用于车辆清洗装置中的喷头开启与关闭的控制结构的制作方法

本发明涉及一种用于清洗装置中的喷头开启与关闭技术，尤其指一种能实现洗车机的喷杆上的各个喷头独立启闭、组合运用的控制结构。

背景技术

现有的汽车清洗装置包括有喷淋装置，所述喷淋装置包括横向设置的顶部喷杆和左右设置的竖向喷杆，竖向喷杆和/或顶部喷杆中分别设置有能使喷头喷气或喷水的切换机构，切换机构与切换电机输出轴相联动。该切换机构包括与对应喷杆的内壁能相对转动且相互密封地设置在一起的圆筒管，圆筒管的圆周面上分布有与圆筒管内腔相连通、与各自喷头对应的通气孔与通液孔，通过圆筒管的转动实现指定的喷头受控地与进水管路连通或隔断，实现多样化的喷头开闭状态组合。实际应用中，该装置暴露出较多局限性。比如，喷头与喷杆连接的安装工艺复杂，多个喷头不能独立地自由控制，非直杆的喷杆难以实施喷头控制方案，等等。因此，该技术还需改进。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种能实现喷淋过程的自动化控制并能实现喷杆上不同喷头的独立启闭的喷头开启与关闭的控制结构。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：用于车辆清洗装置中的喷头开启与关闭的控制结构，包括有喷头和喷头的控制器，其特征在于：所述控制器设置于喷头的后方，所述控制器包括能沿喷头的轴向作往复运动的芯杆、控制结构、驱动器，所述芯杆的一端伸入喷头的进水端，所述芯杆的一端置于伸入导向套筒内与置于导向套筒上的驱动器相联动，当芯杆沿喷头轴向作往复移动时芯杆的伸入端部能开启和封闭喷头中的出水孔，在所述驱动部与电器控制模块相连接。

作为改进，所述芯杆伸入导向套筒内部分的材质可优选为导磁材料，所述驱动部为圈绕在导向套筒的外周上的电磁线圈，驱动部与电器控制模块中的直流电源、开关形成回路，驱动部通电后可以形成吸引芯杆沿轴向前进或后退的电磁驱动力。

作为改进，所述驱动部为电机，所述导向套筒的尾端开口，导向套筒的外端与芯杆之间相互密封地套置在芯杆上，所述电机的输出轴与电动推杆相联动，所述电动推杆的一端与伸出导向套筒的尾端开口的芯杆固定连接在一起，当驱动部通电后电机的输出轴与芯杆联动在一起而前进或后退地作直线运动。

作为改进，所述芯杆的驱动部可优选为输出旋转运动的电机，所述导向套筒的尾端开口，导向套筒的外端与芯杆之间相互密封地套置在芯杆上，芯杆的露在导套外面的部分制成螺杆状，并与驱动部的输出轴联结，螺杆段的外部套置有螺母，螺母位置固定，驱动部通电后可带动芯杆以旋转方式实现轴向的前进或后退动作。

作为改进，在所述的控制结构上可优选还设置有能固定多个喷头的喷杆，在所述喷杆上能分布固定有喷射泡沫洗涤剂、清洗水、喷气的喷头，各个喷头与电器控制模块中的对应开关相连接。

与现有技术相比，本装置通过在喷头内增加可沿轴向移动的芯杆，在喷头外安装芯杆的驱动部，实现了单个喷头的开闭状态切换，进而可精确控制喷杆上的多个喷头的任意开闭组合，避免了现有产品清洗时所有喷头全程开闭所造成的大量水、电、液的浪费，又实现了同一根喷杆上安装二种以上类型的喷头的工艺隔离问题。本控制结构不须对原有喷头的结构、安装方式做大改造，可以广泛应用于异型管、普通焊缝管、薄壁管等各种喷杆，能实现不同喷头的独立开闭和多个各种喷头状态的自由组合运用，所以本控制结构简单，对喷杆形状无要求，密封性好，大大简化了喷杆的生产、安装和自动化控制环节的实施难度，且运作可靠，生产成本低、维护方便，非常实用。

