专利名称：车载led自动翻转照明灯系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种应用于公安、交通、部队和野外施工作业的警务车辆上能在事故现场和抢险救灾中发挥作用的技术装备。
背景技术：
目前的警务车辆在照明体系方面，没有一个完整的方案，存在以下不足和缺陷；
1、照明灯设置；包括国外同类产品在内，多数是ー些简单的装备，采用常规的照明方式，光源方式多为气体商素灯系列，灯头形式上分別是单列或一组灯头在车的顶部简单布置安装，其特点是；结构简单，功能単一，光源的技术含量低，在光通量、照度、色温指数、显色性、照明范围和设备功耗等应用指标方面，远远不能满足当前现代化警用装备之需求。2、现有的技术装备在可靠性方面也存在问题，根据卤素气体灯泡发光原理和机制，若提高灯泡亮度，需要提高电源功率的配置，在技术使用上存在矛盾和冲突，亮度提高时，发光器件的温度很高，灯泡和附属器件易损易坏，寿命降低会给设备带来不稳定和可靠性差的使用问题。3、现有技术装备的照明灯系列，机械结构上因缺乏专门的构造平台，照明的范围和距离很有限，不能支持大面积范围的立体式移动搜索照明。此外，现有的照明体系也不具备警用车辆的安全警戒指示功能和警务信息发布功能，对于在恶劣气侯条件下的执行公务的警务人员会很大的产生安全隐患。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术的不足，提供一种解决了警务车辆在夜间或各种恶劣环境下的高強度照明技术问题的车载LED自动翻转照明灯系统。本发明采用的技术方案如下
一种车载LED自动翻转照明灯系统，其特征是它包括车本体，所述车本体顶部的置顶平台上安装有旋转转盘，旋转转盘上安装有翻转支架，翻转支架上安装有带多个LED灯头的翻转灯座。所述车本体车顶部的后部设有LED电子显示屏。所述车本体车顶部的前部设有长条高闪警灯警报器。所述车本体车顶部两侧设置有高位侧闪警示灯。所述翻转支架的两个轴端处均安装有缓冲弹簧。所述LED灯头的LED发光管的底板后侧设有多块散热铝板，所述散热铝板与底板垂直，且相对围绕在LED发光管的四周，形成5圈翅片，这些散热铝板的高度由内而外依次降低。所述旋转转盘包括有上转盘和下转盘，所述下转盘固定在车顶部的置顶平台上， 所述上转盘呈环形，其环形内壁设有齿条，在下转盘上安装有齿轮和驱动齿轮转动的电机， 所述齿轮与上转盘上的齿条相配合，所述上转盘与下转盘的连接面上设有凹槽，且在该凹槽内安装有钢珠。
〔0014〕 所述上转盘的环形内壁上设有两个限位开关，它们分别位于所述齿条的两端。 〔0015〕 所述翻转支架包括V型铝框』型铝框通过支撑架活动安装在传动轴上，传动轴的 两端通过支架固定安装在旋转转盘上；所述V型铝框上安装有转动电机，转动电机的输出 端与所述传动轴上的花键轴相配合连接。
〔0016〕 所述传动轴圆周表面上，于转角45。和135。处均安装有传感器。 〔0017〕 本发明的有益效果有
和原有装备相比，本发明在光源的指标上有重大改进，例如；照度达到〉36001皿；色 温60001^ ；显色性仪〉85 ；使用寿命〉80000小时；功耗低于〈1201 ；实用性和作战功能填 补了目前警车装备的存在的技术空缺，技术上超越类似产品用途的车载照明灯。 〔0018〕 机械结构方面采用了可水平旋转〔180。〉，可俯仰角度〔135。〉的传动结构，增大 了照明灯投射时的背景光源和搜索捕捉范围。
〔0019〕 通过选择合理的传动方案和结构平台，解决了照明灯系统自动翻转控制和照明设 备组合搭载的问题。另外，通过优化平台结构的材料力学形态，提高了构件的承载能力，增 加了系统技术的实用性和多用途功能。
