游船顶棚升降系统的制作方法

1.本发明涉及游船结构领域，尤其是涉及一种游船顶棚升降系统。


背景技术：

2.船舶在水上航行时会受到阵风和海浪的影响造成起伏和偏摆，对于一些带有升降顶棚的游船而言，由于顶棚面积大，并且升起时一定程度会上破坏船体的流线，因此会加剧船身的摇晃。
3.船体在摇晃时若需要升降顶棚，驱动装置在执行升降动作时若发生横向风挤压升降杆，导致升降方向摩擦阻力急剧加大，经常出现死机及卡壳的情况，此时驱动装置的驱动负载过大容易出现烧毁现象。并且由于船体随海浪起伏，驱动装置驱动顶棚时负载忽大忽小，加速度不断变化，对于驱动装置形成不规律的冲击力，不仅对顶棚升降的控制难度增加，也会导致驱动装置加剧老化。
4.传统的方式采用加速度传感器对顶棚的状态进行监视以随时调整驱动装置的驱动力，此种方式不仅硬件成本高，由于船体实际的状态复杂且随机，一旦响应速度不够，不仅不能解决对驱动装置的冲击力，反而会叠加增加对驱动装置的损伤。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种游船顶棚升降系统，解决了游船随水面起伏时顶棚升降对驱动装置损伤大的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种游船顶棚升降系统，包括顶棚装置、升降杆组件和顶棚驱动系统，顶棚装置下端连接有至少四个升降杆组件，顶棚驱动系统设在船体底舱内，用于驱动升降杆组件升降，升降杆组件包括与船体底舱连接导向套，导向套内设有可升降的伸缩杆组，伸缩杆组上端与顶棚装置连接。
7.优选的方案中，顶棚装置包括顶棚和骨架框体，骨架框体支承顶棚，顶棚四周各设有可翻转的延展边板，延展边板一端设有延展板转轴，各延展板转轴端部设有第一锥齿轮，相邻的延展板转轴垂直布置，相邻的延展板转轴通过第一锥齿轮依次啮合传动，还设有延展板驱动装置，延展板驱动装置驱动延展板转轴转动。
8.优选的方案中，顶棚一端与延展板转轴外壁贴合，贴合处顶棚的端部内设有密封条。
9.优选的方案中，升降杆组件还包括丝杆和套接在丝杆上的丝母，顶棚驱动系统驱动丝杆转动，还设有筒套，筒套与导向套滑动连接，丝母与筒套连接，筒套与伸缩杆组滑动套接，筒套与伸缩杆组之间设有第一缓冲弹簧。
10.优选的方案中，各丝杆下端设有第二锥齿轮，顶棚驱动系统包括分动箱，分动箱设有输入轴和同向转动的第一输出轴和第二输出轴，还设有至少两个横向传动轴，第一输出轴和第二输出轴与各横向传动轴通过带传动或链传动连接，各横向传动轴两端设有第三锥齿轮，各第三锥齿轮与各第二锥齿轮啮合。
11.优选的方案中，伸缩杆组包括至少三个扇形杆片，各扇形杆片端部依次连接组成圆柱状结构，筒套内还设有至少三个扇形滑片，各扇形滑片端部依次连接组成圆柱状结构，筒套和扇形滑片滑动连接，各扇形滑片一端与各扇形杆片连接，第一缓冲弹簧为多个，第一缓冲弹簧两端分别抵靠筒套和各扇形滑片，扇形杆片上端设有锥头，还设有顶端连接套，顶端连接套与骨架框体连接，顶端连接套内设有多个锥孔，各锥头与各锥孔套接，顶端连接套靠近骨架框体的一端设有沉孔部。
12.优选的方案中，还设有限位钉，沉孔部内设有多个限位钉，各限位钉与锥头连接，限位钉的钉帽与沉孔部底端设有间隙。
13.优选的方案中，伸缩杆组为中空结构，丝杆下端与船体连接，丝杆上端设有滑撑，滑撑外壁与伸缩杆组内壁滑动连接。
14.优选的方案中，筒套外壁设有第一条形凸起，导向套内壁设有第一条形滑槽，第一条形滑槽与第一条形凸起滑动卡接，扇形滑片外壁设有第二条形凸起，筒套内壁设有第二条形滑槽，第二条形凸起与第二条形滑槽滑动卡接。
