一种轨道交通机车用刮雨器系统的制作方法

本实用新型属于刮雨器技术领域，涉及一种轨道交通机车用刮雨器系统。

背景技术：

刮雨器系统作为轨道交通机车车辆司机室雨天行驶的辅助设备，保证乘务员在雨天能及时了解运行前方的路况，及时瞭望相关信号，对行车安全行驶起到一定的保证作用。

但目前现有刮雨器无法根据雨量变化或雨天车辆进入隧道行驶乘务员及时调整刮雨器状态，造成大雨慢刮影响乘务员视线、小雨快刮或干刮加速了刮雨器的老化、磨损及电机烧损等故障。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种轨道交通机车用刮雨器系统，实现了刮雨器根据雨量大小灵敏调整刮刷。

本实用新型所采用的技术方案是，一种轨道交通机车用刮雨器系统，包括依次连接的雨量传感器、控制盒、刮雨器电机、传动机构和刮臂刮片总成，传动机构将刮雨器电机输出的圆周运动转换为摆动，控制盒包括外壳，外壳中设置有电路板，电路板上设置有mcu，mcu分别连接有万转开关和刮雨器电机，万转开关还与刮雨器电机连接；

雨量传感器固定在挡风玻璃内表面，雨量传感器包括壳体，壳体贴合挡风玻璃的一面为红外透镜，红外透镜远离挡风玻璃一侧的表面通过壳体内部压紧梁与壳体压紧固定，壳体中设置有红外发射管和红外接收管，红外发射管发出的红外线经挡风玻璃的全反射后由红外接收管接收，红外接收管连接有pcb板，pcb板固定在壳体中。

本实用新型的特点在于，

pcb板的电路包括通过spi总线连接与mcu连接的信号处理器，信号处理器分别连接有红外发射管的发光二极管、红外接收管的光敏二极管a、背景光用光敏二极管b，信号处理器将光信号转换为电信号。

mcu为汽车级单片机。

红外发射管和红外接收管分别靠近红外透镜的相对侧边，红外透镜与挡风玻璃的贴合面设置有透明硅胶和双面胶片，使红外透镜与挡风玻璃紧密贴合，双面胶片不透光，透明硅胶的位置分别与红外发射管和红外接收管对应，红外发射管发出的红外线经一处透明硅胶射入挡风玻璃全反射后再由另一处透明硅胶射入红外透镜被红外接收管接收。

红外线在挡风玻璃中的全反射次数不少于两次。

壳体为pc塑料壳，壳体由上下两部分通过压扣固定。

刮雨器电机为双速直流减速电机。

万转开关设置有六个档位。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种轨道交通机车用刮雨器系统，结构简单，使用方便；适用性广，通用性强，可以应用于电力机车、内燃机车、动车、高铁、地铁等；雨量传感器通过红外发射管与红外接收管配合测定挡风玻璃全反射红外光的强弱，判断挡风玻璃上的雨量；灵敏度高，提高了轨道交通机车行驶的安全性；同时，保证了整个刮雨系统的有效使用，延长了刮雨系统的使用寿命；通过万转开关还可以进行手动控制，使得本实用新型具有手动和自动两种刮刷和清洁挡风玻璃功能；减轻了驾驶员的工作强度，防止误操作或操作不及时导致的刮雨器干刮现象；故障率低，维护周期长。

附图说明

图1是本实用新型一种轨道交通机车用刮雨器系统的电路连接示意图；

图2是本实用新型一种轨道交通机车用刮雨器系统中刮雨器电机的连接示意图；

图3是本实用新型一种轨道交通机车的刮雨器系统用雨量传感器的结构示意图；

图4是本实用新型一种轨道交通机车的刮雨器系统用雨量传感器的正视图；

图5是图4中a-a向的剖面图；

图6是本实用新型一种轨道交通机车的刮雨器系统用雨量传感器的pcb板电路图。

图中，1.壳体，2.红外透镜，3.红外发射管，4.红外接收管，5.pcb板，6.信号处理器，7.发光二极管，8.光敏二极管a，9.背景光用光敏二极管b，10.透明硅胶，11.双面胶片，12.压紧梁，13.mcu，14.挡风玻璃，15.雨量传感器，16.控制盒，17.刮雨器电机，18.传动机构，19.刮臂刮片总成，20.万转开关。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种轨道交通机车用刮雨器系统，如图1所示，包括依次连接的雨量传感器15、控制盒16、刮雨器电机17、传动机构18和刮臂刮片总成19，刮雨器电机17为双速直流减速电机，传动机构18包括依次与刮雨器电机17连接的曲柄、连杆、摇杆和输出轴，输出轴与刮臂刮片总成19连接，如图2所示，传动机构18将刮雨器电机17输出的圆周运动转换为摆动，控制盒16包括外壳，外壳中设置有电路板，电路板上设置有mcu13，mcu13分别连接有万转开关20和刮雨器电机17，万转开关20还与刮雨器电机17连接。

