CN104802713A - 多模块可变式汽车后视镜雨刮系统 - Google Patents

Abstract

多模块可变式汽车后视镜雨刮系统，包括温湿度传感器模块部分、步进电机模块部分、单片机控制部分以及齿轮减速机构，伸缩杆机构组成，其结构包括温湿度传感器、A/D转换器、步进电机、按键、STC89C51单片机、齿轮、伸缩雨刮杆。当检测到外部环境的温湿度达到需要雨刮系统工作的时候以及接收到驾驶员打开雨刮系统的信号的时候，雨刮系统开始工作。由于分手动和自动同时调控，在安全性和可靠性上占很大优势。雨刮可以旋转和伸缩，因此自由度很高，扫过的区域大，同时可以根据要求调节旋转度和伸缩度，适应性强。在中、高档汽车上我们还可以选装加热装置，使得刮雨效果更强。

Description

多模块可变式汽车后视镜雨刮系统

技术领域

本发明涉及一种汽车后视镜雨刮系统。

背景技术

    从目前市场来看后视镜雨刮器作品以及设计较少，也不尽完善，市场上能够实现实现清理或者阻挡滴落到后视镜上的产品不多，从其功能上划分主要分为加热型后视镜和后视镜遮雨挡。现在使用较多的是后视镜加热除雾除雨，但根据使用效果来看，达到了除雾的效果，但是除雨的效果很不理想。还有一些机械除雨装置，也只是停留在设计上，没有得到市场认可和推广。而且加热型后视镜的安装费用比较高，高档车选装的费用大约需要3000元。如果自己改装后视镜加热片则需要改动一些车内原来的线路，但这种改装并不适用于所有车。因为电热丝需要加热，所以如果后视镜里的电机齿轮是塑料的而不是铁的，那就不能做这种改装。同样，一些低排量的车也不能做这样的改装，比如夏利，因为两个后视镜电热丝的功率总和，相当于一个后窗除霜器的功率。低排量的车装上后，会导致车的动力不足，比较麻烦。

    总体来说，现在国内外汽车后视镜雨刮器发展很慢，没有得到发展，急需优秀高效使用的发明创造来解决后视镜除雨问题。国内研究的有后视镜雨刮器,可控后视镜保护罩,多功能车辆后视镜等等,它们的操作复杂,造价较高,干燥效果不明显,外形不美观,体积较大,大部分只针对中高档汽车,而我们的发明弥补了它们的不足,拓宽了使用范围,不仅可以风干雾雨霜,而且可以去尘除烟。无论是雨天还是风尘四起的时候都可以使汽车、摩托车后视镜保持干燥清晰。最重要的是我们的发明造价较低,更易推广。据调查，我国百分之八十的汽车都没有安装后视镜防雨装置，我坚信以我们低成本，高质量的产品优势，一定会开拓一个广阔的市场。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种刮雨效果好，适应性强且不影响外观的汽车后视镜刮雨系统。

本方案设计原理为：由控制部分控制电机以不同的速度和方向进行转动输出动力，通过传动部分的齿轮进行降速增距，从而增大转矩，带动刮雨机构的主杆进行摆动，副杆由主杆带动，副杆的伸缩由主杆内安装的弹簧和超强PE纤维线进行控制，细绳由于主杆转动而拉紧和松弛，从而实现可变雨刮杆长度的刮雨效果。

一种汽车后视镜雨刮系统，包括温湿度传感器模块部分、步进电机模块部分、单片机控制部分以及齿轮减速机构，伸缩杆机构组成，其结构包括温湿度传感器、A/D转换器、步进电机、按键、STC89C51型单片机、齿轮、伸缩雨刮杆；

所述温湿度传感器模块部分，采用DHT11模块；DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器；它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性；传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接；因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点；每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准；采集到的数据将直接输出数字信号经P20引脚传递给单片机。

