電動刮雨器控制裝置的製作方法

2023-04-29 19:39:51

專利名稱：電動刮雨器控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電動風擋玻璃、窗或光學裝置的清洗裝置領域，具體而言，涉及一 種電動刮雨器控制裝置。
背景技術：
目前，機車刮雨器有兩種，一種是電動刮雨器，一種是氣動刮雨器，廣泛適用於電 力機車、地鐵、內燃機車、輕軌等軌道交通行業。現有技術中的電動刮雨器由連杆傳動部分、控制開關、雨刷、水箱等構成，其控制 開關功能有復位、快速、慢速、間歇、噴水，由機械開關對電機進行控制。但是這種電動刮雨 器的組成，其不足之處是控制開關轉換電流大，使觸點容易燒損故障，採用機械開關直接控 制電機，會使電機無保護功能易造成電機易燒損；水箱無水位指示和噴水保護功能，不夠人 性化；機械傳動機構不夠靈活性，故障率高，壽命短，不利於機車電動刮雨器的使用和維護， 而且機車其他設備會產生電磁輻射及電源幹擾，會對電動刮雨器的控制產生一定的影響， 使電動刮雨器發生故障。

實用新型內容本實用新型用來解決前述問題，其目的在於，提供一種電動刮雨器控制裝置，其可 解決現有技術中的電動刮雨器控制裝置控制開關轉換電流大，使觸點容易燒損故障，採用 機械開關直接控制電機，會使電機無保護功能易造成電機易燒損的問題。根據本實用新型的一個方面，提供了一種電動刮雨器控制裝置，包括輸入模塊，用於輸入觸發信號；控制模塊，連接至輸入模塊，用於接收來自輸入模塊的觸發信號，並根據觸發信號 向驅動模塊發送控制信號；驅動模塊，與控制模塊連接，用於接收控制信號，並驅動噴水電機和/或雨刮電機 執行控制信號對應的操作。通過將控制模塊與輸入模塊連接，接收來自輸入模塊的觸發信號，將驅動模塊與 控制模塊連接，接收控制模塊的控制信號，並驅動噴水電機和/或雨刮電機執行控制信號 對應的操作，使輸入模塊與控制模塊連接，通過驅動模塊驅動電機進行操作，而不是直接採 用輸入模塊控制電機，從而使電機在進行操作時，輸入模塊在輸入觸發信號時產生的較大 電流不會直接流向電機，從而不會造成輸入觸發信號時，觸點所產生的較大電流使輸入模 塊燒損產生故障，並且造成電機容易燒損，克服了現有技術中的電動刮雨器控制裝置控制 開關轉換電流大，使觸點容易燒損故障，採用機械開關直接控制電機，會使電機無保護功能 易造成電機易燒損的問題。

附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖 中圖1示出了根據本實用新型的一個實施例的電動刮雨器控制裝置示意圖；圖2示出了根據本實用新型的一個優選實施例的電動刮雨器控制裝置的水位檢 測模塊電路原理圖；圖3示出了根據本實用新型的一個優選實施例的電動刮雨器控制裝置的隔離保 護模塊和驅動模塊電路原理圖；圖4示出了根據本實用新型的一個優選實施例的電動刮雨器控制裝置的電源穩 壓模塊電路原理圖；圖5示出了根據本實用新型的一個優選實施例的電動刮雨器控制裝置的顯示模 塊電路原理圖；以及圖6示出了根據本實用新型的一個優選實施例的電動刮雨器控制裝置的輸入模 塊電路原理圖。
具體實施方式
下面將參考附圖並結合實施例，來詳細說明本實用新型。圖1示出了根據本實用新型的一個實施例的電動刮雨器控制裝置示意圖，包括輸入模塊102，用於輸入觸發信號；控制模塊104，連接至輸入模塊102，用於接收來自輸入模塊102的觸發信號，並根 據觸發信號向驅動模塊106發送控制信號；驅動模塊106，與控制模塊104連接，用於接收控制信號，並驅動噴水電機和/或雨 刮電機執行控制信號對應的操作。