本發(fā)明涉及遙控裝置，具體涉及的是基于Android系統(tǒng)實現(xiàn)紅外遙控裝置。

背景技術：

相關技術中，隨著手持移動設備的日益多樣化，信息的記錄/存儲以及傳輸?shù)募夹g得到進一步的發(fā)展，而傳輸?shù)姆绞酱笾律戏譃槎N，一種為有線傳輸，主要是利用電纜(CABLE)等傳輸介質，將這些設備予以連接，實現(xiàn)傳輸和交換信息的目的，如手持設備中的數(shù)據(jù)線等，這種傳輸具有可靠的性質，而不足之處在于需要提供一個專門的電纜線；而另一種傳輸方式為無線傳輸，比如常見的紅外遙控，主要是用紅外線(IrDA)作為傳輸介質進行信息的傳遞和交換，而由于在無線傳輸中的傳輸協(xié)議有較高的可靠性，可以將擁有此協(xié)議的任何手持設備進行無線連接，因而此種傳輸方式具有較高的使用價值，在近年無線傳輸方式已經(jīng)運用到各種的電子商品中，如手機/MP3等。

由于近年流行的Android系統(tǒng)是一種以Linux為基礎的開放源碼操作系統(tǒng)，Linux不僅優(yōu)化了操作界面，簡便了操作的簡易性，更加提高了效率，是一個優(yōu)秀的操作系統(tǒng)內核。其主要也是使用于如手機、平板電腦等便攜式的移動設備，而Android操作系統(tǒng)實際上是對Linux操作系統(tǒng)的一種改變和擴充，其內核基本上就是Linux的內核，不同之處在用戶空間上專門針對手機和移動設備的主要特點作了較大的改進和增強。

使用Android系統(tǒng)可以遠程控制小型音箱，但是使用者一般會將手機放置于不同的位置，而不是固定的，這樣會導致紅外線接收效率的下降。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供基于Android系統(tǒng)實現(xiàn)紅外遙控裝置，解決使用者手機放置于不同的位置導致紅外線接收效率的下降的技術問題。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是基于Android系統(tǒng)實現(xiàn)紅外遙控裝置，包括感應裝置本體、總感應裝置底座和多個可拆卸的分感應裝置底座，所述感應裝置本體可拆卸地設置于總感應裝置底座上，而分感應裝置底座則安裝于不同位置。所述感應裝置本體設置于手機內，所述總感應裝置底座設置于小型音箱上。

所述總感應裝置底座包括光學接收組件、紅外發(fā)射組件、距離測量組件和紅外光學處理組件。所述分感應裝置底座上分別設有激光發(fā)射組件。

所述光學接收組件包括分色片、中心開有小孔的平凹透鏡和與所述平凹透鏡對稱排列于 光軸上的雙曲面凸透鏡，所述分色片位于平凹透鏡遠離雙曲面凸鏡的一側；所述光學接收組件接收到的紅外線和/或激光經(jīng)過反射鏡以及快速傾斜鏡的反射后匯聚成平行光，所述平行光射入平凹透鏡遠離分色片的一側，經(jīng)平凹透鏡折射射入雙曲面凸鏡，并在雙曲面凸鏡的反射下穿過平凹透鏡中心的小孔射入分色片，紅外線的紅外光譜透過所述分色片進入紅外光學處理組件，激光經(jīng)過所述分色片反射進入所述距離測量組件。

所述激光發(fā)射組件包括回轉驅動機構、集成電路和532nm激光器，所述激光器包括激光器頭部、激光控制器和激光觸發(fā)器，所述激光器頭部集成硅PIN光電二極管，可以感應發(fā)射主波并直接輸出主波電信號脈沖，所述激光器頭部通過線纜連接所述激光控制器，所述激光控制器提供激光器電源、溫控以及觸發(fā)控制，所述激光觸發(fā)器設于所述感應裝置本體與所述分感應裝置底座的連接處，當所述感應裝置本體安裝于所述總感應裝置底座時，所述激光觸發(fā)器發(fā)出觸發(fā)信號，觸發(fā)所述激光控制板啟動，觸發(fā)所述激光器頭部間隔發(fā)射激光。

所述回轉驅動機構包括轉動軸、支撐架、驅動電機、包絡蝸桿、蝸輪轉盤和防護罩，所述驅動電機包括第一驅動電機和第二驅動電機，所述第一驅動電機安裝于包絡蝸桿的一端，驅動包絡蝸桿轉動，所述包絡蝸桿的齒面與蝸輪轉盤的齒面相嚙合，第一驅動電機驅動包絡蝸桿繞其中心軸轉動，包絡蝸桿帶動蝸輪轉盤轉動，所述轉動軸穿過并固定所述激光器，所述轉動軸的兩端設于支撐架上，所述支撐架安裝于蝸輪轉盤的上表面，第一驅動電機轉動包絡蝸桿，包絡蝸桿帶動蝸輪轉盤以及支撐架、激光器轉動360度轉動，第二驅動電機連接所述轉動軸，使得激光器可繞轉動軸轉動，從而調整激光機發(fā)射的激光方向。

所述分感應裝置底座上分別設有啟動激光器的啟動按鈕，當感應裝置本體放置在分感應裝置底座上時，啟動按鈕按下，激光器啟動。

所述距離測量組件包括準直鏡、窄帶濾光片、信號整形電路、脈沖信號探測器和時間測量芯片，經(jīng)過分色片反射的激光依次經(jīng)過準直鏡、窄帶濾光片、脈沖信號探測器和信號整形電路，準直鏡與窄帶濾光片對激光光譜進行濾波處理，減少背景噪音。當脈沖信號探測器相應目標光子時，脈沖信號探測器輸出相應的脈沖信號，經(jīng)過信號整形電路處理后輸出至時間測量芯片，通過對定時間隔發(fā)射激光的脈沖信號發(fā)生時刻的精確測量計時，最終測量出激光從感應裝置本體至總感應裝置底座的飛行時間，進而得到感應裝置本體與總感應裝置底座之間的距離，得到的距離的數(shù)據(jù)傳輸至紅外發(fā)射組件，紅外發(fā)射組件根據(jù)感應裝置本體與總感應裝置底座之間的距離調整焦距。

所述紅外發(fā)射組件包括連續(xù)變焦結構和紅外發(fā)射二極管，所述連續(xù)變焦結構包括圓筒形殼體、變倍組鏡片、微調組鏡片、補償組鏡片、變倍組鏡片框架、補償組鏡片框架、微調組 鏡片框架、電機、微調齒輪圈和微調隔圈，所述圓筒形殼體的中段設有兩組四條對稱的凸輪槽，分別為第一凸輪槽與第二凸輪槽；

所述第一凸輪槽與第二凸輪槽相應的凸輪曲線斜率滿足下式：

$K_y=\frac{K_x(y-l_2^{\′}+f_2^{\′})}{2y-b}$

其中，K_y為第一凸輪槽對應變焦凸輪曲線的斜率，K_x為第二凸輪槽對應變焦凸輪曲線的斜率，y是第一凸輪槽對應變焦凸輪曲線的升距，l′₂＝f′₁-(d+y-x)，f′₂是變倍組的焦距，y、x分別是第一凸輪槽、第二凸輪槽對應變焦凸輪曲線的升距，b＝(l′₂-f′₁)-d+x，d是分別設置于第一凸輪槽與第二凸輪槽的兩個鏡片的距離；所述變倍組鏡片、補償組鏡片和微調組鏡片沿光軸依次排列，且所述變倍組鏡片的部分透鏡與微調組鏡片分別通過鏡片壓圈設于所述殼體的兩端；所述電機提供鏡頭運動驅動力，連接所述變倍組鏡片框架，帶動變倍組鏡片框架移動；所述圓筒形殼體內表面與所述微調組鏡片框架的接觸面沿圓周方向設置微調齒輪圈，所述微調齒輪圈與所述微調組鏡片框架粘連，且在電機的帶動下，所述微調齒輪圈可相對于圓筒形殼體轉動，轉動所述微調齒輪圈可調整微調組鏡片與其他鏡片之間的距離。

所述紅外發(fā)射二極管依次排列，設置于所述微調組鏡片遠離補償組鏡片的一側，并根據(jù)感應裝置本體與總感應裝置底座之間的距離調節(jié)紅外發(fā)射二極管啟動的功率；所述紅外光學處理組件包括紅外接收管，當人位于感應裝置本體前時，紅外發(fā)射組件發(fā)射的紅外線被人體遮擋后反射至光學接收組件，所述紅外接收管接收到紅外光譜后輸出電信小型音箱播放音樂。

作為優(yōu)選，所述包絡蝸桿的齒面方程為

其中，A＝-cosα_d cosθ，B＝-cosα_d sinβsinθ±sinα_d cosβ，C＝-cosα_d cosβsinθ±sinα_d sinβ,D＝r_d cosθ-a₀，E＝r_d sinβsinθ±0.5S_a cosβ,F＝-r_d cosβsinθ±0.5S_a cosβ,n_x＝sinα_d cosθ,n_y＝sinαsinθsinβ+cosα_d cosβ，n_z＝-sinα_d sinθcosβ+cosα_d sinβ，α_d為加工包絡蝸桿的砂輪齒形角，r_d為加工包絡蝸桿的砂輪半徑，S_a為加工包絡蝸桿的砂輪頂寬，β為加工包絡蝸桿的砂輪傾斜角，為蝸桿的轉角，

式中有三個待確定的變量：加工過程中刀座回轉角度嚙合點P沿砂輪側面方向離砂 輪頂部的距離u以及嚙合點P所在的砂輪軸截面與i_a的夾角θ；在170°至190°范圍內得到一組滿足包絡蝸桿的齒面方程的取值將得到的代入式中即可得到在包絡蝸桿上的一個接觸點，對應于同一個值，將u在全齒高范圍取不同的值，可以由依次共軛條件方程接觸不同的θ值，這樣就能得到多個接觸點，將接觸點相連即可組成一條接觸線，最后對應于不同的值，可求出不同的接觸線，這些接觸線就組成了蝸桿螺旋面。

作為優(yōu)選，取中心距75mm，傳動比45，蝸桿頭數(shù)1的包絡蝸桿貼合所述包絡蝸桿的齒面方程，經(jīng)優(yōu)化后得到包絡蝸桿的關鍵幾何參數(shù)和尺寸：中心距75mm，傳動比45，蝸桿頭數(shù)1，蝸桿分度圓直徑28.36mm，齒頂高2.571mm，齒根高2.846mm，全齒高5.01mm，齒頂間隙0.716mm，蝸桿齒根圓半徑21.605mm，蝸桿齒頂圓弧半徑31.786m，蝸桿齒根圓弧半徑65.779mm，蝸桿喉部分度圓導程角6.32°，齒距角9°，主基圓直徑48.69mm，蝸桿包圍蝸輪轉盤齒數(shù)6.5，蝸桿工作半角17.311°，蝸桿工作長度37.529mm，成型面傾角11.3°。

作為優(yōu)選，所述變倍組鏡片包括前變倍鏡片和后變倍鏡片，所述前變倍鏡片為正月牙凸透鏡，所述后變倍鏡片為雙凹透鏡，所述前變倍鏡片固定于圓筒形殼體的最前端，后變倍鏡片安裝于鏡片框架后通過導釘與第二凸輪槽相固連。

