一种亮度测试装置的制作方法

本发明涉及车辆零部件测试技术领域，尤其涉及一种适用于瞄点式亮度计的亮度测试装置。

背景技术：

与成像式亮度计相比，瞄点式亮度计精度更高，因此被广泛应用于车辆内部的高要求的背光仪表板、车内氛围灯、显示屏等部件的亮度和色度测定。但由于其逐点测试的原理，与成像式亮度计仅需拍摄一张图片即可获取所有测试点结果不同，瞄点式亮度计测试过程耗时较长。一旦涉及比较多测试点时，往往需要耗费测试人员很多时间。

在实际测试过程中，比较普遍使用的方法有两种：一种是用夹具固定待测发光物，通过云台等装置小范围移动亮度计，实现不同区域的亮度色度测量。但通过手动操作云台，往往无法实现测试点的精准移位，且在测试点数较多的情况下，测量效率更加低下。另一种是固定瞄点式亮度计，通过移动夹具改变待测物体位置，从而实现两者之间的位移，但定制费用较高，体积庞大，只适用于零部件的检测，无法在整车上进行测量。现有测试过程大量采用手工方式，因此有将近一半的时间花在不同测试点的切换与瞄准上。因此，如何有效地提高测试者的测量效率，缩短瞄点过程，成为本领域的一个技术难题。

技术实现要素：

针对现有技术的上述问题，本发明提出了一种亮度测试装置，能快速操控亮度计以瞄准被测光源，提高测量的精度和效率，降低测试人员劳动强度。

具体地，本发明提出了一种亮度测试装置，包括，

基座和亮度计；

第一电机组件，与所述亮度计传动连接，所述第一电机组件具有第一输出轴，所述第一输出轴能带动所述亮度计围绕所述第一输出轴旋转，所述第一输出轴的轴线方向与所述亮度计的接收测试光方向垂直；

第二电机组件，具有第二输出轴，所述第二输出轴能带动所述第一电机组件围绕所述第二输出轴旋转，所述第二输出轴的轴线方向与所述第一输出轴的轴线方向垂直；

第三电机组件，具有第三输出轴，所述第三输出轴能带动所述第二电机组件围绕所述第三输出轴旋转，所述第三输出轴的轴线方向与所述第二输出轴的轴线方向垂直；

第一转臂，其一端连接所述第三电机组件；

第四电机组件，具有第四输出轴，所述第一转臂的另一端与所述第四输出轴传动连接，所述第四输出轴能驱动所述第一转臂围绕所述第四输出轴转动，所述第一转臂带动所述第三电机组件转动，所述第四输出轴与第三输出轴的轴线方向平行且均垂直于所述第一转臂的长度方向；

第五电机组件，固定设置在所述基座上，所述第五电机组件具有第五输出轴，所述第五输出轴能带动所述第四电机组件围绕所述第五输出轴旋转，所述第五输出轴的轴线方向与所述第四输出轴的轴线方向垂直。

根据本发明的一个实施例，所述第一转臂的长度大于所述第三输出轴至所述亮度计的垂直距离。

根据本发明的一个实施例，还包括第一支座，所述第四电机组件固定设置在所述第一支座上，所述第五输出轴能带动所述第一支座旋转，所述第五输出轴的轴线与所述第四输出轴的轴线相交。

根据本发明的一个实施例，还包括螺钉，所述第四电机组件通过所述螺钉固定设置在所述第一支座上。

根据本发明的一个实施例，还包括第二支座，所述第三电机组件固定设置在所述第二支座上，所述第一转臂为四连杆机构，包括第一架杆和第二架杆，所述第一架杆和第二架杆的一端分别固定在所述第二支座的两侧，所述第一架杆和第二架杆的另一端设置在所述第一支座上，所述第四输出轴能带动所述第一架杆和第二架杆同步旋转。

根据本发明的一个实施例，还包括第三支座，所述第二电机组件固定设置在所述第三支座上，所述第三输出轴能带动所述第三支座旋转，所述第二输出轴的轴线与所述第三输出轴的轴线相交。

根据本发明的一个实施例，还包括第四支座，所述第一电机组件和亮度计设置在所述第四支座上，所述第二输出轴能带动所述第四支座旋转，所述第一输出轴的轴线与所述第二输出轴的轴线相交，所述第一输出轴能带动所述亮度计围绕所述第一输出轴旋转。

根据本发明的一个实施例，所述亮度测试装置还包括一控制器，在所述第一至第五电机组件上设有角度传感器，用于检测所述第一至第五输出轴的转动角度，所述控制器能接收所述角度传感器发送的信号并控制所述第一至第五电机组件工作。

