基于單片機(jī)控制的直線往復(fù)式汽車后視鏡雨刷器的制造方法
【專利摘要】直線往復(fù)式汽車后視鏡雨刷器,一種能夠?qū)崿F(xiàn)汽車后視鏡無(wú)死角全方位刮水的汽車電器設(shè)備。本發(fā)明涉及一種汽車后視鏡雨刷器,解決了雨天汽車后視鏡淋雨后顯像不清帶來(lái)的行車安全問(wèn)題。汽車在雨天行車時(shí),后視鏡淋雨后駕駛員無(wú)法看清后面的路況信息,使得汽車轉(zhuǎn)向或變更車道時(shí)面臨巨大的安全隱患。目前,只有頂級(jí)高端豪華轎車才配有后視鏡雨刷器,且都是搖臂式雨刷,搖臂式雨刷很難實(shí)現(xiàn)后視鏡全方位的刮水。為了克服搖臂式汽車后視鏡雨刷器的不足,本發(fā)明采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)刮水膠條以直線往復(fù)式的運(yùn)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)鏡面無(wú)死角全方位的刮水。
【專利說(shuō)明】基于單片機(jī)控制的直線往復(fù)式汽車后視鏡雨刷器【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車電器設(shè)備,特別是涉及汽車后視鏡雨刷器,解決了雨天汽車后視鏡淋水后顯像不清帶來(lái)的行車安全問(wèn)題。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知,雨刷器主要用于汽車前、后擋風(fēng)玻璃的刮水,汽車在雨天行車時(shí),后視鏡淋雨后駕駛員無(wú)法看清后面的路況信息,使得汽車轉(zhuǎn)向或變更車道時(shí)面臨巨大的安全隱患。目前,只有頂級(jí)高端豪華轎車才配有后視鏡雨刷器,且都是搖臂式雨刷,一般每個(gè)后視鏡只有一個(gè)搖臂,因此對(duì)于較大的矩形后視鏡而言,一個(gè)搖臂式雨刷很難實(shí)現(xiàn)后視鏡全方位的刮水,如大型客車所使用的后視鏡就是一個(gè)典型的例子。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為了克服搖臂式汽車后視鏡雨刷器的不足,本發(fā)明采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)有骨架刮水膠條以直線往復(fù)式的運(yùn)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)鏡面無(wú)死角全方位的刮水。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種基于單片機(jī)控制的直線往復(fù)式汽車后視鏡雨刷器,其組成包括硬件和軟件,硬件包括電源模塊、控制單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其中電源模塊采用了供電延時(shí)和斷電延時(shí)兩級(jí)延時(shí)控制電路,確保雨刷器每次啟動(dòng)控制單元都能可靠投入運(yùn)行以及關(guān)閉雨刷器時(shí)保證雨刷器可靠地??吭谑键c(diǎn)位置。控制單元的控制芯片采用51系列單片機(jī),由雨刷器控制開(kāi)關(guān)以及兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)構(gòu)成雨刷器工作狀態(tài)掃描電路,實(shí)時(shí)采集雨刷器的運(yùn)行信息。執(zhí)行機(jī)構(gòu)由電源控制繼電器、電機(jī)控制繼電器、直流電動(dòng)機(jī)、絲杠機(jī)構(gòu)等組成。
[0005]本發(fā)明的有益效果是,實(shí)現(xiàn)了汽車后視鏡無(wú)死角全方位的刮水;另外,刮水膠條采用有骨架結(jié)構(gòu)的膠條,兩端通過(guò)拉簧·固定在移動(dòng)支架上,即便是后視鏡鏡面呈現(xiàn)較大的弧度仍能保證刮水膠條與鏡面適時(shí)保持密切的貼合,從而保證良好的刮水效果。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0006]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0007]圖1是控制單元電路原理圖。
[0008]圖2是電源模塊電路原理圖。
[0009]圖3是控制程序流程圖。
[0010]圖4是雨刷器結(jié)構(gòu)示意圖主視圖。
[0011]圖5是雨刷器結(jié)構(gòu)示意圖俯視圖。
[0012]圖6是雨刷膠條移動(dòng)支架結(jié)構(gòu)圖
[0013]圖1中:1.電源控制繼電器RELAYl,2.電機(jī)控制繼電器RELAY2,3.直流電動(dòng)機(jī),
4.單片機(jī),5.雨刷器控制開(kāi)關(guān),6.限位開(kāi)關(guān)XW2,7.限位開(kāi)關(guān)XW1,限位開(kāi)關(guān)只有在按鈕被按下時(shí)才閉合,外力消失自動(dòng)斷開(kāi),8.電源控制繼電器的驅(qū)動(dòng)三極管BGl,9.電機(jī)控制繼電器的驅(qū)動(dòng)三極管BG2。
