一种可实现雨伞自动撑开和自动收拢的全自动雨伞

技术领域

本发明涉及一种能够同时实现雨伞自动撑开和自动收起的全自动雨伞，属于雨伞机电一体化控制技术领域。

背景技术

目前市面上使用的直骨伞或折叠伞主要有手动雨伞、半自动雨伞和全自动雨伞3种。手动雨伞是以双手操作来实现开伞，又以双手操作来实现收伞；半自动雨伞可实现开伞过程自动化，但在收伞过程中仍需双手操作；全自动雨伞可实现开伞过程自动化，但在收伞过程中，尽管通过一键操作可实现伞骨（伞面）的自动折叠，其伞杆的收缩仍需借助双手实现，其最大的缺点是在第一次开伞后，若想第二次开伞，必须先双手收缩伞杆，进而也带来了一定的不便。现有雨伞在实际使用中都需要使用双手操作来实现开伞或收伞的全过程，不能满足人们在实际使用雨伞过程中对解放单手束缚的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可实现雨伞自动撑开和自动收拢的全自动雨伞，能够通过单手操作伞柄上的开伞按键和收伞按键实现雨伞的自动撑开和收拢。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：一种可实现雨伞自动撑开和自动收拢的全自动雨伞，包括伞柄、伞骨、伞柱上杆、伞柱中杆和伞柱下杆，所述伞柱上杆、所述伞柱中杆和所述伞柱下杆滑动副连接，开伞弹簧一端固定在伞柱上杆的顶端，另外一端固定在伞柄的顶端，开伞弹簧贯穿所述伞柱上杆、所述伞柱中杆和所述伞柱下杆，所述伞骨上安装有收伞弹簧，所述伞柄的侧壁上安装有开伞按键和收伞按键，所述伞柄内依次设置有U型环、卡扣和电机，所述U型环一端与所述开伞按键连接，另外一端与固定在伞柄内腔上的限位弹簧连接，所述伞柱上杆的末端设置有凹槽突出结构，所述U型环上设置有凸起卡扣，所述伞柱上杆穿过所述U型环后通过凹槽突出结构和凸起卡扣的配合实现所述伞柱上杆位置的固定；所述卡扣上固定有卡扣拉绳，所述卡扣一端与所述收伞按键连接，另外一端在弹簧压片的作用下限位在卡扣限位槽内，所述伞柱上杆的顶端设置有上巢，所述伞柱上杆的外壁面上通过滑动副安装有滑块，所述上巢内设置有定滑轮，所述滑块上安装有动滑轮，所述卡扣拉绳穿过所述所述伞柱下杆、所述伞柱中杆、所述伞柱上杆、定滑轮后安装固定在所述动滑轮上。

上述方案中，所述电机的输出轴上安装有绕线轮，所述绕线轮上缠绕有电机拉绳，所述电机拉绳依次穿过所述伞柱下杆、所述伞柱中杆、所述伞柱上杆后固定在所述上巢上。

上述方案中，所述绕线轮的上方设置有拉绳线槽，所述电机拉绳的末端固定有限位挡块，所述拉绳线槽上设置有反功能开关片，所述反功能开关片与反功能开关信号连接，所述反功能开关用来控制所述电机的开关。

上述方案中，所述伞柄内还设置有电路板，所述凸起卡扣处安装有第一压力传感器，所述收伞按键处安装有第二压力传感器，所述卡扣限位槽处设置有第三压力传感器，所述电路板的信号输入端分别与所述第一压力传感器、所述第二压力传感器和所述第三压力传感器信号连接，所述电路板的信号输出端与所述电机信号连接。

上述方案中，所述电机的内部设置有自带锁止功能的减速器。

本发明的有益效果：（1）本发明采用了机电一体化控制技术，开伞时借助开伞弹簧的弹力，折叠伞骨依靠收伞弹簧的弹力，伞柱上杆、中杆和下杆的收缩依靠电机的驱动力，使用者只需单手轻按开伞按键或收伞按键即可，不需要使用双手操作即可轻松实现雨伞的自动撑开和自动收拢。（2）因采用了机电一体化技术，本发明涉及的伞柄机构在收伞过程中既实现了对伞面的收拢，同时借助电机的作用实现了对伞柱上杆、中杆和下杆的收缩，不仅操作方便而且使用时具有良好的操控性，特别适宜于一些身体不便，或力气较小的人使用。

附图说明

图1为雨伞完全收拢状态的结构示意图。

图2为伞柄内部结构I处局部放大图。

图3为伞柄C-C截面内部结构放大图。

图4为雨伞完全撑开状态的结构示意图。

图5为雨伞伞骨收拢状态的结构示意图。

图6为伞柄内部结构II处局部放大图。

图7为伞柄内部结构III处局部放大图。

图中：1、电机；2、反功能开关；3、电池；4、电机拉绳；5、电路板；6、弹簧压片；7、限位弹簧；8、U型环；9、滑块；10、动滑轮；11、开伞弹簧；12、收伞弹簧；13、伞骨；14、定滑轮；15、卡扣拉绳；16、上巢；17、开伞按键；18、卡扣；19、收伞按键；20、拉绳线槽；21、反功能开关片；22、绕线轮；23、伞柄；24、凸起卡扣；25、凹槽突出结构；26、第一压力传感器；27、第二压力传感器；28、第三压力传感器；29、伞柱上杆；30、伞柱中杆；31、伞柱下杆；32、限位挡块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行更详细的说明。

