CN205930644U - 一种机车用电动刮雨系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机车用电动刮雨系统，包括传动单元、刮刷单元和控制单元，所述的控制单元包括微处理器、控制开关、第一控制模块和第二控制模块，控制开关通过开关量采集模块与微处理器的输入端连接，第一控制模块和第二控制模块均与微处理器通信连接；本实用新型将传统的机车刮雨器系统中的气动马达和气动水泵等替换为电机驱动，由于电动刮雨系统不必使用密封件，因此解决了传统的机车刮雨器系统中存在的密封性能差的问题；本实用新型采用了两个无刷电机，且两个无刷电机能够被同一微处理器控制，同步运行，突破了传统的机车刮雨器系统中只能采用一个刮雨器的技术缺陷，同时还能够保证两个刮刷单元同步运行，互不干扰。

Description

一种机车用电动刮雨系统

技术领域

本实用新型涉及电动刮雨器领域，尤其涉及一种机车用电动刮雨系统。

背景技术

刮雨器又称为刮水器、雨刮器或挡风玻璃雨刷，是用来刮除附着于车辆挡风玻璃上的雨点及灰尘的设备，以改善驾驶人的能见度，增加行车安全；依法律要求，几乎所有地方的汽车都带有雨刷；除此之外，其他运输工具也设置了雨刷，像是火车、电车等；目前我国铁路运输业正在快速发展，对机车安全运行性提出了更高的要求，实现机车刮雨器通用、智能、全幅、无故障成为了机车刮雨器的最新要求。

现代铁路机车和动车组的刮雨器装置多采用气动，动力来源为空气压缩。气动刮雨器存在以下缺陷：第一是气动刮雨器装置密封性能差，容易造成气源不稳定；第二是气动刮雨器装置结构复杂，维护性能差，储气罐需要定期排水，操作繁琐；由于上述缺陷，所以必须研制一种新的机车刮雨器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种机车用电动刮雨系统，以解决背景技术中所述的传统的气动刮雨器装置存在的缺陷。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种机车用电动刮雨系统，包括电机、传动单元、刮刷单元、喷淋水管、穿墙接头、注水管、水箱、水泵和输水管，注水管用于向水箱内添加液体，输水管出水口通过穿墙接头与喷淋水管连通；还包括控制单元，所述的电机包括完全相同的第一无刷电机和第二无刷电机，所述的传动单元包括完全相同的第一传动模块和第二传动模块，所述的刮刷单元包括完全相同的第一刮刷模块和第二刮刷模块，第一无刷电机在控制单元的控制下通过第一传动模块控制第一刮刷模块动作，第二无刷电机在控制单元的控制下通过第二传动模块控制第二刮刷模块动作；

所述的控制单元包括微处理器、控制开关、第一控制模块和第二控制模块，控制开关通过开关量采集模块与微处理器的输入端连接，第一控制模块和第二控制模块均与微处理器通信连接；

其中，第一控制模块包括PWM调制电路、三角波发生器、信号分配器、门极驱动电路、三相六臂逆变器、相位传感器、速度传感器和电流传感器构成；微处理器的输出端与PWM调制电路的输入端连接，PWM调制电路的输出端与信号分配器的输入端连接，三角波发生器的输入端与微处理器的输出端连接，三角波发生器的输出端与PWM调制电路的输入端连接，信号分配器的输出端与门极驱动电路的输入端连接，门极驱动电路的输出端与三相六臂逆变器的输入端连接，三相六臂逆变器的输出端与无刷电机的输入端连接；所述的相位传感器和速度传感器均固定在第一无刷电机的转子上，相位传感器、速度传感器和电流传感器的输出端均与微处理器的输入端连接；相位传感器用于采集无刷电机的转子的相位信号，速度传感器用于采集无刷电机转子的速度信号，电流传感器用于采集无刷电机的电流信号；

