一種鉺玻璃人眼安全雷射器的搭載裝置的製作方法

2023-06-01 07:27:31

本實用新型涉及一種人眼安全雷射測距機，具體涉及一種鉺玻璃人眼安全雷射器的搭載裝置。

背景技術：

軍事上通過雷射進行測距有著悠久的歷史，自1960年的第一臺紅寶石雷射器發明以來，就拉開了研究雷射測距的序幕。雷射測距相比微波測距有著更好的方向性和更高的測距精度，並且，雷射測距的測程遠、抗幹擾能力強、隱蔽性好，這些優點使得雷射測距得到了廣泛的應用。

雷射測距機是搭載著雷射器的裝置，早期的雷射測距機在戰爭中和訓練中給使用人員的眼睛帶來了損害，嚴重的時候甚至會導致使用人員失明。隨著對雷射研究工作的開展，雷射對使用者的安全性引起了科學家們的重視。研製人眼安全的雷射測距機成為軍用和民用領域雷射測距機的發展趨勢。在研究人眼安全雷射測距機的過程中，人們發現當波長為1.5~1.8μm時，雷射對人眼不會造成損傷，即人眼安全雷射測距機是指搭載有產生波長為1.5~1.8μm的雷射器。人眼安全雷射器主要分為鉺玻璃雷射器、受激拉曼散射雷射器和光參量振蕩雷射器三種。

人眼安全雷射測距機在軍事上主要分為手持式、地面車載式、對空火炮式、機載式和艦載式五大類。其中，無人機的發展使得機載式人眼安全雷射測距機越來越受到人們的青睞。隨著科技的發展，無人機的飛行高度逐漸提高，現在的軍用無人機飛行高度可達10~20Km。

但是，由於高空的氣壓較低，導致傳統的機載式人眼安全雷射測距機在低氣壓的環境中工作，其內部的人眼安全雷射器等精密電子元件的工作性能將降低，導致測距的準確度下降。另外傳統的人眼安全雷射測距機的結構不夠堅固，無法在高空中支撐人眼安全雷射測距機外殼內外的壓力差而導致外殼破損，最終導致內部的人眼安全雷射器的損壞。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是針對傳統機載式人眼安全雷射測距機的缺點，提供一種鉺玻璃人眼安全雷射器的搭載裝置，解決傳統機載式人眼安全雷射測距機無法維持其內部的壓力穩定而導致其內部的人眼安全雷射器等精密電子元件性能降低甚至損壞的問題。