如图1至图6所示，一种能够同时实现雨伞自动撑开和自动收起的全自动雨伞是包括开伞模块、收伞模块和驱动模块的机电一体化机构，该开伞模块由开伞按键17、U型环8、限位弹簧7、卡扣18、卡扣拉绳15、定滑轮14和动滑轮10、滑块9、伞柄23、伞柱上杆29及位于伞柱内腔中的开伞弹簧11构成。所述伞柄23上端侧面开有2个槽孔，用以安装开伞按键17和收伞按键19。所述定滑轮14固定在伞柱上杆29顶端的上巢16内部，动滑轮10固定在滑块9上。所述U型环8固定在伞柄23内部，其内侧设计有凸起卡扣24，伞柱上杆29的下端外侧设计有凹槽突出结构25。所述限位弹簧7，在收伞状态下，可以将伞柱上杆29的凹槽突出结构25与U型环8内侧的凸起卡扣24搭接在一起实现对伞柱上杆29的限位。该收伞模块由收伞按键19、弹簧压片6、卡扣18、电机拉绳4、收伞弹簧12等构成。所述弹簧压片6，其作用是将卡扣18限位在卡扣限位槽内。

该驱动模块由电机1、反功能开关2、电池3、电机拉绳4、电路板5、拉绳线槽20、反功能开关片21、绕线轮22和压力传感器。压力传感器共设置于3处，分别是伞柱上杆29下端凹槽突出结构25上表面设置有第一压力传感器26，收伞按键19后面设置有第二压力传感器27，拉绳线槽20下端设置有压力传感器28，其作用是感应开伞过程或收伞过程是否达到极限位置。电路板5的作用是发送控制信号，控制电机1的动作。反功能开关2结合反功能开关片21的作用是控制电源3回路的开与关，从而控制电机1的动作。电机拉绳4一端固定在伞柱上杆29顶端的上巢16内，另一端缠绕在绕线轮22上且其末端设置有限位挡块32。绕线轮22的作用是控制电机拉绳4的张开和收缩。电机1的内部设置有自带锁止功能的减速器，其作用是在雨伞完全收拢状态下，控制电机拉绳4的惯性回弹。

本实施例提供的全自动雨伞的自动撑开和自动收起的详细过程如下所述。

图1为雨伞完全收拢状态的结构示意图，当需要开伞时，单手拇指按压开伞按键17，此时按键压力克服限位弹簧7的弹力，释放U型环8上的凸起卡扣24对伞柱上杆29下端凹槽突出结构25的限位（见图2、3），在开伞弹簧11的弹力作用下推动伞柱上杆29、伞柱中杆30、伞柱下杆31向外伸张（见图4）；与此同时，随着凸起卡扣24对凹槽突出结构25的限位释放，第一压力传感器26触发并感应到开伞动作（见图2），由电路板5发送信号驱动电机1反转释放电机拉绳4，电机拉绳4一端固定在伞柱上杆29顶端的上巢16内，另一端缠绕在绕线轮22上且其末端设置有限位挡块32（见图7），当伞柱上杆29、伞柱中杆30和伞柱下杆31向外完全伸张时，此时限位挡块32限位于拉绳线槽20的下槽内并触发反功能开关片21和反功能开关2切断电源回路，防止电机1继续转动；在第一压力传感器26触发的同一时刻，因卡扣18被弹簧压片6限位在卡扣限位槽内，伴随着伞柱上杆29、伞柱中杆30和伞柱下杆31向外不断的伸张，卡扣拉绳15借助于固定在上巢16上的定滑轮14和固定在滑块9上的动滑轮10的作用下不断拉紧滑块9上移，并克服收伞弹簧12的弹力，将伞骨13撑开（见图4），进而撑开伞面，完成整个自动开伞过程。

图4为雨伞完全撑开状态的结构示意图，当需要收伞时，单手拇指按压收伞按键19，此时按键压力克服弹簧压片6的弹力，将卡扣18从卡扣限位槽内释放，此时一端固定在卡扣18上的卡扣拉绳15因失去预紧力而无法克服收伞弹簧12的弹力，在收伞弹簧12弹力的作用下将伞骨13折叠收拢，同时推动滑块9下移，借助滑块9上动滑轮10和上巢16上定滑轮14的作用将卡扣拉绳15收缩，达到伞面完全收拢的目的（见图5）；在按压收伞按键19的同一时刻，触发第二压力传感器27，感应到收伞动作开始，电路板5发送信号驱动电机1正转拉动电机拉绳4，电机拉绳4在电机驱动力的作用下，克服开伞弹簧11的弹力，将伞柱上杆29、伞柱中杆30和伞柱下杆31收缩重叠在一起，同时电机拉绳4不断收缩于绕线轮22上面，当伞柱上杆29、伞柱中杆30和伞柱下杆31完全收缩时，卡扣18在电机驱动力作用下克服弹簧压片6的弹力而回归于卡扣限位槽内，并同时触发第三压力传感器28，感应到收伞动作结束，电路板5发送信号通过反功能开关2断开电源回路，电机1停止转动完成伞柱上杆29、伞柱中杆30和伞柱下杆31的完全收缩，实现同时自动折叠收拢伞骨（伞面）和自动收缩伞柱上中下三杆的目的（见图1）。