一种汽车自动天窗设备的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种汽车自动天窗设备，包括天窗玻璃、滑动模块和转动模块。滑动模块包括在顶点处转动连接的第一、第二、第三和第四杆件构成的四连杆机构以及两个滑动模块伸缩结构。第一杆件固定连接于车身上；第三杆件包括带有安装接头的天窗滑槽。两个滑动模块伸缩结构一端分别连接天窗玻璃面向该天窗滑槽一侧的两个角，另一端连接安装接头。该滑动模块还包括位于车辆顶盖内部的该天窗滑槽延长线上的内藏滑槽。转动模块包括固定连接于第二杆件上的转动块和两个转动模块伸缩结构，两个转动模块伸缩结构均有一端连接转动块的两端，另一端固定连接车身。本发明实现了汽车天窗的外开和内藏结合运动，简化了传动机构，改善了车内环境，提高了车辆档次。
【专利说明】一种汽车自动天窗设备
【技术领域】
[0001]本发明属于汽车车身【技术领域】，涉及一种汽车自动天窗设备。
【背景技术】
[0002]汽车车内的温度和空气质量的好坏对驾乘人员的舒适性有着较大的影响，汽车自动天窗是集先进材料与结构设计、机电一体化的高科技产品，对于改善车内空气质量和提高驾乘人员的舒适感有很大作用。汽车天窗玻璃的运动一般采用外开式或内藏式中一种，均是由电机提供动力。
[0003]在轿车天窗匹配过程中，首先考虑的是满足驾乘人员头部空间和视野要求，而传统的单纯内藏式天窗不仅会占用部分头顶空间，影响部分视野，而且完全开启时无法有效防止紫外线辐射。同时，传统的单纯外开式天窗限制了随乘人员将头顶探出车顶的空间，并且密封效果也不好。因此，能够有效避免上述两种形式天窗的缺点，占用车内人员头顶空间少，视野好，具有出色的防紫外线和隔热效果的车窗技术具有极强的应用价值和研究意义。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种能够避免传统的内藏式天窗和外开式天窗的缺点，具有出色的防紫外线和隔热效果的天窗。
[0005]为了达到上述目的，本发明的解决方案是:
[0006]一种汽车自动天窗设备，包括天窗玻璃，还包括滑动模块和转动模块；所述滑动模块包括第一滑动单元；第一滑动单元包括在顶点处转动连接的第一杆件、第二杆件、第三杆件和第四杆件构成的四连杆机构以及两个滑动模块伸缩结构；第一杆件固定连接于车身上；第三杆件包括带有安装接头的天窗滑槽；所述两个滑动模块伸缩结构一端分别连接所述天窗玻璃面向所述天窗滑槽一侧的两个角，另一端连接所述安装接头；第一滑动单元还包括位于车辆顶盖内部的所述天窗滑槽延长线上的内藏滑槽；所述转动模块包括第一转动单元；第一转动单元包括固定连接于第二杆件上的转动块以及两个转动模块伸缩结构；所述两个转动模块伸缩结构均有一端连接所述转动块的上下两端，另一端固定连接车身。
[0007]所述安装接头位于所述天窗滑槽的中点。
[0008]所述滑动模块还包括与第一滑动单元构造相同的第二滑动单元，第二滑动单元与第一滑动单元关于所述天窗玻璃对称。
[0009]所述转动模块还包括与第一转动单元构造相同的第二转动单元，第二转动单元与第一转动单元关于所述天窗玻璃对称。
[0010]所述所有伸缩结构均为形状记忆合金丝，且两端均通过电源线连接到电源接口。
[0011]所述天窗玻璃的四角均包含一个凸起，并通过所述凸起与所述滑动模块伸缩结构连接。
[0012]所述转动连接为铰接。
[0013]所述两个转动模块伸缩结构均平行于所述第二杆件。[0014]所述汽车自动天窗设备还包括控制部分；所述控制部分包括相互连接的电源线和控制器，所述控制器还与所述所有伸缩结构连接，以控制所述所有伸缩结构的伸缩运动。
