阅读说明：本技术 一种汽车防晒装置 (Sun-proof device for automobile ) 是由 王建锋 刘文豪 赵慧婷 董学恒 乔盼 张照震 郑涛 吴学勤 于 2019-11-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种汽车防晒装置,包括防晒基座,防晒基座从上到下依次设置有四个收纳空间,四个收纳空间分别设置在防晒基座的四个侧面；每个收纳空间内设置一个防晒本体,防晒本体可伸缩设置在收纳空间内；测距控制系统与防晒本体连接,测距控制系统用于控制防晒本体的伸缩；太阳能电池板及电池模块均设置在防晒基座的上表面,太阳能电池板的输出端与电池模块的输入端连接,基座支撑杆设置在防晒基座的下方；通过在防晒本体通过在收纳空间内伸缩,通过在防晒基座的顶部设置太阳能电池板及电池模块,实现了对防晒装置的自我功能；测距控制系统根据防晒本体与车顶之间的距离,控制防晒本体是否伸长与收缩,实现了对防晒装置的自动化控制。(The invention discloses an automobile sun-proof device which comprises a sun-proof base, wherein four containing spaces are sequentially arranged on the sun-proof base from top to bottom and are respectively arranged on four side surfaces of the sun-proof base; a sun-proof body is arranged in each containing space and can be telescopically arranged in the containing space; the distance measurement control system is connected with the sun-proof body and is used for controlling the extension and retraction of the sun-proof body; the solar cell panel and the battery module are arranged on the upper surface of the sun-proof base, the output end of the solar cell panel is connected with the input end of the battery module, and the base support rod is arranged below the sun-proof base; the sun-proof body stretches in the containing space, and the solar cell panel and the battery module are arranged at the top of the sun-proof base, so that the self-function of the sun-proof device is realized; the distance measurement control system controls whether the sun-proof body extends or contracts according to the distance between the sun-proof body and the vehicle roof, and automatic control over the sun-proof device is achieved.)

一种汽车防晒装置

技术领域

本发明涉及汽车用品技术领域，特别涉及一种汽车防晒装置。

背景技术

烈日下太阳光透过车窗玻璃会导致车内温度达到很高，目前市面上较少有专用于A级车的自动防晒装置；现有的汽车防晒装置多为人工收放或者半自动收放，上述人工收放或者半自动收放都需要人的参与，需要人的操作才能控制防晒帘布的收纳与展开，十分费时费力，尤其是对于身高不高、女性车主等来说，很难单独操作防晒装置达到防晒的目的；同时现有的防晒装置很难做到适应多种车型和多种尺寸，不便于防晒功能的实现；再者现有的少许能自动展开与收放的防晒装置无法利用太阳能为其供电，当汽车驻车在不便于充电且电量耗尽的情况发生时，无法控制防晒帘布的收纳与展开，同时现有少许带有太阳能充电的防晒装置未考虑充电控制电路，太阳能充电电池在使用时由于太阳光的变化较大，其内阻又比较高，因此输出电压不稳定，输出电流较小，从而很难稳定的为防晒装置供能；并且现有的绝大多数车用防晒装置未考虑控制电路以及电池组的防水功能，不能保证防晒装置的寿命；申请号为CN201811288797.4的专利文献公布了一种全自动防晒装置，该防晒装置预想通过转动卷筒压紧防晒衣以实现防晒衣的展开与收回很难正常实现，并且未具体考虑防晒装置与车顶的连接方式，容易在工作过程中导致整个防晒装置的松动与脱落。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供了一种汽车防晒装置，以解决现有技术中的汽车防晒装置工作过程功能不稳定、不够自动化、不具广泛适用性以及无法自我供能的技术问题。

为达到实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种汽车防晒装置，包括防晒基座、防晒本体、测距控制系统、太阳能电池板、电池模块及基座支撑杆；

防晒基座从上到下依次设置有四个收纳空间，四个收纳空间分别设置在防晒基座的四个侧面；每个收纳空间内设置一个防晒本体，防晒本体可伸缩设置在收纳空间内；测距控制系统设置在防晒本体的端部，测距控制系统与防晒本体连接，测距控制系统用于控制防晒本体的伸缩；

