專利名稱：激光驅鳥器的制作方法
技術領域：
本發明涉及激光驅鳥技術領域，具體而言，涉及一種激光驅鳥器。
背景技術：
1990年到2010年，中國民航因鳥擊飛機造成的直接經濟損失約為8. 5億元，每年平均損失約為4000萬元，其中2010年的直接經濟損失約為1.4億元，這不包括因鳥擊造成的間接損失，如航班延誤或取消、人員的生命安全等。現在的驅鳥方法分為聽覺(如煤氣炮、驅鳥車、爆竹彈發射器等)、視覺(如稻草人、彩色風輪、恐怖眼、激光驅鳥等)、嗅覺(如驅鳥劑、氨水、農藥等)、捕殺(如獵槍、粘鳥網等)、生態(割草、殺蟲)，以及用于鳥類預警和探測的探鳥雷達系統。現有技術中的驅鳥設備具有以下缺點通過恐嚇鳥類的聽覺的驅鳥設備存在有效范圍較小，對機場環境產生較大噪音、 鳥類易產生適應性的問題；通過嗅覺刺激鳥類的方法，因為機場面積極大、刺激藥物持續時間很短、刺激鳥類的種類有限等，不具備太多實用性；捕殺鳥類也可能危害航班安全、不是綠色生態的驅鳥方式，且夜間也低光條件下不適用；生態防鳥和探鳥雷達還不成熟，且只能減小鳥類入駐機場的可能性，不具有直接驅鳥的功效；傳統的視覺驅鳥方式單一，手段技術含量低，用于刺激鳥類的光線的強度較低，因此效果不顯著。驅鳥設備現在急需解決的問題有解決鳥類易產生適應性、解決低光低空條件下驅鳥、解決有效時間短作用范圍大成本高，讓驅鳥走向人工智能驅鳥，高科技驅鳥。鳥類的視覺是所有感官中最敏感的，因此，刺激鳥類視覺的辦法是最有效的驅鳥方式。同時，國際民航組織統計，70%的鳥擊發生在黎明、黃昏和夜間等低光條件下，60%的鳥撞發生在飛機的起飛和降落的階段的低空階段。
發明內容
本發明旨在提供一種在低光、低空條件下能有效驅鳥的激光驅鳥器。為了實現上述目的，本發明提供了一種激光驅鳥器，包括箱體；轉塔，可樞轉地設置在箱體上，轉塔上具有透明窗口 ；激光發射單元，設置在箱體內，激光發射單元包括: 激光源和光學變換單元，激光源發出激光光束，并通過光學變換單元后得到激光掃描光束后從透明窗口中射出以進行掃描，其中，激光掃描光束朝向水平面下方進行掃描；控制器， 用于控制激光源。進一步地，光學變換單元包括顯微鏡和望遠鏡，激光光束射入顯微鏡，再進入望遠鏡從而形成激光掃描光束。進一步地，在顯微鏡和望遠鏡之間依次設有第一反射鏡和第二反射鏡。進一步地，在激光源和顯微鏡之間設有第三反射鏡。進一步地，本發明的激光驅鳥器還包括俯仰掃射反射鏡，可樞轉地設置在箱體內，并與轉塔的透明窗口相對設置，激光掃描光束經過俯仰掃射反射鏡的反射后從轉塔的透明窗口中射出。進一步地，本發明的激光驅鳥器還包括光照傳感器，與控制器連接，用于根據激光驅鳥器的外部的光照情況發出停機信號給控制器。進一步地，掃描光束使用規格為波長532nm、功率500mw的光束，光束的直徑為 152mm,且光束為綠色光束。在本發明的技術方案中，激光驅鳥器包括箱體、轉塔、激光發射單元和控制器。其中，轉塔可樞轉地設置在箱體上，轉塔上具有透明窗口 ；激光發射單元設置在箱體內，激光發射單元包括激光源和光學變換單元，激光源發出激光光束，并通過光學變換單元后得到激光掃描光束后從透明窗口中射出以進行掃描，激光掃描光束朝向水平面下方進行掃描； 控制器用于控制激光源。本發明的激光驅鳥器安裝在機場跑道的一側，工作時其利用激光掃描光束對機場跑道和草地上貼著地面進行掃描，由于激光最能刺激鳥類的視覺，本發明的激光驅鳥器可有效地驅趕站在跑道和/或草地上的鳥類。同時，激光掃描光束朝向水平面下方進行掃描，不會妨礙飛行員的視線，保證了飛行安全。
構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖1示出了根據本發明的激光驅鳥器的實施例一的外部結構示意圖；圖2示出了圖1的激光驅鳥器的工作狀態中的側視示意圖，圖中示出了激光掃描光束的掃射方向；圖3示出了圖1的激光驅鳥器的工作狀態中的俯視示意圖；圖4示出了圖1的激光驅鳥器的內部光路示意圖；圖5示出了根據本發明的激光驅鳥器的實施例二的內部光路示意圖；圖6示出了根據本發明的激光驅鳥器的實施例三的內部光路示意圖；圖7示出了圖1的激光驅鳥器的箱體的內部結構示意圖；圖8示出了圖1的激光驅鳥器的轉塔的內部結構示意圖；以及圖9示出了圖1的激光驅鳥器的供電示意圖。
