CN206227463U - 机场激光驱鸟器装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种机场激光驱鸟器装置，包括扫描控制器、运动机构和光路单元；运动机构包括：水平旋转机构、俯仰旋转机构以及机械限位机构；光路单元包括激光控制模组、激光驱动器以及激光发射器本体；所述机械限位机构(14)包括水平旋转机械限位装置和俯仰旋转机械限位装置，用于分别对水平转盘的水平旋转范围、电动角位移台的俯仰旋转范围进行限位。具有以下优点：保障驱鸟器发射的激光在一个闭环的范围内运行，不会对飞行在空中的驾驶员、附近生活的居民造成影响；还具有激光器转动驱动机构简单、体积小以及成本低等优点，有利于推广使用。
Description
技术领域
本实用新型属于机场激光驱鸟技术领域，具体涉及一种机场激光驱鸟器装置。
背景技术
为了保证飞机起降安全，防止飞机高速起降时飞鸟被吸入飞机发动机，或撞击飞机机体、起落架、尾翼、挡风玻璃等位置，在机场关键飞行区，尤其是飞机起飞和降落的跑道上，需要布置驱鸟器，防止鸟类入侵。
现有的对于依靠激光扫描进行驱鸟的驱鸟器，在使用过程中，主要存在以下不足：(1)激光器进行转动扫描过程中，由于为360度全方位扫描，因此，激光容易照射到飞行员，还容易对附近居民生活造成一定的影响；(2)激光器转动驱动机构复杂、体积大以及成本高，不利于推广使用。(3)驱鸟器只能进行本地控制，控制不方便。
实用新型内容
针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种机场激光驱鸟器装置，可有效解决上述问题。
本实用新型采用的技术方案如下：
本实用新型提供一种机场激光驱鸟器装置，包括扫描控制器、运动机构和光路单元；
所述运动机构包括：支撑平台(10)、水平旋转机构、俯仰旋转机构以及机械限位机构(14)；其中，所述水平旋转机构包括水平旋转驱动电机(1)、第1减速器(9)和水平转盘(2)；所述水平旋转驱动电机(1)的输出端通过所述第1减速器(9)与所述水平转盘(2)联动，用于驱动所述水平转盘(2)在水平面进行往复旋转运动；所述俯仰旋转机构包括：俯仰驱动电机(6)、第2减速器(7)和电动角位移台(8)；所述俯仰驱动电机(6)固定安装于所述水平转盘(2)的上面，在所述水平转盘(2)的上方设置所述电动角位移台(8)，所述电动角位移台(8)的内部设置有涡轮蜗杆；所述俯仰驱动电机(6)的输出端通过所述第2减速器(7)与所述涡轮蜗杆联动，用于驱动所述电动角位移台(8)进行俯仰运动；所述水平旋转机构和所述俯仰旋转机构构成的整体设置于所述支撑平台(10)上；所述机械限位机构(14)包括水平旋转机械限位装置和俯仰旋转机械限位装置，用于分别对水平转盘的水平旋转范围、电动角位移台的俯仰旋转范围进行限位；所述水平旋转机械限位装置和所述俯仰旋转机械限位装置分别配置有水平限位开关和俯仰限位开关；
所述光路单元包括激光控制模组、激光驱动器以及激光发射器本体；所述激光控制模组通过所述激光驱动器与所述激光发射器本体连接；其中，所述激光发射器本体固定安装于所述电动角位移台(8)的上面；
所述扫描控制器分别与所述水平旋转驱动电机(1)、所述俯仰驱动电机(6)、所述激光控制模组、所述水平限位开关和所述俯仰限位开关连接。
优选的，所述激光发射器本体包括：激光器(15)、第一级扩充镜(16)、第1反射镜(17.1)、第2反射镜(17.2)和第二级扩充镜(18)；
在所述第1反射镜(17.1)的入射光路上，按光传输方向依次布置所述激光器(15)和所述第一级扩充镜(16)；所述第1反射镜(17.1)的反射光路为平行光线，在所述第1反射镜(17.1)的反射光路上布置所述第2反射镜(17.2)，并且，所述第2反射镜(17.2)和所述第1反射镜(17.1)相互垂直设置；在所述第2反射镜(17.2)的反射光路上布置所述第二级扩充镜(18)；所述第二级扩充镜(18)的出射方向布置有激光器出光口。