本實用新型通過下述技術方案實現：一種鉺玻璃人眼安全雷射器的搭載裝置，包括外殼，還包括橢圓柱體狀的保護套以及與保護套相匹配的L形鎖扣，保護套底部和側面上設置有螺孔，L形鎖扣上設置有與所述螺孔相匹配的螺釘，螺釘穿過L形鎖扣插入螺孔中，保護套的外側上設置有雷射發射器和雷射接收器，雷射發射器和雷射接收器靠近保護套的一端依次貫穿保護套、外殼的側面且連接位於外殼內部的鉺玻璃人眼安全雷射器，雷射發射器和雷射接收器的中軸線均平行於保護套底面的長軸，雷射發射器和雷射接收器位於外殼的同一側面上，外殼的底面固定在保護套的底面上，外殼的四個側面上均設置有兩個加強筋，加強筋的形狀為等腰直角三稜柱，加強筋的兩個相互垂直的側面分別固定在外殼的外側和保護套的底面上，外殼的側面上設置有矩形開口，該側面垂直於雷射發射器所在側面，外殼的內部設置有覆蓋矩形開口的矩形蓋，矩形蓋垂直於保護套的一條邊上設置有轉軸，矩形蓋上固定有垂直於矩形蓋的第一螺紋柱，外殼的外側固定有垂直於外殼的第二螺紋柱，第一螺紋柱的外徑等於第二螺紋柱的外徑，還包括鎖緊塊，鎖緊塊上設置有兩個直徑相同的通孔，通孔的直徑等於第一螺紋柱的外徑，第一螺紋柱、第二螺紋柱與鎖緊塊的位置被配置為，當矩形蓋平行於矩形開口所在側面時，第一螺紋柱與第二螺紋柱的中軸線相互平行且位於同一水平面上，第一螺紋柱和第二螺紋柱分別穿過鎖緊塊上的兩個通孔，還包括螺母，所述螺母內側設置有與第一螺紋柱和第二螺紋柱的螺紋相匹配的螺紋槽。現有技術中，傳統的機載式人眼安全雷射測距機在高空中無法保持內部的氣壓恆定，由於10~20Km的高空氣壓較低，導致人眼安全雷射測距機內部的人眼安全雷射器、光電探測器和信號處理器等精密電子元件的工作性能降低，最終造成測距機的測距準確度下降；另外，由於傳統的人眼安全雷射測距機的結構不夠堅固，在高空中由於外殼內外的壓差而容易導致外殼破損，最終損壞外殼內部的電子元件。為了解決上述問題，本實用新型提供了一種用於無人機機載的人眼安全雷射測距機，本裝置在外殼內部設置有鉺玻璃人眼安全雷射器，鉺玻璃人眼安全雷射器為現有技術，主要以三價鉺離子作為雷射工作物質，晶體和玻璃作為工作基質，直接產生人眼安全波長，即波長1.5~1.8μm的雷射。鉺玻璃人眼安全雷射器通過雷射發射器向目標發送光信號，並通過雷射接收器接收從目標返回的光信號，之後光電探測器將雷射接收器收到的光信號轉換為電信號，再由信號放大器將電信號放大後送至信號處理器中計算本裝置與測距目標之間的距離，上述測距原理及相應的電子元件均為現有技術。本裝置外殼的側面開有矩形開口，並在外殼內部設置有矩形蓋，矩形蓋的長度和寬度分別大於矩形開口的長度和寬度，矩形蓋與保護套垂直的一條邊上連接有轉軸，轉軸也設置在外殼的內部。通過轉軸，矩形蓋可以向外殼的內部推開，允許操作人員對內部的電子元件進行更換和維修，當矩形蓋合上時，由於其大小覆蓋了矩形開口，所以可封閉外殼的內部空間。矩形蓋上設置有第一螺紋柱，外殼的外側設置有第二螺紋柱，第一螺紋柱與第二螺紋柱外徑相同，第一螺紋柱的長度等於第二螺紋柱的長度加上外殼的壁厚。當更換和維修完本裝置內部的電子元件後，使用矩形蓋封住矩形開口，此時，第一螺紋柱和第二螺紋柱的中軸線相互平行且位於同一水平面，之後使鎖緊塊上的兩個通孔分別對齊第一螺紋柱和第二螺紋柱，然後沿著第一螺紋柱和第二螺紋柱向外殼推鎖緊塊，將鎖緊塊貼於外殼上，沿第二螺紋柱擰緊螺母，將鎖緊塊固定在外殼上，之後擰緊第一螺紋柱上的螺母。通過上述結構，在更換和維護好外殼內部的精密電子元件後，能夠從外殼的外部將矩形蓋合上並固定，達到對內部空間的封閉，當本裝置位於10~20Km的高空時，由於外殼內部的氣壓高於外部的氣壓，內部的氣壓推動矩形蓋貼在外殼的內部，進一步加強了密封效果，使得外殼內部的電子元件如人眼安全雷射器依舊在與地面相同的大氣壓環境下工作，不會導致其性能下降，提高了機載人眼安全雷射測距機的測距準確度。另外，本裝置處於10~20Km高空的低壓中時，由於外殼內外存在壓力差，外殼受到其內部高壓氣體的擠壓，設置在外殼外側的加強筋提高了本裝置外殼的堅固程度，使得外殼不會因內部高壓氣體的擠壓而產生形變甚至損壞，進一步地保護了內部的電子元件。無人機處於起飛或降落階段的時候，由於飛行在低空，可能會遭到鳥類的襲擊，為了解決這個問題，本裝置在人眼安全雷射測距機的外殼外側設置有保護套，保護套的頂部固定在無人機的底部，將矩形蓋相對固定在外殼上之後，外殼連同保護套的底部一起放入保護套中，保護套底部和側面設置有螺孔，通過L形鎖扣將保護套底部卡在保護套中，然後將L形鎖扣上的螺釘穿過L形鎖扣擰入保護套側面和底部的螺孔中，達到將外殼放入保護套的目的。通過設置保護套，不僅可以保護人眼安全雷射測距機本體在低空時不會被鳥類襲擊，還可以通過其橢圓柱體的形狀減少空氣阻力，增加無人機在執行任務時的飛行速度。

