汽車雨刷的創(chuàng)新設(shè)計(共6頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上汽車雨刷器的創(chuàng)新設(shè)計 車142 王超1 問題背景汽車雨刷，是用來在下雨天時，刷新玻璃表面雨滴，使汽車駕駛?cè)说囊曇扒逦_闊。行車安全對于駕駛者來說是件至關(guān)重要，汽車雨刷可以降低交通事故率，保障人們出行安全。然而，現(xiàn)在市場上的雨刷真的能完全滿足人們的需要嗎？我想還是有待提高的。2 問題描述2.1汽車雨刷的起源：關(guān)于雨刷的起源，目前有兩種說法，一種是：在1903年，一位名叫瑪麗·安德森的女性發(fā)明了最早的手動雨刷器，這種雨刷需要駕駛員一邊駕車行駛，一邊轉(zhuǎn)動雨刷擦玻璃。而最早由電力驅(qū)動的雨刷則是由另一位名叫夏洛特·布里奇福德的女性所發(fā)明的，但一直沒有得到批量

2、生產(chǎn)。直到1923年，現(xiàn)代雨刷才正式在汽車上安裝，其最終的發(fā)明權(quán)被博世公司獲得，并將1927年作為正式發(fā)明時間。另一種說法是：美國特瑞科（TRICO）公司的董事長J. R. Oishei在紐約州水牛城的雨夜里撞傷了一名騎自行車的少年，為了杜絕這類意外的發(fā)生，他發(fā)明了一種金屬桿上帶著槽狀橡膠條的手動雨刷，但對于當(dāng)時的手動擋汽車而言，一邊開車一邊搖動雨刷也很危險，于是他又制造出利用真空泵驅(qū)動的幫浦式雨刷，但這種雨刷在堵車或停車的時候也會隨著停下來。后來，他在1917年成功制造出由電機驅(qū)動雨刷連桿的現(xiàn)代雨刷。2.2汽車雨刷的組成： 汽車雨刷是由馬達(dá)、連桿、搖臂、雨刷片四部分組成。 2.3汽車雨刷的作

3、用： 保持車窗擋風(fēng)玻璃的清潔，確保雨雪天氣視野清晰和行車安全，是汽車不可缺少的部件。2.4主流汽車雨刷的分類現(xiàn)在市場上的汽車雨刷可按兩種方法分類。1.按工作方式分：間歇式感應(yīng)式。a. 間歇式在50多年前，就連最高檔的汽車雨刷也只有兩個擋位：一擋用于陣雨，一檔用于暴雨，而如果遇到綿綿細(xì)雨，它們就會在前風(fēng)擋上一直刮來刮去，擾亂司機的視線。后來，一位名叫Bob Kearns的美國人在雨中駕車，由于一塊香檳酒瓶塞砸到了他的左眼，他必須集中精力才能看清道路情況，當(dāng)時靈光一現(xiàn)：為什么不能讓雨刷像睫毛那樣活動呢？于是產(chǎn)生了發(fā)明間歇式雨刷的想法。 b.感應(yīng)式感應(yīng)式自動雨刷系統(tǒng)，它能夠根據(jù)雨量的大小來自動調(diào)節(jié)雨

4、刷擺動的速度。這樣的雨刷系統(tǒng)中增加了一個雨量傳感器，它利用光線在玻璃和雨滴中的散射現(xiàn)象，通過光反射回來的強度判斷玻璃上的雨水量。2.按運動方式分：對向式平行式交叉式單臂式。對于雙臂式雨刷而言，通常有三種運動形式，分別是平行式、對向式和交叉式。而單臂式雨刷目前應(yīng)用較少，一般會出現(xiàn)在一些小型車上。3.按有無龍骨分：有骨式無骨式表1 市場主流汽車雨刷優(yōu)缺點比較種類優(yōu)點缺點間歇式由駕駛者依照雨勢和視線視線狀況自行調(diào)整，可控性高，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。需要手動控制刷速，在一定程度上分散了駕駛員的注意力，安全得不到保障。感應(yīng)式利用傳感器根據(jù)雨量以及車速來自動調(diào)整刷速，無需駕駛員參與。成本高昂，售價較高，目前只

5、在高端車型上使用。有骨式適應(yīng)玻璃的曲率變化，壓力相對較大，價格低。噪音大，刮拭不干凈，刮片磨損快。無骨式刮拭更為干凈，不易抖動，噪音小壓力較小，成本高，價格高。3 運用的創(chuàng)新方法 面對現(xiàn)在市場上的各式汽車雨刷，未免會有各種各樣的不足之處，而我最近在網(wǎng)上又學(xué)了一種新的創(chuàng)新理論TRIZ理論，所以這次的創(chuàng)新我打算就用TRIZ理論來解決，這是我運用TRIZ理論的以一次嘗試，爭取創(chuàng)造出一種安全，可靠，實用的新型汽車雨刷。4 問題分析與解決方案4.1 解決汽車雨刷不易擦干凈或者擦干凈十分困難的問題改善的技術(shù)特性參數(shù)：11#應(yīng)力，壓強需要增大摩擦力；27#可靠性增加擦拭的效率。惡化的技術(shù)特性參數(shù)：36#裝置

