雨刮器设计DOC
课程设计—汽车雨刮器

院-系:工学院机械系专业:机械工程及自动化年级: 2011级学生姓名:张万兵学号: 201101030209指导教师:王海生2013年8月目录一.设计题目 (1)1.1课程设计目的和任务 (1)1.2课程设计内容与基本要求 (2)1.3机构简介 .................................................. 错误!未定义书签。
1.4参考数据 (5)1.5设计要求 (5)二. 设计方案比较 (6)2.1设计方案一 (6)2.2设计方案二 (7)2.3设计方案三 (8)2.4最终设计方案 .......................................... 错误!未定义书签。
三.虚拟样机实体建模与仿真 ......................... 错误!未定义书签。
3.1ADAMS/V IEW 的样机建模 .................. 错误!未定义书签。
四.虚拟样机仿真结果分析 (10)4.1滑块水平位移仿真曲线 (10)4.2块水平运动速度仿真曲线 (10)4.3滑块水平运动加速度仿真曲线 (11)4.4带刮片摆杆角速度仿真曲线 (11)4.5带刮片白杆角速度仿真曲线 (11)五. 课程设计总结 (12)5.1机械原理课程设计总结 (12)5.2设计过程 (13)5.3设计展望 (14)5.4设计工作分工表 (15)5.5参考文献 (15)一.题目:汽车风扇刮水器1.1课程设计目的和任务机械原理课程设计能够培养机械类专业学生创新能力,是学生综合运用机械原理课程所学理论知识和技能解决实际问题,获得工程技术训练的必不可少的实践性教学环节。
机械原理课程设计教学所要达到的目的是:1、培养学生理论联系实际的设计思想,训练学生综合运用机械原理课程的理论知识,并结合生产实际来分析和解决工程问题的能力。
2、通过制定设计方案、合理选择机构的类型、正确地对机构的运动和受力进行分析和计算,让学生对机构设计有一个较完整的概念。
汽车雨刮器仿真设计

汽车雨刮器仿真设计汽车雨刮器是车辆上非常重要的一个零部件,它能够有效地清除风挡玻璃上的雨水,提供良好的视线条件,确保驾驶安全。
在汽车自动化专业综合设计中,汽车雨刮器的设计是一个重要的课题。
下面将介绍汽车雨刮器的仿真设计过程。
首先,需要进行雨刮器的系统建模。
对于汽车雨刮器系统来说,主要包括雨刮器马达、雨刮臂、雨刮片等几个主要部分。
雨刮器马达是提供动力的主要部分,通过电动机驱动雨刮臂做往复运动,进而使雨刮片能有效地清除风挡玻璃上的雨水。
因此,在系统建模时,需要考虑电动机的特性以及雨刮臂和雨刮片的参数。
其次,需要进行雨刮器系统的运动学分析。
首先,可以通过建立几何关系模型来描述雨刮臂和雨刮片的运动轨迹。
雨刮臂和雨刮片的长度、夹角等参数可以通过测量得到。
然后,可以根据几何关系模型,建立运动学方程,描述雨刮臂和雨刮片的运动规律。
例如,通过建立角度与时间的关系,可以得到雨刮臂和雨刮片的运动速度和加速度。
接下来,需要进行雨刮片与玻璃之间的摩擦力分析。
摩擦力是雨刮片清除雨水的关键。
通过分析雨刮片和玻璃之间的接触情况,可以得到摩擦力的大小。
在分析过程中,需要考虑雨刮片的材料特性、玻璃的表面特性以及雨刮器的清洗效果等因素。
然后,可以进行雨刮器系统的动力学分析。
动力学分析可以通过建立动力学方程来描述雨刮器系统的运动规律。
在建立动力学方程时,需要考虑雨刮臂和雨刮片的质量、电动机驱动力的作用以及摩擦力的影响等因素。
通过求解动力学方程,可以得到雨刮臂和雨刮片的运动轨迹和运动规律。
最后,可以进行雨刮器系统的仿真分析。
通过使用仿真软件,如MATLAB、ADAMS等,可以建立雨刮器系统的仿真模型,并进行仿真分析。
在仿真分析中,可以通过改变各种参数,如马达功率、雨刮臂长度、雨刮片材料等,来评估雨刮器系统的性能。
例如,可以通过仿真分析得到雨刮臂和雨刮片的运动速度、运动角度、清洗效果等参数,并进行性能评估。
综上所述,汽车雨刮器的仿真设计是汽车自动化专业综合设计中的重要课题。
雨刮器__毕业设计

汽车雨刮器的机构设计
方案2 简图 1 2 支座 摇杆 4 3 连杆 摆杆 5 蜗轮
汽车雨刮器的机构设计
分析: 蜗轮5转动带动摇杆2,摇杆2带动连杆4移动,从而使摆杆3左右 以一定频率摆动,达到刮水的效果。 该方案优点: 1.整体构建布局可以在汽车上较为容易实现; 2.机构简单实用; 3.设置急回特性(推杆快,收杆慢),因为在刮片起挂前,挡风 玻璃上附着的雨水量相对较多,对司机观察前方路线不利,这时 刮片需快速挂清雨水,而在回程时玻璃上雨量较少,这时慢挂可 进一步刮净雨水,是玻璃保持相对较长的清晰度。同时急回特性 的运用也提高了雨刮器的工作效率; 4.在雨刮器收杆的时候,刮片贴紧挡风玻璃下沿时间较长,这就 可以让雨刷器间隔工作。 这个方案的工作部位是目前市场上最普遍,最常见的一种结构, 在这种结构的基础上,我们可以从动力部分出发,去设计更高效 的雨刮器。
汽车雨刮器的机构设计
1.雨刮器简介
• 如下图1所示,雨刮器的一般结构原理图,雨刮器的动力源来自电 动机,它是整个雨刮器系统的核心。雨刮器电动机的质量要求是相当高 的。它采用直流永磁电动机,安装在前档风玻璃上的雨刮器电动机一般 与蜗轮蜗杆机械部分做成一体。蜗轮蜗杆机构的作用是减速增扭,其输 出轴带动四连杆机构,通过四连杆机构把连续的旋转运动改变为左右摆 动的运动。雨刮器电动机采用3刷结构以方便变速。间歇时间由间歇继电 器控制,利用电机的回位开关触点与继电器电阻电容的充放电功能使雨 刮器按照一定周期刮扫。
汽车雨刮器的机构设计
确定了数据后,雨刷器的总体方案效果图如下
汽车雨刮器的机构设计
图中,绿色细实线代表雨刷器处于第一个极限位置,而黑 色粗实线代表雨刷器处于第二个极限位置。 如图,蜗轮是逆时针转动的,初始状态如图B所示,此时雨 刷停留在玻璃下沿,当蜗轮沿逆时针方向转动到如图A所示,即 刚好经过了一个工作行程时,雨刷刚好从玻璃下沿顺时针运动 到竖直位置(如图A所示),即雨刷也恰好经过了一个工作行程, 此时,蜗轮继续沿逆时针方向转动,当再次转到如图B的初始位 置时,这一过程是回程过程,则雨刷也刚好从竖直位置沿逆时 针转回玻璃下沿(如图B所示),由此,一个工作周期结束,以 后的运动总是周而复始的循环往复运动。
雨刮系统设计指南

