一種車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置及其使用方法
【專利摘要】一種車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置及其使用方法，涉及汽車燈具投射單元的潛在失效模式的分析驗證裝置及其使用方法，尤其涉及太陽光經(jīng)車燈透鏡聚焦形成的焦斑導(dǎo)致透鏡周邊零件燒蝕的分析驗證，包括底座，透鏡固定器和試件固定器，底座上設(shè)有水平旋轉(zhuǎn)臺和傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由固定支撐臂和垂直擺臂連接構(gòu)成；透鏡固定器固定在垂直擺臂上；試件固定器安裝在透鏡固定器的下方的試件升降臺上，將試件夾持固定在透鏡固定器下方的太陽光聚焦觀測區(qū)內(nèi)。本裝置利用水平旋轉(zhuǎn)臺和傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)帶動試件與車燈透鏡實現(xiàn)360°全方位旋轉(zhuǎn)，能夠在一天中任意有陽光的時間獲得期望的透鏡與太陽光的相對角度，聚焦觀測分析過程不受實際太陽高度的影響。
【專利說明】
一種車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及汽車燈具投射單元的潛在失效模式的分析驗證裝置及其使用方法，尤其涉及太陽光經(jīng)車燈透鏡聚焦形成的焦斑導(dǎo)致透鏡周邊零件燒蝕的分析驗證。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車燈具的發(fā)展，投射單元越來越多的被用于汽車前照燈中作為近光，遠(yuǎn)光等的實現(xiàn)方式。作為投射單元的重要組成部分一一透鏡，為了適應(yīng)不能的功能及造型的要求，不同尺寸、焦距的透鏡被設(shè)計出來，在滿足光學(xué)要求的同時，一個始料未及的問題，出現(xiàn)在售后市場上，售后反饋燈具透鏡周邊零件易出現(xiàn)燒蝕現(xiàn)象。經(jīng)分析，其原因為太陽光經(jīng)過透鏡的折射及全反射后，在透鏡周邊形成聚焦光斑，導(dǎo)致小面積的高溫，從而使得燈具及其周邊的塑料零件融化或燒蝕。
[0003]中國發(fā)明專利“對聚焦光學(xué)系統(tǒng)聚焦光斑尺寸測量的裝置及其使用方法”(發(fā)明專利號:ZL201110352127.6授權(quán)公告號:CN10250715B)公開了一種對聚焦光學(xué)系統(tǒng)聚焦光斑尺寸測量的裝置及其使用方法，包括準(zhǔn)直激光光源、反射與透射切換單元、分光鏡、聚光鏡、光功率探測器、第一直線運(yùn)動單元、第二直線運(yùn)動單元、雙縫、聚焦透鏡、CXD相機(jī)、計算機(jī)，其中準(zhǔn)直激光光源、分光鏡、反射與透射切換單元、雙縫、聚焦透鏡、CCD相機(jī)共光路依次設(shè)置，反射與透射切換單元設(shè)置于第一直線運(yùn)動單元上，雙縫和聚焦透鏡設(shè)置于第二直線運(yùn)動單元上，所述分光鏡的反射光路上依次設(shè)置有聚光鏡和光功率探測器，光功率探測器、直線運(yùn)動單元、第二直線運(yùn)動單元、CXD相機(jī)均與計算機(jī)連接，實現(xiàn)對聚焦光斑的尺度進(jìn)行分析測量。
[0004]但是，車燈透鏡周邊零件出現(xiàn)燒蝕現(xiàn)象是偏離車燈透鏡設(shè)計投照光軸的太陽光通過車燈透鏡在光軸外聚焦導(dǎo)致的意外燒蝕，其燒蝕的部位和損傷程度是根據(jù)車輛的停放方位和日光強(qiáng)度與方向隨機(jī)形成的。上述針對通過透鏡光軸的光線形成的光斑進(jìn)行分析測量的現(xiàn)有技術(shù)方案，完全沒有考慮車燈透鏡光軸外聚焦的技術(shù)問題，因此，上述現(xiàn)有的技術(shù)方案完全不能用于透鏡周邊汽車燈具零件太陽光聚焦燒蝕的觀測、分析和驗證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置，能夠針對不同透鏡所形成的太陽光聚焦產(chǎn)生破壞的基本要素，包括太陽光能量，入射角度，產(chǎn)生失效的零件與透鏡的距離，綜合考慮光斑燒蝕的各要素，實現(xiàn)該汽車燈具中潛在缺陷的問題再現(xiàn)和實驗驗證，并且能夠通過可調(diào)零件快速獲得不同光照條件下的觀測分析結(jié)果，為車燈意外失效設(shè)計理論與實際校核的驗證及分析提供有效的技術(shù)手段。