朱帆 王韜 吳波 謝池杰

湖南工貿(mào)技師學(xué)院 湖南省株洲市 412000

1 引言

隨著車輛的普及，喜歡駕駛?cè)ソ纪庠揭暗脑揭皭酆谜咴絹碓蕉?，在夜晚駕駛車輛越野時，由于照明差以及路況復(fù)雜的原因，越野愛好者通常喜歡在越野車的保險杠或者車頂上加裝越野車燈，來保證良好的視線[1]。

現(xiàn)有的越野車燈（圖1）一般都是簡單的照明燈，且體積較大，照射角度需要在安裝時就固定好，不具備自動調(diào)節(jié)能力，而車輛在駛?cè)氪蠼嵌绒D(zhuǎn)彎或者坡道時，向正前方照射的燈光會存在較大的視野盲區(qū)，嚴重影響駕駛的安全性。本文所介紹的是一種新型可自適應(yīng)調(diào)節(jié)的越野車車燈結(jié)構(gòu)。

圖1 越野車車燈模型

2 車燈結(jié)構(gòu)解析

2.1 結(jié)構(gòu)簡介

本文設(shè)計車燈結(jié)構(gòu)（圖2），其特征在于：包括車燈本體、轉(zhuǎn)角傳感器、傾角傳感器以及控制處理模塊[2]。車燈本體包括車燈內(nèi)殼體、車燈外殼體以及車燈底座，車燈內(nèi)殼體以可以左右轉(zhuǎn)動的方式安裝在車燈外殼體內(nèi)部；車燈內(nèi)殼體與車燈外殼體之間還設(shè)置有驅(qū)動車燈內(nèi)殼體左右轉(zhuǎn)動的左右角度調(diào)節(jié)裝置；車燈外殼體通過上下角度調(diào)節(jié)裝置以可以上下旋轉(zhuǎn)的方式安裝在車燈底座上；左右角度調(diào)節(jié)裝置（圖3）和上下角度調(diào)節(jié)裝置均與控制處理模塊相連并傳送信號。

轉(zhuǎn)角傳感器安裝在車輛的轉(zhuǎn)向柱上，將測得的轉(zhuǎn)向角度信息傳遞給控制處理模塊進行分析處理；傾角傳感器安裝在車身上，傾角傳感器將測得的車輛俯仰角信息傳遞給控制處理模塊進行分析處理；控制處理模塊對接收到的信號進行分析處理后下發(fā)控制信號至左右角度調(diào)節(jié)裝置或上下角度調(diào)節(jié)裝置[3]。

2.2 結(jié)構(gòu)要求

本結(jié)構(gòu)采用的傾角傳感器為陀螺儀[4]。車燈內(nèi)殼體通過上下兩側(cè)的安裝軸（圖4）與車燈外殼體相連，其兩端分別套設(shè)在車燈外殼體與車燈內(nèi)殼體的凹形安裝座內(nèi)。左右角度調(diào)節(jié)裝置包括液壓缸（圖5）、滑槽、滑塊和液壓泵（圖6），其中，液壓缸由安裝在車燈外殼體下部內(nèi)側(cè)的缸筒、以及與套設(shè)在缸筒內(nèi)的活塞桿組成，滑槽、滑塊、缸筒以及活塞桿均為形狀相應(yīng)的圓弧形形狀，且圓弧形的圓心與安裝軸的軸心重合；滑槽安裝在缸筒上側(cè)，滑塊上側(cè)與車燈內(nèi)殼體相連，滑塊下側(cè)一端套設(shè)在滑槽內(nèi)、另一端的頭部與活塞桿相連；液壓泵與液壓缸相連并安裝在車燈底座內(nèi)，液壓缸與控制處理模塊相連，接收其發(fā)出的控制信號做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)動作[5]。

圖2 可自適應(yīng)調(diào)節(jié)越野車燈的結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 左右角度調(diào)節(jié)裝置

圖4 安裝軸的結(jié)構(gòu)示意圖

圖5 新型液壓缸的剖視結(jié)構(gòu)示意圖

上下角度調(diào)節(jié)裝置包括旋轉(zhuǎn)軸和驅(qū)動裝置，其中，旋轉(zhuǎn)軸的中部固定在車燈外殼體的下側(cè)，旋轉(zhuǎn)軸的兩側(cè)以可旋轉(zhuǎn)的方式安裝在車燈底座上；驅(qū)動裝置安裝在車燈底座內(nèi)，并與旋轉(zhuǎn)軸傳動相連；驅(qū)動裝置與控制處理模塊相連，接收其發(fā)出的控制信號做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)動作。驅(qū)動裝置與旋轉(zhuǎn)軸通過齒輪傳動相連[6]。

2.3 結(jié)構(gòu)具體說明

本設(shè)計結(jié)構(gòu)為一種可自適應(yīng)調(diào)節(jié)越野車燈視圖，包括車燈本體、轉(zhuǎn)角傳感器、陀螺儀以及控制處理模塊：