15.优选的方案中，骨架框体下端设有支撑衔接装置，支撑衔接装置包括衔接座，衔接座一侧设有与伸缩杆组连接的衔接法兰套，衔接座另一侧设有带有球铰的万向连接座，万向连接座与骨架框体连接，还设有球铰连接块，球铰连接块一端与球铰连接，衔接座中部设有隔板，衔接座的隔板两侧分别设有第二缓冲弹簧和第三缓冲弹簧，第二缓冲弹簧两端分别抵靠衔接座的隔板和球铰，还设有衔接螺钉，衔接螺钉穿过衔接座的隔板以连接在球铰上，第三缓冲弹簧两端分别抵靠衔接螺钉和衔接座的隔板。
16.本发明的有益效果为：采用可翻转收回的延展边板，可降低横向风阻，防止横向侧风对顶棚造成过大的力，影响顶棚的正常升起；通过弹簧隔离驱动系统与伸缩杆组，降低船体起伏对驱动装置的瞬时冲击，延长硬件寿命；通过分动箱驱动多个升降杆组件统一动作，防止单一伸缩杆组卡死导致顶棚及杆组被驱动力掰弯；扇形杆片、扇形滑片及弹簧组成多个驱动顶升线路，即使单一扇形杆片卡紧也不影响顶棚装置升降，保证顶棚装置升降的连续性，提升游客体验。
附图说明
17.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
18.图1是本发明的示意图。
19.图2是本发明的延展边板布置图。
20.图3是本发明的延展边板安装示意图。
21.图4是本发明的顶棚驱动系统示意图。
22.图5是本发明的升降杆组件示意图。
23.图6是本发明的升降杆组件内部结构图。
24.图7是本发明的扇形滑片安装示意图。
25.图8是本发明的扇形滑片结构图。
26.图9是本发明的升降杆组件剖视图。
27.图10是本发明的锥头处爆炸图。
28.图11是本发明的锥头处剖视图。
29.图12是本发明的扇形滑片处剖视图。
30.图13是本发明的支撑衔接装置处剖视图。
31.图中：顶棚1；延展边板101；骨架框体102；延展板转轴103；第一锥齿轮104；延展板驱动电机105；密封条106；垫高连接块107；伸缩杆组2；导向套201；丝杆202；第二锥齿轮203；丝母204；筒套205；扇形滑片206；扇形杆片207；顶端连接套208；滑撑209；第一缓冲弹簧210；锥头211；锥孔212；限位钉213；沉孔部214；第一条形凸起215；第二条形凸起216；支撑衔接装置3；衔接座301；万向连接座302；衔接法兰套303；球铰304；球铰连接块305；第二缓冲弹簧306；衔接螺钉307；第三缓冲弹簧308；分动箱4；第一传动轮401；第二传动轮402；第三传动轮403；第二同步带装置404；横向传动轴405；第三锥齿轮406；顶棚升降驱动电机407。
具体实施方式
32.如图1-13中，一种游船顶棚升降系统，包括顶棚装置、升降杆组件和顶棚驱动系统，顶棚装置下端连接有至少四个升降杆组件，顶棚驱动系统设在船体底舱内，用于驱动升降杆组件升降，升降杆组件包括与船体底舱连接导向套201，导向套201内设有可升降的伸缩杆组2，伸缩杆组2上端与顶棚装置连接。
33.优选的方案中，顶棚装置包括顶棚1和骨架框体102，骨架框体102支承顶棚1，顶棚1四周各设有可翻转的延展边板101，延展边板101一端设有延展板转轴103，各延展板转轴103端部设有第一锥齿轮104，相邻的延展板转轴103垂直布置，相邻的延展板转轴103通过第一锥齿轮104依次啮合传动，还设有延展板驱动装置，延展板驱动装置驱动延展板转轴103转动。
