[发明专利]风挡玻璃刮水器的改进

说明书

本发明涉及用在大型海轮上的能用速度分布装置控制驱动马达速度的直线式风挡玻璃重型刮水器。

刮水器一般采用呈带子形的连续驱动装置，该带子在两个相同尺寸的皮带轮之间运行。或者连续驱动装置可以是在链轮上运行的链子。

刮水器的刮片固定在刮水器支架上，该支架装在框架中运行并被导向，并用适当的连接装置固定在皮带上。其中一个轮在其轴承上可自由转动，而另一个轮可由马达驱动，或者两个轮均被驱动，使得支架可沿框架进行直线运动。参照附图1，在行程的各个端部(a和b)由于支架固定点从上层带转移到下层带的运动，支架的运动反向，在相反的情况下也一样。马达一般以恒定速度w转动，所以支架的速度v(即刮水器刮片的速度)如附图1所示。

EP0302343公开了一种窗玻璃刮水器，尤其是两端导向的窗玻璃刮水器。使用两端导向的窗玻璃刮水器可以在任何时候使其在窗玻璃的整个纵向方向紧贴着窗玻璃来回运动，因此这种窗玻璃刮水器尤其适用于大面积刮水而没有在端部诸如由于风压而产生脱离的危险。此外，采用直线驱动式刮水器，可在四方形窗玻璃中获得直至角部的全面积的清洁区域，而且可制成牢固的结构，以对付极端情况。

然而，刮水器在其行程端部的速度变化率(即加速度)是很大的，通常达到5g(如图2所示)，这种速度的突变意味着在刮水器机构内产生大的冲击力。在现有技术中，通常采用阻尼机构来调节其速率，并限制刮水器臂与刮片的尺寸，以减轻其质量来减小惯性冲击力。考虑到在由于盐和结冰而加剧的恶劣的气候条件下能可靠地工作，必须将刮水器系统做得特别坚固，并且须在刮水器刮片上施加很大的压力，在此情况下，大的开始上升和缓慢下降的冲击问题便特别尖锐。

因此，本发明的目的是要提供一种带有能控制马达速度的速度分布装置的重型刮水器，以便将在其行程端部的速度变化率控制在可接受的范围内，以保证其可靠工作并延长其寿命。

本发明目的是通过提供一种改进的重型刮水器装置来实现的，它包括：在间隔轮子上操作的连续驱动装置；由上述连续驱动装置驱动的刮水器支架，刮水器支架在第一和第二行程位置端部之间进行往复运动并适合于通过在连续驱动装置的上、下层带之间传送驱动力的方法来改变驱动方向；用于单方向驱动上述间隔轮子中至少一个轮子的驱动马达，其特征在于控制上述马达速度的速度分布装置，上述速度分布装置被配置来控制马达速度，以便完成一个复往运转循环，在位于上述刮水器支架行程的各个端部区域，当支架离开行程位置的各个端部，马达速度在选定的时间周期内从低速度平滑地增加到操作速度；当支架接近行程位置的各个端部时，马达的速度从运转速度平滑地减小到低速度。

在现代设计中常常设有变速运转。通过应用速度设定控制器来粗调(开环调节)马达速度的方法可以达到这一点，该速度设定控制器可以减少输给马达(一般为直流马达或交流串激马达)的平均电流。结合刮水器转矩基本上恒定的要求，这导致低的平均速度。

通过检测支架位置可以在支架接近运动端部时使马达速度分布降低，然后在跨越主要行程的运动时再增回到正常速度。

大多数系统还装有“停车”位置传感器，使得在到达该行程端部时，以简单的控制电路使马达停转。

按照本发明，获得平滑动作的一个简单方法是利用这种停车位置传感器P来保证如图3所示的要求的速度分布。在所建议的实施例中，该速度分布用微控制器产生，该微控制器的输出驱动E2-电位器。通过检测其时间基本分布曲线端部和另一个停车传感器信号出现的相对定时，该系统可以自调节，使得该分布曲线的端部紧靠下一分布曲线的开始。

可供选择的可能性如下：

1．具有编码器(简单的脉冲发生器)的马达提高了速度变转位置的精度，因而可用于更精确的闭环马达速度控制。此时仍需要一个支架实际位置传感器；

2．使带齿的带子与上述方案1结合将给出更确定的支架位置。可以应用传感带子运动的传感器(光线从皮带齿形或皮带轮通过)来代替马达编码器，因而提供最直接的位置数据；

3．可以使方案1或2与一个转换驱动器即通过改变电源频率控制(价格较低和较粗糙的)感应马达的速度的驱动器联合应用。一般这种驱动器包括将电源转换为直流的整流器和将该电源又以可变频率转换成交流的固态转换器；

4．可以使速度分布模拟简单谐振运动，因此给出自然的谐振运动状态，平稳加速到最大位置，然后相应地平稳减速。