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置，包括可調(diào)水平的底座，用于夾持車燈透鏡的透鏡固定器，以及用于固定試件的試件固定器，其特征在于:所述的底座上設(shè)有可繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的水平旋轉(zhuǎn)臺和置于水平旋轉(zhuǎn)臺中部的傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu);所述的傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由固定支撐臂和垂直擺臂連接構(gòu)成，固定支撐臂固定連接在水平旋轉(zhuǎn)臺上，垂直擺臂通過擺臂軸可旋轉(zhuǎn)地連接在固定支撐臂上;所述的透鏡固定器固定在垂直擺臂上，車燈透鏡的中心位于旋轉(zhuǎn)軸和擺臂軸的軸線交點(diǎn)處;所述的試件固定器安裝在透鏡固定器的下方的試件升降臺上，所述的試件升降臺固定安裝在垂直擺臂上，用于調(diào)整試件與車燈透鏡之間的距離;所述的試件固定器將試件夾持固定在透鏡固定器下方的太陽光聚焦觀測區(qū)內(nèi)。
[0008]本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的一種更好的技術(shù)方案，其特征在于所述的試件升降臺包括帶有高度調(diào)整旋鈕的X型升降結(jié)構(gòu)和用于讀取試件高度的升降臺高度尺，通過調(diào)整試件固定器的X型升降結(jié)構(gòu)支撐高度，改變試件與車燈透鏡之間的縱向距離，能夠?qū)μ柟饩劢菇拱唠S縱向距離的變化進(jìn)行觀測分析。
[0009]本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的一種改進(jìn)的技術(shù)方案，其特征在于所述的水平旋轉(zhuǎn)臺上設(shè)有太陽光角度測量器;所述的太陽光角度測量器為前端裝配有指針并帶有刻度條和刻槽的直尺，所述的指針垂直于水平旋轉(zhuǎn)臺，指針軸線和刻槽的中心線平行于所述傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的擺臂擺動面；當(dāng)轉(zhuǎn)動水平旋轉(zhuǎn)臺使指針的影子與刻槽共線時，車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置位于太陽光正對入射的方位，指針投影所指向的刻度條對應(yīng)于太陽光與地平線的夾角α;所述的傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上設(shè)有擺臂傾角尺，用于指示試件升降臺繞擺臂軸前后擺動的擺臂傾角β;所述試件升降臺的邊部設(shè)有平行于試樣的焦斑位置測量尺，用于讀取太陽光聚焦焦斑與車燈透鏡之間橫向距離;通過調(diào)整試件升降臺繞擺臂軸前后擺動的擺臂傾角β，改變車燈透鏡的太陽光入射角γ，能夠?qū)嚐敉哥R在不同太陽光入射角γ下的焦點(diǎn)位置進(jìn)行觀測分析;其中，車燈透鏡的太陽光入射角γ依據(jù)公式γ =α+β計算獲得。
[0010]本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的一種改進(jìn)的技術(shù)方案，其特征在于所述的水平旋轉(zhuǎn)臺上設(shè)有氣泡水平儀，所述的底座周邊配有3至4枚底座螺栓;根據(jù)氣泡水平儀的指示調(diào)節(jié)各底座螺栓的支撐高度，使水平旋轉(zhuǎn)臺處于水平狀態(tài)。
[0011]本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的一種進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，其特征在于所述的透鏡固定器以雙工位固定方式連接在垂直擺臂上，透鏡固定器主體90能夠鎖定在平行于試件15的第一工位或者垂直于試件15的第二工位。