第二控制模块和第一控制模块的结构和连接关系均完全相同。

所述的控制单元还包括雨量传感器，雨量传感器安装在机车的前挡风玻璃上，雨量传感器的输出端与微处理器的输入端连接。

所述的微处理器采用工业计算机。

所述的相位传感器采用霍尔传感器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型所述的机车用电动刮雨系统，将传统的机车刮雨器系统中的气动马达和气动水泵等替换为电机驱动，由于电动刮雨系统不必使用密封件，因此解决了传统的机车刮雨器系统中存在的密封性能差的问题；本实用新型所述的机车用电动刮雨系统，采用了两个无刷电机，且两个无刷电机能够被同一微处理器控制，同步运行，突破了传统的机车刮雨器系统中只能采用一个刮雨器的技术缺陷，同时还能够保证两个刮刷单元同步运行，互不干扰；本实用新型所述的机车用电动刮雨系统结构简单、性能稳定且成本较低，相比于传统的气动刮雨器装置，操作简单，且更易维护。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所述的控制单元的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示：本实用新型所述的机车用电动刮雨系统，包括电机、传动单元、刮刷单元、喷淋水管、穿墙接头、注水管、水箱、水泵和输水管，注水管用于向水箱内添加液体，输水管出水口通过穿墙接头与喷淋水管连通；本实用新型所述的机车用电动刮雨系统还包括控制单元，所述的电机包括完全相同的第一无刷电机和第二无刷电机，所述的传动单元包括完全相同的第一传动模块和第二传动模块，所述的刮刷单元包括完全相同的第一刮刷模块和第二刮刷模块，第一无刷电机在控制单元的控制下通过第一传动模块控制第一刮刷模块动作，第二无刷电机在控制单元的控制下通过第二传动模块控制第二刮刷模块动作；

所述的控制单元包括微处理器、控制开关、第一控制模块和第二控制模块，控制开关通过开关量采集模块与微处理器的输入端连接，第一控制模块和第二控制模块均与微处理器通信连接；

其中，第一控制模块包括PWM调制电路、三角波发生器、信号分配器、门极驱动电路、三相六臂逆变器、相位传感器、速度传感器和电流传感器构成；所述的相位传感器采用霍尔传感器；微处理器的输出端与PWM调制电路的输入端连接，PWM调制电路的输出端与信号分配器的输入端连接，三角波发生器的输入端与微处理器的输出端连接，三角波发生器的输出端与PWM调制电路的输入端连接，信号分配器的输出端与门极驱动电路的输入端连接，门极驱动电路的输出端与三相六臂逆变器的输入端连接，三相六臂逆变器的输出端与无刷电机的输入端连接；所述的霍尔传感器、速度传感器和电流传感器均固定在第一无刷电机的转子上，霍尔传感器、速度传感器和电流传感器的输出端均与微处理器的输入端连接；霍尔传感器用于采集无刷电机的转子的相位信号，速度传感器用于采集无刷电机转子的速度信号，电流传感器用于采集无刷电机的电流信号；

第二控制模块和第一控制模块的结构和连接关系均完全相同。

所述的控制单元还包括雨量传感器，雨量传感器安装在机车前挡风玻璃上，雨量传感器的输出端通过放大、整形和滤波等电路与微处理器的输入端连接，雨量传感器用于采集雨量信号并将雨量信号发送给微处理器。

所述的控制开关包括关断、复位、喷淋、间歇、中速、高速和自动六个状态；

利用控制开关控制第一无刷电机和第二无刷电机作出相应的动作时，首先微处理器通过开关量采集模块判断控制开关的动作，然后微处理器根据微处理器内部的时钟信号模块发出一个同步信号，通过第一控制模块和第二控制模块同步控制第一无刷电机和第二无刷电机动作；由于微处理器通过第一控制模块和第二控制模块分别控制第一无刷电机和第二无刷电机的过程完全相同，所以下面只对微处理器通过第一控制模块控制第一无刷电机的过程进行描述；微处理器通过开关量采集模块判断开关量信号属于现有成熟技术，这里不再赘述；

当控制开关处于关断、中速或高速状态时，控制开关通过开关量信号采集模块向微处理器发送相应的第一无刷电机启动电信号、第一无刷电机中速运转电信号或第一无刷电机高速运转信号，微处理器根据这些信号控制三角波发生器发出相应的信号对PWM调制电路进行相应的脉宽调制，然后通过门极驱动电路和三相六臂逆变器驱动无刷电机作出相应的动作；在此过程中，霍尔传感器、速度传感器和电流传感器分别采集无刷电机转子的相位信号、速度信号和电流信号并将之发送给微处理器，微处理器根据传感器和微处理器反馈的相位信号、速度信号和电流信号对PWM调制电路产生的脉宽调制信号进行调节，保证微处理器能够精确的对无刷电机的运行速度和相位进行精确的调节；利用微处理器、三角波发生器和PWM调制电路控制无刷电机的运行也属于现有成熟技术，这里不再赘述；

