本發明涉及一種自動伸縮折疊雨棚機構，用于演出場所的雨棚裝置中。

背景技術：

《印象西湖》是一臺大型山水實景演出，其看臺寬度20米，共4跨，每跨15.5米，總跨度62米，新建面積超過1200平米。

像《印象西湖》這樣的露天演出為了在雨天也能進行，往往需要在看臺上設置自動伸縮折疊雨棚機構，現有的雨棚機構結構多樣，如申請號為201120458934.1的中國專利。現有技術的自動伸縮折疊雨棚機構結構較為復雜，自動化程度不高，使用效果欠佳。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計合理、大跨度、大面積的自動伸縮折疊雨棚機構，能實現自動展開和收縮折疊，且方便操作靈活、安全可靠，自動化程度高、效率高。

本發明解決上述問題所采用的技術方案是：一種自動伸縮折疊雨棚機構，其特征在于：包括懸梁架、動力機構、折疊雨棚系統和固定軌道系統；懸梁架固定設置；動力機構包括動力機構鋼桁架、銷齒傳動系統和電動推桿防滑裝置；銷齒傳動系統安裝在動力機構鋼桁架上；銷齒傳動系統包括傳動電機和銷輪，銷輪安裝在動力機構鋼桁架上，傳動電機與銷輪連接，能驅動銷輪轉動；電動推桿防滑裝置安裝在動力機構鋼桁架上，其包括安全銷電動推桿和安全銷，安全銷電動推桿與安全銷連接，能推動安全銷移動；安全銷與固定軌道可脫離式連接；折疊雨棚系統包括雨布膜和雨棚骨架組件；雨棚骨架組件包括雨棚鋼骨架、上部連接鉸鏈、下部連接鉸鏈和支撐架；雨棚鋼骨架為多個，依次頭尾鉸接在一起，相鄰兩根雨棚鋼骨架的頭部鉸接在一起時，它們的頭部通過上部連接鉸鏈鉸接在一起, 相鄰兩根雨棚鋼骨架的尾部鉸接在一起時，它們的尾部通過下部連接鉸鏈鉸接在一起；支撐架固定安裝在上部連接鉸鏈上，雨布膜固定安裝在支撐架上；固定軌道系統包括固定雨棚軌道和銷齒齒條；固定雨棚軌道和銷齒齒條固定設置在懸梁架上；動力機構鋼桁架和雨棚鋼骨架與固定雨棚軌道配合，動力機構鋼桁架和雨棚鋼骨架能移動到固定雨棚軌道上，且能沿固定雨棚軌道移動；銷齒齒條與銷輪配合，當動力機構鋼桁架和雨棚鋼骨架移動到固定雨棚軌道上時，銷齒齒條與銷輪嚙合；固定雨棚軌道具有一定的斜度。

本發明還包括走輪系統，走輪系統與動力機構鋼桁架的底部和雨棚鋼骨架的底部連接。

本發明所述的固定雨棚軌道的斜不小于3°，不大于15°。

本發明所述的雨棚骨架組件還包括聯接環鏈；聯接環鏈與動力機構鋼桁架安裝固定，且聯接環鏈依次與各個雨棚鋼骨架連接，將雨棚鋼骨架連接成一體。

本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果：

1、本發明自動展開雨棚后采用高低差結構，便于雨水滑落，收縮折疊雨棚時以本身的自重產生向下的分力為動力；采用的銷齒傳動結構簡單可靠，安裝裝配精度要求低，降低成本、減少了噪音、提高了系統的可靠性、安全性；另外，電動推桿防滑裝置保證雨棚在展開和收縮折疊使用時的安全可靠性；通過更改雨棚骨架組件和動力機構的尺寸，可以滿足各種不同規格的雨棚自動伸縮折疊要求。

