СПОСОБ РЕГУЛИРОВКИ И КОНТРОЛЯ ВНЕШНЕГО СВЕТОВОГО ПРИБОРА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2003 года по МПК G01M11/06 F21S8/00 

Изобретение относится к области светотехники, в частности к контролю светотехнических характеристик световых приборов в процессе их эксплуатации и настройке, например, после соответствующих видов ремонта транспортного средства.

Известен способ контроля внешних световых приборов транспортных средств, при котором ориентируют оптическую камеру с измерительным блоком относительно оптической оси контролируемого светового прибора путем совмещения направления отраженного лазерного излучения с положением оптической оси камеры и направления движения транспортного средства путем совмещения симметричных точек кузова транспортного средства с положением визирного индекса, перпендикулярного оптической оси камеры, проецируют световой пучок контролируемого светового прибора через объектив на измерительный экран с контрольной отметкой, измеряют рассогласование положения формируемого им светораспределения относительно нормативного положения, устраняют упомянутое рассогласование и измеряют светотехнические характеристики. Известно также устройство для реализации этого способа, содержащее передвижной штатив, размещенную на нем с возможностью перемещения оптическую камеру с объективом и экраном с контрольной разметкой и измерительным блоком, элемент, изменяющий направление излучения, размещенный на кронштейне, установленном шарнирно на одной из стенок оптической камеры, лазерный источник излучения, подключенный к источнику питания, и элемент ориентации, установленный на штативе над оптической камерой с возможностью юстировки в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно контрольной разметки экрана и оптической оси объектива, а также поворота вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной оптической оси объектива (см., например, DE 19636520, 1999).

Недостатком этого решения является низкая точность ориентации оптической камеры относительно направления движения, большие габариты и масса элементов устройства.

Наиболее близким по техническому существу является способ регулировки и контроля внешнего светового прибора транспортного средства, при котором ориентируют оптическую камеру с измерительным блоком относительно направления движения транспортного средства путем рассеяния лазерного излучения в одной плоскости, совмещения симметричных точек кузова транспортного средства с положением следа лазерного излучения, перпендикулярного оптической оси оптической камеры, ориентируют указанную оптическую камеру относительно оптической оси контролируемого светового прибора, проецируют световой пучок контролируемого светового прибора через объектив на экран с контрольной разметкой, измеряют рассогласование положения формируемого им светораспределения относительно нормативного положения, устраняют упомянутое рассогласование и измеряют светотехнические характеристики, и устройство для реализации этого способа, содержащее передвижной штатив, размещенную на нем с возможностью вертикального перемещения оптическую камеру с объективом и экраном с контрольной разметкой и установленный на штативе с возможностью юстировки в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно контрольной разметки экрана и оптической оси объектива, а также поворота вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной оптической оси объектива, элемент ориентации оптической камеры относительно направления движения транспортного средства, снабженный лазерным источником, подключенным к источнику питания, и рассеивающей линзовой системой (см., например, католог фирмы SARO, LUXTRONIC, Grenoble, France, 1994).

Недостатком наиболее близкого решения является высокая погрешность ориентации оптической камеры относительно оптической оси контролируемого светового прибора, т.к. приходится визуально совмещать положение его оптической оси с положением оптической оси камеры, и низкая производительность работы с устройством.

Задачей заявляемого изобретения является повышение точности ориентации оптической камеры относительно центра светового прибора и направления движения транспортного средства и увеличение производительности работы с устройством.

Поставленная задача достигается за счет того, что в способе регулировки и контроля внешнего светового прибора транспортного средства, при котором ориентируют оптическую камеру с измерительным блоком относительно направления движения транспортного средства путем рассеяния лазерного излучения в одной плоскости, совмещения симметричных точек кузова транспортного средства с положением следа лазерного излучения, перпендикулярного оптической оси оптической камеры, ориентируют указанную оптическую камеру относительно оптической оси контролируемого светового прибора, проецируют световой пучок контролируемого светового прибора через объектив на экран с контрольной разметкой, измеряют рассогласование положения формируемого им светораспределения относительно нормативного положения, устраняют упомянутое рассогласование и измеряют светотехнические характеристики, ориентацию оптической камеры относительно оптической оси контролируемого светового прибора осуществляют путем выделения из рассеянного лазерного излучения центрального пучка с более высокой интенсивностью, чем у периферийного, и совмещения его с направлением оптической оси объектива и центром рассеивателя контролируемого светового прибора, а ориентацию оптической камеры относительно направления движения транспортного средства осуществляют по следу периферийного пучка рассеянного лазерного излучения.

