CN112344291A - 一种列车用循轨前照灯控制方法 - Google Patents

一种列车用循轨前照灯控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种列车用循轨前照灯控制方法，涉及列车照明技术领域。本发明所提供的技术方案用于控制列车用循轨前照灯，包括如下步骤：列车循轨前照灯上电并初始化；驱动模组接收控制命令，根据控制命令驱动转动执行模组转动以及照明模组进行照明。本发明所提供的技术方案可根据车辆实际行驶轨迹实时动态调整前照灯照射方向，使光束始终落在两条铁轨轨道内。

Description

一种列车用循轨前照灯控制方法
【技术领域】
本发明涉及列车照明技术领域，具体涉及一种列车用循轨前照灯控制方法。
【背景技术】
现有技术中，列车的前照灯固定在车头，供列车在夜间或隧道内行驶时对前方进行照明。但是，当列车经过弯道时，由于列车的车头已经随弯道偏转一定角度，而光线只能沿直线传播，所以，此时前照灯射出的光束会脱离轨道，所照射的是列车车头的正前方，而并非列车行进的轨迹，因此会对司机的视线造成影响，存在一定安全隐患。
【发明内容】
为解决前述问题，本发明提供了一种列车用循轨前照灯控制方法，可根据车辆实际行驶轨迹实时动态调整前照灯照射方向，使光束始终落在两条铁轨轨道内。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种列车用循轨前照灯控制方法，用于控制列车用循轨前照灯，所述列车循轨前照灯包括转动执行模组、照明模组和驱动模组，所述列车用循轨前照灯控制方法包括如下步骤：
列车循轨前照灯上电并初始化；
驱动模组接收控制命令，根据控制命令驱动转动执行模组转动所述照明模组；并驱动所述照明模组进行照明。
可选的，转动执行模组包括伺服电机和伺服电机编码器，驱动模组根据控制命令驱动转动执行模组转动所述照明模组包括如下步骤：
驱动模组解码控制命令，获取照明模组需要偏转的角度；
伺服电机编码器记录照明模组已经偏转的角度；
驱动模组根据照明模组已经偏转的角度以及照明模组需要偏转的角度计算二者之间的第一过渡单元值；
驱动模组根据第一过渡单元值控制伺服电机转动照明模组。
可选的，计算所述第一过渡单元值具体包括：
从照明模组已经偏转的角度起始，每0.1度作为一个第一过渡单元值，增加或减少直至达到照明模组需要偏转的角度。
可选的，转动执行模组包括步进电机和步进电机编码器，驱动模组根据控制命令驱动转动执行模组转动所述照明模组包括如下步骤：
驱动模组解码控制命令，获取照明模组需要偏转的角度；
步进电机编码器记录照明模组已经偏转的角度；
驱动模组根据照明模组已经偏转的角度以及照明模组需要偏转的角度计算二者之间的第二过渡单元角度；
驱动模组根据第二过渡单元角度控制步进电机转动照明模组。
可选的，计算所述第二过渡单元角度包括如下步骤：
从照明模组已经偏转的角度起始，每0.1度作为一个第二过渡单元值，增加或减少直至达到照明模组需要偏转的角度。
可选的，驱动模组驱动所述照明模组进行照明包括如下步骤：
驱动模组解码控制命令，获取照明模组目标亮度下的目标灰度值，
驱动模组根据照明模组初始亮度下的初始灰度值以及照明模组目标亮度下的目标灰度值计算二者之间的过渡灰度值；
驱动模组根据过渡灰度值调节PWM信号占空比，驱动照明模组达到目标亮度。
可选的，计算所述过渡灰度值包括如下步骤：
从照明模组初始亮度下的初始灰度值起始，每0.5秒钟内按照初始灰度值和目标灰度值之间5％的比例增加或减小灰度值，直至目标灰度值。
可选的，驱动模组通过RS485通信总线或者CAN通信总线接收控制命令。
本发明具有如下有益效果：
本发明所提供的技术方案，解决了列车行驶过程中过弯道时前照灯光束偏离轨道的问题，使前照灯光束始终照在列车行进的轨道区域，避免对司机的视线造成影响，提高了列车行驶的安全。