优选的，还包括用于检测水平转盘转动位置的转盘位置检测传感器(13)以及用于检测和电动角位移台俯仰角度的电动角位移台倾角检测传感器；
所述转盘位置检测传感器(13)以及所述电动角位移台倾角检测传感器分别连接到所述扫描控制器。
优选的，还包括激光器温度传感器(23)以及激光器温度调节器；所述激光器温度传感器(23)的输出端连接到所述激光控制模组的输入端；所述激光控制模组的输出端连接到所述激光器温度调节器的输入端。
优选的，所述激光器温度调节器为半导体致冷器(20)。
优选的，还包括光电探测器；所述光电探测器的输出端连接到所述扫描控制器的输入端。
优选的，还包括有线通信装置和无线通信装置；所述有线通信装置和所述无线通信装置均连接到所述扫描控制器。
优选的，所述无线通信装置包括相互连接的无线模组和天线(31)；所述有线通信装置包含网络接口(30)。
优选的，还包括机柜(28)和顶罩(25)；
所述顶罩(25)可转动设置于所述机柜(28)的上方；所述顶罩(25)和所述机柜(28)之间通过密封圈(27)密封；所述水平转盘(2)和所述顶罩(25)的罩内壁之间固定安装有若干个支柱(26)，当所述水平转盘(2)转动时，带动所述顶罩(25)进行同步转动。
本实用新型提供的机场激光驱鸟器装置具有以下优点：
保障驱鸟器发射的激光在一个闭环的范围内运行，不会对飞行在空中的驾驶员、附近生活的居民造成影响；还具有激光器转动驱动机构简单、体积小以及成本低等优点，有利于推广使用。
附图说明
图1为本实用新型提供的机场激光驱鸟器装置的整体架构图；
图2为本实用新型提供的机场激光驱鸟器装置的机械结构示意图；
图3为图2中A区域的局部放大图；
图4为本实用新型提供的机场激光驱鸟器装置的另一部分机械结构示意图；
图5为本实用新型提供的光路传播示意图；
其中：
1-水平旋转驱动电机、2-水平转盘、3-回转轴承、4-导向轴承、5-俯仰平台、6-俯仰驱动电机、7-第2减速器、8-电动角位移台、9-第1减速器、10-支撑平台、11-保护电路组件、12-控制电路组件、13-转盘位置检测传感器、14-机械限位机构、15-激光器、16-第一级扩充镜、17.1-第1反射镜、17.2-第2反射镜、18-第二级扩充镜、19-铜块、20-半导体致冷器、21-散热片、22-风扇、23-激光器温度传感器、24-六轴调整器、25-顶罩、26-支柱、27-密封圈、28-机柜、29-操作面板、30-网络接口、31-天线。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型提供一种机场激光驱鸟器装置，用于进行飞机起降前的机场驱鸟工作，包括扫描控制器、运动机构和光路单元。下面对各主要部件分别详细介绍：
(一)运动机构
运动机构包括：支撑平台10、水平旋转机构、俯仰旋转机构以及机械限位机构14。
其中，水平旋转机构包括水平旋转驱动电机1、第1减速器9和水平转盘2；水平旋转驱动电机1竖直安装，其输出端通过第1减速器9与水平转盘2联动，用于将扭矩传给水平转盘，进而驱动水平转盘2在水平面进行往复旋转运动。另外，水平转盘受竖直方向的力由安装在下面的回转轴承3承受。水平转盘边缘安装有四个导向轴承4，其作用是减小水平运动径向误差，保证水平转盘能稳定的在一个水平面做往复旋转。
俯仰旋转机构包括：俯仰驱动电机6、第2减速器7和电动角位移台8；俯仰驱动电机6固定安装于水平转盘2的上面，在水平转盘2的上方设置电动角位移台8，电动角位移台8的内部设置有涡轮蜗杆；俯仰驱动电机6的输出端通过第2减速器7与涡轮蜗杆联动，从而将扭矩传递给电动角位移台，驱动电动角位移台8进行俯仰运动，通常情况下，可选择在±10°范围进行俯仰运动；水平旋转机构和俯仰旋转机构构成的整体设置于支撑平台10上；
