CN114786995B - 用于野营拖车的致动器和升降系统 - Google Patents

Abstract

一种用于野营拖车车顶的升降系统，该升降系统包括：多个致动器组件，每个致动器组件都用于与对应的车顶支撑件可操作地接合，车顶支撑件延伸/回缩以升高/降低车顶；和至少一个控制单元，所述至少一个控制单元用于控制致动器。

Description

用于野营拖车的致动器和升降系统

技术领域

本发明涉及用于升高和降低野营拖车车顶的致动器和升降系统。

背景技术

野营拖车对于野营来说很受欢迎，因为野营拖车基于可以容易地由例如家用汽车、四轮驱动车辆、多用途“轻型货车(Ute)”或皮卡车牵引的紧凑型拖车。野营拖车通常是整装的，用于睡眠安排，通常包括小型厨房和其他便利设施。

野营拖车有各种已知的布置和构造。在以下技术说明、具体实施方式和权利要求书中，以示例的方式参考如US3,314,715、US3,495,866、US3,507,535和US5,769,485中示出和描述的野营拖车。

图1是处于折叠行进配置的普通现有技术野营拖车110的示意性立体图。野营拖车110具有带有两个车轮114(图中仅示出了一个)和拖拽杆或牵引杆116的拖车底座112。牵引杆116可具有套钩或牵引球118以与牵引车辆耦接。拖车底座112的金属侧可具有门120。野营拖车110还具有搁置在底座112上的硬质的、基本上金属的车顶122(在其他形式中，车顶可以是玻璃纤维或凝胶涂覆的木材)。在行进期间，通常使用固定夹124将车顶122固定到底座112。通常，折叠的野营拖车110的行进高度126基本上低于牵引车辆的高度，使得后视镜往往是可用的。

图2示出了图1的现有技术野营拖车110的车顶122正在升高。当车顶122由四个伸缩立柱216升高时，纤维织物、乙烯树脂和/或柔性塑料壁214从拖车底座112展开。如US3,314,715、US3,495,866、US3,507,535和US5,769,485中所示的缆索升降系统可用于通过使用手摇曲柄来升高车顶122。

图3示出了当车顶122完全升高并由伸缩立柱216支撑时图1和图2的野营拖车110。升高高度314通常在300mm至1400mm的范围内。通常，野营拖车内有足够的高度允许直立和走动。野营拖车车顶122的重量可在约100kg至300kg的范围内。其他可选物件，如空调、推出式遮阳篷、防晒篷布或太阳能电池板，可能增加车顶的额外重量。

用于野营拖车车顶122的缆索升降系统已经取得了多年的商业成功，但也具有许多不足之处。例如，所使用的缆索随着时间的推移可能容易出现：缠结、磨损、挂住和/或粘连。由于缆索布置跨野营拖车的整个底座112并且可能定位于柜子、床、存储单元等的后方，如以上引用的专利中所例示的，因此这种缆索系统的维护和修理可能较为困难。

此外，此类缆索升降系统的自动化或供电可涉及将外部电动马达连接到手摇曲柄。由于高扭矩要求，便携式电动马达诸如动力钻或绞盘马达通常很大、具有高功率要求且/或在运行时噪音很大，所有的这些在安静的野营环境中，特别是对于深夜环境都是不方便和令人烦扰的。此外，缆索和滑轮通常是薄弱点，并且当使用大功率电动绞盘时，存在高的损坏发生率。例如，这些系统特别容易受到操作者失误的影响，并且在操作者意识到之前容易发生不可逆的损坏，例如，当车顶被挂住时绞盘还在继续工作。

其他致动器或升降系统通常由于致动器的行程(stroke，即伸展长度与关闭或回缩长度之间的差值)不足以达到野营拖车所需的升高高度314而不适合用于野营拖车。此外，野营拖车的成本和重量是用于车顶升降系统的部件的选择的另一个重要因素。对于由家用车辆牵引的家用野营拖车，拖车的成本和重量对于其商业成功是非常重要的。对于例如缆索升降系统具有相对较重的重量且成本较高的专用致动器部件，可能使得整个野营拖车失去吸引力。在野营地使用时，野营拖车理想地是整装的，而不需要气动和液压升降或致动器系统所必需的辅助设备。如果升降系统结合到野营拖车中，那么紧凑型系统是优选的，使得其不占用野营拖车内的大量空间并且如有需要时易于维护或更换。

野营拖车110，也称为弹出式野营车，具有与篷式拖车和弹出式篷车不同的要求和构造。

篷式拖车通常基于由车辆牵引的箱式拖车。车篷安装在箱式拖车中，以便从拖车中折出，并以通常帐篷的方式用杆、栓和绳索竖立。篷式拖车不使用沉重的金属车顶。

弹出式篷车通常是由车辆牵引的有侧壁和顶部的复合篷车。这种篷车的弹出式车顶通常仅升高约200mm至500mm以增加大篷车的顶棚高度。因此，弹出式篷车对于行程长度的要求远低于野营拖车的要求。