本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式以及附图中进行详细的揭露。本发明最佳的实施方式或手段将结合附图来详尽表现，但并非是对本发明技术方案的限制。另外，在每个下文和附图中出现的这些特征、要素和组件是具有多个，并且为了表示方便而标记了不同的符号或数字，但均表示相同或相似构造或功能的部件。
【附图说明】
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明实施例一的分解视图；
图2为本发明实施例一中转动执行模组的示意图；
图3为本发明实施例一中照明模组的示意图；
图4为本发明实施例一中驱动模组的示意图；
图5为本发明实施例二的流程图；
图6为本发明实施例二中控制转动执行模组的流程图；
图7为本发明实施例二中控制照明模组的流程图；
图8为本发明实施例四中控制转动执行模组的流程图。
其中，1-转动执行模组，11-上安装板，12-下安装板，13-电机固定架，14-编码器固定架，15-伺服电机，16-桥接支架，17-编码器，18-面板，19-灯罩，2-照明模组，21-LED头灯，22-连接板，23-安装耳，24-安装螺钉，25-调节弹簧，26-连接螺钉，3-驱动模组，31-伺服电机驱动器，32-电源驱动器，33-固定背板，34-安装脚。
【具体实施方式】
下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
在本说明书中引用的“一个实施例”或“实例”或“例子”意指结合实施例本身描述的特定特征、结构或特性可被包括在本专利公开的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在说明书中的各位置的出现不必都是指同一个实施例。
实施例一：
本实施例提供一种列车用循轨前照灯，本实施例所提供的列车前照灯，可以用于高铁列车、动车组列车、地铁列车、轻轨列车等类型列车的车头照明，在此不作限定。
如图1所示和图2所示，本实施例所提供的列车用循轨前照灯，包括转动执行模组1、照明模组2和驱动模组3。驱动模组3包括转动驱动器和电源驱动器32，电源驱动器32为照明模组2和转动执行模组1供电，转动执行模组1与转动驱动器电连接，照明模组2与转动执行模组1机械连接。具体的：
转动执行模组1包括安装底座，安装底座具有上安装板11、下安装板12、面板18和灯罩19，上安装板11和下安装板12相互平行，面板18连接于上安装板11和下安装板12之间，且与上安装板11和下安装板12垂直，灯罩19设于面板18上，供照明模组2的光束射出。
转动执行模组1还包括电机，本实施例中，电机为伺服电机15，因此，与伺服电机15相配套的，转动执行模组1还包括编码器17，同样与之相配套的，本实施例中，上安装板11上设有编码器固定架14，编码器17通过编码器固定架14安装于上安装板11，下安装板12上设有电机固定架13，伺服电机15通过电机固定架13安装于下安装底12。转动执行模组1还包括设置于电机输出端的桥接支架16，桥接支架16位于伺服电机15和编码器17之间，桥接支架16包括联轴器和连接架，连接架的具有一个底面、一个连接侧面和两个支撑侧面，两个支撑侧面呈直角三角形，连接侧面的一组对边分别连接两个支撑侧面的直角边，使两个支撑侧面形成一组对面，底面同时连接两个支撑侧面的另一条直角边以及连接侧面，联轴器在连接架的内侧与底面固定连接，同时，联轴器和伺服电机15的输出轴固定连接，连接侧面和照明模组2连接，伺服电机15的输出轴转动，通过联轴器带动连接架转动，连接架通过连接侧面带动照明模组2转动。照明模组2通过桥接支架16连接于伺服电机15，实现照明模组2与转动执行模组1的机械连接。
