专利名称：移动照明升降灯具的风力抗倾倒能力的测试方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及灯具性能的测试方法及装置，尤其涉及移动照明升降灯具性能的测试方法及装置。
背景技术：
移动照明升降灯具一直是在野外进行抢修和抢修时不可缺少的设备，尤其是在遇到大型自然或人为造成的灾难过程中进行救生时，能起到重要的作用。针对夜晚户外施工、抢修、抢险及救生而开发出来的可以移动并且能够升降大范围照明产品，具有随处移动操作方便的特点，但是由于设备工作都是在夜间户外，对灯具的稳定性要求也就相应地极其高，例如:在户外使用的风力要求是在8级风力作用下不出现倾倒和升降部件不能出现异常，以免灯具出现倾倒而可能引发人身伤害。现有的移动照明升降灯具的风力抗倾倒能力的测试方法，一般是:先将灯具升高到最大高度，然后在与灯具升起最大高度的同一水平位置固定一个滑轮，再来进行掉重。由于移动照明升降灯具存在最大升高不一，比如:有的可以上升到6米，有的可以升高到10米，有的是3、4米，所以现有的这种测试方法，存在操作繁琐，测试效率低下并且不安全，还会造成大量的人力和物力资源的浪费，实有必要改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服上述现有技术存在的不足，提出一种移动照明升降灯具的风力抗倾倒能力的测试方法及装置，能够非常方便、安全并且有效地测试出灯具在不同风力级别下的风力抗倾倒能力。本发明针对上述技术问题而提出的技术方案包括，提出一种移动照明升降灯具的风力抗倾倒能力的测试方法，包括以下步骤:设置定滑轮，其距离地面的高度为设定高度；根据待测移动照明升降灯具上升的最大高度，设置其与该定滑轮之间的水平距离；将待测移动照明升降灯具上升到最大高度，该最大高度大于该设定高度I米以上；将配重绳索的一端系在该测移动照明升降灯具的顶端，另一端绕过该定滑轮后悬挂设定质量的配重物，且该配重绳索与定滑轮形成相对滑动；该配重绳索的另一端悬挂设定质量的配重物后，在设定时长内维持该配重物作用，以测试待测移动照明升降灯具的风力抗倾倒能力。所述的在该配重绳索的另一端悬挂设定质量的配重物，并在设定时长内维持该配重物作用，以测试待测移动照明升降灯具的风力抗倾倒能力的过程，具体包括:按设定的角度位置旋转该待测移动照明升降灯具，对每个角度位置，进行在设定时长内维持该配重物作用的测试，以测试待测移动照明升降灯具在各个不同方向的风力抗倾倒能力。所述的按设定的角度位置旋转该待测移动照明升降灯具是指按相互间隔120、90、60、45或者30度旋转该待测移动照明升降灯具。该定滑轮距离地面的设定高度为I米。该待测移动照明升降灯具与该定滑轮之间的水平距离设定为1.2米。该设定时长不少于10分钟。
该配重物的设定质量的确定过程包括:计算在待测移动照明升降灯具在上升到最大高度LO时，在该设定级别风力作用下承受的最大力矩LJ ;计算F1=K*LJ/ L0，其中，K为安全系数，Fl为待测移动照明升降灯具在最大高度LO时的水平受力；计算F= F1/COS0，其中，Θ为配重绳索与水平面之间的夹角，COS0=W/[W2+ (LO-H)2]1/2，W为该定滑轮与待测移动照明升降灯具之间的水平距离，H为该定滑轮距离地面的设定高度；计算配重物的质量=F/g，其中，g为重力加速度。该待测移动照明升降灯具包括至少两根可伸缩的升降杆，其中最下方的一根升降杆固定在可移动的基座上，其中最上方的一根升降杆的上端支撑有灯盘，最大力矩LJ的计算包括该灯盘与各个升降杆在伸展状态并受到该设定级别风力作用时，相对地面的力矩之和。该安全系数为1.5 ;该设定级别风力不低于8级。本发明针对上述技术问题而提出的技术方案还包括，提出一种移动照明升降灯具的风力抗倾倒能力的测试装置，包括:定滑轮，其距离地面的高度为设定高度，该设定高度小于待测移动照明升降灯具能够上升到的最大高度I米以上，并且该定滑轮与待测移动照明升降灯具之间具有设定的水平距离；配重绳索，其绕过该定滑轮并与该定滑轮形成相对滑动，其一端系在该测移动照明升降灯具的顶端；以及配重物，其悬挂在该配重绳索的另一端悬挂，具有设定质量，从而可在设定时长内维持该配重物作用，以测试待测移动照明升降灯具的风力抗倾倒能力。与现有技术相比，本发明的移动照明升降灯具的风力抗倾倒能力的测试方法及装置，通过定滑轮、配重绳索以及配重物的巧妙配合，将定滑轮的位置固定，能够非常方便、安全并且有效地测试出灯具在不同风力级别下的风力抗倾倒能力。
