自力伞

技术领域

本发明涉及伞具领域，包含直杆伞、折叠伞，遮阳伞在日常生活中的应用。

背景技术

在日常人们的生活中，在使用伞具时，通常需要用两只手开收伞，特别是在收伞时。因此，有必要提供一种一只手开收的伞，方便人们日常的出行。

发明内容

基于此，有必要提供一种更方便的伞，只需要一只手操作，就可以把伞具撑开和合拢，解放另一只手。

自力伞，包括伞布、绕上巢圆周分布的多股伞骨，一股伞骨包括长骨及铁槽，多股伞骨绕上巢、下巢圆周分布，长骨、铁槽、上巢、下巢、中棒、卡销等构成支撑伞面的伞骨架组件。还包括动力传输机构，位移换向驱动机构。所述动力传输机构包括内外转接销、绳带、U型轴承、轴圆销、螺钉开、螺钉合等构件。所述位移换向驱动机构包括伞把、定位销、连杆、连接销、扳手、U型轴承、轴承销、轴承、轴销、弹性件一、弹性件二、固定销一、扳手座、拉钩、压杆、护板、弹性件三、滑销、拖块、螺钉等构件组成。还有，在所述位移换向驱动机构驱动伞骨架开合过程中，弹性件二在位移换向驱动机构驱动伞开合时起力的平衡作用，弹性件二的连接件包括拉钩、拉钩座、固定销二等。

所述位移换向驱动机构提供正反两个方向、独立、可持续的动力，把旋转位移转化成线性位移，位移换向驱动机构是可以变异的，根据扳手连接的方式是固定还是活动的，位移换向驱动机构分为活动式位移换向驱动机构与固定式位移换向驱动机构。所述动力传输机构传递所述位移换向驱动机构的动力驱动撑开、合拢伞骨架，动力传输机构是可以变异的，根据绳带的拖动方式分为单边拖边或双边拖动，单边拖动动力传输机构应用于活动式位移换向驱动机构，双边拖动动力传输机构应用于固定式位移换向驱动机构；在与所述扳手销槽圆弧同圆心的圆中，根据所述扳手销槽占据该圆象限的位置，分为固定式和扩展式，所述扳手销槽分布在相邻的两个象限内，为固定式分布；所述扳手销槽跨越多象限分布的为扩展式分布，不同的分布方式构成了所述扳手销槽的变异结构。同时，所述扳手以所述连接销为旋转中心旋转运动的圆中，所述扳手销槽同样的分为固定式和扩展式分布，分布在该圆的不同象限。

在其中一个实施例中，所述下巢设有中棒孔、铁槽槽、转接销槽、卡销槽、铁槽座等零件特征；所述下巢套设在所述中棒上且沿所述中棒滑动；固定连接在所述下巢转接销槽内的所述内外转接销，碰到所述中棒转接销槽的限位边时，所述下巢的下移被限位，所述下巢的位置为开伞位置，设为K点，在开伞状态下，所述铁槽与所述中棒的夹角X≤90°，所述下巢的下移撑开所述伞骨架；所述下巢沿所述中棒上移，在所述铁槽拉动所述长骨合拢、所述下巢趋近或进入所述上巢上的零件特征下巢座时，所述下巢不能继续沿所述中棒向上移动，所述下巢停在所述中棒上的位置，为合伞位置，设为H点，所述下巢的上移合拢所述伞骨架，KH两点距离，为所述下巢沿所述中棒的位移的行程，是伞骨架开、合伞的位移行程。

在其中一个实施例中，所述长骨设有销孔一、销孔二的零件特征；所述卡销穿过长骨销孔一与所述长骨铰接组成一个组件，设为长骨组件。

在其中一个实施例中，所述铁槽一端铰接在所述下巢，所述铁槽另一端铰接在所述长骨上，开伞时所述下巢沿所述中棒滑动下移，所述铁槽一端随所述下巢的下移旋转下移，所述铁槽另一端绕所述长骨旋转上移，所述铁槽撑开所述长骨；合伞时所述下巢沿所述中棒滑动上移，所述铁槽一端随所述下巢的上移旋转上移，所述铁槽另一端绕所述长骨旋转下移，所述铁槽与所述长骨靠近合拢，且所述铁槽合拢后被所述下巢铁巢座向外顶住，以免所述铁槽向内的晃动；所述铁槽与所述卡销组成铁槽组件。

在其中一个实施例中，所述卡销的材料具弹性、造型易变形，在安装时，所述卡销自身材料因变形产生的应力，使其牢固安装在所在的位置。所述卡销与所述长骨铰接，组成的长骨组件安装在所述上巢卡销槽；所述卡销与所述铁槽铰接组成的铁槽组件，安装在所述下巢卡销槽。

在其中一个实施例中，所述绳带在单边拖动方式下，两端绕两个U型轴承拉动；所述绳带在双边拖动方式下，只一端绕U型轴承滑动。根据开合伞的运动轨迹和方向，所述绳带设有开伞边与收伞边；所述绳带开伞边的运动轨迹分为绳带开一、绳带开二、绳带开三、绳带开四、绳带开五；所述绳带合伞边分为绳带合一、绳带合二、绳带合三、绳带合四的等运动轨迹段特征；所述绳带单边与所述内外转接销、所述轴销固定连接；所述绳带的连接方式可以实现单边拖动与双边拖动的驱动方式，驱动所述绳带移动，在所述绳带单边拖动的动力传输机构中，所述轴销是动力输入端，内外转接销是动力输出端。在所述绳带双边拖动动力传输机构中，动力输入端是顺时针或逆时针旋转的所述扳手，固定连接在所述扳手上的所述螺钉开、螺钉合，拖动所述绳带两边开伞边、合伞边运动；动力输出端是所述内外转接销；所述绳带的周长＞150mm,起到远距离的传递位移换向驱动机构的作用力作用。

在其中一个实施例中，所述内外转接销在所述中棒内部固定在所述绳带一边，穿过所述中棒转接销槽后，在所述中棒外部穿过下巢转接销槽固定在所述下巢上。隔着所述中棒从里到外把所述绳带与所述下巢串联起来在一个平面运动。

在其中一个实施例中，所述中棒设有转接销槽、轴销孔、下固定孔、限位边、连接螺纹等零件特征，所述内外转接销在所述中棒转接销槽内滑动，所述内外转接销与所述中棒转接销槽构成滑动连接机构，所述上巢通过连接螺纹与所述中棒连接。

在其中一个实施例中，所述上巢与所述中棒通过螺纹连接，所述上巢开设有连接螺纹、压布槽、长骨槽、卡销槽、下巢座、中棒孔、铁槽座等零件特征。所述下巢，在合伞时趋近或进入所述下巢座，所述铁槽也趋近或进入上巢铁槽座,所述上巢铁槽座向下顶住进入所述上巢铁巢座的铁槽，以免所述铁槽向外晃动；所述伞布收拢固定在所述上巢压布巢中，所述伞布依附于所述上巢上，所述上巢固定支撑伞布；所述上巢在所述伞布外面，具备遮风挡雨功能且最大外形尺寸大于20mm，所述上巢与所述伞布接合起来，实现伞具遮风挡雨的功能。

在其中一个实施例中，所述伞把是自力伞的基础结构件，设有中棒座、固定孔、连杆孔、销孔一、扳手槽、平台、中空室、销孔二、轴销孔、拉孔等零件特征。P是伞把向上方向的轮廓面。所述中棒安装在所述伞把中棒座上；所述中空室，作为位移换向驱动机构的安装空间；所述平台，为所述轴承在所述伞把中空室内滚动的平台；所述扳手槽，为所述扳手安装在所述伞把上的空间；所述连杆孔，为所述连杆通过所述定位销穿过所述连杆孔与所述伞把铰接固定；所述销孔一，为所述弹性件一一端通过所述固定销一固定在所述伞把销孔一；所述所述伞把销孔二，为所述弹性件二一端通过所述固定销二固定在所述销孔二；所述轴承销铰接在所述轴销孔；所述拉钩座固定在所述伞把中空室内。

在其中一个实施例中，所述连杆通过所述定位销穿过所述连杆销孔一、所述伞把连杆孔，把所述连杆与所述伞把铰接起来，所述连杆销孔一中心、所述定位销中心、所述伞把连杆孔中心，在平面上合在一起，设为E点；所述连杆绕所述定位销旋转，即绕E点旋转；所述连杆通过所述连接销穿过所述扳手销孔一、所述连杆销孔二与所述扳手铰接，铰接中点即为D点,是所述扳手旋转中心；所述连杆定位位移换向驱动机构的安装位置，是所述扳手旋转的支点，同时自身也绕所述伞把旋转。

在其中一个实施例中，所述扳手设有销孔一、销孔二、销槽、轴承槽、手指弧面、销槽中线、线带槽、凸台、螺孔、滑销孔、绳带孔等零件特征；所述扳手实体部分即为凸台，在所述扳手绕连接销旋转的圆中，非凸台部分就为凹陷结构；所述手指弧面是用手推按所述扳手的接触面，接触点设为O点。所述扳手销槽，槽状，是承受驱动所述扳手旋转的受力点；所述连接销穿过所述连杆销孔二、所述扳手销孔一，把所述连杆与所述扳手铰接起来，所述扳手销孔一中点、所述连杆销孔二中点、所述连接销的中点，在平面上合在一起为D点，为所述扳手旋转的中心；所述扳手销孔一，位置在所述扳手销槽AB两端之间的区域，即D点在所述扳手销槽AB两端之间的区域，且所述扳手销孔一中点与所述扳手销槽中线的距离≥3mm；所述轴承槽，为所述U型轴承、压杆在所述扳手的安装空间；所述手指弧面，在开合伞时，手指推按所述手指弧面，加大手指与所述扳手的接触面积。所述销槽中线，为叙述方便设置的参考线，为所述扳手销槽的中线；所述扳手销一与所述连接销铰接，固定在所述伞把上；所述销孔二与所述轴承销铰接，在所述扳手旋转时，所述轴承销把所述扳手的旋转位移转化成所述轴承销的线性位移；在与所述扳手销槽圆弧同圆心的圆中，所述扳手销槽分布在该圆的不同象限；同时，在所述扳手以所述连接销为旋转中心旋转的圆中，所述扳手销槽跨越该圆的不同象限。所述扳手销槽与所述扳手轴承槽是所述跨象限运动组件运动的区域；所述扳手滑销孔在所述扳手销槽象限分界线上，与所述滑销铰接。所述扳手绳带绕在所述扳手凸台上，规整所述绳带；所述扳手凸台是所述扳手上突出块，同时，在所述扳手以所述连接销为旋转中心展开的旋转运动形成的圆形区域中，整个所述扳手实体部分是凸台，是突出块，而该旋转运动形成的圆形区域中的非实体部分为凹陷部分，用实体的凸台与非实体的凹陷，所述扳手形成高低不平的结构，所述绳带沿这种高低不平的结构缠绕，能够加长或缩短所述绳带缠绕的长度；在所述扳手的旋转运动中，所述扳手一边拉动绕在所述扳手凸台上的绳带沿所述扳手轮廓缠绕，在所述扳手的外形轮廓上收集储存所述绳带；因扳手旋转方向的不同，原来绕在所述扳手凸台上的所述绳带，从所述扳手外形轮廓上脱离，从所述扳手外形轮廓上输出释放出所述绳带。所述扳手的旋转，通过所述扳手外形轮廓对所述绳带一边的缠绕收集存储所述绳带；所述扳手的旋转，通过所述扳手外形轮廓与所述绳带另一边的脱离，输出释放所述绳带；所述扳手对所述绳带一边拉，另一边放，形成所述绳带的线性位移，把所述扳手的旋转位移转换成所述绳带的线性位移，是启动伞的撑开与合拢位移行程。

