CN202879332U

CN202879332U - 球面副结构汽车前照灯调节装置

Info

Publication number: CN202879332U
Application number: CN 201220580732
Authority: CN
Inventors: 张卫波; 张雪煌
Original assignee: Fuzhou University
Current assignee: Fuzhou University
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2022-11-07

Abstract

本实用新型涉及一种球面副结构汽车前照灯调节装置，包括设置于投影型前照灯灯罩内的支撑架，所述支撑架经左、右支撑板铰接有一外球壳，所述外球壳包覆有一内球壳以构成球面副，所述内球壳前侧设有投影型前照灯灯体，所述外球壳后侧设有驱动内球壳水平旋转的电机转动机构和驱动外球壳俯仰摆动的电机传动机构，所述电机转动机构是由电机驱动的齿轮齿条机构，所述外球壳俯仰摆动时带动内球壳同步俯仰摆动。本实用新型不仅能给车辆转弯时提供主动照明、适应车身不同姿态，自动调整前照灯光束的左右偏转角度、俯仰照射摆角，很好的满足实际路况的需求，从而提高不同路况、夜间行驶的安全性，降低驾驶员驾驶汽车的疲劳度，增强驾驶的安全性和舒适性。

Description

球面副结构汽车前照灯调节装置

技术领域

本实用新型涉及一种球面副结构汽车前照灯调节装置。

背景技术

自适应前照灯系统（AFS）作为当今世界最先进的汽车照明系统之一，主要是由投影型前照灯、前照灯调节装置和控制系统三大部分组成，它可以改善汽车夜间行驶时存在的视线不良问题，尤其是在S型弯道行驶时，效果更明显。自适应前照灯系统的灯光控制系统将预测前方道路状况从而提供转弯、十字路口、高速道路、城市路面、雨天等不同模式的照明光型，结合车辆本身装备的传感器，AFS的智能调光系统能自动调整光束照射的远近、照射区域的宽窄甚至亮度的强弱，减少会车时车辆产生炫目效果的可能性，扩大照射区域，从而极大地提高汽车的主动安全性。

公开日为2009年4月1日，申请号为CN 101396985A的中国实用新型专利申请文件公开了一种汽车前照灯调光系统的旋转执行装置，该装置只能实现前照灯的水平转动，无法实现其俯仰摆动，并且水平转动的控制精度很低，通过多级传动，误差容易累积，最后结果的偏差会很大。而且作为一种主动安全装置，实现效果无法精确控制的话，很可能成为一种不安全因素，容易造成交通事故。

公开日为2010年5月26日，公开号为CN 101713513A的中国实用新型专利申请文件公开了一种汽车用适应型前照灯，只能实现前照灯的水平转动，无法实现其俯仰摆动。整个辅助灯通过旋转轴进行固定，支撑不够稳定。其通过控制反射镜来控制光束的投射方向，将使反射镜一直处在运动中，这无疑会对反射镜造成一定的破坏。控制过程稳定性较差，而且作为一种主动安全装置，稳定性不高将成为一种不安全因素，容易造成交通事故。

专利公开日为2006年12月19日，公开号为US 7150547 B2的美国专利申请文件公开了“Turn Signal And Steering Responsive Adjustable Lighting Apparatus For Vehicle”，该装置无法实现对左右旋转机构的精确控制；前照灯调节装置与投影型前照灯只是依靠一个轴线固定，相互之间接触面积较小，控制过程的稳定性较差，当车辆在颠簸的路面行驶时，AFS系统易产生抖动，使得前照灯摆角控制准确性差。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术存在的问题作出改进，即本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够水平转动、俯仰摆动且运动精确的球面副结构汽车前照灯调节装置，有利于车辆根据行车路况自动、精确、稳定地调整前照灯光束的左右偏转角和俯仰摆角，从而提高不同路况、夜间行驶的安全性，降低驾驶员驾驶汽车的疲劳度。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种球面副结构汽车前照灯调节装置，包括设置于投影型前照灯灯罩内的支撑架，所述支撑架经左、右支撑板铰接有一外球壳，所述外球壳包覆有一内球壳以构成球面副，所述内球壳前侧设有投影型前照灯灯体，所述外球壳后侧设有驱动内球壳水平旋转的电机转动机构和驱动外球壳俯仰摆动的电机传动机构，所述电机转动机构是由电机驱动的齿轮齿条机构，所述外球壳俯仰摆动时带动内球壳同步俯仰摆动。