附图说明

图1是本发明实施例的喷头结构示意图；

图2是中图1喷头开启状态的结构意图；

图3是本发明驱动部为另一种结构的实施例结构的喷头结构示意图；

图4是本发明驱动部为再一种结构的实施例结构的喷头结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1至图4所示，本用于车辆清洗装置中的喷头开启与关闭的控制结构，包括有喷头21和喷头的控制器，所述控制器设置于喷头的后方，所述控制器包括能沿喷头21的轴向作往复运动的芯杆4、控制结构、驱动器，所述芯杆4的一端伸入喷头21的进水端211，所述芯杆4的一端置于伸入导向套筒内与置于导向套筒上的驱动器相联动，当芯杆沿喷头21轴向作往复移动时芯杆的伸入端部能开启和封闭喷头21中的出水孔212，在所述驱动部5与电器控制模块相连接。所述芯杆4伸入导向套筒内部分的材质为导磁材料，所述驱动部5为圈绕在导向套筒6的外周上的电磁线圈，驱动部5与电器控制模块中的直流电源、开关形成回路，驱动部5通电后可以形成吸引芯杆4沿轴向前进或后退的电磁驱动力。所述驱动部5为电机，所述导向套筒6的尾端开口，导向套筒6的外端与芯杆4之间相互密封地套置在芯杆4上，所述电机的输出轴与电动推杆相联动，所述电动推杆的一端与伸出导向套筒6的尾端开口的芯杆4固定连接在一起，当驱动部5通电后电机的输出轴与芯杆4联动在一起而前进或后退地作直线运动。所述芯杆4的驱动部5为输出旋转运动的电机，所述导向套筒6的尾端开口，导向套筒6的外端与芯杆4之间相互密封地套置在芯杆4上，芯杆4的露在导向套筒6外面的部分制成螺杆状，并与驱动部5的输出轴联结，螺杆段的外部套置有螺母，螺母位置固定，驱动部5通电后可带动芯杆4以旋转方式实现轴向的前进或后退动作。在所述的控制结构上还设置有能固定多个喷头的喷杆2，在所述喷杆2上能分布固定有喷射泡沫洗涤剂、清洗水、喷气的喷头21，各个喷头与电器控制模块中的对应开关相连接。

以下对本发明作更进一步说明：

实施例一：

如图1所示的喷杆及喷头的结构原理图。该实施例中，在喷杆2上的喷头21的进水端所对向的位置处开孔并固结有导向套筒6，驱动部5是设置在导向套筒6外部的电磁线圈，芯杆4的外端部内置有将其压向喷头21的内孔的复位弹簧41。在断电状态，喷头21因此将处于闭合状态，属常闭型喷头。所述芯杆4采用软磁材料，如：纯铁、硅钢、坡莫合金等。在电磁线圈通电后，芯杆4被电磁场所磁化，形成与外部磁场相反的磁极，被吸合至导向套筒6的外端部，复位弹簧41也受进一步的压缩，直至芯杆4外端部的气隙消失。

在电磁线圈断电后，复位弹簧41将芯杆4推向喷头21的出水孔212，最终抵住喷头21的出水孔212并将其封堵住。喷头21内部的水流形成的压差进一步加剧了这种趋势，并在封堵后依靠喷杆2内外的压差而保持稳定的密闭状态。

以上的电磁线圈驱动芯杆4运动的原理与电磁铁驱动其铁芯推拉的基本原理相同，具体的磁路设计可以有各种方案，相关技术非常成熟。类似的，以电磁线圈产生的电磁致动作用来驱动芯杆4，还可以有其它实现方式。例如，按照双向自保持电磁铁的结构，采用2组电磁线圈，并期间设置永磁体，则可以实现芯杆4有2个稳定的极限位，分别对应其开、闭两种位置状态，无需复位弹簧41，而采用电磁力来实现芯杆4的双向运动，也可以实现喷头21的开闭控制，包括喷头21的断电常开模式。

由于导向套筒6的外端闭合，芯杆4的此种驱动实现方式的无导向套筒6与驱动部5之间的结构密封问题。

由于不同车身位置处的车身高度等轮廓尺寸变化较大，若喷杆2上的喷头21全程打开，将造成巨大的水电液浪费。以车身侧面的清洗为例，对于最大清洗高度设计为2000mm的洗车机，在清洗一辆车身高度1500mm的轿车时，因车头的发动机盖高度在700-900mm之间，此高度以上的各个喷头21的喷洒动作是无效的，水电浪费比例高达60％。若能根据车身高度实时控制喷头21按需开闭，则意义重大。

实施例二：

如图2所示的喷杆及喷头的结构剖面图，其驱动部5为电动推杆。电动推杆又叫电动缸、直线驱动器，是一种以旋转电机为动力源，通过螺杆螺母等内部传动机构将旋转运动转变为推杆的直线往复运动来输出的执行机构。具体的，比如电机输出轴经齿轮减速后，带动螺母及相应的丝杆制成的推杆，则把电机的旋转运动变成直线运动，利用电机正反转完成推杆的伸缩动作。

所述导向套筒6的两端均开孔，芯杆4向外伸出导向套筒6的外端与电动推杆的推杆51固结，并以唇形密封等密封件8与芯杆4结合，使导向套筒6的外端与芯杆4之间相互密封地套置在芯杆4上，以免喷杆2内部的高压水向外泄露。驱动部5通电后可以通过其推杆实现芯杆4的前进或后退的直线运动。

