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图1 四相六线制步进原理图（3）电动机驱动芯片的选择根据设计要求，本设计的核心部分就是对步进电动机进行控制。
最常用的是脉宽调制式斩波驱动方式，大多数专用的步进电机驱动芯片都采用这种驱动方式调速控制。
TA8435H 和L298都是比较常用，性能比较稳定可靠的集成有桥式电路的电机专用芯片。
TA8435是东芝公司生产的单片正弦细分二相步进电机驱动专用芯片,TA8435主要由1个解码器，2个桥式驱动电路、2个输出电流控制电路、2个最大电流限制电路、1个斩波器等功能模块组成。
工作电压范围宽（10－40V ）L298是ST 公司生产的内部集成有两个桥式电路的电机驱动专用芯片，它驱动的电压可达到46V ，单个桥直流电流可达到2A 。
具有两个使能控制端口，分别控制两个电机的启动和制动。
它可以外接电阻，把变化量反馈给控制电路。
其外，L298的两个桥式电路还可以并联起来驱动一个直流电动机，直流电流可达到4A 。
其实对于本设计来说，上述两块芯片都可用。
不过在市场上，TA8435H 使用比较广，而且控制起来也很方便，所以本设计选用TA8435H 作为电机的驱动芯片。
（4）雨量传感器选择目前市场上的雨水传感器大都是依据以下三种工作原理制成的：利用压电振子的传感器、利用静电电容的传感器、利用光强变化的传感器。
第一种和第二种是要把雨水传感器安装在汽车的外面，雨滴直接滴在传感器上，第三种把雨水传感器安装在风挡玻璃驾驶室一侧，通过雨滴滴落在玻璃上引起反射光强的变化感应传感器。
相比较各类雨水传感器的性能和价格，设计中采用的是第三种方案的雨量传感器，其是基于光强变化的原理，提出了一种新的红外线雨水传感器。
传感器由红外光发射电路和红外光接收电路组成，实验证明，这种雨水传感器反应灵敏，实时性好，性能稳定。
原理方框图该系统主要由控制单元、、检测部分、驱动部分和接口单元电路等组成，其结构框图如图2所示。
图2汽车自动雨刷控制系统结构框图电源电路 传感器 时钟电路 复位电路 单片机 步进电机驱动芯片步进电机郑重声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
目录第一部分设计任务与调研 (1)第二部分设计说明 (2)第三部分设计成果 (3)第一章汽车雨刮器结构的原理 (3)1.1雨刮器的运作原理 (3)1.2 雨刮系统组成 (4)1.3雨刮系统工作原理 (5)第二章汽车雨刮系统常见故障检测 (6)2.1雨刮片故障 (6)2.2雨刮器不工作故障检修 (7)2.3雨刷器动作迟缓的检修 (9)2.4雨刷器突然停摆的检修 (9)2.5雨刷器停位不当的检修 (9)第三章维修案例 (10)3.1速腾雨刮系统检修案例一 (10)3.2雨刮器不工作检修案例二 (10)第四部分结束语 (12)第五部分致谢 (13)第六部分参考文献 (14)第一部分设计任务与调研1.设计任务：本设计方案通过对速腾轿车的分析，雨刮系统的诊断与分析及维修案例等三大部分论述的。
2.设计的思路与方法设计思路：根据指导老师提供的课题在网上和书籍上查阅相关文献，对雨刮系统的故障检修询问相关4s店的师傅、整理文献和相关问卷，对汽车雨刮系统进行故障检测分析及排除并说明论证方案的可行性。
3.参考文献及图片本设计方案采用了汽车电器及电子设备，汽车构造，电子技术基础，发动机维修手册等相关书籍及百度图片4.调研的目的和总结调研目的：对汽车雨刮系统故障的调研，明确解了汽车雨刮系统的工作原理，了解分析雨刮系统的故障检测及维修排除。
调研总结：通过调研可以进一步了解了雨刮系统的故障检测分析及排除，从而达到毕业设计的目的。
第二部分设计说明汽车雨刮器是用来清扫汽车风窗玻璃上的雨雪和尘埃的装置，是汽车不可缺少的重要部件。
很多汽车制造企业将雨刮器列为汽车的安全部件，并将雨刮器的一些功能特性（如刮的频率）列为安全特性，其目的是要求雨刮器在工作时既能及时刮清汽车风窗上玻璃上的雨雪杂物，又不能影响驾驶员的视线；除此以外，汽车雨刮器在停止状态还有一个关键功能要求自动复位功能，即雨刮器在停止工作时，雨刮器的刮刷系统（由刮杆和刮片组成）自动停止汽车风窗玻璃下沿的规定区域，其目的也是为了不阻挡驾驶员的视线。
