一种磁致伸缩随动转向机构

摘要

本发明涉及一种磁致伸缩随动转向机构，包括球面基座、左右磁致伸缩杆、上下磁致伸缩杆、氙气灯透镜组，左右磁致伸缩杆、上下磁致伸缩杆分别设置在氙气灯透镜组机架的下部和上部，氙气灯透镜组的灯碗下部设有球面支架，球面支架的下部设有球头，球头可在球面基座内转动，通过电磁模块驱动左右磁致伸缩杆的伸长或缩短，实现氙气灯透镜组左右运动；通过电磁模块驱动上下磁致伸缩杆的伸长或缩短，实现氙气灯透镜组的上下运动。本发明的随动转向机构利用磁致伸缩原理并依据球面接触运动方向自由度大的特点实现灯具的“上下”、“左右”调节；并且磁致伸缩杆传动更加灵敏、稳定和可靠，该随动转向机构在车辆中具有良好的应用前景，值得大力推广应用。

权利要求

1.一种磁致伸缩随动转向机构，包括球面基座、左右磁致伸缩杆、上下磁致伸缩杆、氙气灯透镜组、球面支架、球头和电磁模块；其特征在于：左右磁致伸缩杆、上下磁致伸缩杆分别设置在氙气灯透镜组机架的下部和上部，氙气灯透镜组的灯碗下部设有球面支架，球面支架的下部设有球头，球头可在球面基座内转动，通过电磁模块驱动所述的左右磁致伸缩杆伸缩，氙气灯透镜组以球面基座和上下磁致伸缩杆为轴进行旋转，灯光实现左右移动；

左右磁致伸缩杆伸长，氙气灯透镜组向右旋转；缩短则向左旋转；电磁模块利用电流控制产生的磁场强度的大小以及方向，从而控制左右磁致伸缩杆的伸长或缩短以及其伸缩量；

通过电磁模块驱动所述的上下磁致伸缩杆的伸缩，氙气灯透镜组以球面基座和左右磁致伸缩杆为轴进行旋转，灯光实现上下移动；上下磁致伸缩杆伸长，氙气灯透镜组向下旋转；缩短则向上旋转，电磁模块利用电流控制产生的磁场强度的大小以及方向，从而控制左右磁致伸缩杆的伸长或缩短以及其伸缩量；所述的磁致伸缩杆的材料由Tb0.15Dy0.72Sm0.08Ga0.05Fe1.3Ti0.3Zn0.2Mn0.2磁致伸缩棒制成；所述磁致伸棒采用的金属原料为纯度不低于99.5％的Tb、Dy、Sm和Ga以及纯度不低于99.99％的Fe、Ti、Zn和Mn；将所述金属原料加热并熔化形成熔融合金，将该熔融合金浇注到具有长圆柱形空腔的保温筒中，保温筒内的温度为1200-1250℃，得到定向凝固的稀土超磁致伸缩材料；降低保温筒的温度至热处理温度950℃，并保温2h，最后将保温筒打开缓慢冷却至室温得到所述的磁致伸缩棒。

说明书

一种磁致伸缩随动转向机构

技术领域

[0001] 本发明涉及一种转向机构，更具体的说，本发明涉及一种利用磁致伸缩效应汽车前照灯左右、上下光束调整的随动转向机构。

背景技术

[0002] 现有的汽车照明装置，主要包括：前照灯(近光灯、远光灯)、前雾灯等。在实际的使用中，传统的前照灯系统存在着诸多问题。由于灯具的壳体固定于车体上无转动功能，因此前照灯的照射方向与汽车车身保持一致。车辆在转弯行驶时，特别是在路侧较危险的情况下转弯时，如山区道路或夜晚无路灯的城市道路，由于车灯无法调节照明角度，通常无法照射到弯道内侧，尤其是遇到雨雾天气，前方弯道路况照明情况更是模糊不清，极大地威胁了驾驶员夜间的行车安全。

[0003] 随动转向系统就是针对这种情况研发的，根据车速和旋转的角度，可移动的氙气灯模组向弯道旋转一定角度，使得车灯的照射方向与车辆的当前行驶方向保持一致，以确保驾驶员在任何时刻都能拥有最佳的可见度，从而确保了夜间的行车安全。

