CN109061665A - 一种低发热多激光器高频测距系统 - Google Patents
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Abstract
一种低发热多激光器高频测距系统，其特征在于，由协同控制电路、第一电机、第二电机、第一激光器、第二激光器、第三激光器、第一斜方棱镜、第二斜方棱镜以及激光扩束系统组成；本专利采用了一种多激光器协同工作实现高频激光输出的同时，发热量少，安全性与稳定性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种低发热多激光器高频测距系统。
背景技术
激光测距（laser distance measuring）是以激光器作为光源进行测距。根据激光工作的方式分为连续激光器和脉冲激光器。氦氖、氩离子、氪镉等气体激光器工作于连续输出状态，用于相位式激光测距；双异质砷化镓半导体激光器，用于红外测距；红宝石、钕玻璃等固体激光器，用于脉冲式激光测距。激光测距仪由于激光的单色性好、方向性强等特点，加上电子线路半导体化集成化，与光电测距仪相比，不仅可以日夜作业、而且能提高测距精度，显著减少重量和功耗，使测量到人造地球卫星、月球等远目标的距离变成现实。
在使用过程中，由于通常的激光器电-光转换效率较低，在工作中会产生大量的废热，会带来复杂的温控和散热系统，尤其是对于高频工作的激光器，散热问题更加严重，随着工作频率的提高，激光器发热量会急剧升高对激光器整机的可靠性和稳定性产生严重的影响，并且难以实现小型化和轻量化。
因此，研发出一种低发热、高可靠性、高稳定性的激光测距系统，越来越受到人们的关注。
发明内容
本发明针对上述问题提出了一种低发热多激光器高频测距系统。
具体的技术方案如下：
一种低发热多激光器高频测距系统，其特征在于，由第一电机、第二电机、第一激光器、第二激光器、第三激光器、第一斜方棱镜、第二斜方棱镜以及激光扩束系统组成；
所述第一激光器、第二激光器以及第三激光器呈一字排列，所述第二激光器位于所述激光扩束系统一侧，工作时第二放射系统的激光光速正对所述反射光学系统的光轴处；
所述第一斜方棱镜位于所述第一激光器一侧，所述第一电机与所述第一斜方棱镜连接，第一电机带动斜方棱镜在第一激光器与所述激光扩束系统之间水平移动；
所述第二斜方棱镜位于所述第三激光器一侧，所述第二电机与所述第二斜方棱镜连接，第二电机带动斜方棱镜在第三激光器与所述激光扩束系统之间水平移动。
进一步的，还包括协同控制电路，所述协同控制电路与第一电机、第二电机、第一激光器、第二激光器、第三激光器电连接，实现信号传输。
进一步的，所述第一斜方棱镜呈平行四边形结构。
进一步的，所述第一斜方棱镜与第二斜方棱镜大小、形状均相同。
进一步的，所述第一电机与所述第一斜方棱镜之间、所述第二电机与所述第二斜方棱镜之间均设置有移动机构，所述移动机构包括移动轨道、斜方棱镜框架以及直线模组，所述直线模组呈水平设置，一端与所述第一电机、第二电机连接，所述第一电机与第二电机作为直线模组的驱动电机使用；所述直线模组另一端与斜方棱镜框架固定连接，所述斜方棱镜框架呈方形结构，所述斜方棱镜框架上设置有放置口，所述第一斜方棱镜或第二斜方棱镜放置于所述放置口内侧，所述放置口四周均匀固定设置有四个夹紧机构，夹紧机构将所述第一斜方棱镜或第二斜方棱镜夹紧固定在放置口内；所述斜方棱镜框架底部两侧各设置有两个滚轮，所述移动轨道为C型结构，所述滚轮在所述移动轨道内部滚动连接，所述斜方棱镜框架通过直线模组推动在移动轨道内实现水平移动。
进一步的，所述夹紧结构包括两个相对设置的固定板，所述固定板底部与所述斜方棱镜框架固定连接，顶部位于所述第一斜方棱镜或第二斜方棱镜两侧，所述固定板顶部内侧壁上设置有由橡胶弹性体构成的防滑层，所述固定板上设置有两个夹紧螺栓，所述两个夹紧螺栓贯穿两个固定板，并配合螺母实现两个固定板将第一斜方棱镜或第二斜方棱镜夹紧。
进一步的，所述放置口形状为平行四边形，所述放置口大小略大于所述第一斜方棱镜、第二斜方棱镜，所述放置口内侧顶部、底部以及两侧均设置有弹性层。