34.骨架框体102为矩形板或矩形架结构，至少四角设有垫高连接块107，垫高连接块107上端支撑顶棚1。骨架框体102上还设有支撑座，支撑座内设有轴承并与延展板转轴103转动套接。
35.各延展板转轴103布置成矩形结构，其中矩形的三个角通过配对的第一锥齿轮104啮合，最后一个角处可不啮合，安装的锥齿轮用于与延展板驱动装置即延展板驱动电机105轴端的锥齿轮啮合，延展板驱动电机105通过支架连接在骨架框体102上，延展板驱动电机105为减速电机。
36.延展边板101的翻转角度可调整，可向外展开遮阳，并且角度可调节，也可以向内翻转折回收起，降低风阻。
37.优选的方案中，顶棚1一端与延展板转轴103外壁贴合，贴合处顶棚1的端部内设有密封条106。
38.密封条106为橡胶或硅胶，可防止顶棚上的雨水向内渗入滴落。
39.优选的方案中，升降杆组件还包括丝杆202和套接在丝杆202上的丝母204，顶棚驱动系统驱动丝杆202转动，还设有筒套205，筒套205与导向套201滑动连接，丝母204与筒套205连接，筒套205与伸缩杆组2滑动套接，筒套205与伸缩杆组2之间设有第一缓冲弹簧210。
40.筒套205外壁设有导向条形凸起，卡在导向套201内壁的卡槽中滑动，筒套205只能滑动，不能转动。
41.第一缓冲弹簧210可隔离顶棚驱动系统和伸缩杆组2，当丝杆202转动时，丝母204
沿着导向套201上升并顶起筒套205，筒套205挤压第一缓冲弹簧210，第一缓冲弹簧210上端挤压伸缩杆组2并迫使伸缩杆组2上升，当游船随着波浪起伏时，船体和顶棚之间骤增或骤减的作用力被第一缓冲弹簧210缓冲，有效的改善竖向方向的加速度骤然变化对顶棚驱动系统的损伤。
42.当顶棚装置受到的横向风力时，传统的导杆或升降杆与导套摩擦，导致其中的一个或多个摩擦阻力增大，即使导向套201内设有滚珠，若升降杆采用独立驱动式的结构，摩擦阻力增大的升降杆移动慢，顺畅的升降杆移动快，由于游船顶棚一般四角设置升降杆，跨度较大，力臂长，容易掰弯升降杆或顶棚骨架，导致卡死，并且后期修复难度大。第一缓冲弹簧210可短时间内储存驱动力，但是当弹簧完全压缩时，驱动系统依然会直接作用于某些升降杆造成类似于偏载的情况而掰弯结构构件。
43.因此，优选的方案中，各丝杆202下端设有第二锥齿轮203，顶棚驱动系统包括分动箱4，分动箱4设有输入轴和同向转动的第一输出轴和第二输出轴，还设有至少两个横向传动轴405，第一输出轴和第二输出轴与各横向传动轴405通过带传动或链传动连接，各横向传动轴405两端设有第三锥齿轮406，各第三锥齿轮406与各第二锥齿轮203啮合。
44.还设有带减速器的顶棚升降驱动电机407，顶棚升降驱动电机407与输入轴连接，分动箱4内设有第一传动轮401，第一传动轮401与输入轴套接，第一传动轮401两侧分别设有与第一传动轮401传动的第二传动轮402和第三传动轮403，第二传动轮402与第一输出轴套接，第三传动轮403与第二输出轴套接，第一传动轮401、第二传动轮402和第三传动轮403为齿轮或摩擦轮，第二同步带装置404为同步带、摩擦皮带或轮条链轮装置，当为同步带装置时，输出轴轴端和横向传动轴405中部套接同步轮。
45.由于采用单一驱动同时驱动四个升降杆组件，某升降杆组件一旦卡紧并使得第一缓冲弹簧210被压缩到极限，横向传动轴405以及分动箱4即被卡紧，不存在除弹簧保持力外额外的对另外的升降杆的推动力，因此四个升降杆处于平衡。当短期阵风来临时，依靠第一缓冲弹簧210的缓冲，可储存一部分上升驱动力，此时顶棚装置呈现间断式上升，当长阵风来临时，驱动装置卡死，四个升降杆均保持不动，防止结构构建被掰弯。
