[发明专利]一种机器人分布光度计

说明书

技术领域

本发明涉及光辐射测量技术领域，具体涉及一种机器人分布光度计。

背景技术

分布光度计是测量灯具或光源空间角度的光强分布及总光通量的光学仪器，一般由分布光度计旋转工作台和光度计组成。作为灯具和光源的重要参数，其空间各方向的光强分布、亮度分布等特性的精确测量尤其重要。分布光度计的测量原理主要是通过照度距离平方反比定律，因此要求被测对象与光学探测器之间的距离足够长，对分布光度计是空间要求大，成本高；此外，若要实现灯具和光源空间光强分布等参数的精确测量，必须使被测对象保持固定的燃点姿态，因此对分布光度计的稳定性要求极高。

传统的分布光度计种类多样，其中测量精确度较高的分布光度计有反射镜式分布光度计、同步反射分布光度计、转镜式分布光度计等，但这些分布光度计的测量方法均存在一些缺点：（1）测量范围有限，同一台分布光度计只能测量A-α，B-β，C-γ三种测量系统中的一种或两种；（2）安装方式固定，灵活性不够，限制测试功能；（3）占地面积大，成本高；（4）测试功能单一，适用范围小。这些缺点使得传统的分布光度计在使用上有很大的局限性，成本高，效率低且适用范围小。

近几年，将工业机器人引入分布光度计装置，利用工业机器人的灵活性，可以实现一台设备同时满足A-α，B-β，C-γ三种测量系统的角度要求，除了旋转之外，也能实现一定距离的平移，相对于传统分布光度计具有更高的灵活性，也节约了空间和成本。然而，目前的机器人分布光度计在测量过程中仍然存在很多局限性，只适用于普通灯具及光源，且测试功能单一，无法满足大尺寸面光源和一些复杂光源的测量要求，如显示设备在环境光下的特性测量、二次光源的发光特性测量等。

发明内容

为解决上述技术问题，提供一种机器人分布光度计，其特征在于，包括一个机器人和一个或以上旋转工作台，所述的机器人包括一个由地面支撑的底座、三个或以上的转动轴、转臂和位于转臂末端的夹持装置；所述的旋转工作台具有水平旋转轴和/或垂直旋转轴；被测对象安装在机器人的夹持装置上或者设置在旋转工作台上；用于接收来自被测对象光辐射信号的光学探测器设置在旋转工作台或者机器人的夹持装置上。

本发明通过具有多轴的机器人和一个旋转工作台分别夹装被测对象、光学接收器或激发光源，来满足大尺寸光源、高自由度、多样化的测量需求；通过两者相互组合，能大幅度增加了机器人的活动范围，实现大尺寸光源的均匀性、视角等的测量。同时如果被测对象对工作方位比较敏感，则机器人和旋转工作台的设置则可以保证在被测对象始终工作在指定姿态下，就不存在由于工作姿态变化导致的发光不稳定带来的误差。被测对象可以是本身发光的光源，例如灯具、显示屏等；或者是需要外接激发光源激发的二次光源，如荧光粉或普通的反射/透射材料。

一个典型的设置方式是被测对象安装在旋转工作台上，旋转工作台可绕垂直轴线旋转；而在机器人的夹持装置上安装光学探测器，光学探测器在机器人的带动下测量被测对象的光信号。

本发明还可通过以下技术方案进一步限定和完善：

所述机器人的转动轴包括与底座连接的绕垂直方向旋转的第一转动轴、与第一转动轴连接的绕水平轴旋转的第二转动轴、与第二转动轴通过连接臂相连接的绕水平轴旋转的第三转动轴、以及与第三转动轴相连接的第四转动轴。

作为一种技术方案，所述的机器人分布光度计，包括与机器人和旋转工作台独立的支架。

作为一种技术方案，机器人的夹持装置上安装光学探测器，被测对象安装在旋转工作台或者支架上。一种典型的技术方案是在支架上放置尺寸较小的样品，而在旋转工作台上安装尺寸比较大的被测对象。该测量方法适用于不同尺寸的显示设备的测量，根据显示设备的大小，在保证测量精度的前提下，调整测量方法，可节约一定的空间成本和设备成本。

作为一种技术方案，所述机器人的夹持装置上安装照明光源，所述旋转工作台上设置被测对象，所述的支架上安装光学探测器，所述机器人的夹持装置上安装照明光源；或者所述的旋转工作台上安装被测对象，所述的机器人的夹持装置上安装光学探测器，而所述的支架上安装照明光源；或者所述机器人的夹持装置上安装照明光源，所述旋转工作台上设置光学探测器，所述的支架上安装被测对象所述安装照明光源。该技术方案通过机器人、旋转工作台和支架的相互组合，可以满足各式各样的光源的复杂测试要求，特别是模拟显示屏在不同环境光照明条件下的均匀性和光强分布测量，以及需要照明光源的二次光源等特殊光源的测量。