[0004] 现有的车灯随动转向系统通常包括自适应性转向大灯系统(AFS)，用于对车灯进行左右随动调节。例如在夜间转弯的时候，AFS能够根据车速以及转向盘的转向角度，自动调节车灯左右转动一定的角度以调节车灯的照射中心，使车灯自动转向入弯，确保弯道中的高能见度。但现有灯具上的随动转向系统调节方式机构复杂，零件多，可靠性较差，成本高，不易推广。

发明内容

[0005] 为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种磁致伸缩随动转向机构，其利用磁致伸缩原理使得车灯的照射方向与车辆的当前行驶方向保持一致，确保了夜间的行车安全。

[0006] 为了解决上述技术问题并实现上述目的，本发明采取如下技术方案：

[0007] 一种磁致伸缩随动转向机构，包括球面基座、左右磁致伸缩杆、上下磁致伸缩杆、氙气灯透镜组、球面支架、球头和电磁模块；其特征在于：左右磁致伸缩杆、上下磁致伸缩杆分别设置在氙气灯透镜组机架的下部和上部，氙气灯透镜组的灯碗下部设有球面支架，球面支架的下部设有球头，球头可在球面基座内转动，通过电磁模块驱动左右磁致伸缩杆的伸长或缩短，实现氙气灯透镜组左右运动；通过电磁模块驱动上下磁致伸缩杆的伸长或缩短，实现氙气灯透镜组的上下运动。

[0008] 通过电磁模块驱动所述的左右磁致伸缩杆伸缩，氙气灯透镜组以球面基座和上下磁致伸缩杆为轴进行旋转，灯光实现左右移动；左右磁致伸缩杆伸长，氙气灯透镜组向右旋转；缩短则向左旋转。电磁模块利用电流控制产生的磁场强度的大小以及方向，从而控制左右磁致伸缩杆的伸长或缩短以及其伸缩量。

[0009] 通过电磁模块驱动所述的上下磁致伸缩杆的伸缩，氙气灯透镜组以球面基座和左右磁致伸缩杆为轴进行旋转，灯光实现上下移动；上下磁致伸缩杆伸长，氙气灯透镜组向下旋转；缩短则向上旋转。电磁模块利用电流控制产生的磁场强度的大小以及方向，从而控制左右磁致伸缩杆的伸长或缩短以及其伸缩量。

[0010] 所述的磁致伸缩杆的材料优选为TbDyFe磁致伸缩棒制成，进一步优选地为Tb0.15Dy0.72Sm0.08Ga0.05Fe1.3Ti0.3Zn0.2Mn0.2磁致伸缩棒制成。

[0011] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：

[0012] (1)本发明利用磁致伸缩原理并依据球面接触运动方向自由度大的特点通过一个球面基座、左右磁致伸缩杆、上下磁致伸缩杆实现灯具“上下”、“左右”调节，简化了灯具内部调节机构，增大了灯光调节的范围，实现了前照灯的弯道照明和动态水平调节，而且磁致伸缩杆传动更加灵敏、稳定和可靠，进一步简化了随动转向系统的结构。

[0013] (2)进一步优选地磁致伸缩杆材料进一步提高了其灵敏性，并且其在-30至50℃的条件下，均具有比较稳定的磁致伸缩系数，与传统的弹簧材料相比其传动更加稳定和可靠，而且不会产生疲劳破坏。

附图说明

[0014] 图1是本发明的磁致伸缩随动转向机构的立体示意图。

[0015] 图2是车辆转弯时本发明的磁致伸缩随动转向机构的转动示意图。

[0016] 图3是车辆负载变化时本发明的磁致伸缩随动转向机构的转动示意图。

具体实施方式

[0017] 如附图1所示，本发明的磁致伸缩随动转向机构，包括球面基座3、左右磁致伸缩杆1、上下磁致伸缩杆2、氙气灯透镜组4、球面支架6、球头7和电磁模块5；其特征在于：左右磁致伸缩杆1、上下磁致伸缩杆2分别设置在氙气灯透镜组4机架的下部和上部，氙气灯透镜组4的灯碗下部设有球面支架6，球面支架6的下部设有球头7，球头7可在球面基座3内转动，通过电磁模块5驱动左右磁致伸缩杆1的伸长或缩短，实现氙气灯透镜组4左右运动；通过电磁模块5驱动上下磁致伸缩杆2的伸长或缩短，实现氙气灯透镜组4的上下运动。