[0014]圖2中:1.汽車點(diǎn)火開(kāi)關(guān)ACC擋,2.電源模塊穩(wěn)壓芯片7805,3.供電延時(shí)繼電器RELAY3,4.斷電延時(shí)繼電器RELAY4,5.熔斷絲,6.三聯(lián)開(kāi)關(guān),含雨刷器控制開(kāi)關(guān)K1、供電延時(shí)繼電器線圈電流控制開(kāi)關(guān)K2、斷電延時(shí)繼電器線圈電流控制開(kāi)關(guān)K3。
[0015]圖4中:1.直流電動(dòng)機(jī),2.起始端固定板,3.起始端限位開(kāi)關(guān)XW2按鈕,4.絲杠,
5.雨刷移動(dòng)支架,6.導(dǎo)向桿,7.終點(diǎn)端限位開(kāi)關(guān)XWl按鈕,8.終點(diǎn)端固定板,9.限位開(kāi)關(guān)觸發(fā)桿。
[0016]圖6中:1.導(dǎo)向孔,2.螺紋孔。
【具體實(shí)施方式】
[0017]圖2中:1是汽車點(diǎn)火開(kāi)關(guān)的ACC擋,當(dāng)其接通時(shí)12V(或24V)直流電經(jīng)7805芯片處理后輸出DC5V。
[0018]6是一個(gè)三聯(lián)開(kāi)關(guān),其中Kl是后視鏡雨刷器控制開(kāi)關(guān),當(dāng)其被按下時(shí),K1、K2、K3三者同時(shí)接通。Κ2控制流經(jīng)繼電器RELAY3電磁線圈中電流的通斷。RELAY3是延時(shí)閉合繼電器,工作電壓為DC12V,其特點(diǎn)是:未得電前動(dòng)合觸點(diǎn)常開(kāi),得電后動(dòng)合觸點(diǎn)延時(shí)閉合。3、4是常閉觸點(diǎn),3、5是常開(kāi)觸點(diǎn),3是轉(zhuǎn)換觸點(diǎn),連接7805輸出端3,當(dāng)Κ2閉合時(shí),DC12V工作電壓施加在繼電器線圈兩端,RELAY3延時(shí)一定時(shí)間后產(chǎn)生動(dòng)作,常閉觸點(diǎn)3、4斷開(kāi),常開(kāi)觸點(diǎn)3、5吸合,將7805第3腳位輸出的DC5V經(jīng)Κ3輸送到RELAY4,給RELAY4電磁線圈供電,RELAY4是延時(shí)斷開(kāi)繼電器,其工作電壓為DC5V,其特點(diǎn)是:未得電前動(dòng)合觸點(diǎn)常開(kāi),得電后動(dòng)合觸點(diǎn)立即閉合,斷電時(shí)延時(shí)斷開(kāi)。3、4是常閉觸點(diǎn),3、5是常開(kāi)觸點(diǎn),3是轉(zhuǎn)換觸點(diǎn),觸點(diǎn)3也連接至7805第3腳位輸出的DC5V,當(dāng)三聯(lián)開(kāi)關(guān)接通時(shí),供電延時(shí)繼電器RELAY3完成延時(shí)后,7805輸出的DC5V便施加在RELAY4電磁線圈的兩端,RELAY4即刻吸合,由觸點(diǎn)5將DC5V對(duì)外輸出,給控制單元供電。當(dāng)Κ3斷開(kāi)時(shí),經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的延時(shí)后,RELAY4才產(chǎn)生動(dòng)作,常開(kāi)觸點(diǎn)3、5斷開(kāi),切斷給控制單元的供電。
[0019]綜上所述,不難看出,當(dāng)按下后視鏡雨刷器開(kāi)關(guān)Kl時(shí),雨刷器并不能馬上工作,而是經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的延時(shí)后才將DC5V輸出,從而實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)的上電復(fù)位,保證雨刷器每次啟動(dòng)時(shí)控制單元都能可靠投入工作。當(dāng)斷開(kāi)雨刷器控制開(kāi)關(guān)時(shí),控制單元的工作電源DC5V也不會(huì)馬上失去,而是經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的延時(shí)后電源模塊才斷開(kāi)DC5V的供電,只要斷電延時(shí)取值大于雨刷器往復(fù)一個(gè)周期所需要的時(shí)間,在程序的控制下,就能可靠保證雨刷器停止工作時(shí)必定??吭谑键c(diǎn)位置。
[0020]控制單元基于51單片機(jī)組成,系統(tǒng)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式,單片機(jī)的X1、Χ2之間接晶振,為提高震蕩信號(hào)的穩(wěn)定性,晶振兩端與地之間分別連接30pF的電容。
[0021]汽車點(diǎn)火開(kāi)關(guān)控制12V電源的接通與關(guān)斷,系統(tǒng)電源模塊電路如附圖中圖2所示,點(diǎn)火開(kāi)關(guān)接通后,12V連接到7805的輸入端,7805輸出端有DC5V輸出,但電源模塊只有在三聯(lián)開(kāi)關(guān)接通并完成延時(shí)后才有DC5V輸出,為控制單元提供工作電壓。
