挡风墙遮阳棚系统设计

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1前言

在一些移动小商铺，例如报停、小卖部、移动商铺车等，它们要安装售卖窗户的同时，还要安装遮阳棚，大大影响其外观美观的同时还浪费了一定的材料。另外采用百叶叠加的结构在现实中应用广泛，例如百叶窗帘、百叶棚、百叶幕墙等。但纵观这些产品，发现这些产品都是只能在垂直或竖直的角度开闭与收缩，于是就会出现这么一种尴尬：为了遮阳与美观，百叶窗帘与百叶棚同时安装使用。本设计针对这么一情况，特别设计了一种装置，将百叶窗帘与百叶棚的这两种工作形态包含在里面，同时采用电气控制该装置，让操作更方便。

2机械结构设计

可转换成挡风墙的遮阳棚的机械结构主要包含叶片部分、叶片开闭机构、叶片收缩机构、导轨支撑机构等。

2.1叶片设计与制造

2.1.1叶片结构设计

选用叶片材料时主要考虑到减小叶片总质量的问题，所以采用较薄的不锈钢板，为了加强其硬度，让其不弯曲，边缘部分可利用折弯机折出一个直角，具体尺寸要求为：整体结构：U字形；2、叶片材料：厚0.3mm不锈钢板；3、叶片形状：长1000mm，宽100mm，高（两翼）10mm；4、穿线孔：在两翼上打有4个直径3mm的穿线孔。

2.1.2叶片加工制作

（1）下料：使用剪板机将铁片剪成1000mmX120mm的长方形，数量为8片；（2）定位：在标准台上对剪好的铁片划线，定好两翼的宽度为10mm；（3）加工：使用折弯机将定好位的两翼折成90°，整体呈U字形；（4）定位：在标准台上定好穿线孔的位置；（5）打孔：使用手钻分别在定好的位置打孔，并去掉毛刺。

2.2叶片收缩结构设计

叶片收缩机构主要由滑轮、绳子、电机、卷筒、叶片连接轴、绳子引导管组成。叶片收缩部分我们主要考虑运用钢丝绳传动的方式，在两导轨的尾部安装一个导向轮，而在支撑板上安装一个卷扬机，钢丝绳穿过每一个滑轮后通过导向轮与卷扬机相连，其中钢丝绳与末端叶片的滑轮固连，卷扬机控制钢丝绳拉动最后一个滑轮，同时最后一个滑轮带动其它滑轮的移动，从而达到叶片的收缩功能。

2.3叶片开闭结构设计

在本设计中，叶片开闭结构同样采用钢丝绳传动的方式，它主要由电机、联轴器、锥齿轮、绳子、叶片、卷线轴组成。钢丝绳的控制方式与卷扬机原理相似，它的卷线筒固连直杆，电机通过锥齿轮传动控制直杆的转动达到控制目的。它的绳子与叶片的两端固定，通过拉动一端的钢丝绳子控制叶片的角度变化。

2.4导轨角度变换结构设计

叶片通过滑块与导轨相连，而导轨与大齿轮轴固连。由于导轨变换角度时力臂较长，即扭矩较大，虽然控制导轨变换角度的电机选用同步减速电机，其力矩较大，但为了保证导轨角度变换时运行稳定安全，电机可通过齿轮传动的方式将力传到力臂上。

3装置控制系统设计

3.1驱动电机选型

可知收缩速度控制在0.8m/min-1.5m/min，叶片角度改变速度控制在0.8m/min-1.5m/min，整体角度改变速度控制在0.5r/min。目前所设计的装置属于家用，为了减少体积与成本，选用了交流齿轮同步电机。电机内部已经有了齿轮减速，所以可以省略减速器的设计。

3.2电机驱动方案设计

由于装置中各功能完成的时间较短，所以可以考虑采用点动控制，让它的控制最简单化，以便降低成本。合上刀开关QS，按下按钮SB1，接触器KM1得电，其常开触电闭合，电机正转。同时时间继电器KT得电，经过调整的时间之后，其常闭延时触点断开，电路断电，接触器和时间继电器断电并复位。当按下按钮SB2，接触器KM2得电，电机反转。其中行程开关SQ1和SQ2可以使叶片移动的范围得到控制，熔断器FU起到保护电路的作用。

4结语

现在所加工出来的实物基本能实现所要求的功能，但还是有许多地方需要改进。对目前作品完成的情况来看，收缩部分的卷扬机、导轨的结构与角度变换机构设计不够合理与严谨，影响了装置的功能实现不够平稳与安全。未来如有机会，会改进这三部分的结构，使其功能运行更稳定。

作者：陆金朗 吴欢 黄城志 韦健毫 单位：桂林理工大学机械与控制工程学院