〔0020〕 本发明采用的技术，不仅能够支持设备进行长时间、大范围、多角度，移动搜索照 明，而且，结构平台能够方便地将多种照明方案进行组合，通过配置高位侧闪让0警示灯、 高清让0电子显示屏等照明部件，可解决事故现场中，或警务车辆执行公务时，需综合发布 安全预警、交通疏导、警示公告等重要警务信息的问题。照明灯能简洁有效地支持系统在夜 间户外实现大面积、大范围、长时间的移动搜索照明。高位侧闪警示灯穿透性强，让0光线 经过专门设计，呈一定的角度向外照射，不会在雾天恶劣气侯条件下产生闪射和漫射现象， 增强了发光效果，提高了安全警戒级别。让0高清电子显示屏字体显示能充分体现120发 光技术在执行公务时所强调的警示信息效应，为现代的警务车辆增添了一种全新的战备作 业手段。
〔0021〕 本发明通过传感器元件和机械部件配合，采用比较简单而经济的控制方法，实现 了对机器很复杂的运动步骤操控。
〔0022〕图1为本发明的总体结构示意图。
〔0023〕图2为本发明照明灯总成的结构示意图之一。
〔0024〕图3为本发明照明灯总成的结构示意图之二。
〔0025〕图4为本发明中让0灯头的结构示意图。
〔0026〕图5为本发明旋转转盘的结构示意图。
〔0027〕图6为图5中8-8的剖视图。
〔0028〕图7为本发明翻转支架的结构示意图。
〔0029〕图8为本发明翻转支架的侧视结构示意图。
〔0030〕图9为本发明高位侧闪警示灯的结构示意图。
〔0031〕图10为本发明高位侧闪警示灯的局部结构示意图。
^0032^图11为图9中六-八的剖视图。
图12为本发明的电气连接原理框图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进ー步地说明
如图ι所示，本发明它包括车本体1，所述车本体1顶部的置顶平台2上安装有旋转转盘3，旋转转盘3上安装有翻转支架4，翻转支架4上安装有带多个LED灯头的翻转灯座5。 所述车本体1车顶部的后部设有LED电子显示屏6，车本体1车顶部的前部设有长条高闪警灯警报器7，车本体车顶部两侧设置有高位侧闪警示灯8。如图2所示，本发明照明灯总成部分由翻转灯座5、Led灯头9、和照明灯外壳体 10等主要构件组成。其中灯座板的面积尺寸为810mm*994mm，本发明在灯板构件长度方向上339mm处，划出ー个平面区域，此域为集中光源发射区，上面开设有8个0145mm直径的灯座孔，在每个孔位上配置1盏LED灯头9，由此组成多点式光源照明系统。參看图3，本发明翻转灯座5的灯板有8个孔位，集中在中间的4个孔位，光线设计成平面发射，而对角的4 个孔位，光线设计成和平面倾斜5°的夹角发射，根据三角函数关系计算，当光线投射距离为180m吋，光线在发射区的前方能形成水平90m范围的光线辐射场，从而能保证有较大的区域照射面积。本发明的照明灯外壳体10为照明灯的外壳体构件(见图2中的右图)，该零件是一块采用整体注塑成形的高強度ABS件结构件，尺寸为；1000mm*816mm，外观设计成大曲面流线形状，通过与翻转灯座5的连接作用将翻转灯座5固定在翻转支架上，作用如下当系统翻转打开吋，外壳件的曲面形状能在表面形成具有较大的张カ形式，不易变形，也能承受来自外部高強度机械冲击和震动，不易破碎，对壳体内的照明器件、电源设备等设施，具有较强的防护作用，同时还能防止雨水侵蚀，保护设备在比较恶劣的环境下使用的特点。当系统闭合时，外壳体水平置于铝合金轻质搭载平台上面，此时外观的流线型曲线，对行驶的车辆可获得的良好空气动力学条件，使得车辆在运动中，风阻系数小，无风动噪音，不影响车辆高速行驶，能保持了车辆原有的操控、行驶、动カ及安全稳定性。