一种智能雨刷及其控制方法与流程

本发明涉及汽车零配件，具体而言涉及一种智能雨刷及其控制方法。

背景技术：

雨刷是汽车上的一个重要的部件，其安装于挡风玻璃上，用于清除挡风玻璃上的雨雪、尘土。雨刷对雨雪天气行车安全尤其重要。

雨雪天气，尤其降雪量较大的天气，车窗上容易产生积雪。积雪较厚时会对雨刷造成压力，较低的温度也会对雨刷器机械机构带来影响，致使雨刷变形甚至断裂。此外，低温天气下，挡风玻璃上容易结冰，清理结冰时，也容易对雨刷造成损坏。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提供一种智能雨刷及其控制方法，本发明的雨刷器能够自动在积雪时竖立，避免积雪对雨刷器本体机械结构的压迫，保护雨刷器不易变形。本发明具体采用如下技术方案。

首先，为实现上述目的，提出一种智能雨刷，其包括：刮水装置，包括两个，设置在挡风玻璃的左右两侧，用于在挡风玻璃上来回摆动刮水；刮水装置固定轴，包括两个，其设置在挡风玻璃下侧，分别连接并支撑所述刮水装置的下端；刮水装置驱动推杆，包括两个，每一个所述刮水装置驱动推杆均设置为一端与所述刮水装置活动连接，另一端连接驱动轴，以由所述驱动轴推动所述刮水装置来回摆动刮水；驱动轴，包括两个，其长度可随所述刮水装置来回摆动而自动调节，两个驱动轴分别连接两个所述刮水装置驱动推杆的下端；驱动杠，连接于所述两个驱动轴之间；所述驱动杠的中部设置有驱动齿条；驱动电机，其电机轴连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述驱动杠中部的齿条啮合，所述驱动电机往复的旋转以驱动所述驱动杠左右往复运动；所述驱动杠往复运动带动所述刮水装置驱动推杆向上伸长或向下缩短，以驱动所述刮水装置在挡风玻璃上来回摆动刮水；所述驱动电机的外壳，与所述其电机轴平行的方向还设置有高度调节齿条；高度调节舵机马达，其连接有与所述高度调节齿条相啮合的高度调节齿轮，高度调节舵机马达垂直于所述驱动电机，所述高度调节舵机马达能够通过所述高度调节齿轮驱动所述驱动电机相对所述高度调节舵机马达升高或降低，所述驱动电机升高或降低使得所述刮水装置驱动推杆相对所述驱动电机轴向的角度增大或减小，所述角度增大时，所述刮水装置受所述刮水装置驱动推杆推动而贴合所述挡风玻璃的上表面处于刮水的状态；所述角度减小时，所述刮水装置受所述刮水装置驱动推杆牵拉而脱离所述挡风玻璃的上表面处于竖起的状态。

可选的，上述的智能雨刷中，所述驱动电机选择为ihu系列的直流伺服电动机。

可选的，上述的智能雨刷中，所述高度调节舵机马达选择为futabas-9001。

可选的，上述的智能雨刷中，还包括驱动安装盒，其设置在所述挡风玻璃的下侧，所述驱动轴、驱动杠、驱动电机、高度调节舵机马达均设置在所述驱动安装盒内；所述刮水装置驱动推杆的中部与所述驱动安装盒中接近所述挡风玻璃一侧的侧壁上端相抵接，所述刮水装置驱动推杆以该抵接部位为支撑轴，根据所述驱动电机升高或降低而旋转，调节所述刮水装置驱动推杆相对所述驱动电机轴向的角度增大或减小。

可选的，上述的智能雨刷中，所述驱动电机的驱动齿轮的上下两端还分别设置有限位机构，所述驱动杠被限制在所述限位机构之间，以受所述驱动电机驱动调节所述刮水装置驱动推杆下端相对所述高度调节舵机马达的高度，实现对所述刮水装置驱动推杆角度的调节。

可选的，上述的智能雨刷中，所述刮水装置驱动推杆包括上推杆和下推杆，所述上推杆的外径小于所述下推杆的内径，所述上推杆的下端套设于所述下推杆内，所述下推杆的上部沿其内壁还设置有下推杆限位结构，所述上推杆的下部沿其外壁还设置有上推杆限位结构，所述下推杆限位结构与所述上推杆限位结构相配合，能够在所述驱动电机相对所述高度调节舵机马达升高的过程中，通过所述下推杆限位结构的上表面与所述上推杆限位结构的下表面相抵接而使得所述刮水装置驱动推杆推动所述刮水装置贴合所述挡风玻璃的上表面处于刮水的状态；在所述驱动电机相对所述高度调节舵机马达降低的过程中，通过所述下推杆限位结构的下表面与所述上推杆限位结构的上表面相抵接而使得所述刮水装置驱动推杆牵拉所述刮水装置脱离所述挡风玻璃的上表面处于竖起的状态。