这些现有技术的装置或方法都没有为提供和操作用于野营拖车车顶的升降系统提供完全令人满意的解决方案，也没有为易于构造或改装现有野营拖车提供完全令人满意的解决方案。

除非出现相反的说明，否则本文对已知现有技术的任何引用不构成对该现有技术已在本申请的优先权日为本发明所涉及领域的技术人员普遍知晓的承认。

发明内容

本发明旨在提供一种用于升高和降低野营拖车车顶的替代布置和方法，其克服或改善了现有技术的缺点，或者至少提供了一种有用的选择。

在一种广泛的形式中，本发明提供了一种致动器，该致动器包括：线性引导件；可旋转螺纹轴，该可旋转螺纹轴以与引导件对准的方式延伸；和滑动件，该滑动件定位于引导件中，并螺纹安装到轴上；其中，滑动件被禁止在引导件内绕其细长轴线进行实质旋转，由此在轴旋转时，滑动件沿轴移动。

在一种形式中，线性引导件是管。在一种形式中，管具有矩形横截面。在一种形式中，滑动件与引导件的内部部分接合以禁止在该引导件中的实质旋转。在一种形式中，滑动件是基本上块形的。在一种形式中，滑动件是基本上矩形棱柱形状的。在一种形式中，滑动件的长度与轴的长度的比值为1:X，其中X在13至14的范围内，包括端值。

在一种形式中，滑动件与轴之间的螺纹接合是自锁的，由此在轴不旋转时，滑动件保持其沿引导件的长度的位置。

在一种形式中，轴螺纹是梯形螺纹。

在一种形式中，致动器包括耦接到轴上以使轴旋转的马达。

在一种形式中，致动器包括被定位成与滑动件的远侧端部接触接合的柔性推杆。在一种形式中，柔性推杆是套住轴的螺旋弹簧。

在一种形式中，致动器包括从线性引导件的远侧端部延伸的弯曲引导件，柔性推杆在该弯曲引导件中延伸。在一种形式中，伸缩立柱从弯曲引导件的远侧端部延伸，并且柔性推杆可操作地接合伸缩立柱以驱动其延伸。

在另一种广泛的形式中，本发明提供了一种用于野营拖车车顶的升降系统，该升降系统包括：至少一个根据上述形式中的任一种或上述形式的组合的致动器，每个致动器都用于与对应的车顶支撑件可操作地接合，车顶支撑件延伸/回缩以升高/降低车顶；和至少一个控制单元，所述至少一个控制单元用于控制所述至少一个致动器。

在一种形式中，所述至少一个控制单元被配置为基于来自一个或多个致动器的反馈来检测是否有障碍物正在限制车顶的移动，并且如果检测到障碍物，则控制单元使致动器停止。

在一种形式中，所述至少一个控制单元被配置为基于来自一个或多个致动器的反馈来检测是否有障碍物正在限制车顶的移动，并且如果检测到障碍物，则控制单元控制致动器在与检测到障碍物时相反的方向上移动车顶。

在一种形式中，其中每个车顶支撑件是伸缩立柱。

在另一种广泛的形式中，本发明提供了一种用于与野营拖车车顶支撑件可操作地接合的致动器组件，该致动器组件包括：线性引导件部分；可旋转螺纹轴，该可旋转螺纹轴以与线性引导件部分对准的方式延伸；马达，该马达耦接到轴，以使轴旋转；滑动件，该滑动件定位于线性引导件部分中，并螺纹安装到轴上，该滑动件被禁止在引导件内进行实质旋转，由此在轴旋转时，该滑动件沿轴移动；柔性推杆，该柔性推杆为套住轴并定位于其上以用于与滑动件的远侧端部接触接合的螺旋弹簧形式；和弯曲引导件部分，该弯曲引导件部分从线性引导件部分的远侧端部延伸，该弯曲引导件部分用于接收并重定向柔性推杆以接合车顶支撑件。

在另一种广泛的形式中，本发明提供了一种用于野营拖车车顶的升降系统，该系统包括：多个致动器组件，每个致动器组件都用于与对应的车顶支撑件可操作地接合，车顶支撑件延伸/回缩以升高/降低车顶；和至少一个控制单元，所述至少一个控制单元用于控制致动器。在一种形式中，致动器组件如上所述。