在其中一个实施例中，所述U型轴承安装在所述扳手轴承槽内，所述U型轴承有U型槽、销孔的零件特征；所述轴承销穿过所述U型轴承销孔与所述U型轴承铰接，所述U型轴承与所述轴承销组合而成跨象限运动组件；所述轴承销安装在所述扳手销槽，沿所述扳手销槽旋转滑动；所述U型轴承中点、所述轴承销中点与所述弹性件一作用力施加在所述U型轴承和所述轴承销组件的中点在平面上合在一起，设为G点，所述G点的移动即所述U型轴承中点、所述轴承销中点及所述弹性件一作用力施加在所述U型轴承和所述轴承销组件中点的移动，所述轴承销的轨迹即G点轨迹，即所述U型轴承和所述轴承销组件中点的轨迹。

在其中一个实施例中，所述护板，设有挡板、空槽、销孔、拉孔的零件特征。所述护板销孔与所述连接销铰接，所述护板空槽，是设置避让所述扳手的空间；所述护板挡板是与所述扳手接触，对所述扳手施加作用力；所述护板拉孔，是通过拉钩固定所述护板拉簧的位置。所述护板通过人力，手动驱动旋转，在旋转的同时，所述护板挡板推动所述扳手的旋转。所述护板与所述扳手同轴旋转，都绕所述连接销旋转。

在其中一个实施例中，所述滑销与所述扳手滑销孔铰接，穿过所述压杆滑销槽，与所述压杆滑销槽滑动连接，所述滑销是所述压杆发挥杠杆作用时的支撑点，同时所述压杆绕所述滑销旋转。

其中一个实施例中，所述压杆设有轴承座、滑销槽、伸出块、拉孔的零件特征，U型轴承安装的所述压块轴承座，所述滑销与所述压杆滑销槽滑动连接，所述弹性件一的一端通过拉钩连接在所述压杆拉孔上；所述压杆安装在所述扳手轴承槽内；所述弹性件一拉动所述压杆，所述U型轴承安装在所述压杆上，所述U型轴承沿所述扳手销槽旋转滑动，所述压杆随所述U型轴承沿所述扳手销槽的旋转滑动而移动，同时，所述压杆与所述U型轴承安装在所述扳手轴承槽，所述压杆与所述U型轴承随所述扳手的旋转而旋转。所述滑销沿所述压杆滑销槽滑动。所述压杆伸出块，是所述压杆随所述扳手旋转时，伸出来的一段运动轨迹，在所述压杆同时随所述U型轴承沿所述扳手销槽旋转滑动而移动时，所述压杆伸出块伸出来的这一段运动轨迹与随所述扳手旋转的轨迹不完全相同，在启动所述压杆随所述扳手旋转时，所述压杆伸出块处于所述扳手轴承槽内，随着所述扳手进一步的旋转，所述压杆伸出块伸出所述扳手轴承槽外，伸出所述扳手实体之外，被与所述扳手旋转轨迹相同的所述护板抵压，被人力用手推动的所述护板再抵压推动所述压杆伸出块，所述压杆一端是所述压杆轴承座，安装U型轴承，另一端通过所述压杆拉孔被所述弹性件一拉住，中间是所述压杆滑销槽，与所述滑销滑动连接，所述滑销支撑所述压杆中部，所述压杆中部被所述滑销支撑，两端都是活动的，所述压杆即是一根杠杆。

在其中一个实施例中，所述弹性件一一端铰接在所述固定销一上，所述固定销一铰接在所述伞把销孔一上，另一端固定连接在所述U型轴承的U型槽上或通过拉钩固定在所述压杆拉孔上，所述弹性件一施加在所述U型轴承与所述轴承销组件中点的力，驱动所述轴承销沿所述扳手销槽旋转滑动；同时所述弹性件一把施加在所述U型轴承和轴承销组件中点G点的力，也施加到所述扳手销槽上，因为所述弹性件一两端都是有连接的，所以所述弹性件一施加在所述U型轴承和轴承销组件中点G点驱动所述扳手旋转的作用力，就是力矩，驱动所述扳手绕D点旋转；旋转的方向根据所述弹性件一通过跨象限运动组件施加到所述扳手销槽的作用力所在象限的位置来确定；用手推动所述扳手旋转的作用力与所述弹性件一施加在所述跨象限运动组件中点G点的作用力，共同施加在所述轴承销上，驱动所述轴承销沿所述扳手销槽跨象限旋转滑动；所述弹性件一施加在所述跨象限运动组件中点G点的作用力，也同时施加到所述扳手销槽驱动所述扳手的旋转，当驱动所述扳手旋转的方向发生改变时，所述跨象限运动组件中点所在所述扳手销槽上的位置，即为C点。

其中一个实施例中，在与所述扳手旋转中心同心的圆上，CD连线，设为该圆的象限分界线；以所述扳手旋转中心D点为原点，建立笛卡尔坐标系，设CD连线是所建的笛卡尔坐标系的X轴，所述伞把中线为Y轴。所述扳手销槽分布在第一象限与第四象限，也不局限于第一象限、第四象限。G点是所述U型轴承中点、所述轴承销中点、所述弹性件一作用力施加在所述U型轴承和所述轴承销组件的中点。

其中一个实施例中，在与所述扳手销槽圆弧同圆心的圆中，所述扳手销槽占据该圆的第一象限与第四象限或者第二象限与第三象限。

在其中一个实施例中，所述轴承设有销孔的零件特征；所述轴销穿过所述轴承销孔、所述扳手销孔二；所述轴销把所述扳手、所述轴承铰接起来且与所述绳带固定连接；所述轴承在所述伞把平台上旋转滚动，受所述扳手的旋转推动产生线性位移；由于所述轴承与所述扳手的铰接，所述扳手的旋转转化成所述轴承的线性位移；所述扳手旋转的弧长转化成所述轴承位移的行程。所述轴承的线性位移，再拖动轴销的线性位移，拖动与之固定连接的所述绳带的线性位移。

在其中一个实施例中，所述轴销穿过所述扳手销孔二、所述轴承销孔，把所述扳手、所述轴承铰接在一起并与所述绳带固定连接；所述扳手销孔二中点、所述轴承中点、固定连接在所述轴销上的所述绳带中点、所述轴销中点，在平面上合在一起，设为F点；F点是所述轴承滚动的中点，是所述扳手绕所述轴销旋转的中点；所述扳手的旋转转化成所述轴承的线性位移，就是F点的位移；所述扳手旋转的弧长转化成所述轴承位移的行程，就是F点位移的行程；所述轴承的线性位移，再拖动轴销的线性位移，再拖动与轴销固定连接的所述绳带的位移，所述绳带的位移拖动所述内外转接销的位移，所述内外转接销的位移拖动所述下巢的位移,所述下巢开合伞的位移，受到所述轴承位移的驱动，当所述轴承拖动所述下巢到开伞位置时，所述F点所在的位置设为点K’ 当所述轴承拖动所述下巢到合伞位置时，所述F点所在的位置设为点H’，K’H’两点之间的距离与所述下巢开合伞的位置KH两点的距离相等，即K’H’=KH。

在其中一个实施例中，所述弹性件二一端固定连接在所述轴销上，另一端固定连接在所述固定销二，所述固定销二固定连接在所述伞把销孔二上，在合伞状态下，弹性件二储存弹力，在开伞时释放弹力。

其中一个实施例中，P是伞把向上方向的轮廓面，CP之间的距离≥10mm；D点为所述扳手绕所述连接销的旋转中心，CD两点之间的距离≥3mm。

在其中一个实施例中，所述动力传输机构由所述绳带、所述内外转接销、U型轴承、轴圆销等组成，把在所述中棒内部的位移换向驱动机构的动力，传递到所述中棒外部的所述伞骨架，实现内连外传的功能。

本发明提供的自力伞，向上推动扳手，扳手绕连杆旋转，同时扳手在伞把平台上作线性位移，扳手的线性位移带动动力传输机构的下移，动力传输机构再带动下巢的下移，撑开伞骨架；向下扳动扳手，扳手绕连杆反向旋转，同时扳手在伞把平台上作线性位移，扳手的线性位移带动动力传输机构的上移，动力传输机构的上移，再带动下巢的上移，推合伞骨架。详细说明如下。

附图说明

图1开伞状态A-A剖视图

图2为伞结构分解图

图3为图1细节A放大图

图4为图3细节C放大图

图5为图1细节B放大图

图6为开伞状态位移换向驱动机构结构图

图7为伞开合一半的位置结构图

图8合伞状态A-A剖视图

图9为图8细节D放大图

图10为图8细节E放大图

图11为长骨组件与上巢、铁槽组件与下槽安装结构示意图

图12为变异结构一开伞结构破断图

图13为变异结构一伞开合一半位置结构破断图

图14为变异结构一合伞结构破断图

图15为为变异结构二开伞状态位移换向驱动机构结构图

图16为为变异结构二开伞结构破断图

图17为为变异结构二合伞过程中提前跨越象限分界线结构图

图18为为变异结构二图1细节B合伞结构图

图19为为变异结构二开伞过程中提前跨越象限分界线结构图

图20为变异结构三开伞状态

图21为变异结构三合伞状态

附图标记，见下表。带小数点的标号，为小数点前整数标号所代表的零件的特征；多个标号叠在一起，表示标号元件或特征有配合关系。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“前”、“后”、“内”、“外”、“左”、“右”、“上”、“下”、“中”、“直线”、“线性”、“水平”、“垂直”、“顺时针”、“逆时针”、“高”、“低”“大”、“小”、“重合”、“中点”、“中心”、“等于”、“居中”、“过盈配合”、“过渡配合”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。为叙述方便，以从上巢到伞把的方向，定义为向下，相反的方向，定义为向上。以中棒的中轴线为纵向，垂直中棒中轴线的方向为横向，与中棒中轴线不平行有角度的斜线所在的方向为斜，向中棒中轴线的方向为向内或居中，反之刚为向外。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本发明所列出的实施方式可通过其他的各各种方式来实施，能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种省略、替换、变更、叠加。这些实施方式及其变形包含在本发明的范围及主旨之内，同样地包含在权利要求书中记载的发明和其等同范围内。

请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图9、图10、图11。

中棒130固定在伞把140上，设有轴销孔130.1、下固定孔130.2、转接销槽130.3、限位边130.4、连接螺纹130.5等零件特征，限位边130.4是转接销槽130.3的下底边。中棒130落座于伞把中棒座140.1，通过中棒下固定孔130.2与伞把固定孔140.2固定连接。中棒130是中空的，动力传输机构内置于中棒130中。内外转接销210在中棒转接销槽130.3内滑动，两者在结构上构成滑动连接关系。开伞时内外转接销210滑动到转接销槽130.3的限位边130.4时，内外转接销210向下的移动被限位，不能下移。上巢连接螺纹110.4与在中棒连接螺纹130.5螺纹连接。上巢110设有外弧面110.2、连接螺纹110.4、压布槽110.5、长骨槽110.7、卡销槽110.8、下巢座110.9、中棒孔110.A、铁槽座110.D等零件特征，上巢110最大外形尺寸大于20mm。合伞过程中，下巢120进出下巢座110.9时，铁槽200抵近上巢铁巢座110.D。伞布收拢在上巢压布槽110.5中固定，伞布收拢固定在上巢压布巢110.5中，伞布依附于上巢110上，上巢110在伞布外面，具有遮风挡雨功能。在上巢110，卡销111与长骨190铰接后，卡销111放置在上巢卡销槽110.8内。每一组长骨组件对应伞骨架伞骨的股数，方便单独对每一股伞骨的安装与拆卸。

