CN103661076B - 车辆顶蓬结构及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆顶蓬结构及车辆，所述车辆顶蓬结构，用于覆盖车辆箱体顶部的开口，所述车辆顶蓬结构包括通过转轴可转动地安装于所述箱体一侧的顶蓬，所述顶蓬绕所述箱体翻转以盖住或打开所述开口，所述车辆顶蓬结构还包括至少一个弹性元件，所述弹性元件的一端固定于所述顶蓬，另一端固定于所述箱体，在所述顶蓬的翻转过程中，所述弹性元件产生的力矩能够抵消至少一部分由所述顶蓬的重力产生的力矩。

Description

车辆顶蓬结构及车辆

技术领域

本发明涉及车辆顶蓬结构及车辆，特别是顶蓬开启省力的车辆顶蓬结构及车辆。

背景技术

道路运输车辆中，对于箱体顶部敞开的车辆，为防止装载的货物在行驶过程中的飘散和飞扬，这些车辆经常会在箱体上安装顶蓬结构，用于防止这些问题发生。

目前部分车辆上安装的顶蓬结构一般为软性的篷布或刚性的顶盖。对于软性的篷布系统，一般采用人工覆盖或者利用绳系覆盖，而这种软性的篷布系统操作费时费力，功效较低。对于刚性的顶盖均通过动力结构(例如液压缸或气压缸)强行顶开顶盖，然而在动力结构强行顶开的过程中，容易出现顶盖受力不均的情况，导致局部扭曲变形，特别是对于自卸类的车辆，由于前后部结构不同，只能通过车辆前部的动力系统提供举升动力，由此导致顶蓬运动过程中变形量大，结构易损坏。为克服此问题，需提高框架的刚性，这样使得顶蓬成本提高，且需要更大的开启作用力，对于动力系统的要求较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作省力、成本较低的车辆顶蓬结构，及具有该车辆顶蓬结构的车辆。

本发明提供一种车辆顶蓬结构，用于覆盖车辆箱体顶部的开口，所述车辆顶蓬结构包括通过转轴可转动地安装于所述箱体一侧的顶蓬，所述顶蓬绕所述箱体翻转以盖住或打开所述开口，所述车辆顶蓬结构还包括至少一个弹性元件，所述弹性元件的一端固定于所述顶蓬，另一端固定于所述箱体，在所述顶蓬的翻转过程中，所述弹性元件产生的力矩能够抵消至少一部分由所述顶蓬的重力产生的力矩。

其中，所述顶蓬包括由四条边框围成的顶蓬框架和两端分别连接于所述顶蓬框架的多条蓬杆，以及固定连接于所述蓬杆端部与所述顶蓬框架的多块加强筋板。

其中，所述箱体一侧均匀固定有多个轴座，每个轴座内设有一个转轴；所述顶蓬的一侧对应多个轴座位置固定有多个弯臂，多个弯臂的一端焊接于所述顶蓬框架上，另一端各自对应固定于相应的转轴上。

其中，所述弹性元件的数目为多个，每一根转轴对应设置一个弹性元件。

其中，所述弹性元件为伸缩弹簧，所述顶蓬上设有多个第一安装座，所述箱体对应于所述第一安装座设有多个第二安装座，所述伸缩弹簧的一端固定于所述第一安装座的第一安装孔内，另一端固定于所述第二安装座的第二安装孔内。

其中，所述伸缩弹簧为拉伸弹簧，所述第二安装孔位于所述转轴的上方，在所述顶蓬处于闭合状态下，所述拉伸弹簧处于被拉伸状态，所述拉伸弹簧产生的力矩的方向与所述顶蓬的重力产生的力矩方向相反。

其中，所述顶蓬处于闭合状态下，所述拉伸弹簧被拉长的长度为第一长度，在所述顶蓬的完全开启状态下，所述拉伸弹簧处于自由状态或者处于被拉伸状态，且在所述顶蓬的完全开启状态下，所述拉伸弹簧的被拉长的长度为第二长度，所述第二长度小于所述第一长度，在所述顶蓬由闭合状态至完全开启状态的变化过程中，所述拉伸弹簧产生的力矩的方向始终与所述顶蓬的重力产生的力矩方向相反。

其中，所述伸缩弹簧为压缩弹簧，所述第二安装孔位于所述转轴的下方，在所述顶蓬处于闭合状态下，所述压缩弹簧处于被压缩状态，所述压缩弹簧产生的力矩的方向与所述顶蓬的重力产生的力矩方向相反。

