自动伞论文和设计-宋友军

全文摘要

本实用新型涉及一种自动伞。包括伞柄、伞杆、中巢、下巢、伞骨架及伞面，所述伞柄与所述伞杆连接，中巢、下巢滑动套设在伞杆上，所述伞骨架分别与所述中巢、下巢及所述伞杆铰接，所述伞面设置于所述伞骨架上，所述自动伞还包括开伞机构、平台座组件和收伞机构。开伞机构包括开伞弹性件、开伞执行机构和用于对所述开伞弹性件输入能量的开伞触发机构。收伞机构包括收伞弹性件和收伞触发机构。具有能自动打开且自动收回的优点。

主设计要求

1.一种自动伞，包括伞柄(100)、伞杆(110)、中巢(122)、下巢(123)、伞骨架(130)及伞面，所述伞柄(100)与所述伞杆(110)连接，中巢(122)、下巢(123)滑动套设在伞杆(110)上，所述伞骨架(130)分别与所述中巢(122)、下巢(123)及所述伞杆(110)铰接，所述伞面设置于所述伞骨架(130)上，其特征在于，所述自动伞还包括：开伞机构(200)，包括开伞弹性件(201)、开伞执行机构(202)和开伞触发机构(203)，所述伞骨架(130)处于折叠状态时，所述开伞执行机构(202)限制所述中巢(122)沿远离所述伞柄(100)的方向滑动，所述开伞弹性件(201)抵压于所述开伞触发机构(203)和中巢(122)之间，通过操作开伞触发机构(203)能使所述开伞弹性件(201)储能并抵压于中巢(122)与下巢(123)之间，同时使所述开伞执行机构(202)与所述中巢(122)脱离，进而驱动中巢(122)与下巢(123)沿远离所述伞柄(100)的方向滑动以启动开伞过程并使所述伞骨架(130)处于打开状态；平台座组件(210)，弹性滑动设置于下巢(123)内，所述伞骨架(130)处于折叠状态时，所述开伞弹性件(201)穿设下巢(123)而抵接在中巢(122)和开伞触发机构(203)之间，通过操作开伞触发机构(203)使所述伞骨架(130)处于打开状态后，平台座组件(210)支撑所述开伞弹性件(201)并使所述开伞弹性件(201)储能且抵压于中巢(122)与下巢(123)之间；以及收伞机构(220)，包括收伞弹性件(221)和收伞触发机构(222)，通过操作开伞触发机构(203)使所述伞骨架(130)处于打开状态后，还使所述收伞弹性件(221)储能，所述收伞触发机构(222)与平台座组件(210)传动连接，通过操作所述收伞触发机构(222)使平台座组件(210)与所述开伞弹性件(201)脱离从而使所述开伞弹性件(201)卸能而穿设下巢(123)并位于中巢(122)和开伞触发机构(203)之间，同时所述收伞弹性件(221)卸能从而驱动所述伞骨架(130)回到折叠状态。

设计方案

开伞机构(200)，包括开伞弹性件(201)、开伞执行机构(202)和开伞触发机构(203)，所述伞骨架(130)处于折叠状态时，所述开伞执行机构(202)限制所述中巢(122)沿远离所述伞柄(100)的方向滑动，所述开伞弹性件(201)抵压于所述开伞触发机构(203)和中巢(122)之间，通过操作开伞触发机构(203)能使所述开伞弹性件(201)储能并抵压于中巢(122)与下巢(123)之间，同时使所述开伞执行机构(202)与所述中巢(122)脱离，进而驱动中巢(122)与下巢(123)沿远离所述伞柄(100)的方向滑动以启动开伞过程并使所述伞骨架(130)处于打开状态；

平台座组件(210)，弹性滑动设置于下巢(123)内，所述伞骨架(130)处于折叠状态时，所述开伞弹性件(201)穿设下巢(123)而抵接在中巢(122)和开伞触发机构(203)之间，通过操作开伞触发机构(203)使所述伞骨架(130)处于打开状态后，平台座组件(210)支撑所述开伞弹性件(201)并使所述开伞弹性件(201)储能且抵压于中巢(122)与下巢(123)之间；以及

收伞机构(220)，包括收伞弹性件(221)和收伞触发机构(222)，通过操作开伞触发机构(203)使所述伞骨架(130)处于打开状态后，还使所述收伞弹性件(221)储能，所述收伞触发机构(222)与平台座组件(210)传动连接，通过操作所述收伞触发机构(222)使平台座组件(210)与所述开伞弹性件(201)脱离从而使所述开伞弹性件(201)卸能而穿设下巢(123)并位于中巢(122)和开伞触发机构(203)之间，同时所述收伞弹性件(221)卸能从而驱动所述伞骨架(130)回到折叠状态。

2.根据权利要求1所述的自动伞，其特征在于，所述伞杆(110)为单节，所述收伞弹性件(221)一端连接所述伞骨架(130)，另一端连接所述伞杆(110)。

3.根据权利要求1所述的自动伞，其特征在于：所述伞杆(110)至少包括相互套设的第一节伞杆(111)和第二节伞杆(112)，所述伞骨架(130)包括第一伞骨(131)、第一连接骨(132)和第一支撑骨(133)；

还包括固定于所述第一节伞杆(111)的固定座(121)，所述平台座组件(210)设于所述下巢(123)中，所述第一伞骨(131)一端铰接于所述中巢(122)，所述第一连接骨(132)一端铰接于所述固定座(121)、另一端滑动连接于所述第一伞骨(131)，所述收伞弹性件(221)一端连接于所述第一节伞杆(111)、另一端连接所述第二节伞杆(112),所述第一支撑骨(133)一端铰接于下巢(123)、另一端滑动连接于第一伞骨(131)；

