路國廷，張亞萍

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一種多功智能雨刷器的設(shè)計(jì)研究

路國廷，張亞萍

雨刷器是汽車上的重要組成部分，為汽車駕駛者提供了方便以及有力的安全保障。但是傳統(tǒng)的雨刷器還要許多小改進(jìn)的地方，文章介紹了一種多功智能雨刷器，以解決現(xiàn)在雨刷器存在的問題。

雨刷器；汽車；多功能

1 概述

從1903年由荷蘭一位女發(fā)明家瑪麗?安德森發(fā)明的世界上第一個(gè)手動(dòng)雨刷器到如今已經(jīng)走過了一百一十多年的歷史。雨刷器由最初的手動(dòng)型發(fā)展到現(xiàn)在的電動(dòng)型，雨刷器的結(jié)構(gòu)也由骨架雨刷發(fā)展到無骨雨刷。為汽車駕駛者提供了更為安全的保障。

雨刷器雖然經(jīng)歷過了一百多年的發(fā)展，但它基本還是處在單一功能的形式，沒有能夠真正滿足或者完全解決汽車在駕駛過程中遇到的一些實(shí)際問題，沒有真正發(fā)揮出雨刷器的潛在功能。

隨著當(dāng)今社會(huì)現(xiàn)代化程度迅猛發(fā)展和高質(zhì)量生活水平不斷提高，汽車已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚闹饕煌üぞ摺Ｈ绾翁岣吒影踩?、方便、?shí)用的配置已經(jīng)成為汽車工業(yè)發(fā)展中的重要選項(xiàng)，也是汽車市場競爭的主要手段和目標(biāo)。保持汽車風(fēng)擋玻璃潔凈、清晰和視野良好，是汽車安全駕駛最基本最重要的保障之一。一個(gè)小小的雨刷器看似無關(guān)緊要，卻是汽車駕駛當(dāng)中一個(gè)不可忽視又至關(guān)重要的安全保障配置和重要環(huán)節(jié)。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在全球每年發(fā)生的交通事故中，68%是由于駕駛者視線不清楚或者觀察不到位造成的。如何進(jìn)一步確保風(fēng)擋玻璃表面的清晰、潔凈是汽車安全駕駛過程中一項(xiàng)極為重要的問題，這其中雨刷器的重要性顯得尤為突出。我們提供的這款多功能、智能型雨刷器可同時(shí)解決現(xiàn)有雨刷器在使用過程中存在的幾大難題。我以為這將是汽車雨刷器歷史上的一次重大變革，是一次真正意義上的雨刷器革命。

2 困擾駕駛者的問題

我們經(jīng)過多年的觀察、研究發(fā)現(xiàn)汽車在日常使用過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些困擾駕駛者的問題，問題如下：

（1）由于天氣寒冷，當(dāng)雨刷膠條表面粘有雪、水而結(jié)冰時(shí)就會(huì)發(fā)生變硬的現(xiàn)象，使得雨刷膠條不能保持原來的柔軟性，不能均勻的刮除風(fēng)擋玻璃表面的水、雪以及污物，影響駕駛者的觀察視線。而且，變硬了的雨刷膠條在風(fēng)擋玻璃表面做反復(fù)刮除工作過程中還會(huì)產(chǎn)生令人不愉快的刺耳聲音，使駕駛者也產(chǎn)生不愉快的心情。

（2）在當(dāng)今所有汽車上使用的雨刷器基本都是噴水裝置與雨刮器分開設(shè)置的，我們每一個(gè)開過汽車的人基本都有遇到過這樣一個(gè)尷尬的問題：特別是使用時(shí)間較長的汽車往往會(huì)由于噴水口位移而造成噴出去的水不能準(zhǔn)確噴到需要噴到水的位置，不能達(dá)到理想的噴水效果，影響雨刮器清除玻璃表面污物。有的時(shí)候在噴水口位移較嚴(yán)重的情況下，還會(huì)出現(xiàn)將水噴到相鄰汽車上的奇葩現(xiàn)象。

（3）在寒冷季節(jié)早晨起來我們有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)風(fēng)擋玻璃表面附有一層冰霜或者雪。特別是那種冰霜非常難除，汽車需要較長時(shí)間反復(fù)加熱才能清除。4，還有在蚊蟲比較多的季節(jié)里風(fēng)擋玻璃表面常常會(huì)被蚊蟲的尸斑沾滿，而且現(xiàn)有的雨刷器即使使用專用清潔劑也無法迅速、干凈刮除，嚴(yán)重影響駕駛者的視線。

以上這幾種現(xiàn)象相信我們每一個(gè)駕駛過汽車的人都有過親身經(jīng)歷，有的還因此造成了嚴(yán)重的交通事故。

3 解決方案

我們經(jīng)過研究發(fā)掘出了具有實(shí)際應(yīng)用意義的解決方案，可以徹底解決這些問題。首先，我們在雨刷膠條當(dāng)中設(shè)置有能夠起到加熱作用的加熱絲，由智能控制，它可以隨著外界溫度的變化自動(dòng)調(diào)控雨刷膠條的溫度，使雨刷膠條隨時(shí)保持理想的溫度，柔軟的狀態(tài)，從而保持良好的刮除功能和實(shí)現(xiàn)良好的刮除效果。其次，我們把雨刷器與噴水裝置設(shè)置為一體，而且雨刷膠條可以很方便的進(jìn)行更換，能夠真正意義上實(shí)現(xiàn)雨刷膠條刮到哪里水就噴到哪里的神奇效果。不會(huì)再出現(xiàn)那種雨刮器噴水噴不到位的尷尬現(xiàn)象。再有，我們設(shè)置了具有噴熱水、或者水霧（熱）、（蒸汽）的功能，用于清除風(fēng)擋玻璃表面蚊蟲尸斑等污物。由于蚊蟲尸斑主要是由含有糖分的膠質(zhì)物體構(gòu)成，采用熱水清除效果即簡便又實(shí)用。而且熱水或者熱的水霧（蒸汽）還能迅速清除玻璃表面冰霜、雪等物質(zhì)。