在本實施例中，通過將控制模塊與輸入模塊連接，接收來自輸入模塊的觸發信號， 將驅動模塊與控制模塊連接，接收來自控制模塊的控制信號，並驅動噴水電機和/或雨刮 電機執行控制信號對應的操作，使輸入模塊與控制模塊連接，通過驅動模塊驅動電機進行 操作，而不是直接採用輸入模塊控制電機，從而使電機在進行操作時，輸入模塊在輸入觸發 信號時產生的較大電流不會直接流向電機，從而不會造成輸入觸發信號時，觸點所產生的 較大電流使輸入模塊燒損產生故障，並且造成電機容易燒損，克服了現有技術中的電動刮 雨器控制裝置控制開關轉換電流大，使觸點容易燒損故障，採用機械開關直接控制電機，會 使電機無保護功能易造成電機易燒損的問題。優選地，在上述電動刮雨器控制裝置中，電動刮雨器控制裝置還包括水位檢測模 塊，連接至控制模塊，用於對水箱的水位進行檢測，並將水位檢測結果發送至控制模塊；控 制模塊接收對應於水位不足的水位檢測結果而屏蔽控制信號的發送。通過在控制裝置中設 置水位檢測模塊，對噴水電機進行保護。優選地，在上述電動刮雨器控制裝置中，水位檢測模塊包括水位檢測傳感器、第一 水位檢測電路以及第二水位檢測電路，其中，第一水位檢測電路以及第二水位檢測電路均 包括依次連接的放大電路、光耦隔離電路；第一水位檢測電路的放大電路連接至水位檢測 傳感器的第一輸出端，第二水位檢測電路的放大電路連接至水位檢測傳感器的第二輸出 端；第一水位檢測電路的光耦隔離電路的輸出端和第二水位檢測電路的光耦隔離電路的輸出端分別與控制模塊的輸出端連接。優選地，第一水位檢測電路用於實現水滿狀態的水位檢測，將水滿信號發送至控 制模塊，第二水位檢測電路用於實現缺水狀態的水位檢測，將缺水信號發送至控制模塊，當 控制模塊接收到缺水信號時，控制模塊將不再發送控制信號至驅動模塊。優選地，在上述電動刮雨器控制裝置中，電動刮雨器控制裝置還包括隔離保護模 塊，連接在控制模塊和驅動模塊之間，其中隔離保護模塊包括光耦隔離電路，連接至控制 模塊的輸出埠，屏蔽對電動刮雨器控制裝置的磁場幹擾；過壓保護電路，連接於光耦隔離 電路與驅動模塊之間，隔離控制模塊產生的高電壓。通過設置隔離保護模塊，對電路及電機 進行保護，降低電機及其他裝置對控制裝置的電磁幹擾，並對電機進行過壓保護，防止電機 因電壓過大發生故障。優選地，在上述電動刮雨器控制裝置中，過壓保護電路包括第一三極體、第一電 阻、第二電阻、第三電阻、第一二極體；第一三極體的基極與光耦隔離電路的輸出端連接，第 一三極體的集電極的輸出端接工作電壓，第一三極體的發射極與第二電阻連接後接地；第 一電阻連接在第一三極體的基極與第一三極體的發射極之間；第一二極體的陽極連接至第 一三極體的發射極，第一二極體的陰極連接至控制模塊的輸出埠 ；第三電阻與第一二極 管的陰極連接後接地。優選地，在上述電動刮雨器控制裝置中，電動刮雨器控制裝置還包括電源穩壓模 塊，分別與控制模塊、驅動模塊和水位檢測模塊連接，用於接收機車的直流源電壓並轉換為 驅動控制模塊、驅動模塊和水位檢測模塊的工作電壓，其中電源穩壓模塊包括第一電源濾 波電路，第一電源濾波電路的輸入端與機車的直流電源連接，用於去除機車上的其他設備 對機車的直流電源造成的高頻諧波的幹擾；第一濾波穩壓電路，連接至第一電源濾波電路 的輸出端，用於除去第一電源濾波電路中的電磁幹擾，為控制模塊提供工作電壓；第二濾波 穩壓電路，連接至第一電源濾波電路的輸出端，用於除去第一電源濾波電路中的電磁幹擾， 為水位檢測模塊和驅動模塊提供工作電壓。電源模塊中採用了第一電源濾波、第一濾波穩 壓電路和第二濾波穩壓電路，降低了機車的其他設備對控制裝置的幹擾，為控制裝置提供 穩定的工作電壓。