作為優(yōu)選，所述補償組鏡片為平面鏡，所述補償組鏡片安裝于鏡片框架后通過導釘與第一凸輪槽相固連。

作為優(yōu)選，所述微調組鏡片為正月牙凸透鏡，所述微調組鏡片框架夾持所述微調組鏡片，設于所述圓筒形殼體的一端。

本發(fā)明的有益效果：

1、使用者可以隨意調整分感應裝置底座的位置，從而將感應裝置本體放置于不同高度、不同位置，以適應不同的需求。

2、使用一個光學接收組件同時接收激光與紅外線，將激光接收裝置與紅外線接收裝置一體化，大大地縮小了感應裝置的體積，使得感應裝置適應不同規(guī)格的總感應裝置底座，而且結構簡單，方便工作人員進行檢修工作。

3、建立回轉驅動結構的包絡蝸桿模型后，針對該模型進行優(yōu)化，最后使得包絡蝸桿具有優(yōu)良的潤滑性能和接觸性能，減小包絡蝸桿的摩擦、減輕磨損、降低溫升，增加包絡蝸桿的 抗膠合能力，提高包絡蝸桿的承載能力。而且，包絡蝸桿的齒面與蝸輪轉盤的齒面之間接觸范圍合理，從而延長其使用壽命。

4、使用所述連續(xù)變焦結構可保證實現(xiàn)四倍紅外連續(xù)變焦的同時使得光學系統(tǒng)在整個變焦過程中能夠平穩(wěn)運行，并不會對凸輪產生較大的壓力，磨損凸輪曲線，影響光學系統(tǒng)精度。

5、本發(fā)明識別人的成功率高。

附圖說明

利用附圖對發(fā)明作進一步說明，但附圖中的實施例不構成對本發(fā)明的任何限制，對于本領域的普通技術人員，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。

圖1是本發(fā)明感應裝置本體和總感應裝置底座的結構示意圖。

圖2是本發(fā)明光學接收組件的結構示意圖。

圖3是本發(fā)明回轉驅動機構中包絡蝸桿和蝸輪轉盤的結構示意圖。

圖4是本發(fā)明距離測量組件的結構示意圖。

圖5是本發(fā)明基于Android系統(tǒng)實現(xiàn)紅外遙控裝置的結構示意圖。

具體實施方式

結合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述。

實施例一

本發(fā)明的裝置，包括感應裝置本體1、總感應裝置底座5和多個可拆卸的分感應裝置底座，如圖1所示，所述感應裝置本體1可拆卸地設置于總感應裝置底座5上，而分感應裝置底座則安裝于不同位置，方便使用者使用。所述總感應裝置底座5包括光學接收組件、紅外發(fā)射組件22、距離測量組件13和紅外光學處理組件12。所述分感應裝置底座上分別設有激光發(fā)射組件6。所述感應裝置本體1設置于手機內，所述總感應裝置底座5設置于小型音箱上。

如圖2所示，所述光學接收組件可同時接受激光與紅外線，或者單獨接收激光或紅外線。所述光學接收組件包括分色片7、中心開有小孔的平凹透鏡8和與所述平凹透鏡8對稱排列于光軸上的雙曲面凸透鏡9，所述分色片7位于平凹透鏡8遠離雙曲面凸鏡的一側。所述光學接收組件接收到的紅外線和/或激光經(jīng)過反射鏡11以及快速傾斜鏡10的反射后匯聚成平行光，所述平行光射入平凹透鏡8遠離分色片7的一側，經(jīng)平凹透鏡8折射射入雙曲面凸鏡，并在雙曲面凸鏡的反射下穿過平凹透鏡8中心的小孔射入分色片7。紅外線的紅外光譜透過所述分色片7進入紅外光學處理組件12，激光經(jīng)過所述分色片7反射進入所述距離測量組件13。使用一個光學接收組件同時接收激光與紅外線，將激光接收裝置與紅外線接收裝置一體化，大大地縮小了感應裝置的體積，使得感應裝置適應不同規(guī)格的總感應裝置底座5，而且 結構簡單，方便工作人員進行檢修工作。

所述激光發(fā)射組件6包括回轉驅動機構14、集成電路和532nm激光器。所述激光器可接外觸發(fā)信號觸發(fā)激光出射。所述激光器包括激光器頭部、激光控制器和激光觸發(fā)器。所述激光器頭部集成硅PIN光電二極管，可以感應發(fā)射主波并直接輸出主波電信號脈沖。所述激光器頭部通過線纜連接所述激光控制器，所述激光控制器提供激光器電源、溫控以及觸發(fā)控制。所述激光觸發(fā)器設于所述感應裝置本體1與所述分感應裝置底座的連接處。當所述感應裝置本體1安裝于所述總感應裝置底座5時，所述激光觸發(fā)器發(fā)出觸發(fā)信號，觸發(fā)所述激光控制板啟動，觸發(fā)所述激光器頭部間隔發(fā)射激光。

如圖3所示，所述回轉驅動機構14包括轉動軸、支撐架、驅動電機、包絡蝸桿16、蝸輪轉盤17和防護罩。所述驅動電機包括第一驅動電機15和第二驅動電機。所述第一驅動電機15安裝于包絡蝸桿16的一端，驅動包絡蝸桿16轉動。所述包絡蝸桿16的齒面與蝸輪轉盤17的齒面相嚙合，第一驅動電機15驅動包絡蝸桿16繞其中心軸轉動，包絡蝸桿16帶動蝸輪轉盤17轉動。所述轉動軸穿過并固定所述激光器，所述轉動軸的兩端設于支撐架上，所述支撐架安裝于蝸輪轉盤17的上表面，第一驅動電機15轉動包絡蝸桿16，包絡蝸桿16帶動蝸輪轉盤17以及支撐架、激光器轉動360度轉動。第二驅動電機連接所述轉動軸，使得激光器可繞轉動軸轉動，從而調整激光機發(fā)射的激光方向。在本實施例中，所述激光器內部集成擴束準直鏡頭，提供高平行度，低發(fā)散度激光。

所述包絡蝸桿16的齒面方程為

其中，A＝-cosα_d cosθ，B＝-cosα_d sinβsinθ±sinα_d cosβ，C＝-cosα_d cosβsinθ±sinα_d sinβ,D＝r_d cosθ-a₀，E＝r_d sinβsinθ±0.5S_a cosβ,F＝-r_d cosβsinθ±0.5S_a cosβ,n_x＝sinα_d cosθ,n_y＝sinαsinθsinβ+cosα_d cosβ，n_z＝-sinα_d sinθcosβ+cosα_d sinβ，α_d為加工包絡蝸桿16的砂輪齒形角，r_d為加工包絡蝸桿16的砂輪半徑，S_a為加工包絡蝸桿16的砂輪頂寬，β為加工包絡蝸桿16的砂輪傾斜角，為蝸桿的轉角。

式中有三個待確定的變量：加工過程中刀座回轉角度嚙合點P沿砂輪側面方向離砂輪頂部的距離u以及嚙合點P所在的砂輪軸截面與i_a的夾角θ。

在加工的工作區(qū)間內選定一個值，然后在全齒高數(shù)值范圍內選定一個u的值，根據(jù)包絡蝸桿16的齒面方程可得出變量θ。對包絡蝸桿16的齒面方程作牛頓迭代求解：由加工的實際情況可以判斷，滿足包絡蝸桿16的齒面方程的θ值處在180°附近，因此在170°至190°范圍內得到一組滿足包絡蝸桿16的齒面方程的取值將得到的代入式中即可得到在包絡蝸桿16上的一個接觸點。對應于同一個值，將u在全齒高范圍取不同的值，可以由依次共軛條件方程接觸不同的θ值，這樣就能得到多個接觸點，將接觸點相連即可組成一條接觸線。最后對應于不同的值，可求出不同的接觸線，這些接觸線就組成了蝸桿螺旋面。

包絡蝸桿16的失效形式有整體失效和齒面失效兩種，包絡蝸桿16的整體失效往往是由于在傳動的過程中經(jīng)受嚴重的沖擊或者短期的過載，或者沿接觸線有比較嚴重的載荷集中。包絡蝸桿16的齒面失效包括接觸疲勞點蝕、膠合、磨損、折斷等。而包絡蝸桿16的整體失效與齒面失效均于包絡蝸桿16的接觸性能和潤滑性能有密切關系，因此，從包絡蝸桿16的接觸性能和潤滑性能觸發(fā)評價包絡蝸桿16的性能。

優(yōu)良的潤滑性能能夠減小摩擦、減輕磨損、降低溫升，增加包絡蝸桿16的抗膠合能力，提高包絡蝸桿16的承載能力，從而達到延長其使用壽命的效果。獲得優(yōu)良的潤滑性能，其本質上是在蝸桿和渦輪的齒面間建立起一定厚度的潤滑油膜，確保齒面在很大壓強下，仍然能夠處于液體潤滑的環(huán)境，或者至少在半液體潤滑的環(huán)境下工作。

對包絡蝸桿16潤滑性能的評估：根據(jù)彈性流體動壓潤滑理論和道森公式設定油膜厚度幾何系數(shù)來對油膜厚度進行評估。

k_h＝v_n^0.7/(K_12N^0.43)

v_n是相對卷吸速度，v_n由下列公式計算得到其中，(v₁)_o1和(v₂)_o1是嚙合點處包絡蝸桿16和蝸輪轉盤17的速度，(N)_o1是包絡蝸桿16瞬時接觸線上任一點處的法矢量，|N|＝(N_ξ²+N_η²)^0.5。

而且，由于在嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度最小，因此選擇在嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度評價包絡蝸桿16的性能。

優(yōu)良的接觸性能是指包絡蝸桿16上接觸線的分布不可過寬，也不可過窄，當接觸線分布 不可過寬，也不可過窄。當接觸線分布過寬時，包絡蝸桿16工作起始角處的接觸線處于包絡蝸桿16齒面的外側，表明包絡蝸桿16與蝸輪轉盤17之間的嚙合齒數(shù)較少。反之，接觸線分布過窄時，接觸線會趨向集中在蝸輪轉盤17的中心對稱面上，這將導致蝸輪轉盤17齒面的強度降低。

對包絡蝸桿16接觸性能的評估：以工作起始角對應的一次接觸線在蝸輪轉盤17分度圓上的接觸點為對象來建立接觸性能評估值f(x)＝||z₁|-b₂/2|，其中，|z₁|為上述特定一次接觸點到蝸輪轉盤17中心對稱面的距離，b₂為蝸輪轉盤17齒寬。

利用優(yōu)化軟件優(yōu)化包絡蝸桿16的齒面方程，使得嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度幾何系數(shù)最大，接觸性能評估值最小。

建立回轉驅動結構的包絡蝸桿16模型后，針對該模型進行優(yōu)化，最后使得包絡蝸桿16具有優(yōu)良的潤滑性能和接觸性能，減小包絡蝸桿16的摩擦、減輕磨損、降低溫升，增加包絡蝸桿16的抗膠合能力，提高包絡蝸桿16的承載能力。而且，包絡蝸桿16的齒面與蝸輪轉盤17的齒面之間接觸范圍合理，從而延長其使用壽命。

