節(jié)能型超聲波隱形汽車雨刷系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車領域，涉及一種高頻電子設備，尤其涉及一種節(jié)能型超聲波隱形汽車雨刷系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著現(xiàn)代科學技術的飛速發(fā)展，在工業(yè)生產和社會生活的眾多領域中，設計師越來越從人性化的角度出發(fā)設計產品，人們不僅追求產品的實用價值，而且更加注重它的視覺效果及整體設計的流線性。空氣動力學是提升車輛性能的關鍵因素，無論討論的是車輛能跑多快抑或是多省油，這也是為什么汽車制造廠商持續(xù)花重金讓產品更流線以減少縫隙、發(fā)展動態(tài)空力輔助設備、甚至給設計做減法。而使用超聲波雨刷代替?zhèn)鹘y(tǒng)橡膠雨刷正是減少了橡膠雨刷的骨架風阻，這對于追求極致性能的汽車制造商來說很有意義。
[0003]現(xiàn)有的傳統(tǒng)橡膠雨刷是汽車歷史上最悠久的零件，起初為手動裝置，雖然后來改用電動馬達取代了人力，又引入了能夠通過雨量傳感器自動啟動的雨刮器。但這一裝置的基本原理從未改變過，即用金屬支架帶動橡膠刷抹去擋風玻璃上的雨雪和雜質。一般來說普遍存在以下幾點問題:如果電機損壞，雨刷不動或擺動無力；如果使用時間過長，刷桿變形或轉動部位銹蝕，從而造成異響或因壓力不均造成刷雨不均；如果刷片老化或過臟，會造成刷水不凈或遺留痕跡；如果刷片軟鋼條出頭，造成玻璃被刮花；在雨雪天機械橡膠雨刷工作時會遮擋駕駛員的視線。
[0004]說明內容
[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術缺陷，提供一種結構、性能穩(wěn)定的節(jié)能型超聲波隱形汽車雨刷系統(tǒng)，避免了傳統(tǒng)雨刷影響視覺，對車輛行駛造成的阻力，且容易損壞的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是:
[0007]節(jié)能型超聲波隱形汽車雨刷系統(tǒng)，包括分別設置在汽車擋風玻璃兩側的超聲波發(fā)射裝置和超聲波接收裝置；
[0008]所述超聲波發(fā)射裝置包括電源，雙輸出正、負DC-DC轉換電路，正弦波信號發(fā)生器，甲乙類推挽功率放大器和超聲波發(fā)射換能器，所述雙輸出正、負DC-DC轉換電路由控制電路產生的PWM脈沖信號經驅動電路放大后輸入到雙輸出正、負DC-DC轉換電路的N溝道MOSFET管進行開關控制產生正、負電壓，所述甲乙類推挽功率放大器由正弦波發(fā)生器輸入正弦波信號，對正弦信號進行放大后輸出到超聲波發(fā)射換能器驅動超聲波換能器發(fā)出超聲波；
[0009]所述超聲波接收裝置包括超聲波接收換能器和與超聲波接收換能器連接的電能消耗裝置，將超聲波接收換能器接收超聲波發(fā)射換能器發(fā)送過來的超聲波，將聲信號轉變?yōu)殡娦盘柦涬娔芟难b置消耗掉換電功率；或者超聲波接收換能器通過充電電路與超聲波發(fā)射裝置的電源，超聲波接收換能器將聲信號轉換為電信號后為電源充電。
[0010]進一步，所述充電電路包括與超聲波接收換能器依次連接的變壓器、整流橋和三極管放大電路，超聲波接收換能器轉換后的電信號輸入到變壓器降壓后經過整流橋整流，再到三極管放大電路放大充電到電源上。
[0011]進一步，所述電能消耗裝置由與超聲波接收換能器并聯(lián)的電感和電阻構成。
[0012]進一步，所述正弦波信號發(fā)生器采用ICL8038芯片。
[0013]進一步，所述甲乙類推挽功率放大器采用變壓器耦放大器。
[0014]進一步，所述超聲波發(fā)射裝置和超聲波接收裝置分別設置在汽車擋風玻璃的上方和下方，或者分別設置在汽車擋風玻璃的左方和右方。
[0015]本發(fā)明的節(jié)能型超聲波隱形汽車雨刷系統(tǒng)，包括分別超設置在汽車擋風玻璃兩側的超聲波發(fā)射裝置和超聲波接收裝置，是一種虛擬雨刷系統(tǒng)，換能器把輸入的電功率轉換為機械功率(即超聲波)傳遞出去，超聲波使擋風玻璃產生微振動，從而清除雨水、污泥等雜質。系統(tǒng)結構簡單、便于操作、性能穩(wěn)定、清潔范圍大、不阻礙視線等優(yōu)點，不僅能提高能見度，還能避免寒冷天氣下傳統(tǒng)雨刷和玻璃凍結在一起的問題，既可以減輕雨刷馬達重量，也可以減少雨刷骨架風阻，減少空氣阻力。