[0015]所述四连杆机构为平行四连杆机构，第三杆件和第一杆件始终平行。
[0016]由于采用上述方案，本发明的有益效果是:本发明实现了汽车天窗的外开和内藏结合运动，可有效改善各种环境下天窗的开启程度和开启方式，具有出色的防紫外线和隔热效果，改善了车内环境，提高了车辆档次。同时，采用SMA丝实现内藏式和外开式天窗的结合，取消了电机驱动模式，可以改为电源、PID控制和SMA丝直接控制天窗运动，将动力传递给与玻璃相连接的左右侧连杆机构或直接作用于玻璃，简化了传动机构。此外，这两种形式相互影响较小，降低了天窗打不开的概率。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1a是本发明实施例中汽车自动天窗设备的执行部分的主视图；
[0018]图1b是本发明实施例中汽车自动天窗设备的执行部分的俯视图；
[0019]图2是本发明实施例中汽车自动天窗设备的天窗玻璃的俯视图；
[0020]图3a是本发明实施例中汽车自动天窗设备的转动机构正面的结构示意图；
[0021]图3b是本发明实施例中汽车自动天窗设备的转动机构反面的结构示意图。
[0022]附图中:1、天窗玻璃；201、第一杆件；202、第二杆件；203、第三杆件；204、第四杆件；3、转动块；401、第一转动模块SMA丝；402、第二转动模块SMA丝；501、第一天窗玻璃凸起；502、第二天窗玻璃凸起；503、第三天窗玻璃凸起；504、第四天窗玻璃凸起；6、安装接头；7、第一天窗滑槽。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
[0024]本发明提出了一种结合内藏式和外开式两种天窗优点的汽车自动天窗设备。该汽车自动天窗设备包括操作部分、控制部分和执行部分。
[0025]操作部分包括两个内藏式开关按钮和外开式开关按钮，作为该车窗进行内藏式运动和外开式运动的用户操作接口。
[0026]控制部分包括电源和控制器；电源与操作部分的内藏式开关和外开式开关连接，也与控制器连接，而控制器与执行部分连接。从而，使用者可以通过操作部分的两个开关按钮启动电源，控制器则接收电源输出的直流电，并将其转化成执行部分所需的电流(SMA丝同步的非线性电流)，以实现执行部分的相应动作(SMA丝的线性收缩与线性伸张)。本实施例中，对SMA丝的电流控制采用PID控制。
[0027]执行部分包括天窗玻璃、滑动机构和转动机构，图1a所示为其主视图，图1b所示为其俯视图，图2为天窗玻璃的俯视图。
[0028]滑动机构包括连接于天窗玻璃I两侧的两个相同的滑动单元，分别为第一滑动单元和第二滑动单元，两个滑动单元构造相同，关于天窗玻璃I对称，作用相同且操作同步。每个滑动单元均包括一个四连杆机构。第一滑动单元的四连杆机构包括在顶点处依次铰接的第一杆件201、第二杆件202、第三杆件203和第四杆件204。第一杆件201固定连接于车身上，第二杆件202和第四杆件204分别与第一杆件201铰接，第三杆件203与第一杆件201相对。在初始位置，第一杆件201、第二杆件202、第三杆件203和第四杆件204处于同
一水平高度上。第三杆件203中带有第一天窗滑槽7，天窗玻璃的侧部位于第一天窗滑槽7中。因此在第二滑动单元的对应位置上，设置有与第一天窗滑槽7相同的第二天窗滑槽。该滑动机构还包括位于车身内部的第一内藏滑槽和第二内藏滑槽，第一内藏滑槽和第二内藏滑槽分别是第一天窗滑槽7和第二天窗滑槽的延长部分，位于车辆顶盖内部，在外形上与天窗玻璃的侧部配合。
