CN111114249A - 一种超声振动式前挡风玻璃 - Google Patents

Abstract

一种超声振动式前挡风玻璃。前挡风玻璃在雨水天气下使用时雨水附着在前挡风玻璃上影响驾驶，雨刷清扫限度有限，尤其低速行驶时存在难以克服的模糊驾驶视线的问题。本发明包括复合玻璃体和超声振动总成，复合玻璃体包括内层玻璃体、防爆层、外层玻璃体、降噪层和振动层，所述内层玻璃体、防爆层、外层玻璃体、降噪层和振动片从内至外依次贴合为一体，超声振动总成包括连接带和数个超声波换能器，连接带沿复合玻璃体的四周方向设置在复合玻璃体上，数个超声波换能器沿连接带的长度方向均布在连接带上，每个超声波换能器贴紧在复合玻璃体中的振动片上。本发明用于汽车。

Description

一种超声振动式前挡风玻璃

技术领域

本发明涉及一种前挡风玻璃，具体涉及一种超声振动式前挡风玻璃。

背景技术

在雨天或雾天驾驶车辆时，前挡风玻璃上出现雨水附着且起雾现象是一直困扰驾驶员的难题之一。前挡风玻璃一旦起雾视线就会受阻，看不清路实在是非常危险，起雾的原因其实很简单，就是车内外空气一冷一热，空气在挡风玻璃上凝结成水，从而导致了起雾。一般来说最简单的处理方法就是利用我们车辆上的空调进行除雾，把空调出风设置为吹前挡风玻璃，热车的时间稍微长一点，直到空调可以启动为止。然后开空调吹一会，这样就能除雾，但这样耗费能源大且见效慢，即便用一些除雾喷雾也难以从根源上解决起雾问题，导致影响安全驾驶的隐患一直存在，同时，挡风玻璃在雨水天气下使用时雨水附着在前挡风玻璃上影响驾驶，雨刷清扫限度有限，尤其低速行驶时存在难以克服的模糊驾驶视线的问题，驾驶视线因雨水和雾气影响的隐患未能解决。

发明内容：

针对上述问题，本发明公开了一种超声振动式前挡风玻璃。

本发明所采用的技术方案为：

一种超声振动式前挡风玻璃，包括复合玻璃体和超声振动总成，复合玻璃体包括内层玻璃体、防爆层、外层玻璃体、降噪层和振动层，所述内层玻璃体、防爆层、外层玻璃体、降噪层和振动片从内至外依次贴合为一体，超声振动总成包括连接带和数个超声波换能器，连接带沿复合玻璃体的四周方向设置在复合玻璃体上，数个超声波换能器沿连接带的长度方向均布在连接带上，每个超声波换能器贴紧在复合玻璃体中的振动片上。

作为优选方案：超声波换能器包括外壳、导电片、接线板、导电柱、压电片和隔热片，所述外壳的下端为密封端，外壳的上端为配合信号电缆设置的敞口端，外壳内从上至下依次水平设置有导电片、接线板、压电片和隔热片，接线板和压电片之间设置有导电柱，信号电缆穿过外壳的敞口端与导电片相连接，外壳密封端的外端面为辐射面。

作为优选方案：外壳内的底部设置有橡胶套，橡胶套套装在导电柱和压电片上，橡胶套的顶端与接线板的下端间隙配合。

作为优选方案：超声振动总成与车体内置的蓄电池相连接。

作为优选方案：超声振动总成配合设置有若干个鼓风机，每个鼓风机配合连通有风道，风道的出风口朝向振动片设置。

作为优选方案：降噪层为硫化橡胶层。

作为优选方案：振动片为透明陶瓷振片。

本发明的有益效果为：

一、本发明结构简单，通过复合玻璃体和超声振动总成相配合实现驾驶过程中的除雨水过程。多个超声波换能器的共同震动带动复合玻璃体中的振动片产生高频振动以达到清理雨水以及污渍的效果。

二、本发明还能够实现雨水快速雾化的过程，除雾过程快捷且不遮挡驾驶员视线，实现车内快速降温，确保驾驶安全性。

三、本发明还能够配合雨刷实现全面且快速清洁前挡风玻璃的过程，超声振动总成带动复合玻璃体上的振动片共振实现清理雨水或杂物的过程，同时也会减弱雾化雨水附着在振动层上，通过鼓风机吹复合玻璃体以全面彻底消除雾气。

四、本发明采用膜片振动原理实现过程简单且直接，实现除雨过程相较于现有玻璃材质的能耗低。

五、本发明的清洁效果可靠且稳定，适于推广。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为复合玻璃体的主视结构剖面图；