在一种形式中，致动器组件可独立地操作。

在另一种广泛的形式中，本发明提供了一种野营拖车，该野营拖车包括根据上述形式中的任一种所述的升降系统。

附图说明

现参考以下附图进行描述，其中：

图1是处于折叠行进配置的普通现有技术野营拖车的一个示例的示意性立体图；

图2是车顶部分升高的图1拖车的示意性立体图；

图3是车顶完全升高的图1拖车的示意性立体图；

图4示出了装配有根据本发明的一个实施例的升降系统的野营拖车的局部剖视立体图；

图5是图4中圈出区域的放大图；

图6A是根据本发明的一个实施例的致动器的近侧端部的纵向截面图；

图6B是根据本发明的一个实施例的致动器的远侧端部的纵向截面图；并且

图7是根据一个实施例的用于控制升降系统的示例性软件应用故事板。

具体实施方式

本发明的实施方案提供了通常用于野营拖车车顶的升降系统中的致动器或致动器组件。应当理解，致动器/致动器组件可以是升降系统的一部分，或者可以改装到现有的升降系统。例如，如本文所述的致动器/致动器组件可包括与野营拖车车顶的车顶支撑件/伸缩立柱的可操作接合，或者可被定位成与野营拖车车顶的车顶支撑件/伸缩立柱可操作地接合。

致动器/致动器组件通常具有类似导螺杆的机构。例如，致动器包括线性引导件和以与引导件对准的方式延伸的可旋转螺纹轴。滑动件定位于引导件中，并螺纹安装到轴上。滑动件被禁止在引导件内绕其细长轴线进行实质旋转，由此在轴旋转时，滑动件沿轴移动。因此，随着轴在一个旋转方向上旋转，滑动件在第一滑动方向上沿轴移动，并且随着轴在相反旋转方向上旋转，滑动件在与第一滑动方向相反的第二滑动方向上沿轴移动。通常，马达耦接到轴，以使轴旋转。应当理解，在一些形式中，马达可被认为是致动器/致动器组件的一部分。还应当理解，马达耦接到轴的位置(即，在哪一端，或在沿长度的某一点等)可存在变化。

线性引导件可采用各种形式，但是总体为管，并且通常为具有正方形/矩形横截面的管。应当理解，滑动件可采用各种形状，只要其围绕引导件的细长轴线的旋转受到限制即可。通常，滑动件的形状/尺寸被设计成与引导件的内部尺寸相对应或配合。例如，当引导件是正方形/矩形管时，滑动件是基本上块形的或者具有基本上矩形棱柱的形状。

应当理解，滑动件的形状/尺寸因此通常被设计成与线性引导件的内部部分接合以禁止在引导件中(即，围绕引导件的细长轴线)的旋转，但也允许沿引导件滑动行进。应当理解，使用封闭管形式的线性引导件防止了碎屑和/或其他障碍物干扰滑动件沿引导件的路径。

滑动件的块形特性，尤其是其长度(即，沿轴的长度)以及在线性引导件(例如，管)内的配合接合，可为致动器的行程长度提供显著的优点。例如，当与更窄/更短的驱动螺母相比时，可以在不发生轴屈曲的情况下实现更长的轴长度。在一些实施例中，滑动件的长度与轴的长度的比值为1:X，其中X在10至15的范围内，包括端值；优选地12至14的范围内，包括端值；更优选地13至14的范围内，包括端值。在一个优选的实施例中，滑动件的长度与轴的长度的比值为约1:13.25。如果使用更高的比值，例如1:20，则螺纹轴可能变得更不稳定，并且存在更高的屈曲风险。而且，当升高车顶时支撑车顶的制动作用显著减小。另一方面，如果使用更低的比值，例如1:9，则要增加滑动块的长度需要先增加螺纹轴的长度。这加剧了上述问题，并且使得安装在非常有限的空间中变得不方便(特别是当改装时)。

滑动件与轴之间的螺纹接合通常是自锁的，由此在轴不旋转时，滑动件保持其沿引导件的长度的位置。这样做的优点在于，当用于升高/降低野营拖车车顶时，不需要实施额外的制动器或支撑支柱。在一个实施例中，轴螺纹是梯形螺纹。

致动器/致动器组件可包括柔性推杆，或者可定位成接触柔性推杆。通常，柔性推杆被定位成与滑动件的远侧(即，与马达侧相对)接触接合。柔性推杆可以是套住滑动件远侧的轴的螺旋弹簧。通常，在野营拖车升降系统中使用时，柔性推杆/螺旋弹簧通过弯曲引导件馈送，以可操作地接合支撑待升高/降低的车顶的伸缩支撑立柱。例如，线性引导件/轴可在拖车的底座处沿基本上水平的取向定位，而车顶支撑件/伸缩立柱基本上竖直地取向以升高/降低车顶。弯曲引导件和柔性推杆允许力从水平对准的线性引导件和滑动件传递到竖直对准的支撑立柱以驱动其延伸。在大多数情况下，柔性推杆不固定到滑动件，而是依靠车顶的重量保持与滑动件接触。这使得如果车顶在回缩时遇到障碍物(例如，被挂在树上)，滑动件仍然能够回缩，从而防止对马达/致动器的损坏。

应当理解，在一些形式中，致动器/致动器组件可包括用于安装/改装野营拖车所需的各种部件。例如，在一些形式中，致动器/致动器组件可被认为是包括弯曲引导件和/或推杆和/或车顶支撑件/伸缩立柱的延伸单元。

