节能型超声波隐形汽车雨刷系统技术方案

本发明专利技术提供了一种节能型超声波隐形汽车雨刷系统，包括分别设置在汽车挡风玻璃两侧的超声波发射装置和超声波接收装置；超声波发射装置对正弦信号进行放大后输出到超声波发射换能器驱动超声波换能器发出超声波，在整个挡风玻璃上产生超声行波，超声波接收装置接收超声波发射换能器发送过来的超声波，将声信号转变为电信号经电能消耗装置消耗掉电功率；或者通过充电电路与超声波发射装置的电源连接，超声波接收换能器将声信号转换为电信号后为汽车电源充电，即回收一部分电能；系统具有结构简单、便于操作、性能稳定、清洁范围大、可以把发射和接收超声波换能器隐藏在汽车两边的A柱内，起到隐形的效果，不遮挡驾驶员的视线等优点。

【技术实现步骤摘要】
节能型超声波隐形汽车雨刷系统
本专利技术属于汽车领域，涉及一种高频电子设备，尤其涉及一种节能型超声波隐形汽车雨刷系统。
技术介绍
随着现代科学技术的飞速发展，在工业生产和社会生活的众多领域中，设计师越来越从人性化的角度出发设计产品，人们不仅追求产品的实用价值，而且更加注重它的视觉效果及整体设计的流线性。空气动力学是提升车辆性能的关键因素，无论讨论的是车辆能跑多快抑或是多省油，这也是为什么汽车制造厂商持续花重金让产品更流线以减少缝隙、发展动态空力辅助设备、甚至给设计做减法。而使用超声波雨刷代替传统橡胶雨刷正是减少了橡胶雨刷的骨架风阻，这对于追求极致性能的汽车制造商来说很有意义。现有的传统橡胶雨刷是汽车历史上最悠久的零件，起初为手动装置，虽然后来改用电动马达取代了人力，又引入了能够通过雨量传感器自动启动的雨刮器。但这一装置的基本原理从未改变过，即用金属支架带动橡胶刷抹去挡风玻璃上的雨雪和杂质。一般来说普遍存在以下几点问题：如果电机损坏，雨刷不动或摆动无力；如果使用时间过长，刷杆变形或转动部位锈蚀，从而造成异响或因压力不均造成刷雨不均；如果刷片老化或过脏，会造成刷水不净或遗留痕迹；如果刷片软钢条出头，造成玻璃被刮花；在雨雪天机械橡胶雨刷工作时会遮挡驾驶员的视线。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种结构、性能稳定的节能型超声波隐形汽车雨刷系统，避免了传统雨刷影响视觉，对车辆行驶造成的阻力，且容易损坏的问题。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：节能型超声波隐形汽车雨刷系统，包括分别设置在汽车挡风玻璃两侧的超声波发射装置和超声波接收装置；所述超声波发射装置包括电源，双输出正、负DC-DC转换电路，正弦波信号发生器，甲乙类推挽功率放大器和超声波发射换能器，所述双输出正、负DC-DC转换电路由控制电路产生的PWM脉冲信号经驱动电路放大后输入到双输出正、负DC-DC转换电路的N沟道MOSFET管进行开关控制产生正、负电压，所述甲乙类推挽功率放大器由正弦波信号发生器输入正弦波信号，对正弦波信号进行放大后输出到超声波发射换能器驱动超声波发射换能器发出超声波；所述超声波接收装置包括超声波接收换能器和与超声波接收换能器连接的电能消耗装置，将超声波接收换能器接收超声波发射换能器发送过来的超声波，将声信号转变为电信号经电能消耗装置消耗掉换电功率；或者超声波接收换能器通过充电电路与超声波发射装置的电源，超声波接收换能器将声信号转换为电信号后为电源充电。进一步，所述充电电路包括与超声波接收换能器依次连接的变压器、整流桥和三极管放大电路，超声波接收换能器转换后的电信号输入到变压器降压后经过整流桥整流，再到三极管放大电路放大充电到电源上。进一步，所述电能消耗装置由与超声波接收换能器并联的电感和电阻构成。进一步，所述正弦波信号发生器采用ICL8038芯片。进一步，所述甲乙类推挽功率放大器采用变压器耦合放大器。进一步，所述超声波发射装置和超声波接收装置分别设置在汽车挡风玻璃的上方和下方，或者分别设置在汽车挡风玻璃的左方和右方。本专利技术的节能型超声波隐形汽车雨刷系统，包括分别超设置在汽车挡风玻璃两侧的超声波发射装置和超声波接收装置，是一种虚拟雨刷系统，换能器把输入的电功率转换为机械功率(即超声波)传递出去，超声波使挡风玻璃产生微振动，从而清除雨水、污泥等杂质。系统结构简单、便于操作、性能稳定、清洁范围大、不阻碍视线等优点，不仅能提高能见度，还能避免寒冷天气下传统雨刷和玻璃冻结在一起的问题，既可以减轻雨刷马达重量，也可以减少雨刷骨架风阻，减少空气阻力。超声波使挡风玻璃产生微振动，而超声波的振动是微米级的，人的肉眼无法观测到不影响视觉保证了驾驶安全，挡风玻璃的另一侧装有超声波接收换能器，将传递过来的超声波转换为电信号经电能消耗装置消耗掉换电功率，或者通过充电电路与超声波发射装置的电源回收电能，降低能耗。附图说明图1为本专利技术节能型超声波隐形汽车雨刷系统的横向安装方式示意图；图2为本专利技术节能型超声波隐形汽车雨刷系统的纵向安装方式一示意图；图3为本专利技术节能型超声波隐形汽车雨刷系统的纵向安装方式二示意图；图4为本专利技术中超声波发射装置的原理框图；图5为本专利技术中超声波发射装置的电路原理图；图6为本专利技术中超声波接收装置的电路原理图；图7为本专利技术中接收换能器的等效电路图；图8为本专利技术中充电电路的原理图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行详细说明，本专利技术不局限于一种实施方式。本专利技术的节能型超声波隐形汽车雨刷系统包括分别设置在汽车挡风玻璃两侧的超声波发射装置和超声波接收装置；所述超声波发射装置包括电源，双输出正、负DC-DC转换电路，正弦波信号发生器，甲乙类推挽功率放大器和超声波发射换能器，所述双输出正、负DC-DC转换电路由控制电路产生的PWM脉冲信号经驱动电路放大后输入到双输出正、负DC-DC转换电路的N沟道MOSFET管进行开关控制产生正、负电压，所述甲乙类推挽功率放大器由正弦波信号发生器输入正弦波信号，对正弦波信号进行放大后输出到超声波发射换能器驱动超声波发射换能器发出超声行波；所述超声波接收装置包括超声波接收换能器和与超声波接收换能器连接的电能消耗装置，将超声波接收换能器接收超声波发射换能器发送过来的超声波，将声信号转变为电信号经电能消耗装置消耗掉换电功率；或者超声波接收换能器通过充电电路与超声波发射装置的电源，超声波接收换能器将声信号转换为电信号后为电源充电。实施例1如图1所示，本实施例在汽车引擎盖下方，接近前挡风玻璃位置的司机一侧设有超声波发射装置包括蓄电池1，发射装置电子舱2和超声波发射换能器201，蓄电池1通过电线与汽车前挡风玻璃上的超声波发射换能器连接201，蓄电池为整个超声波发射装置供电，使超声波发射换能器发出超声行波，这时挡风玻璃开始微振动，另一侧设置超声波接收换能器，包括接收装置电子舱3和超声波接收换能器301，通过超声波接收换能器301接收发送过来的超声波。在整个挡风玻璃面上产生从超声波发射换能器201一侧到另一侧超声波接收换能器301的超声行波。超声波接收装置设置在汽车引擎盖下方的副驾驶一侧，接收装置电子舱3通过电线与前挡风玻璃副驾驶一侧的超声波接收换能器301相连接，除超声波发射、接收换能器外，其他装置均安装在发射装置电子舱2和接收装置电子舱3中。如图4给出了本专利技术超声波发射装置的原理框图，蓄电池为整个系统提供直流电压源，直流电压经过DC-DC变换器开关电源的转换输出正、负直流电压，正、负电压连接到甲乙类(AB类)推挽功率放大器，甲乙类(AB类)推挽功率放大器由正弦波信号发生器产生的交流信号提供输入信号对其进行放大。放大后的交流正弦波信号的电功率由超声波发射换能器转换为机械功率(即超声波)发射出去。本专利技术在汽车挡风玻璃的一侧装有超声波发射换能器，将超声波发射装置输出的电功率转换成机械功率(即超声波)传递出去，是玻璃产生微振动，而超声波的振动是微米级的，人的肉眼无法观测到，挡风玻璃的另一侧装有超声波接收换能器，将传递过来的超声波转换为电信号。本专利技术的超声波发射装置主要由蓄电池、双输出正负DC-DC变换器、甲乙类(AB类)推挽功率放大器，正弦波信号发生器及换能器组成。而双输出正负DC-DC变换器由控制电路、本文档来自技高网...

