一種可自適應調節的越野車車燈結構

朱帆 王韜 吳波 謝池杰

湖南工貿技師學院 湖南省株洲市 412000

1 引言

隨著車輛的普及，喜歡駕駛去郊外越野的越野愛好者越來越多，在夜晚駕駛車輛越野時，由于照明差以及路況復雜的原因，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，不具備自動調節能力，而車輛在駛入大角度轉彎或者坡道時，向正前方照射的燈光會存在較大的視野盲區，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調節的越野車車燈結構。

圖1 越野車車燈模型

2 車燈結構解析

2.1 結構簡介

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

轉角傳感器安裝在車輛的轉向柱上，將測得的轉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控制信號至左右角度調節裝置或上下角度調節裝置[3]。

2.2 結構要求

本結構采用的傾角傳感器為陀螺儀[4]。車燈內殼體通過上下兩側的安裝軸（圖4）與車燈外殼體相連，其兩端分別套設在車燈外殼體與車燈內殼體的凹形安裝座內。左右角度調節裝置包括液壓缸（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側的缸筒、以及與套設在缸筒內的活塞桿組成，滑槽、滑塊、缸筒以及活塞桿均為形狀相應的圓弧形形狀，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，滑塊上側與車燈內殼體相連，滑塊下側一端套設在滑槽內、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，液壓缸與控制處理模塊相連，接收其發出的控制信號做出相應的調節動作[5]。

圖2 可自適應調節越野車燈的結構示意圖

圖3 左右角度調節裝置

圖4 安裝軸的結構示意圖

圖5 新型液壓缸的剖視結構示意圖

上下角度調節裝置包括旋轉軸和驅動裝置，其中，旋轉軸的中部固定在車燈外殼體的下側，旋轉軸的兩側以可旋轉的方式安裝在車燈底座上；驅動裝置安裝在車燈底座內，并與旋轉軸傳動相連；驅動裝置與控制處理模塊相連，接收其發出的控制信號做出相應的調節動作。驅動裝置與旋轉軸通過齒輪傳動相連[6]。

2.3 結構具體說明

本設計結構為一種可自適應調節越野車燈視圖，包括車燈本體、轉角傳感器、陀螺儀以及控制處理模塊：

車燈本體包括車燈內殼體1、車燈外殼體3以及車燈底座8，車燈內殼體1以可以左右轉動的方式安裝在車燈外殼體3內部，車燈內殼體1與車燈外殼體3之間還設置有驅動車燈內殼體1左右轉動的左右角度調節裝置，車燈外殼體3通過上下角度調節裝置以可以上下旋轉的方式安裝在車燈底座8上；左右角度調節裝置和上下角度調節裝置均與控制處理模塊相連并傳送信號；轉角傳感器安裝在車輛的轉向柱上，將測得的轉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控制信號至左右角度調節裝置或上下角度調節裝置[7]。

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

左右角度調節裝置包括液壓缸、滑槽11、滑塊4和液壓泵6，液壓缸由安裝在車燈外殼體3下部內側的缸筒10、以及與套設在缸筒10內的活塞桿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，滑塊4上側與車燈內殼體1相連，滑塊4下側一端套設在滑槽11內、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。液壓缸與控制處理模塊相連，接收其發出的控制信號做出相應的調節動作。

上下角度調節裝置包括旋轉軸9和驅動裝置7，旋轉軸9的中部固定在車燈外殼體3的下側，旋轉軸9的兩側以可旋轉的方式安裝在車燈底座8上，驅動裝置7安裝在車燈底座8內，并與旋轉軸9傳動相連。

驅動裝置7與旋轉軸9通過齒輪傳動相連，滑塊4的材料為橡膠[8][9]。

根據上述分析，可將次設計的車燈結構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）當駕駛員轉動方向盤時，安裝在轉向柱上的轉角傳感器將測得的轉動信息發送至控制處理模塊，由控制處理模塊進行分析處理后，下發控制信號控制液壓泵6工作推動活塞桿5在缸筒10內移動，從而帶動車燈內殼體1左右轉動，實現車燈的照射角度隨車輛轉向而發生左右隨動的功能；

（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送至控制處理模塊，由控制處理模塊進行分析處理后，下發控制信號控制驅動裝置7帶動旋轉軸9轉動，從而帶動車燈外殼體3上下轉動，實現車燈的照射角度隨車輛的起伏而發生上下隨動的功能。

4 結語

（1）本論文提出了一種結構簡單且操作方便的可自適應調節越野車燈，該車燈能夠根據駕駛員對方向盤的轉動角度以及車輛的起伏角度進行自動調節，有效的降低駕駛員在復雜路況行駛時的視野盲區；

（2）本設計裝有陀螺儀和控制處理模塊，可以根據方向盤的轉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節，能夠保證在惡劣的駕駛環境中，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節裝置，具有安全、可靠、調節精度高以及不易受到干擾的優點；

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