[0012]本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述的透鏡固定器采用三卡爪自定心結(jié)構(gòu)，利用連接在環(huán)形透鏡固定器主體上的3個彈性透鏡固定器卡爪，將車燈透鏡夾持在透鏡固定器上，并且使車燈透鏡的中心線自動對正擺臂軸的軸線。
[0013]本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的另一種優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述的透鏡固定器為4卡爪調(diào)心結(jié)構(gòu)，用于夾持非正圓形的車燈透鏡;在所述的透鏡固定器主體上設(shè)有環(huán)形滑槽和4個可沿環(huán)形滑槽移動并能夠鎖緊的透鏡固定器卡爪;通過分別調(diào)整4個透鏡固定器卡爪在環(huán)形滑槽上的鎖緊位置，能夠?qū)⒎钦龍A形的車燈透鏡固定在透鏡固定器上，并且調(diào)整車燈透鏡的中心位置使其中心線對正擺臂軸的軸線。
[0014]本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的另一種改進(jìn)的技術(shù)方案，其特征在于還包括用于測量太陽光強(qiáng)度的太陽光強(qiáng)度儀，太陽光強(qiáng)度儀的探頭固定在試件升降臺的邊緣部鄰接試件的位置，探頭的朝向平行于試件的法線方向。
[0015]本發(fā)明的另一個目的是提供一種使用上述車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的車燈透鏡光軸外焦斑觀測分析方法，本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0016]—種使用上述車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的車燈透鏡光軸外焦斑觀測分析方法，用于車燈透鏡前下方太陽光聚焦焦斑的觀測分析，其特征在于包括以下步驟:
[0017]S10:根據(jù)待進(jìn)行聚焦燒蝕分析測試的車燈周邊零件的材料及其表面處理，制備用于模擬該零件與車燈透鏡的形狀和位置關(guān)系的試件;將試件夾持在試件固定器上，使試件的待測試部位處于懸空狀態(tài)，以避免熱傳導(dǎo)影響測試分析結(jié)果；
[0018]S20:將待測試的車燈透鏡夾持在透鏡固定器上，透鏡固定器主體垂直于試件，車燈透鏡的光軸平行于試件；
[0019]S30:將車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的水平旋轉(zhuǎn)臺調(diào)整到水平狀態(tài)；
[0020]S40:轉(zhuǎn)動水平旋轉(zhuǎn)臺使車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置位于太陽光正對入射的方位，然后鎖緊水平旋轉(zhuǎn)臺并測量太陽光與地平線的夾角α;
[0021]S50:根據(jù)太陽光與地平線的夾角α轉(zhuǎn)動垂直擺臂并測量擺臂傾角β，使車燈透鏡的太陽光入射角γ =α+β符合聚焦觀測分析的要求，然后鎖緊垂直擺臂；
[0022]S60:調(diào)整試件固定器的高度，尋找太陽光通過車燈透鏡聚焦后投射在試件上的最小焦斑；測量試件與車燈透鏡之間縱向距離和焦斑與透鏡的前后距離，得到被測試車燈透鏡在太陽光入射角γ下的光軸外焦距和焦點(diǎn)位置；
[0023 ] S70:上下調(diào)整試件固定器的高度改變試件與車燈透鏡的相對高度，改變焦斑的大小和聚焦能量的大小，測量導(dǎo)致試件太陽光聚焦燒蝕的焦斑范圍；
[0024]S80:利用太陽光強(qiáng)度儀測量太陽光強(qiáng)度參數(shù)，用于車燈周邊零件的太陽光聚焦燒蝕的聚焦能量分析。
[0025]本發(fā)明的車燈透鏡光軸外焦斑觀測分析方法的一種改進(jìn)的技術(shù)方案，用于測量和觀測車燈透鏡背后的焦斑，其特征在于所述的步驟S20和S30之間還包括以下步驟:
[0026]S22:調(diào)整透鏡固定器的安裝方式，將透鏡固定器旋轉(zhuǎn)90度，使透鏡固定器主體平行于試件，車燈透鏡的光軸垂直于試件；
[0027]S24:調(diào)整試件固定器的固定位置，將試件移動到車燈透鏡的正后方的太陽光聚焦觀測區(qū)內(nèi)。
[0028]本發(fā)明的有益效果是:
