專(zhuān)利名稱(chēng)：信標(biāo)指示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高背景光下利用聚能后的太陽(yáng)光形成可被搜索到的信標(biāo)光的信標(biāo)指示器。
背景技術(shù)：
白天在野外進(jìn)行遠(yuǎn)距光學(xué)通信試驗(yàn)時(shí)，建立光學(xué)鏈路是首先需要解決的問(wèn)題。由于距離大于五公里后，單純靠人眼的視力或普通的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，在茫茫的背景中分辨出流動(dòng)的試驗(yàn)點(diǎn)是一件非常困難的事情。但白天距離十公里外的汽車(chē)擋風(fēng)玻璃的反光卻可以很好的被人眼發(fā)現(xiàn)，因此，在白天利用太陽(yáng)光進(jìn)行流動(dòng)試驗(yàn)點(diǎn)的遠(yuǎn)距定位指示，使得遠(yuǎn)距離光學(xué)鏈路的建立成為一種可能。專(zhuān)利CN100585296C公開(kāi)了一種自主式日光反射裝置和控制方法，通過(guò)搜索傳感器調(diào)節(jié)日光反射鏡，將光線投射到目標(biāo)傳感器上，但該方法投射的日光范圍受到限制，只能以南向?yàn)橹?，且反射光?qiáng)受制于反射鏡面積的大小，其用途主要是作為太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換裝置使用，不能作為信標(biāo)指示用。專(zhuān)利CN101213482A公開(kāi)了一種全向光引擎，可以將LED陣列光匯聚后全向投射出去，其目的是實(shí)現(xiàn)高亮度的全向照明，不能作為白天信標(biāo)光使用。專(zhuān)利CN102591363A公開(kāi)了一種太陽(yáng)光反射裝置，主要用于改善北向房間的采光和取暖問(wèn)題，難以作為信標(biāo)指示器使用。專(zhuān)利CN100386577C公開(kāi)了一種太陽(yáng)光采集裝置，通過(guò)濾光片、雙凸非球面透鏡將可見(jiàn)光匯聚入光纖中，可作為二次利用太陽(yáng)光的光源參考。專(zhuān)利CN102411375A公開(kāi)了一種圖像采集的日光反射裝置系統(tǒng)，通過(guò)攝像頭采集設(shè)定的光斑計(jì)算出投射角度，滿(mǎn)足太陽(yáng)軌跡變化時(shí)保持太陽(yáng)光線實(shí)時(shí)反射到收集器上的目的，方法新穎但設(shè)備過(guò)于龐大復(fù)雜，不能作為信標(biāo)指示器使用。到目前為止，將聚能后的太陽(yáng)光形成可被搜索到的信標(biāo)光的信標(biāo)指示器還沒(méi)有見(jiàn)諸報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種信標(biāo)指示器，該信標(biāo)指示器能夠針對(duì)不同入射角度的太陽(yáng)光聚能后形成聚能光，將聚能光自適應(yīng)的全反射形成反射光，在與上述反射光相垂直的平面內(nèi)將反射光投射出去形成可被搜索到的信標(biāo)光。本發(fā)明提供的一種信標(biāo)指示器，將太陽(yáng)光收聚形成可被搜索到的信標(biāo)光，具有這樣的特征:包括，聚能光部，用于將太陽(yáng)光收聚形成聚能光；調(diào)節(jié)反射部，用于將聚能光全反射形成反射光；全向投射部，用于將反射光在與反射光相垂直的平面內(nèi)反射形成信標(biāo)光；控制部，用于控制調(diào)節(jié)反射部和全向投射部；以及電源部，用于向調(diào)節(jié)反射部和全向投射部提供電源，其中，聚能光部包含設(shè)置在太陽(yáng)光的光路上的透鏡組和與透鏡組垂直固定安裝的第一調(diào)節(jié)架，全向投射部包含用于接收反射光的投射鏡、驅(qū)動(dòng)投射鏡在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的全向驅(qū)動(dòng)部以及使投射鏡的中心點(diǎn)、全向驅(qū)動(dòng)部的中心點(diǎn)正投影設(shè)置的第二調(diào)節(jié)支架，調(diào)節(jié)反射部包含至少一個(gè)軸承、可測(cè)量第一調(diào)節(jié)架和第二調(diào)節(jié)架之間的支架夾角的測(cè)角編碼器、設(shè)置在聚能光的光路上的反射鏡以及驅(qū)動(dòng)反射鏡旋轉(zhuǎn)使聚能光全反射到投射鏡上的反射驅(qū)動(dòng)部，控制部用于控制反射驅(qū)動(dòng)部和全向驅(qū)動(dòng)部。