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抽象的

雨刷机构动力学建模与仿真

Amit Nemade1 和 RZ Deshmukh

汽车的大挡风玻璃表面需要清洁以获得良好的视野。采用电机驱动的雨刷臂机构，可清洁大面积的挡风玻璃。雨刮机构大多采用简单的四杆机构或平行四边形机构进行工作，其工作原理是将电动机的动力传递到雨刮臂的根部，将旋转运动转变为前后运动。本工作尝试利用CATIA V5R20建模软件包对雨刷串联机构的动态行为进行仿真和分析；ANSYS 进行分析，考虑该机构为多体系统。本文还介绍了机构耦合连杆和接头中的等效应力分布，以预测可能发生故障的区域。
雨刮器机构是为了清除汽车挡风玻璃上的水或灰尘而开发的。广泛采用的雨刮机构系统包括串联系统、对置系统、单臂系统和驾驶员位置系统。一个用于清洁驾驶员侧的挡风玻璃，另一个用于清洁乘客侧的挡风玻璃。雨刮器的前后运动通常由电动机来操作。该机构主要由驱动装置为减速电机、连杆机构、雨刷臂和橡胶片组成。电动机配备有蜗轮减速装置，可降低电动机的速度，同时显着增加驱动扭矩。减速齿轮产生足够的驱动扭矩来操作雨刮臂。电机的输出轴与驱动连杆耦合，驱动连杆进一步驱动耦合器连接连杆，将旋转运动转换为平移运动。从电机到耦合器连杆的力通过枢轴转动雨刷器臂。橡胶片通过多个压力点（也称为“爪”）被雨刷器固定，爪确保挡风玻璃上沿橡胶片的整个长度均匀的压力分布，从而保证橡胶和玻璃之间的摩擦力。雨刷器可以绕枢轴旋转，并且枢轴和驱动连杆之间的弹簧机构使雨刷器臂靠近挡风玻璃搁置。电机的输出轴与驱动连杆耦合，驱动连杆进一步驱动耦合器连接连杆，将旋转运动转换为平移运动。从电机到耦合器连杆的力通过枢轴转动雨刷器臂。橡胶片通过多个压力点（也称为“爪”）被雨刷器固定，爪确保挡风玻璃上沿橡胶片的整个长度均匀的压力分布，从而保证橡胶和玻璃之间的摩擦力。雨刷器可以绕枢轴旋转，并且枢轴和驱动连杆之间的弹簧机构使雨刷器臂靠近挡风玻璃搁置。电机的输出轴与驱动连杆耦合，驱动连杆进一步驱动耦合器连接连杆，将旋转运动转换为平移运动。从电机到耦合器连杆的力通过枢轴转动雨刷器臂。橡胶片通过多个压力点（也称为“爪”）被雨刷器固定，爪确保挡风玻璃上沿橡胶片的整个长度均匀的压力分布，从而保证橡胶和玻璃之间的摩擦力。雨刷器可以绕枢轴旋转，并且枢轴和驱动连杆之间的弹簧机构使雨刷器臂靠近挡风玻璃搁置。橡胶片通过多个压力点（也称为“爪”）被雨刷器固定，爪确保挡风玻璃上沿橡胶片的整个长度均匀的压力分布，从而保证橡胶和玻璃之间的摩擦力。雨刷器可以绕枢轴旋转，并且枢轴和驱动连杆之间的弹簧机构使雨刷器臂靠近挡风玻璃搁置。橡胶片通过多个压力点（也称为“爪”）被雨刷器固定，爪确保挡风玻璃上沿橡胶片的整个长度均匀的压力分布，从而保证橡胶和玻璃之间的摩擦力。雨刷器可以绕枢轴旋转，并且枢轴和驱动连杆之间的弹簧机构使雨刷器臂靠近挡风玻璃搁置。
电机、曲柄（驱动连杆）、耦合器连杆和枢轴的整个组件都牢固地固定在仪表板下方。一些制造商生产两种不同的雨刮器和雨刮器机构组件，而另一些制造商则将两者与电机一起生产完整的组件。包括不同部件的整个组件由不同材料制成。曲柄（传动连杆）和车钩连杆由镀锌钢制成；锌涂层可以保护钢材免受腐蚀。从连杆机构向雨刷臂传递力的枢轴也由镀锌钢制成。雨刷臂由铝合金制成，橡胶由天然橡胶制成，擦拭边缘较软，保持部分较硬。其他零件包括弹簧、螺母、螺栓和支撑架为钢材，直接从专业公司购买。Copilusi Cristian 和 Veliscu Viorica 在“挡风玻璃刮水器机构设计方法”中提出了一种用于汽车挡风玻璃刮水器系统的平行四边形机构的计算机导向数值方法，并评估了橡胶片和挡风玻璃之间的摩擦力。