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(dòng)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(dòng)導(dǎo)軌

隨著國(guó)民消費(fèi)水平的快速增長(zhǎng)，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(shí)，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(duì)此問題，筆者設(shè)計(jì)了一種新型汽車電動(dòng)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(jí)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(dòng)導(dǎo)軌后視鏡雨刷，可以電動(dòng)清理后視鏡上的雨水，保證后方路況一目了然。該電動(dòng)導(dǎo)軌后視鏡雨刷系統(tǒng)以電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源，通過帶動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)做平面運(yùn)動(dòng)，把動(dòng)力傳遞給雨刷片，完成在導(dǎo)軌上左右往復(fù)擦刷運(yùn)動(dòng)。

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(dòng)導(dǎo)軌后視鏡雨刷的結(jié)構(gòu)包括雨刷導(dǎo)軌、電動(dòng)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(dòng)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(duì)應(yīng)的合適線性運(yùn)動(dòng)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(zhǎng)時(shí)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(duì)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(duì)其表面質(zhì)量有要求，不能有毛邊，以防止運(yùn)動(dòng)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(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)輕小，重量極輕，可使雨刷電機(jī)壽命延長(zhǎng)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(huì)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(dòng)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(dòng)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(gè)承接座及1個(gè)底座，其中，承接座的頂面與前側(cè)面相接處有1個(gè)中空開口，于該中空開口中央凸伸1個(gè)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(gè)卡掣凸塊；即由該直立彈性卡鉤與2個(gè)卡掣凸塊分別卡扣住搖臂頭端的前凸緣片與2個(gè)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(dòng)力源來自電動(dòng)機(jī)，它是整個(gè)雨刷系統(tǒng)的核心。采用永磁直流式電動(dòng)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(dòng)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(dòng)改變?yōu)樽笥覕[動(dòng)的運(yùn)動(dòng)，如圖5所示。

圖5 雨刷裝置電路簡(jiǎn)圖

2.6 雨刷運(yùn)動(dòng)原理

如圖6所示，雨刷運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（電機(jī)）的動(dòng)力，經(jīng)過減速后，在大齒輪的一面有1個(gè)固定短軸，短軸和齒輪中心有一定距離，套裝1個(gè)方形滑塊。在齒輪的下方，有1個(gè)軸承座，安裝了1個(gè)長(zhǎng)槽搖桿，齒輪上的方形滑塊始終在長(zhǎng)槽內(nèi)滑動(dòng)。搖桿上端長(zhǎng)槽內(nèi)，有滑枕的方形滑塊，也在槽內(nèi)滑動(dòng)，搖桿使滑枕前后運(yùn)動(dòng)。當(dāng)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由滑塊帶動(dòng)搖桿前后扇形擺動(dòng)。滑塊位置在中心下面時(shí)，搖桿可以運(yùn)動(dòng)較大的角度，帶動(dòng)滑枕快速后退。當(dāng)大齒輪滑塊在上方時(shí)，搖桿運(yùn)動(dòng)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(dòng)原理

3 小 結(jié)

這款汽車電動(dòng)導(dǎo)軌后視鏡雨刷，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)為曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的搖擺運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)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(dòng)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(dòng)，且該機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原理簡(jiǎn)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