在本發(fā)明的信標(biāo)指示器中，還可以具有這樣的特征:其中，全向投射部還包含用于測(cè)定和獲取上述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角度的電子羅盤(pán)、被設(shè)置在反射光的光路上且用于探測(cè)反射光的強(qiáng)度值的探測(cè)器，電子羅盤(pán)的中心點(diǎn)、探測(cè)器的中心點(diǎn)與投射鏡的中心點(diǎn)呈正投影設(shè)置。在本發(fā)明的信標(biāo)指示器中，還可以具有這樣的特征:還包含，輸入部，用于輸入反射光的強(qiáng)度閾值；警報(bào)部，用于反射光的強(qiáng)度值小于強(qiáng)度閾值時(shí)發(fā)出警報(bào)；以及顯示部，用于顯示強(qiáng)度閾值、反射光的強(qiáng)度值、旋轉(zhuǎn)角度以及支架夾角等，其中，輸入部、警報(bào)部以及顯示部分別與控制部、電源部連接。在本發(fā)明的信標(biāo)指示器中，還可以具有這樣的特征:其中，透鏡組含有光闌、復(fù)數(shù)個(gè)凸透鏡，光闌和復(fù)數(shù)個(gè)凸透鏡平行投影設(shè)置。在本發(fā)明的信標(biāo)指示器中，還可以具有這樣的特征:其中，調(diào)節(jié)反射部包含兩個(gè)軸承和支撐兩個(gè)軸承且使兩個(gè)軸承對(duì)向安裝的固定架。在本發(fā)明的信標(biāo)指示器中，還可以具有這樣的特征:其中，全向投射部中還設(shè)有分別安裝在全向驅(qū)動(dòng)部?jī)蓚€(gè)對(duì)向面上的第一卡接件和第二卡接件、與第一卡接件連接安裝的空心安裝柱，第二反射鏡安裝在具有45°斜截面的空心安裝柱上，第二反射鏡與斜截面相背粘貼，電子羅盤(pán)安裝在第二卡接件上。本發(fā)明的效果在于:聚能光部將太陽(yáng)光收聚形成高亮度的聚能光投射到反射鏡上，根據(jù)支架夾角，控制部將調(diào)節(jié)反射鏡旋轉(zhuǎn)，使聚能光在反射鏡上達(dá)到全反射，根據(jù)支架夾角調(diào)節(jié)反射鏡這一過(guò)程是自適應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離光學(xué)試驗(yàn)中流動(dòng)點(diǎn)的信標(biāo)指示，讓遠(yuǎn)距離光學(xué)鏈路的建立成為可能。


圖1是本發(fā)明的具體實(shí)施例中的信標(biāo)指示器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的具體實(shí)施例中的調(diào)節(jié)反射部的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的具體實(shí)施例中的反射調(diào)節(jié)部中軸承局部放大結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明的具體實(shí)施例中的控制原理示意框圖；圖5是本發(fā)明中實(shí)施例中進(jìn)行信標(biāo)指示的流程框圖。具體實(shí)施案例下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明中實(shí)施例中的信標(biāo)指示器結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，實(shí)施例中的信標(biāo)指示器100設(shè)有聚能光部1、調(diào)節(jié)反射部2、全向投射部3。晴朗的白天情況下，聚能光部I接收太陽(yáng)光4收聚形成高能量、高亮度的聚能光5，聚能光5通過(guò)調(diào)節(jié)反射部2的全反射后形成反射光6，將反射光6在與反射光6相垂直的平面內(nèi)360°旋轉(zhuǎn)垂直反射出去，形成可被搜索到的信標(biāo)光7。 