太阳能电池板及电池模块均设置在防晒基座的上表面，太阳能电池板的输出端与电池模块的输入端连接，电池模块用于为防晒本体及测距控制系统供电；基座支撑杆设置在防晒基座的下方，通过基座支撑杆将防晒基座固定设置在汽车顶部。

进一步的，防晒本体包括两个滑轨底座、滑动齿条、防晒卷帘、卷帘转轴、第一驱动机构及第二驱动机构；

两个滑轨底座平行设置在收纳空间的底板两侧，每个滑轨底座上设置有一个滑动齿条，滑动齿条与滑轨底座滑动连接；卷帘转轴垂直设置在两个滑动齿条之间，卷帘转轴的两端分别与两个滑动齿条垂直转动连接；防晒卷帘缠绕设置在卷帘转轴上，防晒卷帘的一端与收纳空间的底板连接，防晒卷帘的另一端与卷帘转轴连接；

第一驱动机构设置在收纳空间内，第一驱动机构的输出端与滑动齿条连接，用于驱动滑动齿条沿滑动基座自由移动；第二驱动机构设置在滑动齿条的端部，第二驱动机构的输出端与卷帘转轴连接。

进一步的，测距控制系统包括超声波传感器、控制电路、第一处理器及防水控制盒，超声波传感器设置在滑动齿条的端部，超声波传感器的输出端通过控制电路与第一处理器的输入端连接；第一处理器密封设置在防水控制盒中，防水控制盒固定设置在防晒基座的顶部；第一处理器的第一输出端与第一驱动机构连接，第一处理器的第二输出端与第二驱动机构连接。

进一步的，还包括电池管理模块，电池管理模块固定设置在防晒基座的顶面，电池管理模块设置在太阳能电池板及电池模块之间；

电池管理模块包括电源、第二处理器、A/D转换电路、第一电压采样模块、第二电压采样模块、电流采样模块、PWM控制电路及显示模块；

电源用于为第二处理器及A/D转换电路供电，第一电压采样模块及第一电流采样模块的输入端均与太阳能电池板连接，第二电压采样模块的输入端与电池模块连接，电流采样模块输入端与电池模块连接；第一电压采样模块、第二电压采样模块及电流采样模块的输出端均与A/D转换模块的输入端连接；A/D转换模块与第二处理器连接，第二处理器的输出端与PWM控制电路连接，PWM控制电路设置在太阳能电池板及电池模块之间；显示模块的输入端与第二处理器连接。

进一步的，基座支撑杆包括支撑杆体及橡胶吸盘，支撑杆体竖向设置在防晒基座的底部，支撑杆体的上端与防晒基座固定连接，支撑杆体的下端通过橡胶吸盘与汽车顶部连接。

进一步的，支撑杆体采用伸缩杆，伸缩杆包括上杆体及下杆体，上杆体套设在下杆体上，上杆体与下杆体之间采用定位螺栓连接；上杆体及下杆体上沿轴线方向设置有若干个定位孔，定位螺栓穿设在定位孔中。

进一步的，第一驱动机构包括两个第一驱动电机及两个第一驱动齿轮，两个第一驱动电机均固定设置在收纳空间的底板上；其中一个第一驱动齿轮固定套设在其中一个第一驱动电机的输出轴上，另一个第一驱动齿轮固定套设在另一个第一驱动电机的输出轴上；两个驱动齿轮分别与两个滑动齿条啮合。

进一步的，第二驱动机构包括第二驱动电机、第二驱动齿轮及从动齿轮，第二驱动电机固定设置在滑动齿条的端部，第二驱动齿轮固定套设在第二驱动电机的输出端上，从动齿轮固定套设在卷帘转轴上，第二驱动齿轮与从动齿轮啮合。