可选的，上述的智能雨刷中，还包括温度传感器、雨滴传感器和手动开关；所述温度传感器与所述高度调节舵机马达电连接，所述雨滴传感器与所述驱动电机电连接；所述手动开关同时与所述驱动电机以及所述高度调节舵机马达电连接。所述温度传感器可选择ncp03wb473e05rl。所述雨滴传感器可测量挡风玻璃上的降雨强度。它安装于挡风玻璃内侧，通过发出红外线并接收反射回来的红外线的方式检测挡风玻璃上的降雨强度。其可设置为根据降雨强度更改智能雨刷中驱动电机的往复运动速度，在降雨量大时输出电信号使得驱动电机更快地驱动刮水装置；在降雨量小时输出其他的电信号使得驱动电机缓慢地驱动刮水装置。

同时，为实现上述目的，本发明还提供一种智能雨刷的控制方法，步骤包括：在所述智能雨刷所安装的汽车行驶的状态下：通过所述雨滴传感器检测是否有雨雪，在所述雨滴传感器检测为有雨雪时，驱动所述高度调节舵机马达使得所述驱动电机保持在较高位置，以使得所述刮水装置驱动推杆推动所述刮水装置贴合所述挡风玻璃的上表面处于刮水的状态；同时，驱动所述驱动电机往复的运动以驱动所述驱动杠左右往复运动，所述驱动杠往复运动带动所述刮水装置驱动推杆向上伸长或向下缩短，以驱动所述刮水装置在挡风玻璃上来回摆动刮水。在所述雨滴传感器检测为没有雨雪时，驱动所述高度调节舵机马达使得所述驱动电机保持在较高位置，以使得所述刮水装置驱动推杆推动所述刮水装置贴合所述挡风玻璃的上表面；同时停止驱动所述驱动电机往复的运动，使得所述刮水装置保持在挡风玻璃的下侧。在所述智能雨刷所安装的汽车停车的状态下：通过所述温度传感器检测环境温度是否到达零下，在环境温度到达零下时，进一步通过雨滴传感器检测是否有雨雪；在所述雨滴传感器检测为有雨雪时，驱动所述高度调节舵机马达使得所述驱动电机保持在较低位置，以使得所述刮水装置驱动推杆牵拉所述刮水装置脱离所述挡风玻璃的上表面处于竖起的状态。

可选的，上述的智能雨刷的控制方法中，所述手动开关开启的状态下，驱动所述高度调节舵机马达使得所述驱动电机保持在较高位置，以使得所述刮水装置驱动推杆推动所述刮水装置贴合所述挡风玻璃的上表面处于刮水的状态；同时，驱动所述驱动电机往复的运动以驱动所述驱动杠左右往复运动，所述驱动杠往复运动带动所述刮水装置驱动推杆向上伸长或向下缩短，以驱动所述刮水装置在挡风玻璃上来回摆动刮水。

有益效果

本发明，利用驱动电机往复的旋转以驱动智能雨刷的驱动杠左右往复运动；所述驱动杠往复运动带动所述刮水装置驱动推杆向上伸长或向下缩短，以驱动所述刮水装置在挡风玻璃上来回摆动刮水。其中在所述驱动电机的外壳上，本发明还沿与其电机轴平行的方向设置有高度调节齿条，其由高度调节舵机马达驱动，使得所述驱动电机相对所述高度调节舵机马达升高或降低，所述驱动电机升高或降低使得所述刮水装置驱动推杆推动或牵拉刮水装置而贴合所述挡风玻璃的上表面处于刮水的状态，或者脱离所述挡风玻璃的上表面处于竖起的状态，保护所述雨刷不被积雪压断或结冰黏附在挡风玻璃表面。

进一步，本发明还通过温度传感器、雨滴传感器，自动的实现对上述雨刷驱动结构的控制。在下雨行驶的过程中，通过雨滴传感器自动的控制雨刷刮水。下雪停车的状态下，本发明还可通过雨滴传感器配合温度传感器，自动的控制刮水装置脱离所述挡风玻璃的上表面，处于竖起的状态，以保护所述雨刷不被积雪压断或结冰黏附在挡风玻璃表面。尤其的，本发明还可进一步根据雨滴传感器检测到的降雨多少相应的控制雨刷刮水速度。

本发明的雨刷能够通过自主的调节，保持雨天刮水的效果，并且避免积雪压断雨刷。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的智能雨刷的整体结构示意图；