優選地，在上述電動刮雨器控制裝置中，第一電源濾波電路包括自恢復保險、第四 電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第一共模線圈，其中第四電阻和第一電容並聯形成第 一支路，第二電感和第三電感串聯形成第二支路；自恢復保險的一端與機車的直流電源的 正極連接，自恢復保險的另一端與第一支路的一端連接；第一支路的另一端與機車的直流 電源的負極連接後接地；第一共模線圈的兩個輸入端與第一支路的兩端分別連接，第一共 模線圈的兩個輸出端分別與第二支路的兩端連接；第一模塊電源和第二模塊電源的輸入端 與第二支路的兩端連接。優選地，在上述電動刮雨器控制裝置中，電動刮雨器控制裝置還包括電機狀態顯 示模塊，連接至控制模塊，用於根據輸入模塊的觸發信號的類型顯示電機的控制方式。優選地，在上述電動刮雨器控制裝置中，控制模塊為以下之一單片機、數字 信號處理器(DSP，Digital Signal Processor)和現場可編程門陣列(FPGA，Field Programmable Gate Array)。圖2示出了根據本實用新型的一個優選實施例的電動刮雨器控制裝置的水位檢
6測模塊電路原理圖。如圖2所示，放大器IC4A的輸入引腳2與水位檢測傳感器的引腳1連 接，放大器IC4A的輸出引腳1與電阻R227和電阻R228連接，電阻R227接光耦隔離器IC204 的正極，電阻R228和水滿指示二極體DL206串聯後接光耦隔離器IC204的負極，光耦隔離 器IC204的集電極接控制模塊的P0. 5引腳。放大器IC4B的輸入引腳5與水位檢測傳感器 的引腳2連接，放大器IC4B的輸出引腳7與電阻R229和電阻R230連接，電阻R229接光耦 隔離器IC205的正極，電阻R230和缺水指示二極體DL207串聯後接光耦隔離器IC205的負 極，光耦隔離器IC205的集電極接控制模塊的P0. 6引腳。圖2中，電路連線中有交點的為 連接關係，其餘的電路交叉處為導線重疊不連接，電路中各電器元件下的數值為優選的電 器元件的型號，電阻下的數值為優選的電阻阻值，如電阻R223的優選阻值為270ΚΩ，R227 的阻值為510 Ω，其他圖與其類似。圖3示出了根據本實用新型的一個優選實施例的電動刮雨器控制裝置的隔離保 護模塊和驅動模塊電路原理圖。如圖3所示，控制單元的PI. 0、P1. UPl. 2和Pl. 3分別與 電阻R7、R8、R9和RlO分別連接後接光耦隔離器IC3的負極，光耦隔離器IC3的發射極分 別經電阻Rll、R12、R13和R14連接後分別與4個過壓保護電路連接後接輸出0UT1、0UT2、 0UT3和0UT4，其中0UT1、0UT2、0UT3和0UT4分別對應於電機的狀態，例如雨刮電機慢速 工作、雨刮電機快速工作、雨刮電機間歇工作、噴水電機工作。過壓保護電路以Q6所在電路 為例，其餘的電路結構與其類似。三極體的基極和電阻Rll串聯，三極體Q6的集電極的輸 出端接+12V工作電壓，三極體Q6的發射極與電阻R16連接後接地；電阻R15連接在三極體 Q6的基極與發射極之間；二極體D201的陽極連接至三極體Q6的發射極，二極體D201的陰 極連接至控制模塊的輸出埠 ；電阻R17與二極體D201的陰極連接後接地。圖3中的圖中PI. 0-Ρ1. 3為單片機功能輸埠，光耦隔離器IC3在圖中起作高電 壓隔離保護作用，同時還可以隔離電機磁場幹擾及碳刷火花幹擾，經過壓保護電路控制雨 刮電機工作；加在三極體集電極上的12V電壓再經D201送給場效應管0UT4。其它三路控 制原理一樣。圖4示出了根據本實用新型的一個優選實施例的電動刮雨器控制裝置的電源穩 壓模塊電路原理圖。如圖4所示，Ρ6輸入機車直流電源DCl 10V, RV為自恢復保險，當處現短 路故障時，RV自動開路，故障排除後自動恢復工作，電阻RV6、電容C19、共模線圈L12、電容 C20和電容C21，其中電容C20、電容C21為安規電容，構成第一電源濾波電路，用於除去其 它設備反饋到電源上的紋波高頻諧波的幹擾，及消除雨刮電機反饋到電源的電磁幹擾，Bi、 Β2為包含EMI電磁兼容濾波器模塊電源，後端電路均為濾波穩壓電路。