CN104670167A - 一种全覆盖风挡玻璃的雨刷器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全覆盖风挡玻璃的雨刷器，它包括电机、传动机构、力矩输出端、主雨刷摇臂、副雨刷摇臂、横雨刷和雨刷片；电机输出轴连接两传动机构，两传动机构的力矩输出端分别位于前挡风玻璃底部两侧；每个力矩输出端都连接一个主雨刷摇臂一端，每个主雨刷摇臂另一端分别铰接一个副雨刷摇臂一端，每个副雨刷摇臂另一端分别铰接横雨刷的两端；各主雨刷摇臂、副雨刷摇臂和横雨刷都分别连接一个雨刷片；两个主雨刷摇臂、两个副雨刷摇臂和横雨刷铰接构成二自由度雨刷机构，二自由度雨刷机构完全展开后与前挡风玻璃底边形成等腰梯形结构。本发明能有效提高驾驶员视野，提高刮刷面积，保证扫掠面无死角，可以广泛用于各种汽车零部件领域中。

Description

一种全覆盖风挡玻璃的雨刷器

技术领域

本发明涉及一种汽车辅助零部件，特别是关于一种全覆盖风挡玻璃的雨刷器。

背景技术

雨刷器，又名刮水器，是安装在风窗上的重要附件。它的作用是扫除风窗玻璃上妨碍视线的雨雪和尘土，以确保驾驶员有良好的能见度。有前风窗刮水器和后风窗刮水器，是汽车安全行驶的重要零部件。刮水器按其驱动方式可分为机械式、真空式、气压式、液压式和电动式等。现代汽车一般采用电动刮水器，其优点是结构简单、控制方便。电动刮水器由电机和一套包含有曲柄、传动杆、刮臂和刮片的执行机构组成。电动机旋转经减速和连杆机构的作用变成雨刷臂的摆动。

从1927年电动雨刷的专利落入博士公司以来，这几十年内汽车电动雨刷同当年发明出来时大致一样，并没有跳跃式的结构改进。随着世界汽车工业的迅速发展，雨刷的重要性还在不断提高，并被赋予更强大的功能和更广泛的用途，如雨刷上加装雨量传感器实现雨刷速度随雨量大小而变化的闭环系统；普通雨刷安装上专门的摄像头，跟踪驾驶员的眼球运动，如果驾驶员打瞌睡，就发出响亮的警告信号以避免交通事故。另外，更加节能高效的电机技术及雨刷片制造工艺也在不断改进。

然而，普通雨刷轨迹固定为圆形的扫掠面积致使挡风玻璃上总有部分区域未能得到擦拭，长时间的灰尘积累严重影响美观性及驾驶员的视野。奔驰公司在单动雨刮器结构特点的基础上，采用一种刷臂可伸缩的单动雨刮器，扩大了驾驶员的视角。此方案借助交叉连杆机构、曲柄连杆机构实现滑杆——滑套系统，但是此结构复杂而且并没有完全解决扫掠面死角问题，因此需要寻求一种能增大擦拭面积的机械设计方案具有一定的实际意义。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种全覆盖风挡玻璃的雨刷器，该雨刷器采用二自由度六连杆机构，能有效提高驾驶员视野，提高刮刷面积，保证扫掠面无死角。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种全覆盖风挡玻璃的雨刷器，其特征在于：它包括一个电机、两个传动机构、两个力矩输出端、两个主雨刷摇臂、两个副雨刷摇臂、一个横雨刷和五个雨刷片；所述电机输出轴连接两所述传动机构，两所述传动机构的所述力矩输出端分别位于前挡风玻璃底部两侧；每个所述力矩输出端都连接一个所述主雨刷摇臂一端，每个所述主雨刷摇臂另一端分别铰接一个所述副雨刷摇臂一端，每个所述副雨刷摇臂另一端分别铰接所述横雨刷的两端；各所述主雨刷摇臂、副雨刷摇臂和横雨刷都分别连接一个所述雨刷片；两个所述主雨刷摇臂、两个所述副雨刷摇臂和所述横雨刷铰接构成二自由度雨刷机构，所述二自由度雨刷机构完全展开后与所述前挡风玻璃底边形成等腰梯形结构。