2、本發明效率高、自動化程度高，可快速拆裝，但又不影響演出場所的自然風光和白天游客正常旅游。

附圖說明

圖1為應用了本發明實施例的雨棚裝置的后視結構示意圖。

圖2為應用了本發明實施例的雨棚裝置的側視局部結構示意圖。

圖3為本發明實施例的正視結構示意圖。

圖4為圖3的D部分的放大結構示意圖。

圖5為圖4的側視結構示意圖。

圖6為圖4的局部結構示意圖。

圖7為圖5的局部結構示意圖。

圖8為應用了本發明實施例的雨棚裝置的運輸臺車轉運儲存機構的后視結構示意圖。

圖9為應用了本發明實施例的雨棚裝置的運輸臺車轉運儲存機構的側視結構示意圖。

圖10為應用了本發明實施例的雨棚裝置的運輸臺車的側視結構示意圖。

圖11為應用了本發明實施例的雨棚裝置的升降軌道立柱升降機構的側視結構示意圖。

圖12為應用了本發明實施例的雨棚裝置的升降軌道立柱升降機構的后視結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖并通過實施例對本發明作進一步的詳細說明，以下實施例是對本發明的解釋而本發明并不局限于以下實施例。

參見圖1-圖12，應用了本發明實施例的雨棚裝置包括本發明所述的自動伸縮折疊雨棚機構A、運輸臺車轉運儲存機構B和升降軌道立柱升降機構C。

自動伸縮折疊雨棚機構A包括懸梁架A13、動力機構A1、折疊雨棚系統、走輪系統A12和固定軌道系統A11。

懸梁架A13固定設置在看臺的上方。

動力機構A1包括動力機構鋼桁架A10、銷齒傳動系統A9和電動推桿防滑裝置A8。

動力機構鋼桁架A10由鋼管經過焊接組成矩形框架。

銷齒傳動系統A9安裝在動力機構鋼桁架A10內部。銷齒傳動系統A9包括傳動電機A91和銷輪A92，傳動電機A91安裝在動力機構鋼桁架A10的中部，銷輪A92轉動安裝在動力機構鋼桁架A10的兩側，傳動電機A91通過聯軸器與銷輪A92連接，能驅動銷輪A92轉動。

電動推桿防滑裝置A8安裝在動力機構鋼桁架A10內部，其包括安全銷電動推桿A81和安全銷A82，安全銷電動推桿A81與安全銷A82連接，能推動安全銷A82移動。安全銷A82與固定軌道A11可脫離式連接，當銷齒傳動系統A9動作時，安全銷A82與固定軌道A11脫離，在銷齒傳動系統A9停止動作的時候，安全銷電動推桿A81自動向下推動安全銷A82使其插入固定軌道A11中，安全銷A82與固定軌道A11連接構成防滑構件，防止銷輪A92滑動，提供了第二重保護，保證雨棚在展開和收縮折疊時的使用安全性。

折疊雨棚系統包括雨布膜A2和雨棚骨架組件A3。

雨布膜A2為高強薄膜材料(PVC或Teflon)，具有超高的抗拉強度和彈性，可自適應接合處內、外隨季節發生的溫度變化。

雨棚骨架組件A3包括雨棚鋼骨架A31、聯接環鏈A4、上部連接鉸鏈A5、下部連接鉸鏈A6和支撐架A7。雨棚鋼骨架A31為多個，依次頭尾鉸接在一起，相鄰兩根雨棚鋼骨架A31的頭部鉸接在一起時，它們的頭部通過上部連接鉸鏈A5鉸接在一起, 相鄰兩根雨棚鋼骨架A31的尾部鉸接在一起時，它們的尾部通過下部連接鉸鏈A6鉸接在一起。支撐架A7固定安裝在上部連接鉸鏈A5上，雨布膜A2固定安裝在支撐架A7的上方，與雨棚鋼骨架A31隨動。

聯接環鏈A4一端與動力機構鋼桁架A10安裝固定，且聯接環鏈A4依次與各個雨棚鋼骨架A31連接，將雨棚鋼骨架A31連接成一體，通過聯接環鏈A4實現雨棚鋼骨架A31之間力的傳遞和雨棚鋼骨架A31三角型的成型。

