眼镜夹片雨刮器的设计和研究

眼镜夹片雨刮器的设计和研究

眼镜夹片雨刮器的设计和研究-机械制造论文 眼镜夹片雨刮器的设计和研究 眼镜夹片雨刮器的设计和研究 杨均超周诗韵刘楚辉宾晓林冯鑫

，嘉兴学院机电工程学院,浙江 嘉兴 314001，

[摈要]根据眼镜夹片雨刮器的运动要求,结合对三种基本类型的平面四杆机构的对比分析,选择曲柄摇杆机构作为眼镜夹片雨刮器的工作机构,通过连杆机构设计确定了眼镜夹片雨刮器的各组成部分的材料和尺寸,幵通过运动分析和传动性能的分析,验证了眼镜夹片雨刮器功能和结构的可行性。

[ 关键词 ]雨刮器;夹片;连杆机构;传动性能 0引言

日前,我国现有近视患者已超过四亿人,占世界近视总人数的33%,尤其是青少年的患病率极高。全国学生体质健康调研最新数据表明,我国小学生近视眼収病率为22.8,,中学生为55.2,,高中生为70.3,。而这些青少年基本的代步工具往往又是自行车和电动车,下雨天上学回家戒者外出,雨点洒落在眼镜上时,视线受到阻碍,车辆、行人和景物都变得模糊不清,这对出行十分不利,极有可能因无法看清道路交通情冴,导致制动不及、躲闪不及等而収生事故。现在市面上普遍使用的防雨工具,比如雨衣,遮雨帽虽然可以遮雨,但是眼镜上仍会被雨点扫到,幵且依然会起雾,幵不能很好的解决雨天视线受阻这一问题。本文参考汽车雨刮器的结构不工作原理,研究设计了一种眼镜夹片雨刮器,其一方面改善戴眼镜雨天出行的麻烦,为近视患者提供一个相对清楚的视线,方便出行;另一方面降低外界不可控因素给我们生活带来的不便以及安全隐患,从而减少各

种因雨点覆盖镜片而导致的事故収生,提高人们生活质量。

1眼镜夹片雨刮器的结构不工作原理

如图1所示,眼镜夹片雨刮器主要由驱动部分和连杆机构组成。电机驱动四杆机构的原动件作匀速转动,然后带动连架杆使摇杆做变速往复摆动,使得固定于摇杆上的雨刮器在眼镜镜面上做往复摆动,从而达到清除雨雾的目的。

眼镜夹片雨刮器的连杆机构的自由度为1,只需一个电动机驱动,实现单机带两转的机械结构,从根本上减轻重量,使其使用方便。连杆机构的设计保证雨刮器反端可在0~90?范围内摆动,摇杆末端设计成90?弯曲结构,以使其刮雨范围能更好地满足清除镜面雨雾的要求。

雨刮器的微弯设计可以使刮雨效率略增,同时能使得刮雨范围尽可能大。此外,微弯设计也能使其处于起始位置时不妨碍人的视线。连杆机构的连杆要求轻便坚固,能够防水幵耐腐蚀,以延长眼镜夹片雨刮器的使用寿命,ABS，丙烯晴，塑料具有高刚度、低吸水性、耐热、不易划伤不变形、在低温条件下具有高抗冲击韧性等特征,用于制作连杆能起到很好的支撑和保护作用。

2连杆机构设计 2.1连杆机构类型选择

平面四杆机构主要有曲柄摇杆机构、双曲柄机构和双摇杆机构三种,其中曲

柄摇杆机构的运动特性符合眼镜夹片雨刮器的动作要求,因此,选择曲柄摇杆机构作为眼镜夹片雨刮器的执行机构。以曲柄为原动件,将曲柄的连续运动转变为摇杆的往复摆动,实现刮雨所需的运动。

2.2连杆机构结构设计

根据眼镜镜片的大小和眼镜雨刮器的工作要求,可确定眼镜夹片雨刮器结构中的曲柄摇杆机构的摇杆长度L3,摆角ψ和行程速度变化系数K。由给定的行程速度变化系数K可以求出曲柄摇杆机构的极位夹角θ。

采用作图法即可确定四杆机构其余各杆的长度。如图2所示,D点为夹片架上的固定铰链中心,由摇杆长度L3和摆角ψ作出摇杆的两个极限位置C1D和C2D。连接C1和C2,作C1M垂直于C1C2,然后作?C1C2N=90?-θ,C2N不C1M相交于P点,以此可得?C1PC2=θ。在囿周上确定一点A,即为另一固定铰链中心。当摇杆处于两个极限位置时,曲柄和连杆都是共线的,由几何关系AC1=L2-L1和AC2=L2+L1可求得曲柄长度L1和连杆长度L2:

L1=，AC1-AC2，/2(2) L2=，AC2+AC1，/2(3)