В устройстве для реализации, содержащем передвижной штатив, размещенную на нем с возможностью вертикального перемещения оптическую камеру с объективом и экраном с контрольной разметкой и установленный на штативе с возможностью юстировки в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно контрольной разметки экрана и оптической оси объектива, а также поворота вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной оптической оси объектива, элемент ориентации оптической камеры относительно направления движения транспортного средства, снабженный лазерным источником, подключенным к источнику питания, и рассеивающей линзовой системой, рассеивающая линзовая система выполнена в виде по меньшей мере двух оптически прозрачных цилиндрических линз, образующие которых лежат в плоскости, параллельной вертикальной плоскости, проходящей через оптическую ось объектива, и установлены с зазором таким образом, чтобы середина зазора находилась на оптической оси лазерного источника, а на кронштейне, установленном шарнирно на одной из стенок оптической камеры размещен элемент, изменяющий направление излучения.

Во втором варианте устройства регулировки и контроля внешнего светового прибора транспортного средства, содержащего передвижной штатив, размещенную на нем с возможностью вертикального перемещения оптическую камеру с объективом и экраном с контрольной разметкой и установленный на штативе с возможностью юстировки в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно контрольной разметки экрана и оптической оси объектива, а также поворота вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной оптической оси объектива элемент ориентации оптической камеры относительно направления движения транспортного средства, снабженный лазерным источником, подключенным к источнику питания, и рассеивающей системой, рассеивающая система выполнена в виде оптически прозрачной пластины, на поверхность которой нанесена голографическая дифракционная решетка, обеспечивающая рассеяние лазерного излучения в одной плоскости и выделение центрального и периферийного пучков различной интенсивности, а на кронштейне, установленном шарнирно на одной из стенок оптической камеры размещен элемент, изменяющий направление излучения.

Сущность заявляемого изобретения иллюстрируется чертежами, на которых:
на фиг.1 показан внешний вид устройства при его ориентации относительно центра контролируемого светового прибора транспортного средства;
на фиг.2 показан внешний вид устройства при его ориентации относительно направления движения транспортного средства и контроле световых приборов;
на фиг.3 показано сечение устройства вертикально-проецирующей плоскостью при его ориентации относительно центра контролируемого светового прибора транспортного средства и подробности конструкции преломляющей системы (увеличена);
на фиг.4 показан вид на экран с контрольной разметкой;
на фиг.5 показано сечение устройства вертикально-проецирующей плоскостью при его ориентации относительно направления движения транспортного средства и контроле световых приборов;
на фиг. 6 показано сечение оптической камеры устройства горизонтально-проецирующей плоскостью при установке преломляющей системы в положение ориентации по центру светового прибора;
на фиг. 7 показано сечение оптической камеры устройства горизонтально-проецирующей плоскостью при установке преломляющей системы в положение ориентации по направлению движения и контроля светового прибора;
на фиг. 8 показано сечение системы ориентации вертикально-проецирующей плоскостью, проходящей через оптическую ось объектива при ориентации центра контролируемого светового прибора;
на фиг. 9 показано сечение системы ориентации вертикально-проецирующей плоскостью, проходящей через ось лазерного источника и перпендикулярной оптической оси объектива;
на фиг.10 показана схема формирования рассеянного пучка лазерного источника;
на фиг.11 показано сечение выходного пучка лазерного источника плоскостью, перпендикулярной его оси;
на фиг.12 показано сечение системы ориентации горизонтально-проецирующей плоскостью.

