CN1046672C - 风挡玻璃刮水器的改进 - Google Patents

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Abstract

一种直线式刮水器，在这种刮水器中，位于两个皮带轮或齿轮(2、3)上的由马达(10)驱动的皮带驱动器或链驱动器(1)沿一条直线路径在行程位置的两个端部(6、7)之间驱动刮水器(4、5)，该刮水器在一个方向由皮带(1)的上层带的运动驱动，而在相反方向则由皮带的下层带驱动。该装置包括马达速度分布装置，该装置在刮水器(4、5)接近行程位置的各个端部(6、7)时降低马达(10)的速度，而当刮水器(4、5)离开各个行程位置的各个端部(6、7)时增加马达的速度。

Description

风挡玻璃刮水器的改进
本发明涉及用在大型海轮上的能用速度分布装置控制驱动马达速度的直线式风挡玻璃重型刮水器。
刮水器一般采用呈带子形的连续驱动装置，该带子在两个相同尺寸的皮带轮之间运行。或者连续驱动装置可以是在链轮上运行的链子。
刮水器的刮片固定在刮水器支架上，该支架装在框架中运行并被导向，并用适当的连接装置固定在皮带上。其中一个轮在其轴承上可自由转动，而另一个轮可由马达驱动，或者两个轮均被驱动，使得支架可沿框架进行直线运动。参照附图1，在行程的各个端部(a和b)由于支架固定点从上层带转移到下层带的运动，支架的运动反向，在相反的情况下也一样。马达一般以恒定速度w转动，所以支架的速度v(即刮水器刮片的速度)如附图1所示。
EP0302343公开了一种窗玻璃刮水器，尤其是两端导向的窗玻璃刮水器。使用两端导向的窗玻璃刮水器可以在任何时候使其在窗玻璃的整个纵向方向紧贴着窗玻璃来回运动，因此这种窗玻璃刮水器尤其适用于大面积刮水而没有在端部诸如由于风压而产生脱离的危险。此外，采用直线驱动式刮水器，可在四方形窗玻璃中获得直至角部的全面积的清洁区域，而且可制成牢固的结构，以对付极端情况。
然而，刮水器在其行程端部的速度变化率(即加速度)是很大的，通常达到5g(如图2所示)，这种速度的突变意味着在刮水器机构内产生大的冲击力。在现有技术中，通常采用阻尼机构来调节其速率，并限制刮水器臂与刮片的尺寸，以减轻其质量来减小惯性冲击力。考虑到在由于盐和结冰而加剧的恶劣的气候条件下能可靠地工作，必须将刮水器系统做得特别坚固，并且须在刮水器刮片上施加很大的压力，在此情况下，大的开始上升和缓慢下降的冲击问题便特别尖锐。
因此，本发明的目的是要提供一种带有能控制马达速度的速度分布装置的重型刮水器，以便将在其行程端部的速度变化率控制在可接受的范围内，以保证其可靠工作并延长其寿命。
本发明目的是通过提供一种改进的重型刮水器装置来实现的，它包括：在间隔轮子上操作的连续驱动装置；由上述连续驱动装置驱动的刮水器支架，刮水器支架在第一和第二行程位置端部之间进行往复运动并适合于通过在连续驱动装置的上、下层带之间传送驱动力的方法来改变驱动方向；用于单方向驱动上述间隔轮子中至少一个轮子的驱动马达，其特征在于控制上述马达速度的速度分布装置，上述速度分布装置被配置来控制马达速度，以便完成一个复往运转循环，在位于上述刮水器支架行程的各个端部区域，当支架离开行程位置的各个端部，马达速度在选定的时间周期内从低速度平滑地增加到操作速度；当支架接近行程位置的各个端部时，马达的速度从运转速度平滑地减小到低速度。
在现代设计中常常设有变速运转。通过应用速度设定控制器来粗调(开环调节)马达速度的方法可以达到这一点，该速度设定控制器可以减少输给马达(一般为直流马达或交流串激马达)的平均电流。结合刮水器转矩基本上恒定的要求，这导致低的平均速度。
通过检测支架位置可以在支架接近运动端部时使马达速度分布降低，然后在跨越主要行程的运动时再增回到正常速度。
大多数系统还装有“停车”位置传感器，使得在到达该行程端部时，以简单的控制电路使马达停转。
按照本发明，获得平滑动作的一个简单方法是利用这种停车位置传感器P来保证如图3所示的要求的速度分布。在所建议的实施例中，该速度分布用微控制器产生，该微控制器的输出驱动E2-电位器。通过检测其时间基本分布曲线端部和另一个停车传感器信号出现的相对定时，该系统可以自调节，使得该分布曲线的端部紧靠下一分布曲线的开始。
可供选择的可能性如下：
1．具有编码器(简单的脉冲发生器)的马达提高了速度变转位置的精度，因而可用于更精确的闭环马达速度控制。此时仍需要一个支架实际位置传感器；
2．使带齿的带子与上述方案1结合将给出更确定的支架位置。可以应用传感带子运动的传感器(光线从皮带齿形或皮带轮通过)来代替马达编码器，因而提供最直接的位置数据；
3．可以使方案1或2与一个转换驱动器即通过改变电源频率控制(价格较低和较粗糙的)感应马达的速度的驱动器联合应用。一般这种驱动器包括将电源转换为直流的整流器和将该电源又以可变频率转换成交流的固态转换器；
4．可以使速度分布模拟简单谐振运动，因此给出自然的谐振运动状态，平稳加速到最大位置，然后相应地平稳减速。
总之本发明提出了直线刮水器的刮片在其行程端部的直线速度的控制，减少了在行程端部的冲击，因而在一定的框架和支架机构中可以使用较大的刮片和臂，由此扩大了有效范围，进一步减少了产生的噪声和增加了刮水器的使用寿命。可以在刮水器的整个行程上或仅在行程的端部区域应用控制速度以产生简谐运动。
为了对现有直线刮水器的更详细说明，请参考我们的Wynstruments专利说明书，例如GB No.1490597。
通过参照附图和下列详细说明，能更清楚地理解本发明的特点和优点，其中
图1简略表示常规技术中刮水器一般采用带子形连续驱动装置所具有的速度分布；
图2简略表示图1中采用连续驱动装置的刮水器的加速度分布；
图3简略表示利用停车位置传感器P来达到本发明所要求的速度分布；
图4是包含本发明的刮水器机构的示意图。
下面参考附图4通过例子来说明本发明的实施例，该图表示包含本发明的刮水器机构的示意图。
呈连续皮带形式的连续驱动装置1在间隔的皮带轮2和3上运转，以便携带包含刮水器刮刀5的刮水器支架4，使得该支架在滑轨(未示出)上移动的同时在行程端点6和7之间进行往复运动。该机构大体上如我们较早的英国专利No.1490597和1502199所述，它利用的马达10驱动右手的皮带轮3。采用这种配置，连续驱动装置1的上层驱动支架从左向右，直到达到行程位置的端部7，然后返回传送到皮带的下层，直到再达到行程位置的端部6。
取簧片开关形式的停车传感器8位于第一极端位置6，并由支架4携带的磁铁9操作。在通常的刮水器机构中，停车传感器8与停车开关用导线连接成并联，该停车开关在断开时可使支架连续运动，直到其行程端部，在该端部簧片开关断开，切断马达的电流。本发明利用该停车传感器8。
对此应当注意到，停车传感器8示于行程的左端部，但是它可在自由运行的左端部，也可以位于右手的驱动端部，因为在各个端部的运动是相同的，而且沿各个运动方向都产生连续对称的速度分布。
速度分布装置用方块图示意示出。中央处理单元CPU产生上述方式的速度分布，计时器T和簧片开关的输出被输送到该CPU，产生的该速度分布被输送到转换器I，然后该转换器将速度控制电源从交流电源送到马达10。
参照图3，停车传感器8在开始往复循环时，还是在端部，即当支架再达到端部6的区域时，产生一个信号。然后应用信号S和循环中的相邻最小点之间的实时差来校正下一周期的时间，从而保持同步。