走輪系統A12與動力機構鋼桁架A10的底部和雨棚鋼骨架A31的底部連接，通過走輪系統A12，動力機構鋼桁架A10和雨棚鋼骨架A31可進行移動。考慮溫度對動力機構鋼桁架A10長度和雨棚鋼骨架A31長度的影響，走輪系統A12包括有輪緣走輪組件和無輪緣走輪組件，有輪緣走輪組件與動力機構鋼桁架A10和雨棚鋼骨架A31的連接處分別為動力機構鋼桁架A10長度方向的定位端和雨棚鋼骨架A31長度方向的定位端。

固定軌道系統A11包括固定雨棚軌道A111和銷齒齒條A112。固定雨棚軌道A111和銷齒齒條A112固定設置在懸梁架A13上。動力機構鋼桁架A10和雨棚鋼骨架A31與固定雨棚軌道A111配合，動力機構鋼桁架A10和雨棚鋼骨架A31能移動到固定雨棚軌道A111上，且能沿固定雨棚軌道A111移動。走輪系統A12與固定雨棚軌道A111配合，能帶動動力機構鋼桁架A10和雨棚鋼骨架A31在固定雨棚軌道A111上移動。銷齒齒條A112與銷輪A92配合，當動力機構鋼桁架A10和雨棚鋼骨架A31移動到固定雨棚軌道A111上時，銷齒齒條A112與銷輪A92嚙合，傳動電機A91驅動銷輪A92轉動時，通過銷齒齒條A112與銷輪A92的嚙合關系，銷輪A92沿著銷齒齒條A112移動，從而使得動力機構鋼桁架A10和雨棚鋼骨架A31沿著固定雨棚軌道A111移動，雨布膜A2進行展開和合攏。

固定雨棚軌道A111包括多組，每組固定雨棚軌道A111為2根，左右分布。固定雨棚軌道A111具有一定的斜度，便于雨棚展開后雨水可以順利滑落和雨棚的自動收縮，斜度不小于3°，斜度小于3°，雨棚自重的分力太小，雨棚沒法自動收縮；斜度不大于15°，斜度大于15°后，雨棚自重的分力過大，傳動機構和骨架系統的安全性很難保證。

本發明在電動推桿防滑裝置A8控制上采用安全邏輯互鎖，可根據監控電流的變化和速度檢測變化自動打開防滑裝置。

本發明中的傳動方式為銷齒傳動，由于銷輪A92的輪齒是圓柱銷，故與一般齒輪相比，具有結構穩定可靠、加工容易、造價低、拆修方便等優。特別是個別銷齒損壞時，只要個別更換柱銷，不致使整個銷輪92報廢。在安裝時，采用這種傳動方式對于設備傳動部分的安裝精度要求要低，銷輪A92只需撥抓到合適的齒銷傳遞到足夠的力，設備就可以動作。

本發明自動伸縮折疊雨棚機構A的工作原理如下：

雨棚展開時的動力為動力機構A1提供，收縮折疊雨棚時的動力為折疊雨棚系統本身的自重產生的向下分力提供。

在觀眾席需要雨棚時，運輸臺車轉運儲存機構B自動搬運本發明的動力機構A1和折疊雨棚系統到位后，動力機構A1開始工作，傳動電機A91啟動，銷齒傳動系統A9動作，動力機構鋼桁架A10沿著固定雨棚軌道A111向前移動，通過聯接環鏈A4傳遞傳遞拉力，帶動雨棚鋼骨架A31從前部端頭處開始依次張開，使得雨布膜A2展開；雨布膜A2展開到位后，傳動電機A91停止動作并抱死，電動推桿防滑裝置A8開始工作，安全銷電動推桿A81向下推動安全銷A82使其插入固定軌道A11中提供設備的雙重保護，雨棚的自動展開動作完成。

在觀眾席不需雨棚時，動力機構A1接受到收縮信號，首先安全銷電動推桿A81向上推動安全銷A82，安全銷A82和固定軌道A11分離，然后動力機構A1的傳動電機A91開始反轉，銷輪A92通過帶動動力機構A1向后運動；由于折疊雨棚系統本身的自重產生向下的分力使雨棚鋼骨架A31從尾端處開始依次折疊，折疊到位后，電機停止動作并抱死，雨棚的自動收縮折疊動作完成。

