一种模块化结构设计的绳轮式玻璃升降器及其设计方法技术领域
本发明涉及玻璃升降器技术领域，具体是一种模块化结构设计的绳轮式玻璃升降器及
其设计方法。
背景技术
玻璃升降器是汽车车门玻璃启闭系统的关键部件。市场上的玻璃升降器种类繁多，包
括单臂式玻璃升降器、双臂是玻璃升降器、绳轮式玻璃升降器、带式玻璃升降器等，目前
国内外将绳轮式玻璃升降器作为发展主流。现有的绳轮式玻璃升降器根据车型及车门的相
关三维空间尺寸进行结构设计，以满足不同车门玻璃的升降要求。由于没有固定的设计规
格，导致不同的绳轮式玻璃升降器的动定滑轮结构也各不相同，出线方向有较大差异，同
时每款产品使用了不同的电机，所有的零件只能适配不同的单一产品，导致设计效率低下，
产品结构和零件繁杂，并直接增加了产品开发和制作的模具材料工艺过程和管理成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模块化结构设计的绳轮式玻璃升降器及其设计方法，以解
决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种模块化结构设计的绳轮式玻璃升降器，包括第一滚压导轨、第一导轨传动挚组件、
第一导轨上支架、上压力管组件、第二导轨上支架、第二导轨传动挚组件、第二滚压导轨、
电机、卷丝筒、第二导轨下支架、下压力管组件、中压力管组件和第一导轨下支架；所述
第一导轨传动挚组件滑动安装在第一滚压导轨上，第一导轨传动挚组件包括第一滑块底板
和第一滑块，第一滑块滑动安装在第一滚压导轨上，第一滑块底板固定在第一滑块上；所
述第一导轨上支架和第一导轨下支架分别固定在第一滚压导轨的上端和下端；所述第二导
轨传动挚组件与第一导轨传动挚组件结构相同，所述第二滚压导轨与第一滚压导轨结构相
同；所述第一导轨上支架、第二导轨上支架、第二导轨下支架和第一导轨下支架上均安装
有滑轮组件；所述电机通过电机固定座安装在第二滚压导轨上，卷丝筒固定在电机固定座
上，卷丝筒外还套设有卷丝筒罩壳，电机驱动连接卷丝筒；所述上压力管组件一端通过定
位套管连接至第一导轨上支架，另一端通过第一弹簧定位组件连接至电机固定座，所述中
压力管组件两端通过定位套管分别连接至第一导轨下支架和第二导轨上支架，所述下压力
管组件一端通过定位套管连接至第二导轨下支架，另一端通过第二弹簧定位组件连接至电
机固定座。
作为本发明进一步的方案：所述滑轮组件包括滑轮托架和滑轮，滑轮通过滑轮轴销转
动安装在滑轮托架上。
作为本发明再进一步的方案：所述第一弹簧定位组件由压力管定位套管、弹簧和弹簧
定位套管组成，压力管定位套管固定在电机固定座上，弹簧一端连接压力管定位套管，另
一端连接至弹簧定位套管，弹簧定位套管与上压力管组件相连，所述第二弹簧定位组件与
第一弹簧定位组件结构相同。
作为本发明再进一步的方案：所述第一滑块上还设置有第一缓冲器。
作为本发明再进一步的方案：所述第一导轨上支架和第一导轨下支架均铆接固定在第
一滚压导轨上。
作为本发明再进一步的方案：所述第二滑块上还设置有第二缓冲器。
作为本发明再进一步的方案：所述第二导轨上支架和第二导轨下支架均铆接固定在第
二滚压导轨上。
所述模块化结构设计的绳轮式玻璃升降器的设计方法，步骤如下：
1)建立模块库；
2)设计产品；
其中，步骤1)建立模块库的具体步骤为：
1.1)设计四种不同截面的滚压导轨以及与其匹配的四种标准滑块，以覆盖全部绳轮
式玻璃升降器的滚压导轨与滑块运动匹配的设计需求，四种不同截面的滚压导轨和相应的
四种标准滑块作为标准模块，建模后存入模块库供选用；
1.2)设计多款适合各截面滚压导轨应用的可调整角度的滑轮组件，将这些滑轮组件