本发明的实施方案还提供了一种用于野营拖车车顶的升降系统，该升降系统包括：至少一个致动器/致动器组件和至少一个控制单元，所述至少一个控制单元用于控制所述至少一个致动器/致动器组件。通常，在此类升降系统中，每个致动器都用于与对应的车顶支撑件可操作地接合，车顶支撑件延伸/回缩以升高/降低车顶。通常，该升降系统用于改装到现有的野营拖车，该野营拖车可具有现有的支撑立柱、弯曲引导件和/或螺旋弹簧/柔性推杆。然而，如前文所述，可根据需要引入具有各种部件的不同形式的致动器/致动器组件，并且在一些情况下，可包括支撑立柱弯曲引导件和/或螺旋弹簧/柔性推杆。

控制单元通常包括能够向/从致动器/致动器组件发送/接收电信号/处理电信号以控制它们的操作的任何电子处理系统/电路。例如，控制单元可包括微型计算机、微控制器等。在一个实施例中，所述至少一个控制单元被配置为基于来自一个或多个致动器/致动器组件的反馈来检测是否有障碍物正在限制车顶的移动，并且如果检测到障碍物，则控制单元使致动器/致动器组件停止。在另一个实施例中，如果检测到障碍物，则控制单元控制致动器/致动器组件在与检测到障碍物时相反的方向上移动车顶。这使得如果例如车顶被挂在树上，或者如果例如用户忘记解开将车顶固定到折叠行进准备形式的拖车的安全闩锁，防止升降系统损坏。

致动器/致动器组件通常也可独立地操作。这使得在致动器/致动器组件中的一个致动器/致动器组件发生故障的情况下，升降系统仍然可以靠正在正常运转以升高/回缩车顶的那些致动器/致动器组件运行。

应当理解，虽然目前描述的升降系统通常使用如本文所述的致动器/致动器组件来实施，但是也可以使用其他致动器(即，控制单元可以被配置为与不同类型的致动器/致动器组件连接以提供如本文所述的升降系统的操作优点)。

还应当理解，本发明也可体现为包括如本文所述的升降系统和/或致动器/致动器组件的野营拖车等。

现参照图4至图6描述当实施用于野营拖车车顶时的致动器和相关升降系统的一个具体实施例。图4是野营拖车的底座412的示意性立体剖视图。野营拖车底座412的侧面以虚线轮廓示出。野营拖车车顶，底座112内的内部柜子、存储单元等未示出。四个紧凑型致动器组件416固定到底座412的底板414和/或底盘，每个紧凑型致动器组件416都具有耦接到其上的电动马达418。每个紧凑型致动器组件416都被配置为经由在弯曲引导件422中延伸的柔性推杆420升高和降低伸缩立柱216。

图4中还示出了安装在底座412中的控制单元424。控制单元424通过电力和信号线缆426连接到紧凑型致动器416和马达418中的每一者。应当容易理解，控制单元424和线缆426可定位于底座412中并在底座中延伸，这对于野营拖车的特定设计是方便的。控制单元424可由方便地定位于野营拖车周围的远程控制单元控制。另选地或除此之外，无线远程控制可经由在无线地连接到控制单元424的用户的智能电话或蜂窝电话上的软件应用程序“APP”实现。控制单元424的更多功能和控制将在下文中进一步描述。

图5是图4中圈出区域的放大视图。下方的紧凑型致动器516以局部剖视图示出。如图所示，用于升高和降低伸缩立柱216的柔性推杆420从弯曲引导件422延伸到紧凑型致动器组件516、416中以邻接滑块518。滑块518在管520内移动，该管在下方的紧凑型致动器516中以虚线示出。螺纹轴522在滑块518的纵向孔内旋转。滑块中的纵向孔具有与螺纹轴对应的接合螺纹，由此在轴522旋转时，滑块沿管520在箭头524的方向上移动。当滑块518移动时，邻接的柔性推杆420也在如箭头526所示的对应的方向上移动，以便根据需要升高和降低伸缩立柱216和野营拖车车顶122。

图5中示出了通过柔性耦接器528连接到马达418的轴522的近侧端部。马达418可以由控制单元424操作以旋转轴522，以便使滑块518移动邻接的柔性推杆420以使其根据需要从管520的远侧端部延伸或回缩到管520中，从而分别升高或降低车顶122。

在图5中，柔性推杆420以螺旋弹簧420示出。螺旋弹簧420与紧凑型致动器一起实施以套住轴522，以便使螺旋弹簧420的近侧端部在操作期间始终邻接滑块。通过伸缩立柱216远侧端部处的车顶122压在柔性推杆420的远侧端部上的重量，柔性推杆420保持与滑块接触。有利地，柔性推杆420的近侧端部不固定到滑块518的端部，以避免在将车顶122降低到野营拖车110的车身112时，车顶122的一部分的自由移动被阻碍而产生损坏。例如，车顶122可能不小心被篷杆、野营拖车内的直立物品限制住或被树枝挂住。

