CN207456747U - 一种车灯透镜太阳光聚焦点检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于车灯检测技术领域，具体涉及一种车灯透镜太阳光聚焦点检测装置，其包括底座，底座上转动连接有水平旋转台，水平旋转台上设有透镜调节机构和样件调节机构，透镜调节机构包括第一支架和第一精密旋转台，第一支架固定于水平旋转台上，第一精密旋转台的转动部上安装有夹持器；样件调节机构包括升降台和第二精密旋转台，第二精密旋转台的台座固定于升降台上，第二精密旋转台的转动部上固定有固定板。本实用新型的有益效果是：可测算反射和折射焦点的位置，测算精准，便于分析得出能防止透镜烧灼灯具材料的安全距离；热成像仪测试反射焦点和折射焦点后可以得到精确且唯一的温度数值。

Description

一种车灯透镜太阳光聚焦点检测装置

技术领域

本实用新型属于车灯检测技术领域，具体涉及一种车灯透镜太阳光聚焦点检测装置。

背景技术

随着汽车灯具技术的日新月异，相较于传统灯具，透镜的光形是最标准的，具有明显的明暗截止线，且亮度均匀、穿透力强、光线散失小等优点，透镜模组被越来越多的车型使用。然而，在灯具使用过程中，发现有的灯具出现透镜周边部件烧蚀的现象，经研究发现，汽车停在某些角度时，太阳光经过透镜折射和反射后，在部件上或者部件周围形成一个焦斑，导致温度集中，烧蚀部件，从而对车厂和车灯生产商造成不可估量的损失。

中国实用新型专利“一种车灯透镜太阳光聚焦分析装置及其使用方法”(申请公布号：CN 105842145 A)，公开了一种太阳光焦点的测试方法，通过倾角调节机构和升降台调节透镜角度以及试件和透镜之间的距离，从而捕捉到太阳光聚焦斑从而进行分析。但是，当太阳入射角为一定的角度时，光线经过透镜反射折射后会同时在透镜前后位置形成两个焦点，而该专利的技术方案仅能用于测算反射焦斑的位置；同时，该方法样件捕捉到的焦斑为椭圆形，无法找到真正的焦点，因此不能得到防止透镜烧灼灯具材料的安全距离；另外，热成像仪测试不同大小的焦斑时会测得所对应不同的温度，不利于样件的材料和表面处理工艺的选择，最后，受天气影响，当太阳光线不足或者没有光线时，该实用新型无法进行试验分析。因此，上述测试方法并不能很好的对透镜太阳光聚焦点进行有效的分析。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术存在仅能测算反射焦斑的位置；只能捕捉到的焦斑为椭圆形，无法找到真正的焦点；不能得到防止透镜烧灼灯具材料的安全距离的缺陷，提供一种可测算反射和折射焦点的位置，测算精准，便于分析得出能防止透镜烧灼灯具材料的安全距离的车灯透镜太阳光聚焦点检测装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种车灯透镜太阳光聚焦点检测装置，其包括底座，底座上转动连接有水平旋转台，水平旋转台上设有透镜调节机构和样件调节机构，透镜调节机构包括第一支架和第一精密旋转台，第一支架固定于水平旋转台的水平台面上，第一精密旋转台的台座固定于第一支架一侧，第一精密旋转台的转动部上安装有用于夹持透镜的夹持器，透镜的转动轨迹为一个球面，且转动中心线与水平旋转台的水平台面平行；样件调节机构包括升降台和第二精密旋转台，升降台的升降方向垂直于水平旋转台上，第二精密旋转台的台座固定于升降台上，第二精密旋转台的转动部上固定有用于固定样件的固定板，样件的转动轨迹为一个圆柱面，样件的转动中心线与透镜的转动中心线平行设置，样件的中心点和透镜的中心点位于同一平面上。

首先，将本实用新型的车灯透镜太阳光聚焦点检测装置置于室外，安装透镜和样件，透镜竖直设置，样件的板面水平设置；接着，测量太阳光线和水平面的夹角α，此时可根据测量仪器测得；然后在太阳光线和水平面的夹角为α的情况下，测量反射焦点和折射焦点的位置。

