CN102680333B - 灯具测试装置、测试框架及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种灯具测试装置、测试框架及测试方法，其测试框架包括框体及安装支架；所述框体呈长方体且具有容纳待检测灯具的收容腔，所述框体的至少一个侧面的对角顶点之间设有加强筋。所述安装支架设于所述框体一侧面的相互平行的两个棱之间，用于固定连接所述待检测灯具。安装支架的设置能够将冲击能量传递到灯具的支架及灯具本身，对灯具的支架及灯具本身的抗冲击能力进行了测试。加强筋、加强板、包角加强件等灯具冲击测试框架的特殊的结构设计能够做到在保证抗冲击强度的情况下减少了材料的消耗，从而降低了生产的成本。

Description

灯具测试装置、测试框架及测试方法

【技术领域】

本发明涉及一种灯具测试装置、测试框架及测试方法。

【背景技术】

目前，灯具越来越多地应用在油田转井架、天车、船舶轮机舱等军用民用高冲击场所，因此安装在此类场所的灯具必须经过严谨的冲击测试，以确保灯具能够在高冲击场所中正常工作。

传统的冲击测试装置有三种，落锤冲击测试装置、大型振动测试装置及自由跌落测试装置。

落锤冲击测试装置只能冲击灯具的透明件，外壳等局部位置，而支架一般位于较为隐蔽的位置或面积较小，不能通过落锤冲击测试检验出支架的抗冲击能力。

大型振动测试装置检测面广，但无法模拟300×9.8牛/千克以上的高强度瞬间冲击效果。

自由跌落测试装置目前被广泛地应用在包装物跌落测试中，但其冲击值不能超过100×9.8牛/千克。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种既能承受高冲击强度又能整体检测灯具的灯具冲击测试框架。

一种灯具冲击测试框架，包括框体及安装支架。所述框体呈长方体且具有容纳待检测灯具的收容腔，所述框体的至少一个侧面的对角顶点之间设有加强筋。所述安装支架设于所述框体一侧面的相互平行的两个棱之间，用于固定连接所述待检测灯具。

在优选的实施方式中，所述加强筋相交且交叉点处设有加强板。

在优选的实施方式中，所述安装支架跨接的两个平行棱上设置有导轨槽，所述安装支架卡接于所述导轨槽内且由紧固件固定连接。

在优选的实施方式中，所述框体的至少一个顶角上设置有包裹所述顶角的包角加强件，所述包角加强件上设置吊环。

上述测试框架通过使用棱作为灯具冲击测试框架的边及安装支架的设置，能够有效地分散冲击力，因而能承受高冲击强度，提供高冲击强度的测试。安装支架的设置能够将冲击能量传递到灯具的支架及灯具本身，对灯具的支架及灯具本身的抗冲击能力进行了测试。加强筋、加强板、包角加强件等灯具冲击测试框架的特殊的结构设计能够做到在保证抗冲击强度的情况下减少了材料的消耗，从而降低了生产的成本。

此外，还有必要提供一种灯具冲击测试装置。

一种灯具冲击测试装置，用于检测灯具的耐冲击强度，所述灯具具有支架，其特征在于，包括框体、安装支架及金属底板，所述框体呈长方体且具有容纳待检测灯具的收容腔，所述框体的至少一个侧面的对角顶点之间设有加强筋。所述安装支架设于所述框体一侧面的相互平行的两个棱之间，用于固定连接所述待检测灯具，所述金属底板位于所述框体自由落下的位置。

在优选的实施方式中，所述框体的至少一个顶角上设置有包裹所述顶角的包角加强件，所述包角加强件上设置吊环。

在优选的实施方式中，还包括索具，所述索具穿过所述吊环。

在优选的实施方式中，所述加强筋相交且交叉点处设有加强板。

上述灯具冲击测试装置通过使用棱作为灯具冲击测试框架的边及安装支架的设置，能够有效地分散冲击力，因而能承受高冲击强度，提供高冲击强度的测试。安装支架的设置能够将冲击能量传递到灯具的支架及灯具本身，对灯具的支架及灯具本身的抗冲击能力进行了测试。金属底板为刚性的结构，能够减少接触面的形变量，在同样的高度的情况下，能够提供更高的冲击力。加强筋、加强板、包角加强件等灯具冲击测试框架的特殊的结构设计能够做到在保证抗冲击强度的情况下减少了材料的消耗，从而降低了生产的成本。