1、雨刮简要说明1.1系统综述风窗玻璃电动刮水器总成(以下简称雨刮总成)是指由电动驱动、能刮刷风窗玻璃外表面上雨水、霜雪和灰尘等物质的装置。
有气动式的和电动式的,气动式只适用于具有压缩空气气源的汽车,而电动式则应用较广。
普通的电动式雨刮系统的工作原理是:当电机1工作时,带动曲柄2做圆周运功,通过连杆3使摇臂4做往返运动,而摇臂4又带动刮臂刮片组件5做往返运动以除去玻璃上的雨水、雪或灰尘。
(详见图1)54321图1随着时代的发展,新技术在雨刮系统中也用应用,出现了感应雨水式的自动雨刮;取消了连动机构的反转电机;使刮刷力均匀、刮净度更高、噪音更小的平刮片等等。
1.2适用范围本指南制定了电动式雨刮系统的一般设计思路、方式方法,适用于CAC公司普通雨刮器(不含反转电机、平刮片等)的设计开发。
1.3系统爆炸图雨刮系统包括:电机、连动机构、刮臂、刮片等。
(详见图2)图22、设计构想2.1设计原则系统设计时应最大限度的继承现生产或已确定开发状态的产品,包括接插件型号(如图3)、紧固件型号,以降低产品开发成本、开发周期,保证产品质量,同时也便于我司的系统管理。
根据车型不同,确定是否有防浮翼,自动雨刮等。
在设计初期应与厂家确定雨刮器的试验项目、试验标准等。
厂家:AMP护套号:936294-2定义:1-电源;2-自动回位;3-空位;4-高速;5-低速;6-地前雨刮插件厂家:AMP护套号:174928-1端子号:173645-2定义:1-电源2-自动回位3-地后雨刮插件图32.1.1雨刮器功能要求2.1.2顾客要求雨刮系统对于驾驶者的重要性是不言而喻的,尤其是在雨雪天气,所以雨刮系统的可靠性和刮净度是顾客提出的最基本要求,同时对雨刮系统的噪音和雨刮对收音系统的骚扰程度也提出了要求。
2.1.3性能要求1、雨刮器应能承受-40℃~+95℃的环境温度且不变形。
,2、雨刮系统在12VDC湿玻璃上刮刷,电机最大电流消耗不大于10A3、高频不小于45次/min,低频不小于20次/min,且高频与低频之差应不小于15次/min。
汽车雨刮设计规范
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汽车雨刮设计规范一、概述汽车雨刮是车辆上用来清洁挡风玻璃上雨水、灰尘等杂物的装置。
其设计规范的制定对于确保驾驶员安全视线、提升行车安全起到至关重要的作用。
本文将从结构设计、材料选择、安装位置等多个方面介绍汽车雨刮设计规范。
二、结构设计规范1.软性刮片:刮片应选用高弹性、耐候性能良好的材料,如天然橡胶或硅胶。
刮片的表面应设计为弧形,以确保整个刮片与挡风玻璃能够充分接触,减少残留水迹。
刮片的细颗粒应当均匀、紧密,不能有毛刺或杂质,以免刮伤挡风玻璃。
2.手动操作机构:手动操作机构的设计应便于驾驶员的操作,需要方便稳固的开关按钮或拉杆,并且在手动操作过程中具有良好的传递力与稳定性。
3.自动清洗机构:自动清洗机构应基于传感器或计时器的信号来启动,能够根据雨水大小和频率进行智能清洗,以降低驾驶员的操作频率。
三、材料选择规范1.刮片材料:刮片应采用高弹性、耐候性良好、耐高温变形的材料。
天然橡胶和硅胶是常见的刮片材料,具有良好的抗磨损和耐候性能。
2.雨刮机构材料:雨刮机构的主要材料应选用高强度、抗腐蚀的材料,如不锈钢、铝合金等,以保证雨刮机构的稳定性和耐久性。
四、安装位置规范1.刮片安装位置:刮片应与挡风玻璃成一定角度,以确保刮片能够将雨水顺利刮除,不产生漏刮现象。
刮片安装时需要考虑驾驶员的视野范围,尽量减少遮挡。
2.刮片长度:刮片的长度应覆盖整个驾驶员的视野范围,同时需要适应不同车型的挡风玻璃倾角。
五、其他规范1.刮片噪音:汽车雨刮在工作时产生的噪音应尽量降低,不影响驾驶员的正常听力。
2.刮片寿命:刮片的使用寿命应达到一定标准,例如可正常工作一定时间后才需要更换,以确保雨刮性能的持久及驾驶安全。
3.雨刮机构防冻:对于寒冷地区,雨刮机构应具备防冻功能,以确保在极寒天气条件下正常工作。
4.雨刮倾斜角度:雨刮的倾斜角度应变化适切,不宜过大或过小,以保证刮片刮除雨水的效果。
六、结语汽车雨刮设计规范的制定是为了确保驾驶员的行车安全,提升行车体验。
基于单片机的汽车雨刮器控制系统设计
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基于单片机的汽车雨刮器控制系统设计摘要本文设计的雨刮器是以单片机AT89C201 为核心部件,实现雨刮器的自动控制功能。
软件设计部分包括智能雨刮器程序设计思想和雨刮器功能分析。
设计并实现了步进电机、按键、LCD1602显示和雨量传感器电路的结构和功能,主要编写了主程序的逻辑结构。
软件部分采用C语言,通过对雨量值和设定值的分析,完成雨刮器的自动启停和速度控制。
关键词:雨刮器自动控制单片机AT89C2011 绪论1.1 选题背景自动雨刮器系统的使用可以减少驾驶员在行驶之间的分心,保证玻璃落雨刮的量得到保持,从而提高车辆的安全性。
雨刮器控制系统运行时,可根据雨量情况控制各控制点的速度,具有快速稳定等特点[1]。
本文在系统软件设计中,根据不同的控制方式,实现了雨刮器动作的半自动控制、自动控制、定时控制和智能控制的转换。
1.2 研究现状根据对多个市场领域的汽车属性研究的分析,数据显示,消费者的消费偏好包括预缩安全带,前排座椅安全气囊,驾驶员座椅安全气囊等。
可以看出,对安全设备的需求已经超过对舒适设备的需求。
其中,对自动刮水器的需求排名第六。
2 自动雨刷器硬件电路设计2.1 单片机最小系统复位控制电路和电机时钟自动控制电路是电机最低工作系统,两种通常需要使用的控制功能。
复位降压电路由电机按键、保护驱动电阻、上压下拉驱动电阻和降压电容等主要部件共同组成,可以轻松方便实现电机按键手动降压复位及按键上拉放电自动降压复位,并与数控单片微电机9针自动复位端端口相连。
52MCU高电平启动复位,当一个MCU加5V直流电源(用于上下充电)电容开始启动时,电容器的充电量大约为相等于一个电容短路,RSTET上的短路电压为5V,采用MCU高电平启动复位,则MCU复位。
2.2 步进电机驱动电路步进驱动电机主要是用一个ULN2003芯片元件来进行驱动,其中的驱动控制电路主要是用一个ULN2003主驱动芯片、漏极驱动电阻和220U的电容器芯片来连接构成。
智能雨刮器机械结构设计_0