所述自动伞还包括连杆直线运动机构(230)，所述连杆直线运动机构(230)一端连接所述第一节伞杆(111)、另一端连接所述第二节伞杆(112)，在所述开伞过程中，所述开伞弹性件(201)释放的能量还用于驱动所述固定座(121)朝向远离所述伞柄(100)的方向运动以带动所述连杆直线运动机构(230)伸长，所述连杆直线运动机构(230)伸长使得所述第一节伞杆(111)和所述第二节伞杆(112)相互伸开以拉伸所述收伞弹性件(221)使所述收伞弹性件(221)进行储能。

4.根据权利要求3所述的自动伞，其特征在于：所述第一节伞杆(111)用于连接所述连杆直线运动机构(230)的一端设置有第一活动铰链槽(231)和第一铰链孔(232)；

所述第二节伞杆(112)用于连接所述连杆直线运动机构(230)的一端设置有第二活动铰链槽(241)和第二铰链孔；

所述连杆直线运动机构(230)的一端设置有第一铰接部(233)和第一滑动部(234)，所述第一铰接部(233)铰接于所述第一铰链孔(232)，所述第一滑动部(234)滑动连接于所述第一活动铰链槽(231)，所述连杆直线运动机构(230)的另一端设置有第二铰接部(242)和第二滑动部(243)，所述第二铰接部(242)铰接于所述第二铰链孔，所述第二滑动部(243)滑动连接于所述第二活动铰链槽(241)，以驱动所述第一节伞杆(111)和所述第二节伞杆(112)伸长或收拢。

5.根据权利要求3所述的自动伞，其特征在于：所述收伞触发机构(222)包括若干节相互套设的设于所述伞杆(110)内的收伞杆(223)、铰接于所述其中一节收伞杆(223)上的收伞顶块(224)和弹性支撑于所述收伞顶块(224)和所述其中一节收伞杆(223)的收伞顶块弹性件(225)；

所述收伞杆(223)上设置有用于驱动所述收伞杆(223)在所述伞柄(100)内滑动的收伞柄(226)，所述收伞柄(226)一端伸出所述伞柄(100)；

所述第一节伞杆(111)上设置有收伞开口(1111)，所述收伞顶块(224)的一端在所述收伞顶块弹性件(225)的支撑力作用下能够伸出所述收伞开口(1111)以驱动所述平台座组件(210)的一端缩回所述下巢(123)。

6.根据权利要求5所述的自动伞，其特征在于：所述第一节伞杆(111)内设置有第一固定部(1112)，远离所述收伞柄(226)的收伞杆(223)能够抵触于所述第一固定部(1112)，所述收伞杆(223)抵触于所述第一固定部(1112)的一端设置有顶块(2231)，远离所述收伞柄(226)的伞杆(110)内部设置有第二固定部(2232)，所述收伞杆(223)上还套设有收伞杆弹簧(2233)，所述收伞杆弹簧(2233)的两端固定于所述第二固定部(2232)和顶块(2231)。

7.根据权利要求3-6任意一项所述的自动伞，其特征在于：所述伞杆(110)还包括设置在所述第一节伞杆(111)和所述第二节伞杆(112)之间的中间节伞杆(113)，所述第一节伞杆(111)、中间节伞杆(113)与所述第二节伞杆(112)相互套设且能够同轴伸缩，所述中间节伞杆(113)上设置有与所述连杆直线运动机构(230)连接的销(235)。

8.根据权利要求7所述的自动伞，其特征在于：所述平台座组件(210)包括平台块(211)和弹性支撑所述平台块(211)的平台弹性件(212)，所述平台块(211)的一端能够伸出或缩回所述下巢(123)。

9.根据权利要求8所述的自动伞，其特征在于：所述开伞触发机构(203)包括：

开伞连杆直线运动机构(204)，设置于所述伞柄(100)内；

两个开伞手柄(205)，分别连接所述开伞连杆直线运动机构(204)一端的两个连杆；以及

弹簧顶座(206)，所述弹簧顶座(206)上设置有第三活动铰链槽(2061)和第三铰链孔(2062)，所述开伞连杆直线运动机构(204)的连接所述开伞手柄(205)的另一端设置有第三铰接部(2063)和第三滑动部(2064)，所述第三铰接部(2063)铰接于所述第三铰链孔(2062)，所述第三滑动部(2064)滑动连接于所述第三活动铰链槽(2061)，通过按压两个所述开伞手柄(205)以驱动所述开伞连杆直线运动机构(204)伸展以驱动所述弹簧顶座(206)抵压所述开伞弹性件(201)对所述开伞弹性件(201)输入能量，所述弹簧顶座(206)一端能够伸入所述下巢(123)，所述开伞弹性件(201)与所述弹簧顶座(206)抵触的抵触端(207)越过所述平台块(211)时，所述平台块(211)的一端在所述平台弹性件(212)的支撑力下顶出并支撑于所述开伞弹性件(201)的端部。

10.根据权利要求9所述的自动伞，其特征在于：所述开伞执行机构(202)包括：

收伞钩(2021)，所述收伞钩(2021)包括钩部(2023)、铰接部(2024)和驱动部(2025)，所述铰接部(2024)位于所述钩部(2023)和所述驱动部(2025)之间，所述铰接部(2024)铰接于所述伞柄(100)，所述钩部(2023)用于钩住所述中巢(122)；以及

弹性件(2022)，所述弹性件(2022)的一端弹性支撑于所述钩部(2023)与所述铰接部(2024)之间以使所述钩部(2023)保持钩住所述中巢(122)；

所述弹簧顶座(206)上设置有插入孔(2065)以及位于所述插入孔(2065)内壁的圆台面(2066)，所述驱动部(2025)能够插入所述插入孔(2065)，所述弹簧顶座(206)推动所述抵触端(207)越过所述平台块(211)后，所述圆台面(2066)挤压所述驱动部(2025)使所述驱动部(2025)转动进而使所述钩部(2023)与所述中巢(122)脱离配合。