测量反射焦点的位置时，首先通过调节升降台来调节样件高度，找到太阳光经过透镜反射聚焦后在样件上形成的最小焦斑；若此时，该焦斑为椭圆形，调节样件调节机构的第二精密旋转台，使得焦斑变为圆形；再通过微调升降台，最终在样件上得到一个反射焦点，测量出透镜的转动中心线高度h1，样件的转动中心线高度h2，样件旋转角度θ1，透镜和样件的转动中心线的水平距离为h3，反射焦点到样件的转动中心线距离是h4，则透镜中心点到透镜前方的样件上的反射焦点的距离为：

接着测量折射焦点的位置时，将透镜反装在夹持器上，将水平旋转台旋转180°，通过调节升降台来调节样件高度，找到太阳光经过透镜折射聚焦后在样件上形成的最小焦斑；若此时，该焦斑为椭圆形，调节样件调节机构的第二精密旋转台，使得焦斑变为圆形；再通过微调升降台，最终在样件上得到一个折射焦点，测量出透镜的转动中心线高度h5，样件的转动中心线高度h6，样件旋转角度θ2，透镜和样件的转动中心线的水平距离为h7，折射焦点到样件的转动中心线距离是h8，测试出透镜后方的样件上的折射焦点到透镜中心点的距离为：

随着太阳光线和水平面的夹角α改变，d1和d2也会发生相应的改变。因此，本实用新型的车灯透镜太阳光聚焦点检测装置可以测得在不同太阳光线和水平面的夹角α下，所对应的反射焦点和折射焦点的位置。

其中，样件的被射面上以样件的转动中心线两侧设置相应的刻度，以测量h4或h8；第二精密旋转台的台座设置量角尺，以测测量θ1或θ2；h1和h5为一个相等的固定值，可预先测量得出；h3和h7为另一个相等的固定值，也可预先测量得出；第一支架一侧也可以竖直设置有直尺，以测量h2和h6。

本实用新型的车灯透镜太阳光聚焦点检测装置测算反射焦点和折射焦点的位置十分方便，测算精准，以利于产品验证和质检，便于分析得出不同的太阳光线和水平面的夹角α下，相应的能防止透镜烧灼灯具材料的安全距离；并且热成像仪测试反射焦点和折射焦点后可以得到精确且唯一的温度数值，以利于样件的材料和表面处理工艺的选择，避免高温对材料产生损伤；因此本实用新型的车灯透镜太阳光聚焦点检测装置可以准确地对透镜太阳光聚焦点进行有效的分析。

具体地，升降台的台面上垂直固定有第二支架，第二精密旋转台的台座固定于第二支架上，安装牢固，且便于第二精密旋转台的转动部有足够的转动空间。

具体地，第二精密旋转台的转动部上固定有支撑臂，支撑臂上安装有太阳能功率表探头，太阳能功率表探头的信号连接至太阳能功率表；通过第一精密旋转台，使太阳能功率表探头的法线方向与太阳光线重合，测得最高太阳功率，不同的太阳功率和太阳光线和水平面的夹角α，有利于后续选择样件的材料和表处工艺。

进一步地，水平旋转台上设有圆形气泡水平仪，底座的外缘上均布且螺纹连接有多个用于支撑车灯透镜太阳光聚焦点检测装置的螺栓柱脚。根据圆形气泡水平仪X、Y方向的指示调节安装在底座边缘的螺栓柱脚，使底座达到水平状态，操作方便，调整精确。

进一步地，水平旋转台的台面上水平设置有刻度尺，刻度尺的一端竖直固定有指针，刻度尺和透镜的转动中心线垂直。指针高度为H，调节水平旋转台的把手，使太阳光经过指针形成的阴影与刻度尺的中心线重合，通过刻度尺中心线两边刻度测得指针投射到直尺6的阴影长度L，所对应的太阳光线和水平面的夹角为α＝arctan(H/L)。当通过调节透镜调节机构使得太阳能功率表探头的法线方向与太阳光线重合，此时透镜旋转角度β，则太阳入射角γ＝α+β。