智能雨刮器机械结构设计摘要雨刮器属汽车附件,是汽车安全行驶的重要部件,用于消除挡风玻璃、后窗玻璃及大灯玻璃上的雨雪和灰尘等,以保证玻璃透明清晰。
本文分析了智能雨刮器机械结构设计,能够取代传统的机械结构的雨刮器。
关键词电动雨刮器;雨量传感器;红外;智能刮水器结合了两种机械技术:一是通过电动机和减速蜗轮为刮水器提供运动力量;二是通过刮水器连杆机构来带动电动机刮水器。
电动机和减速齿轮:在挡风玻璃上来回快速移动的刮水片要的动力非常大。
我们将蜗轮使用在小电动机的输出端来产生这种巨大的动力。
蜗杆减速齿轮可以使电动机的扭矩增大50倍左右,同时也能使电动机的输出速度降低近50倍左右。
减速齿轮输出的动力操纵着连杆机构,使刮水器来回移动。
电动机/齿轮总成内部的结构是一个能够感应下止位的限位电路。
限位电路向刮水器提供电源,如果刮水器停在挡风玻璃底部时,马上切断电动机电源。
此电路还能根据刮水器间歇性设置,使刮水器在刮水过程中短暂停顿[1]。
连杆机构:减速齿轮的输出轴上连接着一个短凸轴。
这个凸轴随着刮水器电动机的转动而旋转并且与一个长杆相连;当凸轴旋转时,来驱使长杆来回往复运动。
这个长杆又和一个短杆相连,并且由后者驱动驾驶员一侧的刮水片。
另一个长杆从驾驶员侧向乘客侧刮水片传送动力。
1 智能雨刮器电机设计智能雨刮器系统一般分为单片机、直流电动机、雨滴传感器及雨刷等几大部分。
智能雨刮器的系统结构框图如图所示。
雨刮电机是由电机带动,通过连杆机构使电机的旋转运动转变为刮臂来回往复运动,从而实现雨刮动作。
汽车的雨刮器是通过雨刮器的电机来驱动,用电位器来控制不同挡位的电机转速。
雨刷器电机后端有封闭在同一个壳体内的小型齿轮变速器,使输出的转速降低至需要的转速。
这个装置俗称叫雨刷驱动总成。
该总成的输出轴连接雨刷端部机械装置,通过拨叉驱动和弹簧复位实现雨刷的往复摆动。
本文介绍的智能雨刮电机设计采用永磁式直流电动机,其定子磁场是由锶钙铁氧体制成的一组永久磁场,它具有结构简单、功率大、省电、机械特性较硬等优点。
汽车雨刮器设计报告
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汽车雨刮器设计报告摘要:1.引言2.设计原理汽车雨刮器的工作原理是通过雨刷在挡风玻璃上来回摆动,将雨水刮除。
雨刷臂由雨刷臂关节连接到雨刮器马达,雨刷臂可以在水平和垂直方向上移动。
雨刷通过橡胶刮条与挡风玻璃接触,携带水滴一起刮走。
雨刮器马达负责驱动雨刷臂以适当的速度和力量进行摆动。
3.结构设计(1)雨刷:雨刷需要选择耐磨、耐腐蚀的材料,并且具有良好的弹性,以确保刮去雨水的效果。
常见的材料有橡胶和硅胶等。
(2)雨刷臂:雨刷臂需要具备足够的刚度和弯曲能力,以适应不同挡风玻璃的曲面。
雨刷臂应采用轻量化设计,以降低质量和减少驱动力的需求。
(3)雨刮器马达:雨刮器马达应具备足够的功率和稳定性,以保证雨刮器在恶劣天气条件下的正常工作。
同时,马达应具备防水和抗震性能,以适应不同的道路条件。
4.实验验证为验证设计的可行性,我们进行了一系列实验。
首先,我们测试了不同材料的雨刷对于刮去雨水的效果,结果显示橡胶雨刷具有较好的刮水性能。
然后,我们比较了不同刮水速度对于清除水滴的效果,结果显示较快的刮水速度可以更好地清除水滴。
最后,我们测试了雨刮器在不同道路情况下的工作稳定性,结果显示设计的雨刮器可以稳定工作,并且对于不同道路条件下的雨水具有较好的清除效果。
5.结论本报告介绍了汽车雨刮器的设计原理、结构和选材,并通过实验验证了设计的可行性。
设计的雨刮器具有良好的刮水性能、稳定性和适应性,能够满足驾驶人员在雨天行驶的需求。
在未来的研究中,可以进一步优化设计,提高刮水效果和使用寿命。
汽车雨刮器仿真设计 (自动化专业综合设计)

1.4
电机驱动电路中,由单片机输出一定频率的脉冲,通过三极管驱动继电器工作,当继电器闭合时,直流电机两端承受正向电压,电机启动。为了保护继电器,我们在继电器两端并联一个反向二极管,起到续流的作用。电路图如下
(二)关键词
单片机雨刮雨量检测PWM自适应控制
二
1
根据要求,雨刮控制电路设计可分为几个模块:故障检测电路、雨量检测电路、电机驱动电路、雨刮工作模式显示电路以及电路设计中的复位电路和时钟电路两个基本模块。下面,具体介绍各模块电路的设计原理。
1.1
单片机在启动时都需要复位,以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态,并从初态开始工作。89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时,且振荡器稳定后,如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)以上,则CPU就可以响应并将系统复位。单片机系统的复位方式有:手动按钮复位和上电复位。本设计中复位电路采用手动按钮复位方式。
if(num<time)
{
led=1;
Hi_motor=1;//电机转动
}
if(num>=time&&num<(100+delta))
{
led=0;
void init(void)
{
Hi_motor=0;
Fl_motor=0;
P1=0xef;
WE1=0;
WE2=0;
H13雨刮设计计算说明书07-07-12

