CN106297123A - 一种教学用激光报警装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例公开一种教学用激光报警装置，涉及教学演示用具，能够解决现有激光报警器结构复杂、制作困难的问题。所述激光报警装置包括：激光发射器与报警器，所述激光发射器与所述报警器分体设置，所述激光发射器包括：外壳与安装于所述外壳内的激光棒，所述报警器包括：外壳与安装于所述外壳内的供电电源、电路板、接收模块及报警模块，所述电路板表面设置有安装插槽，所述接收模块与报警模块设置有与所述安装插槽配合的插口，所述接收模块及报警模块通过所述插口插入所述安装插槽固定在所述电路板上，所述激光发射器的激光棒对准所述报警器的接收模块，所述接收模块与所述报警模块连接；本发明适用于教育教学领域。

Description

一种教学用激光报警装置

技术领域

本发明涉及一种教学教具，特别是涉及一种教学用激光报警装置。

背景技术

目前市场上存在种类繁多的报警器，多用于家庭、企业单位的防盗及工业安全领域，一般以红外线、超声波、微波作为探测介质，由于所述探测介质的光学特性存在发射角度大、不集中，易受干扰的缺点，致使接收装置收到的信号能量只占辐射能量的极小一部分，因此接收装置就要求有很高的增益及较强的抗干扰能力，使得结构复杂化，加之现有报警器内部电子元器件逐一采用焊接方式固定在电路板上，电子元件数量多，使得制作困难；现有的报警器由于存在上述结构复杂及动手制作困难的问题，不便于学生动手制作，也不适于作为一种教学用具在教学中演示用。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种教学用激光报警装置，能够解决现有报警器存在的结构复杂，动手制作困难的问题，从而可以作为一种教学套件方便学生动手制作、适用于教学演示。

本发明实施例一种教学用激光报警装置，包括：激光发射器与报警器，所述激光发射器与所述报警器分体设置，所述激光发射器包括：外壳与安装于所述外壳内的激光棒、电源及开关，所述报警器包括：外壳与安装于所述外壳内的电源、电路板、接收模块及报警模块，所述电路板表面设置有安装插槽，所述接收模块与报警模块设置有与所述安装插槽配合的插口，所述接收模块及报警模块通过所述插口插入所述安装插槽固定在电路板上，所述激光发射器的激光棒对准所述报警器中接收模块，所述接收模块与报警模块连接；

结合第一方面，在第一方面的第一种实施方式中，所述激光发射器外壳包括：激光棒夹持板及电池固定板，所述激光棒夹持板及电池固定板均采用若干层透明亚克力板制作，每层板厚3mm，所述电池固定板分为三层，每层上开有两边对称的螺纹通孔，在所述电池固定板上表面开有凹槽，所述凹槽用于固定电池，所述激光棒夹持板分为上、下两层及若干对垫片，所述激光棒夹持板下层与电池固定板最上层接触，在所述激光棒夹持板下层表面开有与电池固定板表面相同位置的螺纹通孔，在所述激光棒夹持板下层上开有与激光棒轮廓适配的固定槽，所述固定槽设有一开口，所述开口两个侧面延伸至激光棒夹持板下层的轮廓线处，在所述激光棒夹持板下层的边缘形成一缺口，用于将激光棒发射的光线通过该缺口射出，在所述激光棒夹持板上层表面开有与所述激光棒夹持板下层表面的螺纹通孔相应位置的通孔，所述通孔内镶有铜螺母，用于配合螺栓固定，所述垫片位于激光棒夹持板上、下层中间，所述激光棒夹持板与电池固定板层层叠合在一起，并用螺栓穿过所述螺纹通孔固定在一起。

结合第一方面第一种实施方式，在第一方面的第二种实施方式中，所述激光发射器外壳上设置有按钮开关槽及电源指示灯孔，所述激光发射器电源，采用纽扣电池CR2302。

结合第一方面、第一方面第一种实施方式或第二种实施方式，在第一方面的第三种实施方式中，所述报警器外壳包括：盖板与底板，所述盖板与底板采用透明亚克力板制作，板厚为3mm，所述盖板上表面开有螺纹通孔，所述盖板上表面开有与所述安装于外壳内的接收模块对应的孔，用于接收激光发射器发射的光线，所述底板分为手持端与电路板端，所述手持端表面设置有第一定位柱，用于固定电源，所述电路板端表面设置有与所述盖板表面的螺纹通孔相同位置的第二定位柱，用于固定电路板及连接盖板与底板，所述第二定位柱内镶有铜螺纹套，所述盖板与底板通过螺钉穿过所述螺纹通孔固定在所述第二定位柱内。