在轴的近侧端部、邻近柔性耦接器528处，可使用可选的橡胶缓冲器530以防止滑块518无意中撞击管520或柔性耦接器528的近侧端部。

在管520和轴522的远侧相对端，可使用限位开关532以防止车顶122被升高超过纤维织物壁214的弹性极限，如由控制单元424所感测和控制的。限位开关532也可用于设定零点，或重置马达418驱动滑块518的定位以及由此产生的柔性推杆422和伸缩立柱216升高车顶122的延伸的定位。例如，紧凑型致动器的标准长度可用于根据野营拖车的型号来升高一定范围的车顶高度314。也就是说，紧凑型致动器416可由控制单元424控制，以具有由马达418驱动的行程长度，该行程长度适合于特定类型的野营拖车的特定车顶高度314。应当容易理解，柔性推杆420的长度可根据野营拖车的型号适当地调节。

封闭滑块518的管520具有至少部分地对应于滑块的横向横截面形状的内部横向横截面形状，以便防止滑块518在其由轴522驱动时旋转。在图5所示的实施例中，管520具有与矩形棱柱形状的滑块518的横向横截面对应的正方形横截面。因此，滑块的形状被设计成与管的内部尺寸相配合。在一些形式中，纵向边缘可以是有倒角的。应当容易理解，滑块518或管520不需要具有正方形截面，只要各自的相应侧壁或边缘接合以防止滑块518旋转即可。类似地，可在滑块与管内壁之间使用具有相应凹部的突起，以限制滑块的旋转。

用滑块将轴522封闭在管520中具有防止轴在载荷下横向弯曲过多的进一步优点。轴522的弯曲是不期望的，因为可能导致移动表面和螺纹的摩擦增大和/或结合增强。此外，轴的过度、长时间的弯曲可导致螺纹由于轴522的过度侧向移动而塌缩或屈曲。

图5还示出了用于紧凑型致动器416、516的管520的两个安装件/支架534。管安装件534用于将紧凑型致动器组件416刚性地固定到拖车底座112的底板或底盘。

图6A和图6B是紧凑型致动器416的近侧端部和远侧端部的纵向横截面的示意图。

图6A示出了滑块518处于回缩位置时的近侧端部，而图6B示出了滑块处于延伸位置时的远侧端部。应当理解，与图5所示的滑块相比，图6A和图6B所示的滑块518相对于管520的横向横截面更加细长。这对于减少在载荷下的管520内的结合是有利的。在载荷下，驱动轴可轻微横向弯曲，并向滑块518施加侧向力，以推动滑块抵靠管壁。

为轴522和滑块的纵向孔618选择的螺纹是自锁螺纹，当不被马达418驱动时，该自锁螺纹限制轴522在轴向载荷下的旋转。也就是说，当马达未被供电时，滑块和轴的螺纹形成自锁布置。这种梯形螺纹的布置使得保持升高的车顶的伸缩立柱通过紧凑型致动器固定就位，而无需使用具有紧凑型致动器的制动器或使用安全支柱。这是一个优点，因为不需要对马达持续供电以将车顶122保持在升高位置616、314，也不需要使用具有紧凑型致动器416或马达418的笨重的制动装置或使用安全支柱。

在一个实施例中，螺纹是梯形螺纹，其规格为单头右旋螺纹，具有2.5mm的螺距，适用于外径为7.5mm的轴522。螺纹的选择通常要考虑在不撕破或撕裂侧壁和/或塑料窗的情况下的恰当提升速度、操作的安全性以及所需的锁定/制动措施。

在图6A中，马达418被示出为柔性地耦接到紧凑型致动器416和拖车底座412，同时紧凑型致动器刚性地固定到拖车底座412、414。马达安装件622的基板通常通过4个螺栓安装到野营拖车的底板/底盘。其承受了车顶重量的全部载荷。如果某物或某人试图提起或破坏管520，或者如果柔性推杆420屈曲出转角外，则管520上的安装件534稳定管520。

约100kg至300kg或更重的野营拖车车顶122可通过柔性推杆420向滑块518施加基本上轴向的推力，继而向轴522施加基本上轴向的推力。有利地，电动马达418已经创造性地耦接到驱动轴522并且柔性地安装到野营拖车底座112，使得来自车顶122的基本上轴向的推力与马达轴分离。因此，仅需要基于足够的扭矩和功率而不是轴向推力载荷来选择马达。此外，消除了由于变化且有时存在的基本上轴向的推力而导致的马达轴承故障。