根据本发明的一个实施例，所述第一至第五电机组件的输出力矩逐渐增大。

本发明提供的一种亮度测试装置，能快速操控亮度计以瞄准被测光源，提高测量的精度和效率，降低测试人员劳动强度。该亮度测试装置不仅可以实现车辆零部件的测量，而且可以辅助测量人员实现整车内饰照明和信号系统的测量。

应当理解，本发明以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本发明提供进一步的解释。

附图说明

包括附图是为提供对本发明进一步的理解，它们被收录并构成本申请的一部分，附图示出了本发明的实施例，并与本说明书一起起到解释本发明原理的作用。附图中：

图1示出了本发明一个实施例的亮度测试装置的结构示意图。

图2示出了本发明一个实施例的亮度测试装置的结构示意图。

图3是图2的左视图。

图4示出了本发明一个实施例的亮度计运行示意图。

图5示出了本发明一个实施例的亮度测试装置的结构示意图。

图6是图5的立体图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

亮度测试装置100基座101

亮度计102第一电机组件103

第二电机组件104第三电机组件105

第一转臂106第四电机组件107

第五电机组件108发光物体109

第一支座110螺钉111

第二支座112第一架杆113

第二架杆114第三支座115

第四支座116

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。此外，尽管本申请中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本申请说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本申请。

本发明提供的一种亮度测试装置的功能是用于检测车辆上被测发光物体上不同位置处的发光源的光照强度和色度。该亮度测试装置是要将亮度计送到靠近被测发光物体且亮度计以法线方向对准被测发光物体的发光源来进行光照强度和色度检测。

图1示出了本发明一个实施例的亮度测试装置的结构示意图。图2示出了本发明一个实施例的亮度测试装置的结构示意图。图3是图2的左视图。如图所示，一种亮度测试装置100包括基座101、亮度计102、第一电机组件103、第二电机组件104、第三电机组件105、第一转臂106、第四电机组件107和第五电机组件108。

其中，第一电机组件103与亮度计102传动连接。第一电机组件103具有第一输出轴，该第一输出轴能带动亮度计102以第一输出轴为轴线进行旋转，第一输出轴的轴线方向与亮度计102的接收测试光方向垂直。

第二电机组件104具有第二输出轴。第二输出轴能带动第一电机组件103围绕该第二输出轴旋转，同时带动亮度计102同步旋转。第二输出轴的轴线方向与第一输出轴的轴线方向垂直。

第三电机组件105具有第三输出轴。第三输出轴能带动第二电机组件104围绕第三输出轴旋转，且同时带动亮度计102、第一电机组件103及第二电机组件104同步旋转。第三输出轴的轴线方向与第二输出轴的轴线方向垂直。

第一转臂106的一端连接第三电机组件105，另一端与第四电机组件107所具有的第四输出轴传动连接。

第四电机组件107的第四输出轴能驱动第一转臂106以第四输出轴为轴线进行转动。第一转臂106进而带动第三电机组件105转动，且同时带动亮度计102、第一电机组件103、第二电机组件104及第三电机组件105同步旋转。第四输出轴与第三输出轴的轴线方向平行且均垂直于第一转臂106的长度方向。具体来说，第一转臂、第三输出轴及第四输出轴始终在一个平面内运动，第三电机组件105以第一转臂106的长度为半径围绕第四电机组件107转动。理论上，第三电机组件105可以以第一转臂106的长度为半径进行圆形轨迹的转动，而在实际操作中无需较大的转动幅度，后文将具体描述。

第五电机组件108固定设置在基座101上，第五电机组件108具有第五输出轴。第五输出轴能带动第四电机组件107围绕第五输出轴旋转，且同时带动亮度计102、第一电机组件103、第二电机组件104、第三电机组件105、第一转臂106及第四电机组件107同步旋转。第五输出轴的轴线方向与第四输出轴的轴线方向垂直，常规的，第五电机组件108的第五输出轴的轴线方向垂直于地面，第四电机组件107的第四输出轴和第三电机组件105的第三输出轴始终保持在水平方向。

亮度测试装置100通过第一电机组件103、第二电机组件104、第三电机组件105、第四电机组件107及第五电机组件108的连动，使后一级电机组件工作时可以带动之前所有的电机组件同步旋转，结合第一转臂106引导亮度计102到达实际检测位置，使亮度计102能以法线方向对准被测发光物体的发光源。参考图1，通过各电机组件的动作配合，使亮度计102以法线方向对准被测发光物体109，以便对发光物体109上的一具体发光源进行光照强度和色度检测。