图2为超声波换能器的主视结构剖面图；

图3为超声振动总成的主视结构示意图；

图4为超声波换能器的振动原理示意图，图中波浪形箭头为振动片的振动方向，直线箭头所指位置为交流电的供电位置；

图5为本发明的工作原理示意图；

图6为本发明的使用状态图。

图中标注如下：

1-复合玻璃体；1-2-内层玻璃体；1-3-防爆层；1-4-外层玻璃体；1-5-降噪层；1-6-振动层；2-超声振动总成；3-连接带；6-超声波换能器；6-1-外壳；6-2-导电片；6-3-接线板；6-4-导电柱；6-5-压电片；6-6-隔热片；6-7-橡胶套；7-信号电缆；8-鼓风机；9-风道；10-激励电路模块；11-清洗液盒；12-蓄电池；13-交流电。

具体实施方式：

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本发明。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4、图5和图6说明本实施方式，本实施方式包括复合玻璃体1和超声振动总成2，复合玻璃体1包括内层玻璃体1-2、防爆层1-3、外层玻璃体1-4、降噪层1-5和振动层1-6，所述内层玻璃体1-2、防爆层1-3、外层玻璃体1-4、降噪层1-5和振动片1-6从内至外依次贴合为一体，超声振动总成2包括连接带3和数个超声波换能器6，连接带3沿复合玻璃体1的四周方向设置在复合玻璃体1上，数个超声波换能器6沿连接带3的长度方向均布在连接带3上，每个超声波换能器6贴紧在复合玻璃体1中的振动片1-6上。

本发明采用膜片振动原理相比玻璃材质需要能耗低且见效快。

本发明中利用超声波换能器6振动能够调节其频率，在雨滴雾化率不够的情况通过改变雨滴的流动方向，从而达到驾驶时的视野要求。

本发明中振动层1-6在超声波换能器6的带动下产生的振动为高频振动。

具体实施方式二：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，超声波换能器6包括外壳6-1、导电片6-2、接线板6-3、导电柱6-4、压电片6-5和隔热片6-6，所述外壳6-1的下端为密封端，外壳6-1的上端为配合信号电缆7设置的敞口端，外壳6-1内从上至下依次水平设置有导电片6-2、接线板6-3、压电片6-5和隔热片6-6，接线板6-3和压电片6-5之间设置有导电柱6-4，信号电缆7穿过外壳6-1的敞口端与导电片6-2相连接，外壳6-1密封端的外端面为辐射面。

进一步的，通过样品试验得到的最佳辐射面的形状为圆形，通过样品测试得到辐射面的最佳直径的取值为3.5cm，外壳6-1的最佳高度取值为5.3cm。

进一步的，超声波换能器6选用50w超声波换能器，超声波换能器6配合的最佳线路板为40K线路板。

进一步的，外壳6-1的辐射面贴紧振动片1-6的外端面设置，如图4所示，超声波换能器6振动带动振动片1-6同步振动，振动片1-6为多个振动块组成的片体，相连振动块之间存在振动空隙，振动片1-6连通交流电13，使其实现高频振动过程。

具体实施方式三：本实施方式为具体实施方式一或二的进一步限定，外壳6-1内的底部设置有橡胶套6-7，橡胶套6-7套装在导电柱6-4和压电片6-5上，橡胶套6-7的顶端与接线板6-3的下端间隙配合。

本实施方式中橡胶套6-7套装在导电柱6-4和压电片6-5，起到覆盖在导电柱6-4和压电片6-5上。橡胶套6-7套装在导电柱6-4上，其覆盖导电柱6-4的长度不超过导电柱6-4总长度的一半。

本实施方式中橡胶套6-7用来吸收辐射面震动产生的噪音和给予辐射震动面的反馈力，确保振动片1-6始终保持高频振动。

具体实施方式四：本实施方式为具体实施方式一的进一步限定，超声振动总成2与车体内置的蓄电池12相连接。蓄电池12为超声振动总成2提供动力来源。蓄电池12通过控制器与超声振动总成2，超声振动总成2的开启和闭合通过控制器控制蓄电池12，从而根据需求灵活开启和闭合超声振动总成2。

进一步的，控制器内设置有电路板，电路板为现有40K线路板。电路板通过激励电路模块10实现超声振动总成2和蓄电池12之间的有效控制。激励电路模块10为现有电路。

本实施方式中超声振动总成2的振动原理为首先输入220V的电源到两个双输出正负电压变压器，两个双输出正负电压变压器分别为一个调高频率何一个调低频率变压器，再通过单片机处理，传送到正弦波发生器上，最后通过功率放大器输出到超声振动总成2中的数个超声波换能器6上，产生正弦波振动信号从而实现超声波换能器6的振动。

具体实施方式五：本实施方式为具体实施方式一、二、三或四的进一步限定，如图5所示，超声振动总成2配合设置有若干个鼓风机8，每个鼓风机8配合连通有风道9，风道9的出风口朝向振动片1-6设置。