为防止激光束超出轨道区域运行，从而对飞行员、机场驱鸟人员等进行直接照射，根据机场的实际情况，水平旋转机构和俯仰旋转机构分别设计有位置检测传感器和机械限位装置，从而使激光束在要求的区域循环扫描。
机械限位机构14包括水平旋转机械限位装置和俯仰旋转机械限位装置，用于分别对水平转盘的水平旋转范围、电动角位移台的俯仰旋转范围进行限位；水平旋转机械限位装置和俯仰旋转机械限位装置分别配置有水平限位开关和俯仰限位开关。
位置检测传感器包括用于检测水平转盘转动位置的转盘位置检测传感器13以及用于检测和电动角位移台俯仰角度的电动角位移台倾角检测传感器；转盘位置检测传感器13以及电动角位移台倾角检测传感器分别连接到扫描控制器。
参考图2-图4，整个结构进行密封性设计，包括机柜28和顶罩25；机柜为六边形结构，顶罩为圆柱形；顶罩25可转动设置于机柜28的上方；顶罩25和机柜28之间通过密封圈27密封，防止雨水和灰尘的进入对结构进行腐蚀或影响轴承润滑和光学元件的传播；水平转盘2和顶罩25的罩内壁之间固定安装有若干个支柱26，当水平转盘2转动时，带动顶罩25进行同步转动。
(二)光路单元
参考图5，光路单元包括激光控制模组、激光驱动器以及激光发射器本体；激光控制模组通过激光驱动器与激光发射器本体连接；其中，激光发射器本体固定安装于电动角位移台8的上面。
其中，激光发射器本体包括：激光器15、第一级扩充镜16、第1反射镜17.1、第2反射镜17.2和第二级扩充镜18；
在第1反射镜17.1的入射光路上，按光传输方向依次布置激光器15和第一级扩充镜16；第1反射镜17.1的反射光路为平行光线，在第1反射镜17.1的反射光路上布置第2反射镜17.2，并且，第2反射镜17.2和第1反射镜17.1相互垂直设置；在第2反射镜17.2的反射光路上布置第二级扩充镜18；第二级扩充镜18的出射方向布置有激光器出光口。
因此，激光器发射激光，激光束直径不超过2mm，经过第一级扩充镜(显微物镜，扩孔倍率为6.5)，光束再依次经过两个角度相互垂直的反射镜后，反射进入第二级扩充镜(天文望远镜，扩充倍率为12)。光路结构固定于同一个平台上。该平台通过螺栓固定在电动角位移台上，从而实现整个光路在水平方向和俯仰方向的运动。
(三)扫描控制器
扫描控制器用于实现电机扫描控制、激光驱动控制、温度控制、人机操作控制等功能。扫描控制器分别与水平旋转驱动电机1、俯仰驱动电机6、激光控制模组、水平限位开关和俯仰限位开关连接。
扫描控制器作为整个电路系统设计的核心单元，实现设备水平及俯仰电机控制，激光轨道运行算法实现，激光控制模组参数设定及反馈。控制电路组件12包括扫描控制器，和保护电路组件11布置于机柜内。
(四)附属关键设备
(1)温控部分
由于激光器在温度过高或过低的环境中，无法正常发射激光，为保证外界温度恶劣的情况下激光器还能正常工作，在设备中设计一个激光器温度传感器23以及激光器温度调节器，激光器温度传感器23的输出端连接到激光控制模组的输入端；激光控制模组的输出端连接到激光器温度调节器的输入端。
激光器温度传感器23采集激光器周围的温度，并反馈给激光器温度调节器，例如，半导体致冷器20进行温度调节；从而保证激光器正常稳定的工作。
(2)光电探测器
光电探测器的输出端连接到扫描控制器的输入端。光电探测器采集环境光照强度并反馈给扫描控制器，进而控制激光器激光输出强度，保证出射激光束对鸟类的刺激强度。
(3)外部控制单元
设备可通过无线和有线两种方式进行远程操作控制。
无线控制方式是通过无线模组和天线31进行传输，有线控制方式可通过网络接口30实现，外部操作命令将信号传递给设备，远程完成设备的各项功能操作。
下面介绍一个具体实施例：
水平旋转驱动电机将扭矩传递给减速器，减速器带动水平转盘进行旋转，旋转的范围取决于传感器和机械限位安装的位置。整个俯仰旋转机构及光路结构都安装在水平转盘上。俯仰驱动电机的扭矩通过弯角减速器传递给电动角位移台，电动角位移台内部的涡轮蜗杆结构将扭矩转变成俯仰扭矩。固定在俯仰台面的激光器、显微物镜、反射镜、望远镜等光学组件跟着电动角位移台做俯仰旋转运动。俯仰的角度也是与俯仰传感器和机械限位的安装位置有关。两个方向的传感器采集信号后传给控制单元，控制单元通过控制电机来改变其运动轨迹，从而实现了激光能同时在两个方向的扫描，达到驱鸟的功能。
