一种激光驱鸟器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种激光驱鸟器，包括：箱体；转塔，可枢转地设置在所述箱体上，所述转塔上具有透明窗口；激光发射单元，设置在所述箱体内，所述激光发射单元包括：激光源和光学变换单元，所述激光源发出激光光束，并通过光学变换单元后得到激光扫描光束后从所述透明窗口中射出以进行扫描，其中，所述激光扫描光束朝向水平面下方进行扫描；控制器，用于控制所述激光源；在所述箱体一侧设置有分体式工业空调。根据本实用新型激光驱鸟器，既不伤害人眼，又足够驱赶鸟类，无需人员值机或近机操控，可以远程随时设定激光扫射轨道，随时变更轨道参数、变更激光束扫射的速度、强度和角度，彻底解决了鸟类易产生适应性的问题。
【专利说明】一种激光驱鸟器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及激光驱鸟【技术领域】，尤其涉及一种激光驱鸟器。
【背景技术】
[0002]1990年到2010年，中国民航因鸟击飞机造成的直接经济损失约为8.5亿元，每年平均损失约为4000万元，其中2010年的直接经济损失约为1.4亿元，这还不包括因鸟击造成的间接损失，如:航班延误或取消、人员的生命安全等。
[0003]现在的驱鸟方法分为听觉(如煤气炮、驱鸟车、爆竹弹发射器等)、视觉(如稻草人、彩色风轮、恐怖眼、激光驱鸟等)、嗅觉(如驱鸟剂、氨水、农药等)、捕杀(如猎枪、粘鸟网等)、生态(割草、杀虫)等手段，以及用于鸟类预警和探测的探鸟雷达系统。
[0004]现有技术中的驱鸟设备具有以下缺点:
[0005]通过恐吓鸟类的听觉的驱鸟设备存在有效范围较小、对机场环境产生较大噪音、鸟类易产生适应性的问题；通过嗅觉刺激鸟类的方法，因为机场面积极大、刺激药物持续时间很短、刺激鸟类的种类有限等，不具备太多实用性；捕杀鸟类也可能危害航班安全、不是绿色生态的驱鸟方式，且夜间在低光条件下也不适用；生态防鸟和探鸟雷达还不成熟，且只能减小鸟类入驻机场的可能性，不具有直接驱鸟的功效；传统的视觉驱鸟方式单一，手段技术含量低，用于刺激鸟类的光线的强度较低，因此效果不显著。
[0006]驱鸟设备现在急需解决的问题有:解决鸟类易产生适应性、解决低光低空条件下驱鸟、解决有效时间短作用范围大成本高，让驱鸟走向人工智能驱鸟，高科技驱鸟。鸟类的视觉是所有感官中最敏感的，因此，刺激鸟类视觉的办法是最有效的驱鸟方式。同时，国际民航组织统计，70%的鸟击发生在黎明、黄昏和夜间等低光条件下，60%的鸟撞发生在飞机的起飞和降落的阶段的低空阶段。
[0007]因此，需要提供一种在低光、低空条件下能有效驱鸟的激光驱鸟器以解决上述问题。
实用新型内容
[0008]为了解决该问题，本实用新型公开了一种激光驱鸟器，包括:箱体；转塔，可枢转地设置在所述箱体上，所述转塔上具有透明窗口 ；激光发射单元，设置在所述箱体内，所述激光发射单元包括:激光源和光学变换单元，所述激光源发出激光光束，并通过光学变换单兀后得到激光扫描光束后从所述透明窗口中射出以进行扫描，其中，所述激光扫描光束朝向水平面下方进行扫描；控制器，用于控制所述激光源；在所述箱体一侧设置有分体式工业空调。
[0009]进一步地，所述光学变换单元包括:显微镜和望远镜，所述激光光束射入所述显微镜，然后直接进入所述望远镜从而形成所述激光扫描光束。
[0010]进一步地，所述分体式工业空调连接有网络控制。
[0011]进一步地，在所述激光源和所述显微镜之间设有一个反射镜。
[0012]进一步地，所述箱体设置有双层保温层，所述箱体和底座为一体结构。
[0013]进一步地，，还包括:俯仰扫射反射镜，可枢转地设置在所述箱体内，并与所述转塔的透明窗口相对设置，所述激光扫描光束经过所述俯仰扫射反射镜的反射后从所述转塔的透明窗口中射出。
[0014]进一步地，还包括:光照传感器，与所述控制器连接，用于根据所述激光驱鸟器的外部的光照情况发出开机、停机信号给所述控制器。