车型H13 文件编号系统雨刮系统日期2007-07-09 编制项目H13 审核属性雨刮设计计算说明批准1计算条件1.1雨刮电机计算条件:1.1.1 流水槽数据;1.1.2装饰盖板数据;1.1.3 雨刮刮臂和刮片长度;1.1.4 雨刮器结构形式;1.1.5设计要求的刮刷轨迹;1.1.6刮刷角度等;1.2 刮刷面积计算条件:1.2.1 必须给出前风窗玻璃数据及其尺寸资料,主要包括:a包括玻璃数模;b A、B区域边界;c 玻璃阴影部分边界以及密封条;1.2.2 雨刮的刮刷轨迹,主要包括:a 由流水槽和装饰板等边界数据,设计好雨刮器结构,做出数模中的刮刷面积;b 给出A、B区面积2 计算方法2.1 刮刷面积计算由以上计算条件,雨刮的刮片和刮臂长度如下表所示:驾驶员侧刮片长度(mm)为550乘客侧刮片长度(mm)为550驾驶员侧刮杆长度(mm)为463乘客侧刮杆长度(mm)为475后侧刮片长度(mm)为350后侧刮杆长度(mm)为283主刮刮刷角度85°±2°副刮刮刷角度109°±2°由此计算刮刷面积为:A区刮刷比例为:S1w/SA×100%=100%( S1w刮片在A区范围内的刮刷面积,SA为A区的总面积) B区刮刷比例为:S2w/SB×100%=87.8%( S2w刮片在B区范围内的刮刷面积,SB为B区的总面积) 结论:符合法规《GB 11565-89 轿车风窗玻璃刮水器刮刷面积》中刮刷面积的要求车型H13 文件编号系统雨刮系统日期2007-07-09 编制项目H13 审核属性雨刮设计计算说明批准2.2 雨刮电机性能计算:2.2.1刮水器电机和刮片、刮杆组装后,刮水器电机负载时的转矩可以用下列公式进行计算:T= k×n×μ×l×P(千克力·厘米){牛顿·米}式中 T:刮水器电机负载时的转矩(千克力·厘米){牛顿·米}n :刮片的片数l :刮杆的长度(厘米)P :刮杆的压力(千克力){牛顿}K :传动杆的传动杆的传动系数=作用在电机轴上的转矩/作用在刮水器轴上的转矩设计中,K值一般取1或小于1。
毕业设计___自动雨刮系统

广州XXXXXXX学院毕业设计设计课题汽车自动雨刮系统姓名系别机械与电子系班级指导教师广州XXXXXXXX学院教务处制目录毕业设计及答辩评价意见毕业设计任务书毕业设计成果毕业设计说明书第一章:手动雨刮的组成、原理 (7)第二章:自动雨刮的功能及组成............................9. 第三章:自动雨刮的操作及控制电路 (15)第四章:自动雨刮的优点以及维护 (19)第五章:自动雨刮系统可能会发展方向 (20)毕业设计及答辩评价意见毕业设计任务书毕业设计课题汽车自动雨刮系统研制课题来源课题性质□真实课题□虚拟课题起止时间 2009 年 12 月 21 日—— 2010 年 1 月 7 日学生姓名系(院)机械与电子系指导教师一、毕业设计主要内容汽车自动雨刮系统的研制1.怎样使雨刮的快慢随着雨量变化2.雨刮自动控制基本技术目标3.自动雨刮怎样实现功能(有电路图)二、毕业设计主要技术指标1.根据天气自动开启雨刮2.根据环境自动调节雨刮工作快慢三、毕业设计基本要求及应完成的成果形式1.现在传统雨刮系统是怎样的,实现了什么功能,有什么有点、缺点,所以要改进。
2.改进的目的,新系统的组成、原理。
3.改进后实用性评价。
4.改进后尚有不够完善的地方,今后发展方向是什么?四、毕业设计进度安排1.2009年12月21日前,完成选题工作2.2009年12月31日前,完成资料查阅工作3.2010年1月3日前,提交开题报告4.2010年1月10日前,完成初稿5.2010年1月15日前,定稿6.2010年1月17日至18日,答辩五、毕业设计应收集的资料及主要参考文献/i?word=汽车雨刮电路图《丰田车系新系统教程培训》广东职业技能网 /200705/400/20080901084829.htm 四川交通职业技术学院精品课程课件指导教师(签名):黄洁明教研室主任(签名):系(院)负责人(签名):2010 年01 月15 日汽车自动雨刮系统研制姓名:龙俊良、高培涛、赵元琨、陈永图系(学院):机械与电子系班级:07汽车检测与维修2班第一章:手动雨刮的结构及原理(1)刮水器的组成如上图:电动刮水器主要由直流电动机、蜗轮箱、曲柄、连杆、摆杆、摆臂和刮水片等组成。
汽车雨刮器设计报告

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摘要 (1)第一章汽车雨刮器设计的价值及意义 (3)第二章汽车雨刮器机构的原理 (4)2.1雨刮器的运作原理 (4)2.2工作原理图 (5)2.3性能与技术要求 (7)第三章设计方案确定............................................................ 错误!未定义书签。
第四章分析设计及计算. (11)4.1电机的参数 (11)4.2连杆机构分析 (11)第五章雨刮器的使用方法 (15)第六章本次设计心得体会 (17)6.1设计总结 (17)6.2设计展望 (17)参考文献 (19)摘要汽车雨刮器是用来清扫汽车风窗玻璃上的雨雪和尘埃的装置,是汽车不可缺少的重要部件。
很多汽车制造企业将雨刮器列为汽车的安全部件,并将雨刮器的一些功能特性(如刮刷频率)列为安全特性,其目的是要求雨刮器在工作时既能及时刮清汽车风窗玻璃上雨雪杂物,又不能影响驾驶员的视线;除此以外,汽车雨刮器在停止状态还有一个关键功能要求自动复位功能,即雨刮器在停止工作时,雨刮器的刮刷子系统(由刮杆和刮片组成)自动停止在汽车风窗玻璃下沿的规定区域,其目的也是为了不阻挡驾驶员的视线。
关键词:雨刮器;功能;自动复位;安全性一.汽车雨刮器设计的价值及意义最早的雨刮器是由一个摇臂与夹有橡皮刮片的臂组成,由司机手工操作。
后来为了看位的需要,在左右两侧都装上了刮水臂,用连杆连接,成为手动双刮水片,也就是今天汽车雨刮器的原始型。
后来的雨刮器用气压差来代替人力,称为真空雨刮器。
用一根管子接到发动机,利用发动机的真空度来驱动雨刮器里面的活塞,推动摇臂转动,雨刮器就可以动作了。
40年代初期,汽车上陆续安装了电动雨刮器取代真空雨刮器。
轿车刮雨器设计说明书

