智能控制車燈投射角度及投射強度的裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種智能控制車燈投射角度及投射強度的裝置，其技術特點是：包括震動檢測模塊、測速模塊、單片機控制模塊、脈沖發生模塊、可調電源模塊和燈光調節模塊，震動檢測模塊和測速模塊分別用于采集車輛在行駛時的路況信息和速度信息并傳送給單片機控制模塊，單片機控制模塊對震動檢測模塊和測速模塊傳來的信號進行處理并輸出控制信號給脈沖發生模塊和可調電源模塊，該脈沖發生模塊和可調電源模塊都直接與燈光調節模塊相連接分別用于調節車燈的投射角度及投射強度。本發明使用單片機對震動檢測模塊、測速模塊檢測得到的實時路況信息和速度信號進行分析并通過可調電源模塊自動控制車燈的投射角度和投射強度，保證了車輛的安全行駛，降低了成本。
【專利說明】智能控制車燈投射角度及投射強度的裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于車燈控制【技術領域】，尤其是一種智能控制車燈投射角度及投射強度的裝直。
【背景技術】
[0002]目前，市場上有很多應用于運動車輛照明的車燈，其中通過燈光角度控制來實現投射遠近功能的車燈也有很多類型，但是這些類型的產品通常以物理光學的反射或折射的原理來實現的，其照明范圍的調節方式主要有移動燈源、燈罩、凹凸透鏡和反射罩燈方式，通過調整燈源與凹凸透鏡、燈罩或反射罩之間的相對距離，來改變燈源進入凹凸透鏡、燈罩或反射罩的入射角，這樣經凹凸透鏡、燈罩或反射罩后的燈光出射角或反射角也會隨之變化，以達到調整燈光遠近的目的。上述實現方式必然會對車燈本身有特殊的要求，無疑增加了車燈的制作成本，同時，對于不同路況和不同車速不能有良好的燈光投射效果，對于不同的投射距離燈光的投射強度控制也是現有車燈控制的一個難點。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種設計合理、能夠根據實時路況進行調節且成本低廉的智能控制車燈投射角度及投射強度的裝置。
[0004]本發明解決現有的技術問題是采取以下技術方案實現的:
[0005]一種智能控制車燈投射角度及投射強度的裝置，包括震動檢測模塊、測速模塊、單片機控制模塊、脈沖發生模塊、可調電源模塊和燈光調節模塊，震動檢測模塊和測速模塊分別用于采集車輛在行駛時的路況信息和速度信息并傳送給單片機控制模塊，單片機控制模塊對震動檢測模塊和測速模塊傳來的信號進行處理并輸出控制信號給脈沖發生模塊和可調電源模塊，該脈沖發生模塊和可調電源模塊都直接與燈光調節模塊相連接分別用于調節車燈的投射角度及投射強度。
[0006]而且，所述的震動檢測模塊由封閉腔體及其內部的彈簧、繞有多個閉合回路的金屬小球和永磁體構成，該彈簧安裝在金屬小球上，該金屬小球安裝在永磁體的N極和S極之間，永磁體的N極和S極安裝在封閉腔體的兩個側壁上；所述的震動檢測模塊安裝在運動車輛上易于感知震動的部位。
[0007]而且，所述的測速模塊采用霍爾傳感器，其中霍爾元件安裝在運動車輛貼近車輪的支架上，磁鋼安裝在車輪上。
[0008]而且，所述的車燈調節模塊由步進電機、齒輪嚙合傳動機構和車燈構成，步進電機的輸出軸連接齒輪嚙合傳動機構，車燈固定在齒輪嚙合傳動機構的轉軸上。
[0009]而且，所述的齒輪嚙合傳動機構由兩個相同直徑的圓柱形齒輪嚙合構成。