较佳地，第一转臂106的长度大于第三输出轴至亮度计102的垂直距离，使亮度测试装置100整体运行平稳，同时便于引导亮度计102到达实际检测位置。

较佳地，亮度测试装置100还包括第一支座110。第四电机组件107固定设置在第一支座110上。第五电机组件108的第五输出轴能带动第一支座110旋转，第五输出轴的轴线与第四输出轴的轴线相交。更佳地，亮度测试装置100还包括螺钉111，第四电机组件107通过螺钉111固定设置在第一支座110上。

较佳地，亮度测试装置100还包括第二支座112。第三电机组件105固定设置在第二支座112上。参考图1和图2，第一转臂106为四连杆机构，第一转臂106包括第一架杆113和第二架杆114。第一架杆113和第二架杆114的一端分别固定在第二支座112的两侧。第一架杆113和第二架杆114的另一端设置在第一支座110上，第四输出轴能带动第一架杆113和第二架杆114同步旋转。容易理解的，通过四连杆机构的第一架杆113和第二架杆114，在第四电机组件107工作中，能够使第二支座112在围绕第四电机组件107的第四输出轴的转动过程中始终保持第二支座112原有的水平状态。同理，在此过程中，设置在第二支座112上的第三电机组件105及其上所支持的各零部件均保持原有水平状态而跟随转动。保持第二支座112的水平状态，能够方便地在第二支座112上固定设置摄像设备来记录亮度计102的总体工作过程，保持水平状态则有利于拍摄角度的一致性。当然，四连杆机构的第一架杆113和第二架杆114的可转动范围受到第一支座110的限制，第一架杆113和第二架杆114的可转动范围大致限制在与水平面成15°～165°之间。

较佳地，亮度测试装置100还包括第三支座115。第二电机组件104固定设置在第三支座115上，第三输出轴能带动第三支座115旋转，第二输出轴的轴线与第三输出轴的轴线相交。

较佳地，亮度测试装置100还包括第四支座116。第一电机组件103和亮度计102设置在第四支座116上，第二电机组件104的第二输出轴能带动所述第四支座旋转，且第一电机组件103的第一输出轴能带动亮度计102围绕第一输出轴旋转，第一输出轴的轴线与第二输出轴的轴线相交。在一实施例中，第三支座115可替换为一四连杆机构，以使第四支座116在亮度计102的位置调整过程中始终保持水平状态，这样能够方便具有拍摄功能的亮度计102工作，相对统一拍摄角度。

较佳地，亮度测试装置100还包括一控制器。在第一至第五电机组件103、104、105、107、108上设有角度传感器，分别用于检测第一至第五输出轴的转动角度，控制器能接收角度传感器发送的信号并控制第一至第五电机组件103、104、105、107、108工作，以使亮度测试装置100到达实际测试位置。

较佳地，第一至第五电机组件103、104、105、107、108的输出力矩逐渐增大。因为后一级电机组件工作时需要带动之前所有的电机组件即相关部件同步转动，所以需要逐级放大力矩来支持亮度测试装置100的整体平稳运行。

待检测的发光物体109具有两种平面和曲面的两种表面形式。参考图2和图3来详细描述亮度测试装置100在检测平面发光物体109的工作过程。

由于发光物体109的表面为平面，测量时发光源的法线要与亮度计102接收测试光的方向(亮度计轴线方向)对齐，因此亮度计102轴线应当垂直于发光物体109表面。测量前，首先启动第五电机组件108工作，使第四电机组件107的第四输出轴和第三电机组件105的第三输出轴的轴线方向垂直于发光物体109的表面。接着，启动第二电机组件104，第二输出轴能带动第一电机组件103和亮度计102转动，相当于使亮度计102面对发光物体109左右摇摆。然后，操控第一电机组件103使第一输出轴带动亮度计102转动，相当于使亮度计102面对发光物体109上下点头动作，最后使亮度计102的轴线方向垂直于发光物体109的表面。此时，第三电机组件105的第三输出轴的轴线与亮度计102轴线平行，继续调整基座101与发光物体109之间的距离，以达到测试距离要求。进一步的，当需要调整亮度计102以对准发光物体109上的具体发光源位置，这时仅需要通过第四电机组件107和第三电机组件105来调整亮度计102的位置，使亮度计102轴线方向与发光物体109的具体发光源对齐。

