本實(shí)用新型屬于機(jī)場激光驅(qū)鳥技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)場激光驅(qū)鳥器裝置。

背景技術(shù)：

為了保證飛機(jī)起降安全，防止飛機(jī)高速起降時(shí)飛鳥被吸入飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，或撞擊飛機(jī)機(jī)體、起落架、尾翼、擋風(fēng)玻璃等位置，在機(jī)場關(guān)鍵飛行區(qū)，尤其是飛機(jī)起飛和降落的跑道上，需要布置驅(qū)鳥器，防止鳥類入侵。

現(xiàn)有的對于依靠激光掃描進(jìn)行驅(qū)鳥的驅(qū)鳥器，在使用過程中，主要存在以下不足：(1)激光器進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)掃描過程中，由于為360度全方位掃描，因此，激光容易照射到飛行員，還容易對附近居民生活造成一定的影響；(2)激光器轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜、體積大以及成本高，不利于推廣使用。(3)驅(qū)鳥器只能進(jìn)行本地控制，控制不方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型提供一種機(jī)場激光驅(qū)鳥器裝置，可有效解決上述問題。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

本實(shí)用新型提供一種機(jī)場激光驅(qū)鳥器裝置，包括掃描控制器、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和光路單元；

所述運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括：支撐平臺(tái)(10)、水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及機(jī)械限位機(jī)構(gòu)(14)；其中，所述水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(1)、第1減速器(9)和水平轉(zhuǎn)盤(2)；所述水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(1)的輸出端通過所述第1減速器(9)與所述水平轉(zhuǎn)盤(2)聯(lián)動(dòng)，用于驅(qū)動(dòng)所述水平轉(zhuǎn)盤(2)在水平面進(jìn)行往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括：俯仰驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6)、第2減速器(7)和電動(dòng)角位移臺(tái)(8)；所述俯仰驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6)固定安裝于所述水平轉(zhuǎn)盤(2)的上面，在所述水平轉(zhuǎn)盤(2)的上方設(shè)置所述電動(dòng)角位移臺(tái)(8)，所述電動(dòng)角位移臺(tái)(8)的內(nèi)部設(shè)置有渦輪蝸桿；所述俯仰驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6)的輸出端通過所述第2減速器(7)與所述渦輪蝸桿聯(lián)動(dòng)，用于驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)角位移臺(tái)(8)進(jìn)行俯仰運(yùn)動(dòng)；所述水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和所述俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)構(gòu)成的整體設(shè)置于所述支撐平臺(tái)(10)上；所述機(jī)械限位機(jī)構(gòu)(14)包括水平旋轉(zhuǎn)機(jī)械限位裝置和俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)械限位裝置，用于分別對水平轉(zhuǎn)盤的水平旋轉(zhuǎn)范圍、電動(dòng)角位移臺(tái)的俯仰旋轉(zhuǎn)范圍進(jìn)行限位；所述水平旋轉(zhuǎn)機(jī)械限位裝置和所述俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)械限位裝置分別配置有水平限位開關(guān)和俯仰限位開關(guān)；

所述光路單元包括激光控制模組、激光驅(qū)動(dòng)器以及激光發(fā)射器本體；所述激光控制模組通過所述激光驅(qū)動(dòng)器與所述激光發(fā)射器本體連接；其中，所述激光發(fā)射器本體固定安裝于所述電動(dòng)角位移臺(tái)(8)的上面；

所述掃描控制器分別與所述水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)(1)、所述俯仰驅(qū)動(dòng)電機(jī)(6)、所述激光控制模組、所述水平限位開關(guān)和所述俯仰限位開關(guān)連接。

優(yōu)選的，所述激光發(fā)射器本體包括：激光器(15)、第一級擴(kuò)充鏡(16)、第1反射鏡(17.1)、第2反射鏡(17.2)和第二級擴(kuò)充鏡(18)；