[0029]每个滑动单元均包括两根SMA丝，即第一滑动单元的第一 SMA丝和第二 SMA丝、第二滑动单元的第三SMA丝和第四SMA丝。第一天窗滑槽7和第二天窗滑槽在中点位置均包括有一个安装接头，天窗玻璃的四个角均包括一个凸起，分别为第一天窗玻璃凸起501、第二天窗玻璃凸起502、第三天窗玻璃凸起503和第四天窗玻璃凸起504。第一滑动单元的第一 SMA丝的两端分别连接天窗玻璃在该侧靠近车身内的内藏滑槽一端的天窗玻璃凸起和第一天窗滑槽7的安装接头6，第二 SMA丝的两端分别连接天窗玻璃在该侧的另一凸起和第一天窗滑槽7的安装接头6。同样，第二滑动单元的第三SMA丝的两端分别连接天窗玻璃在该侧靠近车身内的内藏滑槽一端的凸起和第二天窗滑槽的安装接头，第二滑动单元的第四SMA丝的两端分别连接天窗玻璃在该侧的另一个凸起和第二天窗滑槽的安装接头。第一SMA丝、第二 SMA丝、第三SMA丝和第四SMA丝的两端均通过电源线连接到控制器的电源输出端，由控制器控制流经四个SMA丝的电流。
[0030]对应于滑动机构的第一滑动单元和第二滑动单元，转动机构对应地包括关于天窗玻璃I对称的第一转动单元和第二转动单元，此处以第一转动单元为例进行说明，第二转动单元的结构以及连接位置关系与之对应。
[0031]第一转动单元包括固定连接于第二杆件202上或与之成一体的转动块3、第一转动SMA丝401和第二转动SMA丝402 ;本实施例中，该转动块3构造为转动轮。第一转动SMA丝401和第二转动SMA丝402均有一端连接于转动轮3上，且连接点的连线与转动轮3的直径位于同一条直线上；另一端固定连接在车身上，为不动端。第一转动SMA丝401与第二转动SMA丝402相互平行，且均平行于第一杆件201。
[0032]该自动天窗设备中，内藏式按钮与外开式按钮有一个被打开时，另一个不可以被打开。即天窗的内藏式运动和外开式运动是相互独立的，不可交涉的。
[0033]当打开内藏式按钮时，天窗进行内藏式移动。此时第一 SMA丝和第三SMA丝两端通电，第一 SMA丝和第三SMA丝均受热收缩，第二 SMA丝和第四SMA丝被拉伸，从而天窗玻璃I朝着车身内的内藏滑槽的方向移动。第一 SM丝和第三SM丝收缩得越多，天窗玻璃I移动得越多，靠近车身内的内藏滑槽一侧的天窗玻璃I两侧部与第一内藏滑槽和第二内藏滑槽嵌合得越多，车窗被内藏式打开得越多。本实施例中，第一导槽和第二导槽的长度均为400毫米，天窗玻璃I的长度为200毫米，天窗玻璃的内藏式位移为200毫米。
[0034]此时，若关闭内藏式开关，控制器控制减小加载在第一 SMA丝和第三SMA丝上的电流，第一 SMA丝和第三SMA丝长度逐渐恢复，天窗玻璃I打开的程度慢慢缩小，直至关闭。
[0035]当打开外开式按钮时，天窗进行外开式移动。此时控制器控制加大加载在第一转动SMA丝上的电流，第一转动SMA丝受热收缩，带动转动轮向左移动。由于转动轮与第二杆件202为固定连接或者一体式结构，而第二杆件202与第一杆件201为铰接，且第一杆件201固定连接于车身，因此第二杆件202也向左转动，第三杆件203被举高且同时朝左移动，从而带动嵌套于其中的天窗玻璃I向上伸出车外并向左移动，天窗被外开式打开。反之，则上述各部件反向运动，天窗被关闭。设定四连杆机构为平行四连杆机构，可以保证第一杆件201与第三杆件203始终平行，同时由于车顶天窗位置有一定的斜度，可以保证天窗始终与车顶平面平行。，
[0036]天窗被外开式打开的高度可以按照如下方法计算:
[0037]若第一转动SMA丝的有效长度为I = 100毫米，旋转直径d = 10毫米，SMA丝收缩率β = 6%,第二杆件的长度为L=200晕米；