所述步进电机模块部分，由上述STC89C51型单片机的P10、P11、P12、P13、P14、P15引脚与电机驱动芯片L209通讯，芯片L209将单片机的驱动信号通过输出的四个引脚连接步进电机，使得步进电机要求的按步数和角度转向；

所述按键连接单片机的中断引脚，当有按键按下，低电平触发中断，单片机优先处理中断程序，两个按键分别连接INT0和INT1；

所述齿轮减速机构为一对齿轮组成的减速器，将步进电机输出的动作进行减速增矩传递给伸缩挂杆；

所述伸缩雨刮杆由两根杆组成，中间有超强PE纤维线和弹簧，PE线通过主挂杆和一个后视镜上的定点与副杆连接，当主挂杆转动的时候，主挂杆相对于后视镜上的定点距离变化，PE纤维线的长度也就必然改变，同时便会引起PE连接上的副杆延PE纤维线长度变化方向运动。通过转动收放PE纤维线，弹簧也实现压缩和回正，从而实现雨刮杆的伸缩；

所述STC89C51型单片机核心控制电路包括，晶振电路，电源VCC_5V，单片机按键复位电路。

        本装置工作流程：

给装置上电后，单片机开始初始化，进入循环：

温湿度传感器不断的将采集到的信号传递给单片机；

单片机不断的监测传感器采集的信号，同时打开外部中断，监测是否执行中断；

如果判定湿度超过一定值或者按键S3按下，单片机给步进电机驱动芯片发出驱动信号，雨刮器便开始工作；

雨刮器开始工作后，监测是否按键S4按下，如果按下，则执行中断程序使得雨刮器运转速度增加；

如果采集到湿度降低到一定值或者在电机工作时再次进入中断，单片机给步进电机驱动芯片停止发送信号，雨刮器停止工作；

当执行过中断后，相应标志位置1，将不执行传感器采集信号后驱动步进电机的命令。

        工作流程功能：

传感器采集信号后相应执行步进电机实现自动控制，减轻了驾驶负担；

传感器和按键同时控制，增加了系统的灵活性；

当驾驶员手动操纵按键控制时，传感器自动控制模式停止，需要重新进入自动控制模式只需要给系统重新复位，增加了系统的安全性。

        本发明的有益效果：

采用单片机技术实现智能控制，采用按键控制结合湿度传感器模块综合控制，利用机械设计知识实现结构简单并能高效完成要求运动轨迹，完成刮雨的效果。产品的科学性体现在产品设计制造应用了机械原理、单片机自动控制语言编程等相关专业对现有后视镜产品进行改进革新。而在产品市场分析这一环节使用了SWOT分析法客观真实的对于产品研发的价值与意义进行了概要和论述。 产品的先进性体现在它是唯一一款能够清理驾驶员两侧车门窗三角区域的雨滴的后视镜产品，对于后视镜主体产品没有沿袭以往同类产品仅仅是通过加热蒸发雨滴或者是通过雨挡来避免雨水的淋入，而是采用更直接更迅速更有效更简捷的雨刷片除雨来实现其功能的。

机构能够精巧的配合工作，都能大面积的刮雨，刮雨效果好不会出现卡死的现象，不工作的时候不会影响后视镜的正常使用，实现智能、多样控制，适应性强。整个控制系统的结构紧凑，占用空间小，主要是通过单片机系统来控制步进电机驱动一系列的机构从动件，来完成刮雨动作。

附图说明

图1为本发明所述系统结构示意图；

图2为本发明所述系统的温湿度传感器连接电路；           

图3a、图3b为本发明电路原理图。

具体实施方式

结合附图说明如下：

一种汽车后视镜雨刮系统，包括温湿度传感器模块部分、步进电机模块部分、单片机控制部分以及齿轮减速机构，伸缩杆机构组成，其结构包括温湿度传感器、A/D转换器、步进电机、按键、单片机、齿轮、伸缩雨刮杆；