我們對五款不同車型的雨刷器與多功能雨刷器的玻璃清洗液使用量進(jìn)行了對比，結(jié)果顯示：多功能雨刷器可節(jié)約玻璃清洗液使用量達(dá)到33—56%，節(jié)約效果極為顯著。

石墨烯技術(shù)在雨刷膠條上的應(yīng)用將會(huì)為多功能雨刷器帶來更加豐富的效果和廣闊的發(fā)展前景。

我們已經(jīng)申請了多項(xiàng)發(fā)明專利和實(shí)用新型專利，目前已經(jīng)獲得了12項(xiàng)實(shí)用新型專利授權(quán)，另有兩項(xiàng)發(fā)明進(jìn)入實(shí)質(zhì)審查階段，3項(xiàng)發(fā)明進(jìn)入優(yōu)先審查階段。

雨刷器的多功能化將是汽車雨刷器未來發(fā)展的必然方向，它將進(jìn)一步滿足人們在汽車駕駛過程中對風(fēng)擋玻璃表面清晰度較高的安全要求，實(shí)現(xiàn)雨刷器的多功能性、智能性，為駕駛者提供更好、更清晰的視野和觀察效果。

近幾年，我們看到許多號(hào)稱可以取代汽車雨刷器的產(chǎn)品和技術(shù)，我們以為這類產(chǎn)品或技術(shù)主要是以化學(xué)成分為主的合成產(chǎn)品，在玻璃表面可以起到一定的拒水、止水作用。但是，它并不能完全具備在機(jī)動(dòng)車上代替雨刷器的應(yīng)用條件。機(jī)動(dòng)車是行駛的工具，要求風(fēng)擋玻璃時(shí)刻要保持清晰、潔凈的狀態(tài)，并可以應(yīng)對任何惡略氣候條件。首先，所謂的“拒水膜”產(chǎn)品和技術(shù)在應(yīng)用于靜止的玻璃表面時(shí)，如：玻璃幕墻，光伏產(chǎn)業(yè)等，其效果是肯定的，可以有應(yīng)用效果。但是作為汽車風(fēng)擋玻璃使用，則會(huì)出現(xiàn)如下諸多問題，1，由于“拒水膜”有時(shí)效性，需要經(jīng)常、反復(fù)噴灑，使用起來費(fèi)時(shí)、費(fèi)事、麻煩。2，在雨天特別是較大的雨天中使用“拒水膜”時(shí)，風(fēng)擋玻璃表面會(huì)出現(xiàn)隱形紋路，駕駛者容易產(chǎn)生眼昏（暈）的情況。3，當(dāng)遇有冰、雪情況時(shí)“拒水膜”則更顯得無能為力。因此，“拒水膜”在特殊天氣條件下汽車沒有使用的條件，從安全性來看在汽車上則更沒有最基本的安全使用價(jià)值。我們以為目前最安全最可靠的仍然是機(jī)械雨刷器，一百多年來的歷史經(jīng)歷已經(jīng)充分證明了它的安全性、可靠性是無可替代。

多功能雨刷器的出現(xiàn)是現(xiàn)代化汽車不斷發(fā)展的必然結(jié)果，它將與疲勞駕駛提示，可變懸架功能等配置一樣變得越來越重要。

據(jù)摩根士丹利統(tǒng)計(jì)預(yù)測2019年全球汽車銷量將達(dá)到8291萬輛，另據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測2019年中國汽車市場銷量將達(dá)到2800萬輛。中國的汽車消費(fèi)量已經(jīng)超過了世界汽車消費(fèi)總量的四分之一強(qiáng)，成為名副其實(shí)的汽車消費(fèi)大國。龐大的汽車需求市場預(yù)示著人們對汽車安全性能的要求將會(huì)越來越高、越來越全面、越來越苛刻，預(yù)示著汽車的安全配置將會(huì)更加體貼、更加周全、更加完美。這種多功能雨刷器將能更好的滿足駕駛者對汽車雨刷器近乎完美、苛刻需求的渴望，多功能、智能型雨刷器也必將會(huì)成為人們選購汽車時(shí)的一項(xiàng)極為重要配置的選項(xiàng)。

我們期待有識(shí)之士共同開發(fā)！

[1] 王芳.機(jī)動(dòng)車電動(dòng)刮水器的檢查及故障診斷分析[J].農(nóng)村牧區(qū)機(jī)械化,2018(02):44-45.

[2] 廖朝暉.19型雨刮繼電器間歇控制原理分析[J].遼寧高職學(xué)報(bào), 2017,19(12):88-90.

[3] 許霜霜,張振東,孔祥棟.汽車智能雨刷模糊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].軟件導(dǎo)刊,2017,16(07):113-115.

Research on the design of a multi - power intelligent wiper

Lu Guoyan, Zhang Yaping

Wiper is an important part of automobile, which provides convenient and powerful security for automobile drivers. But there are still many small improvements to the traditional wiper. In this paper, a kind of multi-function intelligent wiper is introduced to solve the existing problems of the wiper.

wiper;automobile;multi-function

U463.85+5

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1671-7988(2019)07-181-02

張亞萍（1985-），女，學(xué)歷：本科，研究方向：自動(dòng)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

U463.85+5

A

1671-7988(2019)07-181-02

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.07.060