CN102490647A

CN102490647A - 车灯转向***及其车灯旋转执行器

Info

Publication number: CN102490647A
Application number: CN2011103854185A
Authority: CN
Inventors: 李海岩; 程爱明; 杨轩; 王文平
Original assignee: Beijing Jingwei Hirain Tech Co Ltd
Current assignee: Beijing Jingwei Hirain Tech Co Ltd
Priority date: 2011-11-28
Filing date: 2011-11-28
Publication date: 2012-06-13

Abstract

本发明公开了一种车灯转向***及其车灯旋转执行器，公开的车灯旋转执行器包括动力装置、与所述动力装置的输出轴连接的传动装置，以及连接所述传动装置和灯头的输出装置，所述传动装置包括与所述输出轴螺纹连接的滑块、限定所述滑块运动范围的限位部件，以及连接所述滑块和所述输出装置的连杆组件。限位部件滑块在有限的范围内活动，带动车灯在有限的角度的内旋转。滑块、限位部件和连杆组件都是常用的机械元件，结构简单，易于加工，实现成本低，且传动可靠，不易损坏，其可靠性得到明显提高。

Description

车灯转向***及其车灯旋转执行器

技术领域

本发明涉及自适应车灯控制领域，特别是涉及一种用于车灯转向***的车灯旋转执行器。此外，本发明还涉及一种包括上述车灯旋转执行器的车灯转向***。

背景技术

随着汽车电子技术的不断发展，安全驾驶，智能驾驶对汽车电子及汽车结构设计领域提出了越来越高的要求。其中自适应车灯转向***(AFS：Adaptive Front-lighting system)，是为了解决汽车夜间行驶时视角问题而出现的，汽车车灯能够将灯的照射方向及时转到驾驶员所要转向的方向，以使驾驶员能够清楚的了解到将要转向的方向的具体情况，提高驾驶安全性。该***中关键的装置之一就是汽车车灯旋转执行器。旋转执行器的结构目前有很多种，一般都包含以下几部分：1)驱动电机，提供驱动动力；2)传动装置，作用是转换驱动电机的运动特征；3)输出装置，与被驱动的灯头连接，以驱动灯头转动；4)转角精度控制***，该***由传感器感知转角位置，并与预存值进行比较，当产生误差时，由该执行器自带的控制单元发出指令，控制转向机构对角度进行修正。

如专利EP1431118A2案提出一种车灯旋转执行器的技术方案：

请参考图1至图3，图1为现有技术中一种典型车灯旋转执行器的结构示意图；图2为图1所示车灯旋转执行器部分结构示意图；图3为图1所示车灯旋转执行器另一角度的部分结构示意图。

如图所示，控制板12将控制信号提供给旋转电机11，电机11驱动蜗杆13转动，蜗杆驱动斜齿轮14旋转，锥齿轮15与斜齿轮14为连体齿轮，两者同步旋转，锥齿轮15驱动扇齿16转动，输出端口17与扇齿16为连体结构，输出端口17与外部灯头连接驱动灯头旋转。

从上面描述不难看出，上述的车灯旋转执行器结构较复杂，传动机构采用两级齿轮传动形式，蜗杆、斜齿轮14和锥齿轮15生产制造较难实现，注塑成型齿轮尺寸和精度难以控制，另外齿轮的检测项比较多、检测设备要求比较高，因此产品的总体成本比较高。零部件比较多，零部件定位和产品装配比较复杂，旋转执行器的体积较大。

同时，当车灯的角度需要调整时，控制板12将控制信号提供给旋转电机11，旋转电机11带动电机轴111作直线运动，电机轴111上集成有球头112，球头112与球窝10相配合，球窝10集成在连杆18上，连杆18与输出接口17固连，球头112推动球窝10可使连杆18输出轴做近似圆弧运动，输出接口17与灯头连接从而带动灯头旋转。

球头112随电机轴111做直线运动，球窝10随连杆18绕输出轴做圆弧运动，球头112与球窝10结构不能把电机的直线运动距离等量的转化成输出的旋转角度，如果不通过控制修正，会存在着一定的输出误差，并且随着输出角度范围扩大误差会增加，并且运动方向不同会使两者之间产生挤压作用，增加了摩擦力，不利于传动输出。球头112与球窝10依靠两者变形压入连接，结构连接可靠性不强，有松脱的风险，产品可靠性低。

因此，如何简化旋转执行器的结构，提高车灯旋转的可靠性是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种车灯旋转执行器，其结构简单，易于加工生产，且可靠性高。本发明的另一目的是提供一种包括上述车灯旋转执行器的车灯转向***。

