一种汽车电动导轨后视镜雨刷的设计

白斌

（湖北汽车工业学院 汽车工程系，湖北 十堰 442002）

一种汽车电动导轨后视镜雨刷的设计

白斌

（湖北汽车工业学院 汽车工程系，湖北 十堰 442002）

在研究常规汽车后视镜的基础上，设计了一种用于防止雨天后视镜视线模糊的雨刷。该雨刷能够在一定程度上解决雨水冲刷后视镜造成的安全隐患问题。

汽车后视镜；雨刷；电动导轨

随着国民消费水平的快速增长，如今路面上行驶的车辆越来越多，交通安全自然成为人身安全项目中的重中之重。尤其在雨天时，视线模糊，打开雨刷只能解决前方视线问题，而后视镜视线模糊，无疑增加了行车安全隐患。针对此问题，笔者设计了一种新型汽车电动导轨后视镜雨刷，能在一定程度上提高雨天后视镜的能见度。

1 基本功能和结构介绍

传统的后视镜没有雨水擦除功能，在高级轿车上一般为防雾效果较好的镜面玻璃。笔者设计的汽车电动导轨后视镜雨刷，可以电动清理后视镜上的雨水，保证后方路况一目了然。该电动导轨后视镜雨刷系统以电机作为驱动动力源，通过带动曲柄滑块机构做平面运动，把动力传递给雨刷片，完成在导轨上左右往复擦刷运动。

改进后的后视镜与传统后视镜相比在镜面边缘多了一副导轨、雨刷条框架和雨刷片。汽车电动导轨后视镜雨刷的结构包括雨刷导轨、电动机、摆转机构、雨刷条。图1是改进后的后视镜三维视图。

图1 改进后的后视镜（前侧）

2 基本工作原理

2.1 后视镜导轨

后视镜导轨（含镜框与镜面）采用直线导轨。直线导轨又称直线导轨副，一般由导轨、滑块、反向器、滚动体和保持器等组成，直线导轨副必须根据使用条件、负载能力和预期寿命选用。

所谓使用条件主要是指应用何种设备、精度要求、刚性要求、负荷方式、行程、运行速度、使用频率、使用环境等因素。根据条件选择对应的合适线性运动的导轨系列。导轨要求精度、刚度不高；负荷为曲柄给滑块的力与滑轨摩擦力之和；直线行程、运行速度无需过大；使用频率与前、后窗雨刷相比不大；使用环境为雨天；要求滑轨具备清水能力；避免滑槽内长时间积水。

2.2 雨刷条框架及雨刷片

后视镜雨刷使用频率比前、后窗雨刷小很多，对雨刷条框架的刚度、强度和耐腐蚀等要求不高，材料的选择可以使用硬质塑料，但对其表面质量有要求，不能有毛边，以防止运动过程中擦花玻璃。

雨刷片的选择可以考虑采用无骨雨刷系统。无骨雨刷系统凭借独特智能自适应弹簧钢弹片，均匀分散压力，使得刮片各部分受力平衡，避免了传统雨刷的弊端；无骨雨刷设计简单、结构轻小，重量极轻，可使雨刷电机寿命延长2倍以上。但是后视镜雨刷由于尺寸太小，采用无骨雨刷系统会给加工安装造成一定的问题，产品开发阶段仍以传统的方式为主。好的雨刷必须具备耐热、耐寒、耐酸碱、抗腐蚀、能贴合挡风玻璃、减轻马达负担、低噪音、拨水性强、质软不刮伤挡风玻璃等特点。图2为雨刷条框架和雨刷片三维视图。

图2 雨刷条框架和雨刷片

2.3 雨刷滚轮

雨刷滚轮的选材基于轻便、传动效果好等原则。该雨刷滚轮的后侧，滚轮与轴不是固联的，保证了运动的自由度。图3是雨刷滚轮的三维视图。

图3 雨刷滚轮

2.4 雨刷摇臂

雨刷摇臂（图4）包括1个承接座及1个底座，其中，承接座的顶面与前侧面相接处有1个中空开口，于该中空开口中央凸伸1个直立弹性卡钩，另在承接座的左侧面及右侧面与后侧面相接的位置上，向外各凸设1个卡掣凸块；即由该直立弹性卡钩与2个卡掣凸块分别卡扣住摇臂头端的前凸缘片与2个下凸缘片，使得雨刷与摇臂的相互连结更为稳固。

图4 雨刷摇臂

2.5 雨刷装置侧视图及电路控制

雨刷器的动力源来自电动机，它是整个雨刷系统的核心。采用永磁直流式电动机，功率一般为4～150 W，转速在2000～2500 r·min-1，雨刷器电机额定电压为12 V。涡轮蜗杆机构的作用是减速增扭，其输出轴带动连杆机构，通过摆转机构把连续的旋转运动改变为左右摆动的运动，如图5所示。

图5 雨刷装置电路简图

2.6 雨刷运动原理

如图6所示，雨刷运动机构（电机）的动力，经过减速后，在大齿轮的一面有1个固定短轴，短轴和齿轮中心有一定距离，套装1个方形滑块。在齿轮的下方，有1个轴承座，安装了1个长槽摇杆，齿轮上的方形滑块始终在长槽内滑动。摇杆上端长槽内，有滑枕的方形滑块，也在槽内滑动，摇杆使滑枕前后运动。当大齿轮转动时，由滑块带动摇杆前后扇形摆动。滑块位置在中心下面时，摇杆可以运动较大的角度，带动滑枕快速后退。当大齿轮滑块在上方时，摇杆运动就慢得多，这样滑枕就能够有较大的切削力。调整大齿轮滑块的中心距，即可调整滑枕行程，符合工作要求。

图6 雨刷运动原理

3 小 结

这款汽车电动导轨后视镜雨刷，通过电机驱动转为曲柄滑块机构的摇摆运动，带动雨刷片后侧支架，达到刮清后视镜镜面积水的目的。该机构设计思路符合后视镜电动雨刷的基本工作要求，能够按照设计要求完成在后视镜平面内的运动，且该机构设计原理简单、新颖，功能可靠实用。在后视镜上安装这样一套雨刷装置，安全行车就有了可靠保障。

［1］王跃进.机械原理［M］.北京：北京大学出版社，2009.

［2］邱宣怀.机械设计［M］.北京：高等教育出版社，2007.

［3］陈家瑞.汽车构造［M］.北京：机械工业出版社，2005.

Design of a Car Rearview Mirror Wiper with Electric Guide Rail

Bai Bin
(Dept.of Automotive Engineering，Hubei Automotive Industries Institute，Shiyan 442002，China)

A car rearview mirror wiper was designed based on the study of the traditional rearview mirror.The rearview mirror wiper can solve the rearview safe problems resulted from raining to a certain degree.

car rearview mirror；wiper；electric guide rail

U271

A

1008-5483（2010）04-0074-03

10.3969/j.issn.1008-5483.2010.04.019