设计说明书

本申请要求于2018年8月7日提交中国专利局、申请号为2018212709012、发明名称为“自动伞”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本实用新型涉及伞具技术领域，特别是涉及一种自动伞。

背景技术

伞具，可以用来遮阳或挡雨。目前，常见的伞具从其打开方式上可以分为：手动打开手动收回、自动打开手动收回、自动打开半自动收回等。这里所说的“自动”是指打开或收回的过程中不必对其直接用力。

例如，第一种手动打开手动收回的伞，是一种最常见的折叠伞的类型。第二种自动打开手动收回的伞，主要用于非折叠伞。第三种自动打开半自动收回的伞主要用于折叠伞，其通过触发设置在伞柄上的开关完成开伞和收伞过程，开伞时，按下开关后整个折叠伞自动弹开，关伞时再次按下上述开关可使伞面自动收拢在伞杆上，此时还需要手动将伞杆朝向伞柄收回。

上述的各种伞均不能实现自动打开自动收回的功能，使用不方便。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能自动打开且自动收回的自动伞。

一种自动伞，包括伞柄、伞杆、滑座、伞骨架及伞面，所述伞柄与所述伞杆连接，所述伞骨架分别与所述滑座及所述伞杆铰接，所述伞面设置于所述伞骨架上，所述自动伞还包括：

开伞机构，包括开伞弹性件、开伞执行机构和开伞触发机构，所述伞骨架处于折叠状态时，所述开伞执行机构限制所述中巢沿远离所述伞柄的方向滑动，所述开伞弹性件抵压于所述开伞触发机构和中巢之间，通过操作开伞触发机构能使所述开伞弹性件储能并抵压于中巢与下巢之间，同时使所述开伞执行机构与所述中巢脱离，进而驱动中巢与下巢沿远离所述伞柄的方向滑动以启动开伞过程并使所述伞骨架处于打开状态；

平台座组件，弹性滑动设置于下巢内，所述伞骨架处于折叠状态时，所述开伞弹性件穿设下巢而抵接在中巢和开伞触发机构之间，通过操作开伞触发机构使所述伞骨架处于打开状态后，平台座组件支撑所述开伞弹性件并使所述开伞弹性件储能且抵压于中巢与下巢之间；以及

收伞机构，包括收伞弹性件和收伞触发机构，通过操作开伞触发机构使所述伞骨架处于打开状态后，还使所述收伞弹性件储能，所述收伞触发机构与平台座组件传动连接，通过操作所述收伞触发机构使平台座组件与所述开伞弹性件脱离从而使所述开伞弹性件卸能而穿设下巢并位于中巢和开伞触发机构之间，同时所述收伞弹性件卸能从而驱动所述伞骨架回到折叠状态。

在其中一个实施例中，所述伞杆为单节，所述收伞弹性件一端连接所述伞骨架，另一端连接所述伞杆。

在其中一个实施例中，所述伞杆至少包括相互套设的第一节伞杆和第二节伞杆，所述滑座包括固定座、中巢和下巢，所述伞骨架包括第一伞骨和第一连接骨和第一支撑骨；

还包括固定于所述第一节伞杆的固定座，所述平台座组件设于所述下巢中，所述第一伞骨一端铰接于所述中巢，所述第一连接骨一端铰接于所述固定座、另一端滑动连接于所述第一伞骨，所述收伞弹性件一端连接于所述第一节伞杆、另一端连接所述第二节伞杆,所述第一支撑骨一端铰接于下巢、另一端滑动连接于第一伞骨；

所述自动伞还包括连杆直线运动机构，所述连杆直线运动机构一端连接所述第一节伞杆、另一端连接所述第二节伞杆，在所述开伞过程中，所述开伞弹性件释放的能量还用于驱动所述固定座朝向远离所述伞柄的方向运动以带动所述连杆直线运动机构伸长，所述连杆直线运动机构伸长使得所述第一节伞杆和所述第二节伞杆相互伸开以拉伸所述收伞弹性件使所述收伞弹性件进行储能。

在其中一个实施例中，所述第一节伞杆用于连接所述连杆直线运动机构的一端设置有第一活动铰链槽和第一铰链孔；

所述第二节伞杆用于连接所述连杆直线运动机构的一端设置有第二活动铰链槽和第二铰链孔；

所述连杆直线运动机构的一端设置有第一铰接部和第一滑动部，所述第一铰接部铰接于所述第一铰链孔，所述第一滑动部滑动连接于所述第一活动铰链槽，所述连杆直线运动机构的另一端设置有第二铰接部和第二滑动部，所述第二铰接部铰接于所述第二铰链孔，所述第二滑动部滑动连接于所述第二活动铰链槽。

在其中一个实施例中，所述收伞触发机构包括若干节相互套设的设于所述伞杆内的收伞杆、铰接于所述其中一节收伞杆上的收伞顶块和弹性支撑于所述收伞顶块和所述其中一节收伞杆的收伞顶块弹性件；

所述收伞杆上设置有用于驱动所述收伞杆在所述伞柄内滑动的收伞柄，所述收伞柄一端伸出所述伞柄；

所述第一节伞杆上设置有收伞开口，所述收伞顶块的一端在所述收伞顶块弹性件的支撑力作用下能够伸出所述收伞开口以驱动所述平台座组件的一端缩回所述下巢。

在其中一个实施例中，所述第一节伞杆内设置有第一固定部，远离所述收伞柄的收伞杆能够抵触于所述第一固定部，所述收伞杆抵触于所述第一固定部的一端设置有顶块，远离所述收伞柄的伞杆内部设置有第二固定部，所述收伞杆上还套设有收伞杆弹簧，所述收伞杆弹簧的两端固定于所述第二固定部和顶块。