图2是本发明的智能雨刷中驱动电机和高度调节舵机马达驱动关系的示意图；

图3是本发明的智能雨刷中刮水装置驱动推杆的结构示意图；

图4是本发明的智能雨刷与挡风玻璃之间安装关系的示意图。

图中，1表示刮水装置；2表示刮水装置固定轴；3表示刮水装置驱动推杆；4表示驱动轴；5表示驱动杠；6表示驱动电机；7表示高度调节舵机马达；8表示驱动安装盒；9表示限位机构；10表示挡风玻璃；31表示上推杆；32表示下推杆；33表示上推杆限位结构；34表示下推杆限位结构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明中所述的“左、右”的含义指的是使用者正对汽车前方挡风玻璃时，使用者的左边即为左，使用者的右边即为右，而非对本发明的装置机构的特定限定。

本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。

本发明中所述的“上、下”的含义指的是使用者正对汽车前方挡风玻璃时，由驱动安装盒指向挡风玻璃的方向即为上，由反之为下，而非对本发明的装置机构的特定限定。

图1为根据本发明的一种智能雨刷，包括：

刮水装置1，包括两个，设置在挡风玻璃10的左右两侧，用于在挡风玻璃10上来回摆动刮水；

刮水装置固定轴2，包括两个，其设置在挡风玻璃10下侧，分别连接并支撑所述刮水装置1的下端；

刮水装置驱动推杆3，包括两个，每一个所述刮水装置驱动推杆3均设置为一端与所述刮水装置1活动连接，另一端连接驱动轴4，以由所述驱动轴4推动所述刮水装置1来回摆动刮水；

驱动轴4，包括两个，其长度可随所述刮水装置1来回摆动而自动调节，两个驱动轴4分别连接两个所述刮水装置驱动推杆3的下端；

驱动杠5，连接于所述两个驱动轴4之间；所述驱动杠5的中部设置有驱动齿条；

驱动电机6，其电机轴连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮与所述驱动杠5中部的齿条啮合，所述驱动电机6往复的旋转以驱动所述驱动杠5左右往复运动；所述驱动杠5往复运动带动所述刮水装置驱动推杆3向上伸长或向下缩短，以驱动所述刮水装置1在挡风玻璃10上来回摆动刮水；所述驱动电机6的外壳，与所述其电机轴平行的方向还设置有高度调节齿条；

参考图2所示，高度调节舵机马达7，其连接有与所述高度调节齿条相啮合的高度调节齿轮，高度调节舵机马达7垂直于所述驱动电机6，所述高度调节舵机马达7能够通过所述高度调节齿轮驱动所述驱动电机6相对所述高度调节舵机马达7升高或降低，所述驱动电机6升高或降低使得所述刮水装置驱动推杆3相对所述驱动电机6轴向的角度增大或减小，所述角度增大时，所述刮水装置1受所述刮水装置驱动推杆3推动而贴合所述挡风玻璃10的上表面处于刮水的状态；所述角度减小时，所述刮水装置1受所述刮水装置驱动推杆3牵拉而脱离所述挡风玻璃10的上表面处于竖起的状态。

所述刮水装置驱动推杆3包括上推杆31和下推杆32，所述上推杆31的外径小于所述下推杆32的内径，所述上推杆31的下端套设于所述下推杆32内，所述下推杆32的上部沿其内壁还设置有下推杆限位结构34，所述上推杆31的下部沿其外壁还设置有上推杆限位结构33，所述下推杆限位结构34与所述上推杆限位结构33相配合，能够在所述驱动电机6相对所述高度调节舵机马达7升高的过程中，通过所述下推杆限位结构34的上表面与所述上推杆限位结构33的下表面相抵接而使得所述刮水装置驱动推杆3推动所述刮水装置1贴合所述挡风玻璃10的上表面处于刮水的状态；在所述驱动电机6相对所述高度调节舵机马达7降低的过程中，通过所述下推杆限位结构34的下表面与所述上推杆限位结构33的上表面相抵接而使得所述刮水装置驱动推杆3牵拉所述刮水装置1脱离所述挡风玻璃10的上表面处于竖起的状态。

所述刮水装置1在挡风玻璃10上来回摆动刮水给过程中，参考图3：驱动电机6驱动所述驱动杠5从右向左运动的过程中，所述下推杆限位结构34的上表面与所述上推杆限位结构33的下表面相抵接而使得所述刮水装置驱动推杆3推动所述刮水装置1贴合所述挡风玻璃10的上表面从右向左的刮水。当到达刮水范围的左侧终时，下推杆限位结构34被抵至所述上推杆限位结构33以上，刮水装置驱动推杆3长度缩短，随后，所述驱动电机6驱动所述驱动杠5从左向右运动。驱动电机6驱动所述驱动杠5左向右运动的过程中，所述下推杆限位结构34的下表面与所述上推杆限位结构33的上表面相抵接而使得所述刮水装置驱动推杆3牵拉所述刮水装置1贴合所述挡风玻璃10的上表面从左向右的刮水。当到达刮水范围的右侧终时，下推杆限位结构34被推移至所述上推杆限位结构33以下，刮水装置驱动推杆3长度恢复，随后，所述驱动电机6驱动所述驱动杠5从右向左运动，如此往复。