机械原理
课程设计说明书
设计题目：汽车风窗刮水器机构设计与分析学院：
班级：
设计者：
指导老师：
时间：
机械原理课程设计——汽车风窗刮水器
目录
一、机构简介及设计数据 (4)
1.1机构简介及设计数据 .................................... 错误!未定义书签。
1.2设计内容 (3)
二、刮水器机构相关数据的计算及分析 ................ 错误!未定义书签。
2.1机构尺寸、即为家教、传动角的计算 ........ 错误!未定义书签。
2.2加速度，速度多边形的计算与分析 ............ 错误!未定义书签。
2.3曲柄摇杆机构动态静力分析 (13)
三、课程设计总结 (15)
3.1机械原理课程设计总结 (15)
3.2收获与感想 (15)
3.3参考文献 (15)
1。
摘要汽车雨刮系统是整车电器系统的重要组成部分,它为驾驶员和乘客在雨雪天气行车时提供清晰的视野和能见度,一旦发生故障,将极大地影响到顾客雨雪天气的使用,严重者甚至会影响行车的安全。
本文首先介绍了雨刮器功能、主要结构、常见故障以及检修方法和流程，然后以迈腾汽车为例，讲述了雨刮系统故障在4S店检修方法及流程。
关键词：故障分析；故障诊断；汽车雨刮器Abstract:abstractAutomobile wiper system is an important part of the whole automobile electrical system,the system control consists of the following parts of hardware;Power supply,DC motor,power supply, PLC,speed control lever.It provides a clear vision and visibility for drivers and passengers when driving in rainy and snowy weather.in the event of failure,it greatly affects the use of customers in rainy and snowy weather,and even affects the safety of driving seriously.Keywords:fault analysis;Fault diagnosis;Automobile wiper.目录第一章雨刮系统的功用、类型 (1)1.1功用 (1)1.2类型 (2)第二章雨刮系统组成及工作原理 (4)2.1结构组成 (4)2.2工作原理 (6)第三章雨刮系统常见故障及检修 (9)3.1雨刮系统常见故障及检修 (12)3.2检修流程图 (12)第四章迈腾汽车雨刮系统故障检修 (13)4.1接车制单 (13)4.2故障描述 (15)4.3故障分析 (15)4.4准备设备工具 (16)4.5维修步骤 (16)4.6维修结论 (20)4.7回访 (20)总结 (21)参考文献 (22)致谢 (23)第一章雨刮系统的功用、类型1.1雨刮系统功用汽车雨刮器是安装在风窗上的重要附件，它的主要作用是扫除风窗玻璃上妨碍视线的雨雪和尘土。
本科学生毕业设计轿车雨刮器结构设计与运动仿真毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