Устройство для контроля внешних световых приборов содержит (см. фиг.1-12) передвижной штатив 1, включающий основание 2 и поворотную в горизонтальной плоскости вертикальную направляющую 3, выполненную в виде рамы, состоящей из двух одинаковых трубчатых элементов 4, соединенных между собой перемычками - нижней 5 и верхней 6, оптическую камеру 7, смонтированную на элементах 4 и вертикальной направляющей 3 с возможностью перемещения и фиксации по высоте, содержащую объектив 8 (см. фиг.3) и установленный в его фокальной плоскости 9 с возможностью перемещения в вертикальной плоскости относительно оптической оси 10 экран 11 с контрольной разметкой 12 (см. фиг.4) и фотоприемниками 13, размещенными в контрольных точках экрана 11, подключенными к измерительному блоку 14. Кроме того, устройство содержит систему ориентации 15 (см. фиг. 3) относительно направления движения транспортного средства и центра контролируемого светового прибора, содержащую лазерный источник 16 (например, диод), подключенный к источнику питания 17 (показан схематически на фиг. 8), и рассеивающий элемент 18 (см. фиг.8, 9, 10, 12), выполненный в виде оптически прозрачных цилиндрических линз 19, оптические оси 20 которых перпендикулярны оптической оси 21 излучения лазерного источника 16 и лежат в плоскостях 22 и 23, параллельных вертикальной плоскости 24 (см. фиг.3, 5, 10), проходящей через оптическую ось 10 объектива 8. Цилиндрические линзы 19 размещены на верхней перемычке 6 рамы в держателе 25 с зазором "S" (см. фиг. 10) так, чтобы оптическая ось 21 излучения лазерного источника 16 проходила через центр зазора "S" между цилиндрическими линзами 19 рассеивающего элемента 18, установленном шарнирно на оси 26, перпендикулярной оси 10 оптической камеры 8 с возможностью поворота и фиксации винтовым зажимом 27. В свою очередь, ось 26 закреплена на кронштейне 28, установленном шарнирно на вертикальной оси-фиксаторе 29 вилки 30, при этом между кронштейном 28 и вилкой 30 по разные стороны от оси-фиксатора 29 размещены пружина 31 и регулировочный винт 32, а сама вилка 30 установлена с возможностью поворота и фиксации вокруг оси-фиксатора 33 на полке верхней перемычки 6 рамы 2 и упруго поджата к перемычке 6 пружиной 34 и регулировочным винтом 35. Кроме того, на кронштейне 28 установлен винтовой упор 36. При этом система ориентации 15 (см. фиг. 3, 6, 7) содержит также преломляющий блок 37, включающий подвижный отражающий элемент 38, например призму, смонтированную на держателе 39 с возможностью поворота вокруг оси 40 и фиксации в заданном положении винтом 41 на одном плече Г-образного кронштейна 42, другое плечо которого с приводной рукояткой 43 установлено на одной из боковых стенок, например 44, оптической камеры 7 с возможностью поворота вокруг оси 45, перпендикулярной оси 10 объектива 8, и упруго поджато к боковой стенке 44 оптической камеры 7 пружиной 46. При этом середина отражающей грани 47 (фиг.3) призмы 38 расположена на пересечении оптической оси 21 излучения лазерного источника 16 и оптической оси 10 объектива 8, одно плечо Г-образного кронштейна 42 снабжено постоянным магнитом 48, а нижняя стенка 49 оптической камеры 8 - упором 50 с винтовым регулировочным элементом 51. Как было указано выше, рассеивающая система может быть выполнена в виде оптически прозрачной пластины (не показана), на поверхность которой нанесена голографическая дифракционная решетка, обеспечивающая рассеяние проходящего через нее лазерного излучения в одной плоскости и выделение центрального и периферийного пучков различной интенсивности, при этом расположение упомянутой пластины соответствует положению рассеивающего блока 18 в виде цилиндрических линз 19, также и остальные элементы устройства и их расположение в этом случае не меняются.

Работа устройства при реализации заявляемого способа осуществляется следующим образом.

