[实用新型]高速机车挡风玻璃用刮水除尘装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及高速机车挡风玻璃用刮水除尘装置，在需要时靠它清除挡风玻璃上的雨水及其他遮挡物，以获得清晰的视野，保证行车安全。

背景技术

目前，机车上使用的电动刮雨器主要采用有刷直流电机(即直流永磁电机)驱动，直流永磁电机由于电刷的磨耗、载荷的不稳定等原因，在使用后期经常出现碳刷磨损过快、马达接地等故障，加之传统电机过载保护不足，在刮雨器刮水杆(片)高阻力运转时容易过载损坏，从而直接影响刮雨器工作的可靠性，导致零部件更换频繁，增大维修工作量。

发明内容

本实用新型的目的，就是要提供一种高速机车挡风玻璃用刮水除尘装置，它应能较好地克服现有技术的不足之处。

本实用新型的技术方案如下——高速机车挡风玻璃用刮水除尘装置，它含有一套储水喷淋机构、一个控制盒、一个操作开关和两套刮雨器机构，其特征在于：所述的储水喷淋机构包括一水桶和一喷淋电泵，水箱容量大于等于15升，喷淋电泵扬程4米；所述的控制盒其侧面有四组接端子，四组接线端子分别与110伏直流电源、操作开关、无刷刮刷驱动直流电机和喷淋电泵驱动电机相连接；所述的操作开关含有刮刷控制的四档旋转开关和喷淋点动按钮，其中的四档旋转开关用于操纵无刷刮刷驱动直流电机在高速、低速、间歇运转及停机复位四种状态间的 切换，而喷淋点动按钮侧用于控制喷淋电泵驱动电机；每套刮雨器机构包括一台无刷刮刷驱动直流电机、一套含蜗杆和蜗轮的传动机构，还有基座、主刮臂、刮臂连杆、副括臂和刮片，其中的基座、主刮臂、刮臂连杆、副括臂构成平行四边形机构；所述的无刷刮刷驱动直流电机采用电子方式换向，将三个霍尔传感器Hall A、Hall B和Hall C设置于无刷刮刷驱动直流电机转子的旋转路径周围，每当有转子的磁极掠过时，霍尔传感器都会根据转子磁极的极性输出对应的高或低电平，只要根据三个霍尔传感器产生电平的时序就可判定当时转子的位置，并对定子绕组进行相应的通电；所述的无刷刮刷驱动直流电机采用PWM脉宽调制技术进行调速，使用十倍于电机最高频率的PWM驱动波形，当PWM驱动波形的占空比变化时，会引起电机定子上的有效电压变化，从而实现无刷刮刷驱动直流电机的调速。

本实用新型的有益效果是：无刷刮刷驱动直流电机的寿命显著延长，整套装置设计合理，可靠性高，电磁兼容性好。

附图说明

图1是无刷刮刷驱动直流电机驱动原理图。

图2是刮雨器机构的结构示意图。

图中：1一无刷刮刷驱动直流电机，1′一轴承，2一蜗杆，3一蜗轮，4一基座，5一曲柄，6-连杆，7-摇杆，7′-主刮臂，8-刮臂连杆，8′-刮片，9-副刮臂。

具体实施方式

参照图1，微控制器PIC18XX31根据霍尔传感器Hall A、Hall B、 Hall C检测到无刷刮刷驱动直流电机转子的当前位置，来决定开启或关闭功率晶体管的顺序，使电流依序流经无刷刮刷驱动直流电机的定子绕组，以产生顺向或逆向的旋转磁场，并与转子的磁铁相互作用，使电机顺时或逆时转动。当电机转子转动到霍尔传感器检测出另一组信号的位置时，再开启下一组功率晶体管，如此循环，电机就能依据同一方向继续转动，直到控制器决定使电机转子停止时，则关闭功率晶体管；控制器决定使电机转子反向时，则开启功率晶体管，但顺序相反。我们采用PWM脉宽调制技术来调节无刷刮刷驱动直流电机的转速，使用10倍于电机最高频率的PWM驱动波形，根据实际调速要求将PWM驱动波形占空比设计为0.7，此时对应定子上电压的有效值为77V，使得电机在带负载的理想情况下达到要求转速。

图2是刮雨器机构的结构示意图。该刮雨器机构含有无刷刮刷驱动直流电机1、轴承1′、蜗杆2、蜗轮3、基座4、曲柄5、连杆6、摇杆7、主刮臂7′、刮臂连杆8、刮片8′和副刮臂9。其中，无刷刮刷驱动直流电机1之寿命只取决于轴承1′的寿命；蜗轮3采用非金属材料整体压铸，既便于工艺控制，同时也避免由于产生金属粉末导致的接地等故障，提高了可靠性；由基座4、曲柄5、连杆6和摇杆7构成的四杆铰链机构采用球铰接关节轴承，这样便于保证机构的灵活性。

测试表明，本实用新型能完全满足应用要求和参数要求，设计合理，具有可靠性高、电磁兼容性好等优点，值得推广。