[0029]1、本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置及其使用方法，利用水平旋轉(zhuǎn)臺和傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)帶動試件與車燈透鏡實現(xiàn)360°全方位旋轉(zhuǎn)，能夠在一天中任意有陽光的時間獲得期望的透鏡與太陽光的相對角度，聚焦觀測分析過程不受實際太陽高度的影響。
[0030]2、本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置及其使用方法，通過底座螺栓和氣泡水平儀快速調(diào)整儀器的初始擺放位置，可適應(yīng)不同臺面，避免擺放臺面的角度影響;通過水平旋轉(zhuǎn)臺和太陽光角度測量器調(diào)整儀器正對太陽光，聚焦觀測分析過程不需移動整個設(shè)備。
[0031]3、本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置及其使用方法，配置可調(diào)整安裝位置的透鏡固定器，可夾持不同形狀尺寸的透鏡，能夠滿足不同的聚焦觀測分析和測試的要求。
【附圖說明】
[0032]圖1為本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2為車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的太陽光角度測量器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖3為利用太陽光角度測量器調(diào)整太陽光入射方向的示意圖；
[0035]圖4為利用太陽光角度測量器測量太陽光與地平線的夾角的示意圖；
[0036]圖5為本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置處于初始位置的側(cè)視圖；
[0037]圖6為車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的試件升降臺處于降低位置的側(cè)視圖；
[0038]圖7為本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置處于后傾位置的側(cè)視圖；
[0039]圖8為本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置處于前傾位置的側(cè)視圖；
[0040]圖9為根據(jù)試件升降臺的旋轉(zhuǎn)角度確定太陽光入射角度的原理示意圖；
[0041]圖10為本發(fā)明之車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的透鏡固定器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖11為車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的透鏡固定器夾持透鏡狀態(tài)的示意圖；
[0043]圖12為利用本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置觀測透鏡背后焦斑的示意圖。
[0044]以上圖中的各部件的標(biāo)號:1_底座，2-底座螺栓，3-氣泡水平儀，4-太陽光角度測量器，41-指針，42-刻度條，43-刻槽，5-水平旋轉(zhuǎn)臺，6-試件升降臺，7-升降臺高度尺，8-高度調(diào)整旋鈕，9-透鏡固定器，10-固定支撐臂，11-垂直擺臂，12-擺臂傾角尺，13-擺臂軸，14-試件固定器，15-試件，17-焦斑位置測量尺，18-旋轉(zhuǎn)軸，20-太陽光強(qiáng)度儀，21-探頭，90-透鏡固定器主體，91 -車燈透鏡，92-透鏡固定器卡爪。
【具體實施方式】