进一步的，所述电机转动机构包括水平转动步进电机、设置于电机输出轴的齿轮以及与齿轮相配合的扇形齿条，所述扇形齿条安装在内球壳后侧，所述外球壳后侧开设有显露出扇形齿条的通槽。

进一步的，所述通槽宽度与扇形齿条相等，所述通槽长度大于扇形齿条的弧长并与内球壳水平旋转角度相适应。

进一步的，所述电机传动机构包括直线步进电机、由直线步进电机推动的球头推杆以及与球头推杆相配合的球座窝，所述球座窝设置于外球壳后侧上部或下部。

进一步的，所述外球壳由上半壳和下半壳螺接、扣合或焊接而成。

与现有技术相比，本实用新型具有以下显著效果：（1）采用球面副结构，结构支撑方式稳定，内、外球壳的接触面积大，减少了零部件的数量，减轻了前照灯自身的重量，控制过程稳定性好，主动安全性高；（2）使用齿轮齿条结构，可以实现传感器信号的精确执行，使水平左右偏转角得到精确控制；（3）不仅能给车辆转弯时提供主动照明、适应车身不同姿态，自动调整前照灯光束的左右偏转角度、俯仰照射摆角，可以很好的满足实际路况的需求，从而可以提高不同路况、夜间行驶的安全性，降低驾驶员驾驶汽车的疲劳度，增强驾驶的安全性和舒适性。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

图1 为本实用新型实施例的轴测示意图一。

图2 为本实用新型实施例的轴测示意图二。

图3 为本实用新型实施例的轴测示意图三。

图4 为本实用新型实施例的爆炸示意图。

图5 为电机转动机构的构造示意图。

图6 为本实用新型球形结构局部剖视图。

图7 为电机传动机构的构造示意图。

图中：00-右支撑板，01-左支撑板，02-灯体，03-下半壳，04-内球壳，05-水平转动步进电机，06-齿轮，07-扇形齿条，08-连接孔，09-支撑架，10、12-螺母，11-直线步进电机，13-球头推杆，14-球座窝，15-上半壳，16-螺钉，17-轴承，18、19、20-螺钉组。

具体实施方式

如图1~7所示，一种球面副结构汽车前照灯调节装置，包括设置于投影型前照灯灯罩内的支撑架09，所述投影型前照灯灯罩在汽车的车头左右两侧各安装一个，所述支撑架09下部左右两侧分别开设有一个用于连接车体的连接孔08，通过螺栓穿过连接孔08使得支撑架09与投影型前照灯灯罩相连接；所述支撑架09经左支撑板01和右支撑板00铰接有一外球壳，所述外球壳包覆有一内球壳04以构成球面副，所述内球壳04前侧经螺栓组18安装有投影型前照灯灯体02，所述外球壳后侧设有驱动内球壳04水平旋转的电机转动机构和驱动外球壳俯仰摆动的电机传动机构，所述电机转动机构是由电机驱动的齿轮齿条机构，所述外球壳俯仰摆动时带动内球壳04同步俯仰摆动。

在本实施例中，所述左支撑板01和右支撑板00分别经过螺母固定在支撑架09上且平行相对，所述左支撑板01和右支撑板00在远离支撑架09的一端相应位置上分别开设有相同的同轴孔，所述外球壳左右两侧分别延伸出通过轴承17与同轴孔相配合的销轴，保证外球壳自由进行俯仰摆动，所述同轴孔的轴线为投影型前照灯灯体02进行俯仰摆动的轴线，过上球壳和球壳球心且与扇形齿条07分度圆所在平面垂直的直线作为投影型前照灯灯体02进行水平转动的轴线，从而很好地实现了汽车前照灯的水平左右转动和俯仰摆动功能。所述外球壳是由上半壳15和下半壳03通过螺钉16或螺栓联接而成，故销轴是由上半壳15延伸出的半圆柱体和下半壳03延伸出的半圆柱体组成；当然所述外球壳的结构也可以是由左半壳和右半壳组成，其连接方式也不局限于螺接，还可以是焊接或卡扣式的扣合。

在本实施例中，所述电机转动机构包括水平转动步进电机05、设置于电机输出轴的齿轮06以及与齿轮06相配合的扇形齿条07，所述水平转动步进电机05安装在下半壳03后侧的槽内并用螺钉组19固定,所述扇形齿条07通过螺钉组20安装在内球壳04后侧，所述扇形齿条07与内球壳04的接触面为球面，所述外球壳后侧在上半壳15和下半壳03的连接处开设有显露出扇形齿条07的通槽，所述通槽和扇形齿条07的配合限制了内球壳04和外球壳之间的转动自由度。所述通槽宽度与扇形齿条07相等，所述通槽长度大于扇形齿条07的弧长并与内球壳04水平旋转角度相适应，所示扇形齿条07分度圆所在平面与水平面平行，使得内球壳04和外球壳进行俯仰摆动时形成一体。

