CN204674543U - 一种风挡雨刷同步控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种风挡雨刷同步控制系统，包括第一雨刷操作模块和第二雨刷操作模块，第一雨刷操作模块通过通信接口与第一控制模块连接，第二雨刷操作模块通过通信接口与第二控制模块连接，第一控制模块依次连接有第一电机驱动模块和第一电机，第二控制模块依次连接有第二电机驱动模块和第二电机；第一电机内设置有与第一控制模块连接的第一旋转位置传感器和第一止位传感器，第二电机内设置有与第二控制模块连接的第二旋转位置传感器和第二止位传感器。
Description
技术领域
本实用新型属于民用航空技术领域，具体涉及一种风挡雨刷同步控制系统。
背景技术
雨刷是飞机电子产品中重要的安全设备之一，是飞机防雨系统的重要组成部分，它给飞行员在雨天行驶中带来了安全和便利。在雨天行驶中，雨刷清理了风挡玻璃上的积水，为飞行员提供了更清晰的视野。随着技术的发展，要求也不断提高，现代的雨刷产品己经逐渐向智能化发展。
随着航空技术的发展，飞机作为一种运输工具越来越普及，飞机在雨中飞行时，雨对飞机产生的影响是显而易见的，它妨碍飞行员的观察，特别是在降落滑行时，由于视野的模糊，飞行员一不小心就可能使飞机冲出跑道。民用航空规章中对除雨设备有明确的要求：“对于降水情况，采用下列规定：飞机必须具有措施使风挡在降水过程中保持有一个清晰的部分，足以使两名飞行员在飞机各种正常姿态下沿飞行航迹均有充分宽阔的视界。此措施必须设计成在下列情况中均有效，而无需机组成员不断关注。”为此，必须在飞机上配置防雨系统。民航客机的驾驶舱外部的防雨系统，一般只在飞机起飞和降落时启动，在高空没有积雨云，无需使用，低空飞行的时候机头会将空气推开，几乎没有水落到风挡上，也无需使用。
某型飞机的风挡雨刷工作，原先由一个四位开关控制，后来为了提高安全性，避免因操纵开关故障而使两个风挡雨刷都不能工作，因而改为由两个四位开关分别各自操纵一个雨刷，没有实现雨刷的通信及同步控制，现迫切需要实现两个风挡雨刷的同步控制。
某型客机风挡雨刷系统在试飞时出现如下故障：当客机飞行速度达到150km及以上时，停放在客机风挡玻璃下边缘的雨刷系统出现上飘现象，上飘的距离约有20cm。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种风挡雨刷同步控制系统，实现飞机前档上两个风挡雨刷同步工作或者分别独立工作，实现精确的同步定位控制。
本实用新型所采用的技术方案是，一种风挡雨刷同步控制系统，包括第一雨刷操作模块和第二雨刷操作模块，第一雨刷操作模块通过通信接口与第一控制模块连接，第二雨刷操作模块通过通信接口与第二控制模块连接，第一控制模块依次连接有第一电机驱动模块和第一电机，第二控制模块依次连接有第二电机驱动模块和第二电机；第一电机内设置有与第一控制模块连接的第一旋转位置传感器和第一止位传感器，第二电机内设置有与第二控制模块连接的第二旋转位置传感器和第二止位传感器；第一控制模块、第一电机驱动模块、第二控制模块和第二电机驱动模块与均电源模块连接。
本实用新型还具有以下特点：
第一雨刷操作模块和第二雨刷操作模块均为设置有停止、间歇、低速、高速四个档位的雨刷器控制杆。
通信接口采用RS485通信接口。
第一控制模块和第二控制模块均采用STM32系列芯片。
第一电机驱动模块和第二电机驱动模块均采用全集成IGBT电机驱动模块。
第一电机和第二电机均采用直流无刷电机。
第一旋转位置传感器和第二旋转位置传感器均采用霍尔型旋转位置传感器。
第一止位传感器和第二止位传感器均采用反射式光电传感器。
第一电机和第二电机均设置有热保护器。