聚能光部I設(shè)有接受太陽(yáng)光4入射的透鏡組8和第一調(diào)節(jié)支架9，沿著太陽(yáng)光4的入射光路上的透鏡組8中平行投影設(shè)置有光闌8a、第一凸透鏡Sb以及第二凸透鏡Sc，第二凸透鏡8c的直徑小于第一凸透鏡8b的直徑。透鏡組8使得入射的太陽(yáng)光4能夠收聚增強(qiáng)。另外光闌8a具有圖1中未標(biāo)出的光闌孔，不同的光闌孔的孔徑可以用于調(diào)節(jié)入射的太陽(yáng)光4的能量，本實(shí)施例中選擇通光量最大的光闌孔。光闌8a、第一凸透鏡Sb以及第二凸透鏡8c沿著太陽(yáng)光4的光路順次垂直固定安裝在第一調(diào)節(jié)支架9上，其中，第一調(diào)節(jié)架9采用鋁型材自制，光闌8a為自制的,材料為招,第一凸透鏡8b的直徑100mm、焦距135mm,第二凸透鏡8c的直徑30_、焦距50_。全向投射部3包含用于接收反射光6入射的投射鏡10、全向驅(qū)動(dòng)部11、電子羅盤(pán)12、探測(cè)器13以及使上述投射鏡10的中心點(diǎn)、上述全向驅(qū)動(dòng)部11的中心點(diǎn)、上述電子羅盤(pán)12的中心點(diǎn)以及上述探測(cè)器13的中心點(diǎn)正投影設(shè)置的圖1中未畫(huà)出的第二調(diào)節(jié)支架。全向驅(qū)動(dòng)部3驅(qū)動(dòng)投射鏡10在與反射光6相垂直的平面內(nèi)360°旋轉(zhuǎn)或者停止，當(dāng)被投射鏡10垂直投射后，并且可被固定點(diǎn)搜索到就形成信標(biāo)光7。其中，第二調(diào)節(jié)架采用鋁型材自制，投射鏡10采用30*50*5mm平面鍍鋁反射鏡，反射率大于90%，全向驅(qū)動(dòng)部11采用圖1中未顯示的空心軸57式步進(jìn)電機(jī)和128式細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，空心軸內(nèi)孔直徑為8_，步進(jìn)角1.8° /脈沖，使用時(shí)經(jīng)細(xì)分達(dá)到0.18° /脈沖即可滿(mǎn)足要求，電子羅盤(pán)12選用GY-26電子指南針模塊，測(cè)量范圍0-360°，測(cè)量精度1°，響應(yīng)頻率25Hz，探測(cè)器13選用圖1中未顯示的BH1750FVI芯片和自制Φ5πιπι尺寸的PCB板組合，應(yīng)盡量降低對(duì)反射光6的遮擋損耗。投射鏡10背向粘貼在空心安裝柱14的45°斜截面上，投射鏡10通過(guò)空心安裝柱14與第一卡接件15的連接安裝在全向驅(qū)動(dòng)部11上，從而全向驅(qū)動(dòng)部11可以驅(qū)動(dòng)投射鏡10在與反射光6垂直的平面內(nèi)360°旋轉(zhuǎn)或停止。與上述第一^^接件15對(duì)向安裝，第二卡接件16安裝在全向驅(qū)動(dòng)部11的另一面上，電子羅盤(pán)12通過(guò)第二卡接件16安裝全向驅(qū)動(dòng)部11的另一面上，S卩、圖1中所示的，電子羅盤(pán)12安裝位于全向驅(qū)動(dòng)部11的上側(cè)面，投射鏡10安裝位于全向驅(qū)動(dòng)部11的下側(cè)面，電子羅盤(pán)12用于測(cè)定、獲取全向驅(qū)動(dòng)部11驅(qū)動(dòng)投射鏡10旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角度。探測(cè)器13安裝在圖1中未畫(huà)出的第二調(diào)節(jié)支架上，用于探測(cè)反射光6的強(qiáng)度值，被設(shè)置在所述反射光6的光路上。