作为标准模块，建模后存入模块库供选用；
1.3)设计三款能满足各种行程需求的卷丝筒，并设计与之相匹配的卷丝筒罩壳作为
标准模块，将卷丝筒及对应的卷丝筒罩壳作为标准模块，建模后存入模块库供选用；
1.4)根据产品需求确定六款电机，其边界尺寸和安装孔位按收集的信息数据分析后
确定，并建模后存入模块库供选用；
1.5)设计其他通用性零件与标准件，统一建模后存入模块库供选用；
步骤2)设计产品的具体步骤为：
2.1)根据车型需求，从模块库内选用合适截面的滚压导轨，并按需求确定滚压导轨
弧度和弦长；
2.2)从模块库内选用与滚压导轨适配的滑块，仅需设计滑块底板；
2.3)按车门匹配需求设计导轨上支架和导轨下支架，并从模块库内选用合适的滑轮
组件；
2.4)从模块库内中选用适用的电机，并根据电机边界条件和车门安装匹配尺寸，设
计相应的电机固定座；
2.5)从模块库中选用其他标准通用零件，按确定的结构设计方案，组合装配成产品
总成数模。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、本发明由于采用目前先进的模块化设计
方案，彻底解决了绳轮式玻璃升降器由于车型不同而导致的结构款式多变所导致的产品开
发周期较长的状态。所有绳轮式玻璃升降器可以通过标准通用模块的组合来实现，缩短产
品设计周期70％，每款产品平均可节约模具制作成本60％。2、本发明模块化结构设计的绳
轮式玻璃升降器，由于零件模块可以在所有绳轮式玻璃升降器上通用，彻底改善了由于零
件繁杂导致的物料管理及采购成本的提高，物料管理及采购成本据估算可以分别下降20％
和12％。3、本发明模块化结构设计的绳轮式玻璃升降器采用标准模块结构并使用相同的制
作工艺后，简化了由于产品种类繁多而导致的生产工艺过程多变，同时因为采用可调型通
用工装，直接减少工装数量和产品制作过程成本，据估算可减少工装数量35％，降低制作
过程成本8％。4、本发明模块化结构设计的绳轮式玻璃升降器由于采用标准模块和标准制
作工艺，对产品实现规范化生产和过程质量控制以及稳定提高产品质量具有重要意义。5、
本发明对绳轮式玻璃升降器的设计理念、制作工艺、质量控制、物料管理等系列过程进行
了创新革命，对玻璃升降器设计制作领域具有巨大的降本增效空间和重大社会意义。
附图说明
图1为实施例1模块化结构设计的绳轮式玻璃升降器的爆炸结构示意图。
图2为实施例1模块化结构设计的绳轮式玻璃升降器的组装结构示意图。
图3为实施例2模块化结构设计的绳轮式玻璃升降器的组装结构示意图。
图中：1-第一滚压导轨、2-第一滑块底板、3-第一滑块、4-第一缓冲器、5-滑轮轴销、
6-滑轮、7-第一导轨上支架、8-定位套管、9-上压力管组件、10-第二导轨上支架、11-第
二滑块、12-第二滑块底板、13-第二缓冲器、14-第二滚压导轨、15-电机固定座、16-电
机、17-法兰十字槽螺钉、18-卷丝筒罩壳、19-卷丝筒、20-压力管定位套管、21-第二导
轨下支架、22-弹簧、23-下压力管组件、24-弹簧定位套管、25-中压力管组件、26-第一
导轨下支架、27-压铆螺母。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
请参阅图1-2，一种模块化结构设计的绳轮式玻璃升降器，包括第一滚压导轨1、第
一导轨传动挚组件、第一导轨上支架7、上压力管组件9、第二导轨上支架10、第二导轨
传动挚组件、第二滚压导轨14、电机16、卷丝筒19、第二导轨下支架21、下压力管组件
23、中压力管组件25和第一导轨下支架26；所述第一导轨传动挚组件滑动安装在第一滚
压导轨1上，第一导轨传动挚组件包括第一滑块底板2和第一滑块3，第一滑块3滑动安
