基于單片機控制的直線往復式汽車后視鏡雨刷器的制造方法
【專利摘要】直線往復式汽車后視鏡雨刷器，一種能夠實現(xiàn)汽車后視鏡無死角全方位刮水的汽車電器設備。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的行車安全問題。汽車在雨天行車時，后視鏡淋雨后駕駛員無法看清后面的路況信息，使得汽車轉向或變更車道時面臨巨大的安全隱患。目前，只有頂級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)明采用直流電機驅動刮水膠條以直線往復式的運動方式實現(xiàn)鏡面無死角全方位的刮水。
【專利說明】基于單片機控制的直線往復式汽車后視鏡雨刷器【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車電器設備，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的行車安全問題。
【背景技術】
[0002]眾所周知，雨刷器主要用于汽車前、后擋風玻璃的刮水，汽車在雨天行車時，后視鏡淋雨后駕駛員無法看清后面的路況信息，使得汽車轉向或變更車道時面臨巨大的安全隱患。目前，只有頂級高端豪華轎車才配有后視鏡雨刷器，且都是搖臂式雨刷，一般每個后視鏡只有一個搖臂，因此對于較大的矩形后視鏡而言，一個搖臂式雨刷很難實現(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典型的例子。

【發(fā)明內容】

[0003]為了克服搖臂式汽車后視鏡雨刷器的不足，本發(fā)明采用直流電機驅動有骨架刮水膠條以直線往復式的運動方式實現(xiàn)鏡面無死角全方位的刮水。
[0004]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種基于單片機控制的直線往復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)行機構。其中電源模塊采用了供電延時和斷電延時兩級延時控制電路，確保雨刷器每次啟動控制單元都能可靠投入運行以及關閉雨刷器時保證雨刷器可靠地?？吭谑键c位置?？刂茊卧目刂菩酒捎?1系列單片機，由雨刷器控制開關以及兩個限位開關構成雨刷器工作狀態(tài)掃描電路，實時采集雨刷器的運行信息。執(zhí)行機構由電源控制繼電器、電機控制繼電器、直流電動機、絲杠機構等組成。
[0005]本發(fā)明的有益效果是，實現(xiàn)了汽車后視鏡無死角全方位的刮水；另外，刮水膠條采用有骨架結構的膠條，兩端通過拉簧·固定在移動支架上，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】

【附圖說明】
[0006]下面結合附圖對本發(fā)明進一步說明。
[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是雨刷器結構示意圖主視圖。
[0011]圖5是雨刷器結構示意圖俯視圖。
[0012]圖6是雨刷膠條移動支架結構圖
[0013]圖1中:1.電源控制繼電器RELAYl，2.電機控制繼電器RELAY2，3.直流電動機，
4.單片機，5.雨刷器控制開關，6.限位開關XW2，7.限位開關XW1，限位開關只有在按鈕被按下時才閉合，外力消失自動斷開，8.電源控制繼電器的驅動三極管BGl，9.電機控制繼電器的驅動三極管BG2。
[0014]圖2中:1.汽車點火開關ACC擋，2.電源模塊穩(wěn)壓芯片7805，3.供電延時繼電器RELAY3，4.斷電延時繼電器RELAY4，5.熔斷絲，6.三聯(lián)開關，含雨刷器控制開關K1、供電延時繼電器線圈電流控制開關K2、斷電延時繼電器線圈電流控制開關K3。
[0015]圖4中:1.直流電動機，2.起始端固定板，3.起始端限位開關XW2按鈕，4.絲杠，
5.雨刷移動支架，6.導向桿，7.終點端限位開關XWl按鈕，8.終點端固定板，9.限位開關觸發(fā)桿。
[0016]圖6中:1.導向孔，2.螺紋孔。
【具體實施方式】
[0017]圖2中:1是汽車點火開關的ACC擋，當其接通時12V(或24V)直流電經(jīng)7805芯片處理后輸出DC5V。
[0018]6是一個三聯(lián)開關，其中Kl是后視鏡雨刷器控制開關，當其被按下時，K1、K2、K3三者同時接通。Κ2控制流經(jīng)繼電器RELAY3電磁線圈中電流的通斷。RELAY3是延時閉合繼電器，工作電壓為DC12V，其特點是:未得電前動合觸點常開，得電后動合觸點延時閉合。3、4是常閉觸點，3、5是常開觸點，3是轉換觸點，連接7805輸出端3，當Κ2閉合時，DC12V工作電壓施加在繼電器線圈兩端，RELAY3延時一定時間后產(chǎn)生動作，常閉觸點3、4斷開，常開觸點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是延時斷開繼電器，其工作電壓為DC5V，其特點是:未得電前動合觸點常開，得電后動合觸點立即閉合，斷電時延時斷開。3、4是常閉觸點，3、5是常開觸點，3是轉換觸點，觸點3也連接至7805第3腳位輸出的DC5V，當三聯(lián)開關接通時，供電延時繼電器RELAY3完成延時后，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5將DC5V對外輸出，給控制單元供電。當Κ3斷開時，經(jīng)過一定時間的延時后，RELAY4才產(chǎn)生動作，常開觸點3、5斷開，切斷給控制單元的供電。