如图6A所示，管520的邻近马达418的端部的近侧端部620通过管安装件534和马达安装组件622刚性地支撑并固定到拖车的底板或底盘414上。管近侧端部620可由保护罩或保护盖624进一步巩固并支撑。紧凑型致动器的旋转轴522由安装在管522的近侧端部620中的轴向轴承626支撑并限制。优选地，使用两个基本上包含不锈钢合金316并且额定为在多个升高和降低车顶122的循环期间承受来自车顶的轴向载荷的轴向轴承626。垂直于马达安装组件622和管近侧端部620的端板628刚性地连接到马达安装件622的底板630。

柔性耦接器528可用于将驱动轴522的近侧端部耦接到马达轴634上。柔性耦接器528可从纵向轴线横向弯曲，并且沿纵向轴线压缩或拉伸。柔性耦接器528可包括套筒，该套筒具有深度接近套筒的外圆周半径的多个部分圆周狭槽。沿套筒长度的连续的狭槽可在纵向方向上间隔开，并且围绕圆周或纵向轴线成角度地间隔开，以提供所需的柔性水平。在其他形式中，作为替代，柔性耦接器528可以是“梅花耦接器(Plum coupler)”。

例如，柔性耦接器528可通过马达轴634和驱动轴522中的合适的平头螺钉和凹口固定到马达轴634和轴522。可选的锁定套环636也可邻近柔性耦接器528固定在轴522上。

马达418可通过柔性金属片638柔性地安装到马达安装组件622的底板630，如图6A中所示的柔性安装装置的一个实施例。马达418的开放轴端部可安装到薄金属片638的面。然后，柔性片638的下边缘可焊接到底板630。因此，通过在金属板638的焊接下边缘与马达418的面安装件之间的挠曲来提供柔性安装装置638。

马达418通常由12伏电压供电，且具有紧凑的行星齿轮减速以降低旋转速度并增加扭矩。控制单元424和紧凑型致动器416的马达418的电源可以是车辆和/或野营常用的常规12伏电池，并且可以方便地与野营拖车一起定位。另选地或除此之外，牵引车辆可以经由指示器、停车灯和通常存在于拖车中的辅助接线电路来提供电源。在其他形式中，本发明可包括小型的30安时电池和/或240V逆变器，以供拖车中没有电池和/或可能考虑使用汽车电源的用户使用。

在一个实施例中，对于12伏系统，电流消耗可小于10安培，以便适合于由牵引车辆供电。相比于用于驱动野营拖车110、310的其他升降系统的马达的高达25安培的消耗，轴522螺距和其他参数的选择连同马达的选择可使紧凑型致动器416和马达418优选地消耗小于4安培。此外，作为损坏保护机制，如果任何单个马达418经历5安的电流消耗，则所有马达418将在最多50微秒内停止。通常，为了降低车顶122，每个马达418都将消耗小于0.5安的电流。

紧凑型致动器416的另一优点是其用于野营拖车110、310的非常紧凑的横向截面尺寸和细长形状。致动器组件416，特别是其管520部分被设计成比现有技术的缆索系统更精简，而现有技术的缆索系统由于焊接的安装件和滑轮而难以移除。在安装的典型示例中，管部分520可滑动就位而不会卡在柜子上或损坏柜子。支架534装配在管520的适当位置上，然后紧固到野营拖车的底板。然后，将马达组件滑入耦接器中，并拧紧平头螺钉。该马达组件是紧凑的，并且在设置时不会与现有柜子存在冲突。通常，在改装的情况下，所有这些部件的组合不会占据比待更换的旧缆索系统的管部件更多的空间。应当理解，紧凑性对于有限的环境非常重要，例如野营拖车，其中每一英寸的空间都很重要。

还应当理解，管的尺寸越大越长，则越难以安装。设计尺寸时要考虑的一个因素是柔性推杆/弹簧420的外径。这是因为它必须装配在伸缩腿的第二级内，以便升降车顶升高过程的最后一级。通常，外径在13mm至14mm的柔性推杆420是合适的。在一个实施例中，外径为13.8mm。

如果柔性推杆的外径太大(例如20mm)，则可能很难将其弯曲通过壁的基部处的90度转角，尤其是在转角的半径内(通常为150mm)。为了实现这一点，管520将需要更大的侧壁(例如25mm或更大)以容纳更大外径的柔性推杆。在此类更大的组件的实施例中，如果与足够强劲的马达耦接，则可使用直径高达14mm的螺纹轴来升降车顶。虽然实现这些更大的组件是可能的，但是由于空间要求，它们通常更难以安装，并且每单位的成本大幅增加，因为每个部件通常都需要定制。

在一个实施例中，如本文所述的致动器的典型尺寸可以如下。具有马达418的紧凑型致动器组件416的总长度可以是约1470mm。轴522的螺纹长度可以是约1300mm。滑块518可以是约80mm长。因此，该示例性紧凑型致动器的行程长度可以是约1200mm。

管520的横向横截面通常具有边长在约20mm至25mm范围内的正方形轮廓。应当容易理解，根据螺旋弹簧/柔性推杆420的尺寸和规格以及滑块518的尺寸，可使用20mm至40mm的范围。在一个实施例中，滑块518的长度与管520的内部横向横截面覆盖范围的边长的纵横比是4.7，范围为约4至5。