[0022]電源控制繼電器RELAYl和電機(jī)控制繼電器RELAY2均采用二開(kāi)二閉的微功率繼電器,引腳1、2之間是繼電器的電磁線圈,引腳3、5是一對(duì)常閉觸點(diǎn),3、7是一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn),引腳4、6是一對(duì)常閉觸點(diǎn)、引腳4、8是一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn),引腳3、4是轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)。
[0023]電源控制繼電器RELAYl由三極管BGl驅(qū)動(dòng),BGl采用PNP型2N5401,其基極經(jīng)2.2K的電阻接單片機(jī)端口 PL 3,發(fā)射極連接到5V直流電源,集電極連接到電源控制繼電器RELAYl電磁線圈的正極端,即RELAYl的第I腳,Pl.3為低電平時(shí),三極管BGl導(dǎo)通,Pl.3為高電平時(shí),三極管BGl截止,從而控制繼電器RELAYl電磁線圈中電流的通斷,即決定RELAYl是否動(dòng)作。DC12V接到RELAYl的兩個(gè)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)3、4,動(dòng)合觸點(diǎn)7、8控制12V直流電的輸出,其輸出連接至電機(jī)控制繼電器RELAY2的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)3、4,因此,電源控制繼電器RELAYl決定電機(jī)控制繼電器DC12V電源的通斷。
[0024]電機(jī)控制繼電器RELAY2由三極管BG2驅(qū)動(dòng),BG2采用PNP型2N5401,其基極經(jīng)
2.2K的電阻接單片機(jī)端口 Pl.4,發(fā)射極連接到5V直流電源,集電極連接到電機(jī)控制繼電器RELAY2電磁線圈的正極端,即RELAY2的第I腳,Pl.4為低電平時(shí),三極管BG2導(dǎo)通,Pl.4為高電平時(shí),三極管BG2截止,從而控制繼電器RELAY2電磁線圈中電流的通斷,即決定RELAY2是否動(dòng)作,由RELAYl輸出的DC12V接到RELAY2的兩個(gè)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)3、4,當(dāng)RELAY2電磁線圈中沒(méi)有電流流過(guò)時(shí),常閉觸點(diǎn)閉合,12V電源經(jīng)動(dòng)斷觸點(diǎn)5、6連接至直流電機(jī)兩端,使之沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng),假如此時(shí)為正轉(zhuǎn),那么當(dāng)RELAY2電磁線圈中有電流流過(guò)時(shí)動(dòng)斷觸點(diǎn)5、6斷開(kāi)與轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)3、4的連接,動(dòng)合觸點(diǎn)7、8分別與轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)3、4接通,動(dòng)合觸點(diǎn)7、8輸出DC12V,連接到直流電機(jī)的兩端,且實(shí)現(xiàn)了電源極性的轉(zhuǎn)換,使直流電機(jī)實(shí)現(xiàn)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0025]Kl是雨刷器控制開(kāi)關(guān),接Pl.0,限位開(kāi)關(guān)XWl接Pl.1,限位開(kāi)關(guān)XW2接Pl.2,這三者構(gòu)成了雨刷器工作狀態(tài)掃描電路。當(dāng)雨刷器控制開(kāi)關(guān)Kl閉合時(shí),電源模塊經(jīng)過(guò)延時(shí)后給控制單元供電,微控制器上電復(fù)位,系統(tǒng)初始化,51系列單片機(jī)默認(rèn)上電時(shí)Pl?P3端口全為高電平,此時(shí)Pl.0被強(qiáng)行置0,當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到Pl.0為低電平時(shí),送出指令,Pl.3置0,BG1導(dǎo)通,RELAYl動(dòng)作,動(dòng)合觸點(diǎn)7、8分別與轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)3、4接通,將12V直流電輸送到RELAY2的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)3、4,在Pl.4沒(méi)有被置O之前,系統(tǒng)保持上電時(shí)的高電平狀態(tài),BG2截止,因此RELAY2常閉觸點(diǎn)保持閉合狀態(tài),DC12V經(jīng)觸點(diǎn)5、6施加到直流電動(dòng)機(jī)兩端,驅(qū)動(dòng)電機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng),電機(jī)帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn),絲杠驅(qū)動(dòng)刮水膠條移動(dòng)支架由起始端向終點(diǎn)端移動(dòng),當(dāng)觸及到終點(diǎn)端的限位開(kāi)關(guān)XWl時(shí),限位開(kāi)關(guān)將單片機(jī)的Pl.1 