基于限位的激光发射二维扫描装置的制作方法

本实用新型涉及无人机反制领域，特别是一种可应用于无人机狙击系统的基于限位的激光发射二维扫描装置。

背景技术：

违规飞行的无人机可能对国家公共安全、飞行安全甚至是空防安全构成威胁，因此需要对违规飞行的无人机进行有效的管控或打击，无人机反制系统应运而生。在一种无人机反制系统中，包括激光发射系统，利用发射的激光打击目标。要实现目标的精准打击，必然需要对目标实现可靠跟踪，然而无人机随时都在移动，这就要求打击激光也要跟随移动，即激光发射设备发射的激光的光轴需要实现二维扫描。但是基于安全考虑，允许激光发射的空域会受到限制，同时受到与激光发射望远镜镜筒连接的外部拖挂电缆或水管等的限制，或望远镜机架结构的限制，允许望远镜镜筒或望远镜机架转动的范围会受到限制，因此激光发射设备不能转动到任意方位角度和俯仰角度。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种基于限位的激光发射二维扫描装置，利用该装置限制激光发射设备的转动范围。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型实施例提供了以下技术方案：

一种基于限位的激光发射二维扫描装置，包括水平轴限位单元、垂直轴限位单元、水平轴系单元、垂直轴系单元、信号处理单元，其中，

水平轴限位单元安装于水平轴系单元，用于当望远镜镜筒绕水平轴转动到水平轴转动限位位置时，阻止望远镜镜筒继续绕水平轴沿原来转动的方向继续同向运动；

垂直轴限位单元安装于垂直轴系单元，用于当安装望远镜镜筒的水平轴系单元绕垂直轴转动到垂直轴转动限位位置时，阻止水平轴系单元继续绕垂直轴沿原来转动的方向继续同向运动。

根据本实用新型实施例，所述水平轴限位单元和/或垂直轴限位单元，包括机械限位开关和/或电信号限位开关。电信号限位开关可以是光电限位开关或编码器或其它电气装置。

根据本实用新型实施例，垂直轴系单元包括垂直支承杆、U型架、垂直轴驱动电机，垂直支承杆的两端分别与U型架、底座连接，且可带动U型架绕垂直轴转动。水平轴系单元包括水平支承杆、水平轴驱动电机，所述水平支承杆的两端连接于U型架，且可绕水平轴转动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

1)通过水平轴限位单元和垂直轴限位单元，可以限制激光发射望远镜镜筒的俯仰转动角度和望远镜机架的方位转动角度，使其转动范围限制在允许的范围内，保障激光发射空域的安全性，以及激光发射望远镜设备自身的安全性。

2)垂直轴系单元采用垂直支承杆结构，水平轴系单元采用水平支承杆结构，且垂直轴和水平轴垂直，使得整个二维扫描装置的结构简单。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例中一种基于限位的激光发射二维扫描装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中另一种基于限位的激光发射二维扫描装置的结构示意图。

图中标记说明

1:望远镜镜筒，2:水平轴系单元，21:水平轴机械限位开关，22:水平轴编码器，23:U型架，3:垂直轴系单元，31：垂直轴机械限位开关，32：垂直轴编码器，33:底座；100:水平轴，200:垂直轴。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型实施例中提供了一种基于限位的激光发射二维扫描装置，包括水平轴限位单元、垂直轴限位单元、水平轴系单元2、垂直轴系单元3、信号处理单元，其中，

水平轴限位单元安装于水平轴系单元2，用于当望远镜镜筒1绕水平轴100转动到水平轴转动限位位置时，阻止望远镜镜筒1继续绕水平轴100沿原来转动的方向继续同向运动；

垂直轴限位单元安装于垂直轴系单元3，用于当安装望远镜镜筒1的水平轴系单元2绕垂直轴200转动到垂直轴转动限位位置时，阻止水平轴系单元2继续绕垂直轴200沿原来转动的方向继续同向运动。