其中，在所述顶蓬处于闭合状态下，所述压缩弹簧被压缩的长度为第一压缩长度，在所述顶蓬的完全开启状态下，所述压缩弹簧处于自由状态或者处于被压缩状态，且被压缩的长度为第二长度，且所述第二长度小于所述第一长度，在所述顶蓬由闭合状态至完全开启状态的变化过程中，所述拉伸弹簧产生的力矩的方向始终与所述顶蓬的重力产生的力矩方向相反。

其中，所述弹性元件为扭转弹簧，所述扭转弹簧套设于所述转轴，所述扭转弹簧的两端分别抵靠于所述顶蓬和箱体。

其中，所述箱体的安装所述顶蓬的一侧的两端还各设有一止挡结构，两个止挡结构与两端部的两个弯臂对应，所述止挡结构包括相对布置的两个臂部及抵顶部，所述两臂部的一端焊接于所述箱体一侧，另一端由所述抵顶部连接封闭，所述两个臂部及抵顶部之间界定出翻转槽，两端部的两个弯臂分别在相应的所述翻转槽内翻转，并当所述顶蓬开启至最大位置时，所述弯臂被所述抵顶部抵顶。

本发明还提供一种车辆，包括车架、安装于所述车架上并且顶部具有开口的箱体以及车辆顶蓬结构，所述车辆顶蓬结构是上述的车辆顶蓬结构。

本发明通过弹性元件的设置可使得顶蓬的翻转省力，仅需较小的作用力即可实现顶蓬的开启和关闭，因此可省略举升动力装置等类似的装置，靠人力即可开启顶蓬。另外，在设置多个弹性元件情况下，由于在多个作用点对顶蓬施加弹力，使得顶蓬受力比较分散、均匀，因此可在顶蓬的任意一个位置施加用于开启或关闭的外力，不会引起顶蓬局部扭曲变形，从而较大幅度地降低了对顶蓬结构刚性的要求，达到节省材料，降低车辆自重的效果，同时降低了顶蓬结构举升操作点的位置要求，使得本发明的顶蓬结构制作简单，性能可靠。

附图说明

图1为本发明车辆顶蓬结构的俯视示意图。

图2为本发明车辆顶蓬结构的左视示意图。

图3为本发明车辆顶蓬结构第一实施例的动作过程示意图。

图4为本发明车辆顶蓬结构第二实施例的动作过程示意图。

图5、6分别为具有举升动力装置的顶蓬结构在关闭及开启状态的示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本实施例是以具有顶蓬结构的货车为例进行说明，当然所述顶蓬结构可用于任何顶部开口的车辆上。

实施例1

如图1、2所示，本实施例的顶蓬结构包括顶蓬10、转轴20及弹性元件。顶蓬10覆盖于箱体1顶部的开口，并通过转轴20可转动地安装于箱体1一侧，顶蓬10绕箱体1翻转以盖住或打开开口。顶蓬10包括由四条边框11 围成的顶蓬框架和两端分别连接于顶蓬框架的多条蓬杆12，以及固定连接于蓬杆12端部与顶蓬框架的多块加强筋板13。多条蓬杆12呈一定布局的设置在四条边框11内，以便支持上方的蒙布或网(未示出)，而形成蓬顶，遮挡箱体1上方。加强筋板13可连接蓬杆12与相邻的边框11，以提高蓬顶强度。顶蓬10与现有技术类似，故不在此赘述。

本实施例中，箱体1一侧均匀固定有多个轴座21，每个轴座21内设有一个转轴20，顶蓬10的一侧对应多个轴座21的位置固定有多个弯臂14，多个弯臂14的一端焊接于顶蓬10上，另一端各自对应固定于相应的转轴20 上。本实施例是以均匀设置四个弯臂、轴座为例进行说明，然而其数量不以此为限。

优选的，于箱体1的安装顶蓬10的一侧的两端还各设有一止挡结构15，两个止挡结构15与两端部的两个弯臂14对应。如图2所示，止挡结构15 包括相对布置的两个臂部151(图2中仅示出了一个臂部151)及抵顶部152。两臂部151的一端焊接于箱体1一侧，另一端由抵顶部152连接封闭，两个臂部151及抵顶部152之间界定出翻转槽(未示出)，两端部的两个弯臂14 分别在相应的翻转槽内翻转，并当顶蓬10开启至最大位置时，弯臂14被抵顶部152抵顶。