取中心距75mm，傳動比45，蝸桿頭數(shù)1的包絡蝸桿16貼合所述包絡蝸桿16的齒面方程，經(jīng)優(yōu)化后得到包絡蝸桿16的關鍵幾何參數(shù)和尺寸：中心距75mm，傳動比45，蝸桿頭數(shù)1，蝸桿分度圓直徑28.36mm，齒頂高2.571mm，齒根高2.846mm，全齒高5.01mm，齒頂間隙0.716mm，蝸桿齒根圓半徑21.605mm，蝸桿齒頂圓弧半徑31.786m，蝸桿齒根圓弧半徑65.779mm，蝸桿喉部分度圓導程角6.32°，齒距角9°，主基圓直徑48.69mm，蝸桿包圍蝸輪轉盤17齒數(shù)6.5，蝸桿工作半角17.311°，蝸桿工作長度37.529mm，成型面傾角11.3°。

本實施例的油膜厚度幾何系數(shù)為11.89，接觸性能評估值為2.64。

所述分感應裝置底座上分別設有啟動激光器的啟動按鈕，當感應裝置本體1放置在分感應裝置底座上時，啟動按鈕按下，激光器啟動。

具體使用所述感應裝置前，固定好分感應裝置底座后，調節(jié)所述激光器上下左右轉動，直至所述激光器發(fā)射出的激光對準光學接收組件。所述總感應裝置底座5上設有指示燈，所述指示燈用于指示光學接收組件是否接收到激光信號。集成電路具有記憶功能，可儲存分感應裝置底座固定于某一位置后所述激光器對應光學接收組件的角度。

如圖4所示，所述距離測量組件13包括準直鏡、窄帶濾光片18、信號整形電路20、脈沖信號探測器19和時間測量芯片21，經(jīng)過分色片7反射的激光依次經(jīng)過準直鏡、窄帶濾光片18、脈沖信號探測器19和信號整形電路20，準直鏡與窄帶濾光片18對激光光譜進行濾波處理，減少背景噪音。所述脈沖信號探測器19為雪崩二極管探測器或光電倍增管探測器。當 脈沖信號探測器19相應目標光子時，脈沖信號探測器19輸出相應的脈沖信號，經(jīng)過信號整形電路20處理后輸出至時間測量芯片21，通過對定時間隔發(fā)射激光的脈沖信號發(fā)生時刻的精確測量計時，最終測量出激光從感應裝置本體1至總感應裝置底座5的飛行時間，進而得到感應裝置本體1與總感應裝置底座5之間的距離，得到的距離的數(shù)據(jù)傳輸至紅外發(fā)射組件22，紅外發(fā)射組件22根據(jù)感應裝置本體1與總感應裝置底座5之間的距離調整焦距。

所述紅外發(fā)射組件22包括連續(xù)變焦結構和紅外發(fā)射二極管，所述連續(xù)變焦結構包括圓筒形殼體、變倍組鏡片、微調組鏡片、補償組鏡片、變倍組鏡片框架、補償組鏡片框架、微調組鏡片框架、電機、微調齒輪圈和微調隔圈。所述圓筒形殼體的中段設有兩組四條對稱的凸輪槽，分別為第一凸輪槽與第二凸輪槽。

所述第一凸輪槽與第二凸輪槽相應的凸輪曲線斜率滿足下式：

$K_y=\frac{K_x(y-l_2^{\′}+f_2^{\′})}{2y-b}$

其中，K_y為第一凸輪槽對應變焦凸輪曲線的斜率，K_x為第二凸輪槽對應變焦凸輪曲線的斜率，y是第一凸輪槽對應變焦凸輪曲線的升距，l′₂＝f′₁-(d+y-x)，f′₂是變倍組的焦距，y、x分別是第一凸輪槽、第二凸輪槽對應變焦凸輪曲線的升距，b＝(l′₂-f′₁)-d+x，d是分別設置于第一凸輪槽與第二凸輪槽的兩個鏡片的距離。

所述變倍組鏡片、補償組鏡片和微調組鏡片沿光軸依次排列，且所述變倍組鏡片的部分透鏡與微調組鏡片分別通過鏡片壓圈設于所述殼體的兩端。

所述變倍組鏡片包括前變倍鏡片和后變倍鏡片，在本實施例中，所述前變倍鏡片為正月牙凸透鏡，所述后變倍鏡片為雙凹透鏡。所述前變倍鏡片固定于圓筒形殼體的最前端，后變倍鏡片安裝于鏡片框架后通過導釘與第二凸輪槽相固連。

在本實施例中，所述補償組鏡片為平面鏡，所述補償組鏡片安裝于鏡片框架后通過導釘與第一凸輪槽相固連。

在本實施例中，所述微調組鏡片為正月牙凸透鏡，所述微調組鏡片框架夾持所述微調組鏡片，設于所述圓筒形殼體的一端。所述電機提供鏡頭運動驅動力，連接所述變倍組鏡片框架，帶動變倍組鏡片框架移動。所述圓筒形殼體內表面與所述微調組鏡片框架的接觸面沿圓周方向設置微調齒輪圈，所述微調齒輪圈與所述微調組鏡片框架粘連，且在電機的帶動下，所述微調齒輪圈可相對于圓筒形殼體轉動，轉動所述微調齒輪圈可調整微調組鏡片與其他鏡片之間的距離。

使用所述連續(xù)變焦結構可保證實現(xiàn)四倍紅外連續(xù)變焦的同時使得光學系統(tǒng)在整個變焦過 程中能夠平穩(wěn)運行，并不會對凸輪產生較大的壓力，磨損凸輪曲線，影響光學系統(tǒng)精度。

所述紅外發(fā)射二極管依次排列，設置于所述微調組鏡片遠離補償組鏡片的一側，并根據(jù)感應裝置本體1與總感應裝置底座5之間的距離調節(jié)紅外發(fā)射二極管啟動的功率。

所述紅外光學處理組件12包括紅外接收管，當人位于感應裝置本體1感應區(qū)域時，紅外發(fā)射組件發(fā)射的紅外線被人遮擋后反射至光學接收組件，所述紅外接收管接收到紅外光譜后輸出電信號，小型音箱播放音樂。

進行靜態(tài)紅外目標測試，固定總感應裝置底座5，將分感應裝置底座安裝于距離總感應裝置底座520cm、50cm、80cm處，將感應裝置本體1放置于分感應裝置底座上，與感應裝置本體1一側設置有擺動裝置，所述擺動裝置的一端設有模擬物，模擬物間隔移動至感應裝置本體1下方20cm處測試感應裝置裝置的靈敏度，測試后發(fā)現(xiàn)其成功率為99.1％、98.4％、96.8％。

實施例二

本發(fā)明的裝置，包括感應裝置本體1、總感應裝置底座5和多個可拆卸的分感應裝置底座，如圖1所示，所述感應裝置本體1可拆卸地設置于總感應裝置底座5上，而分感應裝置底座則安裝于不同位置，方便使用者使用。所述總感應裝置底座5包括光學接收組件、紅外發(fā)射組件22、距離測量組件13和紅外光學處理組件12。所述分感應裝置底座上分別設有激光發(fā)射組件6。所述感應裝置本體1設置于手機內，所述總感應裝置底座5設置于小型音箱上。

如圖2所示，所述光學接收組件可同時接受激光與紅外線，或者單獨接收激光或紅外線。所述光學接收組件包括分色片7、中心開有小孔的平凹透鏡8和與所述平凹透鏡8對稱排列于光軸上的雙曲面凸透鏡9，所述分色片7位于平凹透鏡8遠離雙曲面凸鏡的一側。所述光學接收組件接收到的紅外線和/或激光經(jīng)過反射鏡11以及快速傾斜鏡10的反射后匯聚成平行光，所述平行光射入平凹透鏡8遠離分色片7的一側，經(jīng)平凹透鏡8折射射入雙曲面凸鏡，并在雙曲面凸鏡的反射下穿過平凹透鏡8中心的小孔射入分色片7。紅外線的紅外光譜透過所述分色片7進入紅外光學處理組件12，激光經(jīng)過所述分色片7反射進入所述距離測量組件13。使用一個光學接收組件同時接收激光與紅外線，將激光接收裝置與紅外線接收裝置一體化，大大地縮小了感應裝置的體積，使得感應裝置適應不同規(guī)格的總感應裝置底座5，而且結構簡單，方便工作人員進行檢修工作。

所述激光發(fā)射組件6包括回轉驅動機構14、集成電路和532nm激光器。所述激光器可接外觸發(fā)信號觸發(fā)激光出射。所述激光器包括激光器頭部、激光控制器和激光觸發(fā)器。所述激光器頭部集成硅PIN光電二極管，可以感應發(fā)射主波并直接輸出主波電信號脈沖。所述激光 器頭部通過線纜連接所述激光控制器，所述激光控制器提供激光器電源、溫控以及觸發(fā)控制。所述激光觸發(fā)器設于所述感應裝置本體1與所述分感應裝置底座的連接處。當所述感應裝置本體1安裝于所述總感應裝置底座5時，所述激光觸發(fā)器發(fā)出觸發(fā)信號，觸發(fā)所述激光控制板啟動，觸發(fā)所述激光器頭部間隔發(fā)射激光。

如圖3所示，所述回轉驅動機構14包括轉動軸、支撐架、驅動電機、包絡蝸桿16、蝸輪轉盤17和防護罩。所述驅動電機包括第一驅動電機15和第二驅動電機。所述第一驅動電機15安裝于包絡蝸桿16的一端，驅動包絡蝸桿16轉動。所述包絡蝸桿16的齒面與蝸輪轉盤17的齒面相嚙合，第一驅動電機15驅動包絡蝸桿16繞其中心軸轉動，包絡蝸桿16帶動蝸輪轉盤17轉動。所述轉動軸穿過并固定所述激光器，所述轉動軸的兩端設于支撐架上，所述支撐架安裝于蝸輪轉盤17的上表面，第一驅動電機15轉動包絡蝸桿16，包絡蝸桿16帶動蝸輪轉盤17以及支撐架、激光器轉動360度轉動。第二驅動電機連接所述轉動軸，使得激光器可繞轉動軸轉動，從而調整激光機發(fā)射的激光方向。在本實施例中，所述激光器內部集成擴束準直鏡頭，提供高平行度，低發(fā)散度激光。

所述包絡蝸桿16的齒面方程為

其中，A＝-cosα_d cosθ，B＝-cosα_d sinβsinθ±sinα_d cosβ，C＝-cosα_d cosβsinθ±sinα_d sinβ,D＝r_d cosθ-a₀，E＝r_d sinβsinθ±0.5S_a cosβ,F＝-r_d cosβsinθ±0.5S_a cosβ,n_x＝sinα_d cosθ,n_y＝sinαsinθsinβ+cosα_d cosβ，n_z＝-sinα_d sinθcosβ+cosα_d sinβ，α_d為加工包絡蝸桿16的砂輪齒形角，r_d為加工包絡蝸桿16的砂輪半徑，S_a為加工包絡蝸桿16的砂輪頂寬，β為加工包絡蝸桿16的砂輪傾斜角，為蝸桿的轉角。

