CN107861198B - 一种强磁场环境下小型激光接收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种强磁场环境下小型激光接收装置，包括安装座、接收物镜、接收电路；所述安装座为90°扇形结构，安装座的扇形弧端设有安装槽，所述接收物镜固连在安装槽内，且安装槽槽宽大于接收物镜的光路接收范围；所述安装座内部设有安装空腔，所述接收电路设置在安装座空腔内，用以将接收物镜接收进来的光信号转化为电信号；所述接收物镜中间的拱形结构设置为多段球面镜搭接，每段球面镜镜片外镜面为车尔宁椭圆形，内镜面为平面方形；所述安装空腔内还设有屏蔽套筒；本发明的激光接收装置体积小，成本低，结构简单，可实现强磁环境下的抗干扰能力，保证了激光探测系统能够在强磁场环境下正常的工作。

Description

一种强磁场环境下小型激光接收装置

技术领域

本发明主要涉及激光探测领域，具体涉及一种强磁场环境下小型激光接收装置。

背景技术

随着科技发展，激光探测技术被广泛运用于军事民用等各个领域，对测绘、通信、目标探测与识别、制导等技术领域的发展具有重要的推动作用。

随着应用环境中的电磁干扰源越来越复杂以及电子设备的日益精密，特别是强电磁环境对光电设备的干扰日益严重，极易导致激光探测系统失效。当激光探测技术应用于目标搜索、方位识别与跟踪等领域时，接收器的视场角大小在一定程度上决定了探测器对目标的探测能力，大视场角的激光探测接收器能够接收到激光回波的角度范围更宽，在提高探测器探测能力的同时也能够更好的降低激光探测单元的成本。目前还没有一种能够同时满足在强磁场环境下正常工作且相对简单有效的实现大视场角周向激光探测的设计方案。针对现有的大视场角探测装置，CN107121760A设计的宽波段制冷红外折反射全景镜头，利用二次曲面反射镜和透镜组，实现大视场角接收镜技术，该技术所用透镜组结构复杂，占用空间大，同时费用成本高；CN107179051A设计的大视场角三维测量仪，利用旋转透镜的方法提高接收视场的大小，该方法结构复杂，仅适用于体积不受限制的测量仪器中。以上大视场角探测装置中均采用球形接收透镜，该种大视场角镜虽然能够实现60°及以上的接收视场，但是此类球形接收镜焦距为14mm以上，需要配合后续的透镜以进行聚焦，使得该类大视场接收镜结构复杂，镜片占用空间大，且没有抗电磁干扰措施，易受电磁环境的干扰。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种强磁场环境下小型激光接收装置，以解决大视场角镜结构复杂，占用空间大且易受电磁环境干扰的问题。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种强磁场环境下小型激光接收装置，包括安装座、接收物镜、接收电路；所述安装座为90°扇形结构，安装座的扇形弧端设有安装槽，所述接收物镜固连在安装槽内，且安装槽槽宽大于接收物镜的光路接收范围；所述安装座内部设有安装空腔，所述接收电路设置在安装座空腔内，用以将接收物镜接收进来的光信号转化为电信号。

本发明与现有技术相比，其显著优点：

(1)安装座采用90°扇形结构，以及将接收电路设置在安装座内部安装空腔内，可实现整个接收装置的小型化、装配简单。

(2)本发明的接收镜片采用拱形接收镜片，相比于一般的球面接收镜片的接收镜头的范围要大，可实现更大的接收视场，同时镜片焦距短占用空间小。

(3)本发明的激光接收装置同轴安装在圆柱形的安装座上，可实现周向全方位接收。

(4)本发明在安装空腔内还设有屏蔽套筒，可实现强磁环境下的抗干扰能力，保证了激光探测系统能够在强磁场环境下正常的工作。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明的小型激光接收装置的结构示意图

图2为安装座的结构示意图。

图3为接收镜的结构示意图。

图4为盖板结构示意图。

具体实施方式

为了说明本发明的技术方案及技术目的，下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。

结合图1、图2，本发明的一种强磁场环境下小型激光接收装置，包括安装座1、接收物镜2、接收电路3；

所述安装座1为90°扇形结构，安装座1的扇形弧端设有安装槽1-1，所述接收物镜2固连在安装槽1-1内，整个接收物镜2位于安装槽1-1内部，且安装槽1-1槽宽大于接收物镜2的光路接收范围，既可保证光路不被遮挡，又可对接收物镜2起保护作用，避免接收物镜2在使用过程中被磨损；且将接收物镜2设置在安装槽1-1也可避免接收物镜2与安装座1连接处产生漏光现象，避免外部杂光进入；所述安装座1内部设有安装空腔1-2，所述接收电路3设置在安装座1空腔内，用以将接收物镜2接收进来的光信号转化为电信号。

