滾珠絲槓副包括第三絲槓和第三螺母，所述第三螺母與所述第九交點固定連接，所述第三絲槓一端與所述第一右升降電機連接，所述第一右升降電機與第十交點固定連接；所述第四滾珠絲槓副包括第四絲槓和第四螺母，所述第四螺母與所述第十三交點固定連接，所述第四絲槓一端與所述第二右升降電機連接，所述第二右升降電機與所述第十四交點固定連接，所述第十一交點與所述第十三連杆固定連接，所述第十五交點與所述上蓋固定連接，所述第十六交點與所述第十二交點相交並固定安裝在所述底蓋上。

進一步地，所述左鎖系統包括左鎖電機、第五絲槓、第五螺母、第六螺母和左鎖擋環，所述左鎖電機與所述第五絲槓一端固定連接，所述第五螺母與所述第六螺母上均設置有插銷，所述第五螺母與所述第六螺母分別安置在所述第五絲槓的兩端，所述左鎖擋環設置在所述第五絲槓的中間。

進一步地，所述右鎖系統包括右鎖電機、第六絲槓、第七螺母、第八螺母和右鎖擋環，所述右鎖電機與所述第六絲槓一端固定連接，所述第七螺母與所述第八螺母上均設置有插銷，所述第七螺母與所述第八螺母分別安置在所述第六絲槓的兩端，所述右鎖擋環設置在所述第六絲槓的中間。

本發明另一方面提供一種上述自動雙開門車頂箱的控制系統，包括供電系統、主控制電路和執行系統，所述供電系統和所述執行系統分別與所述主控制電路連接，所述控制電路包括微控制單元、藍牙通訊電路、蜂鳴器電路、傳感器檢測電路、電源驅動電路、LED照明驅動電路，所述藍牙通訊電路、所述蜂鳴器電路、所述傳感器檢測電路、所述電源驅動電路和所述LED照明驅動電路分別與所述微控制單元相連接。

進一步地，所述供電系統包括薄膜太陽能發電板、充電電源模塊和蓄電池。

進一步地，所述蓄電池的電源板上設置有應急電源接口。

進一步地，所述執行系統包括左升降電機、右升降電機、左鎖電機、右鎖電機、LED燈、左鎖電機傳感器、右鎖電機傳感器、箱蓋傳感器。

進一步地，所述微控制單元型號為STM32。

本發明具有的優點和積極效果是：由於採用上述技術方案，控制條理清晰、控制可靠、結構簡單、操作方便、無需車載供電等特點，可藍牙智能控制自動打開關閉車頂箱左右門，帶來便捷及人性化的體驗。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖

圖2是本發明的左升降系統主視圖

圖3是本發明的左升降系統後視圖

圖4是本發明的右升降系統主視圖

圖5是本發明的右升降系統後視圖

圖6是本發明的左鎖系統結構示意圖

圖7是本發明的右鎖系統結構示意圖

圖8是本發明的控制系統整體結構示意圖

圖9是本發明的主控制電路結構示意圖

圖10是本發明的供電系統結構示意圖

圖中：

1、上蓋 2、中層 3、右升降系統

4、底蓋 5、儲物區 6、左升降系統

7、右鎖系統 8、控制區 9、第八連杆

10、第五交點 11、第五連杆 12、第四連杆

13、第一交點 14、第一連杆 15、第四交點

16、第六連杆 17、第二連杆 18、第二交點

19、第三連杆 20、第六交點 21、第七連杆

22、第七交點 23、第二螺母 24、第二絲槓

25、第一螺母 26、第一絲槓 27、第一左升降電機

28、第三交點 29、第二左升降電機 30、第十五交點

31、第十六連杆 32、第十三交點 33、第十二連杆

34、第九交點 35、第九連杆 36、第十三連杆

37、第十二交點 38、第十連杆 39、第十交點

40、第十一連杆 41、第十四連杆 42、第十四交點

43、第十五連杆 44、第二右升降電機 45、第十一交點

46、第三絲槓 47、第三螺母 48、第一右升降電機

49、第四絲槓 50、第四螺母 51、插銷

52、左鎖擋環 53、左鎖電機 54、第五螺母

55、第五絲槓 56、第六螺母 57、右鎖擋環

58、右鎖電機 59、第七螺母 60、第六絲槓

61、第八螺母

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。

如圖1所示，本實施例提供一種自動雙開門車頂箱，包括上蓋1、中層2和底蓋4，上蓋1、中層2和底蓋4均可拆卸式連接，上蓋1和中層2形成儲物區5，中層2和底蓋4形成控制區8，控制區8包括左升降系統6、右升降系統3、左鎖系統和右鎖系統7。

如圖2和圖3所示，左升降系統6包括第一四連杆機構、第二四連杆機構、第一滾珠絲槓副、第二滾珠絲槓副、第一左升降電機27和第二左升降電機29，第一四連杆機構由第一連杆14、第二連杆17、第三連杆19和第四連杆12相互連接組成，第一連杆14、第二連杆17、第三連杆19和第四連杆12交叉處分別設置有第一交點13、第二交點18、第三交點28和第四交點15，第二四連杆機構由第五連杆36、第六連杆16、第七連杆21和第八連杆9相互連接組成，第五連杆36、第六連杆16、第七連杆21和第八連杆9交叉處分別設置有第五交點10、第六交點20、第七交點22和第八交點，第一滾珠絲槓副包括第一絲槓26和第一螺母25，第一螺母25與第一交點13固定連接，第一絲槓26一端與第一左升降電機27連接，第一左升降電機27與第二交點18固定連接；第二滾珠絲槓副包括第二絲槓24和第二螺母23，第二螺母23與第五交點10固定連接，第二絲槓24一端與第二左升降電機29連接，第二左升降電機29與第六交點20固定連接，第三交點28與第五連杆11固定連接，第七交點22與上蓋1固定連接，第八交點與第四交點15相交並固定安裝在底蓋4上。

如圖4和圖5所示，右升降系統3包括第三四連杆機構、第四四連杆機構、第三滾珠絲槓副、第四滾珠絲槓副、第一右升降電機48和第二右升降電機44，第三四連杆機構由第九連杆35、第十連杆38、第十一連杆40和第十二連杆33相互連接組成，第九連杆35、第十連杆38、第十一連杆40和第十二連杆33交叉處分別設置有第九交點34、第十交點39、第十一交點45和第十二交點37，第四四連杆機構由第十三連杆36、第十四連杆41、第十五連杆43和第十六連杆31相互連接組成，第十三連杆36、第十四連杆41、第十五連杆43和第十六連杆31交叉處分別設置有第十三交點32、第十四交點42、第十五交點30和第十六交點，第三滾珠絲槓副包括第三絲槓46和第三螺母47，第三螺母47與第九交點35固定連接，第三絲槓46一端與第一右升降電機48連接，第一右升降電機48與第十交點39固定連接；第四滾珠絲槓副包括第四絲槓49和第四螺母50，第四螺母50與第十三交點32固定連接，第四絲槓49一端與第二右升降電機44連接，第二右升降電機44與第十四交點42固定連接，第十一交點45與第十三連杆36固定連接，第十五交點30與上蓋1固定連接，第十六交點與第十二交點37相交並固定安裝在底蓋4上。

如圖6所示，左鎖系統包括左鎖電機53、第五絲槓55、第五螺母54、第六螺母56和左鎖擋環52，左鎖電機53與第五絲槓55一端固定連接，第五螺母54與第六螺母56上均設置有插銷51，第五螺母54與第六螺母56分別安置在第五絲槓55的兩端，左鎖擋環52設置在第五絲槓55的中間。

如圖7所示，右鎖系統7包括右鎖電機58、第六絲槓60、第七螺母59、第八螺母61和右鎖擋環57，右鎖電機58與第六絲槓60一端固定連接，第七螺母59與第八螺母61上均設置有插銷51，第七螺母59與第八螺母61分別安置在第六絲槓60的兩端，右鎖擋環57設置在第六絲槓60的中間。