Claims (6)

1．一种重型刮水器装置，它包括：在间隔轮子上运转的连续驱动装置；由上述连续驱动装置驱动的刮水器支架，因而该支架在第一和第二行程位置端部之间进行往复运动，而且可以通过在连续驱动装置的上、下层带之间传递驱动力的方法来改变驱动方向；用于驱动上述间隔轮子中的至少一个轮子的驱动马达；其特征在于用以控制上述马达速度的速度分布装置，所述速度分布装置被配置来控制上述马达速度，以便完成一个往复运转循环，在该循环中，在上述刮水器支架行程的各端部区域，当支架离开行程位置端部时，马达的速度在选定的时间周期内从低速平滑地增加到操作速度，当支架接近行程位置的端部时，马达从操作速度平滑地降低到低速度。
2．如权利要求1所述的重型刮水器装置，其特征在于包括用以检测支架行程位置端部从而能使刮水器停在该停车位置的停车传感器，它被设置来使上述速度分布装置运转同步。
3．如权利要求1所述的重型刮水器装置，其特征在于，上述速度分布装置提供一种速度分布，在上述运转循环中，马达速度从行程位置第一端部的低速度平滑地增加到运转速度，然后持续保持在运转速度，直至接近行程位置的第二端部，在该端部处，它平滑地降低到在行程位置第二端部的低速度，当它从行程位置第二端部返回并再达到行程位置第一端部时，它又重复相同的速度分布。
4．如权利要求1或2所述的重型刮水器装置，其特征在于，上述运转循环被设置为简谐运动。
5．如权利要求1-3之一所述的重型刮水器装置，其特征在于该装置具有开关装置，用于在间断擦拭、高速擦拭、中速擦拭和自停车的诸多运转速度模式之间进行模式变换，各种模式利用至少部分上述运转循环。
6．如权利要求1-3之一所述的重型刮水器装置，其特征在于，上述速度分布装置包括交流电源装置和按照上述运转循环用以控制上述马达速度的转换器。
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