所述电机采用两个，每个所述电机的输出端都连接一个所述传动机构。

各所述主雨刷摇臂、副雨刷摇臂和横雨刷与各所述雨刷片连接时采用弹性元件进行连接。

各所述主雨刷摇臂、副雨刷摇臂和横雨刷之间的连接处都采用弹性元件进行连接。

所述主雨刷摇臂与所述副雨刷摇臂之间、所述副雨刷摇臂与所述横雨刷之间的弯折都采用L型弯折结构。

每个所述主雨刷摇臂长度和每个所述副雨刷摇臂长度分别为：

所述主雨刷摇臂长度b为：

所述副雨刷长度(a-b)为：式中，c为所述横雨刷长度，L为所述前挡风玻璃底边长，a为所述前挡风玻璃侧边长。

在各所述主雨刷摇臂、各副雨刷摇臂、横雨刷和各雨刷片表面都喷涂有抗腐蚀的涂层，所述涂层包括粘结底层和抗氧化表面层。

所述粘结底层制备方法为：采用重量成分：镍8份，钼6份，铝2份，二氧化硅1份，氧化硼1份，钴2份，铬1份的合金粉末，用等离子喷涂机喷涂，涂层厚度0.15mm；所述抗氧化面层制备方法为：钼10份，铬3份，硅2份，铁4份，镍2份，铝1份，碳0.01份，硫0.02份，磷0.03份，钴4份，二氧化硅1份，氧化铝5份，钇1份，钨2份，钒1份的合金粉末，用等离子喷涂机喷涂，涂层厚度0.25mm。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本发明由于采用由两个主雨刷摇臂、两个副雨刷摇臂和一个横雨刷与前挡风玻璃底边构成等腰梯形结构，且主雨刷摇臂与副雨刷摇臂、副雨刷摇臂与横雨刷之间的连接采用弹性元件进行连接，主雨刷摇臂与副雨刷摇臂、副雨刷摇臂与横雨刷之间采用L型弯折。主雨刷摇臂通过电机和传动机构做圆周运动，主雨刷摇臂的圆周运动带动副雨刷摇臂摆动，再由副雨刷摇臂牵连横雨刷做直线运动，进而实现前挡风玻璃的全覆盖扫掠，有效提高驾驶员视野。本发明可以广泛用于各种汽车零部件领域中。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图，雨刷器摆动的上极限位置；

图2是本发明的雨刷器摆动的中间位置时结构示意图；

图3是本发明的雨刷器摆动的下极限位置时结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1～图3所示，本发明提供一种全覆盖风挡玻璃的雨刷器，其包括一个电机、两个传动机构、两个力矩输出端1、两个主雨刷摇臂2、两个副雨刷摇臂3、一个横雨刷4和五个雨刷片；其中，电机和传动机构采用现有技术中的已有结构。电机输出轴连接两传动机构，两传动机构的力矩输出端1分别位于前挡风玻璃底部两侧。每个力矩输出端1都连接一个主雨刷摇臂2一端，每个主雨刷摇臂2另一端分别铰接一个副雨刷摇臂3一端，每个副雨刷摇臂3另一端分别铰接横雨刷4的两端。各主雨刷摇臂2、副雨刷摇臂3和横雨刷4都分别连接一个雨刷片。两个主雨刷摇臂2、两个副雨刷摇臂3和横雨刷4铰接构成二自由度雨刷机构，该二自由度雨刷机构完全展开后与前挡风玻璃底边形成等腰梯形结构，有效保证扫掠面无死角。