通过测试；本发明车载动态风阻系数0. 28/120km/小吋，工作状态(自然风洞)6. 5级以上，在车辆搭载体的节能降耗设计指标上，体现出一定的设计水平。曲线设计也体现本器材和车辆的艺术融合，从外型上保持了与警车系统一致的和谐风格，适合与各种机动车辆搭配。本发明采用一种多点式光源照明方法，灯头由ー组高亮度LED灯泡(15珠)呈几何阵列方式布置，原理上，将LED灯设计在定制的反射碗焦点中心，当LED灯发光照射吋， 光线通过反射碗的物理作用，使光源的光线沿直线平行传播，光波在发射方向上的能量得到聚集和加強，形成強烈的光柱，由于LED光源具有很高的光通量和发光效率，根据光学原理；光通量变大，照度数值也随之増大，相对投射照明的距离就越远，达到了高強度、高效率的照明效果。实测结果证明，本装置的光通量> 180001m;照度能达到> 36001UX;(经照度仪测量)色温> 6000k ；显色性指数ra > 85 (可视距离达180m);在照明技术方面可有效地填补了警务车辆目前存在的技术空缺。上述要求对于电源安装在灯具内的结构尤为重要。因为LED的发光效率随着LED 温度的升高而下降，所以LED的散热非常重要。通常LED的温度与光通量成反比关系，测试结果表明，温度85°C时的光通量是25°C时的一半，而ー 40°C时光通量输出是25°C时的1. 8倍。温度的变化对LED的波长也有一定的影响，因此，良好的散热条件是LED保持恒定亮度的保证。针对以上重要问题，本发明对LED灯头内部的结构进行了专门设计，參看图4，LED 灯头9的LED发光管的底板后侧设有多块尺寸为0120mm的散热铝板11，所述散热铝板11 与底板垂直，且相对围绕在LED发光管的四周，形成5圈翅片，这些散热铝板11的高度由内而外依次降低。翅片高度按ー定比例的正相关曲线分布制造，由于集中在灯罩中心温度较高，所以靠近中心的翅片相对要长些，设计高度为34. 5mm。LED发光器件工作吋，该结构能保确灯头内部产生的热量按照一定的温度梯度进行散热，而无须采用特殊強制的散热方法，这样制造的灯头体积小、空间紧凑，起到了自然控制，均衡散热的效果，解决了 LED发光器件在恒流驱动时所需要散热要求，从而稳定了器件的工作状态。由于LED是特性敏感的半导体器件，又具有负温度特性，因而在应用过程中需要对其进行稳定工作状态和保护，所以对LED驱动电源的效率转换、有效功率、恒流精度的要求都非常高，主要原因是1.避免驱动电流超出最大额定值，影响器件其可靠性和稳定エ 作状态；2.获得预期的高高度要求，并保证各个LED亮度、色度的一致性。如图5所示，本发明的旋转转盘包括有上转盘12和下转盘13 (也即齿条座)，所述下转盘13固定在车顶部的置顶平台上，所述上转盘12呈环形，其环形内壁设有弧形的齿条 14，在下转盘13上安装有齿轮15和驱动齿轮15转动的电机16。齿轮15与齿条14相配合，在上转盘12与下转盘13的连接面上设有凹槽，在该凹槽内安装有钢珠17。由图示看出；上转盘做旋转运动吋，下部有18粒0l5mm的钢球支撑滚动，上部有轴承架18的多粒轴承压紧法兰边缘滚动，由于，轴承架18是固定在下转盘12底板上，整个大结构类似于ー副球面轴承构造体系。旋转吋，零件运动精度高且摩擦系数非常小，转动时仅需很小的カ即可通过齿条带动上转盘旋转。本发明的电机16可由减速机构的蜗轮蜗杆连接到小齿轮、大齿轮、小齿轮、齿条座等传动零件，組成三级减速传动体系，选用工作电压9_15V、工作负载30Kg.cm、额定转速50 SOrpm、额定扭矩75 120Kg. cm的(超小型直流电机)，无需大的设备动カ即可以驱动安装在齿条座上面大的翻转照明灯设备旋转，在齿条座的水平旋转方向180°处， 各装配有ー个G2-8(传感器)，作为两个限位开关19，它们分别位于所述齿条14的两端。旋转到此处的设备，通过接近开关的电磁感应信号自动停止动作，达到了实用经济的控制效