具體實施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。圖1示出了根據本發明的激光驅鳥器的實施例一的外部結構示意圖。如圖1所示， 從圖中可以看出，實施例一的激光驅鳥器包括箱體10、轉塔20、激光發射單元和控制器。 其中，轉塔20可樞轉地設置在箱體10上，轉塔20上具有透明窗口 21 ；激光發射單元設置在箱體10內，激光發射單元包括激光源61和光學變換單元，激光源61發出激光光束，并通過光學變換單元后得到激光掃描光束后從透明窗口 21中射出以進行掃描，其中，激光掃描光束朝向水平面下方進行掃描；控制器用于控制激光源。結合參見圖2至圖3，本實施例的激光驅鳥器安裝在機場跑道的一側，距離機場跑道的距離優選約150米，激光驅鳥器工作時其利用激光掃描光束對機場跑道和草地上貼著地面進行掃描，優選地，激光源61發出的激光光束通過光學變化單元后得到的激光掃描光束為直徑是152mm的激光束(500mW/532nm/2M安全等級的綠色激光)，激光束的有效射程為 2. 5km，在有效射程內，激光束的直徑保持遠近直徑同一，在外界自然光低于150001UX時都能有效驅鳥，同時符合該標準的激光掃描光束不會傷害地勤人員皮膚和視覺。由于激光最能刺激鳥類的視覺，本發明的激光驅鳥器發出的激光掃描光束像一根激光大棒一樣，來回地在機場跑道和草地上貼著地面掃射，掃射高度優選約為25cm，這讓站在跑道和草地上覓食和/或筑巢的鳥類聞風而逃，從而達到有效驅鳥的目的。同時，激光掃描光束始終保持朝向水平面下方進行掃描，不會妨礙飛行員的視線，從而保證了飛行安全。如圖1所示，左側面板為激光驅鳥器的控制器，右側面板上配備為空調，前后面板可以開合，便于檢查和維修。本實施例的激光驅鳥器主要包括光學系統、機械系統、電學系統和控制系統。下面將具體進行介紹。為了提高激光掃描光束的穩定性和可靠性，激光驅鳥器優選固定安裝于混凝土地基1上。圖4示出了圖1的激光驅鳥器的內部光路示意圖。如圖4所示，實施例一的光學系統包括激光源61和光學變換單元(顯微鏡62和望遠鏡6 。從激光源61發出的激光光束射入顯微鏡62，再進入望遠鏡63從而形成激光掃描光束。優選地，實施例一的激光源61為3000mW/532nm的半導體激發固態(DPSS)綠色激光發射器，實際使用功率為500mw。作為激光源61的激光發射器發出的激光光束的直徑為 2. 4mm，這個激光束經過顯微鏡62、望遠鏡63的一系列光學放大后，最終形成了一束直徑為 152mm的綠色激光掃描光束。經過放大的激光掃描光束的平行校正值為Φ > lOurad，因此， 最終發射出來的激光掃描光束具有高度的集束性和同質性。這個同質的激光掃描光束最終經過俯仰掃射反射鏡41的反射作用，最終從透明窗口 21發射出去，如圖4所示。實施例一使用規格為532nm/500mW的綠色激光光束，激光掃描光束的直徑保持在近處和遠處都為152mm，且激光密度均勻，激光掃描光束從透明窗口 21發射出來后，角度始終朝向水平面下方。這樣的激光掃描光束看起來就像一根綠色大棒子。鳥類不能分辨這根綠色大棒的虛實，因此，當激光掃描光束掃射鳥類所處地域時，鳥類以為是有人拿著一根巨大的綠色棒子在跑道和草地揮舞，鳥類唯一的選擇就是逃走。鳥類看到掃射過來的激光掃描光束受到的驚嚇，不亞于鳥類看見一輛迎面沖過來的汽車。據統計，發生在低光條件下的鳥撞占鳥擊事故總數的70%，發生在低空，尤其是飛機起飛和降落階段的鳥擊占事故總數的60%，實施例一的激光驅鳥器發射的激光掃描光束始終掃射地面和草地以上25cm左右，激光掃描光束從跑道的一端掃描到另一端，需要3到 5分鐘，這種連續掃射的方式，能減少機場42%左右的鳥擊。