一種自發(fā)電免改裝可速度警示的汽車輪轂燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種新型的自發(fā)電免改裝可速度警示的汽車輪轂燈產(chǎn)品。其裝機(jī)效果見附圖。針對市面上現(xiàn)有的太陽能輪轂燈、氣門嘴帽燈及專業(yè)改裝燈存在的需要蓄電池、改變原車輪轂外觀、使用受環(huán)境限制、改裝原車電氣線路等種種缺點(diǎn)，技術(shù)上采用新穎獨(dú)特的自供電設(shè)計(jì)解決了電源問題；利用獨(dú)有的光敏特性和速度敏感特性首次在輪轂燈上實(shí)現(xiàn)了暗處行車速度顯式定量警示功能，將傳統(tǒng)輪轂燈從單純強(qiáng)調(diào)炫酷效果的汽車附件擴(kuò)展為安全行車的必備配件；結(jié)構(gòu)上采用整體模塊化設(shè)計(jì)，無論新車標(biāo)配或舊車加裝，均無需對原車進(jìn)行任何改動(dòng)。產(chǎn)品真正做到了自供電、自適應(yīng)、免改裝、免維護(hù)、易安裝、易更換。產(chǎn)品價(jià)格適中，具備大規(guī)模推廣應(yīng)用的條件，市場前景廣闊。
【專利說明】一種自發(fā)電免改裝可速度警示的汽車輪轂燈
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及一種汽車輪轂燈產(chǎn)品，特別是家用轎車的自發(fā)電免改裝可速度警示的汽車輪轂燈產(chǎn)品。
[0002]【背景技術(shù)】
輪轂燈，指的是安裝在車輪輪轂上面的彩燈，行車過程中，彩燈工作，變換顏色，起到示寬、行車安全警示，炫酷裝飾功能，其效果個(gè)性獨(dú)特、時(shí)尚，受到越來越多車企、車主的青睞。隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，微控制器、光伏產(chǎn)品、LED發(fā)光管、EL發(fā)光條、發(fā)光帶等價(jià)格越來越親民，市面上也出現(xiàn)了種類繁多的輪轂燈產(chǎn)品，此類產(chǎn)品功能強(qiáng)大，設(shè)計(jì)小巧、外觀漂亮，利用控制器編程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了各式各樣的顏色自動(dòng)變幻、爆閃等功能。輪轂燈作為一個(gè)燈光產(chǎn)品，首要解決的是電源問題，這是一個(gè)關(guān)鍵，目前市場上的輪轂燈成品，主要采取兩種方式來解決電源問題。[0003]第一種方式采用電池等蓄能裝置完成電源供給。此類產(chǎn)品市面上最多，共同特點(diǎn)是利用一次性電池或充電電池作為電源，由控制器完成彩燈的模式控制，可單色、可彩色，超級(jí)絢麗。采用充電電池作為電源的輪轂燈產(chǎn)品均配有太陽能板。此類產(chǎn)品主要優(yōu)點(diǎn):采用太陽能板自動(dòng)完成電池充電，與原車電路無關(guān)聯(lián)，免接線，個(gè)人可以完成安裝，產(chǎn)品采用軸對稱設(shè)計(jì)且安裝于原車輪轂蓋位置(回轉(zhuǎn)中心)，對車輪動(dòng)平衡影響小，不影響高速行車安全性。缺點(diǎn):摒棄了原車標(biāo)輪轂蓋，太陽能板功率小，不能實(shí)現(xiàn)即時(shí)供電，且受環(huán)境影響大，黑夜、連續(xù)陰天、下雨、存放車庫、太陽能板沾泥水等情況均會(huì)造成電池虧電，受制于電池自身特性，夏季輪轂暴曬影響電池安全性，冬季嚴(yán)寒會(huì)導(dǎo)致電池不充電情況出現(xiàn)。另一種主要產(chǎn)品稱為氣門嘴帽燈，主要采用一次性電池供電，少數(shù)也采用太陽能電池。此類產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn):功能簡單、設(shè)計(jì)小巧、成本低廉、免接線，個(gè)人可以安裝。缺點(diǎn):一次性電池需要1~3個(gè)月更換，產(chǎn)品安裝在氣門嘴位置，影響車輪動(dòng)平衡，危及高速行車安全性，需要進(jìn)行動(dòng)平衡校正，成本高。
[0004]第二種方式采用原車電源。汽車行車過程中輪轂、輪轂蓋、剎車盤均高速旋轉(zhuǎn)，此類產(chǎn)品只能安裝于剎車鉗、剎車盤后保護(hù)蓋等非旋轉(zhuǎn)位置上。此類產(chǎn)品屬于汽車專業(yè)改裝范疇，優(yōu)點(diǎn):不用考慮電源功率及壽命問題。缺點(diǎn):成本高，非個(gè)人可以安裝，改動(dòng)了原車線路，存在安全隱患。