目录第1章轿车雨刮器 (1)1.1引言 (1)1.2汽车雨刮器的研究现状 (1)1.3雨刮器 (4)1.3.1雨刮的组成和结构特点 (4)1.3.2雨刮品质的评价 (5)1.3.3刮水器传动机构 (7)1.4雨刮器相关参数的选择 (7)1.4.1雨刮器尺寸初定 (7)1.4.2曲柄摇杆结构设计 (9)第2章ADAMS建模分析 (12)2.1ADAMS功能简介 (12)2.2基于ADAMS虚拟样机开发流程 (13)2.3曲柄摇杆机构改进 (14)2.4新模型建立 (14)2.5本章小结 (16)第3章Pro/E模型的建立与装配 (17)3.1三维CAD建模技术在汽车行业的应用 (17)3.2零件模型的建立 (18)3.3零件模型的装配 (22)3.4本章小结 (24)第4章模拟仿真 (25)4.1将Pro/E装配模型导入ADAMS中 (25)4.2给Pro/E装配模型施加约束 (27)4.3给Pro/E装配模型施加力和驱动进行仿真 (28)4.4绘制出仿真数据分析图 (31)4.5利用函数控制雨刮器进行间歇刮水 (41)4.6雨刮器刮扫面积的分析计算 (42)4.7本章小结 (43)结论 (44)参考文献 (45)第1章轿车雨刮器1.1引言汽车风窗玻璃上时常会附着雨雪和尘土,如果不及时擦拭干净,将会影响驾驶员的视线,对行车安全带来很大不利。
为了确保挡风玻璃清洁明亮,汽车上都装有风窗雨刮器。
其功能是将玻璃上的雨水、尘埃、污垢刮净,以获得清晰的视野,保证行车安全。
汽车雨刮器,是一个很小却又不容忽视的汽车部件,它能擦亮汽车的“双眼”,使司机的视线更加清晰。
汽车雨刮器是用来清扫汽车风窗玻璃上的雨雪和尘埃的装置,一旦它失去作用,将直接影响到司机雨天驾驶视野的清晰度。
雨刮器看似结构简单,但是从驱动电机到最终的刮刀的结构尺寸和运动方式都决定雨刮器的性能。
雨刮器虽然是汽车的附件,但很多汽车制造企业将雨刮器列为汽车的安全部件, 并将雨刮器的一些功能特性(如刮刷频率)列为安全特性,由此可见,雨刮器与汽车的安全性能有着紧密的关系,是我们不容忽视的汽车部件。
汽车雨刮器设计基础知识

该品牌轿车雨刮器设计注重舒适性和安全性,采用高弹性 橡胶材料,刮水面积大,能够快速清除前挡风玻璃上的雨 水,提高驾驶安全性。同时,该雨刮器设计还考虑了舒适 性,通过优化刮臂和刮片的角度和弹性,减少刮水噪音和 震动,提高驾驶舒适性。
案例二:某SUV车型雨刮器设计
总结词:适应性强
详细描述:该SUV车型雨刮器设计具有很强的适应性,能够满足不同雨量、车速和挡风玻璃曲率的需求。采用双电机驱动, 刮水速度可调,能够快速清除前挡风玻璃上的雨水,保证驾驶安全。同时,该雨刮器设计还考虑了SUV车型的特殊需求,如 较大的前挡风玻璃曲率和较高的驾驶位置,通过优化刮臂和刮片的长度和角度,确保雨刮器能够覆盖整个挡风玻璃区域。
刮水面积
雨刮器的刮水面积应与挡风玻璃 的面积相匹配,以确保在刮水过 程中能够完全覆盖,不留死角。
雨刮器材料与结构
材料
雨刮器的主要材料包括橡胶、硅胶等 ,这些材料具有较好的弹性和耐磨性 ,能够保证雨刮器的使用寿命。
结构
雨刮器的结构包括支架、刮臂、刮片 等部分,其中刮片是直接与挡风玻璃 接触的部分,其形状和角度需要根据 挡风玻璃的曲率进行设计。
雨刮器电机与控制系统
电机
雨刮器的电机是驱动雨刮器转动的装 置,其功率和转速需要根据雨刮器的 尺寸和刮水效果进行选择。
控制系统
控制系统包括开关、控制器等部分, 用于控制雨刮器的启动、停止和速度 调节等。
雨刮器噪音与振动
噪音
雨刮器在工作过程中产生的噪音主要来源于电机和刮片与挡风玻璃的摩擦,为 了降低噪音,需要选择低噪音的电机和优化刮片的设计。
雨刮器的发展历程
初期阶段
早期的雨刮器使用机械连杆机构,操作简单但不够灵活。
发展阶段
随着技术的进步,电子控制雨刮器开始出现,操作更加智能和便 捷。
基于红外的汽车自动雨刮器设计

基于红外的汽车自动雨刮器设计如何准确地检测到雨水、如何根据雨量自动调节雨刮频率、如何保证系统的可靠性和稳定性等。
因此,本文旨在设计一种基于红外线的自动感雨雨刮器,以解决传统机械雨刷系统存在的问题,提高行车安全性和驾驶员的驾驶体验。
二、设计方案2.1系统组成本系统由红外线发射器、红外线接收器、STC12C5608AD 单片机、电机驱动模块、雨刮器电机等组成。
其中,红外线发射器和接收器用于检测挡风玻璃上的雨水,单片机用于控制电机驱动模块和雨刮器电机,实现自动感雨雨刮器的功能。
2.2系统原理系统的工作原理如下:红外线发射器发出高亮度的红外线,照射到挡风玻璃上,当雨水落到挡风玻璃上时,会改变红外线的反射角度,红外线接收器会接收到反射回来的信号,并将信号传输给单片机进行处理。
单片机根据接收到的信号,计算出脉冲宽度,并根据不同的脉冲宽度控制输出不同占空比信号,来控制雨刮器电机转速,从而实现自动感雨雨刮器的功能。
2.3系统实现实现该系统需要进行硬件和软件的设计。
硬件方面,需要设计电路图并进行电路实现,包括红外线发射器和接收器、单片机、电机驱动模块等。
软件方面,需要进行程序设计,包括红外线信号处理程序、电机控制程序等。
三、实验结果经过实验测试,本系统能够准确地检测到挡风玻璃上的雨水,并根据不同的雨量自动调节雨刮频率,实现自动感雨雨刮器的功能。
同时,系统具有稳定性和可靠性,可以满足实际应用需求。
四、结论本文设计了一种基于红外线的自动感雨雨刮器,能够准确地检测到挡风玻璃上的雨水,并根据不同的雨量自动调节雨刮频率,提高行车安全性和驾驶员的驾驶体验。
该系统具有稳定性和可靠性,可以满足实际应用需求。
研发雨水感应式自动雨刷系统是一项艰巨的任务,因为雨水的形态和状态非常多样化。
从非常薄的雾气到倾盆大雨,从液态到冰冻状态,甚至可能是半融雪、雨夹雪或者漫天大雪,雨水的种类繁多。
此外,雨水中可能含有污染物、花粉等,甚至不是纯净的水。
基于单片机的汽车智能雨刮器设计
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Abstract (2)前言 (3)第一章自动雨刷控制系统的总体设计 (4)1.1 自动雨刷控制系统设计思路 (4)1.2 设计原理方框图 (4)1.3 系统使用部件选择 (4)1.3.1 单片机]9[AT89S52,AT89C2051的比较与选择 (5)1.3.2 电机]6[选择 (6)1.3.3 电机驱动芯片的选择 (7)1.3.4 雨滴传感器]11[的选择 (8)1.4 汽车自动雨刷控制系统的主要特点 (11)第二章控制系统的硬件]4[设计 (13)2.1 电源电路的设计与分析 (13)2.2 单片机模块设计 (14)2.2.1 单片机]12[AT89S52 (14)2.2.2 单片机]7[最小系统设计 (16)2.3 感应模块的设计与分析 (20)2.4 电机及驱动模块]16[ (21)2.4.1 电机控制电路的设计与分析 (21)2.4.2 不进电机的驱动]13[芯片 (25)第三章汽车自动雨刷控制系统软件的设计 (29)3.1 主程序设计 (29)3.1.1主程序的初始化内容 (30)3.1.2 代码转换程序 (30)3.2.1中断服务程序的设计 (31)3.3检测脉冲及电机运行程序的设计 (31)第四章汽车自动雨刷控制系统调试 (33)4.1 调试单片机]10[最小系统 (33)4.2 问题分析及雨滴感应模块调试 (33)4.3 步进电机驱动模块调试 (33)4.4 系统软件调试 (34)第五章总结与展望 (36)参考文献 (37)致谢 (38)附录I (39)附录II (42)附录III (61)摘要本次设计的汽车自动雨刷省去了人为手动操作雨刷的问题,能够自动感应雨量并进行相应的工作。
自动雨刷用雨滴传感器作为检测器来感应雨量的大小,把感应信号传给单片机,通过软件的控制驱动芯片自动调节电机的正反转与转动频率。
此次设计采用40引脚的单片机AT89S52,设计中运用ULN2003AN驱动芯片来驱动步进电机的运转,克服了电机在低频工作时的噪音大,震动大的缺点。
汽车雨刮器设计基础知识

