CN108202699A - 一种压力可调节式雨刷器刮臂装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种压力可调节式雨刷器刮臂装置及控制方法，涉及雨刮器技术领域。该压力可调节式雨刷器刮臂装置及控制方法，包括拉簧和带有可伸缩臂杆的伺服电机，拉簧的一端卡接在刮臂刮杆的安装孔内，拉簧的另一端卡接在可伸缩臂杆上的安装孔内，该结构保证了雨刷器整个刮刷运动中刮臂给予的压力既不会增加其雨刷片的磨损程度，还可以保证雨刷片与汽车前挡风玻璃完美的贴合，大幅提高雨天行车的安全性。

Description

一种压力可调节式雨刷器刮臂装置及控制方法

技术领域

本发明涉及雨刮器技术领域，特别涉及一种压力可调节式雨刷器刮臂装置及控制方法。

背景技术

随着汽车产业的迅速发展，各个汽车主机厂越来越重视安全性能高的汽车。为了满足客户对汽车安全性性方面的要求，各个整车厂已经逐步将技术发展的重心转移到安全设备上。

雨刷器是负责清洗汽车风挡玻璃的直接装置，将风挡玻璃的雨、雪以及灰尘等杂物去除干净，为司机提供更好的行车视线，保证司机安全驾驶。汽车雨刷器作为安全性能方面的样件，广泛受到整车厂的重视。雨刷器由四大零部件系统组成：雨刮电机、雨刮传动连杆、雨刮臂以及雨刮片。刮臂系统压力的稳定性可以保证雨刷器刮刷时的雨刷片对风挡玻璃的贴合度以及压紧程度，提高刮刷质量及耐久性。传统刮臂前端勾头施加给刮片的压力高于标准规定范围，会导致刮片对其所贴合前挡风玻璃压力及摩擦力增加，进而增加其磨损程度。耐久之后会出现刮片刮不干净、噪音变大等不良现象；当传统刮臂前端勾头施加给刮片的压力低于标准规定范围影，会导致刮片与前挡风玻璃贴合度不够，进而出现水线甚至是漏刮等刮不净现象，响驾乘人员的视野。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种压力可调节式雨刷器刮臂装置及控制方法,该装置结构简单、便于安装和实现。

本发明所采用的技术方案是：一种压力可调节式雨刷器刮臂装置，包括刮臂刮杆、刮臂壁板和刮臂臂座，其中刮臂刮杆和刮臂臂板铆接在一起，刮臂臂板和刮臂臂座转动连接，其技术要点是，还包括拉簧和带有可伸缩臂杆的伺服电机，拉簧的一端卡接在刮臂刮杆的安装孔内，拉簧的另一端卡接在可伸缩臂杆上的安装孔内，伺服电机上的固定臂杆卡接在刮臂刮板上的另一个安装孔内。

所述的伺服电机上的齿轮组件与可伸缩臂杆中的旋转蜗杆啮合连接，伺服电机上的涡轮再与比例电位器刚性连接，比例电位器的输出端连接伺服电机的信号反馈端。

所述的伺服电机、伺服电机的齿轮组件和比例电位器均设置在一个壳体内。

在刮臂臂杆的勾头上还连接有压力传感器，压力传感器的信号传输端连接伺服电机的信号输入端。

一种刮臂控制方法，采用上述压力可调节式雨刷器刮臂装置，包括以下步骤：

根据车型获取刮臂的总压力值及单位长度的刮臂所承受的单位压力值；采集勾头处压力值，与单位压力值进行比较，若二者不同，则通过改变拉簧长度调整勾头处压力，使勾头处压力趋近单位压力值。

所述的单位压力值，利用刮臂的总压力值除以刮臂的总长度获得。

所述的通过改变拉簧长度调整勾头处压力，具体包括：

若勾头处压力值小于单位压力值，则控制伺服电机顺时针旋转，伺服电机内的齿轮组件带动可伸缩拉杆负向位移，进而带动拉簧确使拉簧长度变长，调节勾头处压力值向单位压力值靠近；