进一步地，底座上竖直固定有升降杆，升降杆的伸出端上通过旋转夹头加装有平行光管；平行光管的中心轴线、透镜的中心点和样件的中心点均位于同一平面上。在阴雨天气时，通过使用平行光管来模拟太阳光，调节升降杆和旋转夹头，从而使平行光管的照射角度和高度，满足试验所需要求，因此本实用新型还可适用于室内或在阴天的时候。

另外，一种车灯透镜太阳光聚焦点检测装置的使用方法，其操作步骤如下，

S10：根据圆形气泡水平仪的气泡位置，调节螺栓柱脚使水平旋转台达到水平状态；

S20：使用把手转动水平旋转台，在太阳光照射下，让指针的阴影落在刻度尺的平行于长度方向的中心线上，指针高度为H，测得指针投射到刻度尺上的的阴影长度L，得到此时的太阳光线和水平面的夹角α＝arctan(H/L)；

S30：调节第一精密旋转台，使得太阳能功率表探头的法线方向与太阳光线平行，太阳能功率表测得当太阳光线与水平面夹角为α时，此时的太阳光最高功率值，测试后第一精密旋转台复位，使至夹持器处于竖直状态；

S40：选取经表面处理的样件，将样件固定在固定板上，样件初始状态保持水平；

S50：将透镜装夹在夹持器上，透镜的初始位置垂直于水平面；

S60：通过调节升降台来调节样件高度，找到太阳光经过透镜反射聚焦后在样件上形成的最小焦斑；若此时，该焦斑为椭圆形，调节样件调节机构的第二精密旋转台，使得焦斑变为圆形；再通过微调升降台，最终在样件上得到一个反射焦点，测量出透镜的转动中心线高度h1，样件的转动中心线高度h2，样件旋转角度θ1，透镜和样件的转动中心线的水平距离为h3，反射焦点到样件的转动中心线距离是h4，则透镜中心点到透镜前方的样件上的反射焦点的距离为：

S70：将透镜反装在夹持器上，将水平旋转台旋转180°，通过调节升降台来调节样件高度，找到太阳光经过透镜折射聚焦后在样件上形成的最小焦斑；若此时，该焦斑为椭圆形，调节样件调节机构的第二精密旋转台，使得焦斑变为圆形；再通过微调升降台，最终在样件上得到一个折射焦点，测量出透镜的转动中心线高度h5，样件的转动中心线高度h6，样件旋转角度θ2，透镜和样件的转动中心线的水平距离为h7，折射焦点到样件的转动中心线距离是h8，测试出透镜后方的样件上的折射焦点到透镜中心点的距离为：

综上所述，本实用新型的车灯透镜太阳光聚焦点检测装置的使用方法，操作简单，测量精准，十分方便。

进一步地，在阴雨天气时，通过使用平行光管来模拟太阳光，调节升降杆和旋转夹头，从而调整平行光管的射出光线的照射角度和高度，以满足试验所需要求。

本实用新型的一种车灯透镜太阳光聚焦点检测装置的有益效果是：

1.本实用新型的车灯透镜太阳光聚焦点检测装置测算反射焦点和折射焦点的位置十分方便，测算精准，以利于产品验证和质检，便于分析得出不同的太阳光线和水平面的夹角α下，相应的能防止透镜烧灼灯具材料的安全距离；并且热成像仪测试反射焦点和折射焦点后可以得到精确且唯一的温度数值，以利于样件的材料和表面处理工艺的选择，避免高温对材料产生损伤；因此本实用新型的车灯透镜太阳光聚焦点检测装置可以准确地对透镜太阳光聚焦点进行有效的分析。

2.本实用新型的车灯透镜太阳光聚焦点检测装置的使用方法，操作简单，测量精准，十分方便。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的一种车灯透镜太阳光聚焦点检测装置的三维示意图；