[0005]綜上所述，現(xiàn)有輪轂燈產(chǎn)品或?qū)I(yè)改裝產(chǎn)品均無法做到免改裝、免維護(hù)，功能上彩燈變換模式雖繁多，但都由事先設(shè)計(jì)的控制邏輯來工作，僅強(qiáng)調(diào)了夜間示寬、炫酷效果，與行車狀態(tài)無關(guān)聯(lián)，均存在或多或少的問題，達(dá)不到大規(guī)模推廣應(yīng)用的條件。
[0006]本發(fā)明針對目前產(chǎn)品存在的問題，尤其是電源問題進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，采用獨(dú)特的偏心輪技術(shù)實(shí)現(xiàn)自供電和自適應(yīng)，利用供電的速度敏感特性拓寬了輪轂燈的功能，提高了行車安全性，并采用整體模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了免改裝、免維護(hù)和易于裝拆?？朔水?dāng)前輪轂燈產(chǎn)品的諸多問題，最終達(dá)到自發(fā)電、自適應(yīng)、速度敏感、免改裝，免維護(hù)，裝拆簡易，可靠安全，具有大規(guī)模推廣價(jià)值。
[0007]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]技術(shù)方案
本發(fā)明由卡套(3)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(4)、發(fā)電機(jī)定子(7)、控制板(5)、LED燈珠組(6)和偏心輪(8)組成，其裝機(jī)效果可見附圖1、附圖2、附圖3和附圖4。圖示中的輪轂(I)和輪轂蓋(2)為原車標(biāo)準(zhǔn)配件，僅用于示意。卡套(3)作為安裝的基座，一方面用于容納發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(4)、發(fā)電機(jī)定子(7)和偏心輪(8)，另一方面用于和輪轂中心孔對接，同時(shí)為輪轂蓋的安裝提供配合接口 ；發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(4)安裝在卡套(3)的中心孔內(nèi)，通過摩擦實(shí)現(xiàn)軸向的緊配合，通過卡套(3)中心孔尾端的臺(tái)階實(shí)現(xiàn)軸向定位；發(fā)電機(jī)定子(7)通過滑動(dòng)軸承安裝在轉(zhuǎn)子⑷內(nèi)部，定子(7)和轉(zhuǎn)子⑷組成完整的發(fā)電機(jī)組件，可直接采購標(biāo)準(zhǔn)件；偏心輪(8)通過卡槽和發(fā)電機(jī)定子(7)的輸入端相固連；控制板(5)上設(shè)置控制電路所需的元器件和導(dǎo)線，并通過連接支柱和卡套(3)相連；LED燈珠組(6)均勻分布在卡套(3)外露部分圓周的安裝孔內(nèi)，并用灌封料進(jìn)行灌封。
[0009]輪轂⑴為原車的標(biāo)準(zhǔn)配件，見附圖5，這里僅用于示意。輪轂⑴的中心孔即為本發(fā)明的安裝空間，卡套(3)通過變形后的預(yù)緊作用和輪轂(I)的中心孔內(nèi)壁實(shí)現(xiàn)緊配合，摩擦作用保證卡套(3)會(huì)隨著輪轂(I)的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者之間不會(huì)發(fā)生相對轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明不對輪轂(I)作任何改動(dòng)。
[0010]輪轂蓋(2)為原車的標(biāo)準(zhǔn)配件，見附圖6，這里僅用于示意。輪轂蓋(2) —般采用多爪漲開變形的原理和輪轂(I)中心孔內(nèi)壁實(shí)現(xiàn)摩擦緊配合，本發(fā)明可以利用輪轂蓋(2)的多爪結(jié)構(gòu)來適應(yīng)性設(shè)計(jì)卡套(3)的多爪結(jié)構(gòu)，同樣用多爪漲開的原理和輪轂(I)中心孔內(nèi)壁實(shí)現(xiàn)摩擦緊配合，但兩者的多爪結(jié)構(gòu)錯(cuò)位配合安裝，互相不會(huì)產(chǎn)生影響。本發(fā)明不對原車輪轂蓋(2)作任何改動(dòng)。