进一步的，第一处理器采用Arduino UNO R3型单片机。

进一步的，第二处理器采用AT89S52型单片机。

与现有技术比，本发明的有益效果有：

本发明提供了一种汽车防晒装置，通过在防晒基座上设置防晒本体，防晒本体通过在收纳空间内伸缩，实现了对汽车的防晒作用；通过在防晒基座的顶部设置太阳能电池板及电池模块，实现了对防晒装置的自我功能；通过设置测距控制系统，测距控制系统根据防晒本体与车顶之间的距离，控制防晒本体是否伸长与收缩，实现了对防晒装置的自动化控制。

进一步的，测距控制系统采用超声波传感器进行测距，测量信息稳定，确保了防晒装置的稳定运行。

进一步的，通过在太阳能电池板与电池模块之间设置电池管理模块，避免电池模块因过度充电而损坏，有利于保存电池容量，确保了电池模块的恒定输出。

进一步的，基座支撑杆通过橡胶吸盘与汽车连接，避免了对车顶的损伤，安装方便；通过采用伸缩杆，实现了调节防晒基座距离车顶高度的作用，避免了因车顶安装有置物架导致防晒装置安装不便，实现更好的广泛适用性。

附图说明

图1为本发明所述的汽车防晒装置的整体结构示意图；

图2为本发明所述的汽车防晒装置中的防晒基座结构示意图；

图3为本发明所述的汽车防晒装置中的防晒本体回收状态结构示意图；

图4为本发明所述的汽车防晒装置中的防晒本体伸出状态结构示意图；

图5为本发明所述的汽车防晒装置中的防水控制盒或电池防水箱结构示意图；

图6为本发明所述的汽车防晒装置中的第二驱动机构的整体结构示意图；

图7为本发明所述的汽车防晒装置中的第二驱动机构的分解结构示意图；

图8为本发明所述的汽车防晒装置的回收状态示意图；

图9为本发明所述的汽车防晒装置的伸出状态示意图；

图10为本发明所述的汽车防晒装置的工作原理流程图；

图11为本发明所述的汽车防晒装置的电池管理模块结构框图。

其中，1防晒基座，2防晒本体，3测距控制系统，4太阳能电池板，5电池模块，6电池管理模块，7基座支撑杆；11收纳空间；21滑轨底座，22滑动齿条，23防晒卷帘，24卷帘转轴，25第一驱动机构，26第二驱动机构；251第一驱动电机，252第一驱动齿轮；261第二驱动电机，262第二驱动齿轮，263从动齿轮，264电机密封箱；31超声波传感器，32第一处理器，33防水控制盒；51充电电池，52电池防水箱；61电源，62第二处理器，63A/D转换电路，64第一电压采样模块，65第二电压采样模块，66电流采样模块，67PWM控制电路，68显示模块；71支撑杆体，72橡胶吸盘。

具体实施方式

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如附图1-9所示，本发明提供了一种汽车防晒装置，包括防晒基座1、防晒本体2、测距控制系统3、太阳能电池板4、电池模块5、电池管理模块6及基座支撑杆7

防晒基座1通过基座支撑杆7固定安装在汽车顶部，防晒基座1上设置有四个收纳空间11，四个收纳空间11分别设置在防晒基座1的侧面四周且从上到下依次间隔设置；四个收纳空间11分别位于竖直方向四个层次，分别对应汽车的前挡玻璃、后档玻璃及两侧车窗玻璃，每个收纳空间11内活动设置有一个防晒本体2，防晒本体2能够沿收纳空间11的轴线方向伸出或回收。

防晒本体2包括两个滑轨底座21、滑动齿条22、防晒卷帘23、卷帘转轴24、第一驱动机构25及第二驱动机构26；两个滑轨底座21平行设置在收纳空间11的底板两侧，每个滑轨底座21上设置有一个滑动齿条22，滑动齿条22与滑轨底座21滑动连接；卷帘转轴24垂直设置在两个滑动齿条22之间，卷帘转轴24的两端分别与两个滑动齿条22垂直转动连接，卷帘转轴24的一端与一个滑动齿条22垂直转动连接，另一端与另一个滑动齿条22垂直转动连接；防晒卷帘23缠绕设置在卷帘转轴24上，防晒卷帘23的一端与收纳空间11的底板连接，防晒卷帘23的另一端与卷帘转轴24连接。