在其中一个实施例中，所述伞杆还包括设置在所述第一节伞杆和所述第二节伞杆之间的中间节伞杆，所述第一节伞杆、中间节伞杆与所述第二节伞杆相互套设且能够同轴伸缩。

在其中一个实施例中，所述平台座组件包括平台块和弹性支撑所述平台块的平台弹性件，所述平台块的一端能够伸出或缩回所述下巢。

在其中一个实施例中，所述开伞触发机构包括：

开伞连杆直线运动机构，设置于所述伞柄内；

两个开伞手柄，分别连接所述开伞连杆直线运动机构一端的两个连杆；以及

弹簧顶座，所述弹簧顶座上设置有第三活动铰链槽和第三铰链孔，所述开伞连杆直线运动机构的连接所述开伞手柄的另一端设置有第三铰接部和第三滑动部，所述第三铰接部铰接于所述第三铰链孔，所述第三滑动部滑动连接于所述第三活动铰链槽，通过按压两个所述开伞手柄以驱动所述开伞连杆直线运动机构伸展以驱动所述弹簧顶座抵压所述开伞弹性件对所述开伞弹性件输入能量，所述弹簧顶座一端能够伸入所述下巢，所述开伞弹性件与所述弹簧顶座抵触的抵触端越过所述平台块时，所述平台块的一端在所述平台弹性件的支撑力下顶出并支撑于所述开伞弹性件的端部。

在其中一个实施例中，所述开伞执行机构包括：

收伞钩，所述收伞钩包括钩部、铰接部和驱动部，所述铰接部位于所述钩部和所述驱动部之间，所述铰接部铰接于所述伞柄，所述钩部用于钩住所述中巢；以及

弹性件，所述弹性件的一端弹性支撑于所述钩部与所述铰接部之间以使所述钩部保持钩住所述中巢；

所述弹簧顶座上设置有插入孔以及位于所述插入孔内壁的圆台面，所述驱动部能够插入所述插入孔，所述弹簧顶座推动所述抵触端越过所述平台块后，所述圆台面挤压所述驱动部使所述驱动部转动进而使所述钩部与所述中巢脱离配合。

采用上述技术方案，开伞触发机构用于对所述开伞弹性件输入能量，开伞执行机构的一端能够脱离所述中巢以使所述开伞弹性件释放能量进而驱动所述中巢和下巢沿远离所述伞柄的方向滑动以启动开伞过程，平台座组件用于使伞保持打开状态，开伞时向开伞弹性件输入的能量一部分还转移到收伞弹性件，手伞时，平台座组件使开伞弹性件卸能，收伞弹性件使伞收拢。从而达到了自动打开且自动收回的效果。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例中的一种自动伞折叠状态时的结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为图1中B处的放大图；

图4为图3中的部分零件的爆炸图；

图5为本实用新型一个实施例中的一种自动伞展开状态时的结构示意图；

图6为图5所示的自动伞上端部分的结构示意图；

图7为图6中C处的放大图；

图8为图6中D处的放大图；

图9为本实用新型一个实施例中的一种自动伞处于展开状态时的部分结构示意图；

图10为本实用新型一个实施例中的一种自动伞的分解结构示意图；

图11为图10中E处的放大图；

图12为本实用新型一个实施例中的弹簧顶座的结构示意图。

附图标记：100、伞柄；110、伞杆；111、第一节伞杆；1111、收伞开口；1112、第一固定部；112、第二节伞杆；113、中间节伞杆；121、固定座；122、中巢；123、下巢；130、伞骨架；131、第一伞骨；132、第一连接骨；133、第一支撑骨；200、开伞机构；201、开伞弹性件；202、开伞执行机构；2021、收伞钩；2022、弹性件；2023、钩部；2024、铰接部；2025、驱动部；203、开伞触发机构；204、开伞连杆直线运动机构；205、开伞手柄；206、弹簧顶座；2061、第三活动铰链槽；2062、第三铰链孔；2063、第三铰接部；2064、第三滑动部；2065、插入孔；2066、圆台面；207、抵触端；210、平台座组件；211、平台块；212、平台弹性件；220、收伞机构；221、收伞弹性件；222、收伞触发机构；223、收伞杆；2231、顶块；2232、第二固定部；2233、收伞杆弹簧；224、收伞顶块；225、收伞顶块弹性件；226、收伞柄；230、连杆直线运动机构；231、第一活动铰链槽；232、第一铰链孔；233、第一铰接部；234、第一滑动部；241、第二活动铰链槽；235、销；242、第二铰接部；243、第二滑动部。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型较佳实施例。但是，本实用新型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例。相反地，提供这些实施例的目的是使本实用新型公开内容的理解更佳透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”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。相反，当元件被称为“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

本实用新型提供一种能够自动打开自动收回的自动伞，其主要依靠在开伞过程中对伞输入能量，该能量一部分用于使伞完全打开、还有一部分能量用于使伞收回，从而实现了对伞的自动打开和自动收回，以上过程满足能量守恒原则。

如图1-图3所示，图1为一种自动伞折叠状态时的结构示意图，图2为图1中A处的放大图；图3为图1中B处的放大图。该自动伞包括伞柄100、伞杆110、中巢122、下巢123、伞骨架130(为了简化视图，图中只示出了一组伞骨架130)、伞面(图中未示出)、开伞机构200、平台座组件210和收伞机构220。所述伞柄100与所述伞杆110连接，中巢122、下巢123滑动套设于所述伞杆110上，所述伞骨架130分别与中巢122、下巢123及所述伞杆110铰接，所述伞面(图中未示出)设置于所述伞骨架130上。用户通过操作开伞机构200，可将伞打开，并且平台座组件210可将用户输入至开伞机构200中的部分能量转化为势能以使伞保持展开状态，与此同时收伞机构220也可将用户输入至开伞机构200中的另一部分能量转化为势能。用户通过操作收伞机构220，可先释放平台座组件210所转化的维持伞处于展开状态所需的势能，然后再通过收伞机构220所转化的势能实现自动完成伞的收拢。