当微处理器接收到控制开关发送的复位信号时，微处理器首先接收速度传感器发送的无刷电机转子转过角度的感应信号，经过整形、滤波和放大后传输给PWM调制电路进行脉宽调制，然后控制直流无刷电机转子回零；

当微处理器接收到控制开关发送的喷淋信号时，微处理器控制通过水泵控制电路控制与微处理器连接的水泵动作，并通过喷淋水管进行喷淋工作；

当微处理器接收到控制开关发送的自动信号时，微处理器能够根据霍尔传感器、速度传感器、电流传感器和雨量传感器发送的相位、转速、电流和雨量信号自动对无刷电机进行控制。

利用微处理器和传感器以及PWM调制电路对无刷电机的转子进行控制属于现有成熟技术，这里不再赘述；

本实用新型所述的机车用电动刮雨系统，将传统的机车刮雨器系统中的气动马达和气动水泵等替换为电机驱动，由于电动刮雨系统不必使用密封件，因此解决了传统的机车刮雨器系统中存在的密封性能差的问题；本实用新型所述的机车用电动刮雨系统，采用了两个无刷电机，且两个无刷电机能够被同一微处理器控制，同步运行，突破了传统的机车刮雨器系统中只能采用一个刮雨器的技术缺陷，同时还能够保证两个刮刷单元同步运行，互不干扰；本实用新型所述的机车用电动刮雨系统结构简单、性能稳定且成本较低，相比于传统的气动刮雨器装置，操作简单，且更易维护。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种机车用电动刮雨系统，包括电机、传动单元、刮刷单元、喷淋水管、穿墙接头、注水管、水箱、水泵和输水管，注水管用于向水箱内添加液体，输水管出水口通过穿墙接头与喷淋水管连通；其特征在于：还包括控制单元，所述的电机包括完全相同的第一无刷电机和第二无刷电机，所述的传动单元包括完全相同的第一传动模块和第二传动模块，所述的刮刷单元包括完全相同的第一刮刷模块和第二刮刷模块，第一无刷电机在控制单元的控制下通过第一传动模块控制第一刮刷模块动作，第二无刷电机在控制单元的控制下通过第二传动模块控制第二刮刷模块动作；

所述的控制单元包括微处理器、控制开关、第一控制模块和第二控制模块，控制开关通过开关量采集模块与微处理器的输入端连接，第一控制模块和第二控制模块均与微处理器通信连接；

其中，第一控制模块包括PWM调制电路、三角波发生器、信号分配器、门极驱动电路、三相六臂逆变器、相位传感器、速度传感器和电流传感器构成；微处理器的输出端与PWM调制电路的输入端连接，PWM调制电路的输出端与信号分配器的输入端连接，三角波发生器的输入端与微处理器的输出端连接，三角波发生器的输出端与PWM调制电路的输入端连接，信号分配器的输出端与门极驱动电路的输入端连接，门极驱动电路的输出端与三相六臂逆变器的输入端连接，三相六臂逆变器的输出端与无刷电机的输入端连接；所述的相位传感器和速度传感器均固定在第一无刷电机的转子上，相位传感器、速度传感器和电流传感器的输出端均与微处理器的输入端连接；相位传感器用于采集无刷电机的转子的相位信号，速度传感器用于采集无刷电机转子的速度信号，电流传感器用于采集无刷电机的电流信号；

第二控制模块和第一控制模块的结构和连接关系均完全相同。

2.根据权利要求1所述的一种机车用电动刮雨系统，其特征在于：所述的控制单元还包括雨量传感器，雨量传感器安装在机车的前挡风玻璃上，雨量传感器的输出端与微处理器的输入端连接。

3.根据权利要求1所述的一种机车用电动刮雨系统，其特征在于：所述的微处理器采用工业计算机。

4.根据权利要求1所述的一种机车用电动刮雨系统，其特征在于：所述的相位传感器采用霍尔传感器。