在所述第1反射鏡(17.1)的入射光路上，按光傳輸方向依次布置所述激光器(15)和所述第一級擴(kuò)充鏡(16)；所述第1反射鏡(17.1)的反射光路為平行光線，在所述第1反射鏡(17.1)的反射光路上布置所述第2反射鏡(17.2)，并且，所述第2反射鏡(17.2)和所述第1反射鏡(17.1)相互垂直設(shè)置；在所述第2反射鏡(17.2)的反射光路上布置所述第二級擴(kuò)充鏡(18)；所述第二級擴(kuò)充鏡(18)的出射方向布置有激光器出光口。

優(yōu)選的，還包括用于檢測水平轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)位置的轉(zhuǎn)盤位置檢測傳感器(13)以及用于檢測和電動(dòng)角位移臺(tái)俯仰角度的電動(dòng)角位移臺(tái)傾角檢測傳感器；

所述轉(zhuǎn)盤位置檢測傳感器(13)以及所述電動(dòng)角位移臺(tái)傾角檢測傳感器分別連接到所述掃描控制器。

優(yōu)選的，還包括激光器溫度傳感器(23)以及激光器溫度調(diào)節(jié)器；所述激光器溫度傳感器(23)的輸出端連接到所述激光控制模組的輸入端；所述激光控制模組的輸出端連接到所述激光器溫度調(diào)節(jié)器的輸入端。

優(yōu)選的，所述激光器溫度調(diào)節(jié)器為半導(dǎo)體致冷器(20)。

優(yōu)選的，還包括光電探測器；所述光電探測器的輸出端連接到所述掃描控制器的輸入端。

優(yōu)選的，還包括有線通信裝置和無線通信裝置；所述有線通信裝置和所述無線通信裝置均連接到所述掃描控制器。

優(yōu)選的，所述無線通信裝置包括相互連接的無線模組和天線(31)；所述有線通信裝置包含網(wǎng)絡(luò)接口(30)。

優(yōu)選的，還包括機(jī)柜(28)和頂罩(25)；

所述頂罩(25)可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于所述機(jī)柜(28)的上方；所述頂罩(25)和所述機(jī)柜(28)之間通過密封圈(27)密封；所述水平轉(zhuǎn)盤(2)和所述頂罩(25)的罩內(nèi)壁之間固定安裝有若干個(gè)支柱(26)，當(dāng)所述水平轉(zhuǎn)盤(2)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)所述頂罩(25)進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

本實(shí)用新型提供的機(jī)場激光驅(qū)鳥器裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：

保障驅(qū)鳥器發(fā)射的激光在一個(gè)閉環(huán)的范圍內(nèi)運(yùn)行，不會(huì)對飛行在空中的駕駛員、附近生活的居民造成影響；還具有激光器轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡單、體積小以及成本低等優(yōu)點(diǎn)，有利于推廣使用。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型提供的機(jī)場激光驅(qū)鳥器裝置的整體架構(gòu)圖；

圖2為本實(shí)用新型提供的機(jī)場激光驅(qū)鳥器裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2中A區(qū)域的局部放大圖；

圖4為本實(shí)用新型提供的機(jī)場激光驅(qū)鳥器裝置的另一部分機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型提供的光路傳播示意圖；

其中：

1-水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、2-水平轉(zhuǎn)盤、3-回轉(zhuǎn)軸承、4-導(dǎo)向軸承、5-俯仰平臺(tái)、6-俯仰驅(qū)動(dòng)電機(jī)、7-第2減速器、8-電動(dòng)角位移臺(tái)、9-第1減速器、10-支撐平臺(tái)、11-保護(hù)電路組件、12-控制電路組件、13-轉(zhuǎn)盤位置檢測傳感器、14-機(jī)械限位機(jī)構(gòu)、15-激光器、16-第一級擴(kuò)充鏡、17.1-第1反射鏡、17.2-第2反射鏡、18-第二級擴(kuò)充鏡、19-銅塊、20-半導(dǎo)體致冷器、21-散熱片、22-風(fēng)扇、23-激光器溫度傳感器、24-六軸調(diào)整器、25-頂罩、26-支柱、27-密封圈、28-機(jī)柜、29-操作面板、30-網(wǎng)絡(luò)接口、31-天線。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型提供一種機(jī)場激光驅(qū)鳥器裝置，用于進(jìn)行飛機(jī)起降前的機(jī)場驅(qū)鳥工作，包括掃描控制器、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和光路單元。下面對各主要部件分別詳細(xì)介紹：