开伞机构200包括开伞弹性件201和用于对开伞弹性件201输入能量的开伞触发机构203。开伞时，用户通过操作开伞触发机构203向开伞弹性件201输入能量，开伞弹性件201的一部分能量用于使伞打开，一部分能量借助平台座组件210转化为势能使伞保持打开状态，还有一部分能量由收伞机构220转化为势能。收伞时，用户通过操作收伞机构220，可使开伞弹性件201借助平台座组件210所转化的那部分势能卸能，如此伞面失去支撑力，而后储存在收伞机构220内的能量使伞面收拢、伞杆110收回，实现了自动伞的自动收回。

开伞机构200还包括开伞执行机构202。所述伞骨架130处于折叠状态时，所述开伞执行机构202限制所述中巢122沿远离所述伞柄100的方向滑动，所述开伞弹性件201套设于所述伞杆110且两端分别抵压于所述开伞触发机构203和所述中巢122，此时开伞弹性件201处于压缩状态而存储势能。所述开伞执行机构202的一端(图3中的上端)能够脱离所述中巢122以使所述开伞弹性件201释放能量进而驱动所述中巢122沿远离所述伞柄100的方向滑动以启动开伞过程。

平台座组件210设于所述下巢123内，所述平台座组件210的一端能够径向伸出或缩回所述下巢123。所述自动伞完全打开后，结合图7和图9所示，所述平台座组件210的一端伸出所述下巢123，所述开伞弹性件201下端抵压于所述平台座组件210伸出所述下巢123的一端(图7中的a处)，上端抵压于所述伞杆110的一端(也可以抵压于中巢122上)，且所述开伞弹性件201处于压缩状态以使所述自动伞保持打开状态。

参见图5、图6和图7，图5为一种自动伞展开状态时的结构示意图，图6为图5所示的自动伞上端部分的结构示意图；图7为图6中C处的放大图。收伞机构220包括收伞弹性件221和收伞触发机构222。所述收伞触发机构222可以被触发而产生运动从而驱动所述平台座组件210的一端(图7中的a处)缩回所述下巢123，这样开伞弹性件201下端就失去了保持机构210的a处的支撑而自由伸展，从而使所述开伞弹性件201卸能。所述开伞弹性件201还用于在所述开伞过程中对所述收伞弹性件221储能。当开伞弹性件201卸能后，收伞弹性件221也释放能量以完成收拢的自动操作。

上述的伞杆110可以为单节，也可以为多节。首先以多节为例进行介绍。

收伞弹性件221两端分别连接于可伸缩的伞杆110的两端，当开伞后，可伸缩的伞杆110的伸开，这样就使收伞弹性件221拉长而实现储能。所述收伞弹性件221的储能即为用于后续的收拢自动操作，例如用于驱动所述伞骨架130折叠于所述伞杆110。

在其中一个实施例中，所述伞杆110例如可以为两节、三节或更多节。参见图10，图10为一种自动伞的部分结构分解示意图，所述伞杆110至少包括相互套设的第一节伞杆111和第二节伞杆112，在一些实施例中，还包括设置在所述第一节伞杆111和所述第二节伞杆112之间的中间节伞杆113，所述第一节伞杆111、中间节伞杆113与所述第二节伞杆112相互套设且能够同轴伸缩。

参见图9，图9示出了一种自动伞处于展开状态时的部分结构示意图，图9中只示出了一组伞骨架130。参见图9，所述第一节伞杆111上端固定有固定座121，滑动设置在伞杆110上的中巢122和下巢123此时均位于第一节伞杆111上。所述伞骨架130包括第一伞骨131、第一连接骨132和第一支撑骨133。所述固定座121固定于所述第一节伞杆111，所述第一伞骨131一端铰接于所述中巢122，所述第一连接骨132一端铰接于所述固定座121、另一端滑动连接于所述第一伞骨131，所述第一支撑骨133一端铰接于下巢123、另一端滑动连接于第一伞骨131。参见图8，图8为图6中D处的放大图，所述收伞弹性件221一端连接于所述第一节伞杆111(或固定座121)、另一端连接所述第二节伞杆112(结合图5，收伞弹性件221的另一端固定连接在第二节伞杆112内壁)，如此当开伞弹性件201卸能后，收伞弹性件221的弹力能够使第一节伞杆111和第二节伞杆112相互收拢。

参见图8，所述自动伞还包括连杆直线运动机构230，所述连杆直线运动机构230一端连接所述第一节伞杆111(图8所示的状态)、另一端连接所述第二节伞杆112(参见图10，连杆直线运动机构230另一端连接在所述第二节伞杆112的第二活动铰链槽241处)。具体地，所述第一节伞杆111用于连接所述连杆直线运动机构230的一端设置有第一活动铰链槽231和第一铰链孔232；所述连杆直线运动机构230的一端设置有第一铰接部233和第一滑动部234，所述第一铰接部233铰接于所述第一铰链孔232，所述第一滑动部234滑动连接于第一活动铰链槽231。参见图10，所述第二节伞杆112用于连接所述连杆直线运动机构230的一端(即连杆直线运动机构230相对于图8所示的另一端)设置有第二活动铰链槽241和第二铰链孔(图中未示出)，所述连杆直线运动机构230的另一端设置有第二铰接部242和第二滑动部243，所述第二铰接部242铰接于所述第二铰链孔(图中未示出)，所述第二滑动部243滑动连接于所述第二活动铰链槽241。