第一驱动机构25设置在收纳空间11内，第一驱动机构25的输出端与滑动齿条22连接，用于驱动滑动齿条22沿滑动基座21自由移动；第二驱动机构25设置在滑动齿条22的端部，第二驱动机构25的输出端与卷帘转轴24连接。

第一驱动机构25包括两个第一驱动电机251及两个第一驱动齿轮252，两个第一驱动电机251均固定设置在收纳空间11的底板上；其中一个第一驱动齿轮252固定套设在其中一个第一驱动电机251的输出轴上，另一个第一驱动齿轮252固定套设在另一个第一驱动电机251的输出轴上；两个驱动齿轮252分别与两个滑动齿条22啮合；

第二驱动机构26包括第二驱动电机261、第二驱动齿轮262及从动齿轮263，第二驱动电机261固定设置在滑动齿条22的端部，第二驱动齿轮262固定套设在第二驱动电机261的输出端上，从动齿轮263固定套设在卷帘转轴24上，第二驱动齿轮262与从动齿轮263啮合。

测距控制系统3包括超声波传感器31、控制电路、第一处理器32及防水控制盒33，超声波传感器31设置在滑动齿条22的端部，超声波传感器31的输出端通过控制电路与第一处理器32的输入端连接；第一处理器32密封设置在防水控制盒33中，防水控制盒33固定设置在防晒基座1的顶部；第一处理器32的第一输出端与第一驱动机构25连接，第一处理器32的第二输出端与第二驱动机构26连接；第一处理器32采用Arduino UNO R3型单片机。

太阳能电池板4安装在防晒基座1的顶部，太阳能电池板4的输出端与电池管理模块6的输入端连接，电池管理模块6的输出端与电池模块5的输入端连接；电池模块5的第一输出端与防晒本体2的供电端连接，用于带动防晒本体2伸出或回收；电池模块5的第二输出端与测距控制系统3的供电端连接，测距控制系统3用于采集防晒本体2的伸出信息，根据获得的伸出信息与预设伸出值进行对比，根据对比结果，向防晒本体2输出相应的动作信息。

电池管理模块6固定设置在防晒基座1的顶面，电池管理模块6设置在太阳能电池板3及电池模块4之间；电池管理模块6包括电源61、第二处理器62、A/D转换电路63、第一电压采样模块64、第二电压采样模块65、电流采样模块66、PWM控制电路67及显示模块68；

电源61用于为第二处理器62及A/D转换电路63供电，第一电压采样模块64输入端与太阳能电池板4连接，第二电压采样模块65的输入端与电池模块5连接，电流采样模块66输入端与电池模块5连接；第一电压采样模块64、第二电压采样模块65及电流采样模块66的输出端均与A/D转换模块53的输入端连接；A/D转换模块63的输出端与第二处理器62的输入端连接，第二处理器62的输出端与PWM控制电路67连接，PWM控制电路67设置在太阳能电池板4及电池模块5之间；显示模块68的输入端与第二处理器62连接；第二处理器62采用AT89S52型单片机。

基座支撑杆7包括支撑杆体71及橡胶吸盘72，支撑杆体71竖向设置在防晒基座1的底部，支撑杆体71的上端与防晒基座1固定连接，支撑杆体71的下端通过橡胶吸盘72与汽车顶部连接；支撑杆体71采用伸缩杆，伸缩杆包括上杆体及下杆体，上杆体套设在下杆体上，上杆体与下杆体之间采用定位螺栓连接；上杆体及下杆体上沿轴线方向设置有若干个定位孔，定位螺栓穿设在定位孔中。

实施例

本实施例所述的一种汽车防晒装置，包括防晒基座1、防晒本体2、测距控制系统3、太阳能电池板4、电池模块5、电池管理模块6及基座支撑杆7；

防晒基座1的侧面四周设置有前后左右四个收纳空间11，前后左右四个收纳空间11在防晒基座1侧面四周沿竖直方向上分别错开一定距离，使四个收纳空间11分布在竖直方向四个层次，分别对应汽车的前挡玻璃、后档玻璃，两侧车窗玻璃；