如圖5所示，實施例二的激光驅鳥器與實施例一的區別在于，在顯微鏡62和望遠鏡63之間依次設有第一反射鏡64和第二反射鏡65。在激光源61和顯微鏡62之間設有第三反射鏡66。第一反射鏡64、第二反射鏡65和第三反射鏡66使得光學變換單元的設置位置可以更加靈活。如圖6所示，實施例三的激光驅鳥器與實施例二的區別在于，在箱體10內還設有攝像頭50，激光驅鳥器的外部影像通過俯仰掃射反射鏡41、反射鏡52、反射鏡53及透鏡 51 (例如光學變焦的鏡頭)射入攝像頭50內，激光驅鳥器的控制器通過有線或者無線的方式與驅鳥室的控制電腦連接，便于驅鳥工作的遠程操作，同時也便于該攝像頭50遠程實時監控機場的鳥情并在驅鳥室的顯示器上顯示攝像頭捕捉的畫面。圖7示出了圖1的激光驅鳥器的箱體的內部結構示意圖；圖8示出了圖1的激光驅鳥器的轉塔的內部結構示意圖。結合參見圖7和圖8，根據本發明的激光驅鳥器的實施例的機械系統主要包括兩臺步進電機(第一電機31和第二電機4 和相關聯的傳動系統。 第一電機31又稱為方位角步進電機，第二電機42又稱為俯仰角步進電機，方位角步進電機用于控制轉塔20的樞轉(左右轉動)，俯仰角步進電機用于控制激光掃描光束的發射高度。如圖7所示，利用第一電機31控制轉塔20的樞轉。第一電機31安裝在箱體10 內，并與控制器電連接，第一電機31的輸出軸連接有第一齒輪311，轉塔20的底部設有與第一齒輪311嚙合的第二齒盤312。第一電機31輸出軸與第一齒輪311同軸轉動，進而帶動與第一齒輪311嚙合的第二齒盤312轉動，從而帶動轉塔20的樞轉。轉塔20的底部還固定設置有轉盤，在轉盤的周圍分布有多個導輪313，導輪313使轉盤在多個導輪313限定的空間內轉動。優選地，轉盤與第二齒盤312為一體結構。優選地，激光掃描光束的沿跑道的線性速度約為2m/s-10m/s。如圖8所示，本實施例的激光驅鳥器的俯仰掃射反射鏡41用于將激光源形成的激光掃描光束反射并使其從轉塔20的窗口 21中射出，該俯仰掃射反射鏡41可樞轉地設置在箱體10內，并與轉塔20的透明窗口 21相對設置。利用第二電機42控制俯仰掃射反射鏡41的樞轉運動以控制激光掃描光束的發射高度。該第二電機42與控制器電連接并固定安裝在箱體10內。俯仰掃射反射鏡41安裝在安裝架46內并隨安裝架46同步運動，安裝架46包括活動的第一樞軸和固定的第二樞軸， 安裝架46在第二電機42的驅動下繞第二樞軸擺動。具體地，第二電機42與安裝架46之間設有驅動連接組件，該驅動連接組件包括連接套筒43、螺桿44和連接件45。其中，連接套筒43的第一端與第二電機42的輸出軸驅動連接，連接套筒43的第二端具有內螺紋；螺桿 44的第一端與套筒的第二端的內螺紋配合，螺桿44的第二端具有連接件45 ；連接件45鉸接到安裝架46的第一樞軸上，安裝架46在連接件45的驅動下繞第二樞軸擺動。優選地， 連接件45為叉形件，利用銷軸與安裝架46鉸接，上述連接方式結構簡單并且連接可靠。在一種優選的實施例中，激光驅鳥器還包括光照傳感器，與控制器連接，用于根據激光驅鳥器的外部的光照情況發出停機信號給控制器。具體地，該光照傳感器用于感受外界自然光照度，并把光信號傳遞給控制器，當激光亮度低于周圍自然光照度時，使激光驅鳥器自動停機，當激光亮度大于周圍自然光照度時，機器自動重新運轉。激光驅鳥器的控制系統包括控制器，用于控制方位角和俯仰角步進電機的運動、 記錄故障并形成故障記錄日志表格、接受外界光照度并與自身發射的激光亮度進行比對等多種功能，即可進行遠程監控，也可依靠人工智能程序全自動地獨立運行。優選地，控制器包括一塊CPU電路板、一個方位角軸電路板、一塊俯仰角軸電路板和一個激光電路開關組成。優選地，本實施例的激光驅鳥器通過以太網與機場網絡連接，可遠程提取機器運行日志，隨時改變軌道標志點、調整激光束掃描的功率、角度和速度。優選地，激光驅鳥器內還設有存儲器，存儲器可以自動記錄故障信號，并根據所述故障信號形成運轉日志，所述故障信號包括故障類型、故障發生的時間、故障原因、故障的嚴重程度。該激光驅鳥器每一分鐘記錄一次機器的運轉日志，以便進行故障分析和預防。