请参阅图7、图8、图9、图10、图11，下巢120通过中棒孔120.1套设在中棒130上，沿中棒130滑动，下巢120是开合伞骨架过程中的直线运动元件，设有中棒孔120.1、铁槽槽120.2、转接销槽120.3、卡销槽120.4、铁槽座120.D等零件特征。内外转接销210固定连接在下巢转接销槽120.3内，下巢120是内外转接销210的安装载体。铁槽200设有销孔一200.1、销孔二200.2的零件特征，铁槽200与卡销111组成铁槽组件，铁槽200插入下巢铁槽槽120.2，卡销111与铁槽销孔一200.1铰接后，卡销111安装在下巢卡销槽120.4内，铁槽200另一端通过铁槽销孔二200.2与长骨销孔二190.2铰接。卡销111与长骨销孔一190.1铰接，安装在上巢卡销槽110.8内，卡销111与铁槽200组成的铁槽组件对应伞骨架伞骨的股数，方便单独对每一股伞骨的安装与拆卸。

开伞时，下巢120向下位移，推动铁槽200撑开长骨190，固定连接在下巢转接销槽120.3内的内外转接销210一同下移，当内外转接销210到达中棒转接销槽130.3的限位边130.4，向下的位移被限制，作为内外转接销安装载体的下巢120也一同被限制下移，下巢120到达开伞的位置K点；合伞时，下巢120远离中棒转接销槽130.3的限位边130.4向上位移，拉动铁槽200合拢长骨190，下巢120趋近或进入下巢座110.9时，下巢120到达合伞位置H点。

请参阅图1、图2、图3、图4，伞骨架包含多股伞骨，一股伞骨包含长骨190与铁槽200，多股伞骨沿上巢110圆周分布，伞骨架由长骨190、铁槽200、上巢110、下巢120、中棒130、卡销111、等元件构成；铁槽200一端铰接在下巢上，另一端铰接在长骨190上，铁槽200的连接在下巢120与长骨190之间；伞骨架在开伞时，铁巢200受下巢120驱动，下巢120沿中棒130下移，铁槽200铰接在下巢120的一端随下巢120的下移而旋转下移，铁槽200铰接在长骨190的另一端随下巢120的下移而旋转上移，铁槽200撑开长骨190；伞骨架在合伞时，铁巢200受下巢120驱动，下巢120沿中棒130上移，铁槽200铰接在下巢120的一端随下巢120的上移而旋转上移，铁槽200铰接在长骨190的另一端随下巢120的上移而旋转下移.铁槽200拉拢长骨190。

请参阅图5、图6、图10，单边拖动动力传输机构包括内外转接销210、绳带220、U型轴承170、轴圆销172等构件，动力传输机构在中棒130内运动。

绳带220是封闭状，两端绕在两个U型轴承170上，动力传输机构与活动式位移转换机构的连接是绳带220与轴销231的连接，活动式位移换向驱动机构对动力传输机构的驱动通过驱动轴销231来带动固定在轴销231上的绳带220的移动来实现的，根据开合伞的运动轨迹，设有绳带开一220.1、绳带开二220.2、绳带开三220.3、绳带开四220.4、绳带开五220.5；绳带合一220.A、绳带合二220.B、绳带合三220.C、绳带合四220.D、绳带合五220.E的等绳带运动轨迹段特征；绳带220单边与内外转接销210、轴销231固定连接，绳带220的长度＞150mm,能够远距离的传递位移换向驱动机构的作用力。内外转接销210在中棒130内部固定连接在绳带220上，再穿过中棒转接销槽130.3后，在中棒130外部，穿过下巢转接销槽120.3，固定连接在下巢120上。内外转接销210沿中棒转接销槽130.3滑动，隔着中棒130从里到外把绳带220与下巢120串联起来在一个横向平面运动，把动力传输机构与伞骨架连接起来。轴销231穿过轴承销孔230.1、扳手销孔二160.2，把轴承230、扳手160铰接起来；绳带220固定连接在轴销231上，把动力传输机构与位移换向驱动机构连接起来。轴销231把轴承230、扳手160的铰接连接，使轴承230的位移也带动绳带220一同位移。绳带220的长度＞150mm,起到远距离的传递作用。根据绳带的拖动方式分为单边拖边与双边拖动，单边拖动动力传输机构应用于活动式位移换向驱动机构，双边拖动动力传输机构应用于固定式位移换向驱动机构。

活动式位移换向驱动机构由伞把140、定位销250、连杆150、连接销251、扳手160、U型轴承170、轴承销171、轴承230、轴销231、弹性件一180、固定销一261等构件组成，扳手160与轴销231铰接在一起的轴承230的滚动位移而移动，且又绕连接销251旋转而有多个自由度，是活动的，在位移换向驱动机构中的扳手160是这种活动式连接结构，就是活动式位移换向驱动机构。伞把140是自力伞的基础构件，是所有构件的安装基础，定位各自构件的安装位置。伞把140上设有中棒座140.1、固定孔140.2、连杆孔140.3、销孔一140.4、扳手槽140.5、平台140.6、中空室140.7、销孔二140.8、轴销孔等零件特征。P是伞把向上方向的轮廓面。连杆150设有销孔一150.1及销孔二150.2的零件特征；伞把连杆孔140.3定位了所述扳手的位置；伞把销孔一140.4定位、固定了弹性件一180的位置；伞把平台140.6为轴承230滚动支撑面，支撑轴承230在伞把平台140.6上的滚动，转化成轴承230的位移。

扳手160在伞把扳手槽140.5内活动，设有销孔一160.1、销孔二160.2、销槽160.3、轴承槽160.4、手指弧面160.5、销槽中线160.6、绳带槽160.7、凸台160.8等零件特征，扳手销孔一160.1，位置在销槽160.3AB两端之间的区域，且扳手销孔一160.1中点与销槽中线160.6的距离≥3mm，D点为扳手销孔一160.1、连接销251中点；扳手手指弧面160.5，是在开合伞过程中，用手推按扳手160的接触面，接触点是O点。

定位销250穿过伞把连杆孔140.3与连杆销孔一150.1，把伞把140与连杆150铰接起来。伞把连杆孔140.3中点、定位销250中点、连杆销孔一150.1中点在平面上合在一起，设为E点，连杆150绕定位销旋转即绕E点旋转。连接销251穿过连杆销孔二150.2与扳手销孔一160.1，把连杆150与扳手160铰接起来，连杆销孔二150.2中点、扳手销孔一160.1中点、连接销251中点在平面上合在一起，设为D点。扳手160绕连接销251旋转即为绕D点旋转。

轴销231穿过轴承销孔230.1、扳手销孔二160.2，把扳手160与轴承230铰接起来，绳带220固定连接在轴销231上。轴承230沿伞把平台140.6滚动，受扳手160的旋转推动产生线性位移。固定在轴销231上的绳带220中点、扳手销孔二160.2中点、轴承230的中点、轴销231中点在平面上合在一起，设为F点，F点的移动是固定在轴销231上的绳带220中点、扳手销孔二160.2中点、轴承230中点、轴销231中点的移动; F点是轴承230滚动的中点，是扳手160绕轴销231旋转的中点。

由于扳手160绕D、F点旋转，轴承230与扳手160铰接且受扳手160的旋转推动产生线性位移，即扳手160的旋转转化成轴承230在伞把平台140.6上的线性位移；扳手160旋转的弧长转化成轴承230位移的行程。扳手160的旋转转化成轴承230的线性位移，就是F点的位移；扳手160旋转的弧长转化成轴承230位移的行程，就是F点位移的行程；轴承230的线性位移，拖动轴销231的位移，再拖动与之固定连接的绳带220的位移，绳带220的位移拖动内外转接销210的位移，内外转接销210的位移拖动下巢120的位移,下巢120开合伞的位移，受到轴承230位移的驱动，当轴承230拖动下巢120到开伞位置时，F点所在的位置设为点K’ 当轴承230拖动下巢120到合伞位置时，F点所在的位置设为点H’，K’H’两点之间的距离与下巢120开合伞的位置KH两点的距离相等，即K’H’=KH。（图5、图6、图10）

U型轴承170放置在扳手轴承槽160.4内运动，轴承销171穿过U型轴承销孔170.2放置在扳手销槽160.3内，沿扳手销槽160.3旋转滑动，U型轴承170在扳手轴承槽160.4内随轴承销171沿扳手销槽160.3运动。U型轴承170与轴承销171组合成一个跨象限运动组件，弹性件一180一端固定连接在U型轴承U型槽170.1内，另一端固定连接在固定销一261上，固定销一261固定连接在伞把销孔一140.4。弹性件一180施加在U型轴承170与轴承销171组件中点的力，驱动轴承销171沿扳手销槽160.3旋转滑动；同时，弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，也施加到扳手销槽160.3上，驱动扳手160绕D点连接销251旋转。U型轴承170中点、轴承销171中点与弹性件一180作用力施加在U型轴承170与轴承销171组件的中点在平面上合在一起，设为G点，G点的移动即U型轴承170中点、轴承销171中点及弹性件一180作用力施加在U型轴承170和轴承销171组件中点的移动。C点是一个动态点，用手推动扳手160旋转的作用力与弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，共同施加在轴承销171上，驱动轴承销171沿扳手销槽160.3跨象限旋转滑动时，弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，也同时施加到扳手销槽160.3驱动扳手160旋转，当扳手160旋转的方向发生改变时，U型轴承170与轴承销171组成的跨象限运动组件中点所在扳手销槽160.3上的位置，即为C点。在扳手160旋转中心同心的圆中，扳手销槽160.3分布在该圆的第一象限与第四象限且不局限于第一象限、第四象限，CD两点连线是象限的分界线。以扳手160旋转中心D点为圆心，建立笛卡尔坐标系，设CD连线是所建的笛卡尔坐标系的X轴，扳手销槽160.3分布在第一象限与第四象限且不局限于第一象限、第四象限。G点是U型轴承170中点、轴承销171中点、弹性件一180作用力施加在U型轴承170和轴承销171组件的中点，G点在该平面坐标系中数值的变化，根据G点所在圆的象限的位置变化。扳手销槽160.3两端用A、B两点表示，A、B两端点不局限于设置在第一、第四象限，仅为扳手销槽160.3两端点的叙述而举例，因为扳手销槽160.3也可延伸到其它象限。扳手销槽160.3上的C点，距离伞把向上方向的轮廓面P的距离≥10mm，即扳手160所在的位置距离伞把向上方向的轮廓面P的距离≥10mm。D点为扳手销孔一160.1与连接销251的中点，CD两点之间的距离≥3mm。

弹性件二181一端固定连接于轴销231上，另一端固定连接于固定销二262上,固定销二262固定连接在伞把销孔二140.8，弹性件二181的弹力小于弹性件一180的弹力。弹性件二181在合伞时，储存弹力，是弹性件一180合伞拉力的阻力；在开伞时释放弹力，助力弹性件一180开伞的拉力。在位移换向驱动机构驱动伞骨架开合过程中，弹性件二181平衡位移换向驱动机构驱动开合伞的力。

开伞过程，请参阅图7、图8、图9、图10。

开伞之前，伞骨架处于合拢状态。G点是U型轴承170中点、轴承销171中点、弹性件一180作用力施加在U型轴承170和轴承销171组件的中点，在扳手销槽160.3上，与B点靠拢，远离A点；铁槽200与长骨190合拢, 下巢120趋近或进入下巢座110.9,铁槽200被下巢铁槽座120.D向外顶住，以免铁槽向内的晃动;铁槽200也趋近或进入上巢铁槽座110.D,上巢铁槽座向下顶住进入铁巢座110.D的铁槽，以免铁槽向外晃动，下巢120位于H点；内外转接销210远离中棒转接销槽130.3的限位边130.4；F点是固定在轴销231上的绳带220中点、扳手销孔二160.2中点、轴承销孔230.1的中点、轴销231中点，F点位于H’点。弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，也施加在扳手销槽160.3上，对扳手160施加顺时针旋转的作用力，这个作用力的方向与轨迹是由固定销一261、G点、扳手销槽160.3、F点、绳带220、内外转接销210、下槽120，驱动铁槽200与长骨190的合拢，保持各元件运动形态的稳定，保持、锁住伞骨架合拢状态。