調(diào)節(jié)反射部2中的反射鏡17被設(shè)置在聚能光5的光路上，用于將聚能光5全反射到投射鏡10中，第一調(diào)節(jié)支架9和圖1中未畫(huà)出的第二調(diào)節(jié)支架分別與反射調(diào)節(jié)部2連接。其中，反射鏡17采用30*50*5mm平面鍍鋁反射鏡，反射率大于90%。圖2是本發(fā)明中實(shí)施例中的調(diào)節(jié)反射部的立體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，圖2顯示的是從圖1中F方向上觀察到的調(diào)節(jié)反射部2的結(jié)構(gòu)。調(diào)節(jié)反射部2包含兩個(gè)對(duì)向安裝的第一滾動(dòng)軸承18和第二滾動(dòng)軸承19、測(cè)角編碼器20、反射鏡17、反射驅(qū)動(dòng)部21以及用于安裝固定的固定架22。其中，反射驅(qū)動(dòng)部21采用圖2中未顯示的常規(guī)57式步進(jìn)電機(jī)及128式細(xì)分驅(qū)動(dòng)器，步進(jìn)角1.8° /脈沖，使用時(shí)經(jīng)細(xì)分達(dá)到
0.18° /脈沖即可滿(mǎn)足要求，第一滾動(dòng)軸承18、第二滾動(dòng)軸承19采用普通滾動(dòng)軸承即可，尺寸25*47*12mm，測(cè)角的編碼器20采用絕對(duì)式編碼器，型號(hào)為歐姆龍的E6CP-AG5C，10位測(cè)量精度。如圖2中左虛線圈內(nèi)示意的第一滾動(dòng)軸承18中都設(shè)有第一內(nèi)圈18a和第一外圈18b，如圖2中右虛線圈內(nèi)示意的第二滾動(dòng)軸承19中都設(shè)有第二內(nèi)圈19a和第二外圈19b。第一滾動(dòng)軸承18、第二滾動(dòng)軸承19分別固定安裝在第二調(diào)節(jié)架23上，反射驅(qū)動(dòng)部21設(shè)有驅(qū)動(dòng)軸21a，該驅(qū)動(dòng)軸21a伸入穿透第一內(nèi)圈18a，驅(qū)動(dòng)軸21a上安裝有反射鏡17，從而驅(qū)動(dòng)反射鏡17旋轉(zhuǎn)，調(diào)整角度。測(cè)角編碼器20中設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸20a，旋轉(zhuǎn)軸20a上設(shè)有卡盤(pán)20b，將卡盤(pán)20b卡合在第二內(nèi)圈19a的孔里，第一調(diào)節(jié)支架9與第二內(nèi)圈19a過(guò)盈連接，第二調(diào)節(jié)支架23與第二外圈19b過(guò)盈連接，測(cè)角編碼器20固定安裝在第二調(diào)節(jié)支架23上。如圖1-2中所示，通過(guò)第二內(nèi)圈19a和第二外圈19b的相對(duì)旋轉(zhuǎn)，第一調(diào)節(jié)架9與第二調(diào)節(jié)架23之間的支架夾角24可以任意調(diào)節(jié)。通過(guò)第二內(nèi)圈19a與卡盤(pán)20b的卡合，測(cè)角編碼器20中的旋轉(zhuǎn)軸20a旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)角功能。如圖1-2所示，人工調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)架9和第二調(diào)節(jié)架23之間的支架夾角24為60°，測(cè)角編碼器20測(cè)得該支架夾角24，根據(jù)該支架夾角24反射驅(qū)動(dòng)部21驅(qū)動(dòng)反射鏡17旋轉(zhuǎn)到合適的角度，使反射鏡17的法線分別與第一調(diào)節(jié)支架9、第二調(diào)節(jié)支架23之間的夾角為上述支架夾角的一半，為30°，S卩、反射鏡17使聚能光5全反射到上述投射鏡10上，實(shí)現(xiàn)全反射。圖3是本發(fā)明的具體實(shí)施例中反射調(diào)節(jié)部中軸承局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，第一滾動(dòng)軸承18、第二滾動(dòng)軸承19同軸心安裝在第二調(diào)節(jié)架9上，驅(qū)動(dòng)軸21a伸入且穿透入第一內(nèi)圈18a當(dāng)中，驅(qū)動(dòng)軸21a上安裝有反射鏡17，從而驅(qū)動(dòng)反射鏡17旋轉(zhuǎn)，調(diào)整角度。旋轉(zhuǎn)軸20a上設(shè)有卡盤(pán)20b，將卡盤(pán)20b卡合在第二內(nèi)圈19a的孔里，第一調(diào)節(jié)支架9與第二內(nèi)圈19a過(guò)盈連接，第二調(diào)節(jié)支架23與第二外圈19b過(guò)盈連接，如圖1_3中所示，第一調(diào)節(jié)架9與第二調(diào)節(jié)架23之間的支架夾角24可以任意調(diào)節(jié)，帶動(dòng)第二內(nèi)圈19a和第二外圈19b的相對(duì)旋轉(zhuǎn)。