[0019]綜上所述，不難看出，當按下后視鏡雨刷器開關Kl時，雨刷器并不能馬上工作，而是經(jīng)過一定時間的延時后才將DC5V輸出，從而實現(xiàn)了單片機的上電復位，保證雨刷器每次啟動時控制單元都能可靠投入工作。當斷開雨刷器控制開關時，控制單元的工作電源DC5V也不會馬上失去，而是經(jīng)過一定時間的延時后電源模塊才斷開DC5V的供電，只要斷電延時取值大于雨刷器往復一個周期所需要的時間，在程序的控制下，就能可靠保證雨刷器停止工作時必定停靠在始點位置。
[0020]控制單元基于51單片機組成，系統(tǒng)采用內部時鐘方式，單片機的X1、Χ2之間接晶振，為提高震蕩信號的穩(wěn)定性，晶振兩端與地之間分別連接30pF的電容。
[0021]汽車點火開關控制12V電源的接通與關斷，系統(tǒng)電源模塊電路如附圖中圖2所示，點火開關接通后，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)開關接通并完成延時后才有DC5V輸出，為控制單元提供工作電壓。
[0022]電源控制繼電器RELAYl和電機控制繼電器RELAY2均采用二開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是一對常閉觸點,3、7是一對常開觸點，引腳4、6是一對常閉觸點、引腳4、8是一對常開觸點，引腳3、4是轉換觸點。
[0023]電源控制繼電器RELAYl由三極管BGl驅動，BGl采用PNP型2N5401，其基極經(jīng)2.2K的電阻接單片機端口 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，三極管BGl導通，Pl.3為高電平時，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是否動作。DC12V接到RELAYl的兩個轉換觸點3、4，動合觸點7、8控制12V直流電的輸出，其輸出連接至電機控制繼電器RELAY2的轉換觸點3、4，因此，電源控制繼電器RELAYl決定電機控制繼電器DC12V電源的通斷。
[0024]電機控制繼電器RELAY2由三極管BG2驅動，BG2采用PNP型2N5401，其基極經(jīng)
2.2K的電阻接單片機端口 Pl.4，發(fā)射極連接到5V直流電源，集電極連接到電機控制繼電器RELAY2電磁線圈的正極端，即RELAY2的第I腳，Pl.4為低電平時，三極管BG2導通，Pl.4為高電平時，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是否動作，由RELAYl輸出的DC12V接到RELAY2的兩個轉換觸點3、4，當RELAY2電磁線圈中沒有電流流過時，常閉觸點閉合，12V電源經(jīng)動斷觸點5、6連接至直流電機兩端，使之沿一個方向轉動，假如此時為正轉，那么當RELAY2電磁線圈中有電流流過時動斷觸點5、6斷開與轉換觸點3、4的連接，動合觸點7、8分別與轉換觸點3、4接通，動合觸點7、8輸出DC12V，連接到直流電機的兩端，且實現(xiàn)了電源極性的轉換，使直流電機實現(xiàn)反向轉動。
[0025]Kl是雨刷器控制開關，接Pl.0，限位開關XWl接Pl.1，限位開關XW2接Pl.2，這三者構成了雨刷器工作狀態(tài)掃描電路。當雨刷器控制開關Kl閉合時，電源模塊經(jīng)過延時后給控制單元供電，微控制器上電復位，系統(tǒng)初始化，51系列單片機默認上電時Pl?P3端口全為高電平，此時Pl.0被強行置0，當系統(tǒng)檢測到Pl.0為低電平時，送出指令，Pl.3置0，BG1導通，RELAYl動作，動合觸點7、8分別與轉換觸點3、4接通，將12V直流電輸送到RELAY2的轉換觸點3、4，在Pl.4沒有被置O之前，系統(tǒng)保持上電時的高電平狀態(tài)，BG2截止，因此RELAY2常閉觸點保持閉合狀態(tài)，DC12V經(jīng)觸點5、6施加到直流電動機兩端，驅動電機正向轉動，電機帶動絲杠旋轉，絲杠驅動刮水膠條移動支架由起始端向終點端移動，當觸及到終點端的限位開關XWl時，限位開關將單片機的Pl.1 