装在第一滚压导轨1上，第一滑块底板2固定在第一滑块3上，第一滑块底板2用于固定
连接至汽车玻璃，从而在第一滑块3沿第一滚压导轨1上下滑动时，第一滑块底板2带动
汽车玻璃沿导槽上下移动，实现玻璃的升降，所述第一滑块3上还设置有第一缓冲器4；
所述第一导轨上支架7和第一导轨下支架26分别固定在第一滚压导轨1的上端和下
端，优选的，所述第一导轨上支架7和第一导轨下支架26均铆接固定在第一滚压导轨1
上；所述第二导轨传动挚组件与第一导轨传动挚组件结构相同，所述第二滚压导轨14与
第一滚压导轨1结构相同，所述第二导轨传动挚组件滑动安装在第二滚压导轨14上，第
二导轨传动挚组件包括第二滑块底板12和第二滑块11，第二滑块11滑动安装在第二滚压
导轨14上，第二滑块底板12固定在第二滑块11上，第二滑块底板12用于固定连接至汽
车玻璃，从而在第二滑块11沿第二滚压导轨14上下滑动时，第二滑块底板12带动汽车
玻璃沿导槽上下移动，实现玻璃的升降，所述第二滑块11上还设置有第二缓冲器13；所
述第二导轨上支架10和第二导轨下支架21分别固定在第二滚压导轨14的上端和下端，
优选的，所述第二导轨上支架10和第二导轨下支架21均铆接固定在第二滚压导轨14上；
所述第一导轨上支架7、第二导轨上支架10、第二导轨下支架21和第一导轨下支架
26上均安装有滑轮组件，所述滑轮组件包括滑轮托架和滑轮6，滑轮6通过滑轮轴销5转
动安装在滑轮托架上；所述电机16通过电机固定座15安装在第二滚压导轨14上，卷丝
筒19固定在电机固定座15上，卷丝筒19外还套设有卷丝筒罩壳18，电机16驱动连接卷
丝筒19，电机16转动时，带动卷丝筒19转动，以收放钢丝绳；所述上压力管组件9一端
通过定位套管8连接至第一导轨上支架7，另一端通过第一弹簧定位组件连接至电机固定
座15，所述中压力管组件25两端通过定位套管8分别连接至第一导轨下支架26和第二导
轨上支架10，所述下压力管组件23一端通过定位套管8连接至第二导轨下支架21，另一
端通过第二弹簧定位组件连接至电机固定座15；所述第一弹簧定位组件由压力管定位套管
20、弹簧22和弹簧定位套管24组成，压力管定位套管20固定在电机固定座15上，弹簧
22一端连接压力管定位套管20，另一端连接至弹簧定位套管24，弹簧定位套管24与上压
力管组件9相连，所述第二弹簧定位组件与第一弹簧定位组件结构相同。
所述模块化结构设计的绳轮式玻璃升降器的工作原理是：电机16转动时，带动卷丝
筒19转动，以收放钢丝绳，钢丝绳穿过上压力管组件9、下压力管组件23和中压力管组
件25，第一导轨上支架7、第二导轨上支架10、第二导轨下支架21和第一导轨下支架26
上均通过滑轮6为钢丝绳导向，钢丝绳收放过程中，带动第一导轨传动挚组件沿第一滚压
导轨1上下滑动，并带动第二导轨传动挚组件沿第二滚压导轨14上下滑动，从而带动汽
车玻璃沿导槽上下移动，实现玻璃的升降。
所述模块化结构设计的绳轮式玻璃升降器的设计方法，步骤如下：
1)建立模块库；
2)设计产品；
其中，步骤1)建立模块库的具体步骤为：
1.1)设计四种不同截面的滚压导轨以及与其匹配的四种标准滑块(根据大量产品滚
压导轨截面和滑块边界尺寸信息，分析平衡后确定各滚压导轨截面和滑块的结构和边界尺
寸)，以覆盖全部绳轮式玻璃升降器的滚压导轨与滑块运动匹配的设计需求。仅需四种不
同截面的滚压导轨就能够满足所有的绳轮式玻璃升降器的需求，滚压导轨的弧度和弧长可
以按照需求任意变化，另外，每种截面的滚压导轨仅配有一款对应的滑块，与玻璃连接的
滑块底板通过插入滑块方式组合成导轨传动挚组件(所有产品的滑块底板在插入滑块部分
