CN105301682A - 二十面体组合角锥反射镜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二十面体组合角锥反射镜。该二十面体组合角锥反射镜由分别朝向二十个方向的二十个空心角锥反射镜单元组合而成，该空心角锥反射镜单元由三个等腰直角三角形的平面反射镜两两垂直组合形成凸的固定外表面和凹的反射内表面。该二十面体组合角锥反射镜由空心角锥反射镜单元组合而成，相比实心的角锥反射棱镜，能够有效降低重量，使用在无人机等小型飞行器上作为测距或识别目标时可以减少载荷，节省飞行时的燃料或电量消耗，从而延长续航工作时间。
Description
技术领域
本发明涉及反射棱镜领域，特别涉及一种二十面体组合角锥反射镜。
背景技术
现有的角锥反光镜大都为实心结构的角锥反射棱镜，采用光学玻璃等透明材料制成，由于整体实心材料，重量很大。比如一个直角边长为100mm的玻璃材料角锥反射棱镜，其重量约为400g，即使采用较轻的有机玻璃材料，其重量也约为200g。
由于该角锥反射棱镜可以将任意方向射向反射工作面的光束原路返回，这样就可以作为光学测距或者识别用的合作目标。特别是用在飞行器如无人机上等，可以实现作为测距或识别的合作目标。无人机等小型飞行器对载荷重量非常敏感，载重多意味着燃料或者电能消耗更多，现有实心结构的角锥反射棱镜应用于无人机等小型飞行器上作为测距或识别目标时，导致其续航时间也就会大幅缩短。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单合理的二十面体组合角锥反射镜，该二十面体组合角锥反射镜由空心角锥反射镜单元组合而成，相比实心的角锥反射棱镜，能够有效降低重量，从而有效减少使用在无人机等小型飞行器上作为测距或识别目标时的燃料或电量消耗，从而延长续航工作时间。
为实现上述目的，根据本发明提供了一种二十面体组合角锥反射镜，其由分别朝向二十个方向的二十个空心角锥反射镜单元组合而成，该空心角锥反射镜单元由三个等腰直角三角形的平面反射镜两两垂直组合形成凸的固定外表面和凹的反射内表面。
优选地，上述技术方案中，平面反射镜采用塑料或者金属材料制成。
优选地，上述技术方案中，凹的反射内表面镀有反光材料形成反射镜镜面。
优选地，上述技术方案中，反光材料为铝或者银。
优选地，上述技术方案中，平面反射镜采用铝制成。
优选地，上述技术方案中，凹的反射内表面直接抛光形成反射镜镜面。
优选地，上述技术方案中，二十个空心角锥反射镜单元通过所述凸的固定外表面相互固定形成该二十面体组合角锥反射镜。
优选地，上述技术方案中，凸的固定外表面固定的方式为胶合。
优选地，上述技术方案中，二十面体组合角锥反射镜为一体成型结构。
优选地，上述技术方案中，二十面体组合角锥反射镜为正二十面体。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该二十面体组合角锥反射镜由空心角锥反射镜单元组合而成，相比实心的角锥反射棱镜，能够有效降低重量，从而有效减少使用在无人机等小型飞行器上作为测距或识别目标时的燃料或电量消耗，从而延长续航工作时间。
附图说明
图1是本发明的二十面体组合角锥反射镜的第一立体结构示意图。
图2是本发明的二十面体组合角锥反射镜的第二立体结构示意图。
图3是本发明的二十面体组合角锥反射镜的第三立体结构示意图。
图4是本发明的二十面体组合角锥反射镜的第四立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
如图1至图4所示，根据本发明具体实施方式的二十面体组合角锥反射镜由二十个空心角锥反射镜单元组合而成，二十个空心角锥反射镜单元分别朝向二十个方向，根据经典的光学反射理论，一束光射向角锥反射单元的一个反光面后，经过最多三次反射后，反射光会沿着入射光的反方向返回，即可以将各个方向的入射光都实现原路反射回去。该空心角锥反射镜单元由三个相同的等腰直角形状的平面反射镜3两两垂直组合而成的立体角锥反射镜，该立体角锥反射镜具有凸的外表面和凹的内表面。其中，内表面是非常平整的平面，并镀有铝或者银等反光材料形成反射镜镜面(如空心角锥反射镜单元是由铝等金属制成，内表面也可以直接抛光成镜面)，一束光射向空心角锥反射单元的一个反光面后，经过最多三次反射后，反射光会沿着入射光的反方向返回。其中平面反射镜采用塑料或者金属材料制成，其壁可以加工的很薄以减轻重量，比如一个直角边长为100mm的玻璃材料角锥反射棱镜，其重量约为400g，即使采用较轻的有机玻璃材料，其重量也约为200g，但如果做成本文描述的空心角锥反射镜，如果壁厚为2mm的话，采用有机玻璃制成，其重量仅有约33g，仅为同材料实心结构的六分之一，如果壁厚1mm电话，更是只有约十二分之一的重量。因此能够有效降低该二十面体组合角锥反射镜的重量，从而有效减少与其组合使用的无人机等小型飞行器飞行时的燃料或电量消耗，从而延长续航工作时间。