.
16
二、性能与技术要求
国别 标准条款
刮水器刮刷 频率
刮水器的固 定
国标GB15085
高频≮45次/min, 低频≮20次/min, 且≯45次/min, 高低频之差: ≮15次/min
此项空白
EEC 78-318
高频≮45次/min, 低频≮10次/min, 且≯55次/min, 高低频之差: ≮15次/min
这才是真 正的作用
.
28
◆ 系统总述 ◆ 性能与技术要求 ◆ 系统构成与功能描述 ◆ 工作原理 ◆ 系统设计与开发 ◆ 系统发展方向
.
29
四、工作原理
刮水洗涤的操控解析
0.停止 1.间歇刮水 2.慢速刮水 3.快速刮水 4.点动刮水 5. 清洗
.
30
四、工作原理
.
31
四、工作原理
低速档控制
把组合开关的刮水手柄打到“Ⅰ”档,电流从蓄电池
.
45
五、系统设计与开发—产品运动校核
连接杆与周边最小间隙
.
电机曲柄与周边最小间隙
46
五、系统设计与开发—产品运动校核
3、校核结果
对比实际值和技术要求值,验证目标车型是否满
足最小间隙技术要求。
序号
名称
内容
间隙值(mm)
1
刮水器连杆 运动过程中与周围零部件
的最小间隙
≥10
2
刮水器刮刷臂 运动过程中与周围零部件
.
高低温试验箱
18
二、性能与技术要求
耐久性试验
刮水器经50×10ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ次刮刷循环后, 应仍符合相关规定;
刮水器(除胶条外)经150×104 次刮刷循环后,应仍具有工作能力, 刮杆对刮片压紧力的变化率应在15 %以内,各零部件不得有明显松动 或其它异常现象出现; 胶条耐久性不应低于50×104次。
汽车雨刮器设计范文

汽车雨刮器设计范文
首先,清洗效果是汽车雨刮器最重要的功能之一、一个优秀的汽车雨
刮器应该能够迅速有效地清洗挡风玻璃上的雨水和污垢,以提供良好的视野。
因此,在设计雨刮器时,应该考虑使用高质量的橡胶刮片,并确保刮
片与挡风玻璃的接触面积充分,以提供更好的清洗效果。
其次,噪音是设计雨刮器时需要注意的另一个因素。
一个好的汽车雨
刮器应该能够在工作时产生尽可能少的噪音,以提供舒适的行车环境。
在
设计雨刮器时,可以采用一些减震和降噪的技术,如减少刮片与挡风玻璃
的摩擦,使用阻尼材料等。
除了清洗效果和噪音,可靠性也是设计雨刮器时需要考虑的因素之一、一个可靠的雨刮器应该能够在各种恶劣的天气条件下正常工作,如雨水、雪、冰等。
在设计雨刮器时,可以采用一些防冻、防滑和耐用的材料,以
确保其可靠性。
此外,外观也是设计雨刮器时需要考虑的因素之一、一个好看的雨刮
器可以为汽车增添一份时尚感和个性化。
在设计雨刮器的外观时,可以考
虑采用流线型设计、各种颜色选择等,以满足消费者的个性化需求。
当然,成本也是设计雨刮器时必须要考虑的因素之一、在设计雨刮器时,需要在保证质量的前提下尽量降低成本。
可以通过改进制造工艺、降
低材料成本等方式来实现成本的控制。
总结起来,设计汽车雨刮器需要综合考虑清洗效果、噪音、可靠性、
外观和成本等因素。
一个优秀的汽车雨刮器应该能够提供优秀的清洗效果、低噪音、高可靠性,同时具有好看的外观和较低的成本。
只有综合考虑这
些因素,才能设计出满足市场需求的汽车雨刮器。
课程设计汽车雨刮器

课程设计汽车雨刮器一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握汽车雨刮器的工作原理、结构及其在汽车中的应用。
通过本课程的学习,学生将能够:1.描述汽车雨刮器的主要组成部分和功能。
2.解释汽车雨刮器的工作原理。
3.分析汽车雨刮器在不同气候条件下的使用方法。
4.评估汽车雨刮器对驾驶安全的重要性。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.汽车雨刮器的结构:介绍汽车雨刮器的各个组成部分,如刮片、电机、连杆等。
2.汽车雨刮器的工作原理:讲解汽车雨刮器如何通过电机驱动刮片进行刮水。
3.汽车雨刮器的使用方法:分析在不同气候条件下,如何正确使用汽车雨刮器。
4.汽车雨刮器的重要性:阐述汽车雨刮器对驾驶安全的重要作用。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用以下几种教学方法:1.讲授法:教师通过讲解,让学生了解汽车雨刮器的结构、工作原理等基本知识。
2.讨论法:学生分组讨论汽车雨刮器的使用方法及其重要性,促进学生思考。
3.案例分析法:分析实际案例,让学生了解汽车雨刮器在使用过程中可能遇到的问题及解决方法。
4.实验法:安排实验室实践,让学生亲自动手操作汽车雨刮器,加深对知识的理解。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将准备以下教学资源:1.教材:选用与汽车雨刮器相关的基础教材,为学生提供理论知识的学习。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,拓展学生的知识视野。
3.多媒体资料:制作PPT、视频等多媒体资料,生动展示汽车雨刮器的工作原理和实际应用。
4.实验设备:准备汽车雨刮器实物和实验器材,让学生进行实地操作和观察。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面:1.平时表现:评估学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,占总评的30%。
2.作业:布置与课程相关的基础作业,评估学生的知识掌握情况,占总评的30%。
3.实验报告:评估学生在实验过程中的操作能力和观察分析能力,占总评的20%。
汽车雨刮器的模具设计