如图1和图3所示，照明模组2具有连接板22和安装于连接板22的若干LED头灯21，LED头灯21的数量在此不作限定，本实施例中LED头灯21优选采用两个，在相邻两个LED头灯21之间，连接板22上设有安装孔，转动执行模组1中桥接支架16的连接侧面的相对应的位置同样设有安装孔，连接板22和连接侧面通过连接螺钉26固定连接，因此，转动执行模组1中，伺服电机15、桥接支架16均位于相邻两个LED头灯21之间，照明模组2通过连接板22连接于桥接支架16，实现照明模组2与转动执行模组1的机械连接。LED头灯21的外侧面设有安装耳23，安装耳23上设有平行于LED头灯21轴向的安装螺钉24，LED头灯21通过安装螺钉24安装于连接板22。安装螺钉24除具有将LED头灯21安装于连接板22的功能外，还具备调节LED头灯21照射方向的作用。为使LED头灯21在其照射面不平行于连接板22的情况下保持稳定，照明模组2还具有调节弹簧25，调节弹簧25套设于安装螺钉24，一端推抵安装耳23，另一端推抵连接板22，当发生振动时，通过调节弹簧25对振动进行缓冲，以保持LED头灯21的稳定。
本实施例中，LED头灯21的光学参数如下：
光源：LED(CREE)；
功率：≤60W；
工作电压：DC77V-137.5V；
额定工作电流：4A；
显色指数：80；
光通量：3024lm；
色温：6000K；
远光模式照度：215m/2lx；
产品寿命：50000h；
如图1和图4所示，本实施例中，由于电机为伺服电机15，因此，与之相配套的，驱动模组3的转动驱动器为伺服电机驱动器31。编码器17与伺服电机驱动器31电连接，将伺服电机15上一时刻的转动角度发送至伺服电机驱动器31，伺服电机驱动器31通过伺服电机15上一时刻的转动角度调整伺服电机15的下一个驱动命令，即下一时刻的转动角度。
本实施例中，电源驱动器32为照明模组2和转动执行模组1提供最大200W的电能。
驱动模组3还包括固定背板33，固定背板33设有安装脚34，驱动模组3通过安装脚34固定于连接板22，安装脚34与连接板22的连接可以采用螺栓连接、螺钉连接或铆接等方式，在此不作限定。伺服电机驱动器31安装于固定背板33，且位于连接板22和固定背板33之间，电源驱动器32安装于固定背板33的另一侧。
本实施例所提供的列车用循轨前照灯在工作状态下，电源驱动器32驱动照明模组2进行照明，伺服电机驱动器31驱动转动执行模组1转动，转动执行模组1转动带动照明模组2转动，实现前照灯光束始终照在列车行进的轨道区域，避免对司机的视线造成影响，提高了列车行驶的安全。
实施例二
本实施例提供一种列车用循轨前照灯控制方法，用于控制实施例一所提供的列车用循轨前照灯，如实施例一所述，列车循轨前照灯包括转动执行模组1、照明模组2以及驱动模组3，可以用于高铁列车、动车组列车、地铁列车、轻轨列车等类型列车的车头照明，在此不作限定。具体到本实施例中，转动执行模组1包括伺服电机15和编码器17，编码器17为伺服电机编码器，如图5至图7所示，本实施例所提供的列车用循轨前照灯控制方法包括如下步骤：
列车循轨前照灯上电并初始化；
驱动模组3通过RS485通信总线或者CAN通信总线接收控制命令，根据控制命令驱动转动执行模组1转动照明模组2，具体包括如下步骤：
驱动模组3解码控制命令，获取照明模组2需要偏转的角度；
编码器17，本实施例中即伺服电机编码器记录照明模组2已经偏转的角度；
驱动模组3根据照明模组2已经偏转的角度以及照明模组2需要偏转的角度计算二者之间的第一过渡单元值，第一过渡单元值即从照明模组2已经偏转的角度起始，每0.1度作为一个第一过渡单元值，增加或减少直至达到照明模组2需要偏转的角度；
驱动模组3根据第一过渡单元值控制伺服电机15将照明模组2转动至需要偏转的角度。
同时，驱动模组3根据控制命令驱动照明模组2进行照明，具体包括如下步骤：
驱动模组3解码控制命令，获取照明模组2目标亮度下的目标灰度值；
驱动模组3根据照明模组2初始亮度下的初始灰度值以及照明模组2目标亮度下的目标灰度值计算二者之间的过渡灰度值，过渡灰度值即从照明模组2初始亮度下的初始灰度值起始，每0.5秒钟内按照初始灰度值和目标灰度值之间5％的比例增加或减小灰度值，直至目标灰度值；
驱动模组3根据过渡灰度值调节PWM信号占空比，驱动照明模组2达到目标亮度。
实施例三
本实施例提供另外一种列车用循轨前照灯，本实施例所提供的列车前照灯，同样可以用于高铁列车、动车组列车、地铁列车、轻轨列车等类型列车的车头照明，在此不作限定。