通過(guò)第二內(nèi)圈19a與卡盤(pán)20b的卡合,旋轉(zhuǎn)軸20a跟隨卡盤(pán)20b旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)角功能。圖4是本發(fā)明中實(shí)施例中的控制原理示意框圖。如圖1、4所示，本實(shí)施例的信標(biāo)指示器100中還設(shè)有控制部25、電源部26、輸入部27、警報(bào)部28以及顯示部29，控制部25分別與輸入部27、電子羅盤(pán)12、測(cè)角編碼器20、探測(cè)器13、警報(bào)部28、全向驅(qū)動(dòng)部11、反射驅(qū)動(dòng)部21以及顯示部29相連接，電源部26與上述控制部25、輸入部27、電子羅盤(pán)12、測(cè)角編碼器20、探測(cè)器13、警報(bào)部28、全向驅(qū)動(dòng)部11、反射驅(qū)動(dòng)部21以及顯示部29相連接并且提供電源，信標(biāo)指示器100的供電采用圖中未顯示的蓄電池，蓄電池通過(guò)合理的降壓、穩(wěn)壓電路能輸出用于信標(biāo)指示器100的電源電壓，蓄電池采用常規(guī)24V/30AH的鉛酸電池即可，控制部25采用西門(mén)子CPU224XP。如圖1-4所示，根據(jù)從輸入部27輸入的反射光6的強(qiáng)度閾值、探測(cè)器13探測(cè)的反射光6的強(qiáng)度值，控制部25控制警報(bào)部28發(fā)出警報(bào)，根據(jù)信標(biāo)指示的距離不同，設(shè)定輸入不同的反射光6的強(qiáng)度閾值，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)提示信標(biāo)指示過(guò)程中反射光6的強(qiáng)度是否足夠大的功能。當(dāng)強(qiáng)度不夠大的反射光6經(jīng)過(guò)投射鏡10投射出去后即使旋轉(zhuǎn)角度正確卻因?yàn)楣獾膹?qiáng)度不夠，而無(wú)法被固定點(diǎn)人員搜索到，應(yīng)該避免上述情況發(fā)生。調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)支架9和第二調(diào)節(jié)支架23之間的支架夾角24，由測(cè)角編碼器20測(cè)得支架夾角24，控制部25根據(jù)支架夾角24調(diào)節(jié)反射驅(qū)動(dòng)部21，由于反射驅(qū)動(dòng)部21與反射鏡17連接，驅(qū)動(dòng)反射鏡17轉(zhuǎn)動(dòng)，自適應(yīng)地根據(jù)支架夾角24使聚能光5全反射到位于第二調(diào)節(jié)支架23上投射鏡10上?？刂撇?5控制全向驅(qū)動(dòng)部11驅(qū)動(dòng)投射鏡10在與反射光6相垂直的平面內(nèi)360°旋轉(zhuǎn)，當(dāng)固定點(diǎn)可以搜索到投射出去的信標(biāo)光7，則控制全向驅(qū)動(dòng)部11使投射鏡10停止旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)投射鏡10旋轉(zhuǎn)的掃描速度、掃描角度范圍以及掃描方式都可由輸入部27輸入由控制部25控制，電子羅盤(pán)12測(cè)得信標(biāo)光7的旋轉(zhuǎn)角度，控制部25可鎖定該旋轉(zhuǎn)角度，控制部25可根據(jù)該旋轉(zhuǎn)角度來(lái)控制全向驅(qū)動(dòng)部11旋轉(zhuǎn)。顯示部29用于顯示上述強(qiáng)度閾值、反射光的強(qiáng)度、支架夾角、旋轉(zhuǎn)角度等。圖5是本發(fā)明中實(shí)施例中進(jìn)行信標(biāo)指示的流程框圖。