为实现上述发明目的，本发明提供一种车灯旋转执行器，包括动力装置、与所述动力装置的输出轴连接的传动装置，以及连接所述传动装置和灯头的输出装置，所述传动装置包括与所述输出轴螺纹连接的滑块、限定所述滑块运动范围的限位部件，以及连接所述滑块和所述输出装置的连杆组件。

优选地，所述滑块包括滑块主体和嵌入所述滑块主体内部的螺母，所述输出轴具体为丝杆，所述丝杆与所述螺母螺合。

优选地，所述连杆组件包括曲柄、第一铰接轴、刚性连杆和第二铰接轴，所述曲柄与所述输出装置固定连接，所述刚性连杆的一端通过所述第一铰接轴与所述曲柄铰接，另一端通过所述第二铰接轴与所述滑块铰接。

优选地，还包括容纳所述动力装置、传动装置的壳体，该壳体上设有滑块导轨，所述限位部件滑块导轨固定连接于所述滑块导轨的两端。

优选地，所述壳体包括上壳和下壳，所述滑块导轨包括与所述上壳一体成型的上导轨，以及与所述下壳一体成型的下导轨，所述上导轨和所述下导轨相互配合。

优选地，还包括控制装置和传感器，所述壳体上设有安装槽，所述控制装置设于所述安装槽内，所述传感器与所述安装槽的槽体固定连接；所述动力装置具体为步进电机，所述滑块上固定连接有磁钢，该磁钢的位置与所述传感器的位置对应，所述传感器的信号输出端连接所述控制装置的信号输入端，所述控制装置的输出端与所述步进电机通过插接件直接连接。

本发明还提供一种车灯转向***，包括上述任一项所述的车灯旋转执行器。

本发明所提供的车灯旋转执行器，包括动力装置、与所述动力装置的输出轴连接的传动装置，以及连接所述传动装置和灯头的输出装置，与现有技术不同的是，所述传动装置包括与所述输出轴螺纹连接的滑块、限定所述滑块运动范围的限位部件，以及连接所述滑块和所述输出装置的连杆组件。汽车转弯时，其转弯信号会送给动力装置，使动力装置的输出轴转动，带动与之螺纹连接的滑块，使滑块沿输出轴的轴向移动，以此带动与滑块连接的连杆组件，进而带动输出装置，使输出装置带动灯头转动，使车灯在车辆转弯后及时照到新方向的事物，提高行车安全性。由于车灯只需要在有限的角度内旋转，故本发明提供的车灯旋转执行器还包括限位部件，使滑块在有限的范围内活动，带动车灯在有限的角度的内旋转。滑块、限位部件和连杆组件都是常用的机械元件，结构简单，易于加工，实现成本低，且传动可靠，不易损坏，其可靠性得到明显提高。

在一种优选的实施方式中，所述滑块包括滑块主体和嵌入所述滑块主体内部的螺母，所述输出轴具体为丝杆，所述丝杆与所述螺母螺合。丝杆与螺母均是常用的工业部件，结构简单且易于采购。同时，还可以通过改变丝杆与螺母的导程大小来控制输出装置的输出精度，其精度调节也容易实现，有利于降低车灯转向精度的难度。

在另一种优选的实施方式中，所述连杆组件包括曲柄、第一铰接轴、刚性连杆和第二铰接轴，所述曲柄与所述输出装置固定连接，所述刚性连杆的一端通过所述第一铰接轴与所述曲柄铰接，另一端通过所述第二铰接轴与所述滑块铰接。曲柄、铰接轴结构简单，连接可靠，可以进一步简化车灯旋转执行器的结构，提高传动装置的可靠性，也提高车灯旋转执行器的可靠性。

在提供上述车灯旋转执行器的基础上，本发明还提供一种包括上述车灯旋转执行器的车灯转向***；由于车灯旋转执行器具有上述技术效果，具有该车灯旋转执行器的车灯转向***也具有相应的技术效果。

附图说明

图1为现有技术中一种典型车灯旋转执行器的结构示意图；

图2为图1所示车灯旋转执行器部分结构示意图；

图3为图1所示车灯旋转执行器另一角度的部分结构示意图；

图4为本发明所提供车灯旋转执行器一种具体实施方式的立体结构示意图；

图5为图4所示车灯旋转执行器的剖视图；

图6为本发明所提供上壳一种具体实施方式的立体结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种车灯旋转执行器，其结构简单，易于加工生产，且可靠性高。本发明的另一核心是提供一种包括上述车灯旋转执行器的车灯转向***。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图4和图5，图4为本发明所提供车灯旋转执行器一种具体实施方式的立体结构示意图；图5为图4所示车灯旋转执行器的剖视图。