在一些实施例中，所述连杆直线运动机构230和所述开伞连杆直线运动机构204可以为伞杆剪叉式连杆机构、萨鲁斯直线运动机构、契贝谢夫机构、罗伯茨直线运动机构中任意一种。在一些实施例中，所述连杆直线运动机构230和所述开伞连杆直线运动机构204也可以为瓦特连杆(Watt's linkage)、切比雪夫连杆(Chebyshev linkage)、切比雪夫-λ连杆(Chebyshev's Lambda linkage)、霍肯连杆(Hoeckens linkage)、罗伯特机构(RobertsMechanism)中的任意一种。在一些实施例中，所述连杆直线运动机构230和所述开伞连杆直线运动机构204也可以为图斯双圆(Tusi Couple)、斯考特-拉塞尔连杆(Scott Russelllinkage)、萨鲁斯机构(Sarrus linkage)、波塞利耶-利普金机构(Peaucellier–Lipkinlinkage)、哈特倒置器(Hart's inversor)、四平面倒置器(Quadruplanar invesor)等直线运动机构中任意一种。

开伞的过程中，中巢122、下巢123由图3所示的状态运动到图5所示的状态，即所述开伞弹性件201释放的能量还用于驱动所述固定座121、中巢122、下巢123朝向远离所述伞柄100的方向运动以带动所述连杆直线运动机构230伸长，所述连杆直线运动机构230伸长使得所述第一节伞杆111和所述第二节伞杆112相互伸开以拉伸所述收伞弹性件221使所述收伞弹性件221进行储能。

参见图10和图11，图11为图10中E处的放大图。所述收伞触发机构222包括若干节相互套设的、设于所述伞杆110内的收伞杆223、铰接于所述其中一节收伞杆223上的收伞顶块224和弹性支撑于所述收伞顶块224和所述其中一节收伞杆223的收伞顶块弹性件225。在其中一个实施例中，收伞杆223包括三节223a、223b和223c，三节收伞杆223a、223b和223c能够同轴伸缩。收伞杆223c底部固定有用于驱动所述收伞杆223在所述伞柄100内滑动的收伞柄226，所述收伞柄226为L形，且一端伸出所述伞柄100，方便用户操作收伞柄226。

参见图7，图7示出了收伞触发机构222组装后的结构示意图。所述第一节伞杆111上设置有收伞开口1111，所述收伞顶块224的一端在所述收伞顶块弹性件225的支撑力作用下能够伸出所述收伞开口1111以驱动所述平台座组件210的一端缩回所述下巢123。所述平台座组件210包括平台块211和弹性支撑所述平台块211的平台弹性件212，所述平台块211的一端(a处)能够伸出或缩回所述下巢123，当a处伸出下巢123时，能够使开伞弹性件201的端部支撑在a处。

参见图8，所述第一节伞杆111内设置有第一固定部1112，该第一固定部1112可以为固定于第一节伞杆111内的固定块，也可以为第一节伞杆111的外壁向内凹陷形成。参见图7和图11，远离所述收伞柄226的收伞杆223a能够抵触于所述第一固定部1112，所述收伞杆223a抵触于所述第一固定部1112的一端设置有顶块2231，远离所述收伞柄226的伞杆110(即第一节伞杆111)内部设置有第二固定部2232，所述收伞杆223a上还套设有收伞杆弹簧2233，所述收伞杆弹簧2233的两端抵触于所述第二固定部2232和顶块2231，收伞杆弹簧2233处于压缩状态，收伞杆弹簧2233的弹性支撑力用于把收伞杆223a、收伞杆223b和收伞杆223c同轴拉直伸展，消除各收伞杆头尾之间的连接间隙。

参见图3和图4，在其中一个实施例中，所述开伞触发机构203包括：开伞连杆直线运动机构204、两个开伞手柄205和弹簧顶座206。开伞连杆直线运动机构204设置于所述伞柄100内。两个开伞手柄205分别连接所述开伞连杆直线运动机构204一端的两个连杆。结合图12，图12为弹簧顶座206的结构示意图，所述弹簧顶座206上设置有第三活动铰链槽2061和第三铰链孔2062，结合图4，所述开伞连杆直线运动机构204的连接所述开伞手柄205的另一端设置有第三铰接部2063和第三滑动部2064，所述第三铰接部2063铰接于所述第三铰链孔2062，所述第三滑动部2064滑动连接于所述第三活动铰链槽2061，通过按压两个所述开伞手柄205以驱动所述开伞连杆直线运动机构204伸展以驱动所述弹簧顶座206抵压所述开伞弹性件201对所述开伞弹性件201输入能量。所述弹簧顶座206一端能够伸入所述下巢123，结合图3，所述开伞弹性件201与所述弹簧顶座206抵触的抵触端207向上滑动并越过所述平台块211时，所述平台块211的一端在所述平台弹性件212的支撑力下顶出并支撑于所述开伞弹性件201的端部。

参见图3，所述开伞执行机构202包括收伞钩2021和弹性件2022。所述收伞钩2021包括钩部2023、铰接部2024和驱动部2025，所述铰接部2024位于所述钩部2023和所述驱动部2025之间，所述铰接部2024铰接于所述伞柄100，所述钩部2023用于钩住所述中巢122，所述驱动部2025为弧形。所述弹性件2022的一端弹性支撑于所述钩部2023与所述铰接部2024之间以使所述钩部2023保持钩住所述中巢122。结合图12，所述弹簧顶座206上设置有插入孔2065以及位于所述插入孔2065内壁的圆台面2066，所述驱动部2025一端能够插入所述插入孔2065，所述弹簧顶座206推动所述抵触端207越过所述平台块211后(此阶段对开伞弹性件201储能)，储能完毕，所述圆台面2066挤压所述驱动部2025使所述驱动部2025转动进而使所述钩部2023与所述中巢122脱离配合，进而中巢122沿伞杆110向上滑动，执行开伞过程。