如圖1-5所示，將信標(biāo)指示器100放置開(kāi)闊高地處并在流動(dòng)點(diǎn)固定位置30 ；手動(dòng)調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)支架9，調(diào)節(jié)透鏡組8正對(duì)太陽(yáng)使得透鏡組8的中心點(diǎn)在太陽(yáng)光4的光路上，形成聚能光31 ；接通信標(biāo)指示器100的電源部26，調(diào)節(jié)反射驅(qū)動(dòng)部21、全向反射部11以及測(cè)角編碼器20處于零點(diǎn)位置，即調(diào)節(jié)反射鏡17、投射鏡10處于零點(diǎn)位置32 ；控制部25讀取測(cè)角編碼器20當(dāng)前測(cè)得支架夾角24的值為60° 33 ；控制部25輸出控制脈沖使得反射驅(qū)動(dòng)部21驅(qū)動(dòng)反射鏡17旋轉(zhuǎn)，使反射鏡17的法線與第一調(diào)節(jié)支架9、第二調(diào)節(jié)支架23的夾角分別都為上述支架夾角24的一半為30°，使聚能光5達(dá)到全反射34 ；控制部25讀取探測(cè)器13測(cè)得的反射光6的強(qiáng)度值，判斷反射光6的強(qiáng)度值是否高于輸入部27輸入的的強(qiáng)度閾值35，如果高于強(qiáng)度閾值警報(bào)部28不報(bào)警，如果低于強(qiáng)度閾值警報(bào)部28報(bào)警，通過(guò)調(diào)節(jié)第一調(diào)節(jié)支架9增強(qiáng)聚能光5的強(qiáng)度來(lái)取消上述警報(bào)；控制部25控制全向驅(qū)動(dòng)部11驅(qū)動(dòng)投射鏡10處于水平掃描旋轉(zhuǎn)狀態(tài)36，掃描速度、掃描角度范圍可由輸入部27輸入設(shè)定,掃描方式設(shè)定為點(diǎn)動(dòng)方式；當(dāng)流動(dòng)點(diǎn)人員接到固定點(diǎn)人員搜索到信標(biāo)指示器100所投射出的信標(biāo)光7的通知后，流動(dòng)點(diǎn)人員記錄此時(shí)電子羅盤(pán)12所指示的旋轉(zhuǎn)角度37 ；控制部25調(diào)節(jié)全向驅(qū)動(dòng)部11、即投射鏡10始終鎖定在上述旋轉(zhuǎn)角度位置上38 ；判斷全向驅(qū)動(dòng)部11驅(qū)動(dòng)投射鏡10是否旋轉(zhuǎn)處于上述旋轉(zhuǎn)角度39，處于則信標(biāo)指示達(dá)成，沒(méi)有處于則控制部25重新調(diào)節(jié)全向驅(qū)動(dòng)部11 ；信標(biāo)指示達(dá)成,反射驅(qū)動(dòng)部21、全向驅(qū)動(dòng)部11復(fù)位到零點(diǎn)位置40 ；信標(biāo)指示器100斷電，信標(biāo)指示過(guò)程結(jié)束41。發(fā)明的作用與效果綜上所述，本發(fā)明的作用和效果在于:聚能光部將太陽(yáng)光收聚形成高亮度的聚能光投射到反射鏡上，根據(jù)支架夾角，控制部將調(diào)節(jié)反射鏡旋轉(zhuǎn)，使聚能光在反射鏡上達(dá)到全反射，根據(jù)支架夾角調(diào)節(jié)反射鏡這一過(guò)程是自適應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離光學(xué)試驗(yàn)中流動(dòng)點(diǎn)的信標(biāo)指示，讓遠(yuǎn)距離光學(xué)鏈路建立成為可能。反射鏡自適應(yīng)完成全反射后，控制部可以自動(dòng)調(diào)節(jié)全向驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)投射鏡做水平掃描旋轉(zhuǎn)或者停止，并且掃描速度、掃描角度范圍以及掃描方式均可輸入控制部控制。當(dāng)反射光入射45°斜面設(shè)置的投射鏡后,垂直于原反射光的光路可被投射鏡360°投射出去，當(dāng)收到固定點(diǎn)的通知后，記錄此時(shí)電子羅盤(pán)上投射鏡的旋轉(zhuǎn)角度，通過(guò)控制部控制全向驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)投射鏡始終保持停止在上述旋轉(zhuǎn)角度的位置上。透鏡組中的光闌是可拆解的，光闌孔的孔徑或者數(shù)量不同可以起到調(diào)節(jié)入射的太陽(yáng)光的強(qiáng)度功能。