的结构设计和成型状态完全相同，仅需对滑块底板两侧与玻璃连接面的高度、及孔位的角
度和距离尺寸按需求确定，就能满足所有产品的装车要求)。四种不同截面的滚压导轨和
相应的四种标准滑块作为标准模块，建模后存入模块库供选用；
1.2)设计多款适合各截面滚压导轨应用的可调整角度的滑轮组件(相关调整角度根
据大量数据分析后确定可在25°-90°范围内任意调整)。滑轮托架和滑轮能够在25°
-90°范围内任意调整出线角度，并满足所有产品钢丝绳压力管系统的出线要求(通过可
调整角度的专用工装在滚压导轨两端冲制相关定位孔实现)。所有的滑轮在结构设计上能
同时起到止位和缓冲装置的作用，并且可在25°-90°范围内任意调整出线角度而不影响
堵转功能。将这些滑轮组件作为标准模块，建模后存入模块库供选用；
1.3)设计三款能满足各种行程需求的卷丝筒(其内齿型芯可更换)，并设计与之相
匹配的卷丝筒罩壳作为标准模块，将卷丝筒及对应的卷丝筒罩壳作为标准模块，建模后存
入模块库供选用；
1.4)根据产品需求(输出力矩大小)确定六款电机，其边界尺寸和安装孔位按收集
的信息数据分析后确定，并建模后存入模块库供选用；
1.5)设计其他通用性零件与标准件，统一建模后存入模块库供选用；
步骤2)设计产品的具体步骤为：
2.1)根据车型需求，从模块库内选用合适截面的滚压导轨，并按需求确定滚压导轨
弧度和弦长(由于调用标准模块，因此在设计中仅需变动弧度和弦长即可，避免了设计人
员对导轨截面尺寸设计的随意多变性，提高了设计效率和规范)；
2.2)从模块库内选用与滚压导轨适配的滑块，仅需设计滑块底板(所有滑块底板与
滑块的装配部位的成型状态完全相同，仅需变动滑块底板两侧与汽车玻璃相连接的部分，
由于滑块采用标准装配模式，任何选用相同截面的滚压导轨的升降器均采用同一款滑块，
避免了滑块结构形式多变和它与滑块底板多种组合形式(如：包塑等)，极大提高了设计
效率，明显降低模具成本、工艺过程成本及采购成本等)；
2.3)按车门匹配需求设计导轨上支架和导轨下支架，并从模块库内选用合适的滑轮
组件；
2.4)从模块库内中选用适用的电机(被选用的电机在边界条件上能满足装车门要求，
其输出齿与确定的卷丝筒内齿适配，仅需接插件与车门适配即可)，并根据电机边界条件
和车门安装匹配尺寸，设计相应的电机固定座(由于电机边界条件、安装孔位、输出齿是
被确定适用的，因此避免了电机形式和边界条件的较大变化，降低了电机支架设计难度，
有效提高设计效率并降低了制作和采购等成本)；
2.5)从模块库中选用其他标准通用零件，按确定的结构设计方案，组合装配成产品
总成数模(由于被应用的零件都是模块库内存的标准通用零件，不需要对这些零件再设计
建模)。
所述模块化结构设计的绳轮式玻璃升降器的设计方法中还包括结构件的连接方法，所
述结构件的连接方法为：导轨上支架、导轨下支架和电机固定座的固定方式均采用拉伸定
位圈与导轨定位孔铆接的方法实现，相关拉伸定位圈与定位孔的尺寸规定为几种标准的距
离尺寸，按需求选用不同的模具来实现。同一款模具可以满足不同型号产品对导轨部件的
连接需求(仅需调整定位装置)。由于相关连接位置和距离尺寸是模具保证的，因此在连
接精度和一致性上是其他连接方法(如焊接、托克斯铆接等)所无法达到的。而且相关零
件连接后的牢固度可以通过检验铆点的尺寸来确定，避免了焊接等工艺的不可检测性。所
有的滑轮托架和滑轮6都采用同一副夹具，通过调整夹具角度(在导轨上冲出不同角度的
定位孔来满足需求，完全避免了由于出线角度不同导致前述零件的重复设计)，以保证了
滚压导轨的出线方向和角度，然后通过与轴销铆接来实现。其他零件的连接采用常规的连
接方法。