[0045]為了能更好地理解本發(fā)明的上述技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實施例進(jìn)行進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0046]本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的一個實施例如圖1和圖12所示，包括可調(diào)水平的底座I，用于夾持車燈透鏡91的透鏡固定器9，以及用于固定試件15的試件固定器14;所述的底座I上設(shè)有可繞旋轉(zhuǎn)軸18旋轉(zhuǎn)的水平旋轉(zhuǎn)臺5和置于水平旋轉(zhuǎn)臺5中部的傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu);所述的傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由固定支撐臂10和垂直擺臂11連接構(gòu)成，固定支撐臂10固定連接在水平旋轉(zhuǎn)臺5上，垂直擺臂11通過擺臂軸13可旋轉(zhuǎn)地連接在固定支撐臂10上;所述的透鏡固定器9固定在垂直擺臂11上，車燈透鏡91的中心位于旋轉(zhuǎn)軸18和擺臂軸13的軸線交點(diǎn)處，通過轉(zhuǎn)動水平旋轉(zhuǎn)臺5和垂直擺臂11，能夠在一天中任意有陽光的時間獲得期望的透鏡與太陽光的相對角度，不受實際太陽高度的影響;所述的試件固定器14安裝在透鏡固定器9的下方的試件升降臺6上，所述的試件升降臺6固定安裝在垂直擺臂11上，用于調(diào)整試件15與車燈透鏡91之間的距離;所述的試件固定器14將試件15夾持固定在透鏡固定器9下方的太陽光聚焦觀測區(qū)內(nèi)。
[0047]在圖1和圖12所示的本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的實施例中，所述的試件升降臺6包括帶有高度調(diào)整旋鈕8的X型升降結(jié)構(gòu)和用于讀取試件15高度的升降臺高度尺7，通過調(diào)整試件固定器14的X型升降結(jié)構(gòu)支撐高度，改變試件15與車燈透鏡91之間的縱向距離，能夠?qū)μ柟饩劢菇拱唠S縱向距離的變化進(jìn)行觀測分析，參見圖5和圖6。
[0048]在圖1和圖12所示的本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的實施例中，所述的水平旋轉(zhuǎn)臺5上設(shè)有太陽光角度測量器4;所述的太陽光角度測量器4為前端配有指針41并帶有刻度條42和刻槽43的直尺，所述的指針41垂直于水平旋轉(zhuǎn)臺5，指針41軸線和刻槽43的中心線平行于傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的擺臂擺動面;所述的刻度條42是依據(jù)太陽光與地平線的夾角α和指針41的投影長度關(guān)系刻制的，當(dāng)轉(zhuǎn)動水平旋轉(zhuǎn)臺5使指針41的影子與刻槽43共線時，車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置位于太陽光正對入射的方位，指針41投影所指向的刻度條42對應(yīng)于太陽光與地平線的夾角α，參見圖2至圖4;所述的傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上設(shè)有擺臂傾角尺12，用于指示試件升降臺6繞擺臂軸13前后擺動的擺臂傾角β;所述試件升降臺6的邊部設(shè)有平行于試樣15的焦斑位置測量尺17，用于讀取太陽光聚焦焦斑與車燈透鏡91之間橫向距離;通過調(diào)整試件升降臺6繞擺臂軸13前后擺動的擺臂傾角β，改變車燈透鏡91的太陽光入射角γ，能夠?qū)嚐敉哥R91在不同太陽光入射角γ下的焦點(diǎn)位置進(jìn)行觀測分析;其中，車燈透鏡91的太陽光入射角γ依據(jù)公式γ =α+β計算獲得，參見圖7至9。
[0049]在圖1和圖12所示的本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的實施例中，所述的水平旋轉(zhuǎn)臺5上設(shè)有氣泡水平儀3，所述的底座I周邊配有3至4枚底座螺栓2;根據(jù)氣泡水平儀3的指示調(diào)節(jié)各底座螺栓2的支撐高度，使水平旋轉(zhuǎn)臺5處于水平狀態(tài)。