若勾头处压力值大于单位压力值，则控制伺服电机逆时针旋转，伺服电机内的齿轮组件带动可伸缩拉杆正向位移，进而释放拉簧长度，调节勾头处压力值向单位压力值靠近。

本发明的有益效果是：该压力可调节式雨刷器刮臂装置及控制方法，包括拉簧和带有可伸缩臂杆的伺服电机，拉簧的一端卡接在刮臂刮杆的安装孔内，拉簧的另一端卡接在可伸缩臂杆上的安装孔内，该结构保证了雨刷器整个刮刷运动中刮臂给予的压力既不会增加其雨刷片的磨损程度，还可以保证雨刷片与汽车前挡风玻璃完美的贴合，大幅提高雨天行车的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中压力可调节式雨刷器刮臂装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中伺服电机结构示意图；

图中序号说明如下：1压力传感器、2刮臂刮杆、3刮臂臂板、4刮臂臂座、5伺服电机、6拉簧、7可伸缩臂杆、8固定臂杆、9可伸缩臂杆中的旋转蜗杆、10比例电位器、11齿轮组件。

具体实施方式

使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图1、图2和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

一种压力可调节式雨刷器刮臂装置，包括刮臂刮杆2、刮臂壁板3、刮臂臂座4、拉簧6和带有可伸缩臂杆的伺服电机5，其中刮臂刮杆2和刮臂臂板3铆接在一起，刮臂臂板3和刮臂臂座4转动连接，拉簧6的一端卡接在刮臂刮杆2的安装孔内，拉簧6的另一端卡接在可伸缩臂杆7上的安装孔内，伺服电机5上的固定臂杆8卡接在刮臂刮板3上的另一个安装孔内。

伺服电机5上的齿轮组件11与可伸缩臂杆中的旋转蜗杆9啮合连接，伺服电机5上的涡轮再与比例电位器10刚性连接，比例电位器10的输出端连接伺服电机5的信号反馈端。

伺服电机5、伺服电机齿轮组件和比例电位器10均设置在一个壳体内。在刮臂臂杆2的勾头上还连接有压力传感器1，压力传感器1的信号传输端连接伺服电机的信号输入端。

本实施例中的刮臂控制方法，应用于压力可调节式雨刷器刮臂装置，原理是：通过私服电机5调节推拉等位移物理量，选定根据弹簧劲度系数确定的拉簧，刮臂压力由拉簧长度决定，确定的压力变相的就确定了拉簧长度,公式如下：

f=k*x，

式中,f为力，k为 弹簧劲度系数，x为弹簧长度。

保证刮臂拉簧始终保持在一个长度不变的误差或者变化在误差允许范围内，进而保证刮臂施加给雨刷片的压力不变，保证刮刷质量和效果，本实施例中的刮臂控制方法，包括以下步骤：

步骤1，根据车型获取刮臂的总压力值及单位长度的刮臂所承受的单位压力值。单位压力值利用刮臂的总压力值除以刮臂的总长度获得。当雨刷片1mm长度的标准压力值为0.17N，雨刷片长度取500mm，刮臂刮杆施加给雨刷片的总压力即为85N，刮臂刮杆以及雨刷片的连接处距离刮臂臂座中心轴410mm，其所需要的力矩为：85*410*0.001=34.85Nm，拉簧材质选用琴钢丝SWRS82B，根据其固有弹性模量，故拉簧长度为68mm。

步骤2，利用压力传感器采集勾头处压力值，与步骤1中的单位压力值进行比较，若二者不同，则通过改变拉簧长度调整勾头处压力，使勾头处压力趋近单位压力值。

本实施例中的伺服电机的输出轴外套接有齿轮组件11，该齿轮组件11与伺服电机5上的涡轮啮合连接，伺服电机5上的涡轮将齿轮组件的转动转变成直线运动，套接在涡轮上的刮臂臂杆2随着涡轮的运动实现伸缩。