式中有三個待確定的變量：加工過程中刀座回轉角度嚙合點P沿砂輪側面方向離砂輪頂部的距離u以及嚙合點P所在的砂輪軸截面與i_a的夾角θ。

在加工的工作區(qū)間內選定一個值，然后在全齒高數(shù)值范圍內選定一個u的值，根據(jù)包絡蝸桿16的齒面方程可得出變量θ。對包絡蝸桿16的齒面方程作牛頓迭代求解：由加工的實際情況可以判斷，滿足包絡蝸桿16的齒面方程的θ值處在180°附近，因此在170°至190°范圍內得到一組滿足包絡蝸桿16的齒面方程的取值將得到 的代入式中即可得到在包絡蝸桿16上的一個接觸點。對應于同一個值，將u在全齒高范圍取不同的值，可以由依次共軛條件方程接觸不同的θ值，這樣就能得到多個接觸點，將接觸點相連即可組成一條接觸線。最后對應于不同的值，可求出不同的接觸線，這些接觸線就組成了蝸桿螺旋面。

包絡蝸桿16的失效形式有整體失效和齒面失效兩種，包絡蝸桿16的整體失效往往是由于在傳動的過程中經(jīng)受嚴重的沖擊或者短期的過載，或者沿接觸線有比較嚴重的載荷集中。包絡蝸桿16的齒面失效包括接觸疲勞點蝕、膠合、磨損、折斷等。而包絡蝸桿16的整體失效與齒面失效均于包絡蝸桿16的接觸性能和潤滑性能有密切關系，因此，從包絡蝸桿16的接觸性能和潤滑性能觸發(fā)評價包絡蝸桿16的性能。

優(yōu)良的潤滑性能能夠減小摩擦、減輕磨損、降低溫升，增加包絡蝸桿16的抗膠合能力，提高包絡蝸桿16的承載能力，從而達到延長其使用壽命的效果。獲得優(yōu)良的潤滑性能，其本質上是在蝸桿和渦輪的齒面間建立起一定厚度的潤滑油膜，確保齒面在很大壓強下，仍然能夠處于液體潤滑的環(huán)境，或者至少在半液體潤滑的環(huán)境下工作。

對包絡蝸桿16潤滑性能的評估：根據(jù)彈性流體動壓潤滑理論和道森公式設定油膜厚度幾何系數(shù)來對油膜厚度進行評估。

k_h＝v_n^0.7/(K_12N^0.43)

v_n是相對卷吸速度，v_n由下列公式計算得到其中，(v₁)_o1和(v₂)_o1是嚙合點處包絡蝸桿16和蝸輪轉盤17的速度，(N)_o1是包絡蝸桿16瞬時接觸線上任一點處的法矢量，|N|＝(N_ξ²+N_η²)^0.5。

而且，由于在嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度最小，因此選擇在嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度評價包絡蝸桿16的性能。

優(yōu)良的接觸性能是指包絡蝸桿16上接觸線的分布不可過寬，也不可過窄，當接觸線分布不可過寬，也不可過窄。當接觸線分布過寬時，包絡蝸桿16工作起始角處的接觸線處于包絡蝸桿16齒面的外側，表明包絡蝸桿16與蝸輪轉盤17之間的嚙合齒數(shù)較少。反之，接觸線分布過窄時，接觸線會趨向集中在蝸輪轉盤17的中心對稱面上，這將導致蝸輪轉盤17齒面的強度降低。

對包絡蝸桿16接觸性能的評估：以工作起始角對應的一次接觸線在蝸輪轉盤17分度圓上的接觸點為對象來建立接觸性能評估值f(x)＝||z₁|-b₂/2|，其中，|z₁|為上述特定一次接觸點到蝸輪轉盤17中心對稱面的距離，b₂為蝸輪轉盤17齒寬。

利用優(yōu)化軟件優(yōu)化包絡蝸桿16的齒面方程，使得嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度幾何系數(shù)最大，接觸性能評估值最小。

建立回轉驅動結構的包絡蝸桿16模型后，針對該模型進行優(yōu)化，最后使得包絡蝸桿16具有優(yōu)良的潤滑性能和接觸性能，減小包絡蝸桿16的摩擦、減輕磨損、降低溫升，增加包絡蝸桿16的抗膠合能力，提高包絡蝸桿16的承載能力。而且，包絡蝸桿16的齒面與蝸輪轉盤17的齒面之間接觸范圍合理，從而延長其使用壽命。

取中心距75mm，傳動比40，蝸桿頭數(shù)1的包絡蝸桿16貼合所述包絡蝸桿16的齒面方程，經(jīng)優(yōu)化后得到包絡蝸桿16的關鍵幾何參數(shù)和尺寸：中心距75mm，傳動比40，蝸桿頭數(shù)1，蝸桿分度圓直徑26.25mm，齒頂高2.166mm，齒根高2.784mm，全齒高4.95mm，齒頂間隙0.618mm，蝸桿齒根圓半徑20.682mm，蝸桿齒頂圓弧半徑30.582mm，蝸桿齒根圓弧半徑64.659mm，蝸桿喉部分度圓導程角6.72°，齒距角9°，主基圓直徑47.25mm，蝸桿包圍蝸輪轉盤17齒數(shù)4.5，蝸桿工作半角18.225°，蝸桿工作長度38.703mm，成型面傾角10°。

本實施例的油膜厚度幾何系數(shù)為12.26，接觸性能評估值為3.94。

所述分感應裝置底座上分別設有啟動激光器的啟動按鈕，當感應裝置本體1放置在分感應裝置底座上時，啟動按鈕按下，激光器啟動。

具體使用所述感應裝置前，固定好分感應裝置底座后，調節(jié)所述激光器上下左右轉動，直至所述激光器發(fā)射出的激光對準光學接收組件。所述總感應裝置底座5上設有指示燈，所述指示燈用于指示光學接收組件是否接收到激光信號。集成電路具有記憶功能，可儲存分感應裝置底座固定于某一位置后所述激光器對應光學接收組件的角度。

如圖4所示，所述距離測量組件13包括準直鏡、窄帶濾光片18、信號整形電路20、脈沖信號探測器19和時間測量芯片21，經(jīng)過分色片7反射的激光依次經(jīng)過準直鏡、窄帶濾光片18、脈沖信號探測器19和信號整形電路20，準直鏡與窄帶濾光片18對激光光譜進行濾波處理，減少背景噪音。所述脈沖信號探測器19為雪崩二極管探測器或光電倍增管探測器。當脈沖信號探測器19相應目標光子時，脈沖信號探測器19輸出相應的脈沖信號，經(jīng)過信號整形電路20處理后輸出至時間測量芯片21，通過對定時間隔發(fā)射激光的脈沖信號發(fā)生時刻的精確測量計時，最終測量出激光從感應裝置本體1至總感應裝置底座5的飛行時間，進而得到感應裝置本體1與總感應裝置底座5之間的距離，得到的距離的數(shù)據(jù)傳輸至紅外發(fā)射組件 22，紅外發(fā)射組件22根據(jù)感應裝置本體1與總感應裝置底座5之間的距離調整焦距。

所述紅外發(fā)射組件22包括連續(xù)變焦結構和紅外發(fā)射二極管，所述連續(xù)變焦結構包括圓筒形殼體、變倍組鏡片、微調組鏡片、補償組鏡片、變倍組鏡片框架、補償組鏡片框架、微調組鏡片框架、電機、微調齒輪圈和微調隔圈。所述圓筒形殼體的中段設有兩組四條對稱的凸輪槽，分別為第一凸輪槽與第二凸輪槽。

所述第一凸輪槽與第二凸輪槽相應的凸輪曲線斜率滿足下式：

$K_y=\frac{K_x(y-l_2^{\′}+f_2^{\′})}{2y-b}$

其中，K_y為第一凸輪槽對應變焦凸輪曲線的斜率，K_x為第二凸輪槽對應變焦凸輪曲線的斜率，y是第一凸輪槽對應變焦凸輪曲線的升距，l′₂＝f′₁-(d+y-x)，f′₂是變倍組的焦距，y、x分別是第一凸輪槽、第二凸輪槽對應變焦凸輪曲線的升距，b＝(l′₂-f′₁)-d+x，d是分別設置于第一凸輪槽與第二凸輪槽的兩個鏡片的距離。

所述變倍組鏡片、補償組鏡片和微調組鏡片沿光軸依次排列，且所述變倍組鏡片的部分透鏡與微調組鏡片分別通過鏡片壓圈設于所述殼體的兩端。

所述變倍組鏡片包括前變倍鏡片和后變倍鏡片，在本實施例中，所述前變倍鏡片為正月牙凸透鏡，所述后變倍鏡片為雙凹透鏡。所述前變倍鏡片固定于圓筒形殼體的最前端，后變倍鏡片安裝于鏡片框架后通過導釘與第二凸輪槽相固連。

在本實施例中，所述補償組鏡片為平面鏡，所述補償組鏡片安裝于鏡片框架后通過導釘與第一凸輪槽相固連。

在本實施例中，所述微調組鏡片為正月牙凸透鏡，所述微調組鏡片框架夾持所述微調組鏡片，設于所述圓筒形殼體的一端。所述電機提供鏡頭運動驅動力，連接所述變倍組鏡片框架，帶動變倍組鏡片框架移動。所述圓筒形殼體內表面與所述微調組鏡片框架的接觸面沿圓周方向設置微調齒輪圈，所述微調齒輪圈與所述微調組鏡片框架粘連，且在電機的帶動下，所述微調齒輪圈可相對于圓筒形殼體轉動，轉動所述微調齒輪圈可調整微調組鏡片與其他鏡片之間的距離。

使用所述連續(xù)變焦結構可保證實現(xiàn)四倍紅外連續(xù)變焦的同時使得光學系統(tǒng)在整個變焦過程中能夠平穩(wěn)運行，并不會對凸輪產生較大的壓力，磨損凸輪曲線，影響光學系統(tǒng)精度。

所述紅外發(fā)射二極管依次排列，設置于所述微調組鏡片遠離補償組鏡片的一側，并根據(jù)感應裝置本體1與總感應裝置底座5之間的距離調節(jié)紅外發(fā)射二極管啟動的功率。

所述紅外光學處理組件12包括紅外接收管，當人位于感應裝置本體1感應區(qū)域時，紅外 發(fā)射組件發(fā)射的紅外線被人遮擋后反射至光學接收組件，所述紅外接收管接收到紅外光譜后輸出電信號，小型音箱播放音樂。

進行靜態(tài)紅外目標測試，固定總感應裝置底座5，將分感應裝置底座安裝于距離總感應裝置底座520cm、50cm、80cm處，將感應裝置本體1放置于分感應裝置底座上，與感應裝置本體1的一側設置有擺動裝置，所述擺動裝置的一端設有模擬物，模擬物間隔移動至感應裝置本體1下方20cm處測試感應裝置裝置的靈敏度，測試后發(fā)現(xiàn)其成功率為99.6％、97.2％、97.6％。

實施例三

本發(fā)明的裝置，包括感應裝置本體1、總感應裝置底座5和多個可拆卸的分感應裝置底座，如圖1所示，所述感應裝置本體1可拆卸地設置于總感應裝置底座5上，而分感應裝置底座則安裝于不同位置，方便使用者使用。所述總感應裝置底座5包括光學接收組件、紅外發(fā)射組件22、距離測量組件13和紅外光學處理組件12。所述分感應裝置底座上分別設有激光發(fā)射組件6。所述感應裝置本體1設置于手機內，所述總感應裝置底座5設置于小型音箱上。