进一步的，所述弹性层为橡胶弹性体、海绵以及棉布多层堆叠中的一种。
本发明的有益效果为：
本专利采用了一种多激光器协同工作实现高频激光输出的同时，发热量少，安全性与稳定性高。通过添加多个激光器，在整个系统高频工作的时候，系统中的单个激光器处于低频工作的状态，因此解决了激光器在高频工作时的发热问题，采用3台激光器协同工作，则单台激光器的工作频率仅仅是系统工作频率的1/3。
附图说明
图1为本发明第一工作状态示意图。
图2为本发明第二工作状态示意图。
图3为本发明第三工作状态示意图。
图4为本发明移动机构示意图。
图5为本发明夹紧结构剖面示意图。
图6为本发明滚轮在轨道内部示意图。
附图标记说明
协同控制电路1、第一电机2、第二电机3、第一激光器4、第二激光器5、第三激光器6、第一斜方棱镜7、第二斜方棱镜8、激光扩束系统9、激光光束10、移动机构11、移动轨道12、斜方棱镜框架13、放置口14、弹性层15、直线模组16、滚轮17、夹紧结构18、固定板19、防滑层20、夹紧螺栓21、螺母22。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。
本发明中所提及的固定连接，固定设置均为机械领域中的通用连接方式，焊接、胶粘、螺栓螺母连接以及螺钉连接均可。
本发明实施例中所采用的第一斜方棱镜与第二斜方棱镜购自于武汉优光科技有限责任公司，采用的第一激光器、第二激光器、第三激光器的均采用相同激光器，购自于法国QUANTEL激光器，产品型号为VRN20-30-G；所述激光扩束系统为GCO-14系列激光扩束镜，购自于大恒新纪元科技股份有限公司，具体型号为GCO-140102。
一种低发热多激光器高频测距系统，其特征在于，由第一电机、第二电机、第一激光器、第二激光器、第三激光器、第一斜方棱镜、第二斜方棱镜以及激光扩束系统组成；
所述第一激光器、第二激光器以及第三激光器呈一字排列，所述第二激光器位于所述激光扩束系统一侧，工作时第二放射系统的激光光速正对所述反射光学系统的光轴处；
所述第一斜方棱镜位于所述第一激光器一侧，所述第一电机与所述第一斜方棱镜连接，第一电机带动斜方棱镜在第一激光器与所述激光扩束系统之间水平移动；
所述第二斜方棱镜位于所述第三激光器一侧，所述第二电机与所述第二斜方棱镜连接，第二电机带动斜方棱镜在第三激光器与所述激光扩束系统之间水平移动。
进一步的，还包括协同控制电路，所述协同控制电路与第一电机、第二电机、第一激光器、第二激光器、第三激光器电连接，实现信号传输。
进一步的，所述第一斜方棱镜呈平行四边形结构。
进一步的，所述第一斜方棱镜与第二斜方棱镜大小、形状均相同。
进一步的，所述第一电机与所述第一斜方棱镜之间、所述第二电机与所述第二斜方棱镜之间均设置有移动机构，所述移动机构包括移动轨道、斜方棱镜框架以及直线模组，所述直线模组呈水平设置，一端与所述第一电机、第二电机连接，所述第一电机与第二电机作为直线模组的驱动电机使用；所述直线模组另一端与斜方棱镜框架固定连接，所述斜方棱镜框架呈方形结构，所述斜方棱镜框架上设置有放置口，所述第一斜方棱镜或第二斜方棱镜放置于所述放置口内侧，所述放置口四周均匀固定设置有四个夹紧机构，夹紧机构将所述第一斜方棱镜或第二斜方棱镜夹紧固定在放置口内；所述斜方棱镜框架底部两侧各设置有两个滚轮，所述移动轨道为C型结构，所述滚轮在所述移动轨道内部滚动连接，所述斜方棱镜框架通过直线模组推动在移动轨道内实现水平移动。
进一步的，所述夹紧结构包括两个相对设置的固定板，所述固定板底部与所述斜方棱镜框架固定连接，顶部位于所述第一斜方棱镜或第二斜方棱镜两侧，所述固定板顶部内侧壁上设置有由橡胶弹性体构成的防滑层，所述固定板上设置有两个夹紧螺栓，所述两个夹紧螺栓贯穿两个固定板，并配合螺母实现两个固定板将第一斜方棱镜或第二斜方棱镜夹紧。
进一步的，所述放置口形状为平行四边形，所述放置口大小略大于所述第一斜方棱镜、第二斜方棱镜，所述放置口内侧顶部、底部以及两侧均设置有弹性层。
进一步的，所述弹性层为橡胶弹性体、海绵以及棉布多层堆叠中的一种。