進一步地，沿所述矩形蓋的邊緣設置有密封墊。密封墊能夠讓矩形蓋與外殼內部貼合更加緊密，提高裝置內部空間的密封效果，即使位於高空中，裝置內部的氣體也不會從矩形開口擴散至外部大氣。

進一步地，雷射發射器和雷射接收器的物鏡上鍍有防霧膜。當周圍的溫度發生變化時，雷射發射器和雷射接收器的物鏡上可能會形成水霧，幹擾測距精度，在雷射發射器和雷射接收器的物鏡上鍍一層親水性防霧膜可以避免這種情況，防霧膜可選用氧化鈦之類的金屬氧化物，當液體與物鏡表面的接觸角小於7°時，可產生防霧氣效果。

進一步地，第一螺紋柱分為兩部分，靠近矩形蓋的部分不設置螺紋，且直徑大於另一部分的外徑，靠近矩形蓋的部分的厚度等於外殼的壁厚。將第一螺紋柱靠近矩形蓋的一部分的直徑設置成較第一螺紋柱其餘部分外徑大，即該部分成為擋塊，將該擋塊部分的厚度設置成等於外殼的厚度，使得鎖緊塊在鎖緊矩形蓋時，鎖緊塊能夠平行於矩形蓋，而不會因為擰緊第二螺紋柱上的螺母時導致鎖緊塊傾斜而使第一螺紋柱上的螺母鬆動，由此可以進一步地提高鎖緊效果。

本實用新型與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

1、本實用新型通過使矩形蓋覆蓋矩形開口，在更換和維護好外殼內部的精密電子元件後，能夠從外部將矩形蓋合上並固定，達到對內部空間的封閉，當本裝置位於10~20Km的高空時，由於外殼內部的氣壓高於外部的氣壓，內部的氣壓推動矩形蓋貼在外殼的內部，進一步加強了密封效果，使得外殼內部的電子元件如人眼安全雷射器依舊在與地面相同的大氣壓環境下工作，不會導致其性能下降，提高了機載人眼安全雷射測距機的測距準確度；

2、本實用新型設置在外殼外側的加強筋提高了本裝置外殼的堅固程度，當本裝置處於10~20Km高空的低壓中時，外殼不會因內部高壓氣體的擠壓而產生形變甚至損壞，進一步地保護了內部的電子元件；

3、本實用新型通過在人眼安全雷射測距機的外殼外側設置保護套，不僅可以保護人眼安全雷射測距機本體在低空時不會被鳥類襲擊，還可以通過其橢圓柱體的形狀減少空氣阻力，增加無人機在執行任務時的飛行速度；

4、本實用新型在雷射發射器和雷射接收器的物鏡上鍍有氧化鈦防霧膜，當周圍的溫度發生變化時，雷射發射器和雷射接收器的物鏡上可能會形成水霧，幹擾測距精度，在雷射發射器和雷射接收器的物鏡上鍍一層親水性防霧膜可以避免這種情況，提高人眼安全雷射測距機的測距精度。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，並不構成對本實用新型實施例的限定。在附圖中：

圖1為本實用新型結構示意圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱：

1-保護套，2-加強筋，3-外殼，4-L形鎖扣，5-鎖緊塊，6-矩形蓋，7-轉軸，8-雷射發射器，9-雷射接收器。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明，本實用新型的示意性實施方式及其說明僅用於解釋本實用新型，並不作為對本實用新型的限定。