通过改变拉簧长度调整勾头处压力，具体包括：

若勾头处压力值小于单位压力值，则控制伺服电机顺时针旋转，伺服电机内的齿轮组件带动可伸缩拉杆负向位移，进而带动拉簧确使拉簧长度变长，调节勾头处压力值向单位压力值靠近；若勾头处压力值大于单位压力值，则控制伺服电机逆时针旋转，伺服电机内的齿轮组件带动可伸缩拉杆正向位移，进而释放拉簧长度，调节勾头处压力值向单位压力值靠近。

当雨刷器刮臂刮杆经过汽车的前挡风玻璃的不同位置时，会有不同的控制脉冲信号。信号来源为刮臂勾头处设置压力传感器反馈压力信号，勾头的压力值反映出拉簧的长度值，长度值信号通过电路板配合比例电位器转换成数字信号A/D值，比例电位器类似于一个滑动变阻器，A/D值的变化是根据比例电位器的阻值变化而变化，齿轮翻转会带动定位器转动，定位器转动，A/D采样值就不同，如果随着刮臂经过不同的位置，齿轮转动的变化，因比例电位器电阻分压，故对应的A/D值也变化；主循环里不断读取A/D采样值，反馈到私服电机中，可以调节拉簧长度。并传递给伺服电机的控制电路中，调节马达的旋转角度以及角速度，再根据齿轮组件和涡轮把旋转的角度物理量转变成推进或者回拉的位移物理量，最后再根据比例电位器进行微量调节，保证刮臂系统施加给刮片上的压力始终保持在误差允许的范围内。从而保证雨刷器整个刮刷运动中刮臂给予的压力既不会增加其雨刷片的磨损程度，还可以保证雨刷片与汽车前挡风玻璃完美的贴合，大幅提高雨天行车的安全性。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域内的熟练的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，而不背离本发明的原理和实质。本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (7)

1.一种压力可调节式雨刷器刮臂装置，包括刮臂刮杆、刮臂壁板和刮臂臂座，其中刮臂刮杆和刮臂臂板铆接在一起，刮臂臂板和刮臂臂座转动连接，其特征在于，还包括拉簧和带有可伸缩臂杆的伺服电机，拉簧的一端卡接在刮臂刮杆的安装孔内，拉簧的另一端卡接在可伸缩臂杆上的安装孔内，伺服电机上的固定臂杆卡接在刮臂刮板上的另一个安装孔内。

2.如权利要求1所述的压力可调节式雨刷器刮臂装置，其特征在于，所述的伺服电机上的齿轮组件与可伸缩臂杆中的旋转蜗杆啮合连接，伺服电机上的涡轮再与比例电位器刚性连接，比例电位器的输出端连接伺服电机的信号反馈端。

3.如权利要求1所述的压力可调节式雨刷器刮臂装置，其特征在于，伺服电机、伺服电机的齿轮组件和比例电位器均设置在一个壳体内。

4.如权利要求1～3任一权利要求所述的压力可调节式雨刷器刮臂装置，其特征在于，在刮臂臂杆的勾头上还连接有压力传感器，压力传感器的信号传输端连接伺服电机的信号输入端。

5.一种刮臂控制方法，采用如权利要求1所述的压力可调节式雨刷器刮臂装置，其特征在于，包括以下步骤：

根据车型获取刮臂的总压力值及单位长度的刮臂所承受的单位压力值；采集勾头处压力值，与单位压力值进行比较，若二者不同，则通过改变拉簧长度调整勾头处压力，使勾头处压力趋近单位压力值。

6.如权利要求5所述的刮臂控制方法，其特征在于，所述的单位压力值，利用刮臂的总压力值除以刮臂的总长度获得。

7.如权利要求5所述的刮臂控制方法，其特征在于，所述的通过改变拉簧长度调整勾头处压力，具体包括：

若勾头处压力值小于单位压力值，则控制伺服电机顺时针旋转，伺服电机内的齿轮组件带动可伸缩拉杆负向位移，进而带动拉簧确使拉簧长度变长，调节勾头处压力值向单位压力值靠近；

若勾头处压力值大于单位压力值，则控制伺服电机逆时针旋转，伺服电机内的齿轮组件带动可伸缩拉杆正向位移，进而释放拉簧长度，调节勾头处压力值向单位压力值靠近。