運輸臺車轉運儲存機構B包括四臺運輸臺車B1和一個儲存機構B2。

運輸臺車B1包括臺車鋼骨架B11、走輪組件B10、中間托輪組件B12、運輸臺車驅動組件B13、電動推桿組件B14和承載軌道系統B15。

走輪組件B10安裝在臺車鋼骨架B11上，其包括驅動走輪組件和從動走輪組件，分別安裝在臺車鋼骨架B11兩端，對稱布置。驅動走輪組件為兩套，自帶驅動鏈輪。從動走輪組件為兩套，沒有驅動鏈輪。

中間托輪組件B12安裝在臺車鋼骨架B11中部，其為兩套，兩套中間托輪組件B12對稱分布，中間托輪組件B12起到支撐車鋼骨架B11中部的作用。

運輸臺車驅動組件B13安裝在臺車鋼骨架B11一端頭，與走輪組件B10連接，具體是與驅動走輪組件的鏈條相互鏈條連接，能驅動驅動走輪組件動作，進而驅動走輪組件B10動作，走輪組件B10帶動整個運輸臺車B1移動；運輸臺車驅動組件B13包括電機減速機，電機減速機自帶剎車。

電動推桿組件B14為兩套，對稱分布。電動推桿組件B14包括電動推桿底座B141和軌道電動推桿B142；軌道電動推桿B142安裝在電動推桿底座B141上，電動推桿底座B141固定在臺車鋼骨架B11上。

承載軌道系統B15目的為裝載自動伸縮折疊雨棚機構A的動力機構A1和折疊雨棚系統，其包括臺車雨棚軌道B151和線性滑軌系統，臺車雨棚軌道B151通過線性滑軌系統滑動安裝在臺車鋼骨架B11上。承載軌道系統B15端部有定位銷。臺車雨棚軌道B151和固定雨棚軌道A111配合；軌道電動推桿B142的推頭與臺車雨棚軌道B151連接，能推動臺車雨棚軌道B151滑動，當運輸臺車通過轉運儲存機構B移動到位后，軌道電動推桿B142的推頭推動臺車雨棚軌道B151滑動，實現臺車雨棚軌道B151和固定雨棚軌道A111的對接。臺車雨棚軌道B151具有與固定雨棚軌道A111相同的斜度。

折疊雨棚系統的走輪系統A12與臺車雨棚軌道B151滑動連接，使得動力機構鋼桁架A10和雨棚鋼骨架A31與臺車雨棚軌道B151滑動連接。

儲存機構B2包括驅動輪組件B3、軌道鏈條組件B4、儲存機構驅動組件B5、臺車軌道組件B6、儲存鋼骨架B7和張緊輪組件B8。

驅動輪組件B3包括六組從動鏈輪和一組驅動鏈輪，各組鏈輪通過驅動軸和聯軸器連接，驅動鏈輪位配置有剪切安全銷。驅動輪組件B3安裝在儲存鋼骨架B7上。

軌道鏈條組件B4與驅動輪組件B3連接，其共有六組，對應相應的驅動輪組件B3上的鏈輪。臺車軌道組件B6固定安裝在軌道鏈條組件B4上。軌道鏈條組件B4安裝在儲存鋼骨架B7上。

儲存機構驅動組件B5包括電機減速機，電機減速機自帶剎車。儲存機構驅動組件B5與驅動輪組件B3通過鏈條連接，能驅動驅動輪組件B3轉動。儲存機構驅動組件B5安裝在儲存鋼骨架B7上。

臺車軌道組件B6對應相應的運輸臺車B1，走輪組件B10與臺車軌道組件B6配合，通過走輪組件B10，運輸臺車B1能移進和移出臺車軌道組件B6。臺車軌道組件B6為4對，并排設置。