車燈本體包括車燈內(nèi)殼體1、車燈外殼體3以及車燈底座8，車燈內(nèi)殼體1以可以左右轉(zhuǎn)動的方式安裝在車燈外殼體3內(nèi)部，車燈內(nèi)殼體1與車燈外殼體3之間還設(shè)置有驅(qū)動車燈內(nèi)殼體1左右轉(zhuǎn)動的左右角度調(diào)節(jié)裝置，車燈外殼體3通過上下角度調(diào)節(jié)裝置以可以上下旋轉(zhuǎn)的方式安裝在車燈底座8上；左右角度調(diào)節(jié)裝置和上下角度調(diào)節(jié)裝置均與控制處理模塊相連并傳送信號；轉(zhuǎn)角傳感器安裝在車輛的轉(zhuǎn)向柱上，將測得的轉(zhuǎn)向角度信息傳遞給控制處理模塊進行分析處理；陀螺儀安裝在車身上，陀螺儀將測得的車輛俯仰角信息傳遞給控制處理模塊進行分析處理； 控制處理模塊對接收到的信號進行分析處理后下發(fā)控制信號至左右角度調(diào)節(jié)裝置或上下角度調(diào)節(jié)裝置[7]。

車燈內(nèi)殼體1通過上下兩側(cè)的安裝軸2與車燈外殼體3相連，安裝軸2為工字型橡膠塊21，其兩端分別套設(shè)在車燈外殼體3與車燈內(nèi)殼體1的凹形安裝座22內(nèi)。

左右角度調(diào)節(jié)裝置包括液壓缸、滑槽11、滑塊4和液壓泵6，液壓缸由安裝在車燈外殼體3下部內(nèi)側(cè)的缸筒10、以及與套設(shè)在缸筒10內(nèi)的活塞桿5組成，滑槽11、滑塊4、缸筒10以及活塞桿5均為形狀相應(yīng)的圓弧形形狀，且圓弧形的圓心與安裝軸2的軸心重合；滑槽11安裝在缸筒10上側(cè)，滑塊4上側(cè)與車燈內(nèi)殼體1相連，滑塊4下側(cè)一端套設(shè)在滑槽11內(nèi)、另一端的頭部與活塞桿5相連，液壓泵6與液壓缸相連并安裝在車燈底座8內(nèi)。液壓缸與控制處理模塊相連，接收其發(fā)出的控制信號做出相應(yīng)的調(diào)節(jié)動作。

上下角度調(diào)節(jié)裝置包括旋轉(zhuǎn)軸9和驅(qū)動裝置7，旋轉(zhuǎn)軸9的中部固定在車燈外殼體3的下側(cè)，旋轉(zhuǎn)軸9的兩側(cè)以可旋轉(zhuǎn)的方式安裝在車燈底座8上，驅(qū)動裝置7安裝在車燈底座8內(nèi)，并與旋轉(zhuǎn)軸9傳動相連。

驅(qū)動裝置7與旋轉(zhuǎn)軸9通過齒輪傳動相連，滑塊4的材料為橡膠[8][9]。

根據(jù)上述分析，可將次設(shè)計的車燈結(jié)構(gòu)工作流程簡化為如圖（7）所示[10]。

圖7 車燈工作流程圖

3 工作原理

（1）當駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤時，安裝在轉(zhuǎn)向柱上的轉(zhuǎn)角傳感器將測得的轉(zhuǎn)動信息發(fā)送至控制處理模塊，由控制處理模塊進行分析處理后，下發(fā)控制信號控制液壓泵6工作推動活塞桿5在缸筒10內(nèi)移動，從而帶動車燈內(nèi)殼體1左右轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)車燈的照射角度隨車輛轉(zhuǎn)向而發(fā)生左右隨動的功能；

（2）當車輛行駛在坡道時，陀螺儀將檢測的車輛與水平面的傾斜角度信息發(fā)送至控制處理模塊，由控制處理模塊進行分析處理后，下發(fā)控制信號控制驅(qū)動裝置7帶動旋轉(zhuǎn)軸9轉(zhuǎn)動，從而帶動車燈外殼體3上下轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)車燈的照射角度隨車輛的起伏而發(fā)生上下隨動的功能。

4 結(jié)語

（1）本論文提出了一種結(jié)構(gòu)簡單且操作方便的可自適應(yīng)調(diào)節(jié)越野車燈，該車燈能夠根據(jù)駕駛員對方向盤的轉(zhuǎn)動角度以及車輛的起伏角度進行自動調(diào)節(jié)，有效的降低駕駛員在復(fù)雜路況行駛時的視野盲區(qū)；

（2）本設(shè)計裝有陀螺儀和控制處理模塊，可以根據(jù)方向盤的轉(zhuǎn)向角度大小以及路況的起伏情況，自動對車燈的照射角度進行調(diào)節(jié)，能夠保證在惡劣的駕駛環(huán)境中，駕駛員仍然能夠有良好的視野；

（3）采用液壓裝置作為左右角度調(diào)節(jié)裝置，具有安全、可靠、調(diào)節(jié)精度高以及不易受到干擾的優(yōu)點；

（4）車燈內(nèi)殼體與車燈外殼體的相連部件均采用橡膠材質(zhì)，可以減少車燈內(nèi)殼體受到的振動和沖擊，延長車燈的使用壽命。