(一)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括：支撐平臺(tái)10、水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及機(jī)械限位機(jī)構(gòu)14。

其中，水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、第1減速器9和水平轉(zhuǎn)盤2；水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)1豎直安裝，其輸出端通過第1減速器9與水平轉(zhuǎn)盤2聯(lián)動(dòng)，用于將扭矩傳給水平轉(zhuǎn)盤，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)水平轉(zhuǎn)盤2在水平面進(jìn)行往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。另外，水平轉(zhuǎn)盤受豎直方向的力由安裝在下面的回轉(zhuǎn)軸承3承受。水平轉(zhuǎn)盤邊緣安裝有四個(gè)導(dǎo)向軸承4，其作用是減小水平運(yùn)動(dòng)徑向誤差，保證水平轉(zhuǎn)盤能穩(wěn)定的在一個(gè)水平面做往復(fù)旋轉(zhuǎn)。

俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括：俯仰驅(qū)動(dòng)電機(jī)6、第2減速器7和電動(dòng)角位移臺(tái)8；俯仰驅(qū)動(dòng)電機(jī)6固定安裝于水平轉(zhuǎn)盤2的上面，在水平轉(zhuǎn)盤2的上方設(shè)置電動(dòng)角位移臺(tái)8，電動(dòng)角位移臺(tái)8的內(nèi)部設(shè)置有渦輪蝸桿；俯仰驅(qū)動(dòng)電機(jī)6的輸出端通過第2減速器7與渦輪蝸桿聯(lián)動(dòng)，從而將扭矩傳遞給電動(dòng)角位移臺(tái)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)角位移臺(tái)8進(jìn)行俯仰運(yùn)動(dòng)，通常情況下，可選擇在±10°范圍進(jìn)行俯仰運(yùn)動(dòng)；水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)構(gòu)成的整體設(shè)置于支撐平臺(tái)10上；

為防止激光束超出軌道區(qū)域運(yùn)行，從而對飛行員、機(jī)場驅(qū)鳥人員等進(jìn)行直接照射，根據(jù)機(jī)場的實(shí)際情況，水平旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)分別設(shè)計(jì)有位置檢測傳感器和機(jī)械限位裝置，從而使激光束在要求的區(qū)域循環(huán)掃描。

機(jī)械限位機(jī)構(gòu)14包括水平旋轉(zhuǎn)機(jī)械限位裝置和俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)械限位裝置，用于分別對水平轉(zhuǎn)盤的水平旋轉(zhuǎn)范圍、電動(dòng)角位移臺(tái)的俯仰旋轉(zhuǎn)范圍進(jìn)行限位；水平旋轉(zhuǎn)機(jī)械限位裝置和俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)械限位裝置分別配置有水平限位開關(guān)和俯仰限位開關(guān)。

位置檢測傳感器包括用于檢測水平轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)位置的轉(zhuǎn)盤位置檢測傳感器13以及用于檢測和電動(dòng)角位移臺(tái)俯仰角度的電動(dòng)角位移臺(tái)傾角檢測傳感器；轉(zhuǎn)盤位置檢測傳感器13以及電動(dòng)角位移臺(tái)傾角檢測傳感器分別連接到掃描控制器。

參考圖2-圖4，整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行密封性設(shè)計(jì)，包括機(jī)柜28和頂罩25；機(jī)柜為六邊形結(jié)構(gòu)，頂罩為圓柱形；頂罩25可轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于機(jī)柜28的上方；頂罩25和機(jī)柜28之間通過密封圈27密封，防止雨水和灰塵的進(jìn)入對結(jié)構(gòu)進(jìn)行腐蝕或影響軸承潤滑和光學(xué)元件的傳播；水平轉(zhuǎn)盤2和頂罩25的罩內(nèi)壁之間固定安裝有若干個(gè)支柱26，當(dāng)水平轉(zhuǎn)盤2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)頂罩25進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