口強(qiáng)行置0,當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到這個(gè)信號(hào)時(shí),發(fā)出指令,令Pl.4置0,BG2導(dǎo)通,集電極電流流經(jīng)RELAY2的電磁線圈構(gòu)成回路,電機(jī)控制繼電器RELAY2動(dòng)作,常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,電機(jī)反方向旋轉(zhuǎn),使刮水膠條由終點(diǎn)端向起始端移動(dòng),當(dāng)刮水膠條的移動(dòng)支架觸及起始端的限位開(kāi)關(guān)XW2時(shí),Pl.2被置0,單片機(jī)檢測(cè)到這個(gè)信號(hào)時(shí)在發(fā)送下一條指令之前首先判斷雨刷器控制開(kāi)關(guān)的狀態(tài),即Pl.0的電位,若其處于斷開(kāi)狀態(tài)呈現(xiàn)高電平,說(shuō)明駕駛?cè)艘V褂晁⑵鞯墓ぷ鳎藭r(shí)單片機(jī)發(fā)出指令,將Pl.3置1,BGl截止,電源控制繼電器RELAYl的動(dòng)合觸點(diǎn)7、8將斷開(kāi)與轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)3、4的連接,從而切斷送往電機(jī)控制繼電器的DC12V電源,使電機(jī)停止工作;若單片機(jī)檢測(cè)到雨刷器控制開(kāi)關(guān)仍處于閉合狀態(tài),即Pl.0仍為低電平,則發(fā)出指令,將Pl.4置1,使BG2截止,令電機(jī)控制繼電器的常閉觸點(diǎn)閉合,常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi),使安裝雨刷膠條的移動(dòng)支架又從起始端向終點(diǎn)端移動(dòng),如此循環(huán)往復(fù),周而復(fù)始。
[0026]雨刷器執(zhí)行機(jī)構(gòu)如說(shuō)明書(shū)附圖中圖4所示,兩端由固定板通過(guò)兩個(gè)導(dǎo)向桿以及絲杠組成一個(gè)框架結(jié)構(gòu)。安裝雨刷膠條的移動(dòng)支架有三個(gè)孔,如附圖中圖6所示,I是導(dǎo)向孔,2是螺紋孔。導(dǎo)向孔有兩個(gè),兩根導(dǎo)向桿分別穿過(guò)導(dǎo)向孔,導(dǎo)向孔內(nèi)壁與導(dǎo)向桿外表面構(gòu)成滑動(dòng)摩擦副,其摩擦表面光潔度較高以減小摩擦阻力,移動(dòng)支架上中間部位有螺紋孔,螺紋孔加工有內(nèi)螺紋,絲杠有外螺紋,兩者螺紋深度以及螺距幾何參數(shù)一致,配合安裝,當(dāng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)絲杠同速旋轉(zhuǎn),在導(dǎo)向桿的干預(yù)下絲杠驅(qū)動(dòng)雨刷器移動(dòng)支架作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。雨刷器刮水膠條采用有骨架結(jié)構(gòu),骨架通過(guò)拉簧固定于移動(dòng)支架的兩端,確保雨刷膠條與后視鏡鏡面緊密地貼合在一起,保證刮雨效果。
[0027]軟件部分程序流程圖如附圖中圖3所示。
[0028]匯編語(yǔ)言源程序:
[0029]org OOOOh
[0030]Ijmp start
[0031]org 0080h
[0032]start:mov pi, #0ffh
[0033]10:jb p1.0,10
[0034]cIr p1.3
[0035]12:jb p1.1,12
[0036]cIr p1.4
[0037]13:jb p1.2,13
[0038]jb p1.0,14
[0039]setb p1.4
[0040]Ijmp start
[0041]14:setb p1.3
[0042]end。
【權(quán)利要求】