此外，还有必要提供一种灯具冲击测试方法。

一种灯具冲击测试方法，包括如下步骤：将灯具冲击测试框架提升到一定的高度；使所述灯具冲击测试框架以第一面朝下的方式做自由落体运动，冲击完毕后，检查灯具的完好性，如果不完好，则所述灯具不合格；再次将所述灯具冲击测试框架提升到一定的高度；使所述灯具冲击测试框架以第二面朝下的方式做自由落体运动，冲击完毕后，检查所述灯具的完好性，如果所述灯具不完好，则所述灯具不合格，如果所述灯具完好，则所述灯具合格。

在优选的实施方式中，所述灯具冲击测试框架包括框体及安装支架，所述框体呈长方体且具有容纳待检测灯具的收容腔，所述框体的至少一个侧面的对角顶点之间设有加强筋，所述安装支架设于所述框体一侧面的相互平行的两个棱之间，用于固定连接所述待检测灯具。

上述灯具冲击测试方法可以第一面朝下或第二面朝下的方式进行冲击测试，因而可实现多角度测试灯具的抗冲击能力。

【附图说明】

图1为一实施例的灯具冲击测试框架的立体图；

图2为图1所示的灯具冲击测试框架的正视图；

图3为图2所示的灯具冲击测试框架沿A-A方向的剖视图；

图4为一实施例的灯具冲击测试装置；

图5为一实施例的灯具冲击测试方法的流程图；

图6为ANSYS12.1进行模拟分析得到的时间-应力模拟图。

【具体实施方式】

下面结合附图和具体的实施方式进行说明。

如图1至图3所示，一种灯具冲击测试框架100，包括框体190、安装支架110、包角加强件120、加强筋130及加强板140。

框体190大致为长方体(在此“长方体”包括“正方体”)，具有收纳灯具200的收容腔。框体190包括固定相连12条棱。具体在本实施例中，棱由金属条制成。框体190的至少一个侧面的对角顶点之间设有加强筋130。安装支架110设于框体190的一个侧面上的相互平行的两个棱之间。

由于框体190为正方体，因此，框体190可从不同侧面坠落，从而从不同方向检测灯具200的耐冲击强度。

安装支架110设于框体190的至少一个面上，且其用于安装灯具200。安装支架110可以为长条形或“C”形或“L”形。具体在本实施例中，安装支架110跨接的两个平行棱上设置有导轨槽(图未示)，安装支架110卡接于导轨槽内且由紧固件(图未示)连接，以使安装支架110相对于两个平行棱可滑动。由于可安装支架110可相对于两个平行棱滑动，以随意调节安装支架110在平行棱上的位置，从而调节框体190内待测灯具200的收容腔的空间大小，用于适配不同大小的灯具。

当安装支架110为长条形或“L”形时，安装支架110的两端分别与框体190一个面上的两个相对的棱的中部固定连接。当安装支架110为“C”形时，安装支架110的一端与框体190的其中一个棱固定连接，另一端与同一棱或与相邻的棱固定连接。在优选的实施方式中，安装支架110的材料为Q345钢。由于支架210的一端连接到灯具200上，另一端连接到安装支架110上，冲击时，安装支架110把冲击能量通过安装支架110传到支架210上，支架210再把能量传到灯具200上。

包角加强件120由三块等腰直角三角形状的金属片，以直角顶点相接，直角边两两相连，三块金属片之间两两垂直的方式连接而成。包角加强件120设置于灯具冲击测试框架100至少一个顶角上。在优选的实施方式中，包角加强件120设置于框体190的每个顶角上。包角加强件120的每块金属片上都开设了安装吊环150的吊环安装孔122，因而，可按需要选择一个方向上的吊环安装孔122来安装吊环150。在优选的实施方式中，包角加强件120的材料为Q345钢。冲击时，包角加强件120加固了框体190的棱之间的连接处(顶角)的强度，防止在瞬间的高强度冲击下，灯具冲击测试框架100从连接处(顶角)散开。

加强筋130为长条状。具体在本实施例中，加强筋130为多个，框体190的每一个侧面的对角顶点之间均设有加强筋130。在优选的实施方式中，加强筋130设置于每个面的两条对角线上。冲击时，加强筋130分担了框体190的棱的冲击应力，减少了棱的形变量，延长了灯具冲击测试框架100的使用寿命。在优选的实施方式中，加强筋130的材料为Q345钢。

加强板140为正方形或圆形等具有对称性形状。加强板140设置于框体190的至少一个面上的对角线的交叉点处的加强筋130上，加强板140的中心与框体190一个面上的对角线的交叉点重合。在优选的实施方式中，加强板140的材料为Q345钢。冲击时，对角线的交叉点处的形变量最大，加强板140的设置能够防止加强筋130从交叉点处断裂。