[0015]进一步地，所述激光扫描光束使用规格为波长532nm，功率500mw的光束，所述光束的直径为150mm，内径56mm的光环，所述光束为绿色光束。
[0016]本实用新型的激光驱鸟器具有如下优点:
[0017]激光驱鸟器填补了低光、低空条件下的驱鸟手段的空白；同时，2M级别的激光束既不伤害人眼，又足够驱赶鸟类，能减少全时空42%的鸟击事故。激光驱鸟器全自动全天候运转，无需人员值机或近机操控，驱鸟人员通过激光驱鸟器的摄像头在以太网上远程监视机场鸟情，同时，可以远程随时设定激光扫射轨道，随时变更轨道参数、变更激光束扫射的速度、强度和角度，让鸟类防不胜防，彻底解决了鸟类易产生适应性的问题。
[0018]在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在【具体实施方式】部分中进一步详细说明。本实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0019]以下结合附图，详细说明本实用新型的优点和特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0021]图1示出了根据本实用新型的激光驱鸟器的实施例一的外部结构示意图；
[0022]图2示出了图1的激光驱鸟器的工作状态中的侧视示意图，图中示出了激光扫描光束的扫射方向；
[0023]图3示出了图1的激光驱鸟器的工作状态中的俯视示意图；
[0024]图4示出了图1的激光驱鸟器的内部光路示意图；
[0025]图5示出了根据木实用新型的激光驱鸟器的实施例二的内部光路示意图；
[0026]图6示出了根据本实用新型的激光驱鸟器的实施例三的内部光路示意图；
[0027]图7示出了图1的激光驱鸟器的箱体的内部结构示意图；
[0028]图8示出了图1的激光驱鸟器的转塔的内部结构示意图；
[0029]图9示出了图1的激光驱鸟器的供电示意图。
【具体实施方式】
[0030]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0031]为了彻底了解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本实用新型的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。
[0032]以下结合附图对本实用新型的实施例做详细描述。
[0033]图1示出了根据本实用新型的激光驱鸟器的实施例一的外部结构示意图。如图1所示，从图中可以看出，实施例一的激光驱鸟器包括:箱体10、转塔20、激光发射单元和控制器。其中，转塔20可枢转地设置在箱体10上，转塔20上具有透明窗口 21 ;激光发射单兀设置在箱体10内，激光发射单兀包括:激光源61和光学变换单兀,激光源61发出激光光束，并通过光学变换单元后得到激光扫描光束后从透明窗口 21中射出以进行扫描，其中，激光扫描光束朝向水平面下方进行扫描；控制器用于控制激光源。
[0034]结合参见图2至图3，本实施例的激光驱鸟器安装在机场跑道的一侧，距离机场跑道的距离优选约150米，激光驱鸟器工作时其利用激光扫描光束对机场跑道和草地上贴着地面进行扫描，优选地，激光源61发出的激光光束通过光学变化单元后得到的激光扫描光束为直径是150mm的激光束(500mW/532nm/2M安全等级的绿色激光)，激光束的有效射程为
1.5km,在有效射程内，激光束的直径保持远近直径同一,在外界自然光低于15000Lux都能有效驱鸟，同时符合该标准的激光扫描光束不会伤害地勤人员皮肤和视觉。由于激光最能剌激鸟类的视觉，本实用新型的激光驱鸟器发出的激光扫描光束像一根激光大棒一样，来回地在机场跑道和草地上贴着地面扫射，扫射高度优选约为25cm，这让站在跑道和草地上觅食和/或筑巢的鸟类闻风而逃，从而达到有效驱鸟的目的。同时，激光扫描光束始终保持朝向水平面下方进行扫描，不会妨碍飞行员的视线，从而保证了飞行安全。
