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      一種汽車電動導(dǎo)軌后視鏡雨刷的設(shè)計(jì)

      2010-03-03 03:31:20白斌
      關(guān)鍵詞:雨刷搖桿后視鏡

      白斌

      (湖北汽車工業(yè)學(xué)院 汽車工程系,湖北 十堰 442002)

      一種汽車電動導(dǎo)軌后視鏡雨刷的設(shè)計(jì)

      白斌

      (湖北汽車工業(yè)學(xué)院 汽車工程系,湖北 十堰 442002)

      在研究常規(guī)汽車后視鏡的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種用于防止雨天后視鏡視線模糊的雨刷。該雨刷能夠在一定程度上解決雨水沖刷后視鏡造成的安全隱患問題。

      汽車后視鏡;雨刷;電動導(dǎo)軌

      隨著國民消費(fèi)水平的快速增長,如今路面上行駛的車輛越來越多,交通安全自然成為人身安全項(xiàng)目中的重中之重。尤其在雨天時,視線模糊,打開雨刷只能解決前方視線問題,而后視鏡視線模糊,無疑增加了行車安全隱患。針對此問題,筆者設(shè)計(jì)了一種新型汽車電動導(dǎo)軌后視鏡雨刷,能在一定程度上提高雨天后視鏡的能見度。

      1 基本功能和結(jié)構(gòu)介紹

      傳統(tǒng)的后視鏡沒有雨水擦除功能,在高級轎車上一般為防霧效果較好的鏡面玻璃。筆者設(shè)計(jì)的汽車電動導(dǎo)軌后視鏡雨刷,可以電動清理后視鏡上的雨水,保證后方路況一目了然。該電動導(dǎo)軌后視鏡雨刷系統(tǒng)以電機(jī)作為驅(qū)動動力源,通過帶動曲柄滑塊機(jī)構(gòu)做平面運(yùn)動,把動力傳遞給雨刷片,完成在導(dǎo)軌上左右往復(fù)擦刷運(yùn)動。

      改進(jìn)后的后視鏡與傳統(tǒng)后視鏡相比在鏡面邊緣多了一副導(dǎo)軌、雨刷條框架和雨刷片。汽車電動導(dǎo)軌后視鏡雨刷的結(jié)構(gòu)包括雨刷導(dǎo)軌、電動機(jī)、擺轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、雨刷條。圖1是改進(jìn)后的后視鏡三維視圖。

      圖1 改進(jìn)后的后視鏡(前側(cè))

      2 基本工作原理

      2.1 后視鏡導(dǎo)軌

      后視鏡導(dǎo)軌(含鏡框與鏡面)采用直線導(dǎo)軌。直線導(dǎo)軌又稱直線導(dǎo)軌副,一般由導(dǎo)軌、滑塊、反向器、滾動體和保持器等組成,直線導(dǎo)軌副必須根據(jù)使用條件、負(fù)載能力和預(yù)期壽命選用。

      所謂使用條件主要是指應(yīng)用何種設(shè)備、精度要求、剛性要求、負(fù)荷方式、行程、運(yùn)行速度、使用頻率、使用環(huán)境等因素。根據(jù)條件選擇對應(yīng)的合適線性運(yùn)動的導(dǎo)軌系列。導(dǎo)軌要求精度、剛度不高;負(fù)荷為曲柄給滑塊的力與滑軌摩擦力之和;直線行程、運(yùn)行速度無需過大;使用頻率與前、后窗雨刷相比不大;使用環(huán)境為雨天;要求滑軌具備清水能力;避免滑槽內(nèi)長時間積水。

      2.2 雨刷條框架及雨刷片

      后視鏡雨刷使用頻率比前、后窗雨刷小很多,對雨刷條框架的剛度、強(qiáng)度和耐腐蝕等要求不高,材料的選擇可以使用硬質(zhì)塑料,但對其表面質(zhì)量有要求,不能有毛邊,以防止運(yùn)動過程中擦花玻璃。

      雨刷片的選擇可以考慮采用無骨雨刷系統(tǒng)。無骨雨刷系統(tǒng)憑借獨(dú)特智能自適應(yīng)彈簧鋼彈片,均勻分散壓力,使得刮片各部分受力平衡,避免了傳統(tǒng)雨刷的弊端;無骨雨刷設(shè)計(jì)簡單、結(jié)構(gòu)輕小,重量極輕,可使雨刷電機(jī)壽命延長2倍以上。但是后視鏡雨刷由于尺寸太小,采用無骨雨刷系統(tǒng)會給加工安裝造成一定的問題,產(chǎn)品開發(fā)階段仍以傳統(tǒng)的方式為主。好的雨刷必須具備耐熱、耐寒、耐酸堿、抗腐蝕、能貼合擋風(fēng)玻璃、減輕馬達(dá)負(fù)擔(dān)、低噪音、撥水性強(qiáng)、質(zhì)軟不刮傷擋風(fēng)玻璃等特點(diǎn)。圖2為雨刷條框架和雨刷片三維視圖。