^N ο如图7、8所示，本发明翻转支架包括U型铝框20，U型铝框20通过支撑架21活动安装在传动轴22上，传动轴22的两端通过支架23固定安装在旋转转盘上。U型铝框20上安装有转动电机对，转动电机M的输出端与所述传动轴22上的花键轴25相配合连接。转动电机M采用高精度齿轮，低噪音，减速比为；1 ；100，传动平稳，运转顺畅的微型直流电机作为动力，驱动花键轴25带动传动轴22进行翻转，在传动轴22圆周表面上，于转角45°和 135°处刻线，各安装一个传感器沈，分别用于对翻转角度位置的控制，当设备到达135° 位置吋，此处接近开关动作，切断电源，翻转设备停止。同理；在做闭合动作，到达45°吋， 翻转架电路通过另处的接近开关判断设备起始的位置是否偏离，处于偏离的位置则设备自动停车。考虑到系统的经济性和结构紧凑，翻转架结构上不再采用多级减速传动机构。因此，在靠近翻转支架的轴端处对称安装有2个05mm大扭矩缓冲弹簧27，作用是当设备到达目标位置后，大扭矩的缓冲弹簧27能产生ー个反作用力，缓冲因电机惯性而产生对设备的冲击，防止和避免设备损坏。如图9-11所示，本发明的高位侧闪警示灯8它是由10组(图9所示)LED模块元件組成的高位侧闪警示灯，通过外罩壳和搭载平台的侧杠部位连接。图10是该模块中所示的凸透镜元件的剖面图，采用了二次光学配光设计，原理是LED元件在发光吋，沿灯泡弧顶直线方向发出的光线为主光轴，垂直于灯泡底座方向发射的光线为次光轴。实验结果证明； 发光吋，通常主光轴方向出光量较少，而与主光轴夹角方向的出光量最多。本案采用9颗 LED組成ー个阵列，通过透镜的形式，即组成ー个模組，每颗LED所对应的透镜剖面如图10 所示，这种设计充分考虑了 LED的发光特性，发光照射吋，有利于示警区域范围的灯体光线通透明亮，照度更加均勻，能较高地获得光线利用率，并使得光线的穿透性聚强。同吋，通过凸透镜结构呈一定的角度向外照射，由此经过专门二次光学配光设计的LED光线，不会在雾天或恶劣气侯条件下产生闪射和漫射现象，增强了 LED的发光效果。通过频闪后，更增大了人们对远视灯光的观察距离，可有效提高警车护卫区域的安全警戒级别。图12是本发明的电气连接原理框图，概述如下
自动翻转照明灯控制系统是采用成熟的单片机控制技木，结合机械、电磁等传感器，实现机电一体化智能控制操作。该控制器线路的主要特色有多重过流检测线路、双重归位检测线路、手柄的智能通讯控制线路、大功率LED恒流照明灯驱动线路等。图示为智能中央处理器直接控制翻转支架的电机、左右旋转电机、照明灯组等关键组件的电路连线原理，多重过流的检测线路设置在处理器和电机和照明灯组件电路等关键组件的中间位置。工作电流检测与保护线路，设置可以有效的避免电机因为机械故障过载或失控而造成的损坏，同时也可以有效避免LED照明灯过流等异常情况的发生，保障和延长了这些关键组件的使用寿命。双重归位检测线路，是ー种位置控制器，该型控制器具有2种归位检测线路。一方面采用高精度霍尔开关作为翻转照明灯灯座的零位检测，确保灯座旋转后，归位时候始终处于正确的方位；另ー方面采用设定的传感器当电磁门吸，当灯座旋转归位到达正确方位吋，电磁门吸自动吸合并锁定，智能中央处理器控制锁定后的灯盘不能自动打开，防止高速行驶的车辆因颠簸、大风、或震动等意外因素而产生结构松脱，遭致灯盘的损坏和故障。