(二)光路單元

參考圖5，光路單元包括激光控制模組、激光驅(qū)動(dòng)器以及激光發(fā)射器本體；激光控制模組通過激光驅(qū)動(dòng)器與激光發(fā)射器本體連接；其中，激光發(fā)射器本體固定安裝于電動(dòng)角位移臺(tái)8的上面。

其中，激光發(fā)射器本體包括：激光器15、第一級擴(kuò)充鏡16、第1反射鏡17.1、第2反射鏡17.2和第二級擴(kuò)充鏡18；

在第1反射鏡17.1的入射光路上，按光傳輸方向依次布置激光器15和第一級擴(kuò)充鏡16；第1反射鏡17.1的反射光路為平行光線，在第1反射鏡17.1的反射光路上布置第2反射鏡17.2，并且，第2反射鏡17.2和第1反射鏡17.1相互垂直設(shè)置；在第2反射鏡17.2的反射光路上布置第二級擴(kuò)充鏡18；第二級擴(kuò)充鏡18的出射方向布置有激光器出光口。

因此，激光器發(fā)射激光，激光束直徑不超過2mm，經(jīng)過第一級擴(kuò)充鏡(顯微物鏡，擴(kuò)孔倍率為6.5)，光束再依次經(jīng)過兩個(gè)角度相互垂直的反射鏡后，反射進(jìn)入第二級擴(kuò)充鏡(天文望遠(yuǎn)鏡，擴(kuò)充倍率為12)。光路結(jié)構(gòu)固定于同一個(gè)平臺(tái)上。該平臺(tái)通過螺栓固定在電動(dòng)角位移臺(tái)上，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)光路在水平方向和俯仰方向的運(yùn)動(dòng)。

(三)掃描控制器

掃描控制器用于實(shí)現(xiàn)電機(jī)掃描控制、激光驅(qū)動(dòng)控制、溫度控制、人機(jī)操作控制等功能。掃描控制器分別與水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、俯仰驅(qū)動(dòng)電機(jī)6、激光控制模組、水平限位開關(guān)和俯仰限位開關(guān)連接。

掃描控制器作為整個(gè)電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心單元，實(shí)現(xiàn)設(shè)備水平及俯仰電機(jī)控制，激光軌道運(yùn)行算法實(shí)現(xiàn)，激光控制模組參數(shù)設(shè)定及反饋?？刂齐娐方M件12包括掃描控制器，和保護(hù)電路組件11布置于機(jī)柜內(nèi)。

(四)附屬關(guān)鍵設(shè)備

(1)溫控部分

由于激光器在溫度過高或過低的環(huán)境中，無法正常發(fā)射激光，為保證外界溫度惡劣的情況下激光器還能正常工作，在設(shè)備中設(shè)計(jì)一個(gè)激光器溫度傳感器23以及激光器溫度調(diào)節(jié)器，激光器溫度傳感器23的輸出端連接到激光控制模組的輸入端；激光控制模組的輸出端連接到激光器溫度調(diào)節(jié)器的輸入端。

激光器溫度傳感器23采集激光器周圍的溫度，并反饋給激光器溫度調(diào)節(jié)器，例如，半導(dǎo)體致冷器20進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)；從而保證激光器正常穩(wěn)定的工作。

(2)光電探測器

光電探測器的輸出端連接到掃描控制器的輸入端。光電探測器采集環(huán)境光照強(qiáng)度并反饋給掃描控制器，進(jìn)而控制激光器激光輸出強(qiáng)度，保證出射激光束對鳥類的刺激強(qiáng)度。