弹性元件的数目为多个，每一根转轴20对应设置一个弹性元件。本实施例中大致均匀的设置了四个弹性元件。弹性元件例如为伸缩弹簧30，本发明中的伸缩弹簧包括拉伸弹簧和压缩弹簧。如图1所示，伸缩弹簧30的一端固定于顶蓬10上，另一端固定于箱体1。优选为，如图6所示，顶蓬10上，例如边框11、蓬杆12和/或加强筋板13上设有第一安装座16，箱体对应于第一安装座16设有多个第二安装座17，伸缩弹簧30的一端固定于第一安装座16的第一安装孔(未示出)内，另一端固定于第二安装座17的第二安装孔(未示出)内。

伸缩弹簧30对顶蓬10施加弹力，在顶蓬10的翻转过程中，伸缩弹簧 30产生的力矩能够抵消掉至少一部分顶蓬10的重力产品的力矩，从而使顶蓬10的开启省力。

以下对不同位置和状态的伸缩弹簧30作用下，顶蓬10的运动及受力情况进行分析。

如图3所示，伸缩弹簧为拉伸弹簧，第二安装座17位于箱体顶部一侧上，且第二安装孔位于转轴22的上方。顶蓬10绕旋转点O1翻转，随着顶蓬10 的开启，拉伸弹簧30绕旋转点O2旋转，旋转点O2位于旋转点O1的上方。顶蓬10在位置P1为闭合状态，位置P2为完全开启状态。在位置P1的闭合状态下，拉伸弹簧30处于被拉伸状态。此时，拉伸弹簧30产生的力矩的方向为D2(逆时针)，而顶蓬的重力产生的力矩方向D1(顺时针)，即此两个力矩方向相反，因此使顶蓬在开启时省力。在位置P2的完全开启状态下，拉伸弹簧30处于自由状态或者处于被拉伸状态，其中，自由状态指的是拉伸弹簧不受任何外力的状态。图中以旋转点O1为圆心，从旋转点O1至弹簧30 与顶蓬10的连接端A之间的距离为半径形成如图所示的圆，也就是说，在从位置P1向位置P2旋转的过程中，连接端A的运动轨迹处于圆的圆周上，从图3中可以确定，在顶棚的开启过程中，弹簧30的长度变短。优选为，在如图3中竖直方向上，旋转点O1在旋转点O2的右侧。在整个翻转过程中，拉伸弹簧30产生的力矩的方向为D2(逆时针)，而顶蓬的重力产生的力矩方向D1(顺时针)，即此两个力矩方向相反，因此弹簧产生力矩能抵消一部分重力力矩，从而使顶蓬的翻转省力。

实施例2

如图4所示，伸缩弹簧为压缩弹簧，第二安装座17位于箱体顶部一侧上，且第二安装孔位于转轴22的下方。于闭合状态下，压缩弹簧30处于压缩状态，具有一定压缩量。此时，压缩弹簧30产生的力矩的方向为D2(逆时针)，而顶蓬的重力产生的力矩方向D1(顺时针)，即此两个力矩方向相反，因此使顶蓬在开启时省力。在顶蓬的完全开启状态下，压缩弹簧30处于自由状态或者处于被压缩状态，此时压缩量为0，或小于压缩状态下的压缩量。在整个翻转过程中，压缩弹簧30产生的力矩的方向始终与顶蓬的重力产生的力矩方向相反，因此弹簧产生力矩能抵消一部分重力力矩，从而使顶蓬的翻转省力。

以上仅为本发明的实施例，弹簧的状态、位置不以此为限，只要使得弹簧能够在顶蓬的翻转过程中能够产生抵消部分重力产生的力矩即可使得顶蓬的翻转省力。当然，弹性元件不限于弹簧，任意具有弹性势能的弹性元件皆可用于本发明。例如，以扭转弹簧替代弹簧，使扭转弹簧套设于转轴，使扭转弹簧的两端分别抵靠于顶蓬和箱体，并使扭簧向顶蓬传递使其打开的弹力，从而扭簧产生的力矩与顶蓬的重力产生的力矩方向相反，因此能抵消一部分重力力矩，从而使顶蓬的翻转省力。

当然，也可如现有技术那样，在车辆前部设置举升动力装置40，例如为液压缸或气压缸，如图5、6所示，举升动力装置40包括缸体41和活塞42，缸体41的一端活动的连接于箱体1，活塞42的一端活动的连接于顶蓬10，并可在缸体41内伸缩，从而在举升动力装置40的辅助下，实现顶蓬的开启和关闭。

本发明通过多个弹性元件的设置可使得顶蓬的翻转省力，仅需较小的作用力即可实现顶蓬的开启和关闭，因此可省略举升动力装置等类似的装置，靠人力即可开启顶蓬。并且，由于在多个作用点对顶蓬施加弹力，使得顶蓬受力比较分散、均匀，因此可在顶蓬的任意一个位置施加用于开启或关闭的外力，不会引起顶蓬局部扭曲变形，从而较大幅度的减少了机构对框架刚性的要求，达到节省材料，降低车辆自重的效果，同时降低了顶蓬结构举升操作点的位置要求，使得本发明的顶蓬结构制作简单，性能可靠。