上述实施例中，本发明还可以采用两个电机，每个电机的输出端都连接一个传动机构。

上述各实施例中，各主雨刷摇臂2、副雨刷摇臂3和横雨刷4与各雨刷片连接时采用弹性元件进行连接，以保证雨刷片充分压紧，提高擦拭和清洁效果。

上述各实施例中，各主雨刷摇臂2、副雨刷摇臂3和横雨刷4之间的连接处也都采用弹性元件进行连接，且各主雨刷摇臂2、副雨刷摇臂3和横雨刷4的骨架采用较窄骨架。

上述各实施例中，主雨刷摇臂2与副雨刷摇臂3之间、副雨刷摇臂3与横雨刷4之间的弯折都采用L型弯折结构。在不工作时整个雨刷机构可以完全收回隐藏在前挡风玻璃根部而不影响驾驶员的视野；工作时，本发明的雨刷机构能够实现全覆盖前挡风玻璃，而且较窄骨架的雨刷机构也不会过分干扰驾驶员的注意。

上述各实施例中，每个主雨刷摇臂2长度和每个副雨刷摇臂3长度按如下公式计算获得。

将前挡风玻璃抽象为一等腰梯形区域，横雨刷4长度为梯形上边长度c，主雨刷摇臂2的长度b与副雨刷摇臂3的长度(a-b)之和为梯形腰长a，假设梯形下底长为L。则：当雨刷完全回收时(如图3所示)，为不影响驾驶员的视野，要保证雨刷机构完全收入底部，主、副雨刷及横雨刷在一条直线上，此时梯形上边长度c加两个主副雨刷的长度之差，等于梯形下底长L有：

L＝c+2[b-(a-b)]

即

$\frac{L}{2}=\frac{c}{2}+2b-a$

即主雨刷摇臂长度为 $b=\frac{L}{4}+\frac{a}{2}-\frac{c}{4},$ 副雨刷长度为 $(a-b)=\frac{a}{2}-\frac{L}{4}+\frac{c}{4}.$

上述各实施例中，在各主雨刷摇臂2、各副雨刷摇臂3、横雨刷4和各雨刷片表面都喷涂有抗腐蚀的涂层，该涂层包括粘结底层和抗氧化表面层。其中：

粘结底层制备方法为：采用重量成分：镍8份，钼6份，铝2份，二氧化硅1份，氧化硼1份，钴2份，铬1份的合金粉末，用市面上常见的等离子喷涂机(例如普莱克斯-7700型等离子喷涂机)喷涂，涂层厚度0.15mm。

抗氧化面层制备方法为：钼10份，铬3份，硅2份，铁4份，镍2份，铝1份，碳0.01份，硫0.02份，磷0.03份，钴4份，二氧化硅1份，氧化铝5份，钇1份，钨2份，钒1份的合金粉末，用市面上常见的等离子喷涂机(例如普莱克斯-7700型等离子喷涂机)喷涂，涂层厚度0.25mm。

另外，由于在各主雨刷摇臂2、各副雨刷摇臂3、横雨刷4和各雨刷片的表面喷涂了抗腐蚀涂层，使得雨刷器具有强大的抗腐蚀、抗氧化、抗磨损和耐高温的能力，长期使用不会生锈，在恶劣的工作环境中保持稳定，实验表明，可以使用40年以上，涂层粘结强度为38兆帕，涂层的表面洛氏15N硬度为84。

