汽车雨刷器的创新设计
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1 问题背景
汽车雨刷，是用来在下雨天时，刷新玻璃表面雨滴，使汽车驾驶人的视野清晰开阔。行车安全对于驾驶者来说是件至关重要，汽车雨刷可以降低交通事故率，保障人们出行安全。然而，现在市场上的雨刷真的能完全满足人们的需要吗？我想还是有待提高的。
2 问题描述
2.1汽车雨刷的起源：
关于雨刷的起源，目前有两种说法，一种是：在1903年，一位名叫玛丽·安德森的女性发明了最早的手动雨刷器，这种雨刷需要驾驶员一边驾车行驶，一边转动雨刷擦玻璃。而最早由电力驱动的雨刷则是由另一位名叫夏洛特·布里奇福德的女性所发明的，但一直没有得到批量生产。直到1923年，现代雨刷才正式在汽车上安装，其最终的发明权被博世公司获得，并将1927年作为正式发明时间。
另一种说法是：美国特瑞科（TRICO）公司的董事长J. R. Oishei在纽约州水牛城的雨夜里撞伤了一名骑自行车的少年，为了杜绝这类意外的发生，他发明了一种金属杆上带着槽状橡胶条的手动雨刷，但对于当时的手动挡汽车而言，一边开车一边摇动雨刷也很危险，于是他又制造出利用真空泵驱动的帮浦式雨刷，但这种雨刷在堵车或停车的时候也会随着停下来。后来，他在1917年成功制造出由电机驱动雨刷连杆的现代雨刷。
2.2汽车雨刷的组成：
  汽车雨刷是由马达、连杆、摇臂、雨刷片四部分组成。
       
2.3汽车雨刷的作用：
  保持车窗挡风玻璃的清洁，确保雨雪天气视野清晰和行车安全，是汽车不可缺少的部件。
2.4主流汽车雨刷的分类
现在市场上的汽车雨刷可按两种方法分类。
1.按工作方式分：①间歇式②感应式。
a.间歇式
在50多年前，就连最高档的汽车雨刷也只有两个挡位：一挡用于阵雨，一档用于暴雨，而如果遇到绵绵细雨，它们就会在前风挡上一直刮来刮去，扰乱司机的视线。后来，一位名叫Bob Kearns的美国人在雨中驾车，由于一块香槟酒瓶塞砸到了他的左眼，他必须集中精力才能看清道路情况，当时灵光一现：为什么不能让雨刷像睫毛那样活动呢？于是产生了发明间歇式雨刷的想法。
                            b.感应式
感应式自动雨刷系统，它能够根据雨量的大小来自动调节雨刷摆动的速度。这样的雨刷系统中增加了一个雨量传感器，它利用光线在玻璃和雨滴中的散射现象，通过光反射回来的强度判断玻璃上的雨水量。
2.按运动方式分：①对向式②平行式③交叉式④单臂式。
对于双臂式雨刷而言，通常有三种运动形式，分别是平行式、对向式和交叉式。而单臂式雨刷目前应用较少，一般会出现在一些小型车上。
3.按有无龙骨分：①有骨式②无骨式
表1 市场主流汽车雨刷优缺点比较
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种类
优点
缺点
间歇式
由驾驶者依照雨势和视线视线状况自行调整，可控性高，结构简单，成本低。
需要手动控制刷速，在一定程度上分散了驾驶员的注意力，安全得不到保障。
感应式
利用传感器根据雨量以及车速来自动调整刷速，无需驾驶员参与。
成本高昂，售价较高，目前只在高端车型上使用。
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有骨式
适应玻璃的曲率变化，压力相对较大，价格低。
噪音大，刮拭不干净，刮片磨损快。
无骨式
刮拭更为干净，不易抖动，噪音小
压力较小，成本高，价格高。
3 运用的创新方法