电动推杆内部通常内置有微动开关，可实现指定行程的伸、缩位置控制。相应地，依靠电动推杆也就可以自由地选择喷头21为常开型或常闭型设计。比如，对于常开型的喷头21，电动推杆正向通电后，其推杆51连同芯杆4发生轴向的直线运动，向喷头21的出水孔212抵近并最终形成封堵状态。当电动推杆反向通电时，其推杆51带动芯杆4远离出水孔212，开启喷头21的出水孔212的流道。常闭型的电动推杆的基本结构和对出水孔212开闭控制的原理并无本质差别，在此不做分别描述。

实施例三：

如果图2中的驱动部5不用直线执行机构，而采用同时有旋转运动与伸缩运动的执行机构，即：芯杆4以旋转的方式实现轴线方向的前进、后退动作。

具体的实现方式上，该实施例中芯杆4的驱动部5为输出旋转运动的电机，电机的输出端与芯杆4相固结。导向套筒6的两端均开孔，且外端与芯杆4之间相互密封地套置在芯杆4上，芯杆4的露在导向套筒6外面的部分长度制成螺杆状，并与驱动部5的输出轴固结，螺杆段的外部套置有螺母52，螺母52与导向套筒6固结。则，电机通电后，芯杆4将与电机的输出轴一同旋转，并连同电机一起实现轴向的前进或后退动作，相应的位置控制可采用限位开关来实现。此处电机可以是内置减速机构的减速电机，也可以是步进电机、伺服电机。

实施例一、实施例二，都必须克服喷杆2内外压差所形成的芯杆4被压合在出水孔212上的压力。与前两个实施例相比，实施例三采用旋转方式开启喷头21的出水孔212的流道，对驱动部5的动力要求呈数量级的下降，便于以小功率、小体积的电机实现对高压水、大喷孔作业条件下的喷头21的启闭控制，使得本发明实施起来更具实用性。

实施例四：

喷杆2上的喷头21有两类：高压去污喷头和低压漂洗喷头，均采用电磁致动来驱动芯杆4，并分别与电器控制模块中的开关一相连，低压漂洗喷头的电磁线圈52都与电器控制模块3中的开关二相连。所述开关一与开关二为互锁关系。高压去污喷头、低压漂洗喷头均采用常闭型设计。

实施清洗作业时，先执行去污步骤，再执行漂洗步骤。则，通过控制开关一、开关二的动作，在去污步骤中低压漂洗喷头未得电，全部处于关闭状态。在漂洗步骤中，低压漂洗喷头可以通电开启，高压去污喷头则断电关闭。

具体实施时，还可以对各个高压去污喷头的分别与开关一串接其它开关，以实现去污步骤中的部分或全部连通的状态。对低压漂洗喷头也是如此。

清洗汽车时，还可以用同一喷杆2安装更多种类的喷头21。相应实施的工艺步骤方面，除了上述的高压去污、低压漂洗工艺，本发明更可通过输入不同的工作介质、泵管阀设置及喷头类型的选用，极为灵活地实现了部分喷头导通、部分喷头被阻断的多样化的工艺设计目的，比如：喷洒泡沫液、吹出高压空气，等，以便给车身喷洒洗车泡沫或高压空气等其它介质，以达到溶解污渍、风干等不同的工艺目的，而喷头调控的技术原理相同，也完全具备现实可行性。也即，当同一喷杆2上安装有3种以上喷头时，依然能做到灵活的开闭组合的相互切换，而且在继电器开关等自动控制方式的实现上非常简单易行。在此不做更多实施例的说明。

以上实施例选取的喷头控制目的和解决方案依然比较单一，并采用了电力作为动力源。就本发明的实质而言，若采用气动元件代替实施例二至四的驱动部，效果相同，在此不做说明。

在车辆清洗设备的具体应用中，喷杆2可以有顶喷杆、侧喷杆等分体设立的直喷杆或、7字形弯折的一体化喷杆。本发明可对任一喷头单独实施开闭控制，完全脱离了喷杆形状的限制，不受喷杆界面形状、整体弯折程度或中部有无进水接头等因素的影响。采用本发明的装置，在安装任意数量、品种规格的喷头情况下，都能充分满足部分喷头、开启指定的其它喷头的现实需要。相反，若采用对比专利的技术，则这些因素都严重妨碍技术的可行性，并且喷头的组合应用也很成问题。

类似的高压水喷头的行业应用非常广泛。比如，除尘加湿、油漆喷涂、除锈除鳞等工艺实施中的喷杆上的喷头，其流体输送原理与开闭控制与高压水清洗喷头基本相同，有关应用与本发明本质相同，均在本发明的权利要求保护之列。

本发明通过磁致动作用等外部执行机构控制芯杆的位置，实现指定喷头的开闭控制，对喷杆、喷头几无要求，所需加工改造也非常简单，可以应用于各类喷杆形状，能实现不同喷头的独立开闭和多个多种类型的喷头的开闭状态的自由组合运用。本装置结构新颖而简洁，易于加工装配和维护，实用性强，节水节能减排效果突出。