防晒本体2包括两个滑轨底座21、滑动齿条22、防晒卷帘23、卷帘转轴24、第一驱动机构25及第二驱动机构26；两个滑轨底座21平行设置在收纳空间11的底板两侧，每个滑轨底座21上设置有一个滑动齿条22，滑动齿条22与滑轨底座21滑动连接，滑动齿条22能够在滑轨底座21上自由滑动；卷帘转轴24垂直设置在两个滑动齿条22之间，卷帘转轴24的一端与一个滑动齿条22垂直转动连接，另一端与另一个滑动齿条22垂直转动连接；防晒卷帘23缠绕设置在卷帘转轴24上，防晒卷帘23的一端与收纳空间11的底板连接，防晒卷帘23的另一端与卷帘转轴24连接。

第一驱动机构25设置在收纳空间11内，第一驱动机构25包括两个第一驱动电机251、及两个第一驱动齿轮252，两个第一驱动电机通过连接螺栓固定安装在收纳空间11的底板上，且位于收纳空间11的左右两侧；两个第一驱动齿轮252分别通过键连接在第一驱动电机251的输出轴，两个第一驱动齿轮分别与两个滑动齿条22啮合；通过第一驱动电机251的正传或翻转，滑动齿条22实现伸出与回收；控制系统6通过对第一驱动电机251的同步控制实现对应四个收纳空间内的滑动齿条22伸出量的控制；

第二驱动机构26包括第二驱动电机261、第二驱动齿轮262及从动齿轮263，第二驱动电机261通过防水箱体密封设置在滑动齿条22的端部，第二驱动齿轮262通过键连接固定套设在第二驱动电机261的输出端上，从动齿轮263通过键连接固定套设在卷帘转轴24上，第二驱动齿轮262与从动齿轮263啮合；第二驱动电机261转动时带动第二驱动齿轮262转动，进而通过从动齿轮263带动卷帘转轴24转动，实现对防晒卷帘23的伸展与收缩。

第二驱动电机261通过螺纹连接于滑动齿条22前端上，滑动齿条22前端设置防水箱体，第二驱动电机261密封设置在防水箱体内，实现对第二驱动电机261的密封防水设置。防水箱体包括密封盖和密封壳体，密封盖与密封壳体通过螺栓连接，密封壳体通过螺栓与滑动齿条连接；工作时，第二驱动电机的转动，从而带动通过键与其输出轴连接的第二驱动齿轮，第二驱动齿轮通过齿轮啮合带动从动齿轮，从动齿轮通过键与卷帘转轴连接，进而带动防晒卷帘的伸展与收缩；工作过程中，测距控制系统的第一处理器通过控制第二驱动电机的正转与反转实现防晒卷帘的展开与收起。

测距控制系统包含HC-SR04超声波传感器、第一单片机、控制电路及防水控制盒，防水控制盒通过螺纹连接固定设置在防晒基座的顶端，HC-SR04超声波传感器通过螺栓设置在滑动齿条的前端下侧，第一处理器安装在防水控制盒内；

以后挡风玻璃防晒为例：当需要实现防晒功能开始工作时，超声波传感器通电后发射出超声波，此时位于滑动齿条前端的超声波传感器位于车顶范围内，测得的距离数据传入位于控制盒中第一处理器中，经第一处理器与某一固定距离数据比较得出所测距离小于固定数值，于是第一处理器控制第一驱动电机及第二驱动电机继续转动，当位于滑动齿条前端的超声波传感器探出车顶范围内时，测得的距离数据经第一处理器比较后得出所测距离大于固定数值，此时第一处理器控制第一驱动电机及第二驱动电机停止转动，滑动齿条停止伸出。