46.顶棚升降驱动电机407可采用伺服电机，可设定最大扭矩，或安装扭矩传感器，当伸缩杆组2卡死时电机超过最大设定扭矩时，可停止驱动，防止继续向伸缩杆组2输出扭矩。也可先反向回转，下降指定高度，然后再继续正向旋转，直至上升至目标高度；也就是装置自身反转修复或降低卡顿现象；如果反复自调节还是卡死，例如反向自调整3次，每一次反向调整幅度加大一点（类似于冲坡），则提示人工处理故障。
47.上述间断式的升降效果，对于普通的游船，可以满足日常需要，但对于一些高档的游艇，若出现阵风导致顶棚间断式升降或暂停升降，无疑大大降低了游客的体验感。
48.因此，优选的方案中，伸缩杆组2包括至少三个扇形杆片207，各扇形杆片207端部依次连接组成圆柱状结构，筒套205内还设有至少三个扇形滑片206，各扇形滑片206端部依次连接组成圆柱状结构，筒套205和扇形滑片206滑动连接，各扇形滑片206一端与各扇形杆片207连接，第一缓冲弹簧210为多个，第一缓冲弹簧210两端分别抵靠筒套205和各扇形滑片206，扇形杆片207上端设有锥头211，还设有顶端连接套208，顶端连接套208与骨架框体102连接，顶端连接套208内设有多个锥孔212，各锥头211与各锥孔212套接，顶端连接套208靠近骨架框体102的一端设有沉孔部214。
49.顶棚升降时最好翻转收回延展边板101，降低横向风阻。当出现横向阵风时，横向作用力通过顶棚装置传递到伸缩杆组2，伸缩杆组2与导向套201摩擦力增大，由于伸缩杆组2有三个独立升降的扇形杆片207组成，即使两个扇形杆片207的对接位置与导向套201接触过于紧密，即同时有两个扇形杆片207与导向套201内壁的摩擦力增加，也能够保证至少有一个扇形杆片207处于顺畅状态，此时，筒套205在顶棚驱动系统驱动下继续上升，由于扇形滑片206与筒套205通过第一缓冲弹簧210连接，其中两个扇形滑片206固定不动，第一缓冲弹簧210被压缩，另一个扇形滑片206被第一缓冲弹簧210顶推继续升起。扇形杆片207上端的锥头211推顶锥孔212，使得顶端连接套208上升，由于顶端连接套208与扇形杆片207采用锥面连接，另外两个锥孔212很容易脱离另外两个锥头211，在脱离的瞬间，顶棚装置对原本卡紧的扇形杆片207的力消失，对原本顺畅的扇形杆片207的力骤然增大并可能导致此扇形杆片207也卡紧。但是由于另外两个扇形杆片207处于顺畅状态，在下放压缩态的第一缓冲弹簧210的作用力和驱动系统驱动持续的驱动力作用下，此两个扇形杆片207通过又一次锥头211顶起顶端连接套208，使得顶棚装置继续上升，并另一个锥头211与锥孔212脱离，如此循环交替，保证顶棚装置持续的上升。
50.优选的方案中，还设有限位钉213，沉孔部214内设有多个限位钉213，各限位钉213与锥头211连接，限位钉213的钉帽与沉孔部214底端设有间隙。
51.限位钉213上端设有大头端，当锥头211脱离锥孔212一定高度时被大头端限位，大头端距离沉孔部214最底端的深度小于锥头211的长度，使得顶端连接套208不会完全与锥头211脱离，防止顶棚1整体被风掀翻吹走。
52.优选的方案中，伸缩杆组2为中空结构，丝杆202下端与船体连接，丝杆202上端设有滑撑209，滑撑209外壁与伸缩杆组2内壁滑动连接。
