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摘要：為了增長汽車的使用年限，減少汽車受到不必要因素的損壞，節省車主在汽車保養與維修的資金投入，需要加強汽車的保護工作。當今汽車防護具市場，大部分是保護力度較弱、操作不便且不易整理的車衣，新頻繁且缺乏保護力的車膜，以及少部分自動化程度不高且價格昂貴的折疊遮陽傘。為了解決以上問題，填補市場空缺，有效解決目標客戶需求問題，本文設計一種全自動智能汽車遮陽傘。該遮陽傘采用了創新性的齒輪收放式，安裝方便、成本較低、具有很好的使用價值。

關鍵詞:汽車遮陽；51單片機；自動化設計

1引言

隨著科學技術的高速發展，以及國民經濟水平的快速提高，我國汽車產銷量已連續11年居于全球首位，目前占全球總銷量的30%。同時我國人口基數大，汽車保有量已高達2.75億輛[1]。然而，美國一項研究表明，當環境氣溫為35℃時，陽光照射15min便能使封閉車廂內的溫度達到65℃[2]，造成汽車使用年限縮短。為了增長汽車的使用年限，減少汽車受到的不必要因素的損壞，使汽車防護具自動化水平提高至一個新水準，本文設計出一種全自動智能汽車遮陽傘。

2綜合設計方案

遮陽傘系統框圖如圖1所示，主要包括環境監測模塊、系統控制模塊等六個模塊。其中，環境檢測模塊采用集成塊組裝的形式，實現及時有效地檢測外部信息，提供給控制系統作為實現操作的重要判斷信息。系統控制模塊采用STC51作為最小控制單元，與其他模塊連接以實現通信和控制功能。紅外檢測模塊實現了人為遠程控制，可對遮陽傘的操作進行人為干涉。動力驅動摸塊除了向控制系統供電，還兼具驅動步進電機進行機械運動的作用。機械結構模塊采用齒輪切合的形式實現機械操作，提高了開收傘的效率。保護功能模塊選擇Sunbrella（賽百綸）面料，具有高效抗UV能力，能有效過濾陽光中99%的紫外線[3]。整個系統結構通過模塊化分層設計構建出完整的各部分相互聯系的有機整體。

2.1機械結構設計

外部機械支撐模塊是整個系統的支撐骨架。在機械結構設計上，考慮到車頂空間的局限性、安全性以及便利性，本設計采用齒輪旋轉式收放形式，不僅節省了空間，也保證了開收傘的效率。詳細結構如圖2所示。其中，中間一根主旋柱，共三個層次面圍繞中間主旋柱疊加。每個層次面以主旋柱為中心的兩邊各有一個從齒輪，從齒輪可帶動內收縮桿的縮放，如圖2所示。當接受到控制系統的開傘信號后，電機系統可向主旋柱提供旋轉動力，從而帶動六根從齒輪同時旋轉放出。收回時同理。

2.2控制系統設計

控制系統采用STC51單片機作為最小控制系統，外部連接環境檢測模塊，電機控制輸出模塊以及紅外遙控模塊。其中環境檢測模塊包括溫濕度檢測集成塊、震動檢測集成塊等，在人為控制允許的情況下時刻檢測周圍環境變化。電機控制輸出模塊中考慮到在電機選擇中需要滿足響應速度快、速度及方向可調可控、控制靈敏、方便以及節能等要求，故采用了步進電機。步進電機運行時沒有積累誤差，因而精度高。其旋轉速度只取決于脈沖頻率，特別是采用開環控制時成本低[4]。在全自動汽車遮陽傘開啟的狀態下，通過環境檢測判斷當前汽車所處狀態。當汽車處于行駛狀態時，遮陽傘處于嚴格關閉的狀態；當汽車處于靜止狀態并且外部溫度高于設定溫度以及光照強度高于設定強度時，遮陽傘才打開，并且此后不斷檢測外部環境，當發現啟動時立即關閉。其程序流程圖如圖3所示。

3結束語

本文結合智慧生活的科技現代化生活理念，從汽車防曬保護角度出發，在市面現有手動汽車遮陽傘的基礎上，融入智能化控制技術。通過檢測汽車內外部環境，以及汽車所處狀態等相關條件，在合適的情況下自動張開保護傘，完全實現了自動化汽車保護，減少了車主在汽車保養與維修的投入，以及極大程度減輕了暴曬后的車內環境帶來的不適。此種保護傘不僅能給予汽車及時的保護，也有合理利用能源、節省資源的作用。在遮陽傘安裝方面，相較于國內外的吸盤、磁鐵吸引等形式[5]，初步計劃采取新穎的齒輪旋轉收放形式，充分保證了安全問題，減輕了使用者多次安裝、不便攜帶、安裝復雜等問題。

作者:徐美玉 蘇清華 尚煒倫 郭榮璨 單位:河南大學濮陽工學院