图2是本实用新型的一种车灯透镜太阳光聚焦点检测装置的刻度尺和指针的工作原理的主视图；

图3是本实用新型的一种车灯透镜太阳光聚焦点检测装置的刻度尺和指针的工作原理的俯视图；

图4是本实用新型的车灯透镜太阳光聚焦点检测装置在太阳能功率表探头的法线方向与太阳光线重合时，测量最高太阳功率的结构示意图；

图5是本实用新型的车灯透镜太阳光聚焦点检测装置的使用方法中的步骤S70中的初始状态的结构示意图；

图6是本实用新型的车灯透镜太阳光聚焦点检测装置的使用方法中的步骤S60中的计算透镜中心点到透镜前方的反射焦点的距离的原理图；

图7是本实用新型的车灯透镜太阳光聚焦点检测装置的使用方法中的步骤S70中的计算透镜中心点到透镜后方的折射焦点的距离的原理图。

其中:1.底座；2.水平旋转台；3.螺栓柱脚；4.装置把手；5.圆形气泡水平仪；6.刻度尺；7.指针；8.把手；9.升降台；10.第二支架；11.固定板；12.样件；13.第二精密旋转台；14.第一支架；15.第一精密旋转台；16.升降杆；17.平行光管；18.太阳能功率表探头；19.支撑臂；20.透镜；21.夹持器；22.旋转夹头。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1-图7所示的本实用新型的一种车灯透镜太阳光聚焦点检测装置的具体实施例，其包括底座1，底座1上转动连接有水平旋转台2，其水平旋转台2上设有透镜调节机构和样件调节机构，透镜调节机构包括第一支架14和第一精密旋转台15，第一支架14固定于水平旋转台2的水平台面上，第一精密旋转台15的台座固定于第一支架14一侧，第一精密旋转台15的转动部上安装有用于夹持透镜20的夹持器21，透镜20的转动轨迹为一个球面，且转动中心线与水平旋转台2的水平台面平行；样件调节机构包括升降台9和第二精密旋转台13，升降台9的升降方向垂直于水平旋转台2上，第二精密旋转台13的台座固定于升降台9上，第二精密旋转台13的转动部上固定有用于固定样件12的固定板11，样件12的转动轨迹为一个圆柱面，样件12的转动中心线与透镜20的转动中心线平行设置，样件12的中心点和透镜20的中心点位于同一平面上。

首先，将本实施例的车灯透镜太阳光聚焦点检测装置置于室外，安装透镜20和样件12，透镜20竖直设置，样件12的板面水平设置；接着，测量太阳光线和水平面的夹角α，此时可根据测量仪器测得；然后在太阳光线和水平面的夹角为α的情况下，测量反射焦点和折射焦点的位置。

测量反射焦点的位置时，首先通过调节升降台9来调节样件12高度，找到太阳光经过透镜20反射聚焦后在样件12上形成的最小焦斑；若此时，该焦斑为椭圆形，调节样件调节机构的第二精密旋转台13，使得焦斑变为圆形；再通过微调升降台9，最终在样件12上得到一个反射焦点，测量出透镜20的转动中心线高度h1，样件12的转动中心线高度h2，样件12旋转角度θ1，透镜20和样件12的转动中心线的水平距离为h3，反射焦点到样件12的转动中心线距离是h4，则透镜20中心点到透镜20前方的样件12上的反射焦点的距离为：

接着测量折射焦点的位置时，将透镜20反装在夹持器21上，将水平旋转台2旋转180°，通过调节升降台9来调节样件12高度，找到太阳光经过透镜20折射聚焦后在样件12上形成的最小焦斑；若此时，该焦斑为椭圆形，调节样件调节机构的第二精密旋转台13，使得焦斑变为圆形；再通过微调升降台9，最终在样件12上得到一个折射焦点，测量出透镜20的转动中心线高度h5，样件12的转动中心线高度h6，样件12旋转角度θ2，透镜20和样件12的转动中心线的水平距离为h7，折射焦点到样件12的转动中心线距离是h8，测试出透镜20后方的样件12上的折射焦点到透镜20中心点的距离为：

随着太阳光线和水平面的夹角α改变，d1和d2也会发生相应的改变。因此，本实施例的车灯透镜太阳光聚焦点检测装置可以测得在不同太阳光线和水平面的夹角α下，所对应的反射焦点和折射焦点的位置。