Bl及後端的濾波穩 壓電路構成第一濾波穩壓電路，Β2及後端的濾波穩壓電路構成第二濾波穩壓電路。設置電 源穩壓模塊的主要是考慮到電源控制電路主要考慮機車電源不穩定，環境惡劣。V2是單片 機的工作電壓，V3是給電機驅動控制電路供電，Vl用於給水位檢測電路供電，同時與V3共 地。圖5示出了根據本實用新型的一個優選實施例的電動刮雨器控制裝置的顯示模 塊電路原理圖。如圖5所示，5個發光二極體DL201-DL205的陰極接控制模塊的輸出引腳 Ρ2. 0-Ρ2. 5，5個發光二極體DL201-DL205的陽極接排阻RP2。圖6示出了根據本實用新型的一個優選實施例的電動刮雨器控制裝置的輸入模 塊電路原理圖。如圖6所示，RPl表示排阻，74LS21是一個四輸入雙與門邏輯晶片，用於觸發中斷作用，以減少循環查表，74LS21的邏輯表是當輸入全高時輸出為高，任一輸入低則 輸出就為低。控制模塊中的中斷程序設計為如果程序設計檢測次序是Pl. 0、PL UPl. 2, Pl. 3 口，優先級即按順序排列，如果同時有多個鍵被按下，可根據實際要求設定為(1)僅 僅只響應最優先中斷；(2)按優先級順序依次執行各個中斷。優選地，輸入模塊的狀態包括 雨刷電機慢速工作、雨刷電機快速工作，雨刷電機間歇工作，雨刷電機復位/停止、噴水電 機工作。電機間歇工作狀態為每隔6秒刮雨器電機動作一個周期，間隔時間通過控制模塊 中的軟體程序進行設置，並且可根據用戶需求調整間歇時間長短；噴水電機工作狀態下，按 一次鍵自動噴水6秒後停止，該時間同樣通過軟體程序設置，並且可根據用戶需求調整間 歇時間長短。從以上的描述中，可以看出，本實用新型上述的實施例實現了如下技術效果通過 控制模塊發送控制信號給驅動模塊，驅動電機進行工作，使裝換開關的電流不至於過大，同 時保護電機不受過大電流的影響；控制裝置中的隔離保護模塊保護控制裝置不受機車其他 裝置的電磁幹擾，控制裝置的抗幹擾性強；同時，控制裝置具有過流、過壓保護的功能，降低 了控制裝置以及電機的故障發生的可能性。以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本 領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則 之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
8
權利要求一種電動刮雨器控制裝置，其特徵在於，包括輸入模塊，用於輸入觸發信號；控制模塊，連接至所述輸入模塊，用於接收來自所述輸入模塊的觸發信號，並根據所述觸發信號向驅動模塊發送控制信號；驅動模塊，與所述控制模塊連接，用於接收所述控制信號，並驅動所述噴水電機和/或所述雨刮電機執行所述控制信號對應的操作。
2.根據權利要求1所述的電動刮雨器控制裝置，其特徵在於，所述電動刮雨器控制裝 置還包括水位檢測模塊，連接至所述控制模塊，用於對水箱的水位進行檢測，並將水位檢測 結果發送至所述控制模塊；所述控制模塊接收對應於水位不足的所述水位檢測結果而屏蔽 所述控制信號的發送。
3.根據權利要求2所述的電動刮雨器控制裝置，其特徵在於，所述水位檢測模塊包括 水位檢測傳感器、第一水位檢測電路以及第二水位檢測電路，其中，所述第一水位檢測電路以及第二水位檢測電路均包括依次連接的放大電路、光耦隔離 電路；所述第一水位檢測電路的放大電路連接至所述水位檢測傳感器的第一輸出端，所述第 二水位檢測電路的放大電路連接至所述水位檢測傳感器的第二輸出端；所述第一水位檢測電路的光耦隔離電路的輸出端和所述第二水位檢測電路的光耦隔 離電路的輸出端分別與所述控制模塊的輸出端連接。