6、的復(fù)雜性提升以上功能必然會增加裝置的復(fù)雜性。查沖突解矩陣可知使用的解決原理是：19,1,35,13，如表2所示。表2 汽車雨刷不易擦干凈或者擦干凈十分困難的問題解決方案原理編號內(nèi)容可能的解決方案1分割1把一個物體分成相互獨立的部分2把物體分成容易組裝和拆卸的部分3提高物體的可分性35改變參數(shù)1改變物體的物理狀態(tài)2改變物體的濃度、粘度3改變物體的柔性4改變物體的溫度或體積等參數(shù)19周期性作用1變持續(xù)性作用為周期性（脈沖）作用2如果作用已經(jīng)是周期性的，就改變其頻率3在脈沖中嵌套其他作用以達(dá)到其他效率13反向作用原理1用原來相反的原理2把物體倒過來3讓物體動的部分不動，不動部分動采取的解決方案：利用

7、1#分割原理，把雨刷內(nèi)部分割出獨立的小空間，來注入一定量的清潔液，利用雨刷運動的慣性，每次甩出適量的清潔液，來達(dá)到擦拭干凈的效果。4.2 解決汽車雨刷使用時會分散注意力的問題改善的技術(shù)特性參數(shù)：31#物體產(chǎn)生的有害因素使得人分散注意力。惡化的技術(shù)特性參數(shù)：36#裝置的復(fù)雜性其結(jié)構(gòu)必將更加的復(fù)雜。查沖突解矩陣可知使用的解決原理是：19，1，31，如表3所示。表3汽車雨刷使用會分散注意力問題解決方案原理編號內(nèi)容可能的解決方案19周期性作用1變持續(xù)性作用為周期性（脈沖）作用2如果作用已經(jīng)是周期性的，就改變其頻率3在脈沖中嵌套其他作用以達(dá)到其他效率1分割1把一個物體分成相互獨立的部分2把物體分成容易組

8、裝和拆卸的部分3提高物體的可分性31多孔材料1使物體多空或加入多孔物體2利用物體的多孔結(jié)構(gòu)引入有用的物質(zhì)和功能采取的解決方案：利用19#周期性作用原理，加入傳感器，根據(jù)雨量來自動調(diào)控雨刷運動的頻率，來達(dá)到自動調(diào)控的目的。4.3 解決汽車雨刷與玻璃貼合不緊密的問題改善的技術(shù)特性參數(shù)：11#應(yīng)力，壓強貼合緊密需要更大的壓力。惡化的技術(shù)特性參數(shù)：14#強度過大的壓力會對雨刷的強度有更高的要求。查沖突解矩陣可知使用的解決原理是：10，3，18，40，如表4所示。表4汽車雨刷與玻璃貼合不緊密的問題解決方案原理編號內(nèi)容可能的解決方案10預(yù)先作用原理預(yù)先施加反作用力，來消除不利影響或力3局部質(zhì)量原理1從均勻

9、的物體結(jié)構(gòu)、外部環(huán)境或作用改變?yōu)椴痪鶆虻?讓物體不同的部分承擔(dān)不同的功能3把物體的每個部分處于各自動作的最佳位置18機械振動原理使靜止的物體振動，振動的物體加強振動40復(fù)合材料原理用復(fù)合材料來替代單一材料采取的解決方案：利用40#復(fù)合材料原理，把雨刷的支架換成高強度的復(fù)合材料，并貼合玻璃曲率，來達(dá)到汽車雨刷與玻璃貼合不緊密的問題。4.4解決汽車雨刷噪音大的問題改善的技術(shù)特性參數(shù)：31#物體產(chǎn)生有害因素雨刷產(chǎn)生噪音。惡化的技術(shù)特性參數(shù)：27#可靠性很可能減低了雨刷的效率。查沖突解矩陣可知使用的解決原理是：24,2,40,39，如表5所示。表5 汽車雨刷噪音大的問題解決方案原理編號內(nèi)容可能的解決方

10、案24借助中介物原理把一物體與另一容易去處的物體暫時結(jié)合在一起2抽取原理從物體抽出必要的部分或?qū)傩?0復(fù)合材料用復(fù)合材料來替代單一材料39惰性環(huán)境原理使用真空環(huán)境，在物體中使用惰性氣體采取的解決方案：利用40#復(fù)合材料原理中用復(fù)合材料來替代單一材料。尋找一種與玻璃摩擦產(chǎn)生噪音小的材料，與原有材料復(fù)合。4.5 解決汽車雨刷易磨損的問題改善的技術(shù)特性參數(shù)：23#物質(zhì)損失減小磨損。惡化的技術(shù)特性參數(shù)：27#可靠性可能會使雨刷的效率降低。查沖突解矩陣可知使用的解決原理是：10，35，29，39，如表6所示。表6 拖把不能清除死角灰塵的問題解決方案原理編號內(nèi)容可能的解決方案35改變參數(shù)1改變物體的物理狀態(tài)2改變物體的濃度、粘度3改變物體的柔性4改變物體的溫度或體積等參數(shù)10預(yù)先作用原理預(yù)先施加反作用力，來消除不利影響或力39惰性環(huán)境原理使用真空環(huán)境，在物體中使用惰性氣體采取的解決方案：利用35#改變參數(shù)原理，改變物體的柔性，使雨刷更加柔軟，與玻璃柔性接觸，這樣就可以解決雨刷易磨損的問題。5 創(chuàng)新設(shè)計體會，通過這次的汽車創(chuàng)新設(shè)計，我學(xué)習(xí)到了一種