本科毕业设计(论文)通过答辩摘要雨刷是最早发明于1910年.从1900年就有正规生产汽车在道路上,这意味着汽车没有雨刷在道路上遭受各种天气行驶至少10年!雨刷的构想产生于美国特瑞科公司的董事长在下雨天驾车,由于天气模糊,无法看清道路,导致撞倒了一个骑自行车的男孩。
虽然男孩没有受很大的伤,但是驾驶者被他的经历所震惊。
为他所震惊的是驾驶的危险是在没有完全看清道路的情况下发生的,这引起了雨刷的产生。
在我们熟悉的电动雨刷系统出现以前一系列不同的方法都尝试过。
最早的雨刷设计是一个塑料刀片在挡风玻璃上手动旋转。
虽然这使挡风玻璃变干净,前方的视野变清晰,但操作者的手很快就累了,于是这种设计被放弃了。
另一个的设计是由一个真空驱动泵所引发的。
不幸的是这种设计被操作速度随车速改变的事实所困扰。
这次失败最终导致连接一个电机到雨刮臂,这种本质一直沿用到今天,到如今的批量生产。
关键词:雨刷;发明;模具;批量IIAbstractThe windshield wiper was first invented in 1910. The first regular production automobiles had been on the roads since 1900, which means that cars were driving on roads in all kinds of weather for at least ten years without windshield wipers!The idea for windshield wipers was born when the President of the Trico company in the United States was driving his car on a rainy day and, unable to see the road well because of the weather, he hit a boy on a bicycle. Though the boy was not hurt badly, the driver was considerably shaken by the experience. It was his shock at the danger of driving without seeing the road properly that brought about the birth of windshield wipers.But a number of different methods were tried before the motor-driven wiper systems we are familiar with today came about. The initial windshield wiper design was one in which a rubber blade on the windshield was rotated manually. While this allowed the windshield to be cleared and forward vision improved, the operator hand soon tired, and the design was abandoned. The next design was powered by a vacuum driven pump. Unfortunately this design was plagued by the fact that its speed of operation changed with the speed of the vehicle. This failure finally led to the attachment of a motor to the wiper arm, which is essentially the one still in use today.Keywords:blade;invent;mould;batchIV目录摘要 (II)Abstract ......................................................................................................................................... I V 目录.............................................................................................................................................错误!未定义书签。
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前言汽车工业是国民经济发展的支柱产业之一,现代汽车正从一种单纯的交通工具朝着满足人们需求、安全、节能和环保的方向发展。
为了满足人们对汽车日益提高的要求,汽车研发及生产机构必然要将越来越多的电子产品引入到汽车上,智能控制系统也成为汽车革新的主要内容。
雨刮器属汽车附件,是汽车安全行驶的重要部件,用于消除挡风玻璃、后窗玻璃及大灯玻璃上的雨雪、灰尘和水泥等,以保证玻璃透明清晰。
第一个发明电动刮水器的是德国博世公司,博世将它作为“博世最年幼的产品”加入到博世的产品家族。
自那以后,这个婴儿逐渐成长,从单纯的刮片发展到二十一世纪初的风窗玻璃之星——无支架的刮水器。
在汽车的驾驶史上,对风窗玻璃的清洁问题解决开始得比较晚。
汽车从只有平添驾驶发展到成为全天候的驾驶。
技术变化最大是在二战以后伴随着大规模机械的出现。
风窗玻璃洗涤器、间歇开关、后窗刮水器和可加热喷水器保证了驾驶时的视野清晰与行车安全。
伴随着其他一些技术革新,比如雨滴传感器、可变位刮水臂、刮水器的出现,就更扩大了刮拭的范围,刮水器成为了一个复杂的系统。
目前传感器在汽车上的应用已经相当广泛,汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息源,是汽车电子控制系统的关键部件,也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。
在对于汽车雨刮器的研究上,智能雨滴传感器自然成了智能刮水器系统的重要组成部分。
智能化传感器是具有智能功能的高档传感器,它具有检测、信息处理功能、自动进行各种误差补偿、精度高、量程覆盖范围大、稳定性好、输出信号大、信噪比高、传输中抗干扰性能好,可远距离输送信号,有的还带有自检功能。
在汽车智能雨刮系统中由于两个雨刮电机的转速不可能完全一样,就存在两个雨刮摆动不同步的问题。
本文在分析了模糊控制理论及雨刮同步摆动规则的基础上,提出了一种基于模糊控制的汽车智能雨刮系统。
该系统将转速偏差和转速偏差变化量模糊化为模糊控制器的输入语言变量,根据所制定的一套模糊控制规则来选择控制PWM的输出语言变量,并以此通过脉宽调制技术来驱动直流电机,使两个雨刮同步摆动。
光源发射器将红外光以固定角度投射到挡风玻璃上,经由挡风玻璃棱镜反射回到红外线接收器;在挡风玻璃清晰的情况下,红外接收器收到的红外线总量与红外线发射器发出的红外线总量基本相等。
当有雨滴落在挡风玻璃上时,部分红外线会因雨滴的折射而分散到外部,导致红外接收器接收到的红外线总量小于发射器发出的红外线总量。
通过对红外线总量的检测,判断雨量的大小,进而发出刮水请求到雨刷控制器,完成不同档位的刮水行为。
1.总体设计方案1.1 雨刮器要求a)雨量检测b)利用单片机检测雨刷故障(检测电流等)c)喷水电机、雨刮器电机转速PWM控制(实现间歇、快速1、快速2、点动等控制)d)通过检测雨量构成自适应控制e)刮水器关闭,刮片自动返回初始位置f)刮片要具有耐久性g)雨滴检测雨刮器,将雨滴传感器检出的雨量变成电信号,根据电信号的大小,控制刮雨器动作。