请参阅图3、图4、图5、图6、图7，用手向上推扳手手指弧面160.5，推动扳手160绕D点连接销251逆时针旋转，手与扳手手指弧面160.5的接触点O点也开始逆时针旋转的轨迹，位移换向驱动机构启动开伞过程。由于合伞状态时，弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，施加到扳手销槽160.3驱动扳手160是顺时针旋转的作用力、锁住合伞的状态的；用手向上推扳手手指弧面160.5驱动扳手160在伞把扳手槽140.5内，克服弹性件一180的施加在扳手160相反方向旋转的作用力，弹性件二181开始释放弹力，绕D点连接销251逆时针旋转。扳手160绕D点逆时针旋转，也绕F点逆时针旋转，连杆150也绕E点定位销250旋转。弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，与用手推动扳手160逆时针旋转的共同作用力下，驱动轴承销171沿扳手销槽160.3顺时针方向旋转滑动，趋近A点远离B点，U型轴承170随轴承销171移动。此阶段，弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，也同时施加到扳手销槽160.3驱动扳手160旋转的方向是顺时针。用手向上推扳手手指弧面160.5，推动扳手160绕D点连接销251旋转的方向是逆时针，而弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，也同时施加到扳手销槽160.3驱动扳手160旋转的方向是顺时针，两者方向相反，用手向上推扳手手指弧面160.5，施加在扳手160上的作用力的力大于弹性件一180施加到扳手160上的作用力，扳手160沿用手施加到扳手160上的作用力方向绕D点逆时针旋转。

由于在F点的轴承230沿伞把平台140.6滚动，扳手160绕D点连接销251、F点轴销231逆时针的旋转驱动轴承230沿伞把平台140.6向下的滚动，扳手160绕D点连接销251逆时针的旋转转化成轴承230在伞把平台140.6向下的滚动位移，即扳手160逆时针的旋转转化成轴承230在伞把平台140.6向下的线性位移；扳手160逆时针旋转的弧长转化成轴承230向下位移的行程。

F点是扳手销孔二160.2中点、轴承230中点、固定在轴销231上的绳带220中点、轴销231中点，轴销231穿过扳手销孔二160.2、轴承销孔231.1，把扳手160与轴承230铰接起来，绳带220固定连接在轴销231上，扳手160绕D点连接销251的逆时针旋转，驱动轴承230在伞把平台140.6上向下产生滚动位移，即是F点向下的位移行程，F点远离H’点，趋近K’点。F点的向下位移，绳带220随之下移。活动式位移换向驱动机构把动力传递给动力传输机构。

与轴承销231固定连接的绳带220一边展开向下的位移移动，启动动力传输机构的运动。内外转接销210在中棒130内部固定连接在绳带220上，再穿过中棒转接销槽130.3后，在中棒130外部穿过下槽转接梢销槽120.3固定在下巢120上，绳带220单边的下移，带动内外转接销210沿中棒转接销槽130.3滑动下移，内外转接销210沿中棒转接销槽130.3的滑动下移，带动下巢120沿中棒130下移，启动伞骨架的开伞过程。下巢120的下移，带动铰接在下巢120上的铁槽销孔一200.1端旋转下移，铰接在长骨190上的铁槽销孔二200.2端旋转上升，铁槽200在下巢120的带动下撑起长骨190，撑起伞骨架。动力传输机构把位移换向驱动机构的动力传输到伞骨架的下巢120，驱动下巢120沿中棒130向下的线性位移，驱动伞骨架展开开伞的运动。

用手继续向上推扳手手指弧面160.5，扳手160继续绕D点连接销251逆时针旋转；轴承销171继续沿扳手销槽160.3顺时针方向旋转滑动；用手施加到扳手160上的力，与弹性件一180施加到扳手160上的力，方向仍然相反；扳手160逆时针的旋转继续转化成轴承230在伞把平台140.6向下的线性位移，推动F点、绳带220单边、下巢120的下移；动力传输机构继续把活动式位移换向驱动机构的动力传递到伞骨架，驱动下巢120下移，驱动伞骨架的开伞过程。

跨象限运动组件受到弹性件一180与用手推动扳手160逆时针旋转的共同作用力下，轴承销171继续沿扳手销槽160.3顺时针方向旋转滑动，趋近A点远离B点；当弹性件一180施加在跨象限运动组件中点G点的作用力，同时施加到扳手销槽160.3驱动扳手160旋转的方向发生改变，由顺时针变成逆时针，沿扳手销槽160.3顺时针方向旋转滑动的轴承销171， 滑到了C点。G点是U型轴承170中点、轴承销171中点、弹性件一180作用力施加在U型轴承170和轴承销171组件的中点，G点移动到了C点，弹性件一180驱动扳手160旋转的方向发生翻转，即由顺时针变成逆时针。

弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，施加到扳手销槽160.3驱动扳手160逆时针旋转，与用手向上推扳手手指弧面160.5，推动扳手160绕D点连接销251旋转的方向相同，可以不用手在扳手手指弧面160.5继续施加作用力了，O点运动轨迹结束。G点移动到了C点，CD连线是象限的分界线，轴承171沿扳手销槽160.3的旋转滑动，实现了由第一象限到第四象限的跨越，且不局限于跨越两个象限的运动，跨象限运动组件跨越了象限分界线。

弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，驱动轴承销171沿扳手销槽160.3继续顺时针方向旋转滑动，趋近A点，远离C点，U型轴承170随轴承销171移动；同时，弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，也施加到扳手销槽160.3继续驱动扳手160逆时针旋转。

由于在F点的轴承230沿伞把平台140.6滚动，扳手160绕D点连接销251、F点轴销231逆时针的旋转，继续驱动轴承230沿伞把平台140.6向下的滚动，扳手160绕D点连接销251逆时针的旋转转化成轴承230在伞把平台140.6向下的滚动位移，即扳手160逆时针的旋转转化成轴承230在伞把平台140.6向下的线性位移；扳手160逆时针旋转的弧长转化成轴承230向下位移的行程。

F点是扳手销孔二160.2中点、轴承230中点、固定在轴销231上的绳带220中点、轴销231中点，轴销231穿过扳手销孔二160.2、轴承销孔231.1，把扳手160与轴承230铰接起来，绳带220单边固定连接在轴销231上，扳手160绕D点连接销251的逆时针旋转，驱动轴承230在伞把平台140.6上向下产生滚动位移，即是F点向下的位移行程。F点继续下移，继续远离H’点，趋近K’点，绳带220单边随之下移。固定连接在轴承231上弹性件二181进一步释放弹力。活动式位移换向驱动机构继续把动力传递给动力传输机构。

绳带220单边展开向下的位移移动，继续启动动力传输机构的运动。内外转接销210在中棒130内部固定连接在绳带220上，再穿过中棒转接销槽130.3后，在中棒130外部穿过下槽转接梢销槽120.3固定在下巢120上，绳带220单边的向下位移，带动内外转接销210继续沿中棒转接销槽130.3滑动下移，内外转接销210沿中棒转接销槽130.3的滑动下移，带动下巢120沿中棒130向下位移，动力传输机构把位移换向驱动机构的动力传输到伞骨架，继续启动伞骨架的开伞过程。下巢120的下移，带动铰接在下巢120上的铁槽销孔一200.1端旋转下移，铰接在长骨190上的铁槽销孔二200.2端旋转上升，铁槽200在下巢120的带动下撑起长骨190，继续向外撑起伞骨架。

当内外转接销210在中棒转接销槽130.3内滑动到转接销槽130.3的限位边130.4，内外转接销210沿中棒转接销槽130.3继续运动的轨迹被阻止；下巢120沿中棒130向下的位移轨迹被阻止；与内外转接销210固定连接的绳带220向下位移的行程轨迹也被阻止；与轴承销231铰接的轴承230在伞把平台140.6向下位移的行程轨迹也被阻止；与轴承230铰接的扳手160绕D点连接销251逆时针的旋转不能继续驱动轴承230向下的位移，扳手160绕D点连接销251逆时针的旋转轨迹被阻止；弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，驱动轴承销171沿扳手销槽160.3顺时针方向旋转滑动，已靠拢A点，U型轴承170随轴承销171移动靠拢A点；同时，弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，仍然施加在扳手销槽160.3上，对扳手160施加逆时针旋转的作用力；因为扳手160绕D点连接销251逆时针的旋转轨迹被阻止，轴承销171在沿扳手销槽160.3顺时针方向的旋转滑动，只受到弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的单一作用力，保持平衡，不再旋转滑动，G点在扳手销槽160.3上。下巢到达开伞位置K点，F点到达开伞位置K’，固定连接在轴承231上的弹簧性二181弹力处于释放状态， 铁槽200与中棒130的夹角X≤90°（图3），下巢120带动铁槽200撑起长骨190，位移换向驱动机构的动力经过动力传输机构传递到伞骨架，撑开伞骨架，打开伞面。

下巢120在沿中棒130从合伞位置的H点，下移到开伞位置K点；F点由合伞位置的H’点，下移到开伞位置的K’点,HK两点之间的距离，与H’K’两点之间的距离相对应，即HK=H’K’，这个距离也对应轴承销170在扳手销槽160.3顺时针方向旋转滑动的弧长，也对应扳手绕D点连接销逆时针旋转的弧长。弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，仍然施加在扳手销槽160.3上，对扳手160施加逆时针旋转的作用力，这个作用力的方向与轨迹是由固定销一261、G点、扳手销槽160.3、F点、绳带220、内外转接销210，施加到中棒转接销槽130.3的限位边130.4，保持铁槽200撑开长骨190，保持各元件运动形态的稳定，保持、锁住伞骨架开伞状态。

合伞过程，请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7。

合伞之前，伞骨架处于撑开状态。G点是U型轴承170中点、轴承销171中点、弹性件一180作用力施加在U型轴承170和轴承销171组件的中点，在扳手销槽160.3上，与A点靠拢，远离B点；铁槽200撑开长骨190，下巢120位于K点；内外转接销210碰到中棒转接销槽130.3的限位边130.4；F点是固定在轴销231上的绳带220中点、扳手销孔二160.2中点、轴承销孔230.1的中点、轴销231中点，F点位于K’点。弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，也施加在扳手销槽160.3上，对扳手160施加逆时针旋转的作用力，这个作用力的方向与轨迹是由固定销一261、G点、扳手销槽160.3、F点、绳带220、内外转接销210、施加到中棒转接销槽130.3的限位边130.4，保持铁槽200撑开长骨190，保持各元件运动形态的稳定，保持、锁住伞骨架合拢状态。

请参阅图5、图6、图7、图8、图9、图10。用手向下推扳手手指弧面160.5，推动扳手160绕D点连接销251顺时针旋转，手与扳手手指弧面160.5的接触点O点也开始顺时针旋转的轨迹，位移换向驱动机构启动合伞过程。由于开伞状态下，弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，施加到扳手销槽160.3驱动扳手160是逆时针旋转的作用力，锁住开伞的状态的，用手向下推扳手手指弧面160.5驱动扳手160在伞把扳手槽140.5内，克服弹性件一180施加在扳手160相反方向旋转的作用力，拉动弹性件二181储能，绕D点连接销251顺时针旋转。扳手160绕D点连接销251顺时针旋转，也绕F点顺时针旋转，连杆150也绕E点定位销250旋转。弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，与用手推动扳手160顺时针旋转的共同作用力下，驱动轴承销171沿扳手销槽160.3逆时针方向旋转滑动，趋近B点远离A点，U型轴承170随轴承销171移动（参阅图4）。用手向上推扳手手指弧面160.5，推动扳手160绕D点连接销251旋转的方向是顺时针，而弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，也同时施加到扳手销槽160.3驱动扳手160旋转的方向是逆时针，两者方向相反，用手向上推扳手手指弧面160.5，施加在扳手160上的作用力的力大于弹性件一180施加到扳手160上的作用力，扳手160沿用手施加到扳手160上的作用力方向绕D点顺时针旋转（参阅图4、图9）。