所述温湿度传感器模块部分，采用DHT11模块。DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准。采集到的数据将直接输出数字信号经P20引脚传递给单片机。

所述步进电机模块部分，由上述STC89C51型单片机的P10、P11、P12、P13、P14、P15引脚与电机驱动芯片L209通讯，芯片L209将单片机的驱动信号通过输出的四个引脚连接步进电机，使得步进电机要求的按步数和角度转向；

所述按键模块部分，按键连接单片机的中断引脚，当有按键按下，低电平触发中断，单片机优先处理中断程序，两个按键分别连接INT0和INT1；

所述减速齿轮机构为一对齿轮组成的减速器，将步进电机输出的动作进行减速增矩传递给伸缩挂杆；

所述伸缩雨刮杆部分，伸缩杆由两根杆组成，中间有超强PE纤维线和弹簧，PE线通过主挂杆和一个后视镜上的定点与副杆连接，当主挂杆转动的时候，主挂杆相对于后视镜上的定点距离变化，PE纤维线的长度也就必然改变，同时便会引起PE连接上的副杆延PE纤维线长度变化方向运动。通过转动收放PE纤维线，弹簧也实现压缩和回正，从而实现雨刮杆的伸缩；

所述STC89C51型单片机核心控制电路包括，晶振电路，电源VCC_5V，单片机按键复位电路。

Claims (1)

1.一种多模块可变式汽车后视镜雨刮系统，其特征在于：所述汽车后视镜雨刮系统结构包括温湿度传感器模块部分、步进电机模块部分、单片机控制部分以及齿轮减速机构，伸缩杆机构组成，其结构包括温湿度传感器、A/D转换器、步进电机、按键、STC89C51型单片机、齿轮、伸缩雨刮杆；

所述温湿度传感器模块部分，采用DHT11模块；DHT11数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器；它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性；传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接；因此该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点；每个DHT11传感器都在极为精确的湿度校验室中进行校准；采集到的数据将直接输出数字信号经P20引脚传递给单片机；

所述步进电机模块部分，由上述STC89C51型单片机的P10、P11、P12、P13、P14、P15引脚与电机驱动芯片L209通讯，芯片L209将单片机的驱动信号通过输出的四个引脚连接步进电机，使得步进电机要求的按步数和角度转向；

所述按键连接单片机的中断引脚，当有按键按下，低电平触发中断，单片机优先处理中断程序，两个按键分别连接INT0和INT1；

所述齿轮减速机构为一对齿轮组成的减速器，将步进电机输出的动作进行减速增矩传递给伸缩挂杆；

所述伸缩雨刮杆由两根杆组成，中间有超强PE纤维线和弹簧，PE线通过主挂杆和一个后视镜上的定点与副杆连接，当主挂杆转动的时候，主挂杆相对于后视镜上的定点距离变化，PE纤维线的长度也就必然改变，同时便会引起PE连接上的副杆延PE纤维线长度变化方向运动，通过转动收放PE纤维线，弹簧也实现压缩和回正，从而实现雨刮杆的伸缩；

所述STC89C51型单片机核心控制电路包括，晶振电路，电源VCC_5V，单片机按键复位电路；

所述汽车后视镜雨刮系统工作过程如下：

给装置上电后，单片机开始初始化，进入循环：

温湿度传感器不断的将采集到的信号传递给单片机；

单片机不断的监测传感器采集的信号，同时打开外部中断，监测是否执行中断；

如果判定湿度超过一定值或者进入中断1，单片机给步进电机驱动芯片发出驱动信号，雨刮器便开始工作；

雨刮器开始工作后，监测是否进入中断2，如果进入中断2，则执行中断程序使得雨刮器运转速度增加；

如果采集到湿度降低到一定值或者在电机工作时再次进入中断，单片机给步进电机驱动芯片停止发送信号，雨刮器停止工作；

当执行过中断后，相应标志位置1，将不执行传感器采集信号后驱动步进电机的命令。