1.2 雨刮器方案本设计中的雨滴传感器选用红外雨滴传感器,属于光量变化原理雨滴传感器的一种由光(本设计中选用红外线)发射元件发射出的红外光以全反射角度在挡风玻璃的外表面反射,其角度必须在42°(玻璃-水)和63°(玻璃-空气)之间。
如果在挡风玻璃上有雨雨量越大,反射回来的光越多。
从发射元件发出的光反射到接收装置的挡风玻璃区域被称之为传感器的“敏感区域”,仅当雨水滴到这个区域时,才可以被探测出来。
为使系统灵敏可靠,挡风玻璃区域和灵敏区域之间必须要有一个较好的比例[1]。
雨滴传感器的原理图[6],如图1所示。
图1 雨滴传感器原理图2.系统功能本雨刮器可以实现以下的具体功能a)具有高速和低速两个档位的雨刮电机来同时控制两个雨刮,雨刮器不工作时,两个雨刮都停在风挡玻璃的左侧位置,即雨刮电机复位位置。
b)两电极复位端的时间偏差E及偏差变化为输入变量,PWM脉宽调制信号占空比增量U为输出量。
c)消除系统稳态误差的性能比较差,尤其在变量分级不够多的情况下,还可能会在平衡点附件产生小幅震荡。
d)可以在控制过程中采用改变量化因子和比例因子的方法,来调整整个控制过程中不同阶段上的控制特性,使其对复杂过程控制收到良好的控制效果。
这种形式的控制器称为自调整比例因子模糊控制器e)能够测出雨刮器的耐久性f)求系统给定值与反馈值的误差e。
微机通过采样获得系统被控量的精确值,然后将其与给定值比较,得到系统的误差。
3.系统设计3.1原理图设计根据要求,雨刮控制电路设计可分为几个模块:故障检测电路、雨量检测电路、电机驱动电路、雨刮工作模式显示电路以及电路设计中的复位电路和时钟电路两个基本模块下面,具体介绍各模块电路的设计原理。
单片机在启动时都需要复位,以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态,并从初态开始工作。
ST89C52单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。
当系统处于正常工作状态时,且振荡器稳定后,如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)以上,则CPU就可以响应并将系统复位。
单片机系统的复位方式有:手动按钮复位和上电复位。
本设计中复位电路采用手动按钮复位方式。
手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平(图一)。
一般采用的办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮。
当人为按下按钮时,则Vcc的+5V电平就会直接加到RST端。
手动按钮复位的电路如所示。
由于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒,所以,完全能够满足复位的时间要求。
单片机在启动时都需要复位,以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态,并从初态开始工作[12]。
图2 单片机复位电路3.2雨刷故障检测电路在雨刷工作状态中,最常见的故障便是雨刷电机堵转。
当电机出现堵转现象时,流过电机线圈电流会急剧上升,如果堵转现象不能得到及时解决可能会导致电机线圈烧毁。
具体解决方法如下:在电机与接地之间连接一个小电阻,将比较器的正端给定略大于电机正常运行时小电阻两端的电压值,而比较器负端则接在小电阻的高电位上。
电机正常运行情况下,电阻的端电压较小,比较器正端电压会大于或等于负端电压而当电机堵转时,由于电流急剧上升,所接小电阻端电压急剧变大,从而导致比较器正端电压小于负端电压的现象出现。
我们利用比较器的特性,通过比较器的正负端电压来判断电机是否出现堵转故障:若在一定时间内,比较器正端电压与负端电压相差不大,则表明电机正常运转;若在一定时间内,比较器正端电压低于负端电压[3],见下图。
图3 雨刷故障检测电路3.2.1雨量检测电路在自动雨刷系统中,控制器通过雨量检测装置检测降雨量大小,进而控制雨刷器摆动速度。
此次设计采用红外式雨量检测装置。
3.2.2红外雨量监测装置工作原理雨量检测装置由玻璃棱镜、红外线光源发射器和红外线光源接收器等部件组成。
红外线光源发射器将红外光以固定角度投射到挡风玻璃上,经由挡风玻璃、棱镜反射回到红外线接收器;在挡风玻璃清晰的情况下,红外接收器收到的红外线总量与红外线发射器发出的红外线总量基本相等。
当有雨滴落在挡风玻璃上时,部分红外线会因雨滴的折射而分散到外部,导致红外接收器接收到的红外线总量小于发射器发出的红外线总量。
通过对红外线总量的检测,判断雨量的大小,进而发出刮水请求到雨刷控制器,完成不同档位的刮水行为[20]。
原理图见图4。
图4 雨量检测原理图3.2.3 红外发送电路雨量检测的发送装置采用的是红外发射二极管(TSAL6200),它将周期的电信号转变成一定频率的红外信号。
如果给红外发射端提供频率为38KHZ的方波信号,那么发射端就会发射出相应频率的红外信号。
3.2.4 红外接收电路HS0038B是一种能够接收红外信号的小型接收器件,不需要加红外过滤装置。
当HS0038B在没有接收到红外光时,输出端处于高电平;当接收端有红外光输入时,输出端为低电平。
实际应用中,由于雨量大小的不同,实际应用中,由于雨量大小的不同,玻璃的反射率就会有所不同,红外光的反射数量也就不同,红外光接收器输出地脉冲频率也会有相应的变化。
通过单片机的P2.6管脚的捕捉功能,连续捕捉脉冲的两个上升沿,算出脉冲频率值,通过处理就能得到雨量大小变化。
玻璃的反射率就会有所不同,红外光的反射数量也就不同,红外光接收器输出地脉冲频率也会有相应的变化。
通过单片机的P2.6管脚的捕捉功能,连续捕捉脉冲的两个上升沿,算出脉冲频率值,通过处理就能得到雨量大小变化。
3.2.5 电机驱动电路电机驱动电路中,由单片机输出一定频率的脉冲,通过三极管驱动继电器工作,当继电器闭合时,直流电机两端承受正向电压,电机启动。
为了保护继电器,我们在继电器两端并联一个反向二极管,起到续流的作用[13],电路图如下。
图5 电机驱动电路3.3雨刮器工作模式显示雨刮工作模式显示由单片机和数码管共同完成,雨刮工作时,单片机将判断雨刮出于何种工作模式,并有由单片机P0口各引脚和P1口的低四位输出对应的高低电平,控制数码管显示[12],电路连接如下。
图6 工作模式显示3.4雨刮控制电路原理图图7 雨刮控制电路原理图3.5仿真图设计仿真图如下图:图8 雨刮控制仿真图3.6制程序编写图9 程序流程图4.设计总结紧张的课程设计即将结束了,这期间让我学到了许多知识,让我懂得了对待科学要严谨、认真的道理。
这将是我在今后工作学习中的一笔宝贵财富。
本文在查阅了大量文献的基础上,结合实际应用问题,对智能雨刮系统进行了研究目前的雨刮系统大多是机械连杆结构的,采用雨滴感应式的智能雨刮系统只是在少数高级轿车上有应用,因为目前使用的光电雨滴传感器大都是由国外厂商一统天下,因而,价格比较昂贵,很难普及。
本文所研究的红外雨滴传感器及智能雨刮系统,由于成本低廉,性能稳定,可靠性高,易于在大客车和低档轿车上普及应用,有广泛的市场应用前景。
关于红外雨滴传感器及模糊控制器的设计,还有一些特殊情况未在本文所研究之内,仍有待进一步研究。
在汽车智能雨刮系统中由于两个雨刮电机的转速不可能完全一样,就存在两个雨刮摆动不同步的问题。
本文在分析了模糊控制理论及雨刮同步摆动规则的基础上,提出了一种基于模糊控制的汽车智能雨刮系统。
该系统将转速偏差和转速偏差变化量模糊化为模糊控制器的输入语言变量,根据所制定的一套模糊控制规则来选择控制PWM的输出语言变量并以此通过脉宽调制技术来驱动直流电机,使两个雨刮同步摆动。
课程设计是对我们大学三年学习生活的实践和总结。
让我们把学会把理论运用到实际中。
整个设计中都倾注了苏老师大量的心血,对我的设计思路,设计方案的决定、构思都给予了重要的指导,使得我少走了不少弯路,我的课程设计才能按时、顺利的完成。
同时还要感谢帮助过我的同学们,谢谢你们在设计中给我的支持与动力。