[0050]根據(jù)圖1和圖12所示的本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的實施例，所述的透鏡固定器9以雙工位固定方式連接在垂直擺臂11上，透鏡固定器主體90能夠鎖定在平行于試件15的第一工位或者垂直于試件15的第二工位。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的一個實施例，如圖10和圖11所示，所述的透鏡固定器9采用三卡爪自定心結(jié)構(gòu)，利用連接在環(huán)形透鏡固定器主體90上的3個彈性透鏡固定器卡爪92，將車燈透鏡91夾持在透鏡固定器9上，并且使車燈透鏡91的中心線自動對正擺臂軸13的軸線。
[0052]根據(jù)本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的另一個實施例，所述的透鏡固定器9為4卡爪調(diào)心結(jié)構(gòu)，用于夾持非正圓形的車燈透鏡(圖中未表示)；在所述的透鏡固定器主體90上設(shè)有環(huán)形滑槽和4個可沿環(huán)形滑槽移動并能夠鎖緊的透鏡固定器卡爪;通過分別調(diào)整4個透鏡固定器卡爪在環(huán)形滑槽上的鎖緊位置，能夠?qū)⒎钦龍A形的車燈透鏡固定在透鏡固定器上，并且調(diào)整車燈透鏡的中心位置使其中心線對正擺臂軸13的軸線。
[0053]在圖1和圖12所示的本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的實施例中，還包括用于測量太陽光強(qiáng)度的太陽光強(qiáng)度儀20，太陽光強(qiáng)度儀20的探頭21固定在試件升降臺6的邊緣部鄰接試件15的位置，探頭21的朝向平行于試件15的法線方向，以保證探頭21所接受的太陽光強(qiáng)度與太陽光聚焦觀測區(qū)的太陽光強(qiáng)度一致。
[0054]本發(fā)明的使用上述車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的車燈透鏡光軸外焦斑觀測分析方法的一個實施例，用于車燈透鏡前下方太陽光聚焦焦斑的觀測分析，包括以下步驟:
[0055]S10:根據(jù)待進(jìn)行聚焦燒蝕分析測試的車燈周邊零件的材料及其表面處理，制備用于模擬該零件與車燈透鏡91的形狀和位置關(guān)系的試件15;將試件15夾持在試件固定器14上，使試件的待測試部位處于懸空狀態(tài)，以避免熱傳導(dǎo)影響測試分析結(jié)果；
[0056]S20:將待測試的車燈透鏡91夾持在透鏡固定器9上，透鏡固定器主體90垂直于試件15，車燈透鏡91的光軸平行于試件15;
[0057]S30:根據(jù)氣泡水平儀3的指示調(diào)節(jié)3枚底座螺栓2的支撐高度，將車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的水平旋轉(zhuǎn)臺5調(diào)整到水平狀態(tài)；
[0058]S40:轉(zhuǎn)動水平旋轉(zhuǎn)臺5使太陽光角度測量器4之指針41的影子與刻槽43共線，使車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置位于太陽光正對入射的方位，然后鎖緊水平旋轉(zhuǎn)臺5;從刻度條42直接讀取太陽光與地平線的夾角α ；
[0059]S50:根據(jù)太陽光與地平線的夾角α繞擺臂軸13前后轉(zhuǎn)動垂直擺臂11，同時從擺臂傾角尺12讀取擺臂傾角β，直到車燈透鏡91的太陽光入射角γ =α+β符合聚焦觀測分析的要求，然后鎖緊垂直擺臂11;
[0060]S60:調(diào)整試件固定器14的高度，尋找太陽光通過車燈透鏡91聚焦后投射在試件15上的最小焦斑，借助升降臺高度尺7讀取試件15與車燈透鏡91之間縱向距離;然后利用焦斑位置測量尺17讀取焦斑與透鏡的前后距離，得到被測試車燈透鏡91在太陽光入射角γ下的光軸外焦距和焦點(diǎn)位置；
[0061]S70:通過調(diào)節(jié)高度調(diào)整旋鈕8上下調(diào)整試件固定器14的高度，改變試件15與車燈透鏡91的相對高度，改變焦斑的大小和聚焦能量的大小，測量導(dǎo)致試件太陽光聚焦燒蝕的焦斑范圍；
[0062]S80:利用固定在試件升降臺6上的探頭21測量太陽光的強(qiáng)度，通過太陽光強(qiáng)度儀20讀取太陽光強(qiáng)度參數(shù)，用于車燈周邊零件的太陽光聚焦燒蝕的聚焦能量分析。
[0063]根據(jù)上述車燈透鏡光軸外焦斑觀測分析方法的另一個實施例，用于測量和觀測車燈透鏡背后的太陽光聚焦的焦斑，所述的步驟S20和S30之間還包括以下步驟:
[0064]S22:調(diào)整透鏡固定器9的安裝方式，將透鏡固定器9旋轉(zhuǎn)90度，使透鏡固定器主體90平行于試件15，車燈透鏡91的光軸垂直于試件15;
[0065]S24:調(diào)整試件固定器14在試件升降臺6上的固定位置，將試件15移動到車燈透鏡的正后方的太陽光聚焦觀測區(qū)內(nèi)。
[0066]在本實施例中，當(dāng)車燈透鏡91的太陽光入射角γ調(diào)整到90°時，太陽光的入射方向于車燈透鏡91的光軸重合，因此，本發(fā)明的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置同樣也可以用于車燈透鏡光軸聚焦的焦斑觀測分析。
[0067]本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非用作為對本發(fā)明的限定，任何基于本發(fā)明的實質(zhì)精神對以上所述實施例所作的變化、變型，都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置，包括可調(diào)水平的底座，用于夾持車燈透鏡的透鏡固定器，以及用于固定試件的試件固定器，其特征在于:所述的底座上設(shè)有可繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的水平旋轉(zhuǎn)臺和置于水平旋轉(zhuǎn)臺中部的傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu);所述的傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由固定支撐臂和垂直擺臂連接構(gòu)成，固定支撐臂固定連接在水平旋轉(zhuǎn)臺上，垂直擺臂通過擺臂軸可旋轉(zhuǎn)地連接在固定支撐臂上;所述的透鏡固定器固定在垂直擺臂上，車燈透鏡的中心位于旋轉(zhuǎn)軸和擺臂軸的軸線交點(diǎn)處;所述的試件固定器安裝在透鏡固定器的下方的試件升降臺上，所述的試件升降臺固定安裝在垂直擺臂上，用于調(diào)整試件與車燈透鏡之間的距離;所述的試件固定器將試件夾持固定在透鏡固定器下方的太陽光聚焦觀測區(qū)內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置，其特征在于所述的試件升降臺包括帶有高度調(diào)整旋鈕的X型升降結(jié)構(gòu)和用于讀取試件高度的升降臺高度尺，通過調(diào)整試件固定器的X型升降結(jié)構(gòu)支撐高度，改變試件與車燈透鏡之間的縱向距離，能夠?qū)μ柟饩劢菇拱唠S縱向距離的變化進(jìn)行觀測分析。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置，其特征在于所述的水平旋轉(zhuǎn)臺上設(shè)有太陽光角度測量器;所述的太陽光角度測量器為前端裝配有指針并帶有刻度條和刻槽的直尺，所述的指針垂直于水平旋轉(zhuǎn)臺，指針軸線和刻槽的中心線平行于所述傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的擺臂擺動面；當(dāng)轉(zhuǎn)動水平旋轉(zhuǎn)臺使指針的影子與刻槽共線時，車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置位于太陽光正對入射的方位，指針投影所指向的刻度條對應(yīng)于太陽光與地平線的夾角α;所述的傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上設(shè)有擺臂傾角尺，用于指示試件升降臺繞擺臂軸前后擺動的擺臂傾角β;所述試件升降臺的邊部設(shè)有平行于試樣的焦斑位置測量尺，用于讀取太陽光聚焦焦斑與車燈透鏡之間橫向距離;通過調(diào)整試件升降臺繞擺臂軸前后擺動的擺臂傾角β，改變車燈透鏡的太陽光入射角γ，能夠?qū)嚐敉哥R在不同太陽光入射角γ下的焦點(diǎn)位置進(jìn)行觀測分析;其中，車燈透鏡的太陽光入射角γ依據(jù)公式γ =α+β計算獲得。