本發(fā)明的第一調(diào)節(jié)支架、第二調(diào)節(jié)支架也可以為長(zhǎng)度可調(diào)節(jié)并可鎖緊的支架結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的具體實(shí)施案例中采用第一卡接件、第二卡接件分別將投射鏡、電子羅盤(pán)與全向驅(qū)動(dòng)部安裝連接，采用卡接件的形式方便組合安裝或者拆卸搬運(yùn)，也可以為固定形式、其他非永久連接的結(jié)構(gòu)形式。本發(fā)明的具體實(shí)施案例中采用兩個(gè)軸承，測(cè)角編碼器和反射驅(qū)動(dòng)部分別對(duì)向設(shè)置在兩個(gè)軸承的兩側(cè)，也可以為一個(gè)軸承，即測(cè)角編碼器和反射驅(qū)動(dòng)部同時(shí)安裝在一個(gè)軸承的一側(cè)，測(cè)角編碼器測(cè)量支架夾角和反射驅(qū)動(dòng)部驅(qū)動(dòng)反射旋轉(zhuǎn)二者互相不影響，同樣可達(dá)到上述自適應(yīng)過(guò)程。本發(fā)明中對(duì)軸承的內(nèi)圈和外圈之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)、第一調(diào)節(jié)支架和第二調(diào)節(jié)支架之間的支架夾角需要人工介入，增加電機(jī)控制和通信、控制系統(tǒng)，整體過(guò)程都可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化。信標(biāo)指示器中的電源部供電采用蓄電池的形式，也可以采用直接利用太陽(yáng)光的太陽(yáng)能電池等其他供電方式。根據(jù)需要信標(biāo)指示的距離，設(shè)定輸入不同的強(qiáng)度閾值，探測(cè)器探測(cè)到反射光的強(qiáng)度，判斷反射光的強(qiáng)度是否高于強(qiáng)度閾值，控制部控制警報(bào)部報(bào)警，實(shí)時(shí)提示信標(biāo)指示過(guò)程中反射光的強(qiáng)度是否足夠大。當(dāng)強(qiáng)度不夠大的反射光經(jīng)投射出去后即使旋轉(zhuǎn)角度正確卻因?yàn)楣獾膹?qiáng)度不夠，而無(wú)法被固定點(diǎn)人員搜索到，避免了上述情況的發(fā)生。整個(gè)信標(biāo)指示器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制過(guò)程明確、運(yùn)算量少、信標(biāo)指示無(wú)盲區(qū)，可以廣泛地應(yīng)用在有類(lèi)似需求的技術(shù)領(lǐng)域。控制部也可以由單片機(jī)電路制作，也可以選用直流供電的PLC完成。上述具體實(shí)施方式
為本發(fā)明的優(yōu)選案例，并不用來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種信標(biāo)指示器，將太陽(yáng)光收聚形成可被搜索到的信標(biāo)光，其特征在于，包括: 聚能光部，用于將所述太陽(yáng)光收聚形成聚能光； 調(diào)節(jié)反射部，用于將所述聚能光全反射形成反射光； 全向投射部，用于將所述反射光在與所述反射光相垂直的平面內(nèi)反射形成所述信標(biāo)光; 控制部，用于控制所述調(diào)節(jié)反射部和所述全向投射部；以及 電源部，用于向所述調(diào)節(jié)反射部和所述全向投射部提供電源， 其中，所述聚能光部包含設(shè)置在所述太陽(yáng)光的光路上的透鏡組和與所述透鏡組垂直固定安裝的第一調(diào)節(jié)架， 所述全向投射部包含用于接收所述反射光的投射鏡、驅(qū)動(dòng)所述投射鏡在所述平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的全向驅(qū)動(dòng)部以及使所述投射鏡的中心點(diǎn)、所述全向驅(qū)動(dòng)部的中心點(diǎn)正投影設(shè)置的第二調(diào)節(jié)支架， 