53.由于丝杆202上端为悬臂结构，滑撑209采用铜质陶瓷或铁氟龙喷涂外壁，减小摩擦系数，与伸缩杆组2的内孔滑动连接形成有效的支撑。
54.优选的方案中，筒套205外壁设有第一条形凸起215，导向套201内壁设有第一条形滑槽，第一条形滑槽与第一条形凸起215滑动卡接，扇形滑片206外壁设有第二条形凸起216，筒套205内壁设有第二条形滑槽，第二条形凸起216与第二条形滑槽滑动卡接。
55.条形滑槽与条形凸起的配合可以在保证滑动的同时防止周向转动。
56.优选的方案中，骨架框体102下端设有支撑衔接装置3，支撑衔接装置3包括衔接座301，衔接座301一侧设有与伸缩杆组2连接的衔接法兰套303，衔接座301另一侧设有带有球铰304的万向连接座302，万向连接座302与骨架框体102连接，还设有球铰连接块305，球铰连接块305一端与球铰304连接，衔接座301中部设有隔板，衔接座301的隔板两侧分别设有第二缓冲弹簧306和第三缓冲弹簧308，第二缓冲弹簧306两端分别抵靠衔接座301的隔板和球铰304，还设有衔接螺钉307，衔接螺钉307穿过衔接座301的隔板以连接在球铰304上，第三缓冲弹簧308两端分别抵靠衔接螺钉307和衔接座301的隔板。
57.由于顶棚1一般采用玻璃钢或薄壁钢板制作，面积大，厚度薄，易变形，因此四角的安装位置时常高度不统一并且存在一定变形。通过支撑衔接装置3将骨架框体102与伸缩杆组2衔接起来，可适应该形变和安装高度差，降低多个升降杆组件与骨架框体102连接的安装调试难度。
58.上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发
明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种游船顶棚升降系统，其特征是：包括顶棚装置、升降杆组件和顶棚驱动系统，顶棚装置下端连接有至少四个升降杆组件，顶棚驱动系统设在船体底舱内，用于驱动升降杆组件升降，升降杆组件包括与船体底舱连接导向套（201），导向套（201）内设有可升降的伸缩杆组（2），伸缩杆组（2）上端与顶棚装置连接。2.根据权利要求1所述游船顶棚升降系统，其特征是：顶棚装置包括顶棚（1）和骨架框体（102），骨架框体（102）支承顶棚（1），顶棚（1）四周各设有可翻转的延展边板（101），延展边板（101）一端设有延展板转轴（103），各延展板转轴（103）端部设有第一锥齿轮（104），相邻的延展板转轴（103）垂直布置，相邻的延展板转轴（103）通过第一锥齿轮（104）依次啮合传动，还设有延展板驱动装置，延展板驱动装置驱动延展板转轴（103）转动。3.根据权利要求2所述游船顶棚升降系统，其特征是：顶棚（1）一端与延展板转轴（103）外壁贴合，贴合处顶棚（1）的端部内设有密封条（106）。4.根据权利要求1或2所述游船顶棚升降系统，其特征是：升降杆组件还包括丝杆（202）和套接在丝杆（202）上的丝母（204），顶棚驱动系统驱动丝杆（202）转动，还设有筒套（205），筒套（205）与导向套（201）滑动连接，丝母（204）与筒套（205）连接，筒套（205）与伸缩杆组（2）滑动套接，筒套（205）与伸缩杆组（2）之间设有第一缓冲弹簧（210）。5.根据权利要求4所述游船顶棚升降系统，其特征是：各丝杆（202）下端设有第二锥齿轮（203），顶棚驱动系统包括分动箱（4），分动箱（4）设有输入轴和同向转动的第一输出轴和第二输出轴，还设有至少两个横向传动轴（405），第一输出轴和第二输出轴与各横向传动轴（405）通过带传动或链传动连接，各横向传动轴（405）两端设有第三锥齿轮（406），各第三锥齿轮（406）与各第二锥齿轮（203）啮合。