實施例

如圖1所示，本實用新型為一種鉺玻璃人眼安全雷射器的搭載裝置，包括外殼3，還包括橢圓柱體狀的保護套1以及與保護套1相匹配的L形鎖扣4，保護套1底部和側面上設置有螺孔，L形鎖扣4上設置有與所述螺孔相匹配的螺釘，所述螺釘穿過L形鎖扣4插入螺孔中，保護套1的外側上設置有雷射發射器8和雷射接收器9，雷射發射器8和雷射接收器9靠近保護套1的一端依次貫穿保護套1、外殼3的側面且連接位於外殼3內部的鉺玻璃人眼安全雷射器，雷射發射器8和雷射接收器9的中軸線均平行於保護套1底面的長軸，雷射發射器8和雷射接收器9位於外殼3的同一側面上，外殼3的底面固定在保護套1的底面上，外殼3的四個側面上均設置有兩個加強筋2，加強筋2的形狀為等腰直角三稜柱，加強筋2的兩個相互垂直的側面分別固定在外殼3的外側和保護套1的底面上，外殼3的側面上設置有矩形開口，該側面垂直於雷射發射器8所在側面，外殼3的內部設置有覆蓋矩形開口的矩形蓋6，矩形蓋6垂直於保護套1的一條邊上設置有轉軸7，矩形蓋6上固定有垂直於矩形蓋6的第一螺紋柱，外殼3的外側固定有垂直於外殼3的第二螺紋柱，第一螺紋柱的外徑等於第二螺紋柱的外徑，還包括鎖緊塊5，鎖緊塊5上設置有兩個直徑相同的通孔，通孔的直徑等於第一螺紋柱的外徑，第一螺紋柱、第二螺紋柱與鎖緊塊5的位置被配置為，當矩形蓋6平行於矩形開口所在側面時，第一螺紋柱與第二螺紋柱的中軸線相互平行且位於同一水平面上，第一螺紋柱和第二螺紋柱分別穿過鎖緊塊5上的兩個通孔，還包括螺母，螺母內側設置有與第一螺紋柱和第二螺紋柱的螺紋相匹配的螺紋槽。沿矩形蓋6的邊緣設置有密封墊。雷射發射器8和雷射接收器9的物鏡上鍍有防霧膜。第一螺紋柱分為兩部分，靠近矩形蓋6的部分不設置螺紋，且直徑大於另一部分的外徑，靠近矩形蓋6的部分的厚度等於外殼3的壁厚。修理和更換完外殼3內部的電子元件如鉺玻璃人眼安全雷射器後，關上矩形蓋6，將鎖緊塊5上的兩個通孔穿過外殼3上的第二螺紋柱和矩形蓋6上的第一螺紋柱，鎖緊塊5一部分貼在外殼3上，另一部分貼在第一螺紋柱上靠近矩形蓋6一端的擋塊上，鎖緊塊5平行於矩形蓋6，之後擰緊第一螺紋柱和第二螺紋柱上的螺母，實現對本裝置內部空間的封閉，之後將保護套1底部連同置於保護套1底部上的外殼3一起放入保護套1中，調整雷射發射器8和雷射接收器9在外殼3和保護套1側面上的位置，再將L形鎖扣4上的通孔對準保護套1側面和底部的螺孔，將L形鎖扣4上的螺釘穿過L形鎖扣4上的通孔擰入保護套1上的螺孔中，達到將外殼3放入保護套1的目的。在無人機飛行過程中，保護套1的橢圓柱體結構降低了空氣阻力，還能避免無人機在起飛和降落過程中人眼安全雷射測距機本體收到鳥類的襲擊。工作時，本裝置通過外殼3內部的鉺玻璃人眼安全雷射器產生光信號，通過雷射發射器8發送光信號，再通過雷射接收器9接收光信號，之後光電探測器將雷射接收器9收到的光信號轉換為電信號，再由信號放大器將電信號放大後送至信號處理器中計算本裝置與測距目標之間的距離。通過本裝置的結構能夠保證在10~20Km的高空中時，外殼3內部的精密電子元件能夠在與地面相同的氣壓環境中工作，保證了工作性能，增強了測距精度，同時，加強筋2能夠有效地防止外殼3因內部高壓氣體的擠壓而產生形變甚至損壞。

以上所述的具體實施方式，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式而已，並不用於限定本實用新型的保護範圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。