由于在F点的轴承230沿伞把平台140.6滚动，扳手160绕D点连接销251、F点轴销231顺时针的旋转驱动轴承230沿伞把平台140.6向上的滚动，扳手160绕D点连接销251顺时针的旋转转化成轴承230在伞把平台140.6向上的滚动位移，即扳手160顺时针的旋转转化成轴承230在伞把平台140.6向上的线性位移；扳手160顺时针旋转的弧长转化成轴承230向上位移的行程（参阅图4、图5）。

F点是扳手销孔二160.2中点、轴承230中点、固定在轴销231上的绳带220中点、轴销231中点，轴销231穿过扳手销孔二160.2、轴承销孔231.1，把扳手160与轴承230铰接起来，绳带220固定连接在轴销231上，扳手160绕D点连接销251的顺时针旋转，驱动轴承230在伞把平台140.6上向上产生滚动位移，即是F点向上的位移行程，F点远离K’点，趋近H’点。F点的向上位移，绳带220随之上移。活动式位移换向驱动机构把动力传递给动力传输机构（参阅图4、图5）。

与轴承销231固定连接的绳带220一边展开向上的位移移动，启动动力传输机构的运动。内外转接销210在中棒130内部固定连接在绳带220上，再穿过中棒转接销槽130.3后，在中棒130外部穿过下槽转接梢销槽120.3固定在下巢120上，绳带220单边的上移，带动内外转接销210沿中棒转接销槽130.3滑动上移，内外转接销210沿中棒转接销槽130.3的滑动上移，带动下巢120沿中棒130上移，启动伞骨架的合伞过程。下巢120的上移，带动铰接在下巢120上的铁槽销孔一200.1端旋转上移，铰接在长骨190上的铁槽销孔二200.2端旋转下降，铁槽200在下巢120的带动下拉拢长骨190，拉拢伞骨架。动力传输机构把位移换向驱动机构的动力传输到伞骨架的下巢120，驱动下巢120沿中棒130向上的线性位移，驱动伞骨架展开合伞的运动（参阅图4、图5）。

用手继续向下推扳手手指弧面160.5，扳手160继续绕D点连接销251顺时针旋转；轴承销171继续沿扳手销槽160.3逆时针方向旋转滑动；用手施加到扳手160上的力，与弹性件一180施加到扳手160上的力，方向仍然相反；扳手160顺时针的旋转继续转化成轴承230在伞把平台140.6向上的线性位移，推动F点、绳带220、下巢120的上移；动力传输机构继续把位移换向驱动机构的动力传递到伞骨架，驱动下巢120上移，驱动伞骨架的合伞过程（参阅图3、图4）。

跨象限运动组件受到弹性件一180与用手推动扳手160顺时针旋转的共同作用力下，轴承销171继续沿扳手销槽160.3逆时针方向旋转滑动，趋近B点远离A点；当弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，同时施加到扳手销槽160.3驱动扳手160旋转的方向发生改变，由逆时针变成顺时针，沿扳手销槽160.3逆时针方向旋转滑动的轴承销171， 滑到了C点。G点是U型轴承170中点、轴承销171中点、弹性件一180作用力施加在U型轴承170和轴承销171组件的中点，G点移动到了C点，弹性件一180驱动扳手160旋转的方向发生翻转，即由逆时针变成顺时针（参阅图4、图5）。

弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，施加到扳手销槽160.3驱动扳手160顺时针旋转，与用手向下推扳手手指弧面160.5，推动扳手160绕D点连接销251旋转的方向相同，可以不用手在扳手手指弧面160.5继续施加作用力了，O点运动轨迹结束。G点移动到了C点，CD连线是象限的分界线，轴承171沿扳手销槽160.3的旋转滑动，跨越了象限分界线，跨象限运动组件跨越了象限分界线。

弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，驱动轴承销171沿扳手销槽160.3继续逆时针方向旋转滑动，趋近B点，远离C点，U型轴承170随轴承销171移动；同时，弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，也施加到扳手销槽160.3继续驱动扳手160顺时针旋转。

由于在F点的轴承230沿伞把平台140.6滚动，扳手160绕D点连接销251、F点轴销231顺时针的旋转，继续驱动轴承230沿伞把平台140.6向上的滚动，扳手160绕D点连接销251顺时针的旋转转化成轴承230在伞把平台140.6向上的滚动位移，即扳手160顺时针的旋转转化成轴承230在伞把平台140.6向上的线性位移；扳手160顺时针旋转的弧长转化成轴承230向上位移的行程。

F点是扳手销孔二160.2中点、轴承230中点、固定在轴销231上的绳带220中点、轴销231中点，轴销231穿过扳手销孔二160.2、轴承销孔231.1，把扳手160与轴承230铰接起来，绳带220单边固定连接在轴销231上，扳手160绕D点连接销251的顺时针旋转，驱动轴承230在伞把平台140.6上向上产生滚动位移，即是F点向上的位移行程。F点继续上移，继续远离K’点，趋近H’点，绳带220单边随之上移。固定连接在轴承231上弹性件二181进一步储存弹力。活动式位移换向驱动机构继续把动力传递给动力传输机构。

绳带220单边展开向上的位移移动，继续启动动力传输机构的运动。内外转接销210在中棒130内部固定连接在绳带220上，再穿过中棒转接销槽130.3后，在中棒130外部穿过下槽转接梢销槽120.3固定在下巢120上，绳带220单边的向上位移，带动内外转接销210继续沿中棒转接销槽130.3滑动上移，内外转接销210沿中棒转接销槽130.3的滑动上移，带动下巢120沿中棒130向上位移，动力传输机构把位移换向驱动机构的动力传输到伞骨架，继续启动伞骨架的合伞过程。下巢120的上移，带动铰接在下巢120上的铁槽销孔一200.1端旋转上移，铰接在长骨190上的铁槽销孔二200.2端旋转下降，铁槽200在下巢120的带动下拉拢长骨190，继续向内拉拢伞骨架。（图3、图8）

当铁槽200把长骨190拉拢贴近时，铰接在下巢120上的铁槽销孔一200.1端不能继续旋转上移，铰接在长骨190上的铁槽销孔二200.2端也不能继续旋转下降，铁槽200的旋转被限位，与铁槽200铰接的下巢120沿中棒130向上的位移被限位， 即下巢120沿中棒130上移，在铁槽200拉动长骨190合拢, 下巢120趋近或进入下巢座110.9,铁槽200被下巢铁槽座120.D向外顶住，以免铁槽向内的晃动;铁槽200也趋近或进入上巢铁槽座110.D,上巢铁槽座向下顶住进入铁巢座110.D的铁槽200，以免铁槽200向外晃动；下巢120不能继续沿中棒130向上移动，下巢120停在中棒130上，合伞过程中下巢120到位到合伞位置，即所述H、H’点，所述铁槽与所述长骨合拢后不能继续旋转，阻止所述下巢的运行轨迹实现的；下巢120沿中棒130向上的位移轨迹被阻止；与内外转接销210固定连接的绳带220向上位移的行程轨迹也被阻止；与铰接的轴承230在伞把平台140.6向上位移的行程轨迹也被阻止；与轴承230铰接的扳手160绕D点连接销251顺时针的旋转不能继续驱动轴承230向上的位移，扳手160绕D点连接销251顺时针的旋转轨迹被阻止；弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，驱动轴承销171沿扳手销槽160.3逆时针方向的旋转滑动，已靠拢B点，U型轴承170随轴承销171移动靠拢B点；同时，弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，仍然施加在扳手销槽160.3上，对扳手160施加顺时针旋转的作用力；因为扳手160绕D点连接销251顺时针的旋转轨迹被阻止，轴承销171在沿扳手销槽160.3逆时针方向的旋转滑动，只受到弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的单一作用力，保持平衡，不再旋转滑动，G点在扳手销槽160.3上；弹性件二181被轴销231拉动，弹力处于储存状态。下巢120到达合伞位置H点，F点到达合伞位置H’， 铁槽200贴向中棒130，下巢120带动铁槽200拉拢长骨190，位移换向驱动机构的动力经过动力传输机构传递到伞骨架，合拢伞骨架，合拢伞面。

下巢120在沿中棒130从开伞位置的K点，下移到合伞位置H点；F点由开伞位置的K’点，下移到合伞位置的H’点,HK两点之间的距离，与H’K’两点之间的距离相对应，即HK=H’K’，这个距离也对应轴承销170在扳手销槽160.3逆时针方向旋转滑动的弧长，也对应扳手160绕D点连接销顺时针旋转的弧长。弹性件一180施加在U型轴承170和轴承销171组件中点G点的作用力，仍然施加在扳手销槽160.3上，对扳手160施加顺时针旋转的作用力，这个作用力的方向与轨迹是由固定销一261、G点、扳手销槽160.3、经D点旋转，F点、绳带220、内外转接销210，下巢120，施加到合拢的铁槽200与长骨190上，保持各元件运动形态的稳定，保持、锁住伞骨架合伞状态。

值得说明的是，在本文所述中，开伞过程中到位的位置是通过中棒转接销槽130.3的限位边130.4阻挡内外转接销210的运行轨迹实现的，合伞过程中到位的位置是铁槽200与长骨合拢后不能继续旋转，阻止下巢120的运行轨迹实现的，对于开合伞过程中，不局限于设置零件特征比如中棒转接销槽130.3的限位边130.4来阻止内外转接销210的运行轨迹，也不局限于通过零件的结构运行位置，比如铁槽与长骨的合拢来阻止下巢的运行轨迹，在运动元件运行的各种轨迹，如O点运行轨迹、扳手160的运行轨迹、G点运行轨迹、F点运行轨迹，绳带220运行轨迹、内外转接销210运行轨迹、下巢120运行轨迹中，通过零件特征或零件结构来阻止运动元件的运行轨迹的，都可以作为伞开合过程中的开伞与合伞到位位置的限制位。

根据扳手160连接的方式是固定还是活动的，位移换向驱动机构分为活动式位移换向驱动机构与固定式位移换向驱动机构，固定式位移换向驱动机构有多种变异机构，

扳手160通过随被轴销231铰接在一起的轴承230的滚动且又绕连接销251旋转而有多个自由度，是活动的，在位移换向驱动机构中的扳手160是这种活动式连接结构，就是活动式位移换向驱动机构。所述动力传输机构传递所述位移换向驱动机构的动力驱动撑开、合拢伞骨架，动力传输机构是可以变异的，根据绳带的拖动方式分为单边拖边和双边拖动，单边拖动动力传输机构的绳带封闭式，应用于活动式位移换向驱动机构，双边拖动动力传输机构绳带220是开放式，两端都可以拖动，应用于固定式位移换向驱动机构。下面详细叙述自力伞的固定式位移换向驱动机构的变异机构，活动式位移换向驱动机构与双边拖动动力传输机构在自力伞的结构中的增改，请参阅图12、图13、图14。

固定式位移换向驱动机构与活动式位移换向驱动机构的原理一样，都是把旋转的位移转换成线性位移；双边动力传输机构与单边拖动动力传输机构的原理也一样，也是对绳带的拖动。图12中，变异结构的自力伞，扳手销孔二铰接在连接销251上，连接销251固定在伞把连杆孔140.3上。这种固定扳手160的方式，有一个旋转自由度，不能线性位移。运动原理还是与上文所述的跨象限运动组件所作的跨越象限之间的运动产生的有方向的力矩，驱动扳手160的旋转，再经过双边拖动动力传输机构拖动绳带220的滑动位移，实现旋转位移转换成线性位移的过程。变异结构的自力伞，伞骨架结构没有变异，不作详述。双边拖动动力传输机构包括内外转接销210、绳带220、U型轴承170、轴圆销172、螺钉开280、螺钉合281等构件。