口強行置0，當單片機檢測到這個信號時，發(fā)出指令，令Pl.4置0，BG2導通，集電極電流流經(jīng)RELAY2的電磁線圈構成回路，電機控制繼電器RELAY2動作，常閉觸點斷開，常開觸點閉合，電機反方向旋轉，使刮水膠條由終點端向起始端移動，當刮水膠條的移動支架觸及起始端的限位開關XW2時，Pl.2被置0，單片機檢測到這個信號時在發(fā)送下一條指令之前首先判斷雨刷器控制開關的狀態(tài)，即Pl.0的電位，若其處于斷開狀態(tài)呈現(xiàn)高電平，說明駕駛人要停止雨刷器的工作，此時單片機發(fā)出指令，將Pl.3置1，BGl截止，電源控制繼電器RELAYl的動合觸點7、8將斷開與轉換觸點3、4的連接，從而切斷送往電機控制繼電器的DC12V電源，使電機停止工作；若單片機檢測到雨刷器控制開關仍處于閉合狀態(tài)，即Pl.0仍為低電平，則發(fā)出指令，將Pl.4置1，使BG2截止，令電機控制繼電器的常閉觸點閉合，常開觸點斷開，使安裝雨刷膠條的移動支架又從起始端向終點端移動，如此循環(huán)往復，周而復始。
[0026]雨刷器執(zhí)行機構如說明書附圖中圖4所示，兩端由固定板通過兩個導向桿以及絲杠組成一個框架結構。安裝雨刷膠條的移動支架有三個孔，如附圖中圖6所示，I是導向孔，2是螺紋孔。導向孔有兩個，兩根導向桿分別穿過導向孔，導向孔內壁與導向桿外表面構成滑動摩擦副，其摩擦表面光潔度較高以減小摩擦阻力，移動支架上中間部位有螺紋孔，螺紋孔加工有內螺紋，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，當電機旋轉時帶動絲杠同速旋轉，在導向桿的干預下絲杠驅動雨刷器移動支架作直線往復運動。雨刷器刮水膠條采用有骨架結構，骨架通過拉簧固定于移動支架的兩端，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。
【權利要求】
1.一種基于單片機控制的直線往復式汽車后視鏡雨刷器，其特征是:刮水膠條以直線往復式的運動方式實現(xiàn)刮水功能。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于單片機控制的直線往復式汽車后視鏡雨刷器，其特征在于:單片機檢測雨刷器控制開關的狀態(tài)，當檢測到雨刷器控制開關閉合時，系統(tǒng)啟動，單片機發(fā)出指令，令電源控制繼電器產(chǎn)生動作將直流電動機工作所需的電源送到電機控制繼電器的轉換觸點，此時電機控制繼電器常閉觸點將驅動電機沿一個方向轉動，電機帶動絲杠旋轉，絲杠驅動刮水膠條移動支架由起始端向終點端移動，當觸及到終點端的限位開關時，限位開關將單片機的某一 I/o 口強行置O，當單片機檢測到這個信號時，發(fā)出指令讓電機控制繼電器動作，常閉觸點斷開，常開觸點閉合，電機反方向旋轉，使刮水膠條由終點端向起始端移動，當刮水膠條的支架觸及起始端的限位開關時，單片機首先判斷雨刷器控制開關的狀態(tài)，若其處于斷開狀態(tài)，則說明駕駛人要停止雨刷器的工作，此時單片機發(fā)出指令，由電源控制繼電器切斷送往電機控制繼電器的直流電源，使電機停止工作；若單片機檢測到雨刷器控制開關仍處于閉合狀態(tài)，則發(fā)出指令，令電機控制繼電器的常閉觸點閉合，常開觸點斷開，使之又從起始端向終點端移動，如此循環(huán)往復，周而復始。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于單片機控制的直線往復式汽車后視鏡雨刷器，其特征在于:刮水膠條移動支架在絲杠驅動下做直線往復運動，且有導向桿確保移動支架沿正確的運動軌跡移動。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于單片機控制的直線往復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構，骨架通過拉簧固定于移動支架的兩端，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)權利要求1所述的基于單片機控制的直線往復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的汽車，也適用于使用柴油機的汽車。
6.根據(jù)權利要求1所述的基于單片機控制的直線往復式汽車后視鏡雨刷器，其特征在于:電源模塊采用供電延時和斷電延時兩種時間繼電器構成兩級延時控制電路。當后視鏡雨刷器的控制開關接通時，雨刷器并不馬上工作，而是經(jīng)過一定時間的延時后電源模塊才將DC5V輸出到控制單元，從而實現(xiàn)了單片機的上電復位，保證雨刷器每次啟動時控制單元都能可靠投入工作。當斷開雨刷器控制開關時，控制單元的工作電源DC5V也不會馬上失去，而是經(jīng)過一定時間的延時后電源模塊才斷開DC5V的供電，只要斷電延時取值大于雨刷器往復一個周期所需要的時間，在程序的控制下，就能可靠保證雨刷器停止工作時必定?？吭谑键c位置。
【文檔編號】B60S1/08GK103707848SQ201210376032
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年10月8日 優(yōu)先權日:2012年10月8日
【發(fā)明者】孔慶奎 申請人:孔慶奎