所述調(diào)節(jié)反射部包含至少一個(gè)軸承、可測(cè)量所述第一調(diào)節(jié)架和所述第二調(diào)節(jié)架之間的支架夾角的測(cè)角編碼器、設(shè)置在所述聚能光的光路上的反射鏡以及驅(qū)動(dòng)所述反射鏡旋轉(zhuǎn)使所述聚能光全反射到所述投射鏡上的反射驅(qū)動(dòng)部， 所述控制部用于控制所述反射驅(qū)動(dòng)部和所述全向驅(qū)動(dòng)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信標(biāo)指示器，其特征在于: 其中，所述全向投射部還包含用于測(cè)定和獲取所述旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角度的電子羅盤(pán)、被設(shè)置在所述反射光的光路上且用于探測(cè)所述反射光的強(qiáng)度值的探測(cè)器，所述電子羅盤(pán)的中心點(diǎn)、所述探測(cè)器的中心點(diǎn)與所述投射鏡的中心點(diǎn)呈正投影設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信標(biāo)指示器，其特征在于: 還包含，輸入部，用于輸入所述反射光的強(qiáng)度閾值； 警報(bào)部，用于所述反射光的強(qiáng)度值小于所述強(qiáng)度閾值時(shí)發(fā)出警報(bào)；以及顯示部，用于顯示所述強(qiáng)度閾值、所述反射光的強(qiáng)度值、所述旋轉(zhuǎn)角度以及所述支架夾角， 其中，所述輸入部、所述警報(bào)部以及所述顯示部分別與所述控制部、電源部連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信標(biāo)指示器，其特征在于: 其中，所述透鏡組含有光闌、復(fù)數(shù)個(gè)凸透鏡，所述光闌和所述復(fù)數(shù)個(gè)凸透鏡平行投影設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信標(biāo)指示器，其特征在于: 其中，所述調(diào)節(jié)反射部包含兩個(gè)所述軸承，且所述兩個(gè)軸承述對(duì)向安裝。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信標(biāo)指示器，其特征在于: 其中，所述全向投射部中還設(shè)有分別安裝在所述全向驅(qū)動(dòng)部?jī)蓚€(gè)對(duì)向面上的第一卡接件和第二卡接件、與所述第一卡接件連接安裝的空心安裝柱，所述第二反射鏡安裝在具有45°斜截面的空心安裝柱上，所述第二反射鏡與所述斜截面相背粘貼，所述電子羅盤(pán)安裝在第二卡接件上。
全文摘要
一種信標(biāo)指示器，將太陽(yáng)光收聚形成可被搜索到的信標(biāo)光，其特征在于，包括聚能光部，將太陽(yáng)光收聚形成聚能光；調(diào)節(jié)反射部，將聚能光全反射形成反射光；全向投射部，將反射光在與反射光相垂直的平面內(nèi)反射形成所述信標(biāo)光； 控制部，控制調(diào)節(jié)反射部和全向投射部；以及電源部，向所述調(diào)節(jié)反射部和所述全向投射部提供電源，其中，所述聚能光部包含透鏡組和與所述透鏡組垂直固定安裝的第一調(diào)節(jié)架，所述全向投射部包含投射鏡、驅(qū)動(dòng)投射鏡在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)的全向驅(qū)動(dòng)部以及第二調(diào)節(jié)支架，調(diào)節(jié)反射部包含至少一個(gè)軸承、可測(cè)量支架夾角的測(cè)角編碼器、反射鏡以及驅(qū)動(dòng)反射鏡旋轉(zhuǎn)使聚能光全反射反射驅(qū)動(dòng)部，控制部控制反射驅(qū)動(dòng)部和全向驅(qū)動(dòng)部。
文檔編號(hào)G05D3/12GK103197686SQ20131007912
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月13日
發(fā)明者楊海馬, 王建宇, 馬彩文, 胡以華, 張亮, 楊暉, 劉瑾, 強(qiáng)佳, 吳金才 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)