为了清楚的介绍自动伞的打开和关闭情况，下面对上述一个实施例中的自动伞的动作过程进行描述。

1、开伞过程描述

参见图1和图2，伞面合拢时，伞骨架130折叠，连杆直线运动机构230处于收缩状态，伞杆110中的第二节伞杆112、中间节伞杆113、第一节伞杆111同轴收缩；参见图3，收伞钩2021钩住中巢122；收伞杆223中的收伞杆223a、收伞杆223b、收伞杆223c(结合图10)同轴收缩；收伞杆弹簧2233处于压缩在第一节伞杆111的第一固定部1112和第二固定部2232之间的原始位置；装在收伞杆223a上的收伞顶块224在收伞顶块弹性件225的支撑下夹在第一节伞杆111内壁与收伞杆223a间的间隙里，处于倾斜位置；装在下巢123内的平台块211在平台弹性件212的顶力下，顶着开伞弹性件201侧面，平台块211的厚度大于开伞弹性件201的节距，以使平台块211不会卡在开伞弹性件201的节距内。受收伞弹性件221的弹性力，中巢122抵压着开伞弹性件201，开伞弹性件201抵压着弹簧顶座206，弹簧顶座206抵压着开伞连杆直线运动机构204，使开伞连杆直线运动机构204处于收缩状态。

开伞时，参见图3，用户按压开伞手柄205，开伞手柄205驱动开伞连杆直线运动机构204伸长，开伞连杆直线运动机构204驱动弹簧顶座206上移。

收伞钩2021铰接在伞柄100上，由于伞在合拢时，收伞钩2021的钩部2023钩住中巢122，使中巢122不能向上移动，而开伞时，开伞弹性件201上端被中巢122抵住，因此在开伞连杆直线运动机构204伸展的推力下，开伞弹性件201在中巢122与弹簧顶座206之间被压缩。

继续按压开伞手柄205，开伞连杆直线运动机构204伸展前移，压缩开伞弹性件201，直至开伞弹性件201与弹簧顶座206接触的抵触端207移动到平台块211的上方，平台块211在平台弹性件212的顶力下，垫到开伞弹性件201的抵触端207。

另外，当弹簧顶座206将开伞弹性件201的抵触端207推顶到平台块211的上方后，弹簧顶座206上的圆台面2066碰到收伞钩2021的驱动部2025，再随开伞连杆直线运动机构204伸展前移，弹簧顶座206上的圆台面2066抵住驱动部2025使收伞钩2021绕铰接部2024旋转，钩部2023脱离中巢122，在此之前被压缩的开伞弹性件201开始释放弹力。由于开伞弹性件201下端的平台块211被弹簧顶座206抵住，同时由于伞骨的连接关系所施加的拉力，因此只能朝向远离伞柄100的方向释放弹力，结合图9，开伞弹性件201带动中巢122上移，铰接于所述中巢122的第一伞骨131随之上移，与第一伞骨131通过第一支撑骨133连接的下巢123也上移，装在下巢123上的平台块211也上移。

开伞的过程中，开伞弹性件201的弹力传递到铰接在中巢122上第一伞骨131，第一伞骨131再把开伞弹性件201上升的弹力传递给第一连接骨132，第一连接骨132再把开伞弹性件201上升的弹力传递给与第一连接骨132铰接的固定座121，固定座121是固定在第一节伞杆111上的，开伞弹性件201的上升弹力传递到第一节伞杆111上。第一节伞杆111与中间节伞杆113是可以同轴上下移动的，在第一节伞杆111受开伞弹性件201传递过来的力作用时，开始上移。

参见图8和图9，第一节伞杆111上端开有安装连杆直线运动机构230的第一活动铰链槽231和第一铰链孔232，连杆直线运动机构230的第一铰接部233铰接于第一铰链孔232、第一滑动部234滑动连接于第一活动铰链槽231。当第一节伞杆111受到开伞弹性件201的上升弹力作用上升时，连杆直线运动机构230的第一滑动部234在第一活动铰链槽231内滑动，使连杆直线运动机构230伸展。由于中间节伞杆113通过一个销235(参见图6)与剪叉式连杆机构230中部连接，因此连接连杆直线运动机构230伸展后，带动中间节伞杆113向上移动。

开伞弹性件201上升的弹力驱动第一节伞杆111、中间节伞杆113同轴上升，连杆直线运动机构230伸展前移，向上寻找伞杆伸展的顶点。当第一滑动部234在第一活动铰链槽231内移动到槽尾被限制移动时，连杆直线运动机构230伸展的行程到最终点，伞伸展到最高高度。连杆直线运动机构230的伸展完成，第一节伞杆111在连杆直线运动机构230伸展的带动下达到的最高位置，中间节伞杆113也在连杆直线运动机构230的带动下随连杆直线运动机构230同步上升到最高位置，自动伞完全打开。所述自动伞完全打开后，结合图7和图9所示，所述平台座组件210的一端伸出所述下巢123，所述开伞弹性件201下端抵压于所述平台座组件210伸出所述下巢123的一端(图7中的a处)，上端抵压于所述伞杆110的一端(也可以抵压于中巢122上)，且所述开伞弹性件201处于压缩状态以使所述自动伞保持打开状态。

2、合伞过程描述

参见图10，伞面处于张开位置时，收伞杆223a、收伞杆223b和收伞杆223c被第二节伞杆112、中间节伞杆113和第一节伞杆111同轴伸展带动，也同轴伸展开来。参见图7，由于收伞杆223a上还套设有收伞杆弹簧2233，所述收伞杆弹簧2233的两端支撑于所述第二固定部2232和收伞杆223a上的顶块2231(参见图11)，即收伞杆弹簧2233处于压缩状态，收伞杆弹簧2233的弹力把收伞杆223a、收伞杆223b和收伞杆223c同轴拉直伸展，消除各收伞杆头尾之间的连接间隙。收伞杆223a上端的顶块2231(参见图11)贴住第一节伞杆111的第一固定部1112，此状态是在没有按压收伞柄226时收伞杆223a、收伞杆223b和收伞杆223c的初始位置。

