一种雨刮器压紧力分布风洞测试装置及雨刮器控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种雨刮器压紧力分布风洞测试装置，包括：支撑架；夹层玻璃，其包括外玻璃薄层和内层玻璃层；雨刮器，其设置在夹层玻璃外侧，包括：雨刮臂，其贴合设置在外玻璃薄层表面；转轴，其设置在所述雨刮臂一端，所述雨刮臂能够绕所述转轴旋转；喷水口，其设置在所述雨刮臂另一端；水箱，其设置在下端，并通过水泵连接所述喷水口；传感器阵列，其设置在所述外玻璃薄层和所述内层玻璃之间，本发明专利技术的目的是提供一种测试车辆雨刮器压紧力分布的风洞实验装置，通过不同刮擦区域的压力，得到雨刮器压紧力分布状态，以及雨刮器压紧力随风速的变化规律，为雨刮器的设计改进提供参考；还提供雨刮器控制方法，根据雨刮器风洞实验测得雨刮器压紧力随车速的变化规律，通过电流大小调节雨刮臂压紧力，以获得更好的刮擦效果。

【技术实现步骤摘要】
一种雨刮器压紧力分布风洞测试装置及雨刮器控制方法
本专利技术涉及汽车领域，尤其涉及一种雨刮器压紧力分布风洞测试装置和一种雨刮器控制方法。
技术介绍
车辆在不同行驶速度时的雨刮器压紧力是衡量雨刮器的一个重要性能指标。由于风力的干扰，雨刮器在车辆不同车速下的压紧力不同，甚至可能升起并脱离车窗玻璃表面，影响车辆高速行驶安全性。因此，雨刮器设计时需要对雨刮器在高车速下的压紧力性能进行风洞实验测试，目前的雨刮器压紧力测量装置仅限于静态测量，不能准确测试出刮擦区域的压力分布以及压紧力随车辆行驶速度的变化规律。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种测试车辆不同车速下雨刮器压紧力分布的风洞实验装置，通过汽车风洞实验测得不同风速下刮擦区域的压力，得到雨刮器压紧力分布状态以及雨刮器压紧力随车速的变化规律。本专利技术进一步目的是提供雨刮器控制方法，根据实验所得雨刮器压紧力分布状态和随车速的变化规律，通过电流大小调节雨刮臂压紧力，弥补高速行驶时压紧力不足，以获得更好的刮擦效果。本专利技术提供的技术方案为：一种雨刮器压紧力分布风洞测试装置，包括：支撑架；夹层玻璃，其包括外玻璃薄层和内层玻璃；雨刮器，其设置在夹层玻璃外侧，包括：雨刮臂，其贴合设置在外玻璃薄层表面；转轴，其设置在所述雨刮臂一端，所述刮片能够绕所述转轴旋转；喷水口，其设置在所述刮片另一端；水箱，其设置在下端，并通过水泵连接所述喷水口；传感器阵列，其设置在所述外玻璃薄层和所述内层玻璃之间。优选的是，其特征在于，所述雨刮臂，包括：外刮片胶条，具有与所述外玻璃薄层接触的接触部；内刮片胶条，具有与所述内层玻璃接触的接触部；支架部件，其为U型，用于保持所述刮片胶条，所述支架部件连接转轴；以及吸附磁体，其连接所述支架部件，设置在所述刮片胶条外侧；内吸附电磁体，其设置在所夹层玻璃内侧，并连接所述转轴，并能够吸附所述吸附磁体，以将雨刮臂吸附在夹层玻璃表面。优选的是，所述外玻璃薄层厚度为2-5mm。优选的是，所述传感器阵列采用柔性薄膜网格触觉压力传感器。优选的是，所述传感器阵列的空间分辨率为每平方厘米1个传感点，布满整个雨刮器刮擦区区域。一种雨刮器控制方法，包括：通过传感器阵列检测并计算雨刷器的压紧力，以获得雨刮器由风速和雨水产生的浮力；调整所述吸附磁体和所述内吸附磁体之间的作用力，以调整雨刮器作用于玻璃表面的压力；其中，所述吸附磁体和所述内吸附磁体之间的作用力通过电流大小调节。