结合第一方面第三种实施方式，在第一方面的第四种实施方式中，所述报警器外壳上表面还开设有与所述报警模块相应位置的开关按钮槽、复位按钮槽、报警指示灯孔及蜂鸣器孔。

结合第一方面、结合第一方面的第一种至第四种中任一实施方式，在第一方面第五种实施方式中，所述接收模块包括：滤光镜、光敏传感器及三极管，所述滤光镜安装在所述光敏传感器与激光发射器之间，所述光敏传感器与三极管的基极连接，所述电阻与三极管发射极连接并接地。

结合第一方面第五种实施方式，所述光敏传感器为光敏电阻或光电二极管。

结合第一方面第一至第五种任一实施方式，在第一方面第六种实施方式中，所述报警模块包括：单片机及与单片机分别连接的时钟电路、报警电路，供电电路；其中

所述单片机为报警模块的主控制芯片，型号为ATMega89C52RC，供电电压为3.3～5V；

所述时钟电路包括电容及晶振，所述晶振与电容输出端连接后分别接入单片机，构成内部时钟电路；

所述报警电路包括：常闭开关、三极管、蜂鸣器及LED指示，所述常闭开关输入端接入电源，输出端接入单片机，所述三极管的基极接入单片机，所述三极管的发射极经过所述LED灯与所述蜂鸣器连接，所述蜂鸣器另一端与电源连接；

所述供电电路包括：电源、电容、六脚自锁开关与电阻，所述六脚自锁开关一端与电阻串联接入电源，另一端接入单片机，所述电容并联接入电源两端。

第一方面第六种实施方式，在第一方面第七种实施方式中，所述供电电路电源采用三节1.5V干电池。

本发明实施例提供的一种教学用激光报警装置，包括：激光发射器与报警器，所述激光发射器与所述报警器分体设置，所述激光发射器包括：外壳与安装于所述外壳内的激光棒，所述报警器包括：外壳与安装于所述外壳内的供电电源、电路板、接收模块及报警模块，所述电路板表面设置有安装插槽，所述接收模块与报警模块设置有与所述安装插槽配合的插口，所述接收模块及报警模块通过所述插口插入所述安装插槽固定在电路板上；由于激光的单一性、定向性及集中性，使得报警装置采用激光作为报警探测介质时，报警电路不需要很高的增益及抗干扰性，从而使报警装置内部电路结构简单化，在此基础上，本发明实施例对内部结构采用功能模块化安装结构，在所述功能模块上设置有与电路板安装插槽适配的插口，可以方便制作与拆装，有效解决了现有的报警器结构复杂、动手制作困难的问题，从而从而可以作为一种教学套件方便学生动手制作，适用于教学演示。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明的实施例一种教学用激光报警装置结构示意图；

图2为图1中激光发射器结构示意图；

图3为图1中报警器结构示意图；

图4为图2中外壳的零部件-电池固定板结构示意图；

图5为图2中外壳的零部件-激光棒夹持板下层结构示意图；

图6为图2中外壳的零部件-激光棒夹持板上层结构示意图；

图7为图2中外壳的零部件-垫片结构示意图；

图8为图3中外壳的零部件-盖板结构示意图；

图9为图3中外壳的零部件-底板结构示意图；

图10为图3中接收模块结构示意图；

图11为图3中报警器结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

参看图1、2及3所示，本发明实施例一种教学用激光报警装置，包括激光发射器1与报警器2，激光发射器1与报警器2分体设置，激光发射器1包括：外壳3与安装于外壳3内的激光棒5、电源7及开关9，报警器2包括：外壳4与安装于外壳4内的电源6、电路板8、接收模块10及报警模块12，电路板8表面设置有安装插槽，接收模块10及报警模块12设置有与所述安装插槽配合的插口，接收模块10及报警模块12通过所述插口插入所述安装插槽固定在电路板8上，激光发射器1的激光棒5对准报警器2中的接收模块10，所述接收模块10与报警模块12连接；其中，

所述激光发射器，用于发射光信号；

所述报警器中的接收模块，用于接收光信号并转换成电信号，放大后输出；

所述报警器中的报警模块，用于将接收模块输出的放大的电信号转换成声信号或光信号。

参看图2、4、5、6及7所示，本实施例中，激光发射器1的外壳3包括：激光棒夹持板11及电池固定板21，激光棒夹持板11及电池固定板13均采用透明亚克力板制作，板厚3mm，电池固定板13分为三层，每层上开有左右对称的螺纹通孔15，在电池固定13表面开有凹槽17，凹槽17用于固定电池，激光棒夹持板11分为上、下两层及三对垫片19，激光棒夹持板11下层与电池固定板13最上层接触，在激光棒夹持板11下层的表面开有与电池固定板13表面相同位置的螺纹通孔21，在激光夹持板11下层上开有与激光棒5轮廓适配的固定槽23，固定槽23设有一开口，所述开口两条边延伸至激光棒夹持板11下层的轮廓线处，在激光棒夹持板11下层的边缘形成一缺口，在激光棒夹持板11上层开有与激光棒夹持板11下层表面的螺纹通孔21相应位置的通孔25，通孔25内镶有铜螺母，用于配合螺栓固定，垫片29位于激光夹持板11上、下层中间，激光棒夹持板11与电池固定板13层层叠合在一起，并用螺栓穿过所述螺纹通孔固定在一起。