【技术保护点】
节能型超声波隐形汽车雨刷系统，其特征在于：包括分别设置在汽车挡风玻璃两侧的超声波发射装置和超声波接收装置；所述超声波发射装置包括电源，双输出正、负DC‑DC转换电路，正弦波信号发生器，甲乙类推挽功率放大器和超声波发射换能器，所述双输出正、负DC‑DC转换电路由控制电路产生的PWM脉冲信号经驱动电路放大后输入到双输出正、负DC‑DC转换电路的N沟道MOSFET管进行开关控制产生正、负电压，所述甲乙类推挽功率放大器由正弦波发生器输入正弦波信号，对正弦信号进行放大后输出到超声波发射换能器驱动超声波换能器发出超声波；所述超声波接收装置包括超声波接收换能器和与超声波接收换能器连接的电能消耗装置，将超声波接收换能器接收超声波发射换能器发送过来的超声波，将声信号转变为电信号经电能消耗装置消耗掉换电功率，；或者超声波接收换能器通过充电电路与超声波发射装置的电源连接，超声波接收换能器将声波振动动能转换为电能后为电源充电。

【技术特征摘要】
1.节能型超声波隐形汽车雨刷系统，其特征在于：包括分别设置在汽车挡风玻璃两侧的超声波发射装置和超声波接收装置；所述超声波发射装置包括电源，双输出正、负DC-DC转换电路，正弦波信号发生器，甲乙类推挽功率放大器和超声波发射换能器，所述双输出正、负DC-DC转换电路由控制电路产生的PWM脉冲信号经驱动电路放大后输入到双输出正、负DC-DC转换电路的N沟道MOSFET管进行开关控制产生正、负电压，所述甲乙类推挽功率放大器由正弦波信号发生器输入正弦波信号，对正弦波信号进行放大后输出到超声波发射换能器驱动超声波发射换能器发出超声波；所述超声波接收装置包括超声波接收换能器和与超声波接收换能器连接的电能消耗装置，将超声波接收换能器接收超声波发射换能器发送过来的超声波，将声信号转变为电信号经电能消耗装置消耗掉换电功率；或者超声波接收换能器通过充电电路与超声波发射装置的电源连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张光斌，师庭庭，张小凤，贾龙洋，李春齐，姚育，赵鹏，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61