[0016]超聲波使擋風玻璃產生微振動，而超聲波的振動是微米級的，人的肉眼無法觀測到不影響視覺保證了駕駛安全，擋風玻璃的另一側裝有超聲波接收換能器，將傳遞過來的超聲波轉換為電信號經電能消耗裝置消耗掉換電功率，或者通過充電電路與超聲波發(fā)射裝置的電源回收電能，降低能耗。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明節(jié)能型超聲波隱形汽車雨刷系統(tǒng)的橫向安裝方式示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明節(jié)能型超聲波隱形汽車雨刷系統(tǒng)的縱向安裝方式一示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明節(jié)能型超聲波隱形汽車雨刷系統(tǒng)的縱向安裝方式二示意圖；
[0020]圖4為本發(fā)明中超聲波發(fā)射裝置的原理框圖；
[0021]圖5為本發(fā)明中超聲波發(fā)射裝置的電路原理圖；
[0022]圖6為本發(fā)明中超聲波接收裝置的電路原理圖；
[0023]圖7為本發(fā)明中接收換能器的等效電路圖；
[0024]圖8為本發(fā)明中充電電路的原理圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本發(fā)明進行詳細說明，本發(fā)明不局限于一種實施方式。
[0026]本發(fā)明的節(jié)能型超聲波隱形汽車雨刷系統(tǒng)包括分別設置在汽車擋風玻璃兩側的超聲波發(fā)射裝置和超聲波接收裝置；所述超聲波發(fā)射裝置包括電源，雙輸出正、負DC-DC轉換電路，正弦波信號發(fā)生器，甲乙類推挽功率放大器和超聲波發(fā)射換能器，所述雙輸出正、負DC-DC轉換電路由控制電路產生的PWM脈沖信號經驅動電路放大后輸入到雙輸出正、負DC-DC轉換電路的N溝道MOSFET管進行開關控制產生正、負電壓，所述甲乙類推挽功率放大器由正弦波發(fā)生器輸入正弦波信號，對正弦信號進行放大后輸出到超聲波發(fā)射換能器驅動超聲波換能器發(fā)出超聲行波；所述超聲波接收裝置包括超聲波接收換能器和與超聲波接收換能器連接的電能消耗裝置，將超聲波接收換能器接收超聲波發(fā)射換能器發(fā)送過來的超聲波，將聲信號轉變?yōu)殡娦盘柦涬娔芟难b置消耗掉換電功率；或者超聲波接收換能器通過充電電路與超聲波發(fā)射裝置的電源，超聲波接收換能器將聲信號轉換為電信號后為電源充電。
[0027]實施例1
[0028]如圖1所示，本實施例在汽車引擎蓋下方，接近前擋風玻璃位置的司機一側設有超聲波發(fā)射裝置包括蓄電池1，發(fā)射裝置電子艙2和超聲波發(fā)射換能器201，蓄電池I通過電線與汽車前擋風玻璃上的超聲波發(fā)射換能器連接201，蓄電池為整個超聲波發(fā)射裝置供電，使超聲波換能器發(fā)出超聲行波，這時擋風玻璃開始微振動，另一側設置超聲波接收換能器，包括接收裝置電子艙3和超聲波接收換能器301，通過超聲波接收換能器301接收發(fā)送過來的超聲波。在整個擋風玻璃面上產生從超聲波發(fā)射換能器201 —側到另一側超聲波接收換能器301的超聲行波。超聲波接收裝置設置在汽車引擎蓋下方的副駕駛一側，接收裝置電子艙3通過電線與前擋風玻璃副駕駛一側的超聲波接收換能器301相連接，除超聲波發(fā)射、接收換能器外，其他裝置均安裝在發(fā)射裝置電子艙2和接收裝置電子艙3中。
[0029]如圖4給出了本發(fā)明超聲波發(fā)射裝置的原理框圖，蓄電池為整個系統(tǒng)提供直流電壓源，直流電壓經過DC-DC變換器開關電源的轉換輸出正、負直流電壓，正、負電壓連接到甲乙類(AB類)推挽功率放大器，甲乙類(AB類)推挽功率放大器由正弦波信號發(fā)生器產生的交流信號提供輸入信號對其進行放大。放大后的交流正弦波信號的電功率由超聲波換能器轉換為機械功率(即超聲波)發(fā)射出去。
[0030]本發(fā)明在汽車擋風玻璃的一側裝有超聲波發(fā)射換能器，將超聲波發(fā)射裝置輸出的電功率轉換成機械功率(即超聲波)傳遞出去，是玻璃產生微振動，而超聲波的振動是微米級的，人的肉眼無法觀測到，擋風玻璃的另一側裝有超聲波接收換能器，將傳遞過來的超聲波轉換為電信號。
[0031]本發(fā)明的超聲波發(fā)射裝置主要由蓄電池、雙輸出正負DC-DC變換器、甲乙類(AB類)推挽功率放大器，正弦波信號發(fā)生器及換能器組成。而雙輸出正負DC-DC變換器由控制電路、驅動電路、開關電源三部分組成。
[0032]圖5給出了本發(fā)明的超聲波發(fā)射裝置具體電路原理圖，控制電路采用SG3525(PWM控制芯片)芯片，引腳I通過電容C13接地，引腳2通過電阻R8接地，引腳9通過電阻RlO和電容C13接地，引腳5和引腳7通過電容C14?電容C16接地，引腳6通過電阻Rll接地，引腳12接地，引腳16通過電阻R8、R9接地，引腳10通過電阻R12接地，引腳8通過電容C17接地，引腳13和15接電壓源VCC，電壓源VCC通過電容C12接地，引腳11輸出PWM脈沖信號通過電阻R7接驅動電路IR2110芯片輸入端引腳12。驅動電路IR2110芯片引腳11?引腳13和引腳2接地，引腳3和引腳9接電壓源VCC，引腳3通過電解