其中，样件12的被射面上以样件12的转动中心线两侧设置相应的刻度，以测量h4或h8；第二精密旋转台13的台座设置量角尺，以测测量θ1或θ2；h1和h5为一个相等的固定值，可预先测量得出；h3和h7为另一个相等的固定值，也可预先测量得出；第一支架14一侧也可以竖直设置有直尺，以测量h2和h6。

本实施例的车灯透镜太阳光聚焦点检测装置测算反射焦点和折射焦点的位置十分方便，测算精准，以利于产品验证和质检，便于分析得出不同的太阳光线和水平面的夹角α下，相应的能防止透镜20烧灼灯具材料的安全距离；并且热成像仪测试反射焦点和折射焦点后可以得到精确且唯一的温度数值，以利于样件12的材料和表面处理工艺的选择，避免高温对材料产生损伤；因此本实施例的车灯透镜太阳光聚焦点检测装置可以准确地对透镜20太阳光聚焦点进行有效的分析。

具体地，升降台9的台面上垂直固定有第二支架10，第二精密旋转台13的台座固定于第二支架10上，安装牢固，且便于第二精密旋转台13的转动部有足够的转动空间。

具体地，第二精密旋转台13的转动部上固定有支撑臂19，支撑臂19上安装有太阳能功率表探头18，太阳能功率表探头18的信号连接至太阳能功率表(图中未示出)；通过第一精密旋转台15，使太阳能功率表探头18的法线方向与太阳光线重合，测得最高太阳功率，不同的太阳功率和太阳光线和水平面的夹角α，有利于后续选择样件12的材料和表处工艺。

进一步地，水平旋转台2上设有圆形气泡水平仪5，底座1的外缘上均布且螺纹连接有多个用于支撑车灯透镜太阳光聚焦点检测装置的螺栓柱脚3。根据圆形气泡水平仪5X、Y方向的指示调节安装在底座1边缘的螺栓柱脚3，使底座达到水平状态，操作方便，调整精确。

进一步地，水平旋转台2的台面上水平设置有刻度尺6，刻度尺6的一端竖直固定有指针7，刻度尺6和透镜20的转动中心线垂直。指针7高度为H，调节水平旋转台2的把手8，使太阳光经过指针7形成的阴影与刻度尺6的中心线重合，通过刻度尺6中心线两边刻度测得指针7投射到直尺6的阴影长度L，所对应的太阳光线和水平面的夹角为α＝arctan(H/L)。当通过调节透镜调节机构使得太阳能功率表探头18的法线方向与太阳光线重合，此时透镜20旋转角度β，则太阳入射角γ＝α+β。

进一步地，底座1上竖直固定有升降杆16，升降杆16的伸出端上通过旋转夹头22加装有平行光管17；平行光管17的中心轴线、透镜20的中心点和样件12的中心点均位于同一平面上。在阴雨天气时，通过使用平行光管17来模拟太阳光，调节升降杆16和旋转夹头22，从而使平行光管17的照射角度和高度，满足试验所需要求，因此本实施例还可适用于室内或在阴天的时候。

另外，一种车灯透镜太阳光聚焦点检测装置的使用方法，其操作步骤如下，

S10：根据圆形气泡水平仪5的气泡位置，调节螺栓柱脚3使水平旋转台2达到水平状态；

S20：使用把手8转动水平旋转台2，在太阳光照射下，让指针7的阴影落在刻度尺6的平行于长度方向的中心线上，指针7高度为H，测得指针7投射到刻度尺6上的的阴影长度L，得到此时的太阳光线和水平面的夹角α＝arctan(H/L)；

S30：调节第一精密旋转台15，使得太阳能功率表探头18的法线方向与太阳光线平行，太阳能功率表测得当太阳光线与水平面夹角为α时，此时的太阳光最高功率值，测试后第一精密旋转台15复位，使至夹持器21处于竖直状态；

S40：选取经表面处理的样件12，将样件12固定在固定板11上，样件12初始状态保持水平；

S50：将透镜20装夹在夹持器21上，透镜20的初始位置垂直于水平面；

S60：通过调节升降台9来调节样件12高度，找到太阳光经过透镜20反射聚焦后在样件12上形成的最小焦斑；若此时，该焦斑为椭圆形，调节样件调节机构的第二精密旋转台13，使得焦斑变为圆形；再通过微调升降台9，最终在样件12上得到一个反射焦点，测量出透镜20的转动中心线高度h1，样件12的转动中心线高度h2，样件12旋转角度θ1，透镜20和样件12的转动中心线的水平距离为h3，反射焦点到样件12的转动中心线距离是h4，则透镜20中心点到透镜20前方的样件12上的反射焦点的距离为：