如圖2所示，所述光學接收組件可同時接受激光與紅外線，或者單獨接收激光或紅外線。所述光學接收組件包括分色片7、中心開有小孔的平凹透鏡8和與所述平凹透鏡8對稱排列于光軸上的雙曲面凸透鏡9，所述分色片7位于平凹透鏡8遠離雙曲面凸鏡的一側。所述光學接收組件接收到的紅外線和/或激光經(jīng)過反射鏡11以及快速傾斜鏡10的反射后匯聚成平行光，所述平行光射入平凹透鏡8遠離分色片7的一側，經(jīng)平凹透鏡8折射射入雙曲面凸鏡，并在雙曲面凸鏡的反射下穿過平凹透鏡8中心的小孔射入分色片7。紅外線的紅外光譜透過所述分色片7進入紅外光學處理組件12，激光經(jīng)過所述分色片7反射進入所述距離測量組件13。使用一個光學接收組件同時接收激光與紅外線，將激光接收裝置與紅外線接收裝置一體化，大大地縮小了感應裝置的體積，使得感應裝置適應不同規(guī)格的總感應裝置底座5，而且結構簡單，方便工作人員進行檢修工作。

所述激光發(fā)射組件6包括回轉驅動機構14、集成電路和532nm激光器。所述激光器可接外觸發(fā)信號觸發(fā)激光出射。所述激光器包括激光器頭部、激光控制器和激光觸發(fā)器。所述激光器頭部集成硅PIN光電二極管，可以感應發(fā)射主波并直接輸出主波電信號脈沖。所述激光器頭部通過線纜連接所述激光控制器，所述激光控制器提供激光器電源、溫控以及觸發(fā)控制。所述激光觸發(fā)器設于所述感應裝置本體1與所述分感應裝置底座的連接處。當所述感應裝置本體1安裝于所述總感應裝置底座5時，所述激光觸發(fā)器發(fā)出觸發(fā)信號，觸發(fā)所述激光控制 板啟動，觸發(fā)所述激光器頭部間隔發(fā)射激光。

如圖3所示，所述回轉驅動機構14包括轉動軸、支撐架、驅動電機、包絡蝸桿16、蝸輪轉盤17和防護罩。所述驅動電機包括第一驅動電機15和第二驅動電機。所述第一驅動電機15安裝于包絡蝸桿16的一端，驅動包絡蝸桿16轉動。所述包絡蝸桿16的齒面與蝸輪轉盤17的齒面相嚙合，第一驅動電機15驅動包絡蝸桿16繞其中心軸轉動，包絡蝸桿16帶動蝸輪轉盤17轉動。所述轉動軸穿過并固定所述激光器，所述轉動軸的兩端設于支撐架上，所述支撐架安裝于蝸輪轉盤17的上表面，第一驅動電機15轉動包絡蝸桿16，包絡蝸桿16帶動蝸輪轉盤17以及支撐架、激光器轉動360度轉動。第二驅動電機連接所述轉動軸，使得激光器可繞轉動軸轉動，從而調整激光機發(fā)射的激光方向。在本實施例中，所述激光器內部集成擴束準直鏡頭，提供高平行度，低發(fā)散度激光。

所述包絡蝸桿16的齒面方程為

其中，A＝-cosα_d cosθ，B＝-cosα_d sinβsinθ±sinα_d cosβ，C＝-cosα_d cosβsinθ±sinα_d sinβ,D＝r_d cosθ-a₀，E＝r_d sinβsinθ±0.5S_a cosβ,F＝-r_d cosβsinθ±0.5S_a cosβ,n_x＝sinα_d cosθ,n_y＝sinαsinθsinβ+cosα_d cosβ，n_z＝-sinα_d sinθcosβ+cosα_d sinβ，α_d為加工包絡蝸桿16的砂輪齒形角，r_d為加工包絡蝸桿16的砂輪半徑，S_a為加工包絡蝸桿16的砂輪頂寬，β為加工包絡蝸桿16的砂輪傾斜角，為蝸桿的轉角。

式中有三個待確定的變量：加工過程中刀座回轉角度嚙合點P沿砂輪側面方向離砂輪頂部的距離u以及嚙合點P所在的砂輪軸截面與i_a的夾角θ。

在加工的工作區(qū)間內選定一個值，然后在全齒高數(shù)值范圍內選定一個u的值，根據(jù)包絡蝸桿16的齒面方程可得出變量θ。對包絡蝸桿16的齒面方程作牛頓迭代求解：由加工的實際情況可以判斷，滿足包絡蝸桿16的齒面方程的θ值處在180°附近，因此在170°至190°范圍內得到一組滿足包絡蝸桿16的齒面方程的取值將得到的代入式中即可得到在包絡蝸桿16上的一個接觸點。對應于同一 個值，將u在全齒高范圍取不同的值，可以由依次共軛條件方程接觸不同的θ值，這樣就能得到多個接觸點，將接觸點相連即可組成一條接觸線。最后對應于不同的值，可求出不同的接觸線，這些接觸線就組成了蝸桿螺旋面。

包絡蝸桿16的失效形式有整體失效和齒面失效兩種，包絡蝸桿16的整體失效往往是由于在傳動的過程中經(jīng)受嚴重的沖擊或者短期的過載，或者沿接觸線有比較嚴重的載荷集中。包絡蝸桿16的齒面失效包括接觸疲勞點蝕、膠合、磨損、折斷等。而包絡蝸桿16的整體失效與齒面失效均于包絡蝸桿16的接觸性能和潤滑性能有密切關系，因此，從包絡蝸桿16的接觸性能和潤滑性能觸發(fā)評價包絡蝸桿16的性能。

優(yōu)良的潤滑性能能夠減小摩擦、減輕磨損、降低溫升，增加包絡蝸桿16的抗膠合能力，提高包絡蝸桿16的承載能力，從而達到延長其使用壽命的效果。獲得優(yōu)良的潤滑性能，其本質上是在蝸桿和渦輪的齒面間建立起一定厚度的潤滑油膜，確保齒面在很大壓強下，仍然能夠處于液體潤滑的環(huán)境，或者至少在半液體潤滑的環(huán)境下工作。

對包絡蝸桿16潤滑性能的評估：根據(jù)彈性流體動壓潤滑理論和道森公式設定油膜厚度幾何系數(shù)來對油膜厚度進行評估。

k_h＝v_n^0.7/(K_12N^0.43)

v_n是相對卷吸速度，v_n由下列公式計算得到其中，(v₁)_o1和(v₂)_o1是嚙合點處包絡蝸桿16和蝸輪轉盤17的速度，(N)_o1是包絡蝸桿16瞬時接觸線上任一點處的法矢量，|N|＝(N_ξ²+N_η²)^0.5。

而且，由于在嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度最小，因此選擇在嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度評價包絡蝸桿16的性能。

優(yōu)良的接觸性能是指包絡蝸桿16上接觸線的分布不可過寬，也不可過窄，當接觸線分布不可過寬，也不可過窄。當接觸線分布過寬時，包絡蝸桿16工作起始角處的接觸線處于包絡蝸桿16齒面的外側，表明包絡蝸桿16與蝸輪轉盤17之間的嚙合齒數(shù)較少。反之，接觸線分布過窄時，接觸線會趨向集中在蝸輪轉盤17的中心對稱面上，這將導致蝸輪轉盤17齒面的強度降低。

對包絡蝸桿16接觸性能的評估：以工作起始角對應的一次接觸線在蝸輪轉盤17分度圓上的接觸點為對象來建立接觸性能評估值f(x)＝||z₁|-b₂/2|，其中，|z₁|為上述特定一次接觸點到蝸輪轉盤17中心對稱面的距離，b₂為蝸輪轉盤17齒寬。

利用優(yōu)化軟件優(yōu)化包絡蝸桿16的齒面方程，使得嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度幾何系數(shù)最大，接觸性能評估值最小

建立回轉驅動結構的包絡蝸桿16模型后，針對該模型進行優(yōu)化，最后使得包絡蝸桿16具有優(yōu)良的潤滑性能和接觸性能，減小包絡蝸桿16的摩擦、減輕磨損、降低溫升，增加包絡蝸桿16的抗膠合能力，提高包絡蝸桿16的承載能力。而且，包絡蝸桿16的齒面與蝸輪轉盤17的齒面之間接觸范圍合理，從而延長其使用壽命。

取中心距70mm，傳動比40，蝸桿頭數(shù)1的包絡蝸桿16貼合所述包絡蝸桿16的齒面方程，經(jīng)優(yōu)化后得到包絡蝸桿16的關鍵幾何參數(shù)和尺寸：中心距70mm，傳動比40，蝸桿頭數(shù)1，蝸桿分度圓直徑27.75mm，，齒頂高2.139mm，齒根高2.751mm，全齒高4.89mm，齒頂間隙0.611mm，蝸桿齒根圓半徑22.248mm，蝸桿齒頂圓弧半徑32.028mm，蝸桿齒根圓弧半徑63.876mm，蝸桿喉部分度圓導程角6.28°，齒距角9°，主基圓直徑46.5mm，蝸桿包圍蝸輪轉盤17齒數(shù)4.5，蝸桿工作半角18.225°，蝸桿工作長度38.234mm，成型面傾角10.5°。

本實施例的油膜厚度幾何系數(shù)為13.80，接觸性能評估值為1.87。

所述分感應裝置底座上分別設有啟動激光器的啟動按鈕，當感應裝置本體1放置在分感應裝置底座上時，啟動按鈕按下，激光器啟動。

具體使用所述感應裝置前，固定好分感應裝置底座后，調節(jié)所述激光器上下左右轉動，直至所述激光器發(fā)射出的激光對準光學接收組件。所述總感應裝置底座5上設有指示燈，所述指示燈用于指示光學接收組件是否接收到激光信號。集成電路具有記憶功能，可儲存分感應裝置底座固定于某一位置后所述激光器對應光學接收組件的角度。

如圖4所示，所述距離測量組件13包括準直鏡、窄帶濾光片18、信號整形電路20、脈沖信號探測器19和時間測量芯片21，經(jīng)過分色片7反射的激光依次經(jīng)過準直鏡、窄帶濾光片18、脈沖信號探測器19和信號整形電路20，準直鏡與窄帶濾光片18對激光光譜進行濾波處理，減少背景噪音。所述脈沖信號探測器19為雪崩二極管探測器或光電倍增管探測器。當脈沖信號探測器19相應目標光子時，脈沖信號探測器19輸出相應的脈沖信號，經(jīng)過信號整形電路20處理后輸出至時間測量芯片21，通過對定時間隔發(fā)射激光的脈沖信號發(fā)生時刻的精確測量計時，最終測量出激光從感應裝置本體1至總感應裝置底座5的飛行時間，進而得到感應裝置本體1與總感應裝置底座5之間的距離，得到的距離的數(shù)據(jù)傳輸至紅外發(fā)射組件22，紅外發(fā)射組件22根據(jù)感應裝置本體1與總感應裝置底座5之間的距離調整焦距。

所述紅外發(fā)射組件22包括連續(xù)變焦結構和紅外發(fā)射二極管，所述連續(xù)變焦結構包括圓筒形殼體、變倍組鏡片、微調組鏡片、補償組鏡片、變倍組鏡片框架、補償組鏡片框架、微調 組鏡片框架、電機、微調齒輪圈和微調隔圈。所述圓筒形殼體的中段設有兩組四條對稱的凸輪槽，分別為第一凸輪槽與第二凸輪槽。