卡套(3)的結(jié)構(gòu)如附圖7所示，卡套(3)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)和輪轂蓋(2)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行適應(yīng)性匹配?？ㄌ?3)可以采用工程塑料材料一次整體模壓成型，如在圖示位置處設(shè)置缺口和裂口，采用變形漲緊的作用和輪轂(I)中心孔內(nèi)部實(shí)現(xiàn)摩擦緊配合。卡套(3)的中心孔用于安裝發(fā)電機(jī)組件，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(4)(外殼)和卡套(3)的中心孔采用緊配合實(shí)現(xiàn)連接，卡套(3)中心孔尾部的臺(tái)階對發(fā)電機(jī)組件(4)實(shí)現(xiàn)軸向定位。
[0011]為了美觀和增加炫酷效果，卡套(3)的外露部分可以設(shè)置為透明色或者噴涂成和輪轂蓋(2)相匹配的鮮亮的彩色，在外露部分的圓柱面上預(yù)設(shè)有LED燈珠組(6)的安裝孔，將需要的LED燈珠(6)放置在安裝孔中，并用灌封料進(jìn)行灌封，灌封后將LED燈珠(6)的管腳和控制板(5)上相對應(yīng)的導(dǎo)線焊接在一起即可。
[0012]卡套(3)安裝時(shí)，只需將卡套(3)用力推入輪轂⑴中心孔內(nèi)即可，卡套(3)前端突出部分的臺(tái)階實(shí)現(xiàn)和輪轂(I)的軸向定位。拆卸時(shí)，只需將卡套(3)外露部分用力擠壓，使其變形縮小，摩擦預(yù)緊作用失去后即可輕松取出。
[0013]作為本發(fā)明的顯示元件，LED燈珠組可以采用較為靈活的形式，可以采用LED燈珠，或者采用EL光條、EL光片等，顯示效果可以為爆閃、頻亮，也可以顯示為特定圖案或者文字。
[0014]輪轂燈控制板(5)見附圖8，其電路元器件包括升壓穩(wěn)壓器、三極管、電阻、二極管等，全部集成到控制板(5)上。發(fā)電機(jī)輸出電壓信號(hào)接入控制板(5)，由控制板(5)電路完成LED燈珠組(6)閃亮漸變控制，控制板(5)設(shè)計(jì)四個(gè)安裝定位孔與卡套(3)通過螺釘固連。
[0015]發(fā)電機(jī)組件見附圖9，其由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(4)、發(fā)電機(jī)定子(7)和偏心輪⑶組成，發(fā)電機(jī)組件構(gòu)成了本發(fā)明的自適應(yīng)供電系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(4)(外殼)安裝在卡套(3)的中心孔內(nèi)，通過摩擦實(shí)現(xiàn)軸向的緊配合，通過卡套(3)中心孔尾端的臺(tái)階實(shí)現(xiàn)軸向定位；發(fā)電機(jī)定子(7)(中心軸)通過滑動(dòng)軸承安裝在轉(zhuǎn)子(4)內(nèi)部，定子(7)和轉(zhuǎn)子(4)組成完整的發(fā)電機(jī)，可直接采購標(biāo)準(zhǔn)件。偏心輪(8)為一個(gè)半圓形的塊狀結(jié)構(gòu)，采用密度較大的材料制成，如鉛塊或者鎢銅材料(密度越大越好，但需兼顧成本)，在偏心輪(8)上設(shè)置有連接卡槽，以和發(fā)電機(jī)定子(7)的輸入端相固連。 [0016]當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(4)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，但定子(7)會(huì)受到偏心輪(8)的制約，當(dāng)偏心輪(8)反向轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度時(shí)，因?yàn)橹亓κ冀K向下的定向作用，偏心輪(8)的重力作用就提供給定子(7)所需的反向力矩。隨著行車速度的變化，偏心輪(8)的擺動(dòng)角度會(huì)自動(dòng)適應(yīng)，進(jìn)而滿足車速變化和負(fù)載變化的要求。
[0017]控制板(5)交付后，通過標(biāo)準(zhǔn)支柱螺釘連接在卡套(3)上，將LED燈珠組(6)灌封在卡套(3)的安裝孔中，將發(fā)電機(jī)組件壓入卡套(3)的中心孔內(nèi)。完成發(fā)電機(jī)輸出導(dǎo)線和控制板接線柱的焊接，完成LED燈珠組(6)管腳和控制板(5)相應(yīng)導(dǎo)線的焊接。上述工作完成后即完成了產(chǎn)品的裝配。完成裝配后的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)見附圖4。