      圖2 雨刷條框架和雨刷片

      2.3 雨刷滾輪

      雨刷滾輪的選材基于輕便、傳動效果好等原則。該雨刷滾輪的后側(cè),滾輪與軸不是固聯(lián)的,保證了運(yùn)動的自由度。圖3是雨刷滾輪的三維視圖。

      圖3 雨刷滾輪

      2.4 雨刷搖臂

      雨刷搖臂(圖4)包括1個承接座及1個底座,其中,承接座的頂面與前側(cè)面相接處有1個中空開口,于該中空開口中央凸伸1個直立彈性卡鉤,另在承接座的左側(cè)面及右側(cè)面與后側(cè)面相接的位置上,向外各凸設(shè)1個卡掣凸塊;即由該直立彈性卡鉤與2個卡掣凸塊分別卡扣住搖臂頭端的前凸緣片與2個下凸緣片,使得雨刷與搖臂的相互連結(jié)更為穩(wěn)固。

      圖4 雨刷搖臂

      2.5 雨刷裝置側(cè)視圖及電路控制

      雨刷器的動力源來自電動機(jī),它是整個雨刷系統(tǒng)的核心。采用永磁直流式電動機(jī),功率一般為4~150 W,轉(zhuǎn)速在2000~2500 r·min-1,雨刷器電機(jī)額定電壓為12 V。渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)的作用是減速增扭,其輸出軸帶動連桿機(jī)構(gòu),通過擺轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)把連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動改變?yōu)樽笥覕[動的運(yùn)動,如圖5所示。

      圖5 雨刷裝置電路簡圖

      2.6 雨刷運(yùn)動原理

      如圖6所示,雨刷運(yùn)動機(jī)構(gòu)(電機(jī))的動力,經(jīng)過減速后,在大齒輪的一面有1個固定短軸,短軸和齒輪中心有一定距離,套裝1個方形滑塊。在齒輪的下方,有1個軸承座,安裝了1個長槽搖桿,齒輪上的方形滑塊始終在長槽內(nèi)滑動。搖桿上端長槽內(nèi),有滑枕的方形滑塊,也在槽內(nèi)滑動,搖桿使滑枕前后運(yùn)動。當(dāng)大齒輪轉(zhuǎn)動時,由滑塊帶動搖桿前后扇形擺動?;瑝K位置在中心下面時,搖桿可以運(yùn)動較大的角度,帶動滑枕快速后退。當(dāng)大齒輪滑塊在上方時,搖桿運(yùn)動就慢得多,這樣滑枕就能夠有較大的切削力。調(diào)整大齒輪滑塊的中心距,即可調(diào)整滑枕行程,符合工作要求。

      圖6 雨刷運(yùn)動原理

      3 小 結(jié)

      這款汽車電動導(dǎo)軌后視鏡雨刷,通過電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的搖擺運(yùn)動,帶動雨刷片后側(cè)支架,達(dá)到刮清后視鏡鏡面積水的目的。該機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)思路符合后視鏡電動雨刷的基本工作要求,能夠按照設(shè)計(jì)要求完成在后視鏡平面內(nèi)的運(yùn)動,且該機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原理簡單、新穎,功能可靠實(shí)用。在后視鏡上安裝這樣一套雨刷裝置,安全行車就有了可靠保障。

      [1]王躍進(jìn).機(jī)械原理[M].北京:北京大學(xué)出版社,2009.

      [2]邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社,2007.

      [3]陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.

      Design of a Car Rearview Mirror Wiper with Electric Guide Rail

      Bai Bin
      (Dept.of Automotive Engineering,Hubei Automotive Industries Institute,Shiyan 442002,China)

      A car rearview mirror wiper was designed based on the study of the traditional rearview mirror.The rearview mirror wiper can solve the rearview safe problems resulted from raining to a certain degree.

      car rearview mirror;wiper;electric guide rail

      U271

      A

      1008-5483(2010)04-0074-03

      10.3969/j.issn.1008-5483.2010.04.019

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