图1为本发明的移动照明升降灯具的风力抗倾倒能力的测试方法及装置实施例的操作示意。
具体实施例方式以下结合附图，对本发明予以进一步地详尽阐述。本发明的移动照明升降灯具的风力抗倾倒能力的测试方法，包括以下步骤:设置定滑轮，其距离地面的高度为设定高度；根据待测移动照明升降灯具上升的最大高度，设置其与该定滑轮之间的水平距离；将待测移动照明升降灯具上升到最大高度，该最大高度大于该设定高度I米以上；将配重绳索的一端系在该测移动照明升降灯具的顶端，另一端绕过该定滑轮后悬挂设定质量的配重物，且该配重绳索与定滑轮形成相对滑动；该配重绳索的另一端悬挂设定质量的配重物后，在设定时长内维持该配重物作用，以测试待测移动照明升降灯具的风力抗倾倒能力。相应地，本发明的移动照明升降灯具的风力抗倾倒能力的测试装置，包括:定滑轮，其距离地面的高度为设定高度，该设定高度小于待测移动照明升降灯具能够上升到的最大高度I米以上，并且该定滑轮与待测移动照明升降灯具之间具有设定的水平距离；配重绳索，其绕过该定滑轮并与该定滑轮形成相对滑动，其一端系在该测移动照明升降灯具的顶端；以及配重物，其悬挂在该配重绳索的另一端悬挂，具有设定质量，从而可在设定时长内维持该配重物作用，以测试待测移动照明升降灯具的风力抗倾倒能力。参见图1，本发明的测试方法及装置实施例大致包括:测试前，需要将灯具上升到最大能够升起的高度L0，保证灯具受力支点处于最长，也就是在支撑杆I中，中杆12相对底杆11向上伸出到最大位置，顶杆13相对中杆12向上伸出到最大位置，以使灯盘2处于最高位置，灯盘2的重心相对地面的距离为LO。在灯具前方水平距离W处、离地面高度为H的位置固定一个定滑轮3。将配重绳索5的一端与灯具升起最高点固定，并且需要保证配重绳索5与定滑轮3的摩擦力是最�。叛〉兀渲厣�5选用细钢丝绳或铁丝，以使表面光滑、摩擦力较小，提高测试数据精确性。然后再将灯具各个升起节点进行积分，算出灯具每节升降杆之间所受的力矩，计算公式为:L= 0.5wkdk其
中，w为面元处迎风面的宽度，dh为高度元。这样可算出灯盘以及每节升降杆之间的力矩L值，然后再将各节升降杆之间的L力矩值加起来计算出总的力矩值LJ ;再根据力与力矩之间的关系，计算出灯具的水平拉力Fl值，即:F1 =K*LJ/L0，其中，Fl是灯具的水平拉力，LO是灯具的灯具升高到受力点的高度值，LJ是灯盘以及各节升降杆之间的力矩之和，K为安全系数，通常地，可以去K值为1.5，也就是按1.5倍的安全系数进行测试，当然，根据实际的需要，K值可以取得更 大，如:1.8，以增大安全系数，也可以取得较�。�1.3以缩小安全冗余；然后，再利用三角函数COS0=W/[W2+ (LO-H)2]172，根据水平拉力Fl与配重物4产生的F方向的夹角之间的关系，计算出F的大�。碏为灯具所要承受的8级风力抗倾倒的要求。下面以一个具体的测试过程为例，对本发明的方法，予以进一步详细说明。某型待测移动照明升降灯具，市场需要满足8级风力要求，灯具的最大升起高度为
2.5m,总共分为四个部分，灯盘和三节升降杆，其中，底杆11的最大高度LI为0.83m,杆径为38mm ;中杆12的最大高度L2为1.5m,杆径为30mm ;顶杆13的最大高度L3为2.2m,杆径为22mm ;灯盘2的最大高度LO为2.5m，灯盘的最大迎风面积=0.0235*2+0.0146=0.062m2。按公式:L= 0.5 PF2Aj wMA，计算灯盘及各升降杆所受力矩。其中:P为空气密
度，取值1.29kg/m3 ^为风速，8级风速为20.7m/s ;h为灯具升起时受力点的最大高度^为面元处迎风面得宽度，dh为高度元。有:
灯盘所受力矩=0.5*1.29*20.72 *0.062*2.5=42.84Nm ；
顶杆所受力矩=0.5*1.29*20.72 *0.5*0.038*0.832 =3.62Nm ；
中杆所受力矩=0.5*1.29*20.72 *0.5*0.03* (1.52 -0.832 ) =6.47Nm ；
底杆所受力 矩=0.5*1.29*20.72*0.5*0.022* (2.22_1.52 ) =7.87Nm ；
因此,灯具的总力矩 LJ=42.84+3.62+6.47+7.87=60.8Nm。选择1.5倍的安全系数，考虑配重物4的作用点在顶杆13的最大高度L3处，可以将最大迎风所承受的力视为作用在距离地面10距离为L3，也就是2.2m, Fl*2.2=60.8*1.5即:F1=41.5N。
将水平力更改为合力进行，利用一个定滑轮3，定滑轮3可以通过一安装杆6固定在天花板20上，在其他的实施例中，定滑轮3也可以安装在设置于地面10的支架上(图未示出);然后利用三角函数和合力的关系将水平力Fl更改为斜度Θ角度进行计算，其中Θ为配重绳索5与水平面10之间的夹角；具体计算详见下列步骤:
COS Θ =ff/ [ff2+ (LO-H)2]172，其中，W= 1.2m, H=L 0m, L0=2.5m ；
F = F1/C0Sθ=57N ；配重物4 5.7kg。由于灯具的底杆是安装在可移动的底座8上，通过旋转底座8，可以使灯具处于各个方向。例如:按相互间隔90度旋转底座8，可以测试灯具面对四个正方向的风力作用的能力；按相互间隔45度旋转底座8，可以测试灯具面对八面方向的风力作用的能力；当然，在其他的实施例中，也可以是其他的等分角度，比如:30、60或者120。需要说明的是，上述的旋转底座8的角度，可以依据实际应用中，环境中可能的风力影响，而具体确定，而无须限定于上述的等分方式。本发明的测试方法，通过向灯具各个方向进行施加5.7kg的重物，并在每个方向上分别维持lOmin，再通过观察灯具是否出现翻倒及断裂变形等情形，则就可以有效地判断灯具是否满足抗8级风力的要求了。需要说明的是，虽然在本实施例中，在每个方向上，维持受力的时间设定为10min,根据灯具本身的结构特点以及实际可能面对的应用情形，将其延长，如:15min，或者将其缩短，如:5min，都是可以的。另外，本发明中前述的该最大高度大于该设定高度I米以上，是针对实际应用出现的可能，即:定滑轮3的设定高度在I米左右，灯具的最大升高在2米以上，为使测试方便而进行的一般设定，对于其他的情形，比如:定滑轮3的设定高度在1.5米，灯具的最大升高在2米左右，则该最大高度大于该设定高度的尺度也可能会小于I米，比如:只有0.5米或者更小的0.3或0.2米。与现有技术相比，本发明的移动照明升降灯具的风力抗倾倒能力的测试方法及装置，通过将定滑轮3的高度以及水平位置相对待测灯具固定，再通过计算确定配重物4的质量以估计风力的作用，可以测试出不同类型灯具(比如:升高为6米和升高为10米的塔型灯具)的风力抗倾倒要求，使灯具各项性能指标都满足客户使用要求。上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种移动照明升降灯具的风力抗倾倒能力的测试方法，其特征在于，包括以下步骤: 设置定滑轮，其距离地面的高度为设定高度； 根据待测移动照明升降灯具上升的最大高度，设置其与该定滑轮之间的水平距离；将待测移动照明升降灯具上升到最大高度，该最大高度大于该设定高度I米以上；将配重绳索的一端系在该测移动照明升降灯具的顶端，另一端绕过该定滑轮后悬挂设定质量的配重物，且该配重绳索与定滑轮形成相对滑动； 该配重绳索的另一端悬挂设定质量的配重物后，在设定时长内维持该配重物作用，以测试待测移动照明升降灯具的风力抗倾倒能力。