如圖8和圖9所示，本實施例提供一種自動雙開門車頂箱控制系統包括供電系統、主控制電路和執行系統，供電系統和執行系統分別和主控制電路連接，控制電路包括微控制單元、藍牙通訊電路、蜂鳴器電路、傳感器檢測電路、電源驅動電路、LED照明驅動電路。藍牙通訊電路、蜂鳴器電路、傳感器檢測電路、電源驅動電路和LED照明驅動電路分別與微控制單元相連接。

傳感器檢測電路包括右鎖電機傳感電路、左鎖電機傳感電路和箱蓋傳感電路；電源驅動電路包括左升降電機驅動電路、右升降電機驅動電路、左鎖電機驅動電路和右鎖電機驅動電路。

執行系統包括左升降電機、右升降電機、左鎖電機、右鎖電機、LED燈、左鎖電機傳感器、右鎖電機傳感器、箱蓋傳感器。

藍牙通訊採用低功耗藍牙技術，雙向通訊，手機APP發送控制指令，車頂箱接收並執行指令，當執行完指令後再次主動發給APP執行結果。

如圖10所示，供電系統包括薄膜太陽能發電板、充電電源模塊和蓄電池，蓄電池的電源板上設置有應急電源接口。薄膜太陽能發電板安裝在車頂箱頂部，可接受到太陽光照射，通過光照發電經過放置在蓄電池上的充電電源模塊給蓄電池充電；蓄電池的電源板上還設置有應急電源接口，當無光且蓄電池無電時使用外部應急電源供電。

微控制單元型號為STM32，微控制單元分別通過I/O信號與所述供電系統和執行系統連接。

本實例的工作過程：通過操控手機APP界面的控制指令，如左開、右開等指令，微控制單元實時通過藍牙通訊電路監控來自手機APP通過藍牙發送的指令，當接收到指令後經過微控制單元解析後得到執行的具體動作方案，如打開車頂箱右開門，通過操控手機APP界面右開指令，此時控制電路中的微控制單元裡的藍牙通訊電路接收到手機APP通過藍牙傳輸來的指令，把接收到的指令經過微控制單元解析，傳送給控制電路中的右鎖電機傳感器電路和右鎖電機驅動電路中，右鎖電機驅動電路驅動右鎖電機58工作，第六絲槓60轉動，第七螺母59與第八螺母61沿第六絲槓60相向運動直至運動到右鎖擋環57停止運動，第七螺母59與第八螺母61上的插銷51隨之運動將右開門開鎖，右鎖電機傳感器檢測到右開門開鎖後控制右鎖電機停止；之後指令傳輸到右升降電機驅動電路和箱蓋傳感器電路中，第一右升降電機48和第二右升降電機44開始工作，第一右升降電機48帶動第三絲槓46轉動，第三螺母47向左運動，帶動第九交點34和第十一交點45運動，第十一交點45與第十三連杆36連接，帶動第十三連杆36運動，第二右升降電機44運動帶動第四絲槓49轉動，使第十六連杆31運動，第十五交點30與車頂箱上蓋1固定連接，完成車頂箱右開動作，將右開門打開，當箱蓋傳感器檢測到右開門完全打開後控制升降電機停止工作，當光感傳感器感應到外部亮度低時，驅動LED燈亮起，當執行完畢後，系統會通過藍牙通訊反饋回手機顯示當前狀態。

本發明的有益效果是：由於採用上述技術方案，控制條理清晰、控制可靠、結構簡單、操作方便、無需車載供電等特點，可藍牙智能控制自動打開關閉車頂箱左右門，帶來便捷及人性化的體驗。

以上對本發明的一個實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本發明的較佳實施例，不能被認為用於限定本發明的實施範圍。凡依本發明申請範圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬於本發明的專利涵蓋範圍之內。