依托包体构造功效的车辆防晒蓬定理预设

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支撑架的原理分析支撑架是由4个构型相同的主要部分为四杆柔性变胞机构组成的的空间组合机构，拿其中一个构型作为研究对象分析，支撑架的部分示意图，此构型将矩形分成8个单独的构件中四杆abcd是一四杆柔性双稳态机构，其中cd为柔性杆件。当柔性机构处于第一个稳定状态时，设位置s的值为s1，此时的蓬顶处于收缩状态；设当柔性机构开始运动直至第二个稳态时，位置s的值为s2，此时蓬顶处于最大遮阳状态。

因此蓬顶的缩放主要是通过支撑架机构的作用，实现点f到中心线io间距离l2的增大或减小。由于蓬顶的构型为矩形，则在设计支撑架时，矩形宽度方向上含有柔性机构尺寸应小于矩形长度方向上的柔性机构尺寸，，其中机构ieo应该小于机构iho的尺寸，以便实现蓬顶的正常缩放。该柔性机构具有变胞特性，其等效拓扑变化图。

汽车遮阳蓬的结构设计在上述原理分析的基础上，根据实际应用要求设计机构尺寸，目前一般汽车的车身尺寸长度在4300mm左右，宽度在1700mm左右，高度在1700mm左右。那么蓬顶展开最大面积下，蓬顶所组成的矩形各边最大长度：lab=ldc=4400mm，lad=lbc=1800mm.

遮阳篷蓬顶的结构设计分析蓬顶机构分3层，一层为粗线表示的滑动副层，以及与其铰接的2套旋向相反的机构层，如虚线所示。各构件选用厚度为3mm铝合金材料，该材料具有良好的韧性、刚性、化学稳定性。

1）2套旋向相反的机构层构件尺寸的计算。可知，黑板的矩形示意图共被分成8个构件，且采用等分方式，则有3种杆件即可，ab边上的杆件，bc边上的杆件和处于拐角处的杆件。有前面给出的数据，容易算出，e和g所对应的构件长度为2200mm，h和f所对应构件的长度为900mm.对于处于拐角处的杆件，由于对称性及4个拐角尺寸均相同，以a点为例，进行计算，黑板拐角处构件示意图。

a点为2套机构的铰接点，e，h为同一机构内与相邻杆件的铰接点。结合易知：lae=1/2×lab=1100mm，lah=1/2×lad=425mm.至此关键部位的杆件长度已确定。2）滑动副层机构构件尺寸的分析。

滑动副层某一滑块滑槽，主要体现在此处t的长度变化，从而导致2轴心间距离的变化。当滑块前端完全接触滑槽底部时，设此时为蓬顶的初始状态，也是蓬顶放缩的最小状，此时要保证t＞r，否则滑块的轴心也滑入到滑槽中去，这样轴将无法穿出。当蓬顶放缩到最大状态时，要保证整个滑块不能从滑槽中脱落，因此要保证t＜l滑块。

蓬顶从最小面积状态到被放大到最大状态。由于各个杆件在运动过程受具体结构和传动角的限制，各个构件之间还有可能发生干涉，放缩倍数的实际确定较为复杂，因此设从最小状态到最大状态的放缩倍数为m.

设r和s为常数，当蓬顶为最小面积时，此时l滑块=t1+l选取一个t1数值，此时要保证t1＞r：|o1o2|1=t1+l+s=2laecos=2200cos（1）为中虚线与粗实线间的夹角；当蓬顶为最大面积时，此时且要保证t2＜l：|o1o2|2=t2+l+s=m×|o1o2|1≈2200mm（2）通过式（1）、（2），选取一定的t数值，结合2个约束条件，可以确定出相应杆件的实际尺寸。

支撑架的结构尺寸分析以为例，当支撑架处于第一稳态时，此时点f到中心线io的距离：；同理，处于第二稳态时，。由于蓬顶和支撑架是同时缩放的，因此缩放比都是m，所以尺寸设计时要求：。且位置。当蓬顶缩放到最大面积时，此时保证支撑架到达第二稳态，则尺寸设计要求：，那么。同理，依次确定支撑架机构的其他结构尺寸。

结语本文在变胞机构组合放缩特性的启发之下，通过改变杆件数达到改变机构空间大小的思想和利用平面放缩机构的构造方法，简要概述性的提出了一种汽车遮阳蓬的原理设计思想。变胞机构不但具有较高的机构学理论价值，而且还具有十分广泛的应用前景，特别是对其可高折叠、伸张的组合特性的研究，将会设计出更多有实用价值的机构。目前对变胞机构研究还处于起步阶段，随着对变胞机构研究深入，将有更多的发现，也将在更多、更广的领域得到应用。

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