进一步的，鼓风机8为现有产品，车体自带鼓风机即可。鼓风机8配合设置有朝向复合玻璃体1设置的风道9，风道9的一端为进风口，该端与鼓风机8的出风口相连通，风道9的另一端为出风口，该端朝向振动片1-6设置，实现快速且有效的减轻雾气附着在复合玻璃体1上的程度，使视野尽快明朗化。

进一步的，鼓风机8还与车体中清洗液盒11相连通，实现吹到复合玻璃体1的风流中带有清洗液，增强对复合玻璃体1的清洗效果。

具体实施方式六：本实施方式为具体实施方式一、二、三、四或五的进一步限定，降噪层1-5为硫化橡胶层。硫化橡胶层的设置能够为车辆提供更加安全的NVH保障。

具体实施方式七：本实施方式为具体实施方式一、二、三、四、五或六的进一步限定，振动片1-6为透明陶瓷振片。透明陶瓷振片的透明度、强度、硬度都高于普通玻璃，其为现有材料制成的片体。选用这种材料不仅能够提高复合玻璃体1的耐划性，还能够提供更好的隔热性能，为车内降温也带来优势。

具体实施方式八：本实施方式为具体实施方式一、二、三、四、五、六或七的进一步限定，本实施方式中超声振动总成2的开启方式为开关控制，开关设置在车内。

具体实施方式九：本实施方式为具体实施方式四的进一步限定，本实施方式中超声振动总成2的开启方式为车速控制开启和闭合，振动片1-6高频振动时能够将雨水雾化。车内设置测速传感器，其与控制器相连接，且当车辆行驶时速低于40公里每小时时，测速传感器检测到信号，传递给控制器，控制器控制空调鼓风机8启动，空调鼓风机8通过风道9提供车外空气流速加速，车辆低速行驶时将雾化的水快速吹散，能够确保驾驶员在低速行驶时获得更清晰的视野；当高于40公里每小时时自动关闭由此时汽车外自身的风速将雾化的雨水快速吹散。

工作过程：

首先由汽车自带的蓄电池12提供电能，在蓄电池12提供的动力下位于连接带3上的数个超声波换能器6产生振动，通过多个超声波换能器6的共同震动带动复合玻璃体1最外层的振动层1-6产生振动以实现清理雨水以及污渍的过程。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种超声振动式前挡风玻璃，其特征在于：包括复合玻璃体(1)和超声振动总成(2)，复合玻璃体(1)包括内层玻璃体(1-2)、防爆层(1-3)、外层玻璃体(1-4)、降噪层(1-5)和振动层(1-6)，所述内层玻璃体(1-2)、防爆层(1-3)、外层玻璃体(1-4)、降噪层(1-5)和振动片(1-6)从内至外依次贴合为一体，超声振动总成(2)包括连接带(3)和数个超声波换能器(6)，连接带(3)沿复合玻璃体(1)的四周方向设置在复合玻璃体(1)上，数个超声波换能器(6)沿连接带(3)的长度方向均布在连接带(3)上，每个超声波换能器(6)贴紧在复合玻璃体(1)中的振动片(1-6)上。

2.根据权利要求1所述的一种超声振动式前挡风玻璃，其特征在于：超声波换能器(6)包括外壳(6-1)、导电片(6-2)、接线板(6-3)、导电柱(6-4)、压电片(6-5)和隔热片(6-6)，所述外壳(6-1)的下端为密封端，外壳(6-1)的上端为配合信号电缆(7)设置的敞口端，外壳(6-1)内从上至下依次水平设置有导电片(6-2)、接线板(6-3)、压电片(6-5)和隔热片(6-6)，接线板(6-3)和压电片(6-5)之间设置有导电柱(6-4)，信号电缆(7)穿过外壳(6-1)的敞口端与导电片(6-2)相连接，外壳(6-1)密封端的外端面为辐射面。

3.根据权利要求2所述的一种超声振动式前挡风玻璃，其特征在于：外壳(6-1)内的底部设置有橡胶套(6-7)，橡胶套(6-7)套装在导电柱(6-4)和压电片(6-5)上，橡胶套(6-7)的顶端与接线板(6-3)的下端间隙配合。

4.根据权利要求1所述的一种超声振动式前挡风玻璃，其特征在于：超声振动总成(2)与车体内置的蓄电池(12)相连接。

5.根据权利要求1所述的一种超声振动式前挡风玻璃，其特征在于：超声振动总成(2)配合设置有若干个鼓风机(8)，每个鼓风机(8)配合连通有风道(9)，风道(9)的出风口朝向振动片(1-6)设置。

6.根据权利要求1所述的一种超声振动式前挡风玻璃，其特征在于：降噪层(1-5)为硫化橡胶层。

7.根据权利要求1所述的一种超声振动式前挡风玻璃，其特征在于：振动片(1-6)为透明陶瓷振片。

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