  面对现在市场上的各式汽车雨刷，未免会有各种各样的不足之处，而我最近在网上又学了一种新的创新理论——TRIZ理论，所以这次的创新我打算就用TRIZ理论来解决，这是我运用TRIZ理论的以一次尝试，争取创造出一种安全，可靠，实用的新型汽车雨刷。
4问题分析与解决方案
4.1 解决汽车雨刷不易擦干净或者擦干净十分困难的问题
改善的技术特性参数：11#应力，压强——需要增大摩擦力；27#可靠性——增加擦拭的效率。
恶化的技术特性参数：36#装置的复杂性——提升以上功能必然会增加装置的复杂性。
东风风神a60价格查冲突解矩阵可知使用的解决原理是：19,1,35,13，如表2所示。
表2 汽车雨刷不易擦干净或者擦干净十分困难的问题解决方案
原理编号
内容
可能的解决方案
1
分割
1把一个物体分成相互独立的部分
2把物体分成容易组装和拆卸的部分
3提高物体的可分性
35
改变参数
1改变物体的物理状态
2改变物体的浓度、粘度
3改变物体的柔性
4改变物体的温度或体积等参数
19
周期性作用
1变持续性作用为周期性（脉冲）作用
2如果作用已经是周期性的，就改变其频率
3在脉冲中嵌套其他作用以达到其他效率
13
反向作用原理
1用原来相反的原理
2把物体倒过来
3让物体动的部分不动，不动部分动
采取的解决方案：利用1#分割原理，把雨刷内部分割出独立的小空间，来注入一定量的清洁液，利用雨刷运动的惯性，每次甩出适量的清洁液，来达到擦拭干净的效果。
4.2解决汽车雨刷使用时会分散注意力的问题
改善的技术特性参数：31#物体产生的有害因素——使得人分散注意力。
恶化的技术特性参数：36#装置的复杂性——其结构必将更加的复杂。
查冲突解矩阵可知使用的解决原理是：19，1，31，如表3所示。
表3汽车雨刷使用会分散注意力问题解决方案
原理编号
内容
可能的解决方案
19
周期性作用
1变持续性作用为周期性（脉冲）作用
2如果作用已经是周期性的，就改变其频率
3在脉冲中嵌套其他作用以达到其他效率
1
分割
1把一个物体分成相互独立的部分
2把物体分成容易组装和拆卸的部分
3提高物体的可分性
31
多孔材料
1使物体多空或加入多孔物体
2利用物体的多孔结构引入有用的物质和功能
采取的解决方案：利用19#周期性作用原理，加入传感器，根据雨量来自动调控雨刷运动的频率，来达到自动调控的目的。
4.3 解决汽车雨刷与玻璃贴合不紧密的问题
改善的技术特性参数：11#应力，压强——贴合紧密需要更大的压力。
恶化的技术特性参数：14#强度——过大的压力会对雨刷的强度有更高的要求。
查冲突解矩阵可知使用的解决原理是：10，3，18，40，如表4所示。
表4汽车雨刷与玻璃贴合不紧密的问题解决方案
原理编号
内容
可能的解决方案
10
预先作用原理
预先施加反作用力，来消除不利影响或力奔驰cla和c级的区别
3
局部质量原理
1从均匀的物体结构、外部环境或作用改变为不均匀的
2让物体不同的部分承担不同的功能
3把物体的每个部分处于各自动作的最佳位置
18
机械振动原理
使静止的物体振动，振动的物体加强振动
40
复合材料原理甲壳虫发动机
用复合材料来替代单一材料
采取的解决方案：利用40#复合材料原理，把雨刷的支架换成高强度的复合材料，并贴合玻璃曲率，来达到汽车雨刷与玻璃贴合不紧密的问题。
4.4解决汽车雨刷噪音大的问题
改善的技术特性参数：31#物体产生有害因素——雨刷产生噪音。
恶化的技术特性参数：27#可靠性——很可能减低了雨刷的效率。
查冲突解矩阵可知使用的解决原理是：24,2,40,39，如表5所示。