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汽車觀后鏡刮水及清洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)
一、 課題研究的目的意義及國(guó)內(nèi)外研究概況
1.1 課題研究的目的意義：
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和人們生活水平的提高，汽車已成為人們出行的必備的交通工具。在汽車行駛過程中，為了確保司機(jī)能可以看到汽車后方、側(cè)方和下方，在各種汽車的外部都裝有一種可以用來反映汽車后方、側(cè)方和下方的的情況，使駕駛者可以間接的看清楚這些位置的情況的鏡子——汽車后視鏡。
可當(dāng)司機(jī)在霧天或雨天行駛時(shí)，由于霧氣造成的后視鏡鏡面的積霧、冬天積霜或雨水侵襲會(huì)造成司機(jī)對(duì)側(cè)后方的視線不清，從而使駕駛員在行車時(shí)很難通過后視鏡看清情況，特別是駕駛大型車輛需左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎、變道、倒車等情況時(shí)，影響了行車安全。此時(shí)駕駛員需伸出車窗外進(jìn)行清潔鏡面表面，這樣極不方便，又是暫時(shí)措施，霧氣及雨水又會(huì)馬上使之模糊不清。因此，為了功能上的完備，駕駛的安全性及操作的方便性，必須采用各種裝置，當(dāng)產(chǎn)生上述情況時(shí)，駕駛員就可方便地開啟這種裝置，解除不必要的后顧之憂。
1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況：
作為最主要的現(xiàn)代化交通工具之一，汽車在人類日常生活中扮演著越來越重要的角色。人們對(duì)于汽車的安全性要求也越來越高。汽車要安全運(yùn)行，與駕駛員接受信息正確確與否、信息輸入裝置的多少和快慢有著重要影響。汽車在行駛過程中，有80%的信息是靠視覺得到的，確保良好的視野是預(yù)防汽車事故的必要條件，所謂的視野是駕駛員行車時(shí)的視線范圍。一般情況下，按視野獲得的方式可分為直接視野和間接視野，直接視野就是駕駛員在駕駛位置時(shí)，直接透過前風(fēng)窗玻璃、車門玻璃和后風(fēng)窗玻璃所能直接、清晰地看到的道路的范圍大小。間接視野即駕駛員通過內(nèi)外后視鏡看到的車輛后方情況的清晰圖像，圖像所反映的范圍即為得到的視野。后視鏡是駕駛員間接視野的主要保證，因而后視鏡的合理布置和表面的清潔時(shí)提高汽車主動(dòng)安全性的重要因素之一。
通過對(duì)國(guó)內(nèi)外后視鏡刮水器材料的收集與整理，總結(jié)出目前國(guó)內(nèi)外后視鏡刮水器的主要有如下幾種形式：
1. 將一根伸縮桿套入導(dǎo)桿內(nèi)并與導(dǎo)桿滑動(dòng)連接，在伸縮桿的一側(cè)軸向連接一排水撥，在導(dǎo)桿上設(shè)有凹槽和水撥對(duì)應(yīng)連接。該裝置與后視鏡連接后，可形成來回轉(zhuǎn)動(dòng)、左右來回及上下來回?fù)芩沟们鍧嵉轿?，收取時(shí)便于隱藏。
2. 將直流電機(jī)通過齒輪組連接轉(zhuǎn)臂，轉(zhuǎn)臂連接雨刮板在后視鏡上擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)將后視鏡上的雨水或水汽刮掉。
3. 將兩個(gè)電磁鐵對(duì)置安裝在刮臂兩側(cè)，每個(gè)電磁鐵能產(chǎn)生相反方向磁力線。將兩個(gè)電磁鐵能使兩個(gè)活動(dòng)鐵芯同時(shí)做相向或相背運(yùn)動(dòng)的激磁繞組并聯(lián)成一組。并聯(lián)后的兩組激磁繞組與繼電器的兩個(gè)靜觸點(diǎn)連接，動(dòng)觸點(diǎn)和振蕩器通過開關(guān)與電源相接。繼電器磁化線圈受振蕩器控制。刮臂安裝在刮臂軸上。刮片插接在刮臂上且停止位置由掛接在刮臂頂端的回位彈簧控制。兩個(gè)電磁鐵中的兩個(gè)活動(dòng)鐵芯通過連桿分別接于刮臂軸兩側(cè)對(duì)稱處的刮臂上。刮水器裝于安裝底板上。通過電磁使刮臂來回移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)將后視鏡上的雨水或水汽刮掉。
4. 一種刮水器是由動(dòng)力、減速箱、曲柄和刮水桿構(gòu)成，利用動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)減速箱減速帶動(dòng)曲拐作圓周運(yùn)動(dòng)，使與之活動(dòng)連接的刮水桿往復(fù)擺動(dòng)，將掛在倒后鏡上的水珠刮掉。
二、課題研究的主要內(nèi)容