Устройство в транспортном состоянии (см. фиг.5) устанавливают на рабочей площадке напротив контролируемого светового прибора транспортного средства. Включают лазерный источник 16, одна часть излучения которого попадает на цилиндрические линзы 19 рассеивающего элемента 18, а другая проходит через зазор S, в результате чего излучение, испущенное лазерным источником 16, частично рассеивается цилиндрическими линзами 19, формируя тем самым (см. фиг. 10) пучок со структурой, содержащей два пучка Р и К, лежащих в одной плоскости, один из которых, например Р, рассеян в горизонтальной плоскости, а другой пучок К - центральный, круглого сечения совпадает с направлением оси 21 излучения лазерного источника 16. После чего, одновременно поворачивая держатель 25 в вертикальной плоскости и направляющую 3 в горизонтальной плоскости, добиваются положения, при котором след рассеянной части Р пучка будет визироваться на передней части кузова транспортного средства так, чтобы след рассеяной части Р пучка проходил через симметричные точки кузова транспортного средства. Таким образом, оптическая камера 7 устройства будет сориентирована вдоль направления движения транспортного средства. Затем поворачивают держатель 25 до упора в регулировочный винт 36, затем рукояткой 43 поворачивают Г-образный кронштейн 42 в рабочее положение, при котором его плечо с закрепленным на нем преломляющим элементом 38 за счет действия постоянного магнита 48 поджимается к регулировочному винту 51, при этом середина отражающей грани 47 призмы 38 будет расположена на оптической оси 10 объектива 8. При этом, поскольку в данном положении держателя 25 оптическая ось 21 лазерного источника 16, совпадающая с центром сечения пучка К, будет перпендикулярна оптической оси 10 объектива 8, то после прохождения центральной части пучка К через призму 38 он отразится от ее отражающей грани 47 в направлении объектива 8 (вдоль его оптической оси 10) и выйдет из оптической камеры 7 через центр объектива 8, в результате чего на рассеивателе светового прибора будет визироваться след С (не показан) пучка К. Затем, перемещением основания 2 штатива 1 устройства в горизонтальной плоскости и оптической камеры 7 по вертикальным элементам 4 направляющей 3 добиваются положения, при котором след центрального пучка К системы ориентации 15 будет совпадать с точкой на поверхности рассеивателя контролируемого светового прибора, характеризующей направление его оптической оси, после чего рукояткой 43 переводят Г-образный кронштейн 42 в исходное положение, завершая тем самым процесс ориентации устройства. Далее включают контролируемый световой прибор, например фару, и по совпадению светотеневой границы ее светового пучка с контрольной разметкой 12 экрана 11 судят о величине разрегулировки фары, которую устраняют поворотом фары в необходимых направлениях. После чего, с помощью фотоприемников 13, расположенных в контрольных точках разметки 12 экрана 11, и измерительного блока 14 проводят контроль предписанных стандартом светотехнических характеристик и принимают решение о соответствии светового прибора нормативным значениям.

Работа устройства в случае использования в качестве рассеивающей системы прозрачной пластины с голографической дифракционной решеткой, а также все действия по реализации способа регулировки внешних световых приборов транспортного средства, не отличается от подобных действий, выполняемых с устройством, имеющим рассеивающую систему 18 в виде пары цилиндрических линз 19.

Изобретение обеспечивает существенное снижение относительной погрешности измерения при контроле внешних световых приборов, улучшение эргономических характеристик и повышение производительности при контроле световых приборов.

Способ регулировки и контроля внешнего светового прибора транспортного средства, при котором ориентируют оптическую камеру с измерительным блоком вдоль направления движения транспортного средства путем рассеяния лазерного излучения в одной плоскости, совмещения следа лазерного излучения, перпендикулярного оптической оси объектива оптической камеры, и симметричных точек кузова транспортного средства, ориентируют указанную оптическую камеру относительно оптической оси контролируемого светового прибора, проецируют световой пучок контролируемого светового прибора через объектив камеры на экран с контрольной разметкой, измеряют рассогласование положения формируемого им светораспределения относительно нормативного положения, устраняют упомянутое рассогласование и измеряют светотехнические характеристики. Ориентацию оптической камеры относительно оптической оси контролируемого светового прибора осуществляют путем выделения из рассеянного лазерного излучения центрального пучка с более высокой интенсивностью, чем у периферийного, и совмещения его направления с направлением оптической оси объектива камеры и центром рассеивателя контролируемого светового прибора, а ориентацию оптической камеры относительно направления движения транспортного средства осуществляют по следу периферийного пучка рассеянного лазерного излучения. В устройстве для регулировки и контроля внешнего светового прибора транспортного средства рассеивающая линзовая система выполнена в виде, по меньшей мере, двух оптически прозрачных цилиндрических линз, образующие которых параллельны вертикальной плоскости, проходящей через оптическую ось объектива камеры, и установлены с зазором таким образом, чтобы середина зазора находилась на оптической оси лазерного источника, а на кронштейне, установленном шарнирно на одной из стенок оптической камеры, размещен элемент, изменяющий направление излучения центральной части пучка. Во втором варианте устройства рассеивающая система выполнена в виде оптически прозрачной пластины, на поверхность которой нанесена голографическая дифракционная решетка, обеспечивающая рассеяние лазерного излучения в одной плоскости и выделение центрального и периферийного пучков различной интенсивности, а на кронштейне, установленном шарнирно на одной из стенок оптической камеры, размещен элемент, изменяющий направление излучения центральной части пучка. Технический результат - повышение точности контроля световых приборов и повышение производительности при контроле. 3 с.п.ф-лы, 12 ил.