[0018] 如附图2所示，是车辆转弯时随动转向机构转动示意图。车辆转弯时，得到车身信号后，通过电磁模块5驱动所述的左右磁致伸缩杆1伸缩运动，此时氙气灯透镜组4以球面基座3和上下磁致伸缩杆2为轴进行旋转，灯光实现左右移动；左右磁致伸缩杆1伸长，氙气灯透镜组4向右旋转；缩短则向左旋转。

[0019] 如附图3所示，是车辆负载变化时随动转向机构转动示意图。车辆负载变化或遇到颠簸路面时，得到车身信号后，通过电磁模块5驱动上下磁致伸缩杆2伸缩运动，此时氙气灯透镜组4以球面基座3和左右磁致伸缩杆1为轴进行旋转，灯光实现上下移动；上下磁致伸缩杆2伸长，氙气灯透镜组4向下旋转；缩短则向上旋转。

[0020] 所述的磁致伸缩杆可以采用公知的TbDyFe材料，例如Tb0.27Dy0.73Fe2超磁致伸缩杆。但是公知的TbDyFe材料在-10℃以下，其磁磁致伸缩将急剧下降，因而这种材料在我国北方地区严寒的冬季使用，将可能会导致该随动转向系统稳定性变差，甚至失灵。因此，本发明还开发了一种磁致伸缩系数稳定的Tb0.15Dy0.72Sm0.08Ga0.05Fe1.3Ti0.3Zn0.2Mn0.2材料，该材料在-30至50℃的稳定条件下磁致伸缩系数小于5％该磁致伸缩材料可以通过以下方法制备得到：

[0021] 按照上述结构的原子量配比，将纯度不低于99.5％的Tb、Dy、Sm和Ga以及纯度不低于99.99％的Fe、Ti、Zn和Mn的金属原料装入熔炼坩埚中。利用机械泵、罗茨泵和扩-2 -3散泵对其进行抽真空并利用氩气进行清洗，清洗后继续抽真空至10 Pa-10 Pa后，向其中充入0.5atm氩气作为保护气体。然后将原料加热并熔化形成熔融合金，将该熔融合金浇注到具有长圆柱形空腔的保温筒中，保温筒内的温度为1200-1250℃，得到定向凝固的稀土超磁致伸缩材料；降低保温筒5的温度至热处理温度950℃，并保温2h，最后将保温筒打开缓慢冷却至室温得到Tb0.15Dy0.72Sm0.08Ga0.05Fe1.3Ti0.3Zn0.2Mn0.2磁致伸缩棒材。
该磁致伸缩棒材具有<110>织构，在-30至50℃的稳定条件下，磁致伸缩系数稳定在0.5，
3-0.55％，变化率小于5％，用于磁致伸缩杆传动件时，更加稳定、可靠并且灵敏性高，耐候性好。

[0022] 所述的球头表面具有自润滑涂层，以提高其传动的灵敏性，所述的自润滑涂层可以采用常规的碱土金属氟化物材料。涂覆方法可以采用常规的热喷涂以及磁控溅射等。

[0023] 所述的球面基座与球头接触的内表面也具有自润滑涂层。另外从提高摩擦性能和润滑性的角度来看可以使用混合物自润滑涂层，优选地，所述的球头表面的自润滑涂层由12-18wt％的Cr3C2，30-45wt％的BaF2以及余量的Ni构成的复合粉末经过热喷涂形成。所述球面基座与球头接触的内表面的自润滑涂层由12-18wt％的Cr3C2，15-25wt％的NiB，
10-20wt％的BaF2以及余量的Ni构成的复合粉末经过热喷涂形成。通过该具体设计的润滑涂层，即能保证摩擦传动的润滑性能，而且球面基座的耐磨性同样优异，可靠性和稳定性能够得到保证。

[0024] 本发明利用磁致伸缩原理提供一种结构简单的磁致伸缩随动转向机构，其利用磁致伸缩原理并依据球面接触运动方向自由度大的特点实现灯具的“上下”、“左右”调节；并且磁致伸缩杆传动更加灵敏、稳定和可靠，该随动转向机构在车辆中具有良好的应用前景，值得大力推广应用。

[0025] 除上述具体实施方式外，本发明还可以有其它实施方式。凡采用等同替换或等效变换形式的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。