机电工程系课程设计说明书专业：机械电子工程课程：机械原理课程设计姓名：廖聪学号：2015143227班级：15级机械电子工程2班时间：2017. 06. 26～2017. 06. 30目录设计任务书 (1)第一章机械方案的设计与选择 (4)1.1 功能要求 (4)1.2 机械方案的设计与选择 (4)第二章机构结构设计 (8)2.1 原始数据 (8)2.2 图解法设计机构 (8)2.3 解析法设计机构 (9)第三章机械系统运动简图绘制 (11)3.1选定比例尺 (11)3.2运动简图绘制 (11)第四章解析法运动分析 (12)4.1 建立机构位置方程 (12)4.2位置方程求解（消元法） (12)4.3位置方程求解（几何法） (14)4.4 建立速度方程并求解 (12)4.5 建立加速度方程并求解 (16)4.6 运动分析程序 (13)第五章图解法运动分析 (17)5.1 选取分析位置 (17)5.2 分析位置机构运动简图绘制 (17)5.3 速度分析 (14)5.4 加速度分析 (15)第六章计算机编程 (16)6.1 交互界面设计 (16)6.2 数据输入有效性检验 (17)6.3 主程序设计 (17)6.4 结束退出程序设计 (20)总结 (27)设计任务书一、设计任务汽车风窗刮水器机构二、课程设计的目的1、进一步巩固和加深我们所学的理论知识，并将它们应用于实际机构的分析研究和设计中，培养我们分析问题、解决问题的能力。
2、使我们得到机械运动方案设计的完整训练，并具有机构选型、组合以及确定传动方案的能力，培养我们开发和创新机械产品的能力。
3、使我们对于机械的运动学分析和设计有一较完整和系统的概念。
4、进一步提高我们的设计计算、分析、绘图、表达和使用技术资料的能力。
三、原始条件1、工作条件（1）曲柄AB由电机通过减速器带动单向转动；（2）刮水器左右摆动角；（3）刮水器左右平均速度相等，无急回特性；2、精度与误差要求摆角允许误差：±5%3、原始数据：。
轿车雨刮器结构设计方案1.1虚拟样机技术虚拟样机技术是一种崭新的产品开发方法，它足一种基于产品的计算机仿真模型的数字化设计方法。
这些数字模型即虚拟样机(virtual prototype)，将不同工程领域的开发模型结台在一起，它从外观、功能和行为上模拟真实产品．支持并行工程方法学。
虚拟样机技术涉及多体系统运动学与动力学建模理论及其技术实现，是基于先进的建模技术、多领域仿真技术、信息管理技术、交互式用户界面技术和虚拟现实技术的综合应用技术[21]。
虚拟样机技术是在CAx(如CAD、CAM、CAE等)／DFx(如DFA、DFM等)技术基础卜的发展，它进一步融合信息技术、先进制造技术和先进仿真技术，将这些技术应用于复杂系统全生命周期、全系统、并对它们进行综合管理，从系统的层面来分析复杂系统，支持“由上至下”的复杂系统开发模式。
虚拟样机技术不仅是计算机技术在工程领域的成功应用，更是一种全新的机械产品设计理念。
一方面与传统的仿真分析相比，传统的仿真一般是针对单个子系统的仿真，而虚拟样机技术则是强调整体的优化，它通过虚拟整机与虚拟环境的耦合，对产品多种设计方案进行测试、评估，并不断改进设计方案，直到获得最优的整机性能。
另一方面，传统的产品设计方法是一个串行的过程，各子系统（如：整机结构、液压系统、控制系统等）的设计都是独立的，忽略了各子系统之间的动态交互与协同求解，因此设计的不足往往到产品开发的后期才被发现，造成严重浪费。
运用虚拟样机技术可以快速地建立包括控制系统、液压系统、气动系统在内的多体动力学虚拟样机，实现产品的并行设计，可在产品设计初期及时发现问题、解决问题，把系统的测试分析作为整个产品设计过程的驱动。
1.2虚拟样机技术的应用及发展近年来，虚拟样机技术及其应用已经获得重大进展，已经具备处理日益复杂的工程问题的能力，被广泛地应用在汽车制造业、工程机械、航天航空业、国防工业及通用机械制造业等不同领域中。
汽车自动雨刷控制系统的设计目录摘要 ............................................................................................................................. I V Abstract .. (V)前言 (1)第一章汽车自动雨刷控制系统总体设计和主要特点 (2)1.1汽车自动雨刷控制系统的设计思路 (2)1.2方案的选择设计与原理方框图 (2)1.2.1控制方案比较 (2)1.2.2 原理方框图 (5)1.3汽车自动雨刷控制系统的主要特点 (5)第二章控制系统的硬件设计 (6)2.1电源电路的设计与分析 (6)2.2中央控制器——A T89C2051 (8)2.2.1 AT89C2051的特点 (8)2.2.2 AT89C2051的功能描述 (8)2.2.3 AT89C2051的管角说明 (9)2.3电机控制电路分析与设计 (12)2.3.1 步进电机的基本原理及特点 (12)2.3.2步进电机驱动芯片 (16)2.3.3步进电与驱动芯片连接电路设计 (20)2.4复位电路的设计 (20)2.4.1 单片机复位电路基本原理及特点 (20)2.4.1 单片机复位后的状态的分析 (21)2.5时钟电路的设计与工作原理分析 (23)2.5.1振荡器特性 (23)2.5.2 时钟电路的设计 (23)2.5.3 单片机的基本时序单位 (24)2.6检测电路的设计与分析 (25)2.6.1雨水传感器工作原理 (25)2.6.2硬件设计与实现 (26)第三章汽车自动雨刷控制系统统软件设计 (29)3.1主程序设计 (29)3.1.1主程序的初始化内容 (30)3.1.2 代码转换程序 (30)3.2中断服务程序 (30)3.2.1中断服务程序的设计 (31)3.3检测脉冲及电机运行程序的设计 (32)第四章汽车自动雨刷控制系统的安装与调试 (33)4.1电路图的绘制与PCB板的制作 (33)4.1.1 电路图的绘制 (33)4.1.2 PCB板的制作 (33)4.2元件的识辩与检测 (35)4.3元件的安装焊接与系统功能调试 (36)4.3.1 元件安装的基本要求与原则 (36)4.3.2 元器件的焊接 (37)4.3.3 系统调试与分析 (38)总结 (39)参考文献 (40)致谢 (41)附录 (42)附录一汽车自动雨刷控制系统设计程序清单 (42)附录二汽车自动雨刷控制系统设计电路原理图 (46)附录三汽车自动雨刷控制系统设计电路PCB (47)附录四汽车自动雨刷控制系统设计元件图 (48)汽车自动雨刷控制系统的设计摘要本设计主要完成以传感器作为检测器并通过软件的设计实现适时地对雨刷电机的转停、正转及反转，从而实现对汽车雨刷的自动控制。
目录摘要 (I)关键词 (I)Abstract (II)Key Words (III)1. 前言 (1)1.1 选题的目的和意义 (1)1.2 选题的研究现状及发展趋势 (1)2. 设计题目：汽车雨刮器 (3)2.1 设计内容及步骤 (3)2.2 机构简介 (4)3. 设计方案比较 (5)3.1 设计方案一 (5)3.2 设计方案二 (6)3.3 设计方案三 (7)3.4 设计方案四 (8)4.设计的数据及运动分析 (9)4.1 整体工作流程 (9)4.2 工作部分即齿轮组 (10)4.3 摇杆滑块机构 (11)4.4 方案最终效果 (12)5. 设计综述 (14)结束语 (15)参考文献 (16)致谢 (17)摘要雨刷是最早发明于1910年.从1900年就有正规生产汽车在道路上，这意味着汽车没有雨刷在道路上遭受各种天气行驶至少10年！雨刷的构想产生于美国特瑞科公司的董事长在下雨天驾车，由于天气模糊，无法看清道路，导致撞倒了一个骑自行车的男孩。
虽然男孩没有受很大的伤，但是驾驶者被他的经历所震惊。
为他所震惊的是驾驶的危险是在没有完全看清道路的情况下发生的，这引起了雨刷的产生。
在我们熟悉的电动雨刷系统出现以前一系列不同的方法都尝试过。
最早的雨刷设计是一个塑料刀片在挡风玻璃上手动旋转。
虽然这使挡风玻璃变干净，前方的视野变清晰，但操作者的手很快就累了，于是这种设计被放弃了。
另一个的设计是由一个真空驱动泵所引发的。
不幸的是这种设计被操作速度随车速改变的事实所困扰。
这次失败最终导致连接一个电机到雨刮臂，这种本质一直沿用到今天。