优选的是，所述雨刮器压紧力计算方法为：传感器阵列中具有多个传感器，将多个传感器检测到的压紧力记为F1,F2,F3····Fn；其中，Fmax为传感器阵列检测到的压紧力的最大值，Fmin为传感器阵列检测到的压紧力的最小值。优选的是，所述浮力计算公式为：F浮力＝F-FLcosα+FD·sinα其中，F为测得的雨刮器作用于玻璃表面的压力，FD为雨刮器所受空气阻力，FL为雨刮器所受空气升力，v为车辆行驶速度，ρ为空气密度，A为雨刮器迎风面积，α为风窗玻璃倾角，CD为阻力常数，CL为升力常数。优选的是，所述吸附磁体和所述内吸附磁体之间的作用力通过电流大小调节；其中，Fb为雨刮器作用于玻璃表面的标准压力；Fj为雨刮器作用于玻璃表面的校正压力；Rm为内吸附磁体电阻，μ0为磁导率，S为内吸附磁体截面积；N为与线圈有关的常数。本专利技术所述的有益效果本专利技术提供一种测试车辆不同行驶速度下雨刮器压紧力变化规律的测试方法，定性分析相结合，相互验证，得到准确的压紧力分布，装置简单，方法可靠。本专利技术雨刮器刮擦由一台功率可调的电机驱动，可调节雨刮器刮擦速度。电机布置在雨刮器下，试验台背部。试验台前侧装有水箱，水泵从水箱取水通过水管连接到雨刮器，控制喷水，本专利技术刮向两侧的水由导流槽流回水箱，实现水循环，避免了水浪费以及对风洞本体的污染损坏。本专利技术的支撑架采用钢架结构，用以固定雨刮器、车窗玻璃、电机、水泵等装置，并通过螺栓固定在风洞实验台上，刚度强，对流场干扰小。附图说明图1为本专利技术所述的雨刮器压紧力分布风洞测试装置的结构示意图。图2为本专利技术所述的夹层玻璃的结构示意图。图3为本专利技术所述的雨刮臂的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。如图1所示，本专利技术提供的雨刮器压紧力分布风洞测试装置，包括：支撑架100，夹层玻璃200、雨刮器300和水箱400。其中，支撑架100顶部设置有夹层玻璃200，夹层玻璃200包括外玻璃薄层210和内层玻璃220；雨刮器300设置在夹层玻璃200外侧，包括，雨刮臂310其贴合设置在外玻璃薄层表面；转轴320，其设置在雨刮臂310一端，雨刮臂310能够绕转轴320旋转；喷水口330，其设置在雨刮臂310另一端；水箱400，其设置在下端，并通过水泵410连接喷水口330；传感器阵列500，其在设置外玻璃薄层和内层玻璃之间。雨刮臂310，还包括：外刮片胶条，具有与外玻璃薄层接触的接触部；内刮片胶条312，具有与内层玻璃接触的接触部；支架部件313，其为U型，用于保持刮片胶条，支架部件313连接转轴320，作为一种优选，转轴320由电机500驱动，以及吸附磁体340，其连接支架部件313，设置在刮片胶条外侧；内吸附电磁体，其设置在所夹层玻璃内侧，并连接所述转轴，并能够吸附吸附磁体340，以将雨刮臂吸附在夹层玻璃表面，作为一种优选，外玻璃薄层厚度为2-5mm。传感器阵列采用柔性薄膜网格触觉压力传感器。作为一种优选传感器阵列的空间分辨率为每平方厘米1个传感点，布满整个雨刮器刮擦区区域。实施以雨刮器压紧力分布风洞测试装置的工作过程为例，作进一步说明采用柔性薄膜网格触觉压力传感器，传感器厚度为0.1mm，传感器的空间分辨率为每平方厘米1个传感点，布满整个雨刮器刮擦区域，按网格形状布置在两层玻璃之间，要求外侧玻璃足够薄以灵敏传递雨刮器对车窗玻璃的压紧力。该传感器阵列无需电源，直接连接到电脑端，通过每个传感器受力后电阻的变化得到电压信号的变化，可实时捕获各传感点的受力情况、显示压力分布、接触面积等参数。该传感器安装在车窗玻璃内部避免了对风洞流场的干扰。