所述第一凸輪槽與第二凸輪槽相應的凸輪曲線斜率滿足下式：

$K_y=\frac{K_x(y-l_2^{\′}+f_2^{\′})}{2y-b}$

其中，K_y為第一凸輪槽對應變焦凸輪曲線的斜率，K_x為第二凸輪槽對應變焦凸輪曲線的斜率，y是第一凸輪槽對應變焦凸輪曲線的升距，l′₂＝f′₁-(d+y-x)，f′₂是變倍組的焦距，y、x分別是第一凸輪槽、第二凸輪槽對應變焦凸輪曲線的升距，b＝(l′₂-f′₁)-d+x，d是分別設置于第一凸輪槽與第二凸輪槽的兩個鏡片的距離。

所述變倍組鏡片、補償組鏡片和微調組鏡片沿光軸依次排列，且所述變倍組鏡片的部分透鏡與微調組鏡片分別通過鏡片壓圈設于所述殼體的兩端。

所述變倍組鏡片包括前變倍鏡片和后變倍鏡片，在本實施例中，所述前變倍鏡片為正月牙凸透鏡，所述后變倍鏡片為雙凹透鏡。所述前變倍鏡片固定于圓筒形殼體的最前端，后變倍鏡片安裝于鏡片框架后通過導釘與第二凸輪槽相固連。

在本實施例中，所述補償組鏡片為平面鏡，所述補償組鏡片安裝于鏡片框架后通過導釘與第一凸輪槽相固連。

在本實施例中，所述微調組鏡片為正月牙凸透鏡，所述微調組鏡片框架夾持所述微調組鏡片，設于所述圓筒形殼體的一端。所述電機提供鏡頭運動驅動力，連接所述變倍組鏡片框架，帶動變倍組鏡片框架移動。所述圓筒形殼體內表面與所述微調組鏡片框架的接觸面沿圓周方向設置微調齒輪圈，所述微調齒輪圈與所述微調組鏡片框架粘連，且在電機的帶動下，所述微調齒輪圈可相對于圓筒形殼體轉動，轉動所述微調齒輪圈可調整微調組鏡片與其他鏡片之間的距離。

使用所述連續(xù)變焦結構可保證實現(xiàn)四倍紅外連續(xù)變焦的同時使得光學系統(tǒng)在整個變焦過程中能夠平穩(wěn)運行，并不會對凸輪產生較大的壓力，磨損凸輪曲線，影響光學系統(tǒng)精度。

所述紅外發(fā)射二極管依次排列，設置于所述微調組鏡片遠離補償組鏡片的一側，并根據(jù)感應裝置本體1與總感應裝置底座5之間的距離調節(jié)紅外發(fā)射二極管啟動的功率。

所述紅外光學處理組件12包括紅外接收管，當人位于感應裝置本體1感應區(qū)域時，紅外發(fā)射組件發(fā)射的紅外線被人遮擋后反射至光學接收組件，所述紅外接收管接收到紅外光譜后輸出電信號，小型音箱播放音樂。

進行靜態(tài)紅外目標測試，固定總感應裝置底座5，將分感應裝置底座安裝于距離總感應 裝置底座520cm、50cm、80cm處，將感應裝置本體1放置于分感應裝置底座上，與感應裝置本體1的一側設置有擺動裝置，所述擺動裝置的一端設有模擬物，模擬物間隔移動至感應裝置本體1下方20cm處測試感應裝置的靈敏度，測試后發(fā)現(xiàn)其成功率為98.3％、99.8％、97.3％。

實施例四

本發(fā)明的裝置，包括感應裝置本體1、總感應裝置底座5和多個可拆卸的分感應裝置底座，如圖1所示，所述感應裝置本體1可拆卸地設置于總感應裝置底座5上，而分感應裝置底座則安裝于不同位置，方便使用者使用。所述總感應裝置底座5包括光學接收組件、紅外發(fā)射組件22、距離測量組件13和紅外光學處理組件12。所述分感應裝置底座上分別設有激光發(fā)射組件6。所述感應裝置本體1設置于手機內，所述總感應裝置底座5設置于小型音箱上。

如圖2所示，所述光學接收組件可同時接受激光與紅外線，或者單獨接收激光或紅外線。所述光學接收組件包括分色片7、中心開有小孔的平凹透鏡8和與所述平凹透鏡8對稱排列于光軸上的雙曲面凸透鏡9，所述分色片7位于平凹透鏡8遠離雙曲面凸鏡的一側。所述光學接收組件接收到的紅外線和/或激光經(jīng)過反射鏡11以及快速傾斜鏡10的反射后匯聚成平行光，所述平行光射入平凹透鏡8遠離分色片7的一側，經(jīng)平凹透鏡8折射射入雙曲面凸鏡，并在雙曲面凸鏡的反射下穿過平凹透鏡8中心的小孔射入分色片7。紅外線的紅外光譜透過所述分色片7進入紅外光學處理組件12，激光經(jīng)過所述分色片7反射進入所述距離測量組件13。使用一個光學接收組件同時接收激光與紅外線，將激光接收裝置與紅外線接收裝置一體化，大大地縮小了感應裝置的體積，使得感應裝置適應不同規(guī)格的總感應裝置底座5，而且結構簡單，方便工作人員進行檢修工作。

所述激光發(fā)射組件6包括回轉驅動機構14、集成電路和532nm激光器。所述激光器可接外觸發(fā)信號觸發(fā)激光出射。所述激光器包括激光器頭部、激光控制器和激光觸發(fā)器。所述激光器頭部集成硅PIN光電二極管，可以感應發(fā)射主波并直接輸出主波電信號脈沖。所述激光器頭部通過線纜連接所述激光控制器，所述激光控制器提供激光器電源、溫控以及觸發(fā)控制。所述激光觸發(fā)器設于所述感應裝置本體1與所述分感應裝置底座的連接處。當所述感應裝置本體1安裝于所述總感應裝置底座5時，所述激光觸發(fā)器發(fā)出觸發(fā)信號，觸發(fā)所述激光控制板啟動，觸發(fā)所述激光器頭部間隔發(fā)射激光。

如圖3所示，所述回轉驅動機構14包括轉動軸、支撐架、驅動電機、包絡蝸桿16、蝸輪轉盤17和防護罩。所述驅動電機包括第一驅動電機15和第二驅動電機。所述第一驅動電機15安裝于包絡蝸桿16的一端，驅動包絡蝸桿16轉動。所述包絡蝸桿16的齒面與蝸輪轉 盤17的齒面相嚙合，第一驅動電機15驅動包絡蝸桿16繞其中心軸轉動，包絡蝸桿16帶動蝸輪轉盤17轉動。所述轉動軸穿過并固定所述激光器，所述轉動軸的兩端設于支撐架上，所述支撐架安裝于蝸輪轉盤17的上表面，第一驅動電機15轉動包絡蝸桿16，包絡蝸桿16帶動蝸輪轉盤17以及支撐架、激光器轉動360度轉動。第二驅動電機連接所述轉動軸，使得激光器可繞轉動軸轉動，從而調整激光機發(fā)射的激光方向。在本實施例中，所述激光器內部集成擴束準直鏡頭，提供高平行度，低發(fā)散度激光。

所述包絡蝸桿16的齒面方程為

其中，A＝-cosα_d cosθ，B＝-cosα_d sinβsinθ±sinα_d cosβ，C＝-cosα_d cosβsinθ±sinα_d sinβ,D＝r_d cosθ-a₀，E＝r_dsinβsinθ±0.5S_a cosβ,F＝-r_d cosβsinθ±0.5S_a cosβ,n_x＝sinα_d cosθ,n_y＝sinαsinθsinβ+cosα_d cosβ，n_z＝-sinα_d sinθcosβ+cosα_d sinβ，α_d為加工包絡蝸桿16的砂輪齒形角，r_d為加工包絡蝸桿16的砂輪半徑，S_a為加工包絡蝸桿16的砂輪頂寬，β為加工包絡蝸桿16的砂輪傾斜角，為蝸桿的轉角。

式中有三個待確定的變量：加工過程中刀座回轉角度嚙合點P沿砂輪側面方向離砂輪頂部的距離u以及嚙合點P所在的砂輪軸截面與i_a的夾角θ。

在加工的工作區(qū)間內選定一個值，然后在全齒高數(shù)值范圍內選定一個u的值，根據(jù)包絡蝸桿16的齒面方程可得出變量θ。對包絡蝸桿16的齒面方程作牛頓迭代求解：由加工的實際情況可以判斷，滿足包絡蝸桿16的齒面方程的θ值處在180°附近，因此在170°至190°范圍內得到一組滿足包絡蝸桿16的齒面方程的取值將得到的代入式中即可得到在包絡蝸桿16上的一個接觸點。對應于同一個值，將u在全齒高范圍取不同的值，可以由依次共軛條件方程接觸不同的θ值，這樣就能得到多個接觸點，將接觸點相連即可組成一條接觸線。最后對應于不同的值，可求出不同的接觸線，這些接觸線就組成了蝸桿螺旋面。

包絡蝸桿16的失效形式有整體失效和齒面失效兩種，包絡蝸桿16的整體失效往往是由 于在傳動的過程中經(jīng)受嚴重的沖擊或者短期的過載，或者沿接觸線有比較嚴重的載荷集中。包絡蝸桿16的齒面失效包括接觸疲勞點蝕、膠合、磨損、折斷等。而包絡蝸桿16的整體失效與齒面失效均于包絡蝸桿16的接觸性能和潤滑性能有密切關系，因此，從包絡蝸桿16的接觸性能和潤滑性能觸發(fā)評價包絡蝸桿16的性能。

優(yōu)良的潤滑性能能夠減小摩擦、減輕磨損、降低溫升，增加包絡蝸桿16的抗膠合能力，提高包絡蝸桿16的承載能力，從而達到延長其使用壽命的效果。獲得優(yōu)良的潤滑性能，其本質上是在蝸桿和渦輪的齒面間建立起一定厚度的潤滑油膜，確保齒面在很大壓強下，仍然能夠處于液體潤滑的環(huán)境，或者至少在半液體潤滑的環(huán)境下工作。

對包絡蝸桿16潤滑性能的評估：根據(jù)彈性流體動壓潤滑理論和道森公式設定油膜厚度幾何系數(shù)來對油膜厚度進行評估。

k_h＝v_n^0.7/(K_12N^0.43)

v_n是相對卷吸速度，v_n由下列公式計算得到其中，(v₁)_o1和(v₂)_o1是嚙合點處包絡蝸桿16和蝸輪轉盤17的速度，(N)_o1是包絡蝸桿16瞬時接觸線上任一點處的法矢量，|N|＝(N_ξ²+N_η²)^0.5。

而且，由于在嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度最小，因此選擇在嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度評價包絡蝸桿16的性能。

優(yōu)良的接觸性能是指包絡蝸桿16上接觸線的分布不可過寬，也不可過窄，當接觸線分布不可過寬，也不可過窄。當接觸線分布過寬時，包絡蝸桿16工作起始角處的接觸線處于包絡蝸桿16齒面的外側，表明包絡蝸桿16與蝸輪轉盤17之間的嚙合齒數(shù)較少。反之，接觸線分布過窄時，接觸線會趨向集中在蝸輪轉盤17的中心對稱面上，這將導致蝸輪轉盤17齒面的強度降低。