激光器和温度传感器相邻安装于两个紧密配合铜块之间，上半铜块中间镶嵌入温控装置。温服传感器检测激光器周围的温度后，将信号传递给温度控制单元，温度控制单元通过控制TEC升温或者降温的方式来保证激光器能正常运作。
显微物镜安装在一个六轴可调的光学调整器上面，激光器发射出的光线经过显微物镜，再经过两个安装在两轴调整器反射镜，将激光反射进入望远镜，经过望远镜将光束放大射出，光照传感器安装在激光窗口附近，能随时检测外界光强度，将信号传给激光控制单元，激光控制单元通过调节激光强度来适应外界光照强度从而稳定可靠的实现驱鸟的目的。
本实用新型提供一种机场激光驱鸟器装置，具有以下优点：
(1)机械限位：
驱鸟器进行旋转运动的时候，现有技术中，如果传感器不够灵敏或者失效，没有采集到数据，激光将进行全方位，空间360°的扫射，对飞行在空中的驾驶员、附近生活的居民造成影响。所以，无论在水平方向还是竖直方向都设置机械限位，而两个限位装置的位置是根据所需要扫射的空间进行设定的，通过机械限位，使驱鸟器发射的激光在一个闭环的范围内运行，从而保障其安全、合理的工作。
(2)通信装置：
驱鸟器一般用于机场上，由于机场较大，驱鸟器安装的位置相对较远，因此，向驱鸟器新增外接网口单元或者无线模块和天线单元，实现远距离操控驱鸟器的功能。
(3)还具有激光器转动驱动机构简单、体积小以及成本低等优点，有利于推广使用。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种机场激光驱鸟器装置，其特征在于，包括扫描控制器、运动机构和光路单元；
所述运动机构包括：支撑平台(10)、水平旋转机构、俯仰旋转机构以及机械限位机构(14)；其中，所述水平旋转机构包括水平旋转驱动电机(1)、第1减速器(9)和水平转盘(2)；所述水平旋转驱动电机(1)的输出端通过所述第1减速器(9)与所述水平转盘(2)联动，用于驱动所述水平转盘(2)在水平面进行往复旋转运动；所述俯仰旋转机构包括：俯仰驱动电机(6)、第2减速器(7)和电动角位移台(8)；所述俯仰驱动电机(6)固定安装于所述水平转盘(2)的上面，在所述水平转盘(2)的上方设置所述电动角位移台(8)，所述电动角位移台(8)的内部设置有涡轮蜗杆；所述俯仰驱动电机(6)的输出端通过所述第2减速器(7)与所述涡轮蜗杆联动，用于驱动所述电动角位移台(8)进行俯仰运动；所述水平旋转机构和所述俯仰旋转机构构成的整体设置于所述支撑平台(10)上；所述机械限位机构(14)包括水平旋转机械限位装置和俯仰旋转机械限位装置，用于分别对水平转盘的水平旋转范围、电动角位移台的俯仰旋转范围进行限位；所述水平旋转机械限位装置和所述俯仰旋转机械限位装置分别配置有水平限位开关和俯仰限位开关；
所述光路单元包括激光控制模组、激光驱动器以及激光发射器本体；所述激光控制模组通过所述激光驱动器与所述激光发射器本体连接；其中，所述激光发射器本体固定安装于所述电动角位移台(8)的上面；
所述扫描控制器分别与所述水平旋转驱动电机(1)、所述俯仰驱动电机(6)、所述激光控制模组、所述水平限位开关和所述俯仰限位开关连接。
2.根据权利要求1所述的机场激光驱鸟器装置，其特征在于，所述激光发射器本体包括：激光器(15)、第一级扩充镜(16)、第1反射镜(17.1)、第2反射镜(17.2)和第二级扩充镜(18)；
在所述第1反射镜(17.1)的入射光路上，按光传输方向依次布置所述激光器(15)和所述第一级扩充镜(16)；所述第1反射镜(17.1)的反射光路为平行光线，在所述第1反射镜(17.1)的反射光路上布置所述第2反射镜(17.2)，并且，所述第2反射镜(17.2)和所述第1反射镜(17.1)相互垂直设置；在所述第2反射镜(17.2)的反射光路上布置所述第二级扩充镜(18)；所述第二级扩充镜(18)的出射方向布置有激光器出光口。