图4示出了本发明一个实施例的亮度计运行示意图。该图4表示了亮度计102的简易动态示意图，其视角与图2的视角方向一致，x轴为水平方向，y轴为竖直方向，x轴、y轴所在平面与发光物体109表面平行。第五电机组件108的第一输出轴轴线在y轴方向上，第四电机组件107的第四输出轴、第三电机组件105的第三输出轴及亮度计102的轴线均垂直于图面，且第四电机组件107的第四输出轴穿过o点，该o点当作原点。初始状态下或称为归零位置的状态下，第三电机组件105的第三输出轴穿过点f’，亮度计102的轴线穿过点g’。容易理解的，线段of’等于第四输出轴到第三输出轴的距离，大致相当于第一转臂106的长度，线段f’g’等于第三输出轴到亮度计102轴线的距离。在初始状态下，第一转臂106垂直于x轴，线段of’和f’g’在高度方向上叠加，使亮度计102处于最高位。如果要检测的发光物体109的发光源的法线穿过点g，那么以第四电机组件107的第四输出轴为原点，亮度计102轴线要从点g’移到点g，第三输出轴轴线需要相应从点f’移动到点f。具体来说，连接亮度计102轴线和第四电机组件107轴线的线段og与x轴夹角为a，其与线段of的夹角为b，线段of与线段fg的夹角为c，两者补角为d，线段of与y轴夹角为e。从归零位置来看要使亮度计102轴线走到位置点g时只需求出夹角e和d的角度大小，即第四电机组件107的第四输出轴相对y轴转过夹角e，使第三输出轴轴线从点f’移动到点f，接着第三输出轴相对于线段of转动角度d，使亮度计102轴线到达点g。如前所述，当发光物体109为平面时，就可以将五轴转动简化为二轴转动，在亮度计102轴线已经垂直于发光物体109表面时，同时或依次启动第四电机组件107和第三电机组件105，即可使亮度计102轴线在发光物体109表面移动，以对准发光物体109上的具体发光源。

参考图4，设线段og的长度为a，线段of的长度为b，线段fg的长度为c，线段og在x轴上的投影长度为d，在y轴上的投影长度为e，点g的坐标为(d,e)。由勾股定理得：a²＝d²+e²。由正弦定理得：tana＝e/d,a＝arctane/d。由余弦定理得：a²＝b²+c²-2bc·cosc,cosc＝(b²+c²-a²)/2bc，则c＝arccos(b²+c²-(d²+e²))/2bc。由余弦定理得：c²＝b²+a²-2ab·cosb,cosb＝(b²+a²-c²)/2ab，则角度b＝arccos(b²+(d²+e²)-c²)/2b(d²+e²)^1/2最终得：角度d＝180°-arccos(b²+c²-(d²+e²))/2bc。e＝90°-a-b.e＝90°-arctan(e/d)-arccos(b²+(d²+e²)-c²)/2b(d²+e²)^1/2。如此以第四电机组件107的第四输出轴轴线为原点，当在控制器中输入点g的坐标(d,e)时，通过上述公式计算得出e,d的角度大小，并控制第四电机组件107的第四输出轴和第三电机组件105的第三输出轴分别转过e角和d角，完成亮度计102轴线走到点g与发光源对齐，完成亮度计102的瞄准工作。优选的，第四输出轴到第三输出轴的距离为320mm，第三输出轴到亮度计102轴线的距离为305mm。

图5示出了本发明一个实施例的亮度测试装置的结构示意图。图6是图5的立体图。如图所示，当待检测的发光物体109的表面为曲面，则需要第一至第五电机组件103、104、105、107、108的共同配合来完成。以下结合图4和图5来详细描述亮度测试装置100检测表面为曲面的发光物体的工作过程。将发光物体109固定在工作台上，调整基座101位置，使亮度计102靠近发光物体109，符合测试要求的距离。将亮度测试装置100切换到手动模式，操作控制器来控制第一至第五电机组件103、104、105、107、108。大致步骤如下：

1.第五电机组件108工作，第五输出轴通过第一支座110带动第四电机组件107旋转，使亮度计102靠近实际测试位置。

2.参考上述检测平面工作过程，第四电机组件107和第三电机组件105工作，带动亮度计102靠近发光物体109上的曲面发光源点h。

3.第二电机组件104工作，使亮度计102轴线大致在左右转角方向上对正发光源点h的法线。

4.第一电机组件103工作，进一步细微调整亮度计102的位置，使亮度计102轴线瞄准发光源点h的法线。

5.按照亮度计102的实际位置需要，操控各级电机组件工作，以使亮度计102轴线瞄准发光源曲面的法线。

本发明提供的一种亮度测试装置100通过各级电机组件的各输出轴的联动，使亮度计102能快速准确地到达测试位置，对车辆整车的车门或车门内侧的发光部件进行检测，并适用于车内曲面类发光物体进行检测。该亮度测试装置100能提高测量的精度和效率，降低测试人员劳动强度。

本领域技术人员可显见，可对本发明的上述示例性实施例进行各种修改和变型而不偏离本发明的精神和范围。因此，旨在使本发明覆盖落在所附权利要求书及其等效技术方案范围内的对本发明的修改和变型。