本发明所提供的车灯旋转执行器，包括动力装置2、与动力装置2的输出轴21连接的传动装置3，以及连接传动装置3和灯头的输出装置4，与现有技术不同的是，传动装置3包括与输出轴21螺纹连接的滑块31、限定滑块运动范围的限位部件32，以及连接滑块31和输出装置4的连杆组件33。汽车转弯时，其转弯信号会送给动力装置2，使动力装置2的输出轴21转动，带动与之螺纹连接的滑块31，使滑块31沿输出轴21的轴向移动，以此带动与滑块31连接的连杆组件33，进而带动输出装置4，使输出装置4带动灯头转动，使车灯在车辆转弯后及时照到新方向的事物，提高行车安全性。

另外，由于车灯只需要在有限的角度内旋转，故本发明提供的车灯旋转执行器还包括限位部件32，使滑块31在有限的范围内活动，带动车灯在有限的角度的内旋转。滑块31、限位部件32和连杆组件33都是常用的机械元件，结构简单，易于加工，实现成本低，且传动可靠，不易损坏，其可靠性得到明显提高。

在一种具体的实施方式中，滑块31可以包括滑块主体311和嵌入滑块主体311内部的螺母312，输出轴21具体为丝杆，丝杆与螺母312螺合。丝杆与螺母312均是常用的工业部件，结构简单且易于采购。同时，还可以通过改变丝杆与螺母312的导程大小来控制输出装置4的输出精度，其精度调节也容易实现，有利于降低车灯转向精度的难度。

需要说明的是，丝杆与螺母312配合应当具有自锁功能，即丝杆的导程角(圆柱螺旋线的切线与端平面之间所夹的锐角)小于丝杆与螺母312接触的摩擦角，使丝杆只能推动滑块31前进或拉动滑块31后退，不会滑块31带动丝杆移动，即丝杆始终为主动元件，从而有效避免传动装置3的误差对动力装置2的输出端造成干扰，进一步提高车灯旋转执行器的精度和可靠性。

显然，上述的滑块31也可以具有其它结构，例如滑块31为一个整体，内部设有螺纹孔，丝杆与螺纹孔配合，这样的结构也可以实现本发明的目的，同样应该在本发明的保护范围内。但是，滑块31设计为滑块主体311和螺母312的结构，当螺纹出现损坏需要更换时，可以只更换螺母312，不需要更换滑块主体311，从而降低滑块31的维护成本，提高车灯旋转执行器的可维护性。同时，针对有不同精度要求的车灯旋转执行器，可以仅改变螺母312的导程即可实现，不需要改变滑块主体311的结构，这样，多款车灯旋转执行器中的滑块主体311可以批量生产，能进一步降低滑块31的成本。

进一步地，连杆组件33可以包括曲柄331、第一铰接轴332、刚性连杆334和第二铰接轴333，曲柄331与输出装置4固定连接，刚性连杆334的一端通过第一铰接轴332与曲柄331铰接，另一端通过第二铰接轴333与滑块31铰接。曲柄331、铰接轴和刚性连杆334均结构简单，其连接可靠，可以进一步简化车灯旋转执行器的结构，提高传动装置3的可靠性，也提高车灯旋转执行器的可靠性。

显然，上述的连杆组件33还可以是其它结构。例如：连杆的中部具有长圆孔，且长圆孔的长轴方向从连杆的一端向另一端延伸，第二铰接轴333穿透长圆孔且与滑块31铰接，动力装置2驱动滑块31移动时，滑块31绕第二铰接轴333转动，同时带动第二铰接轴333沿长圆孔的长轴方向移动，实现推动曲柄331的目的。上述的技术方案同样能实现本发明的目的，也应该在本发明的保护范围内。

在一种具体的实施方式中，本发明所提供的车灯旋转执行器还可以包括容纳动力装置2、传动装置3的壳体，该壳体上设有滑块31导轨，限位部件32固定连接于滑块31导轨的两端。动力装置2安装在壳体内，可以使旋转执行器结构更紧凑，整体体积更小，产品成本更低。同时，滑块31在滑块31导轨内滑动，且滑块31导轨设于壳体上，即为限位部件32固定连接在壳体上，可以进一步简化车灯旋转执行器的结构。

请参考图6，图6为本发明所提供上壳一种具体实施方式的立体结构示意图。

具体地，壳体可以包括上壳51和下壳52，滑块31导轨包括与上壳51一体成型的上导轨511，以及与下壳52一体成型的下导轨521，上导轨511和下导轨521相互配合。上壳51和下壳52相互配合，形成滑块31移动的腔体，在车灯旋转执行器拆装时，上、下壳52配合的结构更易于实现，可以提高车灯旋转执行器的可维护性。