上述智能雨刷中，所述驱动电机6选择为ihu系列的直流伺服电动机。所述高度调节舵机马达7选择为futabas-9001。

在一种较优的实现方式下，上述的雨刷驱动结构被设置在驱动安装盒8内部。参考图4所示，所述驱动安装盒8设置在所述挡风玻璃10的下侧，所述驱动轴4、驱动杠5、驱动电机6、高度调节舵机马达7均设置在所述驱动安装盒8内；所述刮水装置驱动推杆3的中部与所述驱动安装盒8中接近所述挡风玻璃10一侧的侧壁上端相抵接，所述刮水装置驱动推杆3以该抵接部位为支撑轴，根据所述驱动电机6升高或降低而旋转，调节所述刮水装置驱动推杆3相对所述驱动电机6轴向的角度增大或减小。

上述结构中，所述驱动电机6的驱动齿轮的上下两端还分别设置有限位机构9，所述驱动杠5被限制在所述限位机构9之间，以受所述驱动电机6驱动调节所述刮水装置驱动推杆3下端相对所述高度调节舵机马达7的高度，实现对所述刮水装置驱动推杆3角度的调节。

上述的两个电机马达，可通过温度传感器、雨滴传感器和手动开关进行相应的控制，以实现对雨刷器的驱动。所述温度传感器与所述高度调节舵机马达7电连接，所述雨滴传感器与所述驱动电机6电连接；所述手动开关同时与所述驱动电机6以及所述高度调节舵机马达7电连接。

若所述手动开关关闭，则进行以下的控制：

在上述智能雨刷所安装的汽车行驶的状态下：

通过所述雨滴传感器检测是否有雨雪，在所述雨滴传感器检测为有雨雪时，驱动所述高度调节舵机马达7使得所述驱动电机6保持在较高位置，以使得所述刮水装置驱动推杆3推动所述刮水装置1贴合所述挡风玻璃10的上表面处于刮水的状态；同时，驱动所述驱动电机6往复的运动以驱动所述驱动杠5左右往复运动，所述驱动杠5往复运动带动所述刮水装置驱动推杆3向上伸长或向下缩短，以驱动所述刮水装置1在挡风玻璃10上来回摆动刮水；

在所述雨滴传感器检测为没有雨雪时，驱动所述高度调节舵机马达7使得所述驱动电机6保持在较高位置，以使得所述刮水装置驱动推杆3推动所述刮水装置1贴合所述挡风玻璃10的上表面；同时停止驱动所述驱动电机6往复的运动，使得所述刮水装置1保持在挡风玻璃10的下侧；

在所述智能雨刷所安装的汽车停车的状态下：

通过所述温度传感器检测环境温度是否到达零下，在环境温度到达零下时，进一步通过雨滴传感器检测是否有雨雪；

在所述雨滴传感器检测为有雨雪时，驱动所述高度调节舵机马达7使得所述驱动电机6保持在较低位置，以使得所述刮水装置驱动推杆3牵拉所述刮水装置1脱离所述挡风玻璃10的上表面处于竖起的状态。

相应的，在所述手动开关开启的状态下，驱动所述高度调节舵机马达7使得所述驱动电机6保持在较高位置，以使得所述刮水装置驱动推杆3推动所述刮水装置1贴合所述挡风玻璃10的上表面处于刮水的状态；同时，驱动所述驱动电机6往复的运动以驱动所述驱动杠5左右往复运动，所述驱动杠5往复运动带动所述刮水装置驱动推杆3向上伸长或向下缩短，以驱动所述刮水装置1在挡风玻璃10上来回摆动刮水。

由此，本发明能够通过温度传感器、雨滴传感器，自动的实现对上述雨刷驱动结构的控制。在下雨行驶的过程中，通过雨滴传感器自动的控制雨刷刮水。下雪停车的状态下，本发明还可通过雨滴传感器配合温度传感器，自动的控制刮水装置脱离所述挡风玻璃的上表面，处于竖起的状态，以保护所述雨刷不被积雪压断或结冰黏附在挡风玻璃表面。尤其的，本发明还可进一步根据雨滴传感器检测到的降雨多少相应的控制雨刷刮水速度，使得雨刷能够通过自主的调节，保持雨天刮水的效果，并且避免积雪压断雨刷。

以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。