4.根據權利要求1所述的電動刮雨器控制裝置，其特徵在於，所述電動刮雨器控制裝 置還包括隔離保護模塊，連接在所述控制模塊和所述驅動模塊之間，其中所述隔離保護模 塊包括光耦隔離電路，連接至所述控制模塊的輸出埠，屏蔽對所述電動刮雨器控制裝置的 磁場幹擾；過壓保護電路，連接於所述光耦隔離電路與所述驅動模塊之間，隔離所述控制模塊產 生的高電壓。
5.根據權利要求4所述的電動刮雨器控制裝置，其特徵在於，所述過壓保護電路包括 第一三極體、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第一二極體；所述第一三極體的基極與所述光耦隔離電路的輸出端連接，所述第一三極體的集電極 的輸出端接工作電壓，所述第一三極體的發射極與所述第二電阻連接後接地；所述第一電阻連接在所述第一三極體的基極與所述第一三極體的發射極之間；所述第一二極體的陽極連接至所述第一三極體的發射極，所述第一二極體的陰極連接 至所述控制模塊的輸出埠；所述第三電阻與所述第一二極體的陰極連接後接地。
6.根據權利要求2所述的電動刮雨器控制裝置，其特徵在於，所述電動刮雨器控制裝 置還包括電源穩壓模塊，分別與所述控制模塊、所述驅動模塊和所述水位檢測模塊連接，用 於接收機車的直流源電壓並轉換為驅動所述控制模塊、所述驅動模塊和所述水位檢測模塊 的工作電壓，其中所述電源穩壓模塊包括第一電源濾波電路，所述第一電源濾波電路的輸入端與所述機車的直流電源連接，用 於去除機車上的其他設備對所述機車的直流電源造成的高頻諧波的幹擾；第一濾波穩壓電路，連接至所述第一電源濾波電路的輸出端，用於除去第一電源濾波 電路中的電磁幹擾，為所述控制模塊提供工作電壓；第二濾波穩壓電路，連接至所述第一電源濾波電路的輸出端，用於除去第一電源濾波 電路中的電磁幹擾，為所述水位檢測模塊和所述驅動模塊提供工作電壓。
7.根據權利要求6所述的電動刮雨器控制裝置，其特徵在於，所述第一電源濾波電路 包括自恢復保險、第四電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第一共模線圈，其中所述第四電阻和所述第一電容並聯形成第一支路，所述第二電感和所述第三電感串聯 形成第二支路；所述自恢復保險的一端與所述機車的直流電源的正極連接，所述自恢復保險的另一端 與所述第一支路的一端連接；所述第一支路的另一端與所述機車的直流電源的負極連接後接地；所述第一共模線圈的兩個輸入端與所述第一支路的兩端分別連接，所述第一共模線圈 的兩個輸出端分別與所述第二支路的兩端連接；所述第一模塊電源和所述第二模塊電源的輸入端與所述第二支路的兩端連接。
8.根據權利要求1所述的電動刮雨器控制裝置，其特徵在於，所述電動刮雨器控制裝 置還包括電機狀態顯示模塊，連接至所述控制模塊，用於根據所述輸入模塊的觸發信號的 類型顯示電機的控制方式。
9.根據權利要求1所述的電動刮雨器控制裝置，其特徵在於，所述控制模塊為以下之單片機、數位訊號處理器和現場可編程門陣列。
專利摘要本實用新型提供了一種電動刮雨器控制裝置，包括輸入模塊，用於輸入觸發信號；控制模塊，連接至輸入模塊，用於接收來自輸入模塊的觸發信號，並根據觸發信號向驅動模塊發送控制信號；驅動模塊，與控制模塊連接，用於接收控制信號，並驅動噴水電機和/或雨刮電機執行控制信號對應的操作。本實用新型克服了現有技術中的電動刮雨器控制裝置控制開關轉換電流大，使觸點容易燒損故障，採用機械開關直接控制電機，會使電機無保護功能易造成電機易燒損的問題。
文檔編號B60S1/08GK201619554SQ20092026879
公開日2010年11月3日 申請日期2009年12月31日 優先權日2009年12月31日
發明者吳春霞, 張強群, 譚豔, 鄔航東 申請人:株洲電力機車廣緣科技有限責任公司