合伞时，参见图5，向下拉动收伞柄226，收伞柄226连接收伞杆223a、收伞杆223b和收伞杆223c，从而整体把收伞杆223a、收伞杆223b和收伞杆223c往下拉，参见图7，此时收伞杆弹簧2233下端被第二固定部2232支撑，收伞杆弹簧2233上端被收伞杆223a带动使收伞杆弹簧2233进一步压缩。收伞顶块224铰接在收伞杆223a上，且处于倾斜状态。收伞顶块224的整体长度大于第一节伞杆111内壁与收伞杆223a之间的间隙距离，如此收伞顶块224的一端能够通过收伞开口1111伸出第一节伞杆111，此时收伞顶块224一端伸出收伞开口1111，顶住安装在下巢123内的平台块211。平台块211在收伞顶块224的顶力下缩回下巢123内，在平台块211后移到与第一节伞杆111外壁间隙大于开伞弹性件201的线径(直径的最大端)时，开伞弹性件201从平台块211上脱离。由于开伞弹性件201在伞面张开时仍保持压缩、存储有未完全释放的弹力，在这种弹力、伞面的张力的反作用力、收伞弹性件221的拉力作用下，开伞弹性件201下端自由释放，沿平台块211与第一节伞杆111外壁之间下移。伞面在没有开伞弹性件201弹力的支撑时开始合拢。

参见图6和图7，支撑第一节伞杆111、中间节伞杆113以及第二节伞杆112伸展拉直的连杆直线运动机构230由于失去了开伞弹性件201直线向上的顶力，连杆直线运动机构230也就失去了维持伸展的锁紧力，在收伞弹性件221对第一节伞杆111的拉力下，第一节伞杆111也与开伞弹性件201同时开始下移，连杆直线运动机构230开始收缩，与连杆直线运动机构230中部的一个销235连接的中间节伞杆113(中间节伞杆113上设置有孔，连杆直线运动机构230中部的一个销235伸出该孔，由此连杆直线运动机构230运动可以带动中间节伞杆113运动)同步下移，第一节伞杆111与中间节伞杆113也同时开始同轴收缩。

由于在伞完全张开位置时，收伞杆223中的收伞杆223a、收伞杆223b、收伞杆223c之间同轴拉直使得收伞杆223a、收伞杆223b、收伞杆223c之间的头、尾的连接没有间隙。收伞时，在第一节伞杆111下移时，第一节伞杆111的第一固定部1112下压收伞杆223a顶部，收伞杆223a开始下移。收伞杆223a下移时，收伞杆223a、收伞杆223b、收伞杆223c之间的头、尾的连接没有间隙的状态出现改变。

结合图7，开伞弹性件201从平台块211上脱离后，由于收伞弹性件221使第一节伞杆111、第二节伞杆112和中间节伞杆113收缩，进而收伞杆223a被第一节伞杆111的第一固定部1112下压后下移，收伞杆223a、收伞杆223b、收伞杆223c之间头部和尾部出现间隙，收伞杆223a在收伞杆弹簧2233的弹性支撑力作用下又上移，恢复到贴住第一节伞杆111的第一固定部1112的初始位置。铰接在收伞杆223a上的收伞顶块224又缩进第一节伞杆111内壁与收伞杆223a之间的间隙，又在第一节伞杆111的收伞开口1111的垂直位置变成倾斜。

在收伞顶块224顶开平台块211且开伞弹性件201沿平台块211与第一节伞杆111外壁下移时，平台块211在平台弹性件212的顶力下，再顶在开伞弹性件201圈外，开伞弹性件201下移，下巢123也下移，安装在下巢123内的平台块211也随之下移。在收伞杆弹簧2233的拉力下，收伞杆223a和223b进一步同轴收缩、下移，第一节伞杆111、中间节伞杆113也同轴收缩、下移；连杆直线运动机构230也进一步收缩，直至伞面合拢。伞骨架130折叠，参见图2，收伞钩2021钩住中巢122，中巢122下压开伞弹性件201，开伞弹性件201再下压弹簧顶座206，与弹簧顶座206相连的开伞连杆直线运动机构204被下压至收缩位置。

在其他实施例中，又如，当上述的伞杆110为单节时，该自动伞即为不可折叠的伞，此时收伞弹性件221设置的位置与上一实施例中引用的图中所示的结构不同，而将收伞弹性件221一端连接所述伞骨架130，另一端连接所述伞杆110。开伞时，通过开伞触发机构203向开伞弹性件201充能，使开伞弹性件201的弹性势能大于收伞弹性件221的弹性势能，当开伞执行机构202的一端脱离滑座使开伞弹性件201释放能量后，自动伞打开。由于自动伞打开使得收伞弹性件221开始充能，即此时开伞弹性件201内的能量一部分用于开伞，另一部分转移到收伞弹性件221中。平台座组件210使开伞弹性件201保持压缩状态，即开伞弹性件201中剩余的弹性势能使自动伞保持打开状态，此时开伞弹性件201中剩余的弹性势能应该大于或等于收伞弹性件221中的弹性势能。收伞时，通过收伞触发机构222使开伞弹性件201卸能，开伞弹性件201卸能后没有弹性势能使自动伞保持打开状态，此时自动伞通过收伞弹性件221中的弹性势能进行收伞。

以上所述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。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术用户员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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自动伞论文和设计

自动伞论文和设计-宋友军

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