在玻璃内侧贴装白色贴纸，使用雨刮器喷水装置，选用黑色墨水。雨刮器喷水刮擦后，采用工业CCD相机记录墨水的残留量，通过不同刮擦区域的灰度显示墨水的残余量，得到雨刮器压紧力分布状态。雨刮器刮擦由一台功率可调的电机驱动，可调节雨刮器刮擦速度。电机布置在雨刮器下，试验台背部。试验台前侧装有水箱，水泵从水箱取水通过水管连接到雨刮器，控制喷水，刮向两侧的水由导流槽流回水箱，实现水循环，避免了水浪费以及对风洞本体的污染损坏。钢架结构，用以固定雨刮器、车窗玻璃、电机、水泵等装置，并通过螺栓固定在风洞实验台上，刚度强，对流场干扰小。一种雨刮器控制方法，包括：通过传感器阵列检测并计算雨刷器的压紧力，雨刮器压紧力计算方法为：传感器阵列中具有多个传感器，将多个传感器检测到的压紧力记为F1,F2,F3····Fn；其中，Fmax为传感器阵列检测到的压紧力的最大值，Fmin为传感器阵列检测到的压紧力的最小值。计算雨刮器由风速和雨水产生的浮力；所述浮力计算公式为：F浮力＝F-FLcosα+FD·sinα其中，F为测得的雨刮器作用于玻璃表面的压力，FD为雨本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种雨刮器压紧力分布风洞测试装置，其特征在于，包括：支撑架；夹层玻璃，其包括外玻璃薄层和内层玻璃；雨刮器，其设置在夹层玻璃外侧，包括：雨刮臂，其贴合设置在外玻璃薄层表面；转轴，其设置在所述雨刮臂一端，所述雨刮臂能够绕所述转轴旋转；喷水口，其设置在所述雨刮臂另一端；水箱，其设置在下端，并通过水泵连接所述喷水口；传感器阵列，其设置在所述外玻璃薄层和所述内层玻璃之间。

【技术特征摘要】
1.一种雨刮器压紧力分布风洞测试装置，其特征在于，包括：支撑架；夹层玻璃，其包括外玻璃薄层和内层玻璃；雨刮器，其设置在夹层玻璃外侧，包括：雨刮臂，其贴合设置在外玻璃薄层表面；转轴，其设置在所述雨刮臂一端，所述雨刮臂能够绕所述转轴旋转；喷水口，其设置在所述雨刮臂另一端；水箱，其设置在下端，并通过水泵连接所述喷水口；传感器阵列，其设置在所述外玻璃薄层和所述内层玻璃之间。2.根据权利要求1所述的雨刮器压紧力分布风洞测试装置，其特征在于，所述雨刮臂，包括：外刮片胶条，具有与所述外玻璃薄层接触的接触部；内刮片胶条，具有与所述内层玻璃接触的接触部；支架部件，其为U型，用于保持所述刮片胶条，所述支架部件连接转轴，所述转轴能够带动所述支架部件在夹层玻璃表面滑动；以及吸附磁体，其连接所述支架部件，设置在所述刮片胶条外侧；内吸附电磁体，其设置在所夹层玻璃内侧，并连接所述转轴，并能够吸附所述吸附磁体，以将雨刮臂吸附在夹层玻璃表面。3.根据权利要求1所述的雨刮器压紧力分布风洞测试装置，其特征在于，所述外玻璃薄层厚度为2-5mm。4.根据权利要求1所述的雨刮器压紧力分布风洞测试装置，其特征在于，所述传感器阵列采用柔性薄膜网格触觉压力传感器。5.根据权利要求4所述的雨刮器压紧力分布风洞测试装置，其特征在于，所述传感器的阵列的空间分辨率为每平方厘米1个传感点，布满整个雨刮器刮擦区区域。6.一种雨刮器检测控制方法，其特征在于，包括：通过传感器阵列检测并计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡兴军，惠政，郭鹏，辛俐，张靖龙，王靖宇，孙兴智，丁九洋，黄珊，刘龙威，齐胜业，王坤阳，乔银波，董春波，曹庆炜，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22