一种手自一体智能调节导流罩的制作方法

1.本发明涉及卡车导流罩结构设计领域，涉及一种手自一体智能调节导流罩。

背景技术：

2.在汽车行驶过程中，滚动阻力及风阻占据着非常重要的作用，其中风阻与车速为二次关系，当车速增加时，风阻以法向风速的平方成正比的趋势急速增加，为了能够有效减小整车风阻系数，降低燃油消耗量，在驾驶室顶部及侧部安装空气导流装置是十分必要的，研究表明当风阻系数降低30%，燃油消耗量减少10%，当货车安装导流罩时，气流会顺着导流罩方向流动，避免了后部货箱处风阻较大，减小了风阻系数。
3.现有导流罩一般为玻璃钢结构，由于导流作用导流罩中部受力较大，长时间使用后会使导流罩中央有较大凹陷，影响导流作用。在如长下坡等路况中需要增加风阻，此时导流罩起到相反作用，无法相应提高风阻。现有车辆导流罩大多高度固定或固定挡位调节，无法自适应货箱进行灵活匹配，某些电动调节导流罩装置未考虑装置可靠性，当某些工况下电动装置失灵或损坏将无法改变导流罩位置。
4.如中国专利申请号201910103111.8，公开了一种导流罩智能调节系统和方法及自调节，该系统包括控制器、电控导流罩和传感器，传感器包括空速管、后摄像头和超声波测距器，控制器位于驾驶室内部，用于存储和处理传感器的数据，从而控制电控导流罩；电控导流罩安装于驾驶室周围，通过所述控制器调节角度；空速管安装在驾驶室顶部迎风处，用于测量空速；后摄像头安装在所述电控导流罩后端，用于监测电控导流罩调节位置；超声波测距器安装在驾驶室后部，用于测量驾驶室和货箱的距离，同时也用于检测是否空载。该导流罩智能调节系统和方法及自调节导流罩和车辆，可达到降风阻、降油耗的作用。
5.中国专利申请号202110955532.0，公开了一种卡车用高强度导流罩电动调节装置，包括:间隔连接在导流罩上的第一联动板和第二联动板，导流罩的下端通过活动部件连接在卡车上；间隔固定在卡车上的第一支架和第二支架，所述第一支架和第二支架之间设置有导向部件；第一撑杆和第二撑杆，所述第一撑杆的一端与所述第一联动板活动连接，另一端与和所述导向部件配合的第一滑块部件活动连接，所述第二撑杆的一端与所述第二联动板活动连接，另一端与和所述导向部件配合的第二滑块部件活动连接；设置在所述第一支架和第二支架之间的双向电动驱动装置，双向电动驱动装置的第一输出端、第二输出端分别和所述第一滑块部件、第二滑块部件连接。
6.上述专利只能调节驾驶室顶部导流罩，不能同时调节两侧的导流罩，并且结构复杂，不能手自一体操作。