3.根据权利要求1所述的机场激光驱鸟器装置，其特征在于，还包括用于检测水平转盘转动位置的转盘位置检测传感器(13)以及用于检测和电动角位移台俯仰角度的电动角位移台倾角检测传感器；
所述转盘位置检测传感器(13)以及所述电动角位移台倾角检测传感器分别连接到所述扫描控制器。
4.根据权利要求1所述的机场激光驱鸟器装置，其特征在于，还包括激光器温度传感器(23)以及激光器温度调节器；所述激光器温度传感器(23)的输出端连接到所述激光控制模组的输入端；所述激光控制模组的输出端连接到所述激光器温度调节器的输入端。
5.根据权利要求4所述的机场激光驱鸟器装置，其特征在于，所述激光器温度调节器为半导体致冷器(20)。
6.根据权利要求1所述的机场激光驱鸟器装置，其特征在于，还包括光电探测器；所述光电探测器的输出端连接到所述扫描控制器的输入端。
7.根据权利要求1所述的机场激光驱鸟器装置，其特征在于，还包括有线通信装置和无线通信装置；所述有线通信装置和所述无线通信装置均连接到所述扫描控制器。
8.根据权利要求7所述的机场激光驱鸟器装置，其特征在于，所述无线通信装置包括相互连接的无线模组和天线(31)；所述有线通信装置包含网络接口(30)。
9.根据权利要求1所述的机场激光驱鸟器装置，其特征在于，还包括机柜(28)和顶罩(25)；
所述顶罩(25)可转动设置于所述机柜(28)的上方；所述顶罩(25)和所述机柜(28)之间通过密封圈(27)密封；所述水平转盘(2)和所述顶罩(25)的罩内壁之间固定安装有若干个支柱(26)，当所述水平转盘(2)转动时，带动所述顶罩(25)进行同步转动。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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Address after: 101300, Beijing, Shunyi District Renhe Town Du Yang North Street, No. 1, 19, 4 Patentee after: Beijing andaville Intelligent Technology Co.,Ltd. Address before: 101300, Beijing, Shunyi District Renhe Town Du Yang North Street, No. 1, 19, 4 Patentee before: BEIJING ANDAWELL MEASUREMENT & CONTROL TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 101300 4th floor, building 1, No. 19, duyang North Street, Renhe Town, Shunyi District, Beijing Patentee after: Beijing Tianpu Situo Intelligent Technology Co.,Ltd. Address before: 101300 4th floor, building 1, No. 19, duyang North Street, Renhe Town, Shunyi District, Beijing Patentee before: Beijing andaville Intelligent Technology Co.,Ltd. |
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