本发明通过设置防水控制盒时充分考虑了如若遭遇下雨时，防水控制盒的防水功能，防水控制盒包含防水壳本体、防水壳前盖板，连接螺钉，四氟圈，防水壳本体开口侧周缘设置有凹槽，防水壳前盖板周缘设置有凸起，防水壳本体凹槽与前盖板凸起相匹配，防水壳本体与防水壳前盖板通过凹槽和凸起卡接，并且壳体的凸起和前盖板凹槽之间设置有四氟圈，起到防水的功能。在连接时，第三连接螺钉依次通过防水壳前盖板螺纹孔和防水壳本体螺纹孔将防水壳本体和防水壳前盖板连接起来，而第四连接螺钉依次通过防水壳底侧螺纹孔和防晒本体顶侧螺纹孔将控制盒与防晒本体顶端连接起来。

当超声波传感器测得距离较小，滑动齿条继续伸出的情况，当超声波传感器测得距离较大，滑动齿条停止伸出的情况，当需要收回滑动齿条时，通过第一处理器控制第一驱动电机反转，滑动齿条被收回。

电池管理模块包括防水型电池箱、电源、电源变换电路、显示电路、采样电路、第二处理器及脉宽调制控制器组成；防水型电池箱以及太阳能电池板通过螺纹连接固联于防晒基座顶端，电池管理模块工作时通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，经过升压、稳压处理后，由充电电路为负载供电。充电电池采用锂电池，锂电池采取开始恒流快速充电，待充电电池电压上升到设定值时，自动转入恒压充电的方式，并且这样有利于保存电池容量，输出过程中采用LED灯指示，系统中设计有完备的过流过压保护，避免充电电池因过度充电而损坏。具体来讲，太阳能电池板将太阳能转换为电能，PWM波控制开关管从而实现输出电压电流的改变，显示电路显示输出状态及大小，通过数据采集系统及转换并传给第二处理器做判断处理，从而实现电路的智能输出与控制，以解决太阳能充电电池在使用时由于太阳光的变化较大，其内阻又比较高，输出电压不稳定，输出电流较小和防止过充的问题。充电电池收纳于防水型电池箱之内，充分考虑了电池箱的防水性能，防水型电池箱结构上与防水型控制盒相似，防水型电池箱包含防水壳本体、防水壳前盖板，第三连接螺钉，第四连接螺钉，四氟圈，防水壳本体开口侧周缘设置有凹槽，防水壳前盖板周缘设置有凸起，防水壳本体凹槽与前盖板凸起相匹配，防水壳本体与防水壳前盖板通过凹槽和凸起卡接，并且壳体的凸起和前盖板凹槽之间设置有四氟圈，起到防水的功能。在连接时，连接螺钉依次通过防水壳前盖板螺纹孔和防水壳本体螺纹孔将防水壳本体和防水壳前盖板连接起来，螺钉依次通过防水壳底侧螺纹孔和防晒本体顶侧螺纹孔将防水型电池箱与防晒基座顶端连接起来。

橡胶吸盘通过连接螺栓固定设置在支撑杆件的下端，支撑杆体的上端通过螺纹与防晒基座1的底部连接，从而使整个防晒装置安装在汽车车顶上；支撑杆体包括上杆体、下杆体及定位螺栓，上杆体套设在下杆体上，上杆体与下杆体之间采用定位螺栓固定连接；上杆体及下杆体上沿轴线方向设置有若干个定位孔，定位螺栓穿设在定位孔中，通过调节定位螺栓在不同高度的定位孔，实现了基座支撑杆高度的调节，从而达到调节防晒基座与车顶之间高度的目的，避免了某些车型由于车顶安装有置物架导致防晒装置安装不便的问题，提高了防晒装置适用范围。

本发明配置有控制滑动齿条在滑轨底座中伸出与收回的第一驱动机构，配置有控制防晒卷帘展开与收回的第二驱动机构，配置有可吸附于汽车顶部实现固定且不对车身产生危害的支撑底座，从而保证防晒装置能够稳定和自动化的实现汽车防晒功能；同时配置有超声波测距模块以实现对滑动齿条在滑动底座中伸出量的控制，从而实现其防晒功能对绝大多数车型都适用的广泛适用性；配置有包含太阳能电池板的电源管理模块以实现防晒装置自我供能的功能。

以上所述仅为本发明的优选实施实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明精神和原则之内，所作的任何更改和同等替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。