對包絡蝸桿16接觸性能的評估：以工作起始角對應的一次接觸線在蝸輪轉盤17分度圓上的接觸點為對象來建立接觸性能評估值f(x)＝||z₁|-b₂/2|，其中，|z₁|為上述特定一次接觸點到蝸輪轉盤17中心對稱面的距離，b₂為蝸輪轉盤17齒寬。

利用優(yōu)化軟件優(yōu)化包絡蝸桿16的齒面方程，使得嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度幾何系數(shù)最大，接觸性能評估值最小。

建立回轉驅動結構的包絡蝸桿16模型后，針對該模型進行優(yōu)化，最后使得包絡蝸桿16具有優(yōu)良的潤滑性能和接觸性能，減小包絡蝸桿16的摩擦、減輕磨損、降低溫升，增加包絡 蝸桿16的抗膠合能力，提高包絡蝸桿16的承載能力。而且，包絡蝸桿16的齒面與蝸輪轉盤17的齒面之間接觸范圍合理，從而延長其使用壽命。

取中心距65mm，傳動比40，蝸桿頭數(shù)1的包絡蝸桿16貼合所述包絡蝸桿16的齒面方程，經(jīng)優(yōu)化后得到包絡蝸桿16的關鍵幾何參數(shù)和尺寸：中心距65mm，傳動比40，蝸桿頭數(shù)1，蝸桿分度圓直徑24.36mm，，齒頂高1.856mm，齒根高2.426mm，全齒高3.59mm，齒頂間隙0.4121mm，蝸桿齒根圓半徑21.351mm，蝸桿齒頂圓弧半徑28.103mm，蝸桿齒根圓弧半徑61.367mm，蝸桿喉部分度圓導程角4.36°，齒距角9°，主基圓直徑38.12mm，蝸桿包圍蝸輪轉盤17齒數(shù)5，蝸桿工作半角16.358°，蝸桿工作長度29.569mm，成型面傾角9.62°。

本實施例的油膜厚度幾何系數(shù)為14.21，接觸性能評估值為1.76。

所述分感應裝置底座上分別設有啟動激光器的啟動按鈕，當感應裝置本體1放置在分感應裝置底座上時，啟動按鈕按下，激光器啟動。

具體使用所述感應裝置前，固定好分感應裝置底座后，調節(jié)所述激光器上下左右轉動，直至所述激光器發(fā)射出的激光對準光學接收組件。所述總感應裝置底座5上設有指示燈，所述指示燈用于指示光學接收組件是否接收到激光信號。集成電路具有記憶功能，可儲存分感應裝置底座固定于某一位置后所述激光器對應光學接收組件的角度。

如圖4所示，所述距離測量組件13包括準直鏡、窄帶濾光片18、信號整形電路20、脈沖信號探測器19和時間測量芯片21，經(jīng)過分色片7反射的激光依次經(jīng)過準直鏡、窄帶濾光片18、脈沖信號探測器19和信號整形電路20，準直鏡與窄帶濾光片18對激光光譜進行濾波處理，減少背景噪音。所述脈沖信號探測器19為雪崩二極管探測器或光電倍增管探測器。當脈沖信號探測器19相應目標光子時，脈沖信號探測器19輸出相應的脈沖信號，經(jīng)過信號整形電路20處理后輸出至時間測量芯片21，通過對定時間隔發(fā)射激光的脈沖信號發(fā)生時刻的精確測量計時，最終測量出激光從感應裝置本體1至總感應裝置底座5的飛行時間，進而得到感應裝置本體1與總感應裝置底座5之間的距離，得到的距離的數(shù)據(jù)傳輸至紅外發(fā)射組件22，紅外發(fā)射組件22根據(jù)感應裝置本體1與總感應裝置底座5之間的距離調整焦距。

所述紅外發(fā)射組件22包括連續(xù)變焦結構和紅外發(fā)射二極管，所述連續(xù)變焦結構包括圓筒形殼體、變倍組鏡片、微調組鏡片、補償組鏡片、變倍組鏡片框架、補償組鏡片框架、微調組鏡片框架、電機、微調齒輪圈和微調隔圈。所述圓筒形殼體的中段設有兩組四條對稱的凸輪槽，分別為第一凸輪槽與第二凸輪槽。

所述第一凸輪槽與第二凸輪槽相應的凸輪曲線斜率滿足下式：

$K_y=\frac{K_x(y-l_2^{\′}+f_2^{\′})}{2y-b}$

其中，K_y為第一凸輪槽對應變焦凸輪曲線的斜率，K_x為第二凸輪槽對應變焦凸輪曲線的斜率，y是第一凸輪槽對應變焦凸輪曲線的升距，l′₂＝f′₁-(d+y-x)，f′₂是變倍組的焦距，y、x分別是第一凸輪槽、第二凸輪槽對應變焦凸輪曲線的升距，b＝(l′₂-f′₁)-d+x，d是分別設置于第一凸輪槽與第二凸輪槽的兩個鏡片的距離。

所述變倍組鏡片、補償組鏡片和微調組鏡片沿光軸依次排列，且所述變倍組鏡片的部分透鏡與微調組鏡片分別通過鏡片壓圈設于所述殼體的兩端。

所述變倍組鏡片包括前變倍鏡片和后變倍鏡片，在本實施例中，所述前變倍鏡片為正月牙凸透鏡，所述后變倍鏡片為雙凹透鏡。所述前變倍鏡片固定于圓筒形殼體的最前端，后變倍鏡片安裝于鏡片框架后通過導釘與第二凸輪槽相固連。

在本實施例中，所述補償組鏡片為平面鏡，所述補償組鏡片安裝于鏡片框架后通過導釘與第一凸輪槽相固連。

在本實施例中，所述微調組鏡片為正月牙凸透鏡，所述微調組鏡片框架夾持所述微調組鏡片，設于所述圓筒形殼體的一端。所述電機提供鏡頭運動驅動力，連接所述變倍組鏡片框架，帶動變倍組鏡片框架移動。所述圓筒形殼體內表面與所述微調組鏡片框架的接觸面沿圓周方向設置微調齒輪圈，所述微調齒輪圈與所述微調組鏡片框架粘連，且在電機的帶動下，所述微調齒輪圈可相對于圓筒形殼體轉動，轉動所述微調齒輪圈可調整微調組鏡片與其他鏡片之間的距離。

使用所述連續(xù)變焦結構可保證實現(xiàn)四倍紅外連續(xù)變焦的同時使得光學系統(tǒng)在整個變焦過程中能夠平穩(wěn)運行，并不會對凸輪產生較大的壓力，磨損凸輪曲線，影響光學系統(tǒng)精度。

所述紅外發(fā)射二極管依次排列，設置于所述微調組鏡片遠離補償組鏡片的一側，并根據(jù)感應裝置本體1與總感應裝置底座5之間的距離調節(jié)紅外發(fā)射二極管啟動的功率。

所述紅外光學處理組件12包括紅外接收管，當人位于感應裝置本體1感應區(qū)域時，紅外發(fā)射組件發(fā)射的紅外線被人遮擋后反射至光學接收組件，所述紅外接收管接收到紅外光譜后輸出電信號，小型音箱播放音樂。

進行靜態(tài)紅外目標測試，固定總感應裝置底座5，將分感應裝置底座安裝于距離總感應裝置底座520cm、50cm、80cm處，將感應裝置本體1放置于分感應裝置底座上，與感應裝置本體1的一側設置有擺動裝置，所述擺動裝置的一端設有模擬物，模擬物間隔移動至感應裝置本體1下方20cm處測試感應裝置的靈敏度，測試后發(fā)現(xiàn)其成功率為98.2％、97.3％、99.3％。

實施例五

本發(fā)明的裝置，包括感應裝置本體1、總感應裝置底座5和多個可拆卸的分感應裝置底座，如圖1所示，所述感應裝置本體1可拆卸地設置于總感應裝置底座5上，而分感應裝置底座則安裝于不同位置，方便使用者使用。所述總感應裝置底座5包括光學接收組件、紅外發(fā)射組件22、距離測量組件13和紅外光學處理組件12。所述分感應裝置底座上分別設有激光發(fā)射組件6。所述感應裝置本體1設置于手機內，所述總感應裝置底座5設置于小型音箱上。

如圖2所示，所述光學接收組件可同時接受激光與紅外線，或者單獨接收激光或紅外線。所述光學接收組件包括分色片7、中心開有小孔的平凹透鏡8和與所述平凹透鏡8對稱排列于光軸上的雙曲面凸透鏡9，所述分色片7位于平凹透鏡8遠離雙曲面凸鏡的一側。所述光學接收組件接收到的紅外線和/或激光經(jīng)過反射鏡11以及快速傾斜鏡10的反射后匯聚成平行光，所述平行光射入平凹透鏡8遠離分色片7的一側，經(jīng)平凹透鏡8折射射入雙曲面凸鏡，并在雙曲面凸鏡的反射下穿過平凹透鏡8中心的小孔射入分色片7。紅外線的紅外光譜透過所述分色片7進入紅外光學處理組件12，激光經(jīng)過所述分色片7反射進入所述距離測量組件13。使用一個光學接收組件同時接收激光與紅外線，將激光接收裝置與紅外線接收裝置一體化，大大地縮小了感應裝置的體積，使得感應裝置適應不同規(guī)格的總感應裝置底座5，而且結構簡單，方便工作人員進行檢修工作。

所述激光發(fā)射組件6包括回轉驅動機構14、集成電路和532nm激光器。所述激光器可接外觸發(fā)信號觸發(fā)激光出射。所述激光器包括激光器頭部、激光控制器和激光觸發(fā)器。所述激光器頭部集成硅PIN光電二極管，可以感應發(fā)射主波并直接輸出主波電信號脈沖。所述激光器頭部通過線纜連接所述激光控制器，所述激光控制器提供激光器電源、溫控以及觸發(fā)控制。所述激光觸發(fā)器設于所述感應裝置本體1與所述分感應裝置底座的連接處。當所述感應裝置本體1安裝于所述總感應裝置底座5時，所述激光觸發(fā)器發(fā)出觸發(fā)信號，觸發(fā)所述激光控制板啟動，觸發(fā)所述激光器頭部間隔發(fā)射激光。

如圖3所示，所述回轉驅動機構14包括轉動軸、支撐架、驅動電機、包絡蝸桿16、蝸輪轉盤17和防護罩。所述驅動電機包括第一驅動電機15和第二驅動電機。所述第一驅動電機15安裝于包絡蝸桿16的一端，驅動包絡蝸桿16轉動。所述包絡蝸桿16的齒面與蝸輪轉盤17的齒面相嚙合，第一驅動電機15驅動包絡蝸桿16繞其中心軸轉動，包絡蝸桿16帶動蝸輪轉盤17轉動。所述轉動軸穿過并固定所述激光器，所述轉動軸的兩端設于支撐架上，所述支撐架安裝于蝸輪轉盤17的上表面，第一驅動電機15轉動包絡蝸桿16，包絡蝸桿16帶動蝸輪轉盤17以及支撐架、激光器轉動360度轉動。第二驅動電機連接所述轉動軸，使得激 光器可繞轉動軸轉動，從而調整激光機發(fā)射的激光方向。在本實施例中，所述激光器內部集成擴束準直鏡頭，提供高平行度，低發(fā)散度激光。