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置，其特征在于所述的底座周邊配有3至4枚底座螺栓，所述的水平旋轉(zhuǎn)臺上設(shè)有氣泡水平儀;根據(jù)氣泡水平儀的指示調(diào)節(jié)各底座螺栓的支撐高度，使水平旋轉(zhuǎn)臺處于水平狀態(tài)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置，其特征在于所述的透鏡固定器以雙工位固定方式連接在垂直擺臂上，透鏡固定器主體90能夠鎖定在平行于試件15的第一工位或者垂直于試件15的第二工位。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置，其特征在于所述的透鏡固定器采用三卡爪自定心結(jié)構(gòu)，利用連接在環(huán)形透鏡固定器主體上的3個彈性透鏡固定器卡爪，將車燈透鏡夾持在透鏡固定器上，并且使車燈透鏡的中心線自動對正擺臂軸的軸線。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置，其特征在于所述的透鏡固定器為4卡爪調(diào)心結(jié)構(gòu)，用于夾持非正圓形的車燈透鏡;在所述的透鏡固定器主體上設(shè)有環(huán)形滑槽和4個可沿環(huán)形滑槽移動并能夠鎖緊的透鏡固定器卡爪;通過分別調(diào)整4個透鏡固定器卡爪在環(huán)形滑槽上的鎖緊位置，能夠?qū)⒎钦龍A形的車燈透鏡固定在透鏡固定器上，并且調(diào)整車燈透鏡的中心位置使其中心線對正擺臂軸的軸線。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置，其特征在于還包括用于測量太陽光強(qiáng)度的太陽光強(qiáng)度儀，太陽光強(qiáng)度儀的探頭固定在試件升降臺的邊緣部鄰接試件的位置，探頭的朝向平行于試件的法線方向。9.一種使用權(quán)利要求1所述的車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的車燈透鏡光軸外焦斑觀測分析方法，用于車燈透鏡前下方太陽光聚焦焦斑的觀測分析，其特征在于包括以下步驟: SlO:根據(jù)待進(jìn)行聚焦燒蝕分析測試的車燈周邊零件的材料及其表面處理，制備用于模擬該零件與車燈透鏡的形狀和位置關(guān)系的試件;將試件夾持在試件固定器上，使試件的待測試部位處于懸空狀態(tài)，以避免熱傳導(dǎo)影響測試分析結(jié)果； S20:將待測試的車燈透鏡夾持在透鏡固定器上，透鏡固定器主體垂直于試件，車燈透鏡的光軸平行于試件； S30:將車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置的水平旋轉(zhuǎn)臺調(diào)整到水平狀態(tài)； S40:轉(zhuǎn)動水平旋轉(zhuǎn)臺使車燈透鏡太陽光聚焦分析裝置位于太陽光正對入射的方位，然后鎖緊水平旋轉(zhuǎn)臺并測量太陽光與地平線的夾角α; S50:根據(jù)太陽光與地平線的夾角α轉(zhuǎn)動垂直擺臂并測量擺臂傾角β，使車燈透鏡的太陽光入射角γ =α+β符合聚焦觀測分析的要求，然后鎖緊垂直擺臂； S60:調(diào)整試件固定器的高度，尋找太陽光通過車燈透鏡聚焦后投射在試件上的最小焦斑;測量試件與車燈透鏡之間縱向距離和焦斑與透鏡的前后距離，得到被測試車燈透鏡在太陽光入射角γ下的光軸外焦距和焦點(diǎn)位置； S70:上下調(diào)整試件固定器的高度改變試件與車燈透鏡的相對高度，改變焦斑的大小和聚焦能量的大小，測量導(dǎo)致試件太陽光聚焦燒蝕的焦斑范圍； S80:利用太陽光強(qiáng)度儀測量太陽光強(qiáng)度參數(shù)，用于車燈周邊零件的太陽光聚焦燒蝕的聚焦能量分析。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的車燈透鏡光軸外焦斑觀測分析方法，用于測量和觀測車燈透鏡背后的太陽光聚焦的焦斑，其特征在于所述的步驟S20和S30之間還包括以下步驟: S22:調(diào)整透鏡固定器的安裝方式，將透鏡固定器旋轉(zhuǎn)90度，使透鏡固定器主體平行于試件，車燈透鏡的光軸垂直于試件； S24:調(diào)整試件固定器的固定位置，將試件移動到車燈透鏡的正后方的太陽光聚焦觀測區(qū)內(nèi)。
【文檔編號】G01M11/02GK105842145SQ201610264609
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】陳明敏, 周誦杰
【申請人】上海小糸車燈有限公司