[0018]產(chǎn)品裝機(jī)的過程對新車標(biāo)配和舊車加裝均相同。先將卡套(3)用力推入輪轂(I)的中心孔內(nèi)，卡套(3)前端突出部分的臺(tái)階實(shí)現(xiàn)和輪轂(I)的軸向定位。為了增加防水性能，可以在卡套(3)和輪轂(I)之間增加一個(gè)橡膠防水墊。隨后將輪轂蓋(2)壓入卡套(3)的孔內(nèi)，即可完成產(chǎn)品的裝機(jī)。
[0019]裝機(jī)完成后的示意圖見附圖1、附圖2和附圖3，可以看出，裝機(jī)后輪轂(I)的外形幾乎沒有變化，中心輪轂蓋(2)處過渡光滑，輪轂蓋(2)外圍處增加了一圈色彩鮮艷或透明的裝飾圈。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，LED射燈(6)開始發(fā)射彩色光暈，整個(gè)車輪會(huì)呈現(xiàn)“風(fēng)火輪”的效果，并且會(huì)隨著車速的變化而變幻不同的警示色彩，不僅炫酷和示廓，還大大增加了行車的趣味性和安全性。
[0020]產(chǎn)品拆卸或維修更換的過程對新車標(biāo)配和舊車加裝均相同。拆卸或更換時(shí)，首先將輪轂蓋(2)取下，然后將卡套(3)外露部分用力擠壓，使其變形縮小，摩擦預(yù)緊作用失去后即可輕松取出。產(chǎn)品拆卸后可以將輪轂蓋(2)重新裝回，即可實(shí)現(xiàn)原車的復(fù)原。
[0021]工作原理
偏心輪的工作原理示意圖見附圖10，附圖10中，4為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，7為發(fā)電機(jī)定子，8為偏心輪，速度V表不車輛行駛的方向，ω I表不車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，ω 2表不偏心輪反向擺動(dòng)的方向，G表示偏心輪的重力方向。當(dāng)車輛前行時(shí)，輪轂(I)帶動(dòng)卡套(3)和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子(4)一起按照圖示轉(zhuǎn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心輪(8)和定子(7)也會(huì)隨之一起擺動(dòng)，但當(dāng)偏心輪(8)和定子(7)擺動(dòng)到一定的角度時(shí)，在偏心輪(8)重力的作用下，定子(7)上就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)附加的反向力矩，當(dāng)反向力矩和摩擦力矩及電磁力矩之間達(dá)到平衡時(shí)，偏心輪(8)和定子(7)就會(huì)處于靜止的狀態(tài)，而此時(shí)轉(zhuǎn)子(4)依然在克服反向力矩做功，轉(zhuǎn)子(4)和定子(7)之間產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)就會(huì)產(chǎn)生電能輸出。
[0022]顯然，上述過程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡過程，隨著行車方向及速度的不同以及電機(jī)負(fù)載的變化，偏心輪⑶的擺角也會(huì)隨之自動(dòng)反向或者變化，但偏心輪⑶的擺動(dòng)是一個(gè)自動(dòng)適應(yīng)的過程，無需主動(dòng)控制或者人工干預(yù)。
[0023]為了確保偏心輪(8)的正常工作，選擇合適的材料，匹配相適應(yīng)的電機(jī)參數(shù)和負(fù)載大小是至關(guān)重要的。
[0024]控制板(5)行車速度色彩警示作用原理圖見附圖11，控制板(5)主要實(shí)現(xiàn)對LED燈珠組(6)的時(shí)序控制，由升壓穩(wěn)壓器、微控制器、三極管和各類阻容元件構(gòu)成。采用微控制器來完成燈組時(shí)序邏輯的軟件控制，提升產(chǎn)品功能，縮小設(shè)計(jì)尺寸，提高可靠性、降低成本。