紧凑型致动器416和马达418的最大横向横截面覆盖范围是马达418的外径和通过限位开关532在管520上方的突出部。如果考虑到正方形覆盖范围，沿紧凑型致动器416和马达418的长度的横截面覆盖范围通常可具有约25mm至65mm范围的边长。此类小横截面的覆盖范围使得紧凑型致动器组件416和一体的马达418可安装在现有的野营拖车中，而无需修改拖车底座中的现有结构。例如，无需修改储存单元、床、柜子等内部固定装置或结构。这是由于设计更紧凑、灵活，并且致动器组件416和马达组件418是可分离的。

应当容易理解，尺寸和纵横比是以举例的方式给出，并且可在不背离本发明的情况下进行改变。紧凑型致动器还具有另外的方面，这些方面使其成为独特的和创造性的紧凑型升降系统布置。例如，使用套在驱动轴522的远侧端部上的柔性推杆420允许仅由野营拖车底座112的长度或宽度限制的行程长度或升高高度314。

有利地，当与缆索系统相比时，紧凑型致动器416由共同定位的电动马达418驱动，因此紧凑型致动器升降系统416、418可安装在野营拖车底座112中的各种位置，以适应特定的野营拖车构造、所需的行程或升高高度314和/或用于车顶122的伸缩立柱216的位置。

紧凑型致动器升降系统416、418可相对于野营拖车底座112纵向地、宽度方向地或对角地安装。例如，现代野营拖车110可具有这样的尺寸的底座112，即可在底座112的底板414处提供足够的机会来安装紧凑型致动器升降系统416、418的尺寸。野营拖车的车身长度可为2.5m至5m不等，宽度可为1.8m至2.3m不等。因此，紧凑型致动器可在野营拖车制造期间更容易且更灵活地安装。这种关于安装定位的灵活性在基于缆索的系统中是无法实现的，因为围绕野营拖车的底座的缆索布置限制了缆索如何以及在何处延伸以及缆索驱动的致动器可如何定位和设置在野营拖车的基部。由于野营拖车中的可用存储空间有限，因此通常会看到由卡在滑轮中的物品例如购物袋、毛巾和衣物所造成的损坏，这些物品被塞入了存储柜中，却没有意识到暴露的缆索和滑轮已经安装并移动通过该存储区域。

如应当理解的，紧凑型致动器升降系统416、418可被改装以代替由一些野营拖车制造商所常用的缆索驱动的致动器。紧凑型致动器升降系统416、418和相关控制单元424的部件和构造使得改造成本与修理现有技术致动器诸如缆索驱动的系统相当。对于本领域技术人员而言，将紧凑型致动器升降系统改装安装到常规的缆索驱动的致动器系统是容易的，可能需要一天或更短的时间。例如，可经由现有的可移除面板和柜子设置到野营拖车底座112的底板414。为了改进升降系统，有利的是最大限度地减少对拖车底座112内的现有存储单元、床和柜子的干扰。一些野营拖车的底座112中的现有结构诸如联锁支撑腿，可能不会受到干扰。

将紧凑型致动器升降系统416、418定位在拖车底座112内有利地保护它们免受各种因素的影响，并且在行进期间不会被抛出路面。这与例如US3,314,715和US3,507,535中所示的缆索升降系统形成对比，在该缆索升降系统中，缆索布置定位于拖车底座112的底盘内和底盘下方。

此外，将紧凑型致动器升降系统416、418定位在拖车底座112内进一步减小了低功率马达418的最小噪音。当深夜到达野营地并搭建时，进一步的噪声降低具有特别的优势。其他野营者不会被野营拖车车顶的升高所打扰。

控制单元424还可以被编程并且与传感器连接，以保护紧凑型致动器升降系统以及车顶和壁免受损坏，并且提供故障保护特征。例如，通过与滑块接合的轴的马达转数感测何时车顶已经充分地升高。也可以选择适当的车顶升高和降低的速度，以防止纤维织物和/或柔性塑料复合材料壁损坏。在一个实施例中，与致动器组件416组合的马达/行星齿轮箱组合418被设计成花费约2分40秒来执行升高操作，并且花费约2分钟来执行降低操作。这使得操作者可以悠闲地绕野营拖车走动数次，以确保帆布壁和/或窗正确地展开，因为如果它们被卡住或扭曲，则可能会导致代价高昂的损坏。同样，在降低操作中，操作者可悠闲地来回走动，并不断地将帆布壁和塑料窗折入野营拖车的车身中。

感测还可包括检测车顶固定夹124在升高之前无意中没有被解锁，或者有障碍物阻碍车顶完全升高，例如树枝。对车顶升高限制的感测的示例可以是马达电流消耗、马达的转数和应变传感器。在一个实施例中，传感器被设计成如果在提升操作期间任何一个马达消耗5安的电流并且如果在降低操作期间消耗1.5安的电流，则使所有马达停止。