技术实现要素：

7.本发明的目的为尽可能解决以上问题，通过提供一种手自一体智能调节导流罩结构，能够适用不同路况、货箱高度及车速，通过一体化的结构，同时调节顶部导流罩及两侧导流板，智能化自适应调节，优化导流罩角度，达到行车安全化、节能化的目标。
8.本发明是通过以下措施来实现的。
9.本发明公开了一种手自一体智能调节导流罩，包括位于驾驶室顶部的顶端导流罩和位于驾驶室两侧的侧部导流板，其特之处在于：还包括用于调节顶端导流罩活动的顶部高度调节机构和两个翻转机构，用于调节侧部导流板活动的两个侧部高度调节机构；所述的顶部高度调节机构包括顶部调节电机,通过调节齿轮连接的丝杠，通过丝杠转动带动可以左右摆动的两个第一支撑杆，所述第一支撑杆一端通过定位螺丝连接丝杠，另一端通过底座连接顶端导流罩的后端；所述的丝杠通过两个固定轴承固定在驾驶室上；所述的翻转机构包括有与定位螺丝相连的导向杆，所述的导向杆通过齿轮杆、升降齿轮带动第二支撑杆上下移动；所述的升降齿轮安装在固定于驾驶室本体的齿轮基座上；所述的第二支撑杆固定在顶端导流罩的中部；所述侧部调节机构包括有与丝杠端部连接的转向齿轮，通过转向齿轮带动的左丝杠，通过左丝杠带动的左导向杆，左导向杆的端部连接与侧部导流板相连的连接底座。
10.上述的手自一体智能调节导流罩，为了实现手自一体的功能：所述的侧部调节机构还包括有手柄，手柄通过锁止机构与左丝杠连接。
11.上述的手自一体智能调节导流罩，优选的：合页装置连接驾驶室本体和侧部导流板,所述的左丝杠与驾驶室本体之间设置有左固定轴承。
12.上述的手自一体智能调节导流罩，优选的：所述的左丝杠的中部带有螺纹、上部为光滑较细的滑动杆。
13.上述的手自一体智能调节导流罩，优选的：所述的齿轮杆前端无齿、后端有齿。
14.上述的手自一体智能调节导流罩，优选的：所述的齿轮杆与导向杆之间通过转动轴连接。
15.本发明左右丝杠与上方的丝杠由转向齿轮副连接，丝杠与驾驶室本体由固定轴承固定基座连接，左右丝杠可绕轴承基座旋转，带动左右导向杆上下移动，左右导向杆连接高度调节机构与侧部导流板，导流板翻转机构起翻转作用，控制导流板开合。当调节电机反转，上丝杠反方向旋转带动导流罩升高，左右导向杆与丝杠之间无螺纹且上侧有限位装置，二者滑动摩擦，左右导向杆位置不变，侧部导流板位置不变，保证整车处于安全宽度。
16.在导流罩张开状态，导流罩翻转机构起导向作用并支撑导流罩翻转，在导流罩升高状态，导流罩翻转机构起支撑作用，导流罩翻转机构受到高度调节机构定位螺丝的推力，推动导流罩翻转机构下方齿轮升降机构上升。
17.左右丝杠上部较螺纹处稍细，以保证左右导向杆在最上方可自由滑动。
18.导流罩翻转机构安装在导流罩横梁上，以增加导流罩中央结构强度。
19.所述车辆状态、导流罩的状态均由智能控制模块调整。
20.所述智能控制模块通过数据库分析不同风速、货箱高度及路况等信息，对导流罩的状态进行调整。
21.所述智能控制模块在使用前首先将风速、货箱高度、车速、导流罩位置等参数进行归一化处理，建立初始数据样本库并构建样本矩阵，通过搭建完全二阶响应面模型得到输入值与输出值稳定的传递关系。
22.将响应面模型输入输出参数建立标定参数库，通过遗传算法计算，寻不同工况
参数的多目标最优解优化方案。
23.在建立出厂标定数据库时，同时对速度、距离、油耗等传感器进行标定，更新传感器标定参数。
24.所述出厂标定为定量标定分析，实时路况较为复杂，可能存在标定优化方案质量较差的问题，因此在实时路况下可开启实时标定模式，增加特定路况下的标定样本量，通过标定及实测双库样本矩阵参数建立高精度响应面模型，提高参数优化精度。
25.所述左侧部导流板丝杠下方安装有手柄，使用锁止机构与丝杠连接，向下拉动时，手柄可带动丝杠旋转，恢复原位后，丝杠旋转时手柄不发生变化。
26.本发明的有益效果，通过提供一种手自一体智能调节导流罩结构，能够适用不同路况、货箱高度及车速，通过一体化的结构，同时调节导流罩顶部两侧，智能化自适应调节，优化导流罩角度，达到行车安全化、节能化的目标。
附图说明
27.图1为一种手自一体智能调节导流罩结构三维示意图图2为导流罩高度调节机构示意图图3为翻转机构示意图及其a-a视图图4为翻转机构中齿轮升降机构示意图图5为左侧部导流板高度调节机构示意图图中，1顶端导流罩，2侧部导流板，3侧部高度调节机构，4翻转机构，5顶部高度调节机构。
28.301转向齿轮，302左固定轴承，303连接底座，304左导向杆，305左丝杠，306锁止机构，307手柄，308合页装置。
29.401加强横梁，402上升螺母，403导向杆，404第二支撑杆，405升降齿轮，406齿轮杆，407齿轮基座。
30.501转向齿轮，502固定轴承，503调节电机，504调节齿轮，505第一支撑杆，506底座，507丝杠，508定位螺丝。