具体来讲，如图1和图2所示，空心角锥反射镜单元1是由三个等腰直角三角形的平面反射镜2两两垂直组合成的立体角锥反射镜，该立体角锥反射镜具有三个垂直的直角棱边，和三个形成正三角形的棱边。该空心角锥反射镜单元1的形状相当于一个空心的薄壁立方体切下来的一个角。空心角锥反射镜单元1组成单元的三个等腰三角形的平面反射镜2两两精确垂直，使得射向空心角锥反射镜单元1的凹面的一定角度入射的光原路反射回去。优选的，平面反射镜2采用塑料或者金属材料制成，其壁可以加工的很薄以减轻重量。
由三个等腰直角三角形的平面反射镜2两两垂直组合成的空心角锥反射镜单元1形成凸的外表面和凹的内表面。该凹的内表面是非常平整的平面，并镀有铝或者银等反光材料形成反射镜镜面，根据经典的光学反射理论，一束光射向该凹的内表面的一个反光面后，经过最多三次反射后，反射光会沿着入射光的反方向返回。
优选地，平面反射镜2是由铝等金属制成，内表面也可以直接抛光成镜面。
该二十面体组合角锥反射镜3由二十个空心角锥反射镜单元1组合而成，二十个空心角锥反射镜单元1的凸的外表面相互固定，固定的方式可以为胶合，二十个空心角锥反射镜单元分别朝向二十个方向，通过将二十个单元组合，可以形成外观成正二十面体结构的组合反射镜。由于二十个单元分别朝向二十个方向，因此可以将各个方向的入射光都实现原路反射回去。这样的组合成二十面体角锥反射镜重量也比同样尺寸的实心棱镜组合体轻很多。由于可以将任意方向射向二十面体角锥反射镜的光束原路返回，这样就可以作为光学测距或者识别用的合作目标。在用于测距合作目标时，实际测距距离D≈D0+0.35L，D0为测距仪测得的由测距仪到反射镜的距离，L为反射镜等腰直角三角形的斜边长。
特别是该二十面体组合角锥反射镜3用在飞行器特别是无人机上等，可以实现作为测距或识别的合作目标。无人机等小型飞行器对载荷重量非常敏感，载重多意味着燃料或者电能消耗更多，续航时间也就会大幅缩短。采用本文所述的空心二十面体角锥反射镜相比实心的角锥棱镜，可以有效降低重量，减少燃料或电量消耗，从而延长续航工作时间。
综上，该二十面体组合角锥反射镜由空心角锥反射镜单元组合而成，相比实心的角锥反射棱镜，能够有效降低重量，从而有效减少无人机等小型飞行器进行测距时的燃料或电量消耗，从而延长续航工作时间。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (10)
1.一种二十面体组合角锥反射镜，其特征在于，其由分别朝向二十个方向的二十个空心角锥反射镜单元组合而成，该空心角锥反射镜单元由三个等腰直角三角形的平面反射镜两两垂直组合形成凸的固定外表面和凹的反射内表面。
2.根据权利要求1所述的二十面体组合角锥反射镜，其特征在于，所述平面反射镜采用塑料或者金属材料制成。
3.根据权利要求2所述的二十面体组合角锥反射镜，其特征在于，所述凹的反射内表面镀有反光材料形成反射镜镜面。
4.根据权利要求3所述的二十面体组合角锥反射镜，其特征在于，所述反光材料为铝或者银。
5.根据权利要求2所述的二十面体组合角锥反射镜，其特征在于，所述平面反射镜采用铝制成。
6.根据权利要求5所述的二十面体组合角锥反射镜，其特征在于，所述凹的反射内表面直接抛光形成反射镜镜面。
7.根据权利要求1所述的二十面体组合角锥反射镜，其特征在于，所述二十个空心角锥反射镜单元通过所述凸的固定外表面相互固定形成该二十面体组合角锥反射镜。
8.根据权利要求7所述的二十面体组合角锥反射镜，其特征在于，所述凸的固定外表面固定的方式为胶合。
9.根据权利要求7所述的二十面体组合角锥反射镜，其特征在于，所述二十面体组合角锥反射镜为一体成型结构。
10.根据权利要求7所述的二十面体组合角锥反射镜，其特征在于，所述二十面体组合角锥反射镜为正二十面体。
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