变异机构一，参阅图12、图13、图14。

图12是开伞状态B-B截面结构破断图，绳带开一220.1段是从U型轴承170运动到内外转接销210并固定在内外转接销210上，内外转接销210作为绳带220的动力输出构件，穿过中棒转接销槽130.3固定在下巢转接销槽120.3中；绳带开二220.2段从内外转接销210向下绕到U型轴承170上；绳带开三220.3段从U型轴承170到扳手绳带槽160.7；绳带开四220.4段绕过扳手绳带槽160.7；绳带开五220.5段从扳手绳带槽160.7到螺钉开280，通过螺钉280固定在扳手160上。绳带合一220.A段从中棒130上端U型轴承170到中棒130下端的U型轴承170，绳带合二220.B段再从中棒130下端的U型轴承到螺钉合281，通过螺钉合281固定在扳手160上。

参阅图14，是合伞状态B-B截面结构破断图，绳带开一220.1段是从U型轴承170运动到内外转接销210并固定在内外转接销210上，内外转接销210作为绳带220的动力输出构件，穿过中棒转接销槽130.3固定在下巢转接销槽120.3中；绳带开二220.2段从内外转接销210向下绕到U型轴承170上，绳带开三220.3段从U型轴承170到螺钉开280，且固定在螺钉开280上；绳带220开伞方向的绳长被扳手凸台160.8拉走，在绳带200合伞方向绕在扳手160上。绳带合一220.A段从中棒130上端U型轴承170到中棒130下端的U型轴承170，绳带合二220.B段再从中棒130下端的U型轴承到扳手绳带槽160.7；绳带合三220.C段绕过扳手绳带槽160.7；绳带合四220.D段从扳手绳带槽160.7到螺钉合281，固定在螺钉开281上。

再请参阅图12，在前文叙述的活动式位移换向驱动机构中，扳手160的连接方式是通过定位销250铰接在伞把连杆孔140.3上，连杆150一端铰接在定位销250上，连杆150另一端铰接在连接销251上，连接销251与扳手160铰接把扳手160连接确定下来的。而在固定式位移换向驱动机构中（图12），扳手座310固定在扳手中空室140.7，连杆销251铰接在扳手座销孔310.1中，扳手160通过扳手销孔一160.1与连杆销251铰接固定的，绕连接销251旋转；图12中，为方便与图5等图中的象限位置连贯起来，固定式位移换向驱动机构中扳手销槽160.3的设置位置与活动式位移换向驱动机构中扳手销槽160.3的设置位置在上相差90度，进行表述。弹性件一180一端铰接在固定销一，另一端与拉钩一290一端固定，拉钩一290另一端两头分别铰接在轴承销171上，U型轴承170仍然在扳手轴承槽内旋转滚动。螺钉开280与螺钉合281分别与扳手螺孔160.9连接。一个拉钩座300固定在伞把中空室140.7，弹性件二181一端与铰接在拉钩座300上的固定销二261铰接，弹性件二181另一端铰接在另外一个拉钩座300上，这个拉钩座300与螺钉开280固定。

参阅图12、图13、图14。开伞之前，伞骨架处于合拢状态，如图14。U型轴承170和轴承销171组成的跨象限运动组件，受到弹性件一180的拉力，因为弹性件一180的两端有确定的连接方式，弹性件一180的拉力是有方向的，弹性件一180施加到跨象限运动组件上的力驱动扳手160旋转的是力矩。在图14中，以扳手160旋转中心D点为圆心，建笛卡尔坐标系，设CD连线是所建的笛卡尔坐标系的X轴，CD连线作为象限的分界线，伞把140中线为Y轴,扳手销槽160.3分布在与扳手160旋转中心同心的圆的第二象限与第三象限且不局限于第二象限、第三象限；而在与扳手销槽160.3圆弧同圆心的圆中，扳手销槽160.3分布在该圆的第一象限与第四象限，且不局限于第一象限与第四象限。轴承销171受弹性件一180的施加的力作用，带动U型轴承170沿扳手销槽160.3滚动到B端；扳手160是一个旋转体，弹性件一180通过跨象限运动组件驱动扳手160逆时针旋转的力矩仍然施加在扳手160上，但被绳带220施加在扳手160上的反方向的力矩阻挡而不能继续旋转，保持稳定。下巢120进入下巢座110.9，铁槽200进入上巢铁槽座110.D，上巢铁槽座110.D向下顶住进入铁巢座110.D的铁槽200，以免铁槽200向外晃动,同时铁槽200拉拢长骨190合拢，铁槽200被下巢铁槽座120.D向外顶住，以免铁槽向内的晃动；内外转接销210在合伞的位置，下巢120在合伞位置H点。弹性件二181处于储存弹力的状态。绳带合四220.D段连接在固定螺钉合281上，螺钉合281螺纹固定连接在扳手160上；绳带合三200.C段绕过扳手绳带槽160.7，绳带合二220.B段再绕到中棒130下端的U型轴承170，绳带合一220.A段再绕到中棒130上端的U型轴承170；过中棒130上端的U型轴承170之前的绳带220是合伞边的的驱动段，过中棒130上端的U型轴承170之后的绳带，是绳带220开伞边的驱动段，绳带220在中棒130上端的U型轴承两边，运动方向相反；过中棒130上端的U型轴承170之后，绳带开一220.1段固定连接在内外转接销210上，内外转接销穿过中棒转接销槽130.3固定在下巢转接销槽120.3上，下巢120在下巢座110.9，铁槽200在上巢铁槽座110.D。绳带开二220.2段由内外转接销210绕到中棒130下端的U型轴承170上；绳带开三220.3段再由中棒130下端的U型轴承170连接到固定在扳手160上的螺钉开280上。阻碍弹性件一180通过跨象限运动组件驱动扳手160旋转的力矩，是由固定在螺钉合281到螺钉开280上连接的绳带220产生，弹性件一180通过跨象限运动组件施加到扳手160上的力，驱动扳手160旋转方向是逆时针的，即扳手160上受到的力矩，通过扳手凸台160.9逆时针拉动绳带槽内的绳带合三220.C段，绳带合四220.D段是固定在螺钉合281上的，绳带220合伞边上受到扳手凸台160.9的拉力向上传递，由绳带合三220.C段，到绳带合二220.B段、绳带合一220.A段、经过中棒130上端的U型轴承170的换向，经过绳带开一220.1段、绳带开二220.2段、绳带开三220.3段，到固定在扳手160上的螺钉开280上，通过扳手凸台160.9逆时针拉动绳带220的力，施加到螺钉开280上（图14）。螺钉开280上受到绳带开三220.3段向上的拉力，驱动扳手160旋转的力矩方向与弹性件一180通过跨象限运动组件驱动扳手160旋转的力矩方向相反，扳手160上受到两股方向相反的力矩驱动，不能旋转，保持平衡稳定的合伞状态。

开伞过程，参阅图14。

用手向上推动扳手160，扳手160绕连杆销251顺时针旋转，打破扳手160上受到两股方向相反的力矩驱动保持的平衡，跨象限运动组件中的U型轴承170在扳手轴承槽160.4内旋转滚动，远离B端趋向A端，带动轴承销171沿扳手销槽160.3逆时针旋转滑动，扳手凸台160.9上的绳带合三220.C段放松，放松绳带220合伞边，释放绳带220合伞边存储的绳带220的长度,螺钉开280拉动固定在其上的绳带开三220.3收紧，绳带220的开伞边被拉动下移，收紧绳带220开伞边；固定连接在绳带220上的内外转接销210随绳带220开伞边的下移而下移，带动下巢120的下移，下巢120的下移120拉动铁槽200的下移，拉开长骨190，在此叙述的伞骨架撑开的过程与活动式位移换向驱动机构的带动作用相同，不再详述；弹性件二181开始释放弹力，助力开伞。弹性件一180通过跨象限运动组件驱动扳手160旋转的方向仍然是逆时针，用手向上推动扳手160驱动扳手160旋转的力矩，大于弹性件一180通过跨象限运动组件施加到扳手160的力矩，扳手160继续顺时针旋转。在扳手凸台160.9接触到绳带200开伞边时，扳手凸台160.9进一步收紧绳带220，沿扳手绳带槽160.8环绕，形成绳带开四220.4段（图12），扳手160上设置的扳手凸台160.9的突出及凹陷的特征，构成绳带220运行的轨迹，根据绳带运行的方向收集存储绳带220的长度。当跨象限运动组件跨过CD连线的象限分界线时，弹性件一180通过跨象限运动组件驱动扳手160旋转的方向发生翻转，由驱动扳手160逆时针旋转的方向变成驱动扳手160顺时针旋转的方向（图13）。扳手160继续顺时针方向旋转。扳手凸台160.9继续放松绳带220合伞边，收紧拉动绳带220开伞边。绳带220在中棒130上端U型轴承170换向，合伞边继续向上移动，开伞边继续下移，伞骨架组件在下巢120的向下的驱动下继续展开开伞动作。

当内外转接销210在中棒转接销槽130.3内滑动到转接销槽130.3的限位边130.4，内外转接销210沿中棒转接销槽130.3继续运动的轨迹被阻止；下巢120沿中棒130向下的位移轨迹被阻止，下巢120到达K点位置，铁槽200与中棒130的夹角X≤90°，伞骨架被撑开。如图12，跨象限运动组件跨过象限分界线CD连线，由B端跨越象限到图中标注的A端。弹性件二181释放弹力结束。

绳带开五220.5段连接在固定螺钉开280上，螺钉开280螺纹固定连接在扳手160上；绳带开四200.4段绕过扳手绳带槽160.7，绳带开三220.3段再绕到中棒130下端的U型轴承170，绳带开二220.2段由中棒130下端的U型轴承170连到内外转接销210，绳带开一220.1段由内外转接销绕到中棒上端的U型轴承170；绳带200的运动轨迹绕过中棒130上端的U型轴承后是绳带220合伞边；绳带220在中棒130上端的U型轴承两边，受力方向相反，运动方向相反；过中棒130上端的U型轴承170之后，绳带合一220.A段由中棒130上端U型轴承170连接到中棒130下端U型轴承170，绳带合二220.B段由中棒130下端U型轴承170连接到螺钉合281，螺钉合281螺纹连接在扳手160上。伞骨架打开后，绳带220上的力阻碍弹性件一180通过跨象限运动组件驱动扳手160继续顺时针的旋转。阻碍弹性件一180通过跨象限运动组件驱动扳手160旋转的力矩，是由固定在螺钉开280到螺钉合281上的绳带220产生，弹性件一180通过跨象限运动组件施加到扳手160上的力，驱动扳手160旋转方向是顺时针的，即扳手160上受到的力矩，通过扳手凸台160.9顺时针拉动绳带槽内的绳带开四220.4段，绳带开五220.5段是固定在螺钉开280上的，绳带220开伞边受到扳手凸台160.9的拉力向上传递，由绳带开四220.4段，到绳带开三220.3段、绳带开二220.2段、经过内外转接销210，再经过中棒130上端的U型轴承170的换向，经过绳带合一220.A段、绳带合二220.B段到固定在扳手160上的螺钉合281上。通过扳手凸台160.9顺时针拉动绳带220的力，施加到螺钉合281上（图12）。螺钉合281上受到绳带合二220.B段向上的拉力，驱动扳手160旋转的力矩方向与弹性件一180通过跨象限运动组件驱动扳手160旋转的力矩方向相反，扳手160上受到两股方向相反的力矩驱动，不能旋转，保持伞骨架撑开的平衡稳定。

合伞过程，参阅图12。伞骨架处于撑开状态。在图12中，以扳手160旋转中心D点为圆心，建笛卡尔坐标系，设CD连线是所建的笛卡尔坐标系的X轴，CD连线作为象限的分界线，伞把140中线为Y轴,扳手销槽160.3分布在与扳手160旋转中心同心的圆的第一象限与第四象限且不局限于第一象限、第四象限；而在与扳手销槽160.3圆弧同圆心的圆中，扳手销槽160.3分布在该圆的第二象限与第三象限，且不局限于第二象限与第三象限。