控制盒16的型号为rzd-1或rzd-2；mcu13为汽车级单片机；万转开关20设置有六个档位，分别为电机低速工作位、电机高速工作位、电机间歇工作位、电机复位工作位、电机停止工作、自动位，自动位对应控制盒16控制刮臂刮片总成19自动刮刷；刮雨器电机17为双速直流减速电机，刮雨器电机17具有过温保护，当刮雨器电机17温度达到保护温度值时，电机内部的温度开关断开，从而切断电机输入电源，使电机停止工作。

如图3-5所示，雨量传感器15固定在挡风玻璃14内表面，雨量传感器15包括壳体1，壳体1为pc塑料壳，壳体1由上下两部分通过压扣固定，壳体1贴合挡风玻璃14的一面为红外透镜2，红外透镜2远离挡风玻璃14一侧的表面通过壳体1内部压紧梁12与壳体1压紧固定，壳体1中设置有红外发射管3和红外接收管4，红外发射管3发出的红外线经挡风玻璃14的全反射后由红外接收管4接收，红外接收管4连接有pcb板5，pcb板5固定在壳体1中。

如图6所示，pcb板的电路包括通过spi总线连接与mcu13连接的信号处理器6，信号处理器6分别连接有红外发射管3的发光二极管7、红外接收管4的光敏二极管a8、背景光用光敏二极管b9，信号处理器6将光信号转换为电信号。

红外发射管3和红外接收管4分别靠近红外透镜2的相对侧边，红外透镜2与挡风玻璃14的贴合面设置有透明硅胶10和双面胶片11，使红外透镜2与挡风玻璃14紧密贴合，双面胶片11不透光，透明硅胶10的位置分别与红外发射管3和红外接收管4对应，红外发射管3发出的红外线经一处透明硅胶10射入挡风玻璃14全反射后再由另一处透明硅胶10射入红外透镜被红外接收管4接收，红外线在挡风玻璃14中的全反射次数不少于两次，红外线在挡风玻璃14中的全反射次数四～六次最佳。

红外线在挡风玻璃14中的全反射次数大于四次最佳因为如果只发生一次全反射，则整个雨量传感器15对于整个挡风玻璃只有一个探测点，这样当雨量不大时，雨量传感器15就很难探测到雨量的变化，可能需要比较长的时间才能对外界情况做出反映，启动雨刷，这就降低了雨量传感器15的反应速度和性能；同时全反射的次数也不能无限制的增大，如果发生全反射的次数过多，就导致整个雨量传感器15的体积过大，因为发射端和接收端之间的距离主要是根据红外线全反射的次数而定，全反射次数的增加，必然导致发射端和接收端的距离增大，使整个雨量传感器15的体积变大，安装起来也不方便，而且放在挡风玻璃上，本身也会影响驾驶员的视线。

本实用新型一种轨道交通机车用刮雨器系统的工作过程具体如下：

将雨量传感器15的红外透镜2表面通过双面胶片11固定在挡风玻璃的内表面，红外发射管3发出的红外线经一处透明硅胶10射入挡风玻璃14，红外线在挡风玻璃14中完成多次全反射后再由另一处透明硅胶10射入红外透镜被红外接收管4接收，pcb板5的背景光用光敏二极管b9用于接收背景光和杂光，消除干扰，红外接收管4将接收的红外线光信号传入信号处理器6。

如果红外发射管3发出的红外线在挡风玻璃14和空气的界面发生全反射并由红外接收管4接收，则挡风玻璃14上本实用新型的雨量传感器工作范围内无水；如果红外接收管4接收到的反射光减弱，则挡风玻璃14和水滴的界面发生折射并在水和空气界面散射出去，由此判断挡风玻璃14上本实用新型的雨量传感器工作范围内有水。因此，根据红外接收管4感应反射信号的强弱可以判断雨量传感器15工作范围内是否有雨水以及雨水的大小。

信号处理器6将光信号转换为电信号传输给mcu13，mcu13根据电信号的强弱将其分等级，当mcu13检测到万转开关20处于自动位时，则对雨量传感器15发送的雨量电信号进行判断、处理，输出多组对应逻辑关系的继电器触点，以达到控制一个或多个电机进入相应的工作状态，电机的工作状态包括低速工作、高速工作、间歇工作、复位和停止，刮雨器电机17通过传动机构18带动其连接的刮臂刮片总成19，从而实现刮臂刮片总成19对挡风玻璃进行刮刷动作；当控制盒16检测到万转开关20处于非自动位时，即万转开关20处于电机低速工作位、电机高速工作位、电机间歇工作位、电机复位工作位、电机停止工作其中一种时，对应部件刮雨器电机17根据档位进行工作，实现刮臂刮片总成19对挡风玻璃进行刮刷动作。