S70：将透镜20反装在夹持器21上，将水平旋转台2旋转180°，通过调节升降台9来调节样件12高度，找到太阳光经过透镜20折射聚焦后在样件12上形成的最小焦斑；若此时，该焦斑为椭圆形，调节样件调节机构的第二精密旋转台13，使得焦斑变为圆形；再通过微调升降台9，最终在样件12上得到一个折射焦点，测量出透镜20的转动中心线高度h5，样件12的转动中心线高度h6，样件12旋转角度θ2，透镜20和样件12的转动中心线的水平距离为h7，折射焦点到样件12的转动中心线距离是h8，测试出透镜20后方的样件12上的折射焦点到透镜20中心点的距离为：

综上所述，本实施例的车灯透镜太阳光聚焦点检测装置的使用方法，操作简单，测量精准，十分方便。

进一步地，在阴雨天气时，通过使用平行光管17来模拟太阳光，调节升降杆16和旋转夹头22，从而调整平行光管17的射出光线的照射角度和高度，以满足试验所需要求。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。由本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种车灯透镜太阳光聚焦点检测装置，包括底座(1)，所述底座(1)上转动连接有水平旋转台(2)，其特征在于：所述水平旋转台(2)上设有透镜调节机构和样件调节机构，所述透镜调节机构包括第一支架(14)和第一精密旋转台(15)，所述第一支架(14)固定于水平旋转台(2)的水平台面上，所述第一精密旋转台(15)的台座固定于第一支架(14)一侧，所述第一精密旋转台(15)的转动部上安装有用于夹持透镜(20)的夹持器(21)，所述透镜(20)的转动轨迹为一个球面，且转动中心线与水平旋转台(2)的水平台面平行；所述样件调节机构包括升降台(9)和第二精密旋转台(13)，所述升降台(9)的升降方向垂直于水平旋转台(2)上，所述第二精密旋转台(13)的台座固定于升降台(9)上，所述第二精密旋转台(13)的转动部上固定有用于固定样件(12)的固定板(11)，所述样件(12)的转动轨迹为一个圆柱面，所述样件(12)的转动中心线与透镜(20)的转动中心线平行设置，所述样件(12)的中心点和透镜(20)的中心点位于同一平面上。

2.根据权利要求1所述的一种车灯透镜太阳光聚焦点检测装置，其特征在于：所述升降台(9)的台面上垂直固定有第二支架(10)，所述第二精密旋转台(13)的台座固定于第二支架(10)上。

3.根据权利要求1所述的一种车灯透镜太阳光聚焦点检测装置，其特征在于：所述第二精密旋转台(13)的转动部上固定有支撑臂(19)，所述支撑臂(19)上安装有太阳能功率表探头(18)，所述太阳能功率表探头(18)的信号连接至太阳能功率表。

4.根据权利要求3所述的一种车灯透镜太阳光聚焦点检测装置，其特征在于：所述水平旋转台(2)上设有圆形气泡水平仪(5)，所述底座(1)的外缘上均布且螺纹连接有多个用于支撑所述车灯透镜太阳光聚焦点检测装置的螺栓柱脚(3)。

5.根据权利要求4所述的一种车灯透镜太阳光聚焦点检测装置，其特征在于：所述水平旋转台(2)的台面上水平设置有刻度尺(6)，所述刻度尺(6)的一端竖直固定有指针(7)，所述刻度尺(6)和透镜(20)的转动中心线垂直。

6.根据权利要求5所述的一种车灯透镜太阳光聚焦点检测装置，其特征在于：所述底座(1)上竖直固定有升降杆(16)，所述升降杆(16)的伸出端上通过旋转夹头(22)加装有平行光管(17)；所述平行光管(17)的中心轴线、透镜(20)的中心点和样件(12)的中心点均位于同一平面上。