用手向上推动扳手160，扳手160绕连杆销251逆时针旋转，打破扳手160上受到两股方向相反的力矩驱动保持的平衡，跨象限运动组件中的U型轴承170在扳手轴承槽160.4内旋转滚动，远离A端趋向B端，带动轴承销171沿扳手销槽160.3顺时针旋转滑动，扳手凸台160.9上的绳带开四220.4段放松，放松绳带220开伞边，释放绳带220开伞边存储的绳带220的长度,螺钉合281拉动固定在其上的绳带合二220.B段收紧，绳带220的合伞边被拉动下移，收紧绳带220合伞边；绳带合一220.A段也被收紧，向下拉动。绳带220在绕过中棒130上端的U型轴承170时运动轨迹换向，绳带开一220.1段被向上拉动，固定在绳带220开伞边的内外转接销210被带动向上移动，带动下巢120上移，带动伞骨架组件展开合伞运动，在此叙述的伞骨架合拢的过程与活动式位移换向驱动机构的带动合伞的作用相同，不作详述；弹性件二181开始释放储存弹力，阻碍合伞的动力；绳开二段220.2随内外转接销210的上移而上移，扳手凸台160.9上的绳带开四220.4段放松继续放松储存的绳带220，使绳带开三220.3段继续被拉动上移。弹性件一180通过跨象限运动组件驱动扳手160旋转的方向仍然是顺时针，用手向上推动扳手160驱动扳手160旋转的力矩，大于弹性件一180通过跨象限运动组件施加到扳手160的力矩，扳手160继续逆时针旋转。在扳手凸台160.9接触到绳带200合伞边时，扳手凸台160.9进一步收紧绳带220，沿扳手绳带槽160.8环绕，形成绳带合三220.C段（图14）。扳手160上设置的扳手凸台160.9的突出及凹陷的特征，构成绳带220运行的轨迹，根据绳带运行的方向收集存储绳带220的长度。当跨象限运动组件跨过CD连线的象限分界线时，弹性件一180通过跨象限运动组件驱动扳手160旋转的方向发生翻转，由驱动扳手160顺时针旋转的方向变成驱动扳手160逆时针旋转的方向（图13）。扳手160继续逆时针方向旋转。扳手凸台160.9继续放松绳带220开伞边，收紧拉动绳带220合伞边。绳带220合伞边在中棒130上端U型轴承170换向，开伞边继续向上移动，合伞边继续下移，固定在绳带220开伞边的内外转接销210继续被带动向上移动，带动下巢120上移，带动伞骨架组件展开合伞运动，伞骨架组件在下巢120的向上的驱动下继续展开合伞动作。

当铁槽200把长骨190拉拢贴近时，铰接在下巢120上的铁槽销孔一200.1端不能继续旋转上移，铰接在长骨190上的铁槽销孔二200.2端也不能继续旋转下降，铁槽200的旋转被限位，与铁槽200铰接的下巢120沿中棒130向上的位移被限位， 即下巢120沿中棒130上移，在铁槽200拉动长骨190合拢, 下巢120趋近或进入下巢座110.9,铁槽200被下巢铁槽座120.D向外顶住，以免铁槽向内的晃动;铁槽200也趋近或进入上巢铁槽座110.D,上巢铁槽座110.D向下顶住进入上巢铁巢座110.D的铁槽200，以免铁槽200向外晃动；下巢120不能继续沿中棒130向上移动，下巢120停在中棒130上，合伞过程中下巢120到位到合伞位置，即即图3图9、图14中H点，伞骨架被合拢。跨象限运动组件由A端跨越象限分界线CD连线，到扳手销槽160.3的B端（图14）。值得说明的是，跨象限运动组件在跨越扳手销槽160.3圆弧所在圆的象限分界线CD连线外，同时也跨越以扳手160旋转中心为圆心的扳手160旋转运动的所在圆的象限分界线。螺钉开280上受到绳带开三220.3段向上的拉力，驱动扳手160旋转的力矩方向与弹性件一180通过跨象限运动组件驱动扳手160旋转的力矩方向相反，扳手160上受到两股方向相反的力矩驱动，不能旋转，保持平衡稳定的合伞状态。弹性件二181储存弹力结束。

在伞骨架开合的过程中，绳带220在单边动力传输机构中，轴销231是动力入端，内外转接销210是动力输出端；在双边动力传输机构中，动力输入端是绳带220开伞边、合伞边两边开放的两端连接的螺钉开280、螺钉合281，动力输出端是内外转接销210。绳带220把位移换向驱动机构的动力，传递到伞骨架组件，并且所述扳手的旋转位移转换成所述绳带的线性移动，有封闭式或开放式两种形态；封闭式的绳带220，两端绕过U型轴承170，动力输入端是轴销231单边驱动绳带220线性位移，内外转接销210作为绳带220的动力输出端单边固定在绳带220上，扳手160的旋转位移被转换成轴销231的线性位移，输入端轴销231单边拖动绳带220线性位移，带动固定在绳带220上的内外转接销210线性位移，输出端内外转接销210的力与位移行程对应输入端轴销231的力与位移行程，输入端单边拖动绳带220移动的是单边动力传输机构；开放式的绳带220，中间绕过中棒130上端的U型轴承170，开放的两端分别固定的扳手160的螺钉开280、螺钉281上，一端对应绳带220的一边，根据扳手160旋转方向的不同，分别作为动力的输入端，各输入端所在的边，分别可以拖动绳带220的线性位移；开放式的绳带220的一端在扳手160旋转时作为动力输入端，则该端边的绳带220的运行轨迹绕过扳手凸台160.8，扳手凸凹160.8突出与凹陷的结构收集存储绳带220，而同时没有作为动力输入端的一端，则该端边的绳带220的运行轨迹从扳手凸台160.8上脱离，扳手160突出与凹陷的结构释放输出绳带220，扳手160的旋转，使绳带220一端被收集存储，另一端释放输出绳带220，驱动绳带220绕U型轴承170线性移动，扳手160的旋转位移转换成绳带220的线性位移；动力的输入端分别在所述绳带的两边，根据扳手的旋转的方向分别拖动所述绳带的两边，就是双边动力传输机构；动力输出端内外转接销231单边固定在绳带220上，随绳带220的线性移动而移动，力的大小对应扳手160旋转的力矩，位移行程对应绳带220的线性位移，也即扳手160收集储存的绳带220的长度。

前文有述，扳手销槽160.3根据所在以扳手旋转中心为圆心的圆中分布象限的位置，分为固定式和扩展式，扳手销槽160.3分布在相邻的两个象限内，为固定式分布；扳手销槽160.3跨越多象限分布的为扩展式分布，固定式扳手销槽160.3与扩展式扳手销槽结构不同，但动作原理一样，是跨象限运动组件的活动区域，承受弹性件一180通过跨象限运动组件施加的作用力。扩展式扳手销槽160.3以应用在固定式位移换向驱动机构为例，以下对其变异结构进行说明。为简单明了，接合开合伞过程，只对扳手销槽160.3进行说明

变异机构二，请参阅图15、图16、图17、图18、图19。

变异机构二，在变异机构一的基础上对结构进行增减，伞骨架与动力传输机构与变异机构一相同，不同之处是在位移换向驱动机构上进行了增减。位移换向驱动机构的构件扳手160是通过与连接销251铰接固定在伞把140上的，只有一个旋转自由度，是固定式位移换向驱动机构。在扳手160上，扳手销槽160.3的位置有所改变，增设了螺孔160.9、滑销孔160.A、绳带孔160.C的零件特征。还增加了压杆320、护板331、护板弹簧340、拉钩341、滑销350、拖块360固定螺钉370、螺杆380等构件。

变异机构二与变异机构一动作原理一样，伞骨架组件与动力传输机构的运动一样，在以下不作赘述，以下对于变异机构二与变异机构一不同的动作部分进行说明。

参阅图15、图16，以扳手160旋转中心D点为圆心，建笛卡尔坐标系，设CD连线是所建的笛卡尔坐标系的X轴，CD连线作为象限的分界线，伞把140中线为Y轴，扳手销槽160.3分布在与扳手160旋转中心同心的圆的第一象限与第四象限且不局限于一象限、第四象限；而在与扳手销槽160.3圆弧同圆心的圆中，扳手销槽160.3分布在该圆的第一象限与第四象限，且不局限于第一象限与第四象限。连接销251与伞把连杆孔140.3铰接，扳手160通过扳手销孔一160.1与连接销251铰接；同时，护板331通过护板销孔331.3与连接销铰接，连接销251的中点D，是扳手160的旋转中心。轴承销171与U型轴承组成跨象限运动组件，U型轴承170安装在压杆320的压杆轴承座320.1，轴承销171与U型轴承销孔170.2铰接，同时轴承销穿过扳手销槽160.3旋转滑动；跨象限运动组件与压杆320都在扳手轴承槽160.4内活动，跨象限运动组件的中点是G点。滑销350与扳手滑销孔铰接，同时滑销350穿过压杆滑销槽320.2，与压杆滑销槽滑动连接；在压杆320、扳手160、滑销350组成的杠杆机构，在压杆350发挥杠杆作用时，滑销350是杠杆的运动支点。压杆拉孔320.4被弹性件一180通过拉钩341拉住。压杆伸出块320.3，是压杆随所述扳手旋转时，伸出来的一个受力点。压杆320在随跨象限运动组件沿扳手销槽160.3旋转滑动而运动时，压杆伸出块320.3伸出扳手轴承槽160.4外，被人力用手驱动的护板331抵压， 护板331是随扳手160的旋转而旋转的，压杆320随跨象限运动组件沿扳手销槽160.3旋转滑动的运动轨迹，又叠加了随扳手160旋转的运动轨迹，如图17、图19。护板331抵压压杆伸出块320.3，驱动压杆320、滑销350、扳手160组成的杠杆机构发挥杠杆作用。所述弹性件一180通过拉钩341一端拉住压杆拉孔320.4，另一端拉住固定销261。两个护板331都通过护板销孔331.3与连接销251铰接，护板弹簧340一端拉住护板331，另一端固定在伞把140上，护板挡板331.1与扳手160靠拢。扳手160上的绳带孔、螺孔的零件特征与拖块360、螺钉370、螺杆380组成绳带的收紧机构，绳带220穿过扳手绳带孔160.C,固定在拖块360上，拖块360与螺杆380螺纹连接，螺杆380穿过扳手螺孔160.9固定，在旋转螺杆380时，拖块360产生位移，拖动固定在拖块上的绳带收紧，收紧后螺钉370压住绳带220的端部。

在变异机构二的伞开合过程中，伞骨架组件与动力传输机构与以上所述的伞开合的动作原理一样，不作赘述，下面针对变异机构二的位移换向驱动机构在伞开合过程中的动作进行说明。

开伞过程，参阅图15、图16、图17、图18、图19。

如图18，以扳手160旋转中心D点为圆心，建笛卡尔坐标系，设CD连线是所建的笛卡尔坐标系的X轴，CD连线作为象限的分界线，伞把140中线为Y轴，扳手销槽160.3分布在与扳手160旋转中心同心的圆的第二象限与第三象限且不局限于第二象限、第三象限；而在与扳手销槽160.3圆弧同圆心的圆中，扳手销槽160.3分布在该圆的第二象限与第三象限，且不局限于第二象限与第三象限，伞骨架处于合拢状态。绳带220.3穿过扳手绳带孔160.C,穿过且固定在拖块360上，穿过拖块360的绳带再穿过扳手绳带孔160.C,经过螺钉固定在扳手绳带孔160.C上。绳带220.B段从U型轴承170上绕过，绳带220.C绕过扳手绳带槽160.7，绳带220.D段再绕扳手穿过扳手绳带孔160.C，穿过且固定在拖块360上，穿过拖块360的绳带再穿过扳手绳带孔160.C，被螺钉370压在扳手绳带孔上。拖块360与螺杆380螺纹连接，螺杆380的旋转能够带动拖块360的线性位移。压杆320在压杆拉孔320.4受弹性件一180的拉力及滑销350的支撑下，与弹性件一180保持直线状态。