31.具体实施方式：以下结合附图1-5及实施例对本公开示例做进一步说明，需要强调的是，所述实施例仅为本发明某一特定实施例，用于充分解释本发明内容，但并不能涵盖全部应用，在未进行创造性劳动的前提下基于本发明而做出的其他实施例均属于本发明的保护范围。
32.一种手自一体智能调节导流罩结构，包含连接顶导流罩1的顶部高度调节机构5与翻转机构4，包含与侧部导流板2连接的分别位于左右侧的侧部高度调节机构3，包含一种智能控制模块。
33.顶部高度调节机构5包括转向齿轮501，固定轴承502，顶部调节电机503，调节齿轮504，第一支撑杆505、与导流罩连接的底座506及丝杠507，以及在丝杠上运行的定位螺丝508。
34.翻转机构包含了加强横梁401、上升螺母402、导向杆403、第二支撑杆404及齿轮升降机构。齿轮升降机构包含了升降齿轮405，齿轮杆406及与驾驶室本体连接的齿轮基座407。导向杆403与齿轮杆406连接，导向杆403与丝杠507上的定位螺丝508连接。
35.左侧高度调节机构包含转向齿轮301、左固定轴承302、与侧部导流板2连接的连接底座303、左导向杆304、左丝杠305、锁止机构306、手柄307及连接驾驶室本体和侧部导流板3的合页装置308。
36.通过读取坡度及制动力度参数信息，由智能控制模块判断进入长下坡状态，调节电机正转，带动丝杠507旋转，第一支撑杆505沿丝杠507向左右两侧移动，第一支撑杆505与丝杠507角度变小，第一支撑杆505垂直高度减小，导流罩1后部高度降低，此时导流罩翻转机构4中齿轮杆406向后移动，由于齿轮杆406前端无齿轮，此时齿轮杆406与升降齿轮405之间为滑动摩擦，翻转机构4仅起翻转作用，导流罩1前侧与驾驶室本体分离，导流罩1张开。
37.丝杠507旋转时由转向齿轮301带动左丝杠305旋转，左导向杆304向下移动，左导向杆304与左丝杠305角度减小，左导向杆304横向距离减小，通过连接底座303拉动侧部导流板2后部，合页装置308旋转，导流板张开。右侧机构与左侧大致相同。
38.由智能控制模块判断长下坡状态结束，调节电机反转，丝杠507反方向旋转，第一支撑杆505向中间移动，第一支撑杆505与丝杠507角度变大，第一支撑杆505垂直高度增大，导流罩1后部高度增加，导流罩1前侧与驾驶室本体接触，恢复原位。此时左丝杠305旋转，带动左导向杆304向上移动至与左丝杠305角度呈90
°
，左侧部导流板恢复原位。右侧丝杠与左侧丝杠原理大致相同。
39.智能控制模块判断导流罩高度与货箱不匹配时，调节电机继续反转，丝杠507继续反方向旋转，第一支撑杆505继续向中央移动，第一支撑杆505与丝杠507角度变大，第一支撑杆505垂直高度增大，导流罩1后部高度增加，最佳增量由智能控制模块调节，与货箱进行自适应匹配，当第一支撑杆505与丝杠507角度为90
°
时导流罩1在底座506处有最大调节高度，其高度为第一支撑杆505长度。此时由于左导向杆304已移动至左丝杠305螺纹顶端，左丝杠305上部较细且有限位装置，当左丝杠305继续旋转时，能够保证左导向杆304在左丝杠305螺纹上部滑动，左右导向杆高度将保持不变，保证了顶导流罩角.度升高时，侧部导流板角度不变，确保整车处于安全宽度。
40.此时，丝杠507反向旋转，导流罩升高时，导流罩翻转机构4受到导流罩1高度调节机构5定位螺丝508的推力，推动导流罩翻转机构下方导向杆403向前移动，并带动齿轮杆406推动升降齿轮405转动，推动第二支撑杆404向上移动，保证在导流罩后端上移时导流罩前端与驾驶室本体始终处于均应力接触。
41.所述左侧部导流板左丝杠305下方安装有手柄307，使用锁止机构306与左丝杠305连接，当向下拉动手柄307，可带动左丝杠305旋转，恢复原位后，左丝杠305旋转时手柄307将不发生变化。
42.智能控制模块分为开启与关闭状态，当开启后，车辆状态、导流罩位置均由智能控制模块进行调整，关闭时可手动操作。
43.智能控制模块数据库在使用前进行首先将风速、货箱高度、车速、导流罩位置等参数进行正交试验设计并归一化处理，优化输出参数为燃油消耗量，建立初始数据样本库并构建样本矩阵，通过搭建完全二阶响应面模型得到输入值与输出值间稳定的传递关系。
44.将响应面模型输入输出参数建立标定参数库，通过遗传算法计算，寻不同工况参数的多目标最优解优化方案。在建立出厂标定数据库时，同时对速度、距离、油耗、高度、温度等传感器进行标定，以更新传感器标定参数。
45.由于出厂标定为定量标定分析，而实时路况较为复杂，可能存在优化方案质量较差的问题，因此在实时路况下可开启实时标定模式，增加标定样本量，实时标定模式开启后，已此时的静态标定导流罩角度下对应油耗作为标定量，调整导流罩角度，完成全路况采集后通过两次油耗差距开启矫正模式，保存该路况下的最佳导流罩角度，通过双库样本矩阵参数建立高精度响应面模型，提高参数优化精度。