智能通讯控制手柄电路，这个电路系统采用双核处理器，利用多机通讯的管道，实现人机友善的交換界面。该电路实时采集控制器与各个分系统之间的状态信息，通过指示灯和蜂鸣器的声音，提示使用者查看当前照明灯系统所处的各个状态，并显示各个单元电路部分的过流过压报警提示。图11中8组大功率LED高亮度恒流照明灯采用了国际上通用的恒流大功率驱动芯片，具备单元电路的过流、抗浪涌保护功能，既确保的LED发光管的功率输出，又能延长 LED发光管的使用寿命，通过过流检测电路和智能中央处理器连接，经过本发明的二次光学设计能使得本装置达到最佳的照明效果。本发明涉及的其它未说明部分与现有技术相同。
权利要求
1.一种车载LED自动翻转照明灯系统，其特征是它包括车本体，所述车本体顶部的置顶平台上安装有旋转转盘，旋转转盘上安装有翻转支架，翻转支架上安装有带多个LED灯头的翻转灯座。
2.根据权利要求1所述的车载LED自动翻转照明灯系统，其特征是所述车本体车顶部的后部设有LED电子显示屏。
3.根据权利要求1所述的车载LED自动翻转照明灯系统，其特征是所述车本体车顶部的前部设有长条高闪警灯警报器。
4.根据权利要求1所述的车载LED自动翻转照明灯系统，其特征是所述车本体车顶部两侧设置有高位侧闪警示灯。
5.根据权利要求1所述的车载LED自动翻转照明灯系统，其特征是所述翻转支架的两个轴端处均安装有缓冲弹簧。
6.根据权利要求1所述的车载LED自动翻转照明灯系统，其特征是所述LED灯头的LED 发光管的底板后侧设有多块散热铝板，所述散热铝板与底板垂直，且相对围绕在LED发光管的四周，形成5圈翅片，这些散热铝板的高度由内而外依次降低。
7.根据权利要求1所述的车载LED自动翻转照明灯系统，其特征是所述旋转转盘包括有上转盘和下转盘，所述下转盘固定在车顶部的置顶平台上，所述上转盘呈环形，其环形内壁设有齿条，在下转盘上安装有齿轮和驱动齿轮转动的电机，所述齿轮与上转盘上的齿条相配合，所述上转盘与下转盘的连接面上设有凹槽，且在该凹槽内安装有钢珠。
8.根据权利要求7所述的车载LED自动翻转照明灯系统，其特征是所述上转盘的环形内壁上设有两个限位开关，它们分别位于所述齿条的两端。
9.根据权利要求1所述的车载LED自动翻转照明灯系统，其特征是所述翻转支架包括 U型铝框，U型铝框通过支撑架活动安装在传动轴上，传动轴的两端通过支架固定安装在旋转转盘上；所述U型铝框上安装有转动电机，转动电机的输出端与所述传动轴上的花键轴相配合连接。
10.根据权利要求9所述的车载LED自动翻转照明灯系统，其特征是所述传动轴圆周表面上，于转角45°和135°处均安装有传感器。
全文摘要
本发明公开了一种车载LED自动翻转照明灯系统，其特征是它包括车本体，所述车本体顶部的置顶平台上安装有旋转转盘，旋转转盘上安装有翻转支架，翻转支架上安装有带多个LED灯头的翻转灯座。本发明采用的技术，不仅能够支持设备进行长时间、大范围、多角度，移动搜索照明，而且，结构平台能够方便地将多种照明方案进行组合，通过配置高位侧闪LED警示灯、高清LED电子显示屏等照明部件，可解决事故现场中，或警务车辆执行公务时，需综合发布安全预警、交通疏导、警示公告等重要警务信息的问题。
文档编号F21V23/04GK102555887SQ20121000719
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月11日 优先权日2012年1月11日
发明者张一鸣 申请人:张一鸣