更进一步地，本发明所提供的车灯旋转执行器还可以包括控制装置6和传感器7，壳体上设有安装槽53，控制装置6设于安装槽53内，传感器7与安装槽53的槽体固定连接。动力装置2具体可以为步进电机，滑块31上固定连接有磁钢8，且磁钢8的位置与传感器7的位置对应，传感器7的信号输出端连接控制装置6的信号输入端，控制装置6的输出端与步进电机通过插接件直接连接。步进电机为常用的动力装置之一，同样具有易采购的优点。同时，步进电机的输出精度可以通过增加步距角的细分来实现，这样可以提高车灯旋转执行器的输出分辨率，从而进一步降低车灯旋转时的精度控制难度。

同时，将控制装置6设于安装槽53内，可以使控制装置6与传动装置3相互分离，避免传动装置3与控制装置6之间的干扰，且两者可以相互独立拆装，拆装更加方便。

另外，控制装置6的输出端通过插接件直接与步进电机连接，可以使连接更加简单可靠，进一步简化车灯旋转执行器的结构，提高车灯旋转执行器的可靠性。

显然，传感器7与安装槽53的槽体固定连接，可以是直接固定连接，也可以是间接固定连接，控制装置6、安装槽53和传感器7三者的相对位置保持静止，应当理解，三者只要保持固定连接就可以，例如，传感器7可以直接固定连接在槽体上，也可以直接固定连接在控制装置6上，能保证传感器7与控制装置6之间正常通讯即可。

根据车灯的实际状态，控制装置6在车灯出厂时会进行一次初始化，即磁钢8随滑块31移动时，磁钢8会给传感器7(例如可以是霍尔元件)一个信号，用以记录角度修正时滑块31的位置，控制装置6中的存储器会写入此状态。车灯旋转执行器工作时，当滑块31再次运动到角度修改位置时，磁钢8再次给传感器7一个信号，此时控制装置6会将接收的信号值与初始化时信号值进行比较，如果两者不一致，说明滑块31的移动位置有误差，存储器会重新写入设置的初始值，动力装置2和传动装置3会重新根据初始值完成修正后的运动。这样，每隔一定的时间，动力装置2和传动装置3就会做一次调整，使车灯旋转执行器的运动状态重新靠近设置的初始值，从而减小车灯旋转执行器在转动过程中的误差，提高车灯旋转的精度，进一步提高车灯旋转执行器的可靠性。

除了上述车灯旋转执行器，本发明还提供一种包括上述车灯旋转执行器的车灯转向***，该车灯转向***其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的车灯转向***及其车灯旋转执行器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种车灯旋转执行器，包括动力装置、与所述动力装置的输出轴连接的传动装置，以及连接所述传动装置和灯头的输出装置，其特征在于，所述传动装置包括与所述输出轴螺纹连接的滑块、限定所述滑块运动范围的限位部件，以及连接所述滑块和所述输出装置的连杆组件。

2.根据权利要求1所述的车灯旋转执行器，其特征在于，所述滑块包括滑块主体和嵌入所述滑块主体内部的螺母，所述输出轴具体为丝杆，所述丝杆与所述螺母螺合。

3.根据权利要求1所述的车灯旋转执行器，其特征在于，所述连杆组件包括曲柄、第一铰接轴、刚性连杆和第二铰接轴，所述曲柄与所述输出装置固定连接，所述刚性连杆的一端通过所述第一铰接轴与所述曲柄铰接，另一端通过所述第二铰接轴与所述滑块铰接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的车灯旋转执行器，其特征在于，还包括容纳所述动力装置、传动装置的壳体，该壳体上设有滑块导轨，所述限位部件滑块导轨固定连接于所述滑块导轨的两端。

5.根据权利要求4所述的车灯旋转执行器，其特征在于，所述壳体包括上壳和下壳，所述滑块导轨包括与所述上壳一体成型的上导轨，以及与所述下壳一体成型的下导轨，所述上导轨和所述下导轨相互配合。

6.根据权利要求4所述的车灯旋转执行器，其特征在于，还包括控制装置和传感器，所述壳体上设有安装槽，所述控制装置设于所述安装槽内，所述传感器与所述安装槽的槽体固定连接；所述动力装置具体为步进电机，所述滑块上固定连接有磁钢，该磁钢的位置与所述传感器的位置对应，所述传感器的信号输出端连接所述控制装置的信号输入端，所述控制装置的输出端与所述步进电机通过插接件直接连接。

7.一种车灯转向***，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的车灯旋转执行器。