本課題是針對(duì)已有的后視鏡刮水器的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一個(gè)更簡(jiǎn)單、更實(shí)用的刮水器，憑借啟動(dòng)雨刷傳動(dòng)裝置以驅(qū)動(dòng)雨刷刮除后視鏡鏡面上的水氣，以使鏡面保持明亮，可供車輛駕駛清楚觀看到后視鏡內(nèi)反映的景象，以確保行車安全。主要是對(duì)以下幾點(diǎn)進(jìn)行研究：
1) 后視鏡刮水器及清洗系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)
2) 后視鏡傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
3) 后視鏡刮水及清洗系統(tǒng)的控制電路設(shè)計(jì)
4) 設(shè)計(jì)出相關(guān)的圖紙并編寫設(shè)計(jì)說明書
三、課題的關(guān)鍵問題及解決的思路
本課題是在已有的設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一個(gè)更簡(jiǎn)單、更方便的刮水器。通過翻閱大量資料和專利，最終設(shè)計(jì)出以下三種方案：
方案一：
此方案采用的是與前擋風(fēng)玻璃的傳動(dòng)原理相同的。該刮水器由動(dòng)力、減速箱、曲柄和刮水桿構(gòu)成，利用動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)減速箱減速帶動(dòng)曲拐作圓周運(yùn)動(dòng)，使與之活動(dòng)連接的刮水桿往復(fù)擺動(dòng)，將掛在后視鏡上的水珠刮掉。
方案二：
此方案的刮水器由動(dòng)力、鏈、鏈輪和刮水桿構(gòu)成。利用動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)鏈輪傳動(dòng)，帶動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)，使與之連接的刮水桿往復(fù)擺動(dòng)，從而將后視鏡上的水珠刮掉。
方案三：
本方案提供了一種汽車后視鏡的雨刷裝置，通過傳動(dòng)組帶動(dòng)雨刷以刮除后視鏡所沾附的水滴等污物。其中傳動(dòng)組分別固設(shè)于后視鏡的內(nèi)部空間內(nèi)，各傳動(dòng)組包括有一電動(dòng)機(jī)、兩組嚙合的齒輪、移動(dòng)座、固定架，其中銜接桿上方與雨刷連接，電動(dòng)機(jī)的軸心帶動(dòng)主動(dòng)傳動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)與其嚙合的從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)螺桿的旋轉(zhuǎn)，螺桿的正逆方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，使其上的螺母帶動(dòng)雨刮器來回移動(dòng)，固定架的兩側(cè)各設(shè)有感測(cè)組件—位置傳感器。來實(shí)現(xiàn)螺桿的正反轉(zhuǎn)。
以上三種方案中，方案一采用的是曲柄搖桿結(jié)構(gòu)，對(duì)空間范圍要求很大，并已有設(shè)計(jì)出來，所以不以采用；方案二中需采用鏈接結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)精度不高，所以也不以采用，所以最終確定以第三種方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。
四、預(yù)期的成果
通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使大學(xué)四年的理論知識(shí)與實(shí)際有效結(jié)合在一起，提高了自己機(jī)械設(shè)計(jì)方面的能力。
通過對(duì)汽車觀后鏡刮水及清洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)，了解了很多機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，了解機(jī)械設(shè)計(jì)的方法及流程，了解國(guó)內(nèi)外發(fā)展的狀況和方向，把自己四年的知識(shí)得到了運(yùn)用和掌握。對(duì)自己的專業(yè)外語也有了很大的提高，在CAD等相關(guān)軟件的運(yùn)用上得到了鞏固。最后完成了機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)說明書。
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