工作时，将索具160，如绳索、钢丝等穿过吊环150，从而通过索具160将灯具冲击测试框架100提到指定的高度，松开索具，使灯具冲击测试框架100做自由落体运动，灯具冲击测试框架100接触地面时，冲击能量通过接触面向安装支架110传递，安装支架110把冲击能量通过安装支架110传到支架210上，支架210再把能量传到灯具200上。然后，将吊环150换到另一个方向进行安装，使冲击测试框架100从另一个方向吊起，重复上面的操作，即可从多个方向进行冲击，以检测灯具200的质量。如果支架210断裂或者灯具200破碎，说明灯具200的质量不合格；反之，如果支架210及灯具200完好无损，说明灯具200的质量合格。

上述测试框架通过使用棱作为灯具冲击测试框架的边及安装支架的设置，能够有效地分散冲击力，因而能承受高冲击强度，提供高冲击强度的测试。安装支架的设置能够将冲击能量传递到灯具的支架及灯具本身，对灯具的支架及灯具本身的抗冲击能力进行了测试。因而有效地解决了灯具冲击测试准确性问题，能够可靠地测量灯具的抗冲击使用寿命，避免了灯具损坏而带来的经济损失。测试框架使用方便，不受试验场地和条件的限制，可以模拟高振动、高冲击等极端恶劣的环境。安装支架的设置能够适合多种大小不同的灯具的各种安装方式，测试寿命可达10000次。而且，通过吊环安装孔的配合可实现三个方向的冲击测试。

加强筋、加强板、包角加强件等灯具冲击测试框架的特殊的结构设计能够做到在保证抗冲击强度的情况下减少了材料的消耗，从而降低了生产的成本。

此外，还有必要提供一种灯具冲击测试装置。

如图1至图4所示，一种灯具冲击测试装置，包括框体190、安装支架110、包角加强件120、加强筋130及加强板140。金属底板300位于灯具冲击测试框架100自由落下的方向。

框体190大致为正方体，其包括固定相连12根棱形成。由于框体190为正方体，因此，框体190可从不同侧面坠落，从而从不同方向检测灯具200的耐冲击强度。

安装支架110设于框体190的至少一个面上，且其用于安装灯具200。安装支架110可以为长条形或“C”形或“L”形。具体在本实施例中，安装支架110跨接的两个平行棱上设置有导轨槽(图未示)，安装支架110卡接于导轨槽内且由紧固件(图未示)连接，以使安装支架110相对于两个平行棱可滑动。由于可安装支架110可相对于两个平行棱滑动，以随意调节安装支架110在平行棱上的位置，从而调节框体190内待测灯具收容腔的空间大小，用于适配不同大小的灯具。

当安装支架110为长条形或“L”形时，安装支架110的两端分别与框体190一个面上的两个相对的棱的中部固定连接。当安装支架110为“C”形时，安装支架110的一端与框体190的其中一个棱固定连接，另一端与同一棱或与相邻的棱固定连接。在优选的实施方式中，安装支架110的材料为Q345钢。由于支架210的一端连接到灯具200上，另一端连接到安装支架110上，冲击时，安装支架110把冲击能量通过安装支架110传到支架210上，支架210再把能量传到灯具200上。

包角加强件120由三块等腰直角三角形状的金属片，以直角顶点相接，直角边两两相连，三块金属片之间两两垂直的方式连接而成。包角加强件120设置于灯具冲击测试框架100至少一个顶角上。在优选的实施方式中，包角加强件120设置于框体190的每个顶角上。包角加强件120的每块金属片上都开设了安装吊环150的吊环安装孔122，因而，可按需要选择一个方向上的吊环安装孔122来安装吊环150。在优选的实施方式中，包角加强件120的材料为Q345钢。冲击时，包角加强件120加固了框体190的棱之间的连接处(顶角)的强度，防止在瞬间的高强度冲击下，灯具冲击测试框架100从连接处(顶角)散开。

加强筋130为长条状。具体在本实施例中，加强筋130为多个，框体190的每个一个侧面的对角顶点之间均设有加强筋130。在优选的实施方式中，加强筋130设置于每个面的两条对角线上。冲击时，加强筋130分担了框体190的棱的冲击应力，减少了棱的形变量，延长了灯具冲击测试框架100的使用寿命。在优选的实施方式中，加强筋130的材料为Q345钢。

加强板140为正方形或圆形等具有对称性形状。加强板140设置于框体190的至少一个面上的对角线的交叉点处的加强筋130上，加强板140的中心与框体190一个面上的对角线的交叉点重合。在优选的实施方式中，加强板140的材料为Q345钢。冲击时，对角线的交叉点处的形变量最大，加强板140的设置能够防止加强筋130从交叉点处断裂。