关键词：雨刷；发明；电动雨刷；AbstractThe windshield wiper was first invented in 1910. The first regular production automobiles had been on the roads since 1900, which means that cars were driving on roads in all kinds of weather for at least ten years without windshield wipers!The idea for windshield wipers was born when the President of the Trico company in the United States was driving his car on a rainy day and, unable to see the road well because of the weather, he hit a boy on a bicycle. Though the boy was not hurt badly, the driver was considerably shaken by the experience. It was his shock at the danger of driving without seeing the road properly that brought about the birth of windshield wipers.But a number of different methods were tried before the motor-driven wiper systems we are familiar with today came about. The initial windshield wiper design was one in which a rubber blade on the windshield was rotated manually. While this allowed the windshield to be cleared and forward vision improved, the operator hand soon tired, and the design was abandoned. The next design was powered by a vacuum driven pump. Unfortunately this design was plagued by the fact that its speed of operation changed with the speed of the vehicle. Thisfailure finally led to the attachment of a motor to the wiper arm, which is essentially the one still in use today.Key Words：blade；invent；Electric wipers1. 前言1.1 选题的目的和意义下雨的时候，大车小车前档风玻璃上的雨刮器就会齐齐动作，两只雨刮片以固定的转轴柱为中心作摆动，将前档风玻璃的雨水刮去，还司机一个有效的视野。
雨刮器看似简单，实际上构造并不简单。
雨刮器总成含有电动机、减速器、四连杆机构、刮水臂心轴、刮水片总成等。
当司机按下雨刮器的开关时，电动机启动，电动机的转速经过蜗轮蜗杆的减速增扭作用驱动摆臂，摆臂带动四连杆机构，四连杆机构带动安装在前围板上的转轴左右摆动，最后由转轴带动雨刮片刮扫挡风玻璃。
生活中我们发现，雨下得很大时使用雨刷感觉不错，可是当下小雨启动雨刷时，就会发现雨刷会在玻璃面上留下擦拭不均的痕迹；还有的时候会卡在玻璃上造成视线不良。
这种情况表明雨刷已硬化。
若排除此故障，应先了解一下雨刷的工作原理。
原来，雨刷是借马达的转动作用，靠连接棒转变成一来一往的运动，并将此作用力传达至雨刷臂及雨刷本身。
当雨刷的橡胶部分硬化时，雨刷便无法与玻璃面紧密贴合，或者雨刷一有了伤痕便会造成擦拭上的不均匀，形成残留污垢。
有些人认为雨刷片的长度越长、刷的面积越大、视野越好。
其实，雨刮器片并非越长越好。
加长雨刷片长度虽然可以增加视野可见的范围，但相对地也会增加雨刮器马达、雨刮杆的负担。
当然，要加长当然可以，但要保证绝不能妨碍雨刮器的正常工作。
1.2 选题的研究现状及发展趋势最早期的雨刮器由一个摇臂与夹有橡皮刮片的臂组成，由司机手工操作。
后来为了看位的需要，在左右两侧都装上了刮水臂，用连杆连接，成为手动双刮水片，也就是今天汽车雨刮器的原始型。
