一种可自适应调节的越野车车灯结构

朱帆 王韬 吴波 谢池杰

湖南工贸技师学院 湖南省株洲市 412000

1 引言

随着车辆的普及，喜欢驾驶去郊外越野的越野爱好者越来越多，在夜晚驾驶车辆越野时，由于照明差以及路况复杂的原因，越野爱好者通常喜欢在越野车的保险杠或者车顶上加装越野车灯，来保证良好的视线[1]。

现有的越野车灯（图1）一般都是简单的照明灯，且体积较大，照射角度需要在安装时就固定好，不具备自动调节能力，而车辆在驶入大角度转弯或者坡道时，向正前方照射的灯光会存在较大的视野盲区，严重影响驾驶的安全性。本文所介绍的是一种新型可自适应调节的越野车车灯结构。

图1 越野车车灯模型

2 车灯结构解析

2.1 结构简介

本文设计车灯结构（图2），其特征在于：包括车灯本体、转角传感器、倾角传感器以及控制处理模块[2]。车灯本体包括车灯内壳体、车灯外壳体以及车灯底座，车灯内壳体以可以左右转动的方式安装在车灯外壳体内部；车灯内壳体与车灯外壳体之间还设置有驱动车灯内壳体左右转动的左右角度调节装置；车灯外壳体通过上下角度调节装置以可以上下旋转的方式安装在车灯底座上；左右角度调节装置（图3）和上下角度调节装置均与控制处理模块相连并传送信号。

转角传感器安装在车辆的转向柱上，将测得的转向角度信息传递给控制处理模块进行分析处理；倾角传感器安装在车身上，倾角传感器将测得的车辆俯仰角信息传递给控制处理模块进行分析处理；控制处理模块对接收到的信号进行分析处理后下发控制信号至左右角度调节装置或上下角度调节装置[3]。

2.2 结构要求

本结构采用的倾角传感器为陀螺仪[4]。车灯内壳体通过上下两侧的安装轴（图4）与车灯外壳体相连，其两端分别套设在车灯外壳体与车灯内壳体的凹形安装座内。左右角度调节装置包括液压缸（图5）、滑槽、滑块和液压泵（图6），其中，液压缸由安装在车灯外壳体下部内侧的缸筒、以及与套设在缸筒内的活塞杆组成，滑槽、滑块、缸筒以及活塞杆均为形状相应的圆弧形形状，且圆弧形的圆心与安装轴的轴心重合；滑槽安装在缸筒上侧，滑块上侧与车灯内壳体相连，滑块下侧一端套设在滑槽内、另一端的头部与活塞杆相连；液压泵与液压缸相连并安装在车灯底座内，液压缸与控制处理模块相连，接收其发出的控制信号做出相应的调节动作[5]。

图2 可自适应调节越野车灯的结构示意图

图3 左右角度调节装置

图4 安装轴的结构示意图

图5 新型液压缸的剖视结构示意图

上下角度调节装置包括旋转轴和驱动装置，其中，旋转轴的中部固定在车灯外壳体的下侧，旋转轴的两侧以可旋转的方式安装在车灯底座上；驱动装置安装在车灯底座内，并与旋转轴传动相连；驱动装置与控制处理模块相连，接收其发出的控制信号做出相应的调节动作。驱动装置与旋转轴通过齿轮传动相连[6]。

2.3 结构具体说明

本设计结构为一种可自适应调节越野车灯视图，包括车灯本体、转角传感器、陀螺仪以及控制处理模块：

车灯本体包括车灯内壳体1、车灯外壳体3以及车灯底座8，车灯内壳体1以可以左右转动的方式安装在车灯外壳体3内部，车灯内壳体1与车灯外壳体3之间还设置有驱动车灯内壳体1左右转动的左右角度调节装置，车灯外壳体3通过上下角度调节装置以可以上下旋转的方式安装在车灯底座8上；左右角度调节装置和上下角度调节装置均与控制处理模块相连并传送信号；转角传感器安装在车辆的转向柱上，将测得的转向角度信息传递给控制处理模块进行分析处理；陀螺仪安装在车身上，陀螺仪将测得的车辆俯仰角信息传递给控制处理模块进行分析处理； 控制处理模块对接收到的信号进行分析处理后下发控制信号至左右角度调节装置或上下角度调节装置[7]。

车灯内壳体1通过上下两侧的安装轴2与车灯外壳体3相连，安装轴2为工字型橡胶块21，其两端分别套设在车灯外壳体3与车灯内壳体1的凹形安装座22内。

左右角度调节装置包括液压缸、滑槽11、滑块4和液压泵6，液压缸由安装在车灯外壳体3下部内侧的缸筒10、以及与套设在缸筒10内的活塞杆5组成，滑槽11、滑块4、缸筒10以及活塞杆5均为形状相应的圆弧形形状，且圆弧形的圆心与安装轴2的轴心重合；滑槽11安装在缸筒10上侧，滑块4上侧与车灯内壳体1相连，滑块4下侧一端套设在滑槽11内、另一端的头部与活塞杆5相连，液压泵6与液压缸相连并安装在车灯底座8内。液压缸与控制处理模块相连，接收其发出的控制信号做出相应的调节动作。

上下角度调节装置包括旋转轴9和驱动装置7，旋转轴9的中部固定在车灯外壳体3的下侧，旋转轴9的两侧以可旋转的方式安装在车灯底座8上，驱动装置7安装在车灯底座8内，并与旋转轴9传动相连。

驱动装置7与旋转轴9通过齿轮传动相连，滑块4的材料为橡胶[8][9]。

根据上述分析，可将次设计的车灯结构工作流程简化为如图（7）所示[10]。

图7 车灯工作流程图

3 工作原理

（1）当驾驶员转动方向盘时，安装在转向柱上的转角传感器将测得的转动信息发送至控制处理模块，由控制处理模块进行分析处理后，下发控制信号控制液压泵6工作推动活塞杆5在缸筒10内移动，从而带动车灯内壳体1左右转动，实现车灯的照射角度随车辆转向而发生左右随动的功能；

（2）当车辆行驶在坡道时，陀螺仪将检测的车辆与水平面的倾斜角度信息发送至控制处理模块，由控制处理模块进行分析处理后，下发控制信号控制驱动装置7带动旋转轴9转动，从而带动车灯外壳体3上下转动，实现车灯的照射角度随车辆的起伏而发生上下随动的功能。

4 结语

（1）本论文提出了一种结构简单且操作方便的可自适应调节越野车灯，该车灯能够根据驾驶员对方向盘的转动角度以及车辆的起伏角度进行自动调节，有效的降低驾驶员在复杂路况行驶时的视野盲区；

（2）本设计装有陀螺仪和控制处理模块，可以根据方向盘的转向角度大小以及路况的起伏情况，自动对车灯的照射角度进行调节，能够保证在恶劣的驾驶环境中，驾驶员仍然能够有良好的视野；

（3）采用液压装置作为左右角度调节装置，具有安全、可靠、调节精度高以及不易受到干扰的优点；

（4）车灯内壳体与车灯外壳体的相连部件均采用橡胶材质，可以减少车灯内壳体受到的振动和冲击，延长车灯的使用寿命。