金属底板300为块状。金属底板300的受冲击面平整，以保证灯具冲击测试框架100下落冲击时受力均匀。金属底板300的设置可以保护地面不受破坏，同时，金属底板300为刚性的，受冲击时，变形量小，根据公式mv＝ft，其中，m为灯具冲击测试框架100及灯具200的质量，v为灯具冲击测试框架100接触金属底板300时的速度，f为冲击测试框架100所受到的冲击力，t为金属底板300恢复弹性形变的时间。金属底板300的形变量越小，在同样的高度下，给灯具冲击测试框架100提供的冲击力越大。

工作时，将索具160，如绳索、钢丝等穿过吊环150，从而通过索具160将灯具冲击测试框架100提到指定的高度，松开索具，使灯具冲击测试框架100做自由落体运动，灯具冲击测试框架100接触金属底板300时，冲击能量通过接触面向安装支架110传递，安装支架110把冲击能量通过安装支架110传到支架210上，支架210再把能量传到灯具200上。然后，将吊环150换到另一个方向进行安装，使冲击测试框架100从另一个方向吊起，重复上面的操作，即可从多个方向进行冲击，以检测灯具200的质量。如果支架210断裂或者灯具200破碎，说明灯具200的质量不合格；反之，如果支架210及灯具200完好无损，说明灯具200的质量合格。

上述灯具冲击测试装置通过使用棱作为灯具冲击测试框架的边及安装支架的设置，能够有效地分散冲击力，因而能承受高冲击强度，提供高冲击强度的测试。安装支架的设置能够将冲击能量传递到灯具的支架及灯具本身，对灯具的支架及灯具本身的抗冲击能力进行了测试。金属底板为刚性的结构，能够减少接触面的形变量，在同样的高度的情况下，能够提供更高的冲击力。因而有效地解决了灯具冲击测试准确性问题，能够可靠地测量灯具的抗冲击使用寿命，避免了灯具损坏而带来的经济损失。测试框架使用方便，不受试验场地和条件的限制，可以模拟高振动、高冲击等极端恶劣的环境。安装支架的设置能够适合多种大小不同的灯具的各种安装方式，测试寿命可达10000次。而且，通过吊环安装孔的配合可实现三个方向的冲击测试。

加强筋、加强板、包角加强件等灯具冲击测试框架的特殊的结构设计能够做到在保证抗冲击强度的情况下减少了材料的消耗，从而降低了生产的成本。

如图5所示，一种灯具冲击测试方法，包括如下步骤：

步骤S301，将灯具冲击测试框架提升到一定的高度。灯具冲击测试框架用于检测灯具的耐冲击强度，包括框体及安装支架，框体呈长方体且具有容纳待检测灯具的收容腔，框体的至少一个侧面的对角顶点之间设有加强筋。安装支架设于所述框体一侧面的相互平行的两个棱之间，用于固定连接所述待检测灯具。可通过机械或人工的方式将灯具冲击测试框架提高到一定的高度，使灯具冲击测试框架具有机械能。

步骤S302，灯具冲击测试框架以第一面朝下的方式做自由落体运动，冲击完毕后，检查灯具的完好性，如果不完好，则灯具不合格。灯具冲击测试框架上升至一定的高度后，使其做自由落体运动，冲击面对灯具冲击测试框架产生冲击力，并把冲击能量传递给灯具。如果此时灯具破裂，说明该灯具不合格。

步骤S303，再次将灯具冲击测试框架提升到一定的高度。单向测试只能检测一个方向的灯具抗冲击能力，为了检测灯具多方向的抗冲击能力，可通过机械或人工的方式将灯具冲击测试框架以第二面朝下的方式提升至同样的高度。

步骤S304，将所述灯具冲击测试框架以第二面朝下的方式做自由落体运动，冲击完毕后，检查灯具的完好性，如果灯具不完好，则灯具不合格，如果灯具完好，则灯具合格。使灯具冲击测试框架做自由落体运动，冲击面对灯具冲击测试框架产生冲击力，并把冲击能量传递给灯具。如果此时灯具破裂，说明该灯具不合格，若灯具完好无损，则说明该灯具合格。为了实现多角度的测试，还可以以更多的面朝下进行冲击。

上述灯具冲击测试方法可以第一面朝下或第二面朝下的方式进行冲击测试，因而可实现多角度测试灯具的抗冲击能力。

下面以具体实施例来详细说明。

假设灯具冲击测试框架从1米高的地方下落，接触金属底板时的速度为4.5米/秒，为测试要求的一倍。通过应用软件为ANSYS12.1进行模拟分析，加强板及与加强板附近的加强筋形变量较大，安装支架所在面的棱的形变量较小，而与金属底板接触的面的棱的形变量最小。最大形变量为1.025毫米。因此，灯具冲击测试框架100形变量较小，能较好地承受冲击力。