儲存鋼骨架B7主體為型鋼焊接而成，底部有調節腳，有足夠的強度。

張緊輪組件B8共有六組，安裝在儲存鋼骨架B7上，并有鏈條張緊功能，安裝時與對應相應的軌道鏈條組件B4和驅動輪組件B3中的從動鏈輪連接。

本發明在所述的儲存機構B2電氣上采用電流過載保護并配合驅動鏈輪的剪切安全銷，構成雙重保護，安全可靠。本發明在上運輸臺車B1中的承載軌道系統B15自帶定位銷并使用軌道電動推桿B142為工程應用中的軌道對接動力，軌道電動推桿B142自帶自鎖功能，安全可靠。

運輸臺車轉運儲存機構B的動作主要由以下幾步驟實現：

A、運輸臺車B1上裝載有動力機構A1和折疊雨棚系統；儲存機構B2中的臺車軌道組件B6與安裝軌道C72對接確認后，第一臺運輸臺車B1通過安裝軌道C72自動開出儲存機構B2。

B、第一臺運輸臺車B1自動到達預定位置后，該運輸臺車B1位于固定軌道系統A11尾端，

臺車雨棚軌道B151通過軌道電動推桿B142自動與固定雨棚軌道A111尾端對接到位，完成到位準備工作。

C、第一臺運輸臺車B1在出儲存機構B2后，驅動輪組件B3向前帶動軌道鏈條組件B4完成另一臺車軌道組件B6與安裝軌道C72對接確認。第二臺運輸臺車B1重復第一臺運輸臺車B1的動作，完成到位準備工作。

D、第三臺和第四臺運輸臺車B1 重復上述動作，所有的到位準備工作完成；動力機構A1開始工作，運輸臺車B1上的折疊雨棚系統通過動力機構A1移動到固定雨棚軌道A111上，雨棚展開。

E、工程應用完成，雨棚回收，第四臺運輸臺車B1通過軌道電動推桿B142自動回收臺車雨棚軌道B151到位后，通過安裝軌道C72自動開進儲存機構B2，完成入庫動作。

F、驅動輪組件B3向后帶動軌道鏈條組件B4完成另一臺車軌道組件B6與安裝軌道C72對接確認。第三臺運輸臺車B1重復第四臺運輸臺車B1的動作，完成入庫動作。

G、第二臺和第一臺運輸臺車B1重復上述動作，所有入庫動作完成。

升降軌道立柱升降機構C包括五臺立柱升降機和四段升降軌道組件C7。

立柱升降機包括三角架組件C1、滑軌組件C8、螺桿組件C9、驅動組件C6和安全柱組件C2。

三角架組件C1為鋼構三角框架。三角架組件C1的兩側設有升降軌道組件定位安裝孔。三角架組件C1包括頂板和底板，頂板固定在底板上面。考慮快速安裝和拆卸的需求，三角架組件C1的底板上部設有掛靠底板的檐口。三角架組件C1的底板中部設有螺紋連接孔和用于定位的定位孔。

滑軌組件C8包括兩組滑軌C81、滑塊安裝板和滑塊C82。滑軌C81豎直設置，安裝在演出場地燈光立柱背后的加工面上。滑塊C82與滑軌C81滑動連接，每根滑軌C81配2個滑塊C82，滑塊C82的機械性能滿足工程要求并留有足夠的安全系數。滑塊安裝板的背面安裝在滑塊C82上，三角架組件C1安裝在滑塊安裝板的正面。

螺桿組件C9包括上軸承座C91、下軸承座C92、螺桿C93和連接螺母C94。上軸承座C91和下軸承座C92均安裝在演出場地的燈光立柱背后，且上下設置。螺桿C93豎直設置，其上端與上軸承座C91轉動連接，下端與下軸承座C92轉動連接。連接螺母C94與螺桿C93連接，滑塊安裝板與連接螺母C94固定。螺桿組件C9力的傳遞為拉桿形式，上部軸承座C91的強度足夠，下部軸承座C92為限位作用，螺桿C93有足夠的強度且本身的自鎖角要滿足自鎖要求。螺桿C93為梯形螺桿。