本实施例中，作为一可选实施例，激光发射器1的外壳3上还设置有按钮开关槽27及电源指示灯孔31。激光发射器1的电源7，采用纽扣电池CR2302，

参看图3、8及9所示，本实施例中，报警器2的外壳4包括：盖板14与底板16，盖板14与底板16采用透明亚克力板制作，板厚为3mm，盖板14上表面开有螺纹通孔18，盖板14上表面开有与所述安装于外壳内的接收模块对应的小孔20，用于接收激光发射器发射的光线的通道，底板16划分为手持端与电路板端，所述手持端表面设置有第一定位柱22，用于固定电源6，所述电路板端表面设置有与所述盖板表面的螺纹通孔18相同位置的第二定位柱24，用于固定电路板8及连接盖板14与底板16，第二定位柱24内镶有铜螺纹套，盖板14与底板16通过螺钉穿过螺纹通孔18固定在第二定位柱24内。

本实施例中，作为一可选实施例，报警器2的外壳4表面还开设有与安装在报警器2外壳4内的报警模块12相应位置的开关按钮槽26、复位按钮槽28、报警指示灯孔30及蜂鸣器孔32。

参看图10所示，本实施例中，接收模块10包括：滤光镜33、光敏传感器34、三极管35及电阻36，滤光镜33安装在接收模块10与激光发射器1之间，光敏传感器34与三极管35的基极连接，电阻36与三极管35发射极连接，其中，

滤光镜33，用于过滤无效光线；

光敏传感器34，用于接收激光发射器1发射的光线，并将光信号转化成电信号；

三极管35，用于将光敏传感器34转化成的电信号放大后输出；

电阻36，用于检测并反馈电路中的工作电压负载状况；

本实施例中，作为一可选实施例，光敏传感器34为光敏电阻或光电二极管。

参看图3及11所示，本实施例中，报警模块12包括：单片机37及与单片机37分别连接的时钟电路38、报警电路39，供电电路40；其中

单片机37为报警模块的主控制芯片，型号为ATMega89C52RC，供电电压为3.3～5v；

时钟电路38包括：电容及晶振，所述晶振与电容输出端连接后两端分别接入单片机，构成内部时钟电路，用于产生振荡信号；

报警电路39包括：常闭开关、三极管、蜂鸣器及LED灯，所述常闭开关输入端接入电源，输出端接入单片机，所述三极管的基极接入单片机，所述三极管的发射极经过所述LED灯与所述蜂鸣器连接，所述蜂鸣器另一端与电源连接；

供电电路40包括：电源6、电容、六脚自锁开关与电阻，所述六脚自锁开关一端与电阻串联接入电源，另一端接入单片机，所述电容并联接入电源6两端，用于稳压；

本实施例中，作为一可选实施例，电源6采用三节1.5V干电池供电。

本实施例中，所述报警装置工作原理：激光发射器1发射端与报警器接收模块的光敏传感器34对准，通过设置于激光发射器1与光敏传感器34之间的滤光镜33过滤掉无效光源，平时光线照射在光敏传感器34上，光敏传感器34呈低阻状态，接收模块10中的三极管35由于基极低电位而不导通，单片机37没有电信号输入，单片机37不工作，报警电路39处于正常状态，当有人闯入激光发射器1与光敏传感器34之间时，光敏传感器34阻值迅速升高，三极管35基极呈高电位，三极管35导通，将电信号输入单片机37，单片机37工作，时钟电路38定时对输入的电信号转换成振荡信号输出给报警电路39，报警电路39将振荡信号经报警电路39中的三极管放大后输出到LED指示灯及蜂鸣器，LED灯亮，蜂鸣器发出声音，断开报警电路39中的常闭开关，当警情解除后再合上常闭开关，使报警装置再次进入警戒状态。