(3)外部控制單元

設(shè)備可通過無線和有線兩種方式進(jìn)行遠(yuǎn)程操作控制。

無線控制方式是通過無線模組和天線31進(jìn)行傳輸，有線控制方式可通過網(wǎng)絡(luò)接口30實(shí)現(xiàn)，外部操作命令將信號(hào)傳遞給設(shè)備，遠(yuǎn)程完成設(shè)備的各項(xiàng)功能操作。

下面介紹一個(gè)具體實(shí)施例：

水平旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)將扭矩傳遞給減速器，減速器帶動(dòng)水平轉(zhuǎn)盤進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的范圍取決于傳感器和機(jī)械限位安裝的位置。整個(gè)俯仰旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)及光路結(jié)構(gòu)都安裝在水平轉(zhuǎn)盤上。俯仰驅(qū)動(dòng)電機(jī)的扭矩通過彎角減速器傳遞給電動(dòng)角位移臺(tái)，電動(dòng)角位移臺(tái)內(nèi)部的渦輪蝸桿結(jié)構(gòu)將扭矩轉(zhuǎn)變成俯仰扭矩。固定在俯仰臺(tái)面的激光器、顯微物鏡、反射鏡、望遠(yuǎn)鏡等光學(xué)組件跟著電動(dòng)角位移臺(tái)做俯仰旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。俯仰的角度也是與俯仰傳感器和機(jī)械限位的安裝位置有關(guān)。兩個(gè)方向的傳感器采集信號(hào)后傳給控制單元，控制單元通過控制電機(jī)來改變其運(yùn)動(dòng)軌跡，從而實(shí)現(xiàn)了激光能同時(shí)在兩個(gè)方向的掃描，達(dá)到驅(qū)鳥的功能。

激光器和溫度傳感器相鄰安裝于兩個(gè)緊密配合銅塊之間，上半銅塊中間鑲嵌入溫控裝置。溫服傳感器檢測激光器周圍的溫度后，將信號(hào)傳遞給溫度控制單元，溫度控制單元通過控制TEC升溫或者降溫的方式來保證激光器能正常運(yùn)作。

顯微物鏡安裝在一個(gè)六軸可調(diào)的光學(xué)調(diào)整器上面，激光器發(fā)射出的光線經(jīng)過顯微物鏡，再經(jīng)過兩個(gè)安裝在兩軸調(diào)整器反射鏡，將激光反射進(jìn)入望遠(yuǎn)鏡，經(jīng)過望遠(yuǎn)鏡將光束放大射出，光照傳感器安裝在激光窗口附近，能隨時(shí)檢測外界光強(qiáng)度，將信號(hào)傳給激光控制單元，激光控制單元通過調(diào)節(jié)激光強(qiáng)度來適應(yīng)外界光照強(qiáng)度從而穩(wěn)定可靠的實(shí)現(xiàn)驅(qū)鳥的目的。

本實(shí)用新型提供一種機(jī)場激光驅(qū)鳥器裝置，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)機(jī)械限位：

驅(qū)鳥器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，現(xiàn)有技術(shù)中，如果傳感器不夠靈敏或者失效，沒有采集到數(shù)據(jù)，激光將進(jìn)行全方位，空間360°的掃射，對飛行在空中的駕駛員、附近生活的居民造成影響。所以，無論在水平方向還是豎直方向都設(shè)置機(jī)械限位，而兩個(gè)限位裝置的位置是根據(jù)所需要掃射的空間進(jìn)行設(shè)定的，通過機(jī)械限位，使驅(qū)鳥器發(fā)射的激光在一個(gè)閉環(huán)的范圍內(nèi)運(yùn)行，從而保障其安全、合理的工作。

(2)通信裝置：

驅(qū)鳥器一般用于機(jī)場上，由于機(jī)場較大，驅(qū)鳥器安裝的位置相對較遠(yuǎn)，因此，向驅(qū)鳥器新增外接網(wǎng)口單元或者無線模塊和天線單元，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離操控驅(qū)鳥器的功能。

(3)還具有激光器轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡單、體積小以及成本低等優(yōu)點(diǎn)，有利于推廣使用。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。