[0010]而且，所述可調電源模塊由移動電源和控制裝置構成，控制裝置設有兩個檔位，分別控制輸出額定電壓值的60%或輸出額定電壓值,單片機控制模塊通過控制兩個檔位輸出相應的電壓值。[0011]而且，所述的移動電源為鋰電池或鋰電池組合。
[0012]而且，所述單片機控制模塊在檢測到車速小于等于平均車速的50%時，使調電源模塊輸出額定電壓值的60% ;所述單片機控制模塊檢測到車速大于等于平均車速時，使調電源模塊輸出額定電壓值。
[0013]本發明的優點和積極效果是:
[0014]本發明設計合理，單片機控制模塊對震動檢測模塊、測速模塊檢測得到的實時路況信息和速度信號進行分析并通過可調電源模塊自動控制車燈的投射角度和投射強度，保證了車輛的安全行駛，同時不需要對車燈及其燈罩進行改進，降低了成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明的控制電路方框圖
[0016]圖2為震動檢測模塊的結構示意圖；
[0017]圖3為燈光調節模塊的結構示意圖；
[0018]圖4為車燈投射角度與速度關系示意圖；
[0019]圖5為單片機控制模塊的處理流程圖。
【具體實施方式】
[0020]以下結合附圖對本發明實施例做進一步詳述。
[0021]一種智能控制車燈投射角度及投射強度的裝置，如圖1所示，包括震動檢測模塊、測速模塊、單片機控制模塊、脈沖發生模塊、可調電源模塊I和燈光調節模塊2，單片機控制模塊分別與測速模塊、單片機控制模塊、脈沖發生模塊、可調電源模塊相連接，脈沖發生模塊和可調電源模塊與燈光調節模塊相連接。震動檢測模塊和測速模塊主要用于采集車輛在行駛時的路況信息和速度信息，其中，所述震動檢測模塊是為了檢測路況，并將路況的顛簸程度通過震動檢測元件轉化成相應強度的電平信號，然后經信號線將電平信號傳遞給單片機控制模塊；所述測速模塊主要是為了獲取運動車輛的行駛速度，然后通過信號線將速度信號傳遞給單片機控制模塊。單片機控制模塊在接收路況信號和速度信號進行處理，然后控制可調電源模塊和觸發脈沖發生模塊。可調電源模塊根據單片機的控制信號來調節輸出電壓值的大小給燈光調節模塊；脈沖發生模塊經單片機控制模塊觸發后，產生連續的矩形脈沖給燈光調節模塊，燈光調節模塊在脈沖發生模塊的驅動下以及可調電源模塊輸出的不同電壓下調節車燈的投射角度和投射強度。
[0022]如圖2所示，所述的震動檢測模塊由封閉腔體6及其內部的彈簧3、繞有多個閉合回路的金屬小球4和永磁體5構成，該彈簧安裝在金屬小球上，該金屬小球安裝在永磁體的N極和S極之間，永磁體的N極和S極安裝在封閉腔體的兩個側壁上。震動檢測模塊可以安裝在運動車輛的車輪支架上或其他易于感知震動的部位，主要用于檢測路況的顛簸程度。其震動檢測是利用電磁感應原理來實現的:繞有多個閉合回路的金屬小球因路況顛簸而震動時，會切割磁感線產生電信號，經信號線傳遞給單片機，路況越顛簸，繞有多個閉合回路的金屬小球震動頻率越高，則閉合回路切割磁感線所產生的電信號就越強。單片機控制模塊為震動檢測模塊設定了電信號強度的上限值和下限值，當電信號強度超過設定上限值時，速度信號失效。單片機控制車燈調節模塊和可調電源模塊，使車燈與水平面的夾角Y=-45°，可調電源輸出額定電壓60%;當電信號強度低于設定下限值時，速度信號有效，單片機控制模塊依據速度信號來控制車燈的投射角度和投射強度。
[0023]所述的測速模塊采用霍爾元件傳感器進行測速。霍爾傳感器利用霍爾效應把磁輸入信號轉換成電信號:把開關型霍爾傳感器安裝在運動車輛貼近車輪的支架上，磁鋼安裝在車輪輻條上，當磁鋼靠近霍爾傳感器的時候，傳感器輸出一個無抖動的低電平，單片機控制模塊根據此信號來計算運動車輛的行駛速度。其測速原理是:測量一定時間間隔T內運動車輛車輪轉過的圈數Q，假設車輪周長為L，則運動車輛的行駛速度為:V=QL/T。