现有激光报警装置一般以红外线、超声波、微波作为探测介质，由于所述探测介质的光学特性存在发射角度大、不集中，易受干扰的缺点，致使接收装置收到的信号能量只占辐射能量的极小一部分，因此接收装置就要求有很高的增益及较强的抗干扰能力，使得电路结构复杂化，另外，传统的电路连接方式采用电子元器件焊接方式固定在电路板上，元件数量多，使得动手制作困难，本发明采用激光作为探测介质，由于激光的单一性、定向性及集中性，使得报警装置采用激光作为报警探测介质时，报警电路不需要很高的增益及抗干扰性，从而使报警装置内部电路结构简单化，在此基础上，本发明实施例对内部结构采用功能模块化安装结构，在所述功能模块上设置有与电路板安装插槽适配的插口，采用插接方式固定在电路板上，可以方便制作与拆装，有效解决了现有的报警器结构复杂、动手制作困难的问题，从而从而可以作为一种教学套件方便学生动手制作，适用于教学演示。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种教学用激光报警装置，其特征在于，包括：激光发射器与报警器，所述激光发射器与所述报警器分体设置，所述激光发射器包括：外壳与安装于所述外壳内的激光棒，所述激光棒一端接入电源，另一端与开关串联后接入所述电源，所述报警器包括：外壳与安装于所述外壳内的供电电源、电路板、接收模块及报警模块，所述电路板表面设置有安装插槽，所述接收模块与报警模块设置有与所述安装插槽配合的插口，所述接收模块及报警模块通过所述插口插入所述安装插槽固定在电路板上，所述激光发射器的激光棒对准所述报警器的接收模块，所述接收模块与所述报警模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种教学用激光报警装置，其特征在于，所述激光发射器外壳包括：激光棒夹持板及电池固定板，所述激光棒夹持板及电池固定板均采用数层透明亚克力板制作，每层板厚3mm，所述电池固定板分为三层，每层上开有两边对称的螺纹通孔，在所述电池固定板上表面开有凹槽，所述激光棒夹持板分为上、下两层及若干垫片，所述激光棒夹持板下层与所述电池固定板最上层接触，在所述激光棒夹持板下层表面开有与所述电池固定板表面相应位置的螺纹通孔，在所述激光棒夹持板下层上开有与激光棒轮廓适配的固定槽，所述固定槽设有一开口，所述开口两个侧面延伸至激光棒夹持板下层的轮廓线处，在所述激光棒夹持板下层的边缘形成一缺口，所述激光棒夹持板上层表面开有与所述激光棒夹持板下层表面的螺纹通孔相应位置的通孔，所述通孔内镶有铜螺母，在所述激光夹持板上层表面开有一小孔，所述垫片位于所述激光棒夹持板上、下层中间，所述激光棒夹持板与电池固定板层层叠合连接在一起。

3.根据权利要求2所述的一种教学用激光报警装置，所述激光发射器外壳上设置有按钮开关槽及电源指示灯孔，所述激光发射器电源，采用纽扣电池CR2302。

4.根据权利要求3所述的一种教学用激光报警装置，所述报警器外壳包括：盖板与底板，所述盖板与底板采用透明亚克力板制作，板厚为3mm，所述盖板上表面开有螺纹通孔，所述盖板表面开有与所述安装于外壳内的接收模块对应的孔，所述底板划分为手持端与电路板端，所述手持端表面设置有第一定位柱，所述电路板端表面设置有与所述盖板表面的螺纹通孔相同位置的第二定位柱，所述第二定位柱内镶有铜螺纹套，所述盖板与底板通过螺钉穿过所述螺纹通孔固定在所述第二定位柱内。

5.根据权利要求4所述的一种教学用激光报警装置，其特征在于，所述报警器外壳上表面还开设有与所述报警模块相应位置适配的开关按钮槽、复位按钮槽、报警指示灯孔及蜂鸣器孔。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种教学用激光报警装置，其特征在于，所述接收模块包括：滤光片、光敏传感器、三极管及电阻，所述滤光片固定于所述光敏传感器与激光发射器之间，所述光敏传感器与所述三极管的基极连接，所述电阻与三极管发射极连接并接地。

7.根据权利要求6所述的一种教学用激光报警装置，其特征在于，所述光敏传感器用光敏电阻或光电二极管。

8.根据权利要求1所述的一种教学用激光报警装置，其特征在于，所述报警模块包括：单片机及与所述单片机分别连接的时钟电路、报警电路，供电电路；

所述单片机的型号为ATMega89C52RC，供电电压为3.3～5V；

所述时钟电路包括：电容及晶振，所述晶振与电容输出端连接后分别接入单片机，构成内部时钟电路；

所述报警电路包括：常闭开关、三极管、蜂鸣器及LED指示，所述常闭开关输入端接入电源，输出端连接单片机，所述三极管的基极连接单片机，所述三极管的发射极经过所述LED灯与所述蜂鸣器连接，所述蜂鸣器另一端与电源连接；

所述供电电路包括：电源、电容、六脚自锁开关及电阻，所述六脚自锁开关一端与电阻串联接入电源，另一端接入单片机，所述电容并联接入电源两端，用于稳压。

9.根据权利要求1或8所述的一种教学用激光报警装置，其特征在于，所述供电电源采用三节1.5V干电池。