本实用新型的有益效果是：1)实现飞机左、右风挡雨刷可单独工作在停止、间歇、低速、高速等状态。2)实现飞机左右风挡雨刷的完全同步控制，若遇到外部阻力等因素影响正常运转后导致雨刷不同步时，能够自动调节到同步。3)在发生故障的情况下，雨刷无法工作时，能够自动复位，并发出警报。
附图说明
图1是本实用新型的风挡雨刷同步控制系统的结构示意图。
图中，1.第一雨刷操作模块，2.第二雨刷操作模块，3.通信接口，4.第一控制模块，5.第二控制模块，6.第一电机驱动模块，7.第一电机，8.第二电机驱动模块，9.第二电机，10.第一止位传感器，11.第一旋转位置传感器，12.第二止位传感器，13.第二旋转位置传感器，14.电源模块，15.第一热保护器，16.第二热保护器。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。
参照附图1，为本实用新型的风挡雨刷同步控制系统，包括第一雨刷操作模块1和第二雨刷操作模块2，第一雨刷操作模块1通过通信接口3与第一控制模块4连接，第二雨刷操作模块2通过通信接口3与第二控制模块5连接，第一控制模块4依次连接有第一电机驱动模块6和第一电机7，第二控制模块5依次连接有第二电机驱动模块8和第二电机9；第一电机7内设置有与第一控制模块4连接的第一旋转位置传感器11和第一止位传感器10，第二电机9内设置有与第二控制模块5连接的第二旋转位置传感器13和第二止位传感器12；第一控制模块4、第一电机驱动模块6、第二控制模块5和第二电机驱动模块8均与电源模块14连接。
第一雨刷操作模块1和第二雨刷操作模块2均为设置有停止、间歇、低速、高速四个档位的雨刷器控制杆。
通信接口采用RS485通信接口。
第一控制模块4和第二控制模块5均采用STM32系列芯片，完成对雨刷电机的运动控制、精确定位算法、协同运转控制、协作通信、传感测量、电机过热保护处理等功能。
第一电机驱动模块6和第二电机驱动模块8均采用全集成IGBT电机驱动模块，可以有效减少电路板的面积，重量也轻，并具有过热保护等功能，完全满足中功率无刷直流电机的驱动和保护功能。
第一电机7和第二电机9均采用直流无刷电机。
第一旋转位置传感器11和第二旋转位置传感器13均采用霍尔型旋转位置传感器，控制模块通过该传感器反馈的位置信息对雨刷的运动状态进行精确控制，实现双雨刷的同步协作控制功能。
第一止位传感器10和第二止位传感器12均采用反射式光电传感器。
第一电机7和第二电机9分别设置有第一热保护器15和第二热保护器16，当电机过载时，控制电机切断电源，防止电机过热损坏，当过载消除后可自动恢复正常工作。
本实用新型的工作原理为：两个雨刷单独受各自对应的操作模块、控制模块、电机驱动模块、两个传感器和电机的控制。
第一雨刷操作模块1传达操作指令后，经通信接口3传输数据给第一控制模块4，第一控制模块4控制第一电机驱动模块6，进而控制第一电机7的转动，带动第一雨刷工作；第一电机旋转位置传感器11和第一止位传感器10接收到信号后传送给第一控制模块4，进而控制第一雨刷的运动。
同理，第二雨刷操作模块2传达操作指令后，经通信接口3传输数据给第二控制模块5，第二控制模块5控制第二电机驱动模块8，进而控制第二电机9的转动，带动第二雨刷工作。第二电机旋转位置传感器13和第二止位传感器12接收到信号后传送给第二控制模块5，进而控制第二雨刷的运动。
本实用新型的风挡雨刷同步控制系统按照控制方式分为单控模式和同步模式。
单控模式：当任何一个雨刷操作模块在间歇、低速、高速三种状态时，其对应的控制模块控制相应的电机驱动模块，使相应的电机按照标准的运转周期转动。当任何一个雨刷操作模块在停止状态时，其对应的控制模块控制相应的电机驱动模块，使相应的电机反向运转，直至雨刷运转到风挡下沿接触到止位传感器，在对应的控制模块控制下便会停止运动。两个雨刷便可实现单独动作或同时(不同步)动作。