进一步的，所述接收物镜2中间透镜部为一个圆心角≤90°的拱形结构，两侧设有固定座，通过螺栓将整个接收物镜2固定连接在安装槽1-1内，使得本发明的接收物镜2能够接收到视场角达到90°视场内的激光。

进一步的，所述接收物镜2中间的拱形结构设置为多段球面镜6搭接，每段球面镜6镜片为立体拱形结构：外镜面为车尔宁椭圆形，内镜面为平面方形。多段球面镜6可根据需要调整搭接角度，使各镜片焦点汇集在内镜面后某处，较一般根据车尔宁最佳弯形设计的一体形球面镜，本接收物镜2的镜片结构，可以有效的减小镜片的曲率，减小镜片厚度，增大镜片焦距。

优选的，所述接收物镜2中间的拱形结构采用五段球面镜6，每段球面镜6采用34°镜度的车宁尔椭圆形镜面，镜片厚度1.3mm，镜片的焦距可达8.18mm左右，5段球面镜6之间按照15°的角度搭接后，使各镜片焦点汇集在内镜面后7mm处。

进一步的，所述安装空腔1-2为90°扇形空腔，空腔与安装座1的外形一致，可以充分的利用安装座1的内部体积，最大的利用安装空腔1-2的使用效率。

进一步的，所述安装空腔1-2内还设有屏蔽套筒4，所述接收电路3位于屏蔽套筒4内，安装空腔1-2通过盖板5封闭，可对接收电路3在强磁场环境起到屏蔽作用，避免强磁场环境的干扰。

进一步的，所述屏蔽套筒4与接收电路3之间设有一层橡胶垫片，以减少震动和系统噪声的影响，同时防止系统短路。

进一步的，所述屏蔽套筒4、盖板5均采用坡莫合金，具有更好的屏蔽效果。

使用时，本发明的强磁场环境下小型激光接收装置共四个同轴安装于直径为70mm的圆柱安装座上，形成覆盖全周向的无盲区视场。探测系统工作时，探测系统的激光发射装置采用旋转扫描或周向多光束发射方式，向周向空间发射扫描激光束，当激光束接触到目标表面，发生漫反射，产生的回波可被具有360°视场角的激光接收装置接收到，探测系统即可据此准确判断目标所处的方位与距离。在小型激光接收装置工作环境中存在的强电磁干扰可被屏蔽结构阻挡，保证了接收系统的安全可靠工作。本发明的激光接收装置体积小，成本低，结构简单，工作可靠。应用于小型民用机器人，无人机，或工厂流水线等领域。

Claims (7)

1.一种强磁场环境下小型激光接收装置，包括安装座(1)、接收物镜(2)、接收电路(3)；其特征在于，所述安装座(1)为90°扇形结构，安装座(1)的扇形弧端设有安装槽(1-1)，所述接收物镜(2)固连在安装槽(1-1)内，且安装槽(1-1)槽宽大于接收物镜(2)的光路接收范围；所述安装座(1)内部设有安装空腔(1-2)，所述接收电路(3)设置在安装座(1)空腔内，用以将接收物镜(2)接收进来的光信号转化为电信号；所述接收物镜(2)中间透镜部为一个圆心角≤90°的拱形结构；拱形结构设置为多段球面镜(6)搭接，每段球面镜(6)镜片的外镜面为车尔宁椭圆形，内镜面为平面方形；所述接收物镜(2)中间的拱形结构采用五段球面镜(6)；每段球面镜(6)采用34°镜度的车宁尔椭圆形镜面；所述安装空腔(1-2)内还设有屏蔽套筒(4)，所述接收电路(3)位于屏蔽套筒(4)内，安装空腔(1-2)通过盖板(5)封闭。

2.根据权利要求1所述的一种强磁场环境下小型激光接收装置，其特征在于，所述接收物镜(2)两侧设有固定座，通过螺栓将整个接收物镜(2)固定连接在安装槽(1-1)内。

3.根据权利要求1所述的一种强磁场环境下小型激光接收装置，其特征在于，所述球面镜(6)的镜片厚度1.3mm。

4.根据权利要求1所述的一种强磁场环境下小型激光接收装置，其特征在于，每段球面镜(6)之间按照15°的角度搭接。

5.根据权利要求1所述的一种强磁场环境下小型激光接收装置，其特征在于，所述安装空腔(1-2)为90°扇形空腔。

6.根据权利要求1所述的一种强磁场环境下小型激光接收装置，其特征在于，所述屏蔽套筒(4)、盖板(5)均采用坡莫合金。

7.根据权利要求1所述的一种强磁场环境下小型激光接收装置，其特征在于，所述屏蔽套筒(4)与接收电路(3)之间设有一层橡胶垫片。