[0024]如圖3所示，車燈調節模塊由步進電機7、齒輪嚙合傳動機構8和車燈9構成，步進電機的輸出軸連接齒輪嚙合傳動機構，車燈固定在齒輪嚙合傳動機構的轉軸上，車燈初始時與水平方向的夾角為Y =_45°。車燈調節模塊接收到來自脈沖發生模塊輸出矩形脈沖信號后，驅動步進電機轉過設定的步距角，通過齒輪嚙合傳動機構帶動車燈上調或下調相應的角度，從而達到調節車燈燈光投射角度的目的。在本實施例中，齒輪嚙合傳動機構由兩個相同直徑的圓柱形齒輪嚙合構成，能精確地實現步進電機設定步距角的傳遞。
[0025]所述可調電源模塊由移動電源和控制裝置構成，移動電源為鋰電池或鋰電池組合，控制裝置設有兩個檔位，檔位一用于輸出鋰電池或鋰電池組合穩定電壓值的60%，檔位二用于輸出鋰電池或鋰電池組合穩定電壓的100%，單片機控制模塊通過控制可調電源模塊的兩個電壓檔位，使可調電源輸出相應的電壓值。單片機控制模塊可以根據車輛行駛速度，控制可調電源模塊，即控制可調電源的輸出電壓值。當V<50%V’時，可調電源輸出其額定電壓值的60%;當V3V’時，可調電源輸出其額定電壓值，該V’是單片機控制模塊設定了一個平均速度V’。
[0026]所述的單片機控制模塊是連接各個模塊的關鍵模塊，由單片機及其外圍電路連接構成。單片機控制模塊 接收到路況信息和速度信息后，控制脈沖發生模塊和可調電源模塊:可調電源模塊在單片機控制下輸出相應的電壓值以調節不同路況或不同車速下的燈光投射強度；脈沖發生模塊經單片機觸發后產生連續的矩形脈沖以驅動燈光調節模塊的步進電機，該步進電機在脈沖驅動下轉過設定的步距角，并通過齒輪傳動來實現車燈燈光投射角度的控制。
[0027]如圖4所示，在當速度信號有效的前提下，單片機控制模塊設定了一個平均速度V’(單位是Km/h)，該平均速度V’的獲取方法是在運動車輛連續三天運動中，由測速模塊對運動車輛進行定時速度采樣，然后在所測得的速度中選取出現頻率最高的那個速度值，該速度值即為平均速度，并以該平均速度作為單片機控制的標準參考速度。測速模塊測得的實時速度記為V (單位是Km/h)，通過信號線將測得的速度以電信號的形式傳遞給單片機控制模塊。單片機控制模塊接收速度信號后，按設定程序對車燈角度進行控制，具體控制過程為:當V=O時，車燈處于原始位置，保持與水平方向夾45°角，記為y=_45°，Y為車燈與水平方向的夾角，水平方向規定為0° ;當V小于等于平均速度V’的50%時，即V≤50%V’時，單片機觸發脈沖發生器，產生連續的脈沖信號驅動步進電機轉過15°的步進角，通過齒輪傳動使車燈與水平方向夾角調整為30°，記為y=-30° ;當速度VS V’時，單片機控制車燈使其與水平方向的夾角調整為15°，記為Υ=_15° ;當速度V≥150%V’時，單片機控制車燈使其與水平方向的夾角為0°，記為y=0°。
[0028]在單片機控制模塊內設有燈光智能控制軟件，如圖5所示，該智能控制軟件的處理流程為:初始化一測震一震動信號大于設定值？ 一Y，步進電機不轉一Y=-45° —可調電源輸出60%額定電壓；N，測速一V=O ? —Y，步進電機不轉一y=_45° —可調電源輸出60%額定電壓；Ν，V ( 50%V’ ? — Y，步進電機轉過15° — Y =-30° —可調電源輸出60%額定電壓；N，V≤V’ ? — Y，步進電機轉過15° — Y =-15° —可調電源輸出額定電壓；N，V≥150%V’ ? —Y，步進電機轉過15° — y=0° —可調電源輸出額定電壓；N，步進電機不轉一y=-15° —可調電源輸出額定電壓一結束。需要說明的是:步進電機可以正反轉，步進電機轉過15°，可以是增加15°，也可以是減少15°，即調節車燈與水平面的夾角Y增大或減小15°。