[0025]發(fā)電機(jī)組件(4)輸出電壓Ul分成兩路，一路經(jīng)升壓穩(wěn)壓器產(chǎn)生微控制器和燈組驅(qū)動(dòng)電壓U2，一路作為控制電壓接入微控制器A/D通道，微控制器輸出六路I/O信號(hào)控制開關(guān)三極管狀態(tài)，三極管實(shí)現(xiàn)LED燈組電流驅(qū)動(dòng)。
[0026]發(fā)電機(jī)組件⑷的輸出電壓Ul與行車速度成正相關(guān),從而微控制器根據(jù)輸入的控制電壓U1，按事先設(shè)計(jì)的邏輯控制不同顏色燈組開關(guān)狀態(tài)。燈珠組(6)開關(guān)邏輯狀態(tài)見表
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[0027]車速達(dá)到15km/h，綠色燈組Gl點(diǎn)亮，速度達(dá)到20km/h，綠色燈組G2閃亮，速度達(dá)到30km/h，橙色燈組G3點(diǎn)亮，熄滅綠色燈組Gl和G2，依此類推從而實(shí)現(xiàn)行車速度色彩警示的設(shè)計(jì)目的。
[0028]表1燈珠組(6)開關(guān)邏輯狀態(tài)
【權(quán)利要求】
1.一種自發(fā)電免改裝可速度警示的汽車輪轂燈產(chǎn)品，它包括: 微型發(fā)電機(jī)組件，其安裝在汽車輪轂中心孔內(nèi)，可在輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)完成自行發(fā)電，它包括:微型發(fā)電機(jī)和偏心擺動(dòng)裝置，偏心擺動(dòng)裝置利用重力提供反向力矩，從而克服發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子一起轉(zhuǎn)動(dòng)的技術(shù)難題，偏心擺動(dòng)裝置的擺動(dòng)角度自動(dòng)變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的自行發(fā)電和自行適應(yīng)功能； 可控的發(fā)光組件，它包括控制板和發(fā)光元件，控制板敏感外界的明暗變化進(jìn)而控制電路的通斷，同時(shí)將不同行車速度下輸出的電壓作為控制變量，控制發(fā)光元件按照不同的行車速度實(shí)現(xiàn)不同的發(fā)光效果； 整體模塊化的卡套組件，卡套組件采用一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，無需對原車作任何改動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)汽車輪轂燈產(chǎn)品的安裝和拆卸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種偏心輪，偏心輪采用偏心結(jié)構(gòu)，其材料為密度較大的金屬，如鐵、鉛和鶴。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的一種擺錘結(jié)構(gòu)，其材料為密度較大的金屬，如鐵、鉛和鎢。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的一種控制板，采用光敏電阻敏感外界的明暗變化，從而實(shí)現(xiàn)控制電路的通斷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的一種控制板設(shè)計(jì)方法，以電壓的變化作為控制變量，控制發(fā)光元件按照電壓的變化而變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的一種發(fā)光元件，可以在轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)頻閃、圖案、文字等效果，如LED燈珠、EL發(fā)光條、發(fā)光片等。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的一種卡套結(jié)構(gòu)，采用工程塑料整體模壓成型，無需對原車作任何改動(dòng)即可實(shí)現(xiàn)輪轂燈的安裝和拆卸。
【文檔編號(hào)】B60Q1/26GK103707710SQ201410029225
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】王德周, 劉獻(xiàn)偉 申請人:劉獻(xiàn)偉