2.依据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述的在该配重绳索的另一端悬挂设定质量的配重物，并在设定时长内维持该配重物作用，以测试待测移动照明升降灯具的风力抗倾倒能力的过程，具体包括 : 按设定的角度位置旋转该待测移动照明升降灯具，对每个角度位置，进行在设定时长内维持该配重物作用的测试，以测试待测移动照明升降灯具在各个不同方向的风力抗倾倒能力。
3.依据权利要求2所述的测试方法，其特征在于，所述按设定的角度位置旋转该待测移动照明升降灯具是指按相互间隔120、90、60、45或者30度旋转该待测移动照明升降灯具。
4.依据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，该定滑轮距离地面的设定高度为I米。
5.依据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，该待测移动照明升降灯具与该定滑轮之间的水平距离设定为1.2米。
6.依据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，该设定时长不少于10分钟。
7.依据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，该配重物的设定质量的确定过程包括: 计算在待测移动照明升降灯具在上升到最大高度LO时，在该设定级别风力作用下承受的最大力矩U ； 计算F1=K*LJ/ L0，其中，K为安全系数，Fl为待测移动照明升降灯具在最大高度LO时的水平受力； 计算F= F1/COS0，其中，Θ为配重绳索与水平面之间的夹角，COS Θ =W/[W2+ (LO-H)2]1/2，W为该定滑轮与待测移动照明升降灯具之间的水平距离，H为该定滑轮距离地面的设定高度； 计算配重物的质量=F/g，其中，g为重力加速度。
8.依据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，该待测移动照明升降灯具包括至少两根可伸缩的升降杆，其中最下方的一根升降杆固定在可移动的基座上，其中最上方的一根升降杆的上端支撑有灯盘，最大力矩U的计算包括该灯盘与各个升降杆在伸展状态并受到该设定级别风力作用时，相对地面的力矩之和。
9.依据权利要求7所述的测试方法，其特征在于，该安全系数为1.5 ;该设定级别风力不低于8级。
10.一种移动照明升降灯具的风力抗倾倒能力的测试装置，其特征在于，包括: 定滑轮，其距离地面的高度为设定高度，该设定高度小于待测移动照明升降灯具能够上升到的最大高度I米以上，并且该定滑轮与待测移动照明升降灯具之间具有设定的水平距离； 配重绳索，其绕过该定滑轮并与该定滑轮形成相对滑动，其一端系在该测移动照明升降灯具的顶端；以及 配重物，其悬挂在该配重绳索的另一端悬挂，具有设定质量，从而可在设定时长内维持该配重物作用，以测试待 测移动照明升降灯具的风力抗倾倒能力。
全文摘要
一种移动照明升降灯具的风力抗倾倒能力的测试方法及装置，该方法设置定滑轮，其距离地面的高度为设定高度；根据待测移动照明升降灯具上升的最大高度，设置其与该定滑轮之间的水平距离；将待测移动照明升降灯具上升到最大高度，该最大高度大于该设定高度1米以上；将配重绳索的一端系在该测移动照明升降灯具的顶端，另一端绕过该定滑轮后悬挂设定质量的配重物，且该配重绳索与定滑轮形成相对滑动；该配重绳索的另一端悬挂设定质量的配重物后，在设定时长内维持该配重物作用，以测试待测移动照明升降灯具的风力抗倾倒能力。本发明能够非常方便、安全并且有效地测试出灯具在不同风力级别下的风力抗倾倒能力。
文档编号G01M11/08GK103162944SQ20111042009
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者周明杰, 胡波 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司
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