设计
计算
《新技术新工艺》设计与计算
２９　
一种新型电动车自行车雨棚的设计与研究＊
赵红波，
吴　涛（昆明理工大学机电工程学院，云南昆明６５０５００
）  摘　要：
雨棚是一种户外活动常用的装置。利用一种可以任意转动，并在任意角度锁紧的旋转球阀装置，结合遮阳棚结构，设计了一种应用于电动车和自行车等方面的便携式、多角度和高度可调节的新型雨棚。该新型雨棚可以完成折叠与角度变换，同时利用伸缩杆来调节高度，用于解决普通雨棚无保护骑行者在遇到突变天气（雨天、强光天气）时视线盲区较大，雨天行车影响骑行者视线与安全这一问题；并能根据不同人身高调节雨棚的高度，以满足对视线的要求。
关键词：电动车；自行车；雨棚；多角度；高度可调节中图分类号：ＴＨ　
１２２  文献标志码：ＢＤｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｆ　ａ　Ｎｅｗ　Ｔｙｐｅ　Ｃａｎｏｐｙ　
ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｖｅｈｉｃｌｅ　ａｎｄ　ＢｉｃｙｃｌｅＺＨＡＯ　Ｈｏｎｇ
ｂｏ，ＷＵ　Ｔａｏ（Ｆａｃｕｌｔｙ　ｏｆ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｋｕｎｍｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ　
６５０５００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃａｎｏｐｙ　ｉｓ　ａ　ｄｅｖｉｃｅ　ｃｏｍｍｏｎｌｙ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｏｕｔｄｏｏｒ　ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ．Ｄｅｓｉｇｎ　ａ　ｒｏｔａｔｉｎｇ　ｂａｌｌ　ｖａｌｖｅ　ｄｅｖｉｃｅ，ｗｈｉｃｈ　ｃｏｕｌｄｒｏｔａｔｅ　ａｔ　ａｎｙ　ａｎｇｌｅ．Ｉｔ　ｉｓ　ｅａｓｙ　ｔｏ　ｃｏｍｂｉｎｅ　ａ　ｓｕｎｓｈａｄｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｂａｌｌ　ｔｏｇｅｔｈｅｒ，ｗｈｉｃｈ　ｃｏｕｌｄ　ｃｏｍｐｌｅｔｅ　ｓｕｃｈ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ａｓ　ｆｏｌｄｉｎｇａｎｄ　ａｎｇｌｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｔｈａｔ　ｓｏｍｅ　ｏｒｄｉｎａｒｙ　ｓｕｎｓｈａｄｅｓ　ｃａｎ　ｎｏｔ　ｃｏｍｐｌｅｔｅ．Ｔｈｅ　ｅｘｐａｎｓｉｏｎ　ｒｏｄ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｆｔｈｅ　ｈｅｉｇｈｔ　ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ．Ｔｈｅ　ｍｕｌｔｉ－ｓｔａｇｅ　ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ａｖｏｉｄｓ　ｔｈｅ　ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｍｍｏｎ　ｃａｎｏｐｙ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ，ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｔｙｐｅ　ｃａｎｏｐｙ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ｓｕｃｈ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ　ａｓ　ｐｏｒｔａｂｌｅ，ｍｕｌｔｉ－ａｎｇｌｅ，ａｎｄ　ｈｅｉｇｈｔ　ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ
．Ｗｈｅｎ　ｒｉｄｅｒｓ　ｅｎ－ｃｏｕｎｔｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｗｅａｔｈｅｒ　ｏｒ　ｍｅｅｔ　ｓｉｇｈｔ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ　ｉｎ　ｌｉｎｅ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｂｏｄｙ－ｈｅｉｇｈｔ，ｔｈｉｓ　ｃａｎｏｐｙ　
ｃｏｕｌｄ　ｓａｔｉｓｆｙ　ｔｈｅ　ｒｅ－ｑｕｉｒｅｍｅｎｔ，ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｃｏｍｍｏｎ　ｃａｎｏｐｙ　ｃｏｕｌｄｎ’ｔ．Ｔｈｉｓ　ｎｅｗ　ｃａｎｏｐｙ　ｃｏｕｌｄ　ａｌｓｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｆ　ｓｉｇｈｔ　ｂｌｉｎｄ　ａｒｅａ　ｉｎ　ｂａｄ　ｗｅａｔｈ－ｅｒ（ｒａｉｎ　ｗｅａｔｈｅｒ　ｏｒ　ｓｕｎｓｈｉｎｅ）ｔｏ　ｐ
ｒｏｔｅｃｔ　ｒｉｄｅｒｓ’ｓｅｃｕｒｅ．Ｋｅｙ　
ｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｖｅｈｉｃｌｅ，ｂｉｃｙｃｌｅ，ｃａｎｏｐｙ，ｍｕｌｔｉ　ａｎｇｌｅ，ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ　ｈｅｉｇｈｔ  目前，
我国的雨棚主要应用于各类建筑物，用于遮挡阳光和防止雨淋，只有很少部分会用于电动车和自行车。雨棚在电动车和自行车方面的应用将有很大的市场前景。
１　研究方案
目前，市场上的雨棚一般是通过螺钉固定在电动车上，无法做到智能调节。其缺点如下：１）不能轻易
的拆卸，不方便存放和携带；２）不能根据外界条件的不同调节遮光角度和避雨角度；３）不能根据不同人身高来调节雨棚，能动性较低；４）容易造成更多的交通事故，给人们的生命和财产安全带来了很大的威胁。
本文利用一种可以任意转动，并在任意角度锁紧的旋转球阀装置，结合遮阳棚结构，设计一种便携式、多角度和高度可调节的新型雨棚，使在雨天和强光天气条件下，人们出行更加安心和安全，从而减少因此影响而造成的交通事故。
新型雨棚在不受风力的情况下，处于平衡状态，其模型如图１所示。其受到自身重力Ｇ，车前部对其的支持力Ｆ，
以及车后部对其的支承力Ｐ。设雨棚与车身前部夹角为α，
与车身后部夹角为β，则：Ｐｃｏｓβ＋Ｆ
ｃｏｓα＝ＧＰｓｉｎβ＝Ｆ
ｓｉｎα当有不定向风ｆ时，角度β增大，α减小；反之α增大。则：
（Ｐ＋ｆ）ｃｏｓβ＋Ｆ
ｃｏｓα＝Ｇ（风向从图１右侧吹，β↑
α↓）Ｐｃｏｓβ＋（Ｆ＋ｆ）ｃｏｓα＝Ｇ（风向从图１左侧吹，β↓
α↑
）图１　雨棚整体示意图
雨棚在无风时能够达到力学平衡，但是在骑行时，会有不定向风力ｆ，因新型雨棚角度可以随之发生改变，改变角度后形成的分力与其抵消，所以能维持合力平衡，不容易发生偏倒，可以保障骑行者的生命安全。
DOI:10.16635/jki.1003-5311.2016.07.012
　新技术新工艺　２
０１６年　第７期　３０　
《新技术新工艺》设计与计算
２　新型雨棚设计
新型雨棚主要由支架、卡手固定机构、旋转球阀转动机构、支架根部调节机构、雨布高度调节机构和
雨布固定机构组成［
１］。２．１　支架
支架部分结构图如图２所示，包括４个可调节支脚以及雨布调节与固定装置
。
图２　支架结构图
２．２　卡手固定机构
卡手固定机构如图３所示
。
图３　卡手固定机构
２．３　旋转球阀转动机构
旋转球阀转动机构结构图如图４所示，包括调节螺钉、球阀套筒和旋转球阀
［２］
。
图４　旋转球阀转动机构结构图
２．４　支架根部调节机构
支架根部调节机构装配图如图５所示，包括最后一级伸缩杆、Ｕ型槽卡片、
支脚固定螺栓和四角固定阀［
３］
。图５　支架根部调节机构装配示意图
２．５　雨布高度调节机构
雨布高度调节机构装配图如图６所示，包括上部固定阀、上部第１节伸缩杆和上部第２节伸缩杆
。
图６　雨布高度调节机构装配示意图
２．６　雨布固定机构
雨布固定机构示意图如图７所示，包括四耳固定头和四耳固定螺栓
。
图７　雨布固定机构结构示意图
３　雨棚工作原理
新型雨棚整体收缩示意图如图８所示［
４］
。可调节支脚由卡手固定机构安装在自行车或电动车上，旋转球阀转动机构与卡手固定机构相连，伸缩
杆高度调节机构安装在旋转球阀转动机构上，支架根部调节机构和伸缩杆高度调节机构连接起来，支架根部调节机构通过粘合剂与雨布高度调节机构安装在一起，雨布固定机构通过螺钉与雨布高度调节机构连接安装
。
图８　整体收缩示意图
折叠电动汽车４　结语
本文设计的新型雨棚具有如下特点：１
）可以多
　设计
计算
《新技术新工艺》设计与计算
３１　
一种基于ＬＲＭ模块的液冷机箱设计
邹左明
（四川信息职业技术学院，四川广元６２８０１７
）  摘　要：
液冷技术产品具有散热好、噪声低和灰尘少等优点，然而，高成本、难维护等问题限制了液冷技术类产品的推广普及。针对上述问题，研究设计了一种基于ＬＲＭ模块的液冷机箱产品。对液冷机箱产品的工作原理、技术指标和环境适应性要求进行了研究，论证了液冷机箱设计方案的可行性。经过对比分析可知，该产品较其他同类产品具有低成本、易维护的优点，并通过８类试验证明了该产品的有效性，进一步推动了液冷技术类产品的发展与普及。
关键词：ＬＲＭ模块；液冷机箱；系统设计；试验中图分类号：Ｖ　
２４３  文献标志码：ＡＯｎｅ　Ｋｉｎｄ　ｏｆ　Ｌｉｑｕｉｄ－ｃｏｏｌｅｄ　Ｃｈａｓｓｉｓ　Ｄｅｓｉｇ
ｎＺＯＵ　Ｚｕｏｍｉｎｇ
（Ｓｉｃｈｕａｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｙ
ｕａｎ　６２８０１７，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｌｉｑｕｉｄ　ｃｏｏｌｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｈａｖｅ　ｇｏｏｄ　ｈｅａｔ　ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ，ｌｏｗ　ｎｏｉｓｅ，ｌｅｓｓ　ｄｕｓｔ，ｅｔｃ．，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｈｉｇｈ　ｃｏｓｔ，ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｌｉｍｉｔ　ｔｈｅ　ｐｒｏｍｏｔｉｏｎ　ｏｆ　ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　ｌｉｑｕｉｄ　ｃｏｏｌｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ａｉｍｉｎｇ　ｔｈｅ　ａ－ｂｏｖｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｄｅｓｉｇｎ　ｌｉｑｕｉｄ－ｃｏｏｌｅｄ　ｃｈａｓｓｉｓ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ＬＲＭ　ｍｏｄｕｌｅ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｌｉｑｕｉｄ　ｃｏｏｌｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｆｉｒｓｔｌｙ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ　ｔｈｅｓｙｓｔｅｍ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｌｉｑｕｉｄ－ｃｏｏｌｅｄ　ｃｈａｓｓｉｓ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ（ｗｏｒｋｓ，ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ），ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ　ｔｈｅ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｌｉｑｕｉｄ－ｃｏｏｌｅｄ　ｃｈａｓｓｉｓ　ｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｅ　ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔ　ｈａｓ　ａｌｏｗｅｒ　ｃｏｓｔ　ｔｈａｎ　ｏｔｈｅｒ　ｓ
ｉｍｉｌａｒ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ａｎｄ　ｅａｓｙ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｅｉｇｈｔ　ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ　ｏｆ　ｔｅｓｔｓ　ｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ－ｎｅｓｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔ，ａｎｄ　ｆｕｒｔｈｅｒ　ｐｒｏｍｏｔｅ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｐｏｐｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｌｉｑｕｉｄ　ｃｏｏｌｉｎｇ　
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｋｅｙ　
ｗｏｒｄｓ：ＬＲＭ　ｍｏｄｕｌｅｓ，ｌｉｑｕｉｄ－ｃｏｏｌｅｄ　ｃｈａｓｓｉｓ，ｓｙｓｔｅｍ　ｄｅｓｉｇｎ，ｔｅｓｔ  随着液冷技术发展逐渐完善，
使用液冷技术的安全问题已得到有效的解决。此种无风扇设计，不仅降低了噪声，而且减少了灰尘；因此，具备散热好、噪声低和灰尘少等优点的液冷技术产品受到了大众
青睐。目前，液冷技术已广泛应用于航天航空、汽车和计算机等行业；然而，成本太高、不便维护等因素限制了液冷技术产品的推广檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵檵。
角度调节方向；２）可以在不同要求下改变高度，同时保护车、人免遭日晒雨淋；３）可用于野营帐篷
等多种功能；４）能有效避免因为太阳照射角度变化以及下雨天风向改变造成雨倾斜而导致的交通事故，从而保障晴天雨天行车安全；５）能使骑行者在雨天根据风向改变调节避雨角度，避免视角盲区，减少人和车遭雨淋引起的一系列后果；６）能根据不同身高的骑行者来调节雨棚的高度，能动性提高；７）不用时能轻易折叠收缩成很小部分，便于携带，给人们的骑行生活到来了乐趣。
参考文献
［１］孙恒，陈作模，葛文杰．机械原理［Ｍ］．６版．北京：高等教育出版社，２００１．
［２］孟宪源．现代机构手册［Ｍ］．北京：机械工业出版社，１９
９４．［３］张春林，曲继芳．机械创新设计［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００１．
［４］余俊等．机械设计［Ｍ］．２版．北京：高等教育出版社，１９８６．
＊国家自然科学基金青年基金资助项目（
６１２０３０６６
）作者简介：赵红波（１９９３－）
，
男，大学本科，主要从事机电一体化等方面的研究。
通信作者：吴涛收稿日期：２０１６－０４－
０８责任编辑　马彤
DOI:10.16635/jki.1003-5311.2016.07.013