本实施例与实施例一不同的是，本实施例中，转动执行模组的电机为步进电机，因此，与之相配套的，驱动模组的转动驱动器为步进电机驱动器。
实施例四
本实施例提供另外一种列车用循轨前照灯控制方法，用于控制实施例三所提供的列车用循轨前照灯，同样可以用于高铁列车、动车组列车、地铁列车、轻轨列车等类型列车的车头照明，在此不作限定。
与实施例二不同的是，本实施例中，转动执行模组包括步进电机和编码器，编码器为步进电机编码器，如图8所示，驱动模组根据控制命令驱动转动执行模组转动照明模组的具体步骤与实施例二不同，具体包括：
驱动模组解码控制命令，获取照明模组需要偏转的角度；
编码器，本实施例中即步进电机编码器记录照明模组已经偏转的角度；
驱动模组根据照明模组已经偏转的角度以及照明模组需要偏转的角度计算二者之间的第二过渡单元值，第二过渡单元值即从照明模组已经偏转的角度起始，每0.1度作为一个第二过渡单元值，增加或减少直至达到照明模组需要偏转的角度；
驱动模组根据第二过渡单元值控制步进电机将照明模组转动至需要偏转的角度。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (8)

1.一种列车用循轨前照灯控制方法，其特征在于，所述列车用循轨前照灯控制方法用于控制列车用循轨前照灯，所述列车循轨前照灯包括转动执行模组、照明模组和驱动模组，所述列车用循轨前照灯控制方法包括如下步骤：
列车循轨前照灯上电并初始化；
驱动模组接收控制命令，根据控制命令驱动转动执行模组转动所述照明模组；并驱动所述照明模组进行照明。
2.根据权利要求1所述的列车用循轨前照灯控制方法，其特征在于，转动执行模组包括伺服电机和伺服电机编码器，驱动模组根据控制命令驱动转动执行模组转动所述照明模组包括如下步骤：
驱动模组解码控制命令，获取照明模组需要偏转的角度；
伺服电机编码器记录照明模组已经偏转的角度；
驱动模组根据照明模组已经偏转的角度以及照明模组需要偏转的角度计算二者之间的第一过渡单元值；
驱动模组根据第一过渡单元值控制伺服电机转动照明模组。
3.根据权利要求2所述的列车用循轨前照灯控制方法，其特征在于，计算所述第一过渡单元值具体包括：
从照明模组已经偏转的角度起始，每0.1度作为一个第一过渡单元值，增加或减少直至达到照明模组需要偏转的角度。
4.根据权利要求1所述的列车用循轨前照灯控制方法，其特征在于，转动执行模组包括步进电机和步进电机编码器，驱动模组根据控制命令驱动转动执行模组转动所述照明模组包括如下步骤：
驱动模组解码控制命令，获取照明模组需要偏转的角度；
步进电机编码器记录照明模组已经偏转的角度；
驱动模组根据照明模组已经偏转的角度以及照明模组需要偏转的角度计算二者之间的第二过渡单元角度；
驱动模组根据第二过渡单元角度控制步进电机转动照明模组。
5.根据权利要求2所述的列车用循轨前照灯控制方法，其特征在于，计算所述第二过渡单元角度包括如下步骤：
从照明模组已经偏转的角度起始，每0.1度作为一个第二过渡单元值，增加或减少直至达到照明模组需要偏转的角度。
6.根据权利要求1所述的列车用循轨前照灯控制方法，其特征在于，驱动模组驱动所述照明模组进行照明包括如下步骤：
驱动模组解码控制命令，获取照明模组目标亮度下的目标灰度值，
驱动模组根据照明模组初始亮度下的初始灰度值以及照明模组目标亮度下的目标灰度值计算二者之间的过渡灰度值；
驱动模组根据过渡灰度值调节PWM信号占空比，驱动照明模组达到目标亮度。
7.根据权利要求6所述的列车用循轨前照灯控制方法，其特征在于，计算所述过渡灰度值包括如下步骤：
从照明模组初始亮度下的初始灰度值起始，每0.5秒钟内按照初始灰度值和目标灰度值之间5％的比例增加或减小灰度值，直至目标灰度值。
8.根据权利要求1至7之一所述的列车用循轨前照灯控制方法，其特征在于，驱动模组通过RS485通信总线或者CAN通信总线接收控制命令。
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