用手推压护板331，护板331克服弹性件三341的弹力绕连接销251旋转，护板挡板331.1扳手160靠拢状态，在护板331旋转时，带动扳手160克服弹性件一180的弹力也绕连接销251旋转。压杆320在压杆拉孔320.4受弹性件一180的拉力及滑销350的支撑下，与弹性件一180保持直线状态，安装在压杆轴承座320.1上的U型轴承，也在压杆320与弹性件一180连成的直线上，即跨象限运动组件也在压杆320与弹性件一180连成的直线上，且跨象限运动组件随着扳手160的旋转同时沿扳手销槽160.3旋转滑动。绳带220.B段逐渐从扳手绳带槽160.7上脱离，输出释放绳带；绳带220.3段逐渐被扳手160缠绕起来，收集储存绳带。随着手推护板331进一步的旋转，护板挡板331.1推动扳手160进一步旋转，绳带220合伞边进一步输出释放绳带220，绳带220开伞边进一步收集储存绳带220，压杆320随跨象限运动组件沿扳手销槽160.3旋转滑动的运动轨迹，又叠加了随扳手160旋转的运动轨迹，压杆伸出块320.3伸出扳手轴承槽160.4外，被护板挡板331.1抵压，如图19。护板挡板331.1抵压压杆伸出块320.3，驱动杠杆机构动力臂旋转，压杆320与弹性件一180直线的连接状态被打破，压杆320绕杠杆支撑点滑销350旋转，压杆伸出块320.3在杠杆机构的动力臂侧，跨象限运动组件在杠杆机构的阻力臂侧；护板331驱动压杆伸出块320.3的旋转，杠杆机构的阻力臂侧向相反的方向旋转，跨象限运动组件沿扳手销槽160.3的旋转滑动速度，在用手推动护板331带动扳手旋转的速度不变的情况下加速的沿扳手销槽160.3旋转滑动，跨象限运动组件提前跨过象限分界线上的C点，弹性件一180通过跨象限运动组件驱动扳手160旋转的方向提前发生翻转，弹性件一180的弹力由阻止扳手160旋转的阻力，变成驱动扳手160旋转的动力，驱动扳手160继续的旋转，推动护板331旋转的人手可以提前放开护板331了。绳带220合伞边的220.B、220.C、220.D段，继续从扳手160轮廓上脱离，输出释放绳带；绳带开伞边的220.3、220.4、220.5段继续缠绕到扳手160轮廓上，收集储存绳带220。在以扳手160旋转中心同心的圆中，在象限分界线一侧，扳手160的旋转输出释放绳带220；在象限分界线另一侧扳手160的旋转收集储存绳带220,拉动绳带220绕与轴圆销172铰接的U型轴承170滑动产生线性位移。扳手160的旋转位移转换成了绳带220的线性位移，动力传输机构把位移换向驱动机构的线性位移传递到与绳带220固定连接的下巢120，下巢120向下移动驱动伞骨架组件的张开。

合伞过程，参阅图15、图16、图17、图18、图19。

如图16，以扳手160旋转中心D点为圆心，建笛卡尔坐标系，设CD连线是所建的笛卡尔坐标系的X轴，CD连线作为象限的分界线，伞把140中线为Y轴，扳手销槽160.3分布在与扳手160旋转中心同心的圆的第一象限与第四象限且不局限于第一象限、第四象限；而在与扳手销槽160.3圆弧同圆心的圆中，扳手销槽160.3分布在该圆的第一象限与第四象限，且不局限于第一象限与第四象限，伞骨架处于张开状态。

用手推压护板331，护板331克服弹性件三341的弹力绕连接销251旋转，护板挡板331.1扳手160靠拢状态，在护板331旋转时，带动扳手160克服弹性件一180的弹力也绕连接销251旋转。压杆320在压杆拉孔320.4受弹性件一180的拉力及滑销350的支撑下，与弹性件一180保持直线状态，安装在压杆轴承座320.1上的U型轴承170，也在压杆320与弹性件一180连成的直线上，即跨象限运动组件也在压杆320与弹性件一180连成的直线上，且跨象限运动组件随着扳手160的旋转同时沿扳手销槽160.3旋转滑动。绳带220.4段逐渐从扳手绳带槽160.7上脱离，输出释放绳带；绳带220.B段逐渐被扳手160缠绕起来，收集储存绳带。随着手推护板331进一步的旋转，护板挡板331.1推动扳手160进一步旋转，绳带220开伞边进一步输出释放绳带220，绳带220合伞边进一步收集储存绳带220，压杆320随跨象限运动组件沿扳手销槽160.3旋转滑动的运动轨迹，又叠加合成了随扳手160旋转的运动轨迹，压杆伸出块320.3伸出扳手轴承槽160.4外，被护板挡板331.1抵压，如图17。护板挡板331.1抵压压杆伸出块320.3，驱动杠杆机构动力臂旋转，压杆320与弹性件一180直线的连接状态被打破，压杆320绕杠杆支撑点滑销350旋转，压杆伸出块320.3在杠杆机构的动力臂侧，跨象限运动组件在杠杆机构的阻力臂侧；护板331驱动杠杆机构动力臂侧压杆伸出块320.3的旋转，杠杆机构的阻力臂侧向相反的方向旋转，跨象限运动组件沿扳手销槽160.3的旋转滑动速度，在用手推动护板331带动扳手160旋转的速度不变的情况下加速的沿扳手销槽160.3旋转滑动，跨象限运动组件提前跨过象限分界线上的C点，弹性件一180通过跨象限运动组件驱动扳手160旋转的方向提前发生翻转，弹性件一180的弹力由阻止扳手160旋转的阻力，变成驱动扳手160旋转的动力，驱动扳手160继续的旋转，推动护板331旋转的人手可以提前放开护板331了。绳带220开伞边的220.3、220.4、220.5段，继续从扳手160轮廓上脱离，输出释放绳带；绳带合伞边的220.B、220.C、220.D段继续缠绕到扳手160轮廓上，收集储存绳带220。在以扳手160旋转中心同心的圆中，在象限分界线一侧，扳手160的旋转输出释放绳带220；在象限分界线另一侧扳手160的旋转收集储存绳带220，拉动绳带220绕与轴圆销172铰接的U型轴承170滑动产生线性位移。扳手160的旋转位移转换成了绳带220的线性位移，动力传输机构把位移换向驱动机构的线性位移传递到与绳带固定连接的下巢120，下巢120向上移动驱动伞骨架组件的合拢。

变异机构三，如图20、图21。

在以上的变异机构中，是在自力伞结构中，增设和更改了部分构件，而变异机构三是删减与更改了部分构件，增设与更改的构件还是在位移换向驱动机构中，伞骨架组件与动力传输机构与以上所述变异机构一、变异机构二中的动作原理一样，不作赘述，下面针对变异机构三的位移换向驱动机构在伞开合过程中的动作进行说明。在变异机构三的结构中，删除了弹性件一180的动力驱动构件及其相关的连接件，扳手160的结构作了更改，动作原理不变。位移换向驱动机构的构件扳手160是通过与连接销251铰接固定在伞把140上的，只有一个旋转自由度，是固定式位移换向驱动机构

开伞过程，参阅图20、图21。

开伞之前，伞处于合拢状态，如图21。下巢120被绳带220拉到接近上巢下巢座110.9。用手推动扳手160顺时针旋转，扳手160象一个手轮一样的旋转，绳带220.B、220.C段逐渐从扳手绳带槽160.7上脱离，输出释放绳带；绳带220.3段逐渐被扳手凸台160.8缠绕起来，收集储存绳带。扳手160进一步旋转，绳带220合伞边进一步输出释放绳带220，绳带220开伞边进一步收集储存绳带220，绳带220合伞边的220.B、220.C、220.D段，从扳手160轮廓上脱离，输出释放绳带；绳带开伞边的220.3、220.4、220.5段缠绕到扳手160轮廓上，收集储存绳带220。在以扳手160旋转中心同心的圆中，在象限分界线一侧，扳手160的旋转输出释放绳带220；在象限分界线另一侧扳手160的旋转收集储存绳带220,拉动绳带220绕与轴圆销172铰接的U型轴承170滑动产生线性位移。扳手160的旋转位移转换成了绳带220的线性位移，动力传输机构把位移换向驱动机构的线性位移传递到下巢120，下巢120向下移动驱动伞骨架组件的张开。

合伞过程，参阅图20、图21。

合伞之前，伞处于撑开状态，如图20。下巢120被绳带220拉到远离上巢的位置，X夹角小于或等于90度。动扳手160逆时针旋转，扳手160象一个手轮一样的旋转，绳带220.3、220.4段逐渐从扳手绳带槽160.7上脱离，输出释放绳带；绳带220.B段逐渐被扳手凸台160.8缠绕起来，收集储存绳带220。扳手160进一步旋转，绳带220开伞边进一步输出释放绳带220，绳带220合伞边进一步收集储存绳带220，绳带220开伞边的220.3、220.4、220.5段，从扳手160轮廓上脱离，输出释放绳带；绳带合伞边的220.B、220.C、220.D段缠绕到扳手160轮廓上，收集储存绳带220。在以扳手160旋转中心同心的圆中，在象限分界线一侧，扳手160的旋转输出释放绳带220；在象限分界线另一侧扳手160的旋转收集储存绳带220，拉动绳带220绕与轴圆销172铰接的U型轴承170滑动产生线性位移。扳手160的旋转位移转换成了绳带220的线性位移，动力传输机构把位移换向驱动机构的线性位移传递到与绳带固定连接的下巢120，下巢120向上移动驱动伞骨架组件的合拢。

位移换向驱动机构提供正反两个方向、独立、可持续的动力，把构件的旋转位移转换其它构件的线性位移，驱动伞骨架的开合运动，位移换向驱动机构是一种圆形结构体与动力组件、跨象限运动组件、运动转化组件的组合结构，利用动力组件作用力施加在圆形结构体不同象限的位置，改变圆形结构体的运行轨迹、旋转方向，实现动力驱动与换向保持的机构。动力组件的作用力施加在跨象限运动组件，驱动跨象限组件在圆形结构体的不同象限移动，同时动力组件施加在跨象限运动组件的作用力，也施加到圆形结构体上，驱动圆形结构体旋转，在跨象限运动组件跨越圆形结构体象限分界线时，驱动圆形结构体旋转的动力组件的力、方向与轨迹发生改变，运动转化组件把圆形结构体的旋转位移转化成线性位移运动。

圆形结构体就是扳手160与连杆150、定位销250、连接销251等组成的组合体，圆形结构体的外轮廓一边缠绕收集绳带220，另一边释放输出绳带220；弹性件一180、固定销一260、拉钩291等组成就是动力组件，U型轴承170与轴承销171组成的组件就是跨象限运动组件，运动转化组件就是轴承230与轴销231、伞把平台140.6、绳带220、U型轴承170、轴圆销172、内外转接销210、螺钉开280、螺钉合281等的组合体；弹性件一180的作用力施加在U型轴承170与轴承销171组成的跨象限运动组件上，驱动U型轴承170与轴承销171组成的跨象限运动组件在由扳手160与连杆150、定位销250、连接销251组成的圆形结构体的不同象限移动，同时弹性件一180施加在U型轴承170与轴承销171组成的跨象限运动组件的作用力，也施加到由扳手160与连杆150、定位销250、连接销251组成的圆形结构体上，驱动扳手160所在的圆形结构体旋转，在U型轴承170与轴承销171组成的跨象限运动组件跨越扳手160所在的圆形结构体的象限分界线时，扳手160所在的圆形结构体旋转的方向与轨迹发生改变，轴承230与轴销231、伞把平台140.6、绳带220的组合而组成的运动转化组件把扳手160所在的圆形结构体旋转运动转化成线性位移运动，轴承230在伞把平台140.6上滚动位移。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。所呈图例，虽是以直杆伞的形式出现，在其它类型的伞的结构、原理，思想上也同样适用。以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。