圖9示出了圖1的激光驅鳥器的供電示意圖，如圖9所示，從圖中可以看出電學系統日常供電為220V/50Hz/l. 2kw，空調啟動時為2. 2kw，擁有接地線、保險絲和避雷針。激光驅鳥器供電后，控制面板上的黃色指示燈會亮起，當總開關閉合后，綠色通電指示燈亮起。220V的電源可提供給外界電源插座、空調和UPS。機器自帶U PS系統供兩路電，分別是通過12V的變壓器，變壓后供電給存儲器和HUB ；通過IBOOT (遠程斷電) 后，分別供電給方位角步進電機、俯仰角步進電機、激光發射器和控制器。這樣，整個系統突然斷電后，空調不再轉動，但機械系統和光學系統會繼續工作約70分鐘。該設備也可通過 IBOOT遠程網絡斷電，省去去機器旁邊重啟系統的麻煩。該系統給關鍵部件都裝有接地線， 能有效避免雷擊。根據本發明的上述實施例可以看出，本發明的激光驅鳥器具有如下優點激光驅鳥器填補了低光、低空條件下的驅鳥手段的空白；同時，2M級別的激光束既不傷害人眼，又足夠驅趕鳥類，能減少全時空42%的鳥擊事故。激光驅鳥器全自動全天候運轉，無需人員值機或近機操控，驅鳥人員通過激光驅鳥器的攝像頭在以太網上遠程監視機場鳥情，同時，可以遠程隨時設定激光掃射軌道，隨時變更軌道參數、變更激光束掃射的速度、強度和角度，讓鳥類防不勝防，徹底解決了鳥類易產生適應性的問題。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種激光驅鳥器，其特征在于，包括箱體(10)；轉塔(20)，可樞轉地設置在所述箱體(10)上，所述轉塔00)上具有透明窗口 ；激光發射單元，設置在所述箱體(10)內，激光發射單元包括激光源(61)和光學變換單元，所述激光源(61)發出激光光束，并通過光學變換單元后得到激光掃描光束后從所述透明窗口中射出以進行掃描，其中，所述激光掃描光束朝向水平面下方進行掃描；控制器，用于控制所述激光源。
2.根據權利要求1所述的激光驅鳥器，其特征在于，所述光學變換單元包括顯微鏡 (62)和望遠鏡(63)，所述激光光束射入所述顯微鏡(62)，再進入所述望遠鏡(6 從而形成所述激光掃描光束。
3.根據權利要求2所述的激光驅鳥器，其特征在于，在所述顯微鏡(6 和望遠鏡(63) 之間依次設有第一反射鏡(64)和第二反射鏡(65)。
4.根據權利要求3所述的激光驅鳥器，其特征在于，在所述激光源(61)和所述顯微鏡 (62)之間設有第三反射鏡(66)。
5.根據權利要求1所述的激光驅鳥器，其特征在于，還包括俯仰掃射反射鏡(41)，可樞轉地設置在所述箱體(10)內，并與所述轉塔OO)的透明窗口相對設置，所述激光掃描光束經過所述俯仰掃射反射鏡的反射后從所述轉塔OO)的透明窗口中射出O
6.根據權利要求1所述的激光驅鳥器，其特征在于，還包括光照傳感器，與所述控制器連接，用于根據所述激光驅鳥器的外部的光照情況發出停機信號給所述控制器。
7.根據權利要求1所述的激光驅鳥器，其特征在于，所述掃描光束使用規格為波長 532nm、功率500mw的光束，所述光束的直徑為152mm，且所述光束為綠色光束。
全文摘要
本發明提供了一種激光驅鳥器，包括箱體(10)；轉塔(20)，可樞轉地設置在箱體(10)上，轉塔(20)上具有透明窗口(21)；激光發射單元，設置在箱體(10)內，激光發射單元包括激光源(61)和光學變換單元，激光源(61)發出激光光束，并通過光學變換單元后得到激光掃描光束后從透明窗口(21)中射出以進行掃描；控制器，用于控制激光源。本發明的激光驅鳥器填補了低光、低空條件下的驅鳥手段的空白，可有效地驅趕站在跑道和/或草地上的鳥類。同時，激光掃描光束朝向水平面下方進行掃描，不會妨礙飛行員的視線，保證了飛行安全。
文檔編號A01M29/10GK102349493SQ201110330328
公開日2012年2月15日 申請日期2011年10月26日 優先權日2011年10月26日
發明者田剛印 申請人:北京友泰順城科技發展有限公司