1.一種基于單片機(jī)控制的直線往復(fù)式汽車后視鏡雨刷器,其特征是:刮水膠條以直線往復(fù)式的運(yùn)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)刮水功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)控制的直線往復(fù)式汽車后視鏡雨刷器,其特征在于:單片機(jī)檢測(cè)雨刷器控制開(kāi)關(guān)的狀態(tài),當(dāng)檢測(cè)到雨刷器控制開(kāi)關(guān)閉合時(shí),系統(tǒng)啟動(dòng),單片機(jī)發(fā)出指令,令電源控制繼電器產(chǎn)生動(dòng)作將直流電動(dòng)機(jī)工作所需的電源送到電機(jī)控制繼電器的轉(zhuǎn)換觸點(diǎn),此時(shí)電機(jī)控制繼電器常閉觸點(diǎn)將驅(qū)動(dòng)電機(jī)沿一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng),電機(jī)帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn),絲杠驅(qū)動(dòng)刮水膠條移動(dòng)支架由起始端向終點(diǎn)端移動(dòng),當(dāng)觸及到終點(diǎn)端的限位開(kāi)關(guān)時(shí),限位開(kāi)關(guān)將單片機(jī)的某一 I/o 口強(qiáng)行置O,當(dāng)單片機(jī)檢測(cè)到這個(gè)信號(hào)時(shí),發(fā)出指令讓電機(jī)控制繼電器動(dòng)作,常閉觸點(diǎn)斷開(kāi),常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,電機(jī)反方向旋轉(zhuǎn),使刮水膠條由終點(diǎn)端向起始端移動(dòng),當(dāng)刮水膠條的支架觸及起始端的限位開(kāi)關(guān)時(shí),單片機(jī)首先判斷雨刷器控制開(kāi)關(guān)的狀態(tài),若其處于斷開(kāi)狀態(tài),則說(shuō)明駕駛?cè)艘V褂晁⑵鞯墓ぷ?,此時(shí)單片機(jī)發(fā)出指令,由電源控制繼電器切斷送往電機(jī)控制繼電器的直流電源,使電機(jī)停止工作;若單片機(jī)檢測(cè)到雨刷器控制開(kāi)關(guān)仍處于閉合狀態(tài),則發(fā)出指令,令電機(jī)控制繼電器的常閉觸點(diǎn)閉合,常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi),使之又從起始端向終點(diǎn)端移動(dòng),如此循環(huán)往復(fù),周而復(fù)始。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)控制的直線往復(fù)式汽車后視鏡雨刷器,其特征在于:刮水膠條移動(dòng)支架在絲杠驅(qū)動(dòng)下做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),且有導(dǎo)向桿確保移動(dòng)支架沿正確的運(yùn)動(dòng)軌跡移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)控制的直線往復(fù)式汽車后視鏡雨刷器,其特征在于:雨刷器刮水膠條采用有骨架結(jié)構(gòu),骨架通過(guò)拉簧固定于移動(dòng)支架的兩端,確保雨刷膠條與后視鏡鏡面緊密地貼合在一起,保證刮雨效果。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)控制的直線往復(fù)式汽車后視鏡雨刷器,其特征在于:電源可以是12V,也可以是24V,即適用于使用汽油機(jī)的汽車,也適用于使用柴油機(jī)的汽車。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單片機(jī)控制的直線往復(fù)式汽車后視鏡雨刷器,其特征在于:電源模塊采用供電延時(shí)和斷電延時(shí)兩種時(shí)間繼電器構(gòu)成兩級(jí)延時(shí)控制電路。當(dāng)后視鏡雨刷器的控制開(kāi)關(guān)接通時(shí),雨刷器并不馬上工作,而是經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的延時(shí)后電源模塊才將DC5V輸出到控制單元,從而實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)的上電復(fù)位,保證雨刷器每次啟動(dòng)時(shí)控制單元都能可靠投入工作。當(dāng)斷開(kāi)雨刷器控制開(kāi)關(guān)時(shí),控制單元的工作電源DC5V也不會(huì)馬上失去,而是經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的延時(shí)后電源模塊才斷開(kāi)DC5V的供電,只要斷電延時(shí)取值大于雨刷器往復(fù)一個(gè)周期所需要的時(shí)間,在程序的控制下,就能可靠保證雨刷器停止工作時(shí)必定停靠在始點(diǎn)位置。
【文檔編號(hào)】B60S1/08GK103707848SQ201210376032
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月8日
【發(fā)明者】孔慶奎 申請(qǐng)人:孔慶奎