所述包絡蝸桿16的齒面方程為

其中，A＝-cosα_d cosθ，B＝-cosα_d sinβsinθ±sinα_d cosβ，C＝-cosα_d cosβsinθ±sinα_d sinβ,D＝r_d cosθ-a₀，E＝r_d sinβsinθ±0.5S_a cosβ,F＝-r_d cosβsinθ±0.5S_a cosβ,n_x＝sinα_d cosθ,n_y＝sinαsinθsinβ+cosα_d cosβ，n_z＝-sinα_d sinθcosβ+cosα_d sinβ，α_d為加工包絡蝸桿16的砂輪齒形角，r_d為加工包絡蝸桿16的砂輪半徑，S_a為加工包絡蝸桿16的砂輪頂寬，β為加工包絡蝸桿16的砂輪傾斜角，為蝸桿的轉角。

式中有三個待確定的變量：加工過程中刀座回轉角度嚙合點P沿砂輪側面方向離砂輪頂部的距離u以及嚙合點P所在的砂輪軸截面與i_a的夾角θ。

在加工的工作區(qū)間內選定一個值，然后在全齒高數(shù)值范圍內選定一個u的值，根據(jù)包絡蝸桿16的齒面方程可得出變量θ。對包絡蝸桿16的齒面方程作牛頓迭代求解：由加工的實際情況可以判斷，滿足包絡蝸桿16的齒面方程的θ值處在180°附近，因此在170°至190°范圍內得到一組滿足包絡蝸桿16的齒面方程的取值將得到的代入式中即可得到在包絡蝸桿16上的一個接觸點。對應于同一個值，將u在全齒高范圍取不同的值，可以由依次共軛條件方程接觸不同的θ值，這樣就能得到多個接觸點，將接觸點相連即可組成一條接觸線。最后對應于不同的值，可求出不同的接觸線，這些接觸線就組成了蝸桿螺旋面。

包絡蝸桿16的失效形式有整體失效和齒面失效兩種，包絡蝸桿16的整體失效往往是由于在傳動的過程中經(jīng)受嚴重的沖擊或者短期的過載，或者沿接觸線有比較嚴重的載荷集中。包絡蝸桿16的齒面失效包括接觸疲勞點蝕、膠合、磨損、折斷等。而包絡蝸桿16的整體失效與齒面失效均于包絡蝸桿16的接觸性能和潤滑性能有密切關系，因此，從包絡蝸桿16的接觸性能和潤滑性能觸發(fā)評價包絡蝸桿16的性能。

優(yōu)良的潤滑性能能夠減小摩擦、減輕磨損、降低溫升，增加包絡蝸桿16的抗膠合能力，提高包絡蝸桿16的承載能力，從而達到延長其使用壽命的效果。獲得優(yōu)良的潤滑性能，其本質上是在蝸桿和渦輪的齒面間建立起一定厚度的潤滑油膜，確保齒面在很大壓強下，仍然能夠處于液體潤滑的環(huán)境，或者至少在半液體潤滑的環(huán)境下工作。

對包絡蝸桿16潤滑性能的評估：根據(jù)彈性流體動壓潤滑理論和道森公式設定油膜厚度幾何系數(shù)來對油膜厚度進行評估。

k_h＝v_n^0.7/(K_12N^0.43)

v_n是相對卷吸速度，v_n由下列公式計算得到其中，(v₁)_o1和(v₂)_o1是嚙合點處包絡蝸桿16和蝸輪轉盤17的速度，(N)_o1是包絡蝸桿16瞬時接觸線上任一點處的法矢量，|N|＝(N_ξ²+N_η²)^0.5。

而且，由于在嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度最小，因此選擇在嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度評價包絡蝸桿16的性能。

優(yōu)良的接觸性能是指包絡蝸桿16上接觸線的分布不可過寬，也不可過窄，當接觸線分布不可過寬，也不可過窄。當接觸線分布過寬時，包絡蝸桿16工作起始角處的接觸線處于包絡蝸桿16齒面的外側，表明包絡蝸桿16與蝸輪轉盤17之間的嚙合齒數(shù)較少。反之，接觸線分布過窄時，接觸線會趨向集中在蝸輪轉盤17的中心對稱面上，這將導致蝸輪轉盤17齒面的強度降低。

對包絡蝸桿16接觸性能的評估：以工作起始角對應的一次接觸線在蝸輪轉盤17分度圓上的接觸點為對象來建立接觸性能評估值f(x)＝||z₁|-b₂/2|，其中，|z₁|為上述特定一次接觸點到蝸輪轉盤17中心對稱面的距離，b₂為蝸輪轉盤17齒寬。

利用優(yōu)化軟件優(yōu)化包絡蝸桿16的齒面方程，使得嚙入端蝸桿齒根處的油膜厚度幾何系數(shù)最大，接觸性能評估值最小。

取中心距80mm，傳動比40，蝸桿頭數(shù)1的包絡蝸桿16貼合所述包絡蝸桿16的齒面方程，經(jīng)優(yōu)化后得到包絡蝸桿16的關鍵幾何參數(shù)和尺寸：中心距80mm，傳動比40，蝸桿頭數(shù)1，蝸桿分度圓直徑28.56mm，，齒頂高3.026mm，齒根高3.198mm，全齒高4.26mm，齒頂間隙0.516mm，蝸桿齒根圓半徑23.157mm，蝸桿齒頂圓弧半徑30.258mm，蝸桿齒根圓弧半徑69.236mm，蝸桿喉部分度圓導程角6.35°，齒距角8°，主基圓直徑45.3mm，蝸桿包圍蝸輪轉盤17齒數(shù)5，蝸桿工作半角18.625°，蝸桿工作長度38.652mm，成型面傾角11.2°。

本實施例的油膜厚度幾何系數(shù)為11.26，接觸性能評估值為3.29。

所述分感應裝置底座上分別設有啟動激光器的啟動按鈕，當感應裝置本體1放置在分感應裝置底座上時，啟動按鈕按下，激光器啟動。

具體使用所述感應裝置前，固定好分感應裝置底座后，調節(jié)所述激光器上下左右轉動，直至所述激光器發(fā)射出的激光對準光學接收組件。所述總感應裝置底座5上設有指示燈，所述指示燈用于指示光學接收組件是否接收到激光信號。集成電路具有記憶功能，可儲存分感應裝置底座固定于某一位置后所述激光器對應光學接收組件的角度。

如圖4所示，所述距離測量組件13包括準直鏡、窄帶濾光片18、信號整形電路20、脈沖信號探測器19和時間測量芯片21，經(jīng)過分色片7反射的激光依次經(jīng)過準直鏡、窄帶濾光片18、脈沖信號探測器19和信號整形電路20，準直鏡與窄帶濾光片18對激光光譜進行濾波處理，減少背景噪音。所述脈沖信號探測器19為雪崩二極管探測器或光電倍增管探測器。當脈沖信號探測器19相應目標光子時，脈沖信號探測器19輸出相應的脈沖信號，經(jīng)過信號整形電路20處理后輸出至時間測量芯片21，通過對定時間隔發(fā)射激光的脈沖信號發(fā)生時刻的精確測量計時，最終測量出激光從感應裝置本體1至總感應裝置底座5的飛行時間，進而得到感應裝置本體1與總感應裝置底座5之間的距離，得到的距離的數(shù)據(jù)傳輸至紅外發(fā)射組件22，紅外發(fā)射組件22根據(jù)感應裝置本體1與總感應裝置底座5之間的距離調整焦距。

所述紅外發(fā)射組件22包括連續(xù)變焦結構和紅外發(fā)射二極管，所述連續(xù)變焦結構包括圓筒形殼體、變倍組鏡片、微調組鏡片、補償組鏡片、變倍組鏡片框架、補償組鏡片框架、微調組鏡片框架、電機、微調齒輪圈和微調隔圈。所述圓筒形殼體的中段設有兩組四條對稱的凸輪槽，分別為第一凸輪槽與第二凸輪槽。

所述第一凸輪槽與第二凸輪槽相應的凸輪曲線斜率滿足下式：

$K_y=\frac{K_x(y-l_2^{\′}+f_2^{\′})}{2y-b}$

其中，K_y為第一凸輪槽對應變焦凸輪曲線的斜率，K_x為第二凸輪槽對應變焦凸輪曲線的斜率，y是第一凸輪槽對應變焦凸輪曲線的升距，l′₂＝f′₁-(d+y-x)，f′₂是變倍組的焦距，y、x分別是第一凸輪槽、第二凸輪槽對應變焦凸輪曲線的升距，b＝(l′₂-f′₁)-d+x，d是分別設置于第一凸輪槽與第二凸輪槽的兩個鏡片的距離。

所述變倍組鏡片、補償組鏡片和微調組鏡片沿光軸依次排列，且所述變倍組鏡片的部分透鏡與微調組鏡片分別通過鏡片壓圈設于所述殼體的兩端。

所述變倍組鏡片包括前變倍鏡片和后變倍鏡片，在本實施例中，所述前變倍鏡片為正月 牙凸透鏡，所述后變倍鏡片為雙凹透鏡。所述前變倍鏡片固定于圓筒形殼體的最前端，后變倍鏡片安裝于鏡片框架后通過導釘與第二凸輪槽相固連。

在本實施例中，所述補償組鏡片為平面鏡，所述補償組鏡片安裝于鏡片框架后通過導釘與第一凸輪槽相固連。

在本實施例中，所述微調組鏡片為正月牙凸透鏡，所述微調組鏡片框架夾持所述微調組鏡片，設于所述圓筒形殼體的一端。所述電機提供鏡頭運動驅動力，連接所述變倍組鏡片框架，帶動變倍組鏡片框架移動。所述圓筒形殼體內表面與所述微調組鏡片框架的接觸面沿圓周方向設置微調齒輪圈，所述微調齒輪圈與所述微調組鏡片框架粘連，且在電機的帶動下，所述微調齒輪圈可相對于圓筒形殼體轉動，轉動所述微調齒輪圈可調整微調組鏡片與其他鏡片之間的距離。

使用所述連續(xù)變焦結構可保證實現(xiàn)四倍紅外連續(xù)變焦的同時使得光學系統(tǒng)在整個變焦過程中能夠平穩(wěn)運行，并不會對凸輪產生較大的壓力，磨損凸輪曲線，影響光學系統(tǒng)精度。

所述紅外發(fā)射二極管依次排列，設置于所述微調組鏡片遠離補償組鏡片的一側，并根據(jù)感應裝置本體1與總感應裝置底座5之間的距離調節(jié)紅外發(fā)射二極管啟動的功率。

所述紅外光學處理組件12包括紅外接收管。當人位于感應裝置本體1前時，紅外發(fā)射組件22發(fā)射的紅外線被人體遮擋后反射至光學接收組件，所述紅外接收管接收到紅外光譜后輸出電信號，小型音箱播放音樂。

進行靜態(tài)紅外目標測試，固定總感應裝置底座5，將分感應裝置底座安裝于距離總感應裝置底座520cm、50cm、80cm處，將感應裝置本體1放置于分感應裝置底座上，與感應裝置本體1的一側設置有擺動裝置，所述擺動裝置的一端設有模擬物，模擬物間隔移動至感應裝置本體1下方20cm處測試感應裝置的靈敏度，測試后發(fā)現(xiàn)其成功率為97.6％、98.1％、97.3％。

最后應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的實質和范圍。