6.根据权利要求5所述游船顶棚升降系统，其特征是：伸缩杆组（2）包括至少三个扇形杆片（207），各扇形杆片（207）依次连接组成圆柱状结构，筒套（205）内还设有至少三个扇形滑片（206），各扇形滑片（206）依次连接组成圆柱状结构，筒套（205）和扇形滑片（206）滑动连接，各扇形滑片（206）一端与各扇形杆片（207）连接，第一缓冲弹簧（210）为多个，第一缓冲弹簧（210）两端分别抵靠筒套（205）和各扇形滑片（206），扇形杆片（207）上端设有锥头（211），还设有顶端连接套（208），顶端连接套（208）与骨架框体（102）连接，顶端连接套（208）内设有多个锥孔（212），各锥头（211）与各锥孔（212）套接，顶端连接套（208）靠近骨架框体（102）的一端设有沉孔部（214）。7.根据权利要求6所述游船顶棚升降系统，其特征是：还设有限位钉（213），沉孔部（214）内设有多个限位钉（213），各限位钉（213）与锥头（211）连接，限位钉（213）的钉帽与沉孔部（214）底端设有间隙。8.根据权利要求4所述游船顶棚升降系统，其特征是：伸缩杆组（2）为中空结构，丝杆（202）下端与船体连接，丝杆（202）上端设有滑撑（209），滑撑（209）外壁与伸缩杆组（2）内壁滑动连接。9.根据权利要求6所述游船顶棚升降系统，其特征是：筒套（205）外壁设有第一条形凸起（215），导向套（201）内壁设有第一条形滑槽，第一条形滑槽与第一条形凸起（215）滑动卡接，扇形滑片（206）外壁设有第二条形凸起（216），筒套（205）内壁设有第二条形滑槽，第二条形凸起（216）与第二条形滑槽滑动卡接。10.根据权利要求2所述游船顶棚升降系统，其特征是：骨架框体（102）下端设有支撑衔
接装置（3），支撑衔接装置（3）包括衔接座（301），衔接座（301）一侧设有与伸缩杆组（2）连接的衔接法兰套（303），衔接座（301）另一侧设有带有球铰（304）的万向连接座（302），万向连接座（302）与骨架框体（102）连接，还设有球铰连接块（305），球铰连接块（305）一端与球铰（304）连接，衔接座（301）中部设有隔板，衔接座（301）的隔板两侧分别设有第二缓冲弹簧（306）和第三缓冲弹簧（308），第二缓冲弹簧（306）两端分别抵靠衔接座（301）的隔板和球铰（304），还设有衔接螺钉（307），衔接螺钉（307）穿过衔接座（301）的隔板以连接在球铰（304）上，第三缓冲弹簧（308）两端分别抵靠衔接螺钉（307）和衔接座（301）的隔板。

技术总结
本申请提供一种游船顶棚升降系统，包括顶棚装置、升降杆组件和顶棚驱动系统，顶棚装置下端连接有至少四个升降杆组件，顶棚驱动系统设在船体底舱内，用于驱动升降杆组件升降，升降杆组件包括与船体底舱连接导向套，导向套内设有可升降的伸缩杆组，伸缩杆组上端与顶棚装置连接，解决了游船随水面起伏时顶棚升降对驱动装置损伤大的问题。动装置损伤大的问题。动装置损伤大的问题。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：无疆（武汉）技术有限公司
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/9/19