驅動組件C6與螺桿C93連接，能帶動螺桿C93轉動。驅動組件C6包括驅動電機C61和安裝板。安裝板直接安裝在燈光立柱加工面上。驅動電機C61安裝在安裝板上，且驅動電機C61通過聯軸器與螺桿C93連接。驅動電機C61帶動螺桿C93轉動，使得連接螺母C94上下移動，連接螺母C94帶動滑塊安裝板上下移動，進而帶動三角架組件C1上下移動。驅動電機C61可采用減速電機。

安全柱組件C2包括安全柱C21、固定底腳C22和滑輪C23。安全柱C21的頂部通過銷軸連接于三角架組件C1上，固定底腳C22和滑輪C23可拆卸地安裝在安全柱C21的底部。在升降時，可移除安全柱C21底部的端頭后安裝上滑輪C23，升降機升降到位后，拿掉滑輪C23并安裝固定底腳C22，安全柱C21對三角架組件C1起到支撐作用，防止三角架組件C1意外跌落。

升降軌道組件C7包括軌道鋼桁架C71、安裝軌道C72和定位銷組件C73。軌道鋼桁架C71由鋼管焊接制造而成，有足夠的強度。安裝軌道C72通過螺栓安裝在軌道鋼桁架C71上，且水平設置；安裝軌道C72為兩個，左右設置；定位銷組件C73固定在軌道鋼桁架C71的兩端頭，定位銷組件C73安裝在三角架組件C1的升降軌道組件定位安裝孔中，使得軌道鋼桁架C71定位在三角架組件C1上的安裝位置，這樣就定位了安裝軌道C72。軌道鋼桁架C71安裝在三角架組件C1上。安裝軌道C72位于固定軌道系統A11尾端的下方，使得安裝軌道C72上的運輸臺車B1能移動到到固定軌道系統A11尾端。

安裝軌道C72和運輸臺車B1配合，當升降軌道組件C7上升到工作位置時，安裝軌道C72與臺車軌道組件B6對接，臺車軌道組件B6上的運輸臺車B1能移動到安裝軌道C72上。

本發明的動作主要由以下幾步驟實現：

A、三角架組件C1通過工程機械吊裝至滑軌組件C8上，用螺栓連接三角架組件C1和滑塊安裝板；

B、所有立柱升降機上的三角架組件C1都安裝好后，同時人工把安全柱組件C2安裝在三角架組件C1上，并把滑輪C23安裝在安全柱C21上，立柱升降機準備完成。

C、將升降軌道組件C7通過工程機械吊裝至可快速拆卸三角架組件C1上，升降軌道組件C7安裝準備工作完成。

D、驅動組件C6同時工作，抬升升降軌道組件C7到工作位置，拿掉安全柱C21的滑輪C23并安裝固定地腳，完成工程要求動作；此時，安裝軌道C72與臺車軌道組件B6對接，臺車軌道組件B6上的運輸臺車B1能移動到安裝軌道C72上，再通過安裝軌道C72移動到固定軌道系統A11尾端，臺車雨棚軌道B151通過軌道電動推桿B142自動與固定雨棚軌道A111的尾端對接到位，完成到位準備工作。

E、工程應用完成后，安全柱組件C2安裝好滑輪C23，驅動組件C6同時工作，下降升降軌道組件C7到原始位置，通過工程機械拆卸三角架組件C1和升降軌道組件C7。

五臺立柱升降機升降時采用升降位置的實時監控，系統發現超過設定同步要求參數時，系統會自動停止動作并發出警報。升降機升降到位后，除了螺桿自鎖和電機自鎖外，安全柱C21提供第三重安全保護，保證設備在靜載工作時的安全可靠性。

五臺立柱升降機相距最遠達62米，軌道升降高度為7米，軌道升降時要求必須同步，同步升降誤差不能超過2mm。工程應用時，單根立柱升降機的動載荷要求大于5噸，靜載荷要求大約12噸，并要求立柱升降機在靜載時可以自鎖。

本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本發明結構所作的舉例說明；而且，本發明各部分所取的名稱也可以不同，凡依本發明專利構思所述的構造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本發明專利的保護范圍內。