综上所述，本发明在使用时，力矩输出端1通过电机和传动机构为主雨刷摇臂2提供扭矩带动主雨刷摇臂2做圆周运动，副雨刷摇臂3两端分别铰接主雨刷摇臂2和横雨刷4，这样主雨刷摇臂2的圆周运动带动副雨刷摇臂3摆动，再由副雨刷摇臂3牵连横雨刷4做直线运动，实现前挡风玻璃的全覆盖扫掠。主雨刷摇臂2在摆动时刮刷两个扇形的面积，横雨刷4直线运动时刮刷一个矩形的面积，副雨刷摇臂3则在主雨刷摇臂2的带动下刮刷剩余的小部分面积。本发明利用成熟的电机和传动机构，开发出全覆盖扫掠前挡风玻璃的雨刷器具有较好的市场前景。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种全覆盖风挡玻璃的雨刷器，其特征在于：它包括一个电机、两个传动机构、两个力矩输出端、两个主雨刷摇臂、两个副雨刷摇臂、一个横雨刷和五个雨刷片；所述电机输出轴连接两所述传动机构，两所述传动机构的所述力矩输出端分别位于前挡风玻璃底部两侧；每个所述力矩输出端都连接一个所述主雨刷摇臂一端，每个所述主雨刷摇臂另一端分别铰接一个所述副雨刷摇臂一端，每个所述副雨刷摇臂另一端分别铰接所述横雨刷的两端；各所述主雨刷摇臂、副雨刷摇臂和横雨刷都分别连接一个所述雨刷片；两个所述主雨刷摇臂、两个所述副雨刷摇臂和所述横雨刷铰接构成二自由度雨刷机构，所述二自由度雨刷机构完全展开后与所述前挡风玻璃底边形成等腰梯形结构。

2.如权利要求1所述的一种全覆盖风挡玻璃的雨刷器，其特征在于：所述电机采用两个，每个所述电机的输出端都连接一个所述传动机构。

3.如权利要求1所述的一种全覆盖风挡玻璃的雨刷器，其特征在于：各所述主雨刷摇臂、副雨刷摇臂和横雨刷与各所述雨刷片连接时采用弹性元件进行连接。

4.如权利要求2所述的一种全覆盖风挡玻璃的雨刷器，其特征在于：各所述主雨刷摇臂、副雨刷摇臂和横雨刷与各所述雨刷片连接时采用弹性元件进行连接。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种全覆盖风挡玻璃的雨刷器，其特征在于：各所述主雨刷摇臂、副雨刷摇臂和横雨刷之间的连接处都采用弹性元件进行连接。

6.如权利要求1或2或3或4所述的一种全覆盖风挡玻璃的雨刷器，其特征在于：所述主雨刷摇臂与所述副雨刷摇臂之间、所述副雨刷摇臂与所述横雨刷之间的弯折都采用L型弯折结构。

7.如权利要求5所述的一种全覆盖风挡玻璃的雨刷器，其特征在于：所述主雨刷摇臂与所述副雨刷摇臂之间、所述副雨刷摇臂与所述横雨刷之间的弯折都采用L型弯折结构。

8.如权利要求1～4、7任一项所述的一种全覆盖风挡玻璃的雨刷器，其特征在于：每个所述主雨刷摇臂长度和每个所述副雨刷摇臂长度分别为：

所述主雨刷摇臂长度b为：

所述副雨刷长度(a-b)为：

式中，c为所述横雨刷长度，L为所述前挡风玻璃底边长，a为所述前挡风玻璃侧边长。

9.如权利要求1～4、7任一项所述的一种全覆盖风挡玻璃的雨刷器，其特征在于：在各所述主雨刷摇臂、各副雨刷摇臂、横雨刷和各雨刷片表面都喷涂有抗腐蚀的涂层，所述涂层包括粘结底层和抗氧化表面层。

10.如权利要求9所述的一种全覆盖风挡玻璃的雨刷器，其特征在于：所述粘结底层制备方法为：采用重量成分：镍8份，钼6份，铝2份，二氧化硅1份，氧化硼1份，钴2份，铬1份的合金粉末，用等离子喷涂机喷涂，涂层厚度0.15mm；

所述抗氧化面层制备方法为：钼10份，铬3份，硅2份，铁4份，镍2份，铝1份，碳0.01份，硫0.02份，磷0.03份，钴4份，二氧化硅1份，氧化铝5份，钇1份，钨2份，钒1份的合金粉末，用等离子喷涂机喷涂，涂层厚度0.25mm。