第一工作状态：如图1所示，第二激光器的发射光束通过激光扩束系统进行测距工作，第一激光器和第三激光器不工作，第一电机控制第一斜方棱镜处于初始位置，第二电机控制第二斜方棱镜处于初始位置。
第二工作状态：如图2所示，第二激光器和第三激光器不工作，第一激光器工作，同时，第一电机控制第一斜方棱镜向下移动，由于第一斜方棱镜的作用使入射光只产生位移而不改变其方向，因此，第一激光器的激光束通过第一斜方棱镜后，产生位移，光束正好处于激光扩束系统的光轴处，则第一激光器的激光束通过激光扩束系统出射。
第三工作状态：如图3所示，第一激光器和第二激光器不工作，第三激光器工作，同时，第二电机控制第二斜方棱镜向上移动，由于第二斜方棱镜的作用使入射光只产生位移而不改变其方向，因此，第三激光器的激光束通过第二斜方棱镜后，产生位移，光束正好处于激光扩束系统的光轴处，则第三激光器的激光束通过激光扩束系统出射。
第一、第二、第三工作状态循环进行，即，第一、第二、第三激光器轮流作为工作激光器，由此可以实现在每一台激光器工作频率为Xhz的情况下，整体激光系统的工作频率为3Xhz。
Claims (8)
1.一种低发热多激光器高频测距系统，其特征在于，由第一电机、第二电机、第一激光器、第二激光器、第三激光器、第一斜方棱镜、第二斜方棱镜以及激光扩束系统组成；
所述第一激光器、第二激光器以及第三激光器呈一字排列，所述第二激光器位于所述激光扩束系统一侧，工作时第二放射系统的激光光速正对所述反射光学系统的光轴处；
所述第一斜方棱镜位于所述第一激光器一侧，所述第一电机与所述第一斜方棱镜连接，第一电机带动斜方棱镜在第一激光器与所述激光扩束系统之间水平移动；
所述第二斜方棱镜位于所述第三激光器一侧，所述第二电机与所述第二斜方棱镜连接，第二电机带动斜方棱镜在第三激光器与所述激光扩束系统之间水平移动。
2.如权利要求1所述的一种低发热多激光器高频测距系统，其特征在于，还包括协同控制电路，所述协同控制电路与第一电机、第二电机、第一激光器、第二激光器、第三激光器电连接，实现信号传输。
3.如权利要求1所述的一种低发热多激光器高频测距系统，其特征在于，所述第一斜方棱镜呈平行四边形结构。
4.如权利要求1所述的一种低发热多激光器高频测距系统，其特征在于，所述第一斜方棱镜与第二斜方棱镜大小、形状均相同。
5.如权利要求1所述的一种低发热多激光器高频测距系统，其特征在于，所述第一电机与所述第一斜方棱镜之间、所述第二电机与所述第二斜方棱镜之间均设置有移动机构，所述移动机构包括移动轨道、斜方棱镜框架以及直线模组，所述直线模组呈水平设置，一端与所述第一电机、第二电机连接，所述第一电机与第二电机作为直线模组的驱动电机使用；所述直线模组另一端与斜方棱镜框架固定连接，所述斜方棱镜框架呈方形结构，所述斜方棱镜框架上设置有放置口，所述第一斜方棱镜或第二斜方棱镜放置于所述放置口内侧，所述放置口四周均匀固定设置有四个夹紧机构，夹紧机构将所述第一斜方棱镜或第二斜方棱镜夹紧固定在放置口内；所述斜方棱镜框架底部两侧各设置有两个滚轮，所述移动轨道为C型结构，所述滚轮在所述移动轨道内部滚动连接，所述斜方棱镜框架通过直线模组推动在移动轨道内实现水平移动。
6.如权利要求1所述的一种低发热多激光器高频测距系统，其特征在于，所述夹紧结构包括两个相对设置的固定板，所述固定板底部与所述斜方棱镜框架固定连接，顶部位于所述第一斜方棱镜或第二斜方棱镜两侧，所述固定板顶部内侧壁上设置有由橡胶弹性体构成的防滑层，所述固定板上设置有两个夹紧螺栓，所述两个夹紧螺栓贯穿两个固定板，并配合螺母实现两个固定板将第一斜方棱镜或第二斜方棱镜夹紧。
7.如权利要求1所述的一种低发热多激光器高频测距系统，其特征在于，所述放置口形状为平行四边形，所述放置口大小略大于所述第一斜方棱镜、第二斜方棱镜，所述放置口内侧顶部、底部以及两侧均设置有弹性层。
8.如权利要求1所述的一种低发热多激光器高频测距系统，其特征在于，所述弹性层为橡胶弹性体、海绵以及棉布多层堆叠中的一种。
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