在本实施例中，所述电机传动机构包括直线步进电机11、由直线步进电机11推动的球头推杆13以及与球头推杆13相配合的球座窝14，所述直线步进电机11的输出轴设计成圆柱削边形状（图7中放大视图部分），从而使其卡在支撑架09的轴孔中，限制其多个自由度，在通过螺母12进行固定，从而将直线步进电机11安装在支撑架09上；所述球头推杆13经螺母10加接在直线步进电机11的输出轴上，其一端设计成球头形，所述球座窝14设置于外球壳后侧上部，所述球头形杆端与球座窝14形成高副；当然，所述球座窝14也可以设置于外球壳后侧下部。

在本实施例中，该球面副结构汽车前照灯调节装置通过支撑架09下部的连接孔08和螺栓与车体实现联接，所述车体上设有方向盘转角传感器，所述方向盘转角传感器信号经智能控制器控制电机转动机构工作；所述车体上设有车身高度传感器、速度传感器，所述传感器信号经智能控制器控制电机传动机构工作。

俯仰转向调整：当车身姿态发生变化而引起前照灯的光束与地面的夹角产生变化，安装在车身上的车身高度传感器检测到车身高度的变化值并传给控制器，控制器计算得到投影型前照灯灯体02俯仰转向的角度，并产生相应的信号控制直线步进电机11输出轴伸长或收缩，使得支撑机构带动投影型前照灯灯体02绕着俯仰摆动轴线转动。

左右转向调整：当车辆转弯时，各传感器得到转向角度、转弯半径、车速等信号，这些信息被传给控制器，由控制器计算得到投影型前照灯灯体02左右转向的角度，并产生相应的信号控制水平转动步进电机05转动，带动扇形齿条07转动，从而带动投影型前照灯灯体02绕着水平转动轴线转动。

采用本实用新型这样的结构，当车辆的运动状态改变时，如：转弯、加减速、上下坡、高低速行驶、后座有乘客乘坐时，前照灯的照明效果发生相应变化。利用本实用新型结构实现车辆在动态运动过程中，自适应前照灯系统能够根据不同的运动状态，自动、精确、稳定地调整投影型前照灯的照射角度，使其在俯仰方向上维持在一定的照射范围。当车辆转向时，根据车速传感器，方向盘转角传感器等传感器传给控制器的信号，控制器计算得出投影型前照灯左右转向角度，并驱动本实用新型的机构实现转向，从而为车辆的转弯提供清楚明亮的道路照明环境，提高驾车主动安全性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。

Claims

1.一种球面副结构汽车前照灯调节装置，包括设置于投影型前照灯灯罩内的支撑架，其特征在于：所述支撑架经左、右支撑板铰接有一外球壳，所述外球壳包覆有一内球壳以构成球面副，所述内球壳前侧设有投影型前照灯灯体，所述外球壳后侧设有驱动内球壳水平旋转的电机转动机构和驱动外球壳俯仰摆动的电机传动机构，所述电机转动机构是由电机驱动的齿轮齿条机构，所述外球壳俯仰摆动时带动内球壳同步俯仰摆动。

2.根据权利要求1所述的球面副结构汽车前照灯调节装置，其特征在于：所述电机转动机构包括水平转动步进电机、设置于电机输出轴的齿轮以及与齿轮相配合的扇形齿条，所述扇形齿条安装在内球壳后侧，所述外球壳后侧开设有显露出扇形齿条的通槽。

3.根据权利要求2所述的球面副结构汽车前照灯调节装置，其特征在于：所述通槽宽度与扇形齿条相等，所述通槽长度大于扇形齿条的弧长并与内球壳水平旋转角度相适应。

4.根据权利要求1所述的球面副结构汽车前照灯调节装置，其特征在于：所述电机传动机构包括直线步进电机、由直线步进电机推动的球头推杆以及与球头推杆相配合的球座窝，所述球座窝设置于外球壳后侧上部或下部。

5.根据权利要求1所述的球面副结构汽车前照灯调节装置，其特征在于：所述外球壳由上半壳和下半壳螺接、扣合或焊接而成。

6.根据权利要求1所述的球面副结构汽车前照灯调节装置，其特征在于：所述支撑架下部开设有用于连接车体的连接孔。