同步模式：当两个操作模块的开关状态相同时，两个雨刷将按照对应的操作模块的开关状态同步工作，两个雨刷的转动方向可以是同向或相向。
在由单控模式转换为同步模式时，第一循环后先回到起始位的雨刷，其对应的电机内的电机旋转位置传感器将信号反馈给相应的控制模块，进而控制该雨刷停止运动，在起始位等待，当另一个雨刷也回到起始位后再重新启动两个雨刷同步运行。
在同步模式中，两个雨刷运转中若遇到外部阻力等因素影响正常远转后导致雨刷不同步时，先回到起始位的雨刷将在起始位等待，当另一个雨刷也回到起始位后再重新启动两个雨刷同步运行。若受阻的雨刷经过长时间仍无法回到起始位时，在电机旋转位置传感器的作用下，控制模块调节两个雨刷都回到复位位置，并停止工作。
本实用新型的软件部分采用模块化设计，主要由BLDC电机的驱动控制算法、传感器信号读取和数据转换、电机启动、停止、加减速、换向等运算控制、电机调速控制、双电机协作同步控制算法、双机协作通信、操作控制指令读取、电机安全保护测量等功能组成，便于扩展升级。
本实用新型并不局限于上述的具体实施方式。上述的具体实施方式是示意性的，并不是限制性的。凡是采用本实用新型的控制系统，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，所有具体拓展均属本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种风挡雨刷同步控制系统，其特征在于，包括第一雨刷操作模块(1)和第二雨刷操作模块(2)，第一雨刷操作模块(1)通过通信接口(3)与第一控制模块(4)连接，第二雨刷操作模块(2)通过通信接口(3)与第二控制模块(5)连接，第一控制模块(4)依次连接有第一电机驱动模块(6)和第一电机(7)，第二控制模块(5)依次连接有第二电机驱动模块(8)和第二电机(9)；第一电机(7)内设置有与第一控制模块(4)连接的第一旋转位置传感器(11)和第一止位传感器(10)，第二电机(9)内设置有与第二控制模块(5)连接的第二旋转位置传感器(13)和第二止位传感器(12)；第一控制模块(4)、第一电机驱动模块(6)、第二控制模块(5)和第二电机驱动模块(8)均与电源模块(14)连接。
2.根据权利要求1所述的风挡雨刷同步控制系统，其特征在于，第一雨刷操作模块(1)和第二雨刷操作模块(2)均为设置有停止、间歇、低速、高速四个档位的雨刷器控制杆。
3.根据权利要求1所述的风挡雨刷同步控制系统，其特征在于，所述通信接口(3)采用RS485通信接口。
4.根据权利要求1所述的风挡雨刷同步控制系统，其特征在于，所述第一控制模块(4)和第二控制模块(5)均采用STM32系列芯片。
5.根据权利要求1所述的风挡雨刷同步控制系统，其特征在于，所述第一电机驱动模块(6)和第二电机驱动模块(8)均采用全集成IGBT电机驱动模块。
6.根据权利要求1所述的风挡雨刷同步控制系统，其特征在于，所述第一电机(7)和第二电机(9)均采用直流无刷电机。
7.根据权利要求1所述的风挡雨刷同步控制系统，其特征在于，所述第一旋转位置传感器(11)和第二旋转位置传感器(13)均采用霍尔型旋转位置传感器。
8.根据权利要求1所述的风挡雨刷同步控制系统，其特征在于，所述第一电机(7)和第二电机(9)均设置有热保护器。
9.根据权利要求1所述的风挡雨刷同步控制系统，其特征在于，所述第一止位传感器(10)和第二止位传感器(12)均采用反射式光电传感器。
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