虽然已参照上述典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种车辆顶蓬结构，用于覆盖车辆箱体顶部的开口，所述车辆顶蓬结构包括通过转轴可转动地安装于所述箱体一侧的顶蓬，所述顶蓬绕所述箱体翻转以盖住或打开所述开口，其特征在于，所述车辆顶蓬结构还包括至少一个弹性元件，所述弹性元件的一端固定于所述顶蓬的下表面，另一端固定于所述箱体，在所述顶蓬的翻转过程中，所述弹性元件产生的力矩能够抵消至少一部分由所述顶蓬的重力产生的力矩；

其中，所述箱体一侧均匀固定有多个轴座，每个轴座内设有一个转轴；所述顶蓬的一侧对应多个轴座位置固定有多个弯臂，多个弯臂的一端焊接于所述顶蓬框架上，另一端各自对应固定于相应的转轴上；所述弹性元件的数目为多个，每一根转轴对应设置一个弹性元件；所述弹性元件为伸缩弹簧，所述顶蓬上设有多个第一安装座，所述箱体对应于所述第一安装座设有多个第二安装座，所述伸缩弹簧的一端固定于所述第一安装座的第一安装孔内，另一端固定于所述第二安装座的第二安装孔内；第一安装座位于所述转轴的上方。

2.根据权利要求1所述的车辆顶蓬结构，其特征在于，所述顶蓬包括由四条边框围成的顶蓬框架和两端分别连接于所述顶蓬框架的多条蓬杆，以及固定连接于所述蓬杆端部与所述顶蓬框架的多块加强筋板。

3.根据权利要求1所述的车辆顶蓬结构，其特征在于，所述伸缩弹簧为拉伸弹簧，所述第二安装孔位于所述转轴的上方，在所述顶蓬处于闭合状态下，所述拉伸弹簧处于被拉伸状态，所述拉伸弹簧产生的力矩的方向与所述顶蓬的重力产生的力矩方向相反。

4.根据权利要求3所述的车辆顶蓬结构，其特征在于，所述顶蓬处于闭合状态下，所述拉伸弹簧被拉长的长度为第一长度，在所述顶蓬的完全开启状态下，所述拉伸弹簧处于自由状态或者处于被拉伸状态，且在所述顶蓬的完全开启状态下，所述拉伸弹簧的被拉长的长度为第二长度，所述第二长度小于所述第一长度，在所述顶蓬由闭合状态至完全开启状态的变化过程中，所述拉伸弹簧产生的力矩的方向始终与所述顶蓬的重力产生的力矩方向相反。

5.根据权利要求1所述的车辆顶蓬结构，其特征在于，所述伸缩弹簧为压缩弹簧，所述第二安装孔位于所述转轴的下方，在所述顶蓬处于闭合状态下，所述压缩弹簧处于被压缩状态，所述压缩弹簧产生的力矩的方向与所述顶蓬的重力产生的力矩方向相反。

6.根据权利要求5所述的车辆顶蓬结构，其特征在于，在所述顶蓬处于闭合状态下，所述压缩弹簧被压缩的长度为第一压缩长度，在所述顶蓬的完全开启状态下，所述压缩弹簧处于自由状态或者处于被压缩状态，且被压缩的长度为第二长度，且所述第二长度小于所述第一长度，在所述顶蓬由闭合状态至完全开启状态的变化过程中，所述拉伸弹簧产生的力矩的方向始终与所述顶蓬的重力产生的力矩方向相反。

7.根据权利要求1所述的车辆顶蓬结构，其特征在于，所述箱体的安装所述顶蓬的一侧的两端还各设有一止挡结构，两个止挡结构与两端部的两个弯臂对应，所述止挡结构包括相对布置的两个臂部及抵顶部，所述两臂部的一端焊接于所述箱体一侧，另一端由所述抵顶部连接封闭，所述两个臂部及抵顶部之间界定出翻转槽，两端部的两个弯臂分别在相应的所述翻转槽内翻转，并当所述顶蓬开启至最大位置时，所述弯臂被所述抵顶部抵顶。

8.一种车辆，包括车架、安装于所述车架上并且顶部具有开口的箱体以及车辆顶蓬结构，其特征在于，所述车辆顶蓬结构是如权利要求1-7中任一项所述的车辆顶蓬结构。