通常通过按下用户界面的按钮和/或触摸触摸屏来执行车顶的升高/降低操作。

根据一个实施例的车顶升高操作中的典型操作步骤如下。通常通过按下遥控器/用户界面上的电源按钮来打开系统的电源。遥控器/用户界面可定位于例如储藏室中。触摸屏将开启。然后，用户将触摸触摸屏上的升高车顶“按钮”，通常持续2秒。致动器的四个马达将使它们各自的螺纹轴旋转，并且螺母/滑动件将在管引导件内线性移动。

如果车顶固定夹没有被释放，则这一情况会由控制单元检测到，并且所有的马达在损坏发生之前停止，并且反转2秒以释放压力。然后，操作者可在重新开始升降操作之前释放夹具。应当理解，如果在升高操作期间遇到任何其他障碍物或阻力，则将发生类似的过程。

相应的螺母/滑动件将柔性推杆/弹簧移出管引导件并通过弯曲引导件(通常为90°弯头)移入拖车的每个转角处的收缩的伸缩腿(车顶支撑件)的最大段中。柔性推杆/弹簧通过垂直地推动折叠腿直到它们完全伸展来升高野营拖车车顶。当车顶升高到恰当的高度时，在各线性管引导件的端部处的限位开关将由滑动件/螺母接合，从而使各马达独立地停止。

图7示出了用于控制升降系统的示例性软件应用故事板。

在本说明书中，除非上下文另有要求，否则表示方向(例如垂直、上、下、左、右等)或旋转的术语，应当被理解为是指相对于相应附图的方向或旋转，而不是绝对方向或旋转。

Claims (14)

1.一种用于野营拖车车顶的改装升降系统，所述系统包括：

多个致动器组件，每个所述致动器组件都用于与对应的车顶支撑件可操作地接合，所述车顶支撑件延伸/回缩以升高/降低所述车顶，每个致动器组件包括：

线性引导管部分；

可旋转螺纹轴，所述可旋转螺纹轴在所述线性引导管部分内延伸；

马达，所述马达在安装时耦接到所述轴，并且被配置为使所述轴旋转；

滑动件，所述滑动件定位于所述线性引导管部分中并螺纹安装到所述轴上，所述滑动件被禁止在所述线性引导管部分内进行实质旋转，由此在所述轴旋转时，所述滑动件沿所述轴移动；以及

柔性推杆，所述柔性推杆在安装时套住所述轴，所述柔性推杆的一端被定位成与所述滑动件的远侧端部接触接合，并且所述柔性推杆的另一端用于与所述对应的车顶支撑件可操作地接合，由此在所述滑动件移动时，所述对应的车顶支撑件延伸/回缩；以及

至少一个控制单元，所述至少一个控制单元被配置为控制所述多个致动器组件。

2.根据权利要求1所述的升降系统，其中所述致动器组件包括弯曲引导管部分，所述弯曲引导管部分在安装时从所述线性引导管部分的远侧端部延伸，所述弯曲引导管部分用于重定向所述柔性推杆。

3.根据权利要求1所述的升降系统，其中所述柔性推杆是螺旋弹簧。

4.根据权利要求1所述的升降系统，其中所述线性引导管部分具有矩形横截面。

5.根据权利要求1所述的升降系统，其中所述滑动件与所述线性引导管部分的内部部分接合以禁止在所述线性引导管部分中的实质旋转。

6.根据权利要求1所述的升降系统，其中所述滑动件是基本上块形的。

7.根据权利要求1所述的升降系统，其中所述滑动件是基本上矩形棱柱形状的。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的升降系统，其中所述滑动件的长度与所述轴的长度的比值为1:X，其中X在13至14的范围内，包括端值。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的升降系统，其中所述滑动件与所述轴之间的螺纹接合是自锁的，由此在所述轴不旋转时，所述滑动件保持其沿所述线性引导管部分的长度的位置。

10.根据权利要求9所述的升降系统，其中所述轴的螺纹是梯形螺纹。

11.根据权利要求1至7中任一项所述的升降系统，其中所述至少一个控制单元被配置为基于来自所述致动器组件的反馈来检测是否有障碍物正在限制所述车顶的移动，并且如果检测到障碍物，则所述控制单元使所述致动器停止。

12.根据权利要求1至7中任一项所述的升降系统，其中所述至少一个控制单元被配置为基于来自所述致动器组件的反馈来检测是否有障碍物正在限制所述车顶的移动，并且如果检测到障碍物，则所述控制单元控制所述致动器组件在与检测到所述障碍物时相反的方向上移动所述车顶。

13.根据权利要求1至7中任一项所述的升降系统，其中每个所述车顶支撑件都是伸缩立柱。

14.一种野营拖车，所述野营拖车包括安装在其中的根据前述权利要求中任一项所述的升降系统。