[0029]需要強調的是，本發明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發明包括并不限于【具體實施方式】中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本發明的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發明保護的范圍。
【權利要求】
1.一種智能控制車燈投射角度及投射強度的裝置，其特征在于:包括震動檢測模塊、測速模塊、單片機控制模塊、脈沖發生模塊、可調電源模塊和燈光調節模塊，震動檢測模塊和測速模塊分別用于采集車輛在行駛時的路況信息和速度信息并傳送給單片機控制模塊，單片機控制模塊對震動檢測模塊和測速模塊傳來的信號進行處理并輸出控制信號給脈沖發生模塊和可調電源模塊，該脈沖發生模塊和可調電源模塊都直接與燈光調節模塊相連接分別用于調節車燈的投射角度及投射強度。
2.根據權利要求1所述的智能控制車燈投射角度及投射強度的裝置，其特征在于:所述的震動檢測模塊由封閉腔體及其內部的彈簧、繞有多個閉合回路的金屬小球和永磁體構成，該彈簧安裝在金屬小球上，該金屬小球安裝在永磁體的N極和S極之間,永磁體的N極和S極安裝在封閉腔體的兩個側壁上；所述的震動檢測模塊安裝在運動車輛上易于感知震動的部位。
3.根據權利要求1所述的智能控制車燈投射角度及投射強度的裝置，其特征在于:所述的測速模塊采用霍爾傳感器，其中霍爾元件安裝在運動車輛貼近車輪的支架上，磁鋼安裝在車輪上。
4.根據權利要求1所述的智能控制車燈投射角度及投射強度的裝置，其特征在于:所述的車燈調節模塊由步進電機、齒輪嚙合傳動機構和車燈構成，步進電機的輸出軸連接齒輪嚙合傳動機構，車燈固定在齒輪嚙合傳動機構的轉軸上。
5.根據權利要求4所述的智能控制車燈投射角度及投射強度的裝置，其特征在于:所述的齒輪哨合傳動機構由兩個相同直徑的圓柱形齒輪哨合構成。
6.根據權利要求1所述的智能控制車燈投射角度及投射強度的裝置，其特征在于:所述可調電源模塊由移動電源和控制裝置構成，控制裝置設有兩個檔位，分別控制輸出額定電壓值的60%或輸出額定電壓值，單片機控制模塊通過控制兩個檔位輸出相應的電壓值。
7.根據權利要求6所述的智能控制車燈投射角度及投射強度的裝置，其特征在于:所述的移動電源為鋰電池或鋰電池組合。
8.根據權利要求6所述的智能控制車燈投射角度及投射強度的裝置，其特征在于:所述單片機控制模塊在檢測到車速小于等于平均車速的50%時，可調電源模塊輸出額定電壓值的60% ;所述單片機控制模塊檢測到車速大于等于平均車速時，使調電源模塊輸出額定電壓值。
【文檔編號】B60Q1/076GK103661084SQ201310638493
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月29日 優先權日:2013年11月29日
【發明者】李玲玲, 謝實平, 孫東旺, 王國玲, 牛云濤, 梁言 申請人:河北工業大學