后来的雨刮器用气压差来代替人力，称为真空雨刮器。
用一条管子接到发动机，利用发动机的真空度来驱动雨刮器里面的活塞，推动摆臂转动，雨刮片就可以动作了。
40年代初期，汽车上陆续安装了电动雨刮器取代真空雨刮器。
不过，直到80年代初，我国一些货车和客车仍然使用真空雨刮器。
现在，汽车已经全部使用电动雨刮器了。
现在，汽车的雨刮臂有两个，电机一般是一个，称为“单机双臂”，也有每个雨刮器带一只电机，称为“单机单臂”。
有些雨刮臂还附带胶水管，水管接至洗涤器上，按一下开关会有水注喷向前档风玻璃。
在一些中高级轿车上，不但前后档风玻璃有雨刮器，就是前大灯也有一支小小的雨刮片，用以清除前灯玻璃上的尘埃。
现今的雨刮器已经普遍采用快档、慢档和间歇控制档。
其中间歇控制档一般是利用电机的回位开关触点与电阻电容的充放电功能使雨刮器按照一定周期刮扫，即每动作一次停止2－12秒时间，对司机的干扰更少。
有些车辆的雨刮器还装有电子调速器，该调速器附带感应功能，能根据雨量的大小自动调节雨臂的摆动速度，雨大刮水臂转得快，雨小刮水臂转得慢，雨停刮水臂也停。
生活中我们发现，雨下得很大时使用雨刷感觉不错，可是当下小雨启动雨刷时，就会发现雨刷会在玻璃面上留下擦拭不均的痕迹；还有的时候会卡在玻璃上造成视线不良。
这种情况表明雨刷已硬化。
若排除此故障，应先了解一下雨刷的工作原理。
原来，雨刷是借马达的转动作用，靠连接棒转变成一来一往的运动，并将此作用力传达至雨刷臂及雨刷本身。
当雨刷的橡胶部分硬化时，雨刷便无法与玻璃面紧密贴合，或者雨刷一有了伤痕便会造成擦拭上的不均匀，形成残留污垢。
2.设计题目：汽车雨刮器2.1 设计内容及步骤本次要做的是雨刮器的机构设计，说实在的，对于雨刮器，这个题材真的太不起眼了，好像也不太受关注，目前市场上，雨刮器的结构基本上千篇一律，大同小异，实在没什么要做设计，首先应明确设计的任务和要求，拟定设计计划，保证设计进度、设计质量，按时完成。
在设计过程中，提倡独立思考、深入钻研，主动地、创造性地进行设计工作。
要求设计态度严肃认真、一丝不苟，反对不求甚解，这样才能确保毕业设计达到基本要求，并在设计思想、方法和技能等方面得到良好的训练和提高。
1)设计内容（1）机构运动方案设计。
即根据给定的原始数据和工艺要求，构思并选定机构方案；（2）设计上述各机构。
根据选定的方案采用各机构，如凸轮机构、连杆机构、齿轮机构、间歇运动机构及其组合机构等，即具体机构的尺度综合；（3）根据已选定好的设计方案，求出各机构的主要尺寸；（4）根据上面求得的尺寸，按比例画出全部机构的运动简图；据此对上述机构进行运动分析，即绘制机构的运动线图，或进一步进行运动和动力分析；2)设计步骤（1）设计题目（包括设计条件和要求）。
（2）机构运动简图或设计方案的确定。
（3）全部原始数据。
（4）完成设计所用方法及其原理的简要说明。
（5）建立设计所需的数学模型并列出必要的计算公式、计算过程及说明，写出设计计算结果。
（6）利用相关的计算机软件，绘制出运动简图。
（7）列出计算结果并画出主要曲线图。
（8）对设计结果进行分析讨论，写出设计的收获和体会。
（9）列出主要参考文献资料。
2.2 机构简介如下图1所示，雨刮器的一般结构原理图，雨刮器的动力源来自电动机，它是整个雨刮器系统的核心。
图2-1 电动式雨刮器结构原理1-直流电动机；2-蜗轮箱；3-底板；4、6-曲柄；5、7-连杆；8、10-摆杆；9、11-摆臂雨刮器电动机的质量要求是相当高的。
它采用直流永磁电动机，安装在前档风玻璃上的雨刮器电动机一般与蜗轮蜗杆机械部分做成一体。
蜗轮蜗杆机构的作用是减速增扭，其输出轴带动四连杆机构，通过四连杆机构把连续的旋转运动改变为左右摆动的运动。
雨刮器电动机采用3刷结构以方便变速。
间歇时间由间歇继电器控制，利用电机的回位开关触点与继电器电阻电容的充放电功能使雨刮器按照一定周期刮扫。
雨刮器的刮片胶条是直接清除玻璃上雨水和污垢的工具。
刮片胶条通过弹簧条压向玻璃表面，它的唇口必须与玻璃角度配合一致，方能达到所要求的性能。
一般情况下在汽车组合开关手柄上有雨刮器控制旋扭，设有低速、高速、间歇3个档位。