如图6所示，假设灯具冲击测试框架从1米高的地方下落，接触金属底板时的速度为4.5米/秒，为测试要求的一倍。通过应用软件为ANSYS12.1进行模拟分析，得到时间-应力模拟图，横坐标为时间，纵坐标为应力大小。从图6中可得知，接触时间为2毫秒时，应力峰值为248兆帕斯卡。说明金属底板为刚性的结构，能够减少接触面的形变量，在同样的高度的情况下，能够提供更高的冲击力。

假设灯具冲击测试框架从1米高的地方下落，接触金属底板时的速度为4.5米/秒，为测试要求的一倍。通过应用软件为ANSYS12.1进行模拟分析，弹性破坏接触瞬间加速度在接近金属底板的半部大于远离金属底板的半部，最大弹性破坏接触瞬间加速度为27000×9.8牛/千克。

假设灯具冲击测试框架从1米高的地方下落，接触金属底板时的速度为4.5米/秒，为测试要求的一倍。通过应用软件为ANSYS12.1进行模拟分析，冲击应力在接近金属底板的半部大于远离金属底板的半部，应力峰值为248兆帕斯卡，而采用Q345钢的最小屈服应力为250兆帕斯卡。因此，该灯具冲击测试框架能够很好地经受从1米高的地方落下的冲击。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种灯具冲击测试框架，其特征在于，包括：

框体，包括固定相连12条棱，呈长方体且具有容纳待检测灯具的收容腔；所述框体的至少一个侧面的对角顶点之间设有加强筋，所述加强筋相交且交叉点处设有加强板，所述加强板的中心与所述框体一个面上的对角线的交叉点重合；及

安装支架，设于所述框体一侧面的相互平行的两个棱之间，用于固定连接所述待检测灯具；

其中，所述框体的每个顶角上设置有包裹所述顶角的包角加强件，所述包角加强件包括由三块等腰直角三角形状的金属片，以直角顶点相连，直角边两两相连，三块金属片之间两两垂直的方式连接而成，且所述包角加强件的每块金属片上都开设了安装吊环的吊环安装孔，所述框体的至少一侧面的所述吊环安装孔安装有吊环；

所述安装支架跨接的两个平行棱上设置有导轨槽，所述安装支架卡接于所述导轨槽内且由紧固件固定连接，以使所述安装支架相对于两个平行棱可滑动；

所述安装支架为长条形。

2.一种灯具冲击测试装置，用于检测待检测灯具的耐冲击强度，其特征在于，包括：

框体，包括固定相连12条棱，呈长方体且具有容纳所述待检测灯具的收容腔；所述框体的至少一个侧面的对角顶点之间设有加强筋，所述加强筋相交且交叉点处设有加强板，所述加强板的中心与所述框体一个面上的对角线的交叉点重合，所述框体的每个顶角上设置有包裹所述顶角的包角加强件，所述包角加强件包括由三块等腰直角三角形状的金属片，以直角顶点相连，直角边两两相连，三块金属片之间两两垂直的方式连接而成，且所述包角加强件的每块金属片上都开设了安装吊环的吊环安装孔，所述框体的至少一侧面的所述吊环安装孔安装有吊环；

安装支架，设于所述框体一侧面的相互平行的两个棱之间，用于固定连接所述待检测灯具，所述安装支架跨接的两个平行棱上设置有导轨槽，所述安装支架卡接于所述导轨槽内且由紧固件固定连接，以使所述安装支架相对于两个平行棱可滑动，所述安装支架为长条形；及

金属底板，位于所述框体自由落下的位置。

3.根据权利要求2所述的灯具冲击测试装置，其特征在于，还包括索具，所述索具穿过所述吊环。

4.一种灯具冲击测试方法，包括如下步骤：

提供如权利要求1所述的灯具冲击测试框架，将灯具冲击测试框架提升到一定的高度；

使所述灯具冲击测试框架以第一面朝下的方式做自由落体运动，冲击完毕后，检查灯具的完好性，如果不完好，则所述灯具不合格；

再次将所述灯具冲击测试框架提升到一定的高度；及

使所述灯具冲击测试框架以第二面朝下的方式做自由落体运动，冲击完毕后，检查所述灯具的完好性，如果所述灯具不完好，则所述灯具不合格，如果所述灯具完好，则所述灯具合格。