1. Способ регулировки и контроля внешнего светового прибора транспортного средства, при котором ориентируют оптическую камеру с измерительным блоком вдоль направления движения транспортного средства путем рассеяния лазерного излучения в одной плоскости, совмещения следа лазерного излучения, перпендикулярного оптической оси объектива оптической камеры, и симметричных точек кузова транспортного средства, ориентируют указанную оптическую камеру относительно оптической оси контролируемого светового прибора, проецируют световой пучок контролируемого светового прибора через объектив камеры на экран с контрольной разметкой, измеряют рассогласование положения формируемого им светораспределения относительно нормативного положения, устраняют упомянутое рассогласование и измеряют светотехнические характеристики, отличающийся тем, что ориентацию оптической камеры относительно оптической оси контролируемого светового прибора осуществляют путем выделения из рассеянного лазерного излучения центрального пучка с более высокой интенсивностью, чем у периферийного, и совмещения его направления с направлением оптической оси объектива камеры и центром рассеивателя контролируемого светового прибора, а ориентацию оптической камеры относительно направления движения транспортного средства осуществляют по следу периферийного пучка рассеянного лазерного излучения. 2. Устройство для регулировки и контроля внешнего светового прибора транспортного средства, содержащее передвижной штатив, размещенную на нем с возможностью вертикального перемещения оптическую камеру с объективом и экраном с контрольной разметкой, и установленный на штативе с возможностью юстировки в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно контрольной разметки экрана и оптической оси объектива, а также поворота вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной оптической оси объектива, элемент ориентации оптической камеры относительно направления движения транспортного средства, снабженный лазерным источником, подключенным к источнику питания, и рассеивающей линзовой системой, отличающееся тем, что рассеивающая линзовая система выполнена в виде, по меньшей мере, двух оптически прозрачных цилиндрических линз, образующие которых параллельны вертикальной плоскости, проходящей через оптическую ось объектива камеры, и установлены с зазором таким образом, чтобы середина зазора находилась на оптической оси лазерного источника, а на кронштейне, установленном шарнирно на одной из стенок оптической камеры, размещен элемент, изменяющий направление излучения центральной части пучка. 3. Устройство для регулировки и контроля внешнего светового прибора транспортного средства, содержащее передвижной штатив, размещенную на нем с возможностью вертикального перемещения оптическую камеру с объективом и экраном с контрольной разметкой, и установленный на штативе с возможностью юстировки в горизонтальной и вертикальной плоскостях относительно контрольной разметки экрана и оптической оси объектива камеры, а также поворота вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной оптической оси объектива, элемент ориентации оптической камеры относительно направления движения транспортного средства, снабженный лазерным источником, подключенным к источнику питания, и рассеивающей системой, отличающееся тем, что рассеивающая система выполнена в виде оптически прозрачной пластины, на поверхность которой нанесена голографическая дифракционная решетка, обеспечивающая рассеяние лазерного излучения в одной плоскости и выделение центрального и периферийного пучков различной интенсивности, а на кронштейне, установленном шарнирно на одной из стенок оптической камеры, размещен элемент, изменяющий направление излучения центральной части пучка.