技术特征：

1.一种手自一体智能调节导流罩，包括位于驾驶室顶端的顶端导流罩（1）和位于驾驶室两侧的侧部导流板（2），其特征在于：还包括用于调节顶端导流罩（1）活动的顶部高度调节机构（5）和两个翻转机构（4），用于调节侧部导流板（2）活动的两个侧部高度调节机构（3）；所述的顶部高度调节机构(5)包括顶部调节电机(503）,通过调节齿轮（504)连接的丝杠（507），通过丝杠转动带动可以左右摆动的两个第一支撑杆（505），所述第一支撑杆一端通过定位螺丝（508）连接丝杠，另一端通过底座（506）连接顶端导流罩的后端；所述的丝杠（507）通过两个固定轴承（502）固定在驾驶室上；所述的翻转机构（4）包括有与定位螺丝（508）相连的导向杆（403），所述的导向杆通过齿轮杆（406）、升降齿轮（405）带动第二支撑杆（404）上下移动；所述的升降齿轮安装在固定于驾驶室本体的齿轮基座（407）上；所述的第二支撑杆（404）固定在顶端导流罩的中部；所述侧部调节机构（3）包括有与丝杠（507）端部连接的转向齿轮（301），通过转向齿轮（301）带动的左丝杠（305），通过左丝杠（305）带动的左导向杆（304），左导向杆（304）的端部连接与侧部导流板相连的连接底座（303）。2.根据权利要求1所述的手自一体智能调节导流罩，其特征在于：所述的侧部调节机构（3）还包括有手柄（307），手柄（307）通过锁止机构（306）与左丝杠（305）连接。3.根据权利要求1所述的手自一体智能调节导流罩，其特征在于：合页装置（308）连接驾驶室本体和侧部导流板（3）,所述的左丝杠（305）与驾驶室本体之间设置有左固定轴承（302）。4.根据权利要求1所述的手自一体智能调节导流罩，其特征在于：所述的左丝杠（305）的中部带有螺纹、上部为光滑较细的滑动杆。5.根据权利要求1所述的手自一体智能调节导流罩，其特征在于：所述的齿轮杆（406）前端无齿、后端有齿。6.根据权利要求1所述的手自一体智能调节导流罩，其特征在于：所述的齿轮杆（406）与导向杆（403）之间通过转动轴连接。

技术总结

本发明涉及卡车导流罩结构设计领域，涉及一种手自一体智能调节导流罩，包括顶端导流罩，侧部导流板，顶部高度调节机构，两个翻转机构，两个侧部高度调节机构；所述的顶部高度调节机构包括调节电机,丝杠，两个第一支撑杆；所述的翻转机构包括导向杆，第二支撑杆；所述侧部调节机构包括转向齿轮，左丝杠，左导向杆。本发明通过提供一种手自一体智能调节导流罩结构，能够适用不同路况、货箱高度及车速，通过一体化的结构，同时调节导流罩顶部两侧，智能化自适应调节，优化导流罩角度，达到行车安全化、节能化的目标。节能化的目标。节能化的目标。