水平轴限位单元或垂直轴限位单元的实现，可以采用机械限位方式或电信号限位方式。机械限位方式一般采用机械限位开关，机械限位开关一旦被触发，驱动激光发射二维扫描装置绕水平轴100或垂直轴200转动的驱动电机就立即停止沿原来转动的方向继续同向转动或进行反向转动。例如，机械限位开关采用限位块实现，一个限位块设置在水平轴系单元，一个限位块设置在U型架邻近水平轴系单元的位置，水平轴系单元上的限位块随水平轴系单元旋转，当水平轴系单元上的限位块转动到限位位置后，水平轴系单元上的限位块被U型架上的限位块抵持，U型架上的限位块阻止水平轴系单元上的限位块继续旋转，进而限制水平轴系单元继续沿原方向旋转，或者沿原旋转方向的相反方向旋转，以此实现将水平轴系单元2限制在一定范围内旋转。

电信号限位方法一般采用电信号限位开关。电信号限位开关一旦被触发，信号处理单元立即启动限位程序，执行相应的限位控制，例如控制驱动电机反转或停止转动。信号处理单元可以采用单片机实现，例如STM32系列单片机。基于限位的激光发射二维扫描装置还包括望远镜镜筒俯仰转动角度检测单元和望远镜机架方位转动角度检测单元，分别用于检测水平轴系单元2转动的角度和垂直轴系单元3转动的角度，然后传输给信号处理单元，信号处理单元可根据具体情况确定水平轴转动限位位置和垂直轴转动限位位置，生成控制信号以控制水平轴驱动系统或垂直轴驱动系统的工作。望远镜镜筒俯仰转动角度检测单元和望远镜机架方位转动角度检测单元可以采用编码器或角度传感器实现，此处不做细述。

在更优的实施方案中，也可以同时采用电信号限位开关和机械限位开关，机械限位开关实现一个确定范围内的限位限制，电信号限位开关实现精确旋转角度限制或实现可动态变化的旋转角度限制。

如图1所示的一种结构中，垂直轴系单元3包括垂直支承杆、垂直轴驱动电机等，垂直支承杆的两端分别与U型架23及底座33连接，且可带动U型架23绕垂直轴200转动。水平轴系单元2包括水平支承杆、水平轴驱动电机等，水平支承杆的两端连接于U型架23，且可绕水平轴100转动。望远镜镜筒1安装在水平支承杆上，随着水平支承杆绕水平轴转动；水平支承杆与U型架连接，水平支承杆及望远镜镜筒1随着U型架绕垂直轴转动；如此实现望远镜镜筒1输出激光的光轴做二维扫描运动。对于水平轴限位单元和垂直轴限位单元的布置方式没有限制，仅作为一种布置方式的举例，水平轴机械限位开关21和水平轴编码器22分别设置于U型架的两个支杆上，垂直轴机械限位开关31和垂直轴编码器32分别设置于垂直支承杆和底座33上。

在图2所示的另一种结构中，垂直轴系单元3包括垂直支承杆、垂直轴驱动电机等，垂直支承杆与底座33连接，垂直支承杆可绕垂直轴转动。水平轴系单元2包括水平支承杆、水平轴驱动电机等，水平支承杆的一端连接望远镜镜筒，另一端连接于垂直支承杆，水平支承杆可绕水平轴100转动。望远镜镜筒1安装在水平支承杆上，随着水平支承杆绕水平轴转动，望远镜镜筒1也绕水平轴转动；水平支承杆与垂直支承杆连接，水平支承杆及望远镜镜筒1可随着垂直支承杆绕垂直轴200转动；如此实现望远镜镜筒1输出激光的光轴做二维扫描运动。对于水平轴限位单元和垂直轴限位单元的布置方式没有限制，仅作为一种布置方式的举例，水平轴机械限位开关21和水平轴编码器22均可以设置在垂直支承杆上，垂直轴机械限位开关31和垂直轴编码器32可以分别设置于连垂直支承杆和底座33上。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。