所述模块化结构设计的绳轮式玻璃升降器的设计方法中还包括结构件连接位置及距
离的确定方法，按数据分析结果确定几种不同的连接位置和距离尺寸(指相关零件的定位
拉伸圈与其他对接零件上所冲制的定位孔的孔距和位置尺寸，并能保证结构件连接后的牢
固度)，将上述被确定的位置距离尺寸采用工程图形式存入模块库。所有需采用该连接工
艺的零件，在结构设计时选用适用的连接位置和距离尺寸的模块并设计零件数模。设计并
制作各被确定连接距离尺寸的定位孔冲孔模(用于各连接件定位孔冲制。该模具可以调整
被冲制零件定位孔的位置而孔距是不变的)。结构件在连接时选用与之适配的冲孔模(第
一滚压导轨对应的各部件的定位拉伸圈在零件制作过程中已成型)，按设计尺寸要求调整
模具定位装置至要求的位置后，在第二滚压导轨上冲定位孔，然后旋铆连接。
本实施例为双导轨模块化结构设计的绳轮式玻璃升降器。
实施例2
请参阅图3，为单导轨模块化结构设计的绳轮式玻璃升降器，其设计方法与实施例1
相同。
本发明重要意义体在于：所有绳轮式电动玻璃升降器可以通过标准模块的组合来实
现。即在所有产品工作原理相同的前提下，通过标准模块的组合来完成产品结构设计，避
免了由于车型不同而导致零部件结构设计的随意性，从而形成一种标准的设计规范，80％
以上的零部件达到通用的性质。由于产品设计和制作有80％以上的零件是经实践试验的成
熟模块，完全避免了过去由于车型不同，而导致的产品结构款式多变零件繁多生产工艺复
杂多变而导致的成本高企和质量风险。
本发明绳轮式玻璃升降器的设计方法与现有的设计方法根本不同在于：产品整体结构
设计是采用各零部件的标准模块通过特殊的组合连接方法而形成，并能满足所有绳轮式电
动玻璃升降器的设计和制作需求，同时与各种原产品的设计在结构和外观上完全不同，并
采用不同的制作工艺制造，同时能满足并超越原产品的技术质量要求。
本发明绳轮式玻璃升降器的设计方法由于可以在不同产品的结构设计上，无限制的选
用各种标准模块(所有零件模块都是能互换和通用的)。因此可以节约非常可观的设计开发
周期和制作费用。
本发明绳轮式玻璃升降器的设计方法对所有绳轮式电动玻璃升降器具备通用性。这种
设计和制作技术属于首创，对系列绳轮式电动玻璃升降器的研发和降本增效有重要意义。
本发明由于采用目前最先进的模块化设计方案，彻底解决了绳轮式玻璃升降器由于车
型不同而导致的结构款式多变所导致的产品开发周期较长的状态。所有绳轮式玻璃升降器
可以通过标准通用模块的组合来实现，缩短产品设计周期70％，每款产品平均可节约模具
制作成本60％。本发明模块化结构设计的绳轮式玻璃升降器，由于零件模块可以在所有绳
轮式玻璃升降器上通用，彻底改善了由于零件繁杂导致的物料管理及采购成本的提高，物
料管理及采购成本据估算可以分别下降20％和12％。本发明模块化结构设计的绳轮式玻璃
升降器采用标准模块结构并使用相同的制作工艺后，简化了由于产品种类繁多而导致的生
产工艺过程多变，同时因为采用可调型通用工装，直接减少工装数量和产品制作过程成本，
据估算可减少工装数量35％，降低制作过程成本8％。本发明模块化结构设计的绳轮式玻璃
升降器由于采用标准模块和标准制作工艺，对产品实现规范化生产和过程质量控制以及稳
定提高产品质量具有重要意义。本发明对绳轮式玻璃升降器的设计理念、制作工艺、质量
控制、物料管理等系列过程进行了创新革命，对玻璃升降器设计制作领域具有巨大的降本
增效空间和重大社会意义。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在
本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各
种变化。