[0038]则第一转动SMA丝收缩长度11为:11 = IX β = 100X6% = 6 (毫米)
[0039]旋转角度a 为:a = 11+(d + 2) + π X 180。= 68.8°
[0040]天窗的开启高度h 为:h = LXsin(a) = 200 X sin ( a ) = 186.5 (毫米)
[0041]本发明实现了汽车天窗的外开和内藏结合运动，可有效改善各种环境下天窗的开启程度和开启方式，具有出色的防紫外线和隔热效果，改善了车内环境，提高了车辆档次。同时，采用SMA丝实现内藏式和外开式天窗的结合，取消了电机驱动模式，可以改为电源、PID控制和SMA丝直接控制天窗运动，将动力传递给与玻璃相连接的左右侧连杆机构或直接作用于玻璃，简化了传动机构。此外，这两种形式相互影响较小，降低了天窗打不开的概率。
[0042]上述的对实施例的描述是为便于该【技术领域】的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种汽车自动天窗设备，包括天窗玻璃，其特征在于:还包括滑动模块和转动模块； 所述滑动模块包括第一滑动单元；第一滑动单元包括在顶点处转动连接的第一杆件、第二杆件、第三杆件和第四杆件构成的四连杆机构以及两个滑动模块伸缩结构；第一杆件固定连接于车身上；第三杆件包括带有安装接头的天窗滑槽；所述两个滑动模块伸缩结构一端分别连接所述天窗玻璃面向所述天窗滑槽一侧的两个角，另一端连接所述安装接头；第一滑动单元还包括位于车辆顶盖内部的天窗滑槽延长线上的内藏滑槽； 所述转动模块包括第一转动单元；第一转动单元包括固定连接于第二杆件上的转动块以及两个转动模块伸缩结构；所述两个转动模块伸缩结构均有一端连接所述转动块的上下两端，另一端固定连接车身。
2.根据权利要求1所述的汽车自动天窗设备，其特征在于:所述安装接头位于所述天窗滑槽的中点。
3.根据权利要求1所述的汽车自动天窗设备，其特征在于:所述滑动模块还包括与第一滑动单元构造相同的第二滑动单元，第二滑动单元与第一滑动单元关于所述天窗玻璃对称。
4.根据权利要求1所述的汽车自动天窗设备，其特征在于:所述转动模块还包括与第一转动单元构造相同的第二转动单元，第二转动单元与第一转动单元关于所述天窗玻璃对称。
5.根据权利要求1所述的汽车自动天窗设备，其特征在于:所述所有伸缩结构均为形状记忆合金丝，且两端均通过电源线连接到电源接口。
6.根据权利要求1所述的汽车自动天窗设备，其特征在于:所述天窗玻璃的四角均包含一个凸起，并通过所述凸起与所述滑动模块伸缩结构连接。
7.根据权利要求1所述的汽车自动天窗设备，其特征在于:所述转动连接为铰接。
8.根据权利要求1所述的汽车自动天窗设备，其特征在于:所述两个转动模块伸缩结构均平行于所述第二杆件。
9.根据权利要求1所述的汽车自动天窗设备，其特征在于:所述汽车自动天窗设备还包括控制部分；所述控制部分包括相互连接的电源线和控制器，所述控制器还与所述所有伸缩结构连接，以控制所述所有伸缩结构的伸缩运动。
10.根据权利要求1所述的汽车自动天窗设备，其特征在于:所述四连杆机构为平行四连杆机构，第三杆件和第一杆件始终平行。
【文档编号】B60J7/05GK103935216SQ201410135603
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】何平, 刘全有, 李功赋, 吴成明, 冯擎峰 申请人:浙江吉利控股集团有限公司, 浙江吉利汽车研究院有限公司