[0035]如图1所示，本实用新型的激光驱鸟器还配备有空调30，可开合的维修面板40以及底座60。上述的箱体10设置在底座60上，维修面板开设在箱体10上，空调30与箱体10连接。上述的箱体10设置有双层保温层，其和底座为一体结构。
[0036]本实施例的激光驱鸟器主要包括:光学系统、机械系统、电学系统和控制系统。下面将具体进行介绍。
[0037]为了提高激光扫描光束的稳定性和可靠性，激光驱鸟器优选固定安装于混凝土地基上。图4示出了图1的激光驱鸟器的内部光路示意图。如图4所示，实施例一的光学系统包括:激光源61和光学变换单元(显微镜62和望远镜63)。从激光源61发出的激光光束通过激光反射镜片610射入(也可以直接射入)显微镜62，再进入望远镜63从而形成激光扫描光束。
[0038]优选地，实施例一的激光源61为3000mW/532nm的半导体激发固态(DPSS)绿色激光发射器，实际使用功率为500mw。作为激光源61的激光发射器发出的激光光束的直径为
2.4mm,这个激光束经过显微镜62、望远镜63的一系列光学放大后,最终形成了一束直径为150mm的绿色激光扫描光束。经过放大的激光扫描光束的平行校正值为Φ > 1urad,因此，最终发射出来的激光扫描光束具有高度的集束性和同质性。这个同质的激光扫描光束最终经过高扫射反射镜41的反射作用，最终从透明窗口 21发射出去，如图4所示。
[0039]实施例一使用规格为532nm/500mw的绿色激光光束，激光扫描光束的直径保持在近处和远处都为150mm,其内径为56mm的光环,且激光密度均勻,激光扫描光束从透明窗口21发射出来后，角度始终朝向水平面下方。这样的激光扫描光束看起来就像一根绿色大棒子。鸟类不能分辨这根绿色大棒的虚实，因此，当激光扫描光束扫射鸟类所处地域时，鸟类以为是有人拿着一根巨大的绿色棒子在跑道和草地挥舞，鸟类唯一的选择就是逃走。鸟类看到扫射过来的激光扫描光束受到的惊吓，不亚于鸟类看见一辆迎面冲过来的汽车。
[0040]据统计，发生在低光条件下的鸟撞占鸟击事故总数的70%，发生在低空，尤其是飞机起飞和降落阶段的鸟击占事故总数的60%，实施例一的激光驱鸟器发射的激光扫描光束始终扫射地面和草地以上25cm左右，激光扫描光束从跑道的一端扫描到另一端，需要3到5分钟，这种连续扫射的方式，能减少机场42%左右的鸟击。
[0041]如图5所不,光路系统中只有一个激光反射镜片610、一个高反射镜片(俯仰扫射反射镜)41和一个透明窗口 21。由于光的发射角度是三维控制的，调节激光反射镜片610和显微镜62目的只是让激光进入望远镜63后发射出直径150mm的光束是正圆切是光斑最亮的，没有折射时偏移造成的光源损耗。激光源61、激光反射镜片610、显微镜62和望远镜63都是固定在一个独立的光路型材结构上。由于光学的折射角度与机械的误差原因，调节固定整个光路型材的三维角度以配合高反射镜片41在水平运转时的圆心。达到光束扫描时的光束折射后的光束的准直度，能有效的达到光束设计距离。
[0042]如图6所示，在望远镜63和高反射镜片41之间设置有图像传输反射镜片410，激光驱鸟器的外部影像通过高扫射反射镜41、和图像传输反射镜片410进入视频图像传输摄像机411。激光驱鸟器的控制器通过有线或者无线的方式与驱鸟室的控制电脑连接，便于驱鸟工作的远程操作，同时也便于该视频图像传输摄像机411远程实时监控机场的鸟情并在驱鸟室的显示器上显示摄像头捕捉的画面。
[0043]图7示出了图1的激光驱鸟器的箱体的内部结构示意图；图8示出了图1的激光驱鸟器的转塔的内部结构示意图。结合参见图7和图8，根据本实用新型的激光驱鸟器的实施例的机械系统主要包括两台步进电机(第一电机31和第二电机42)和相关联的传动系统。第一电机31又称为方位角步进电机或水平电机，第二电机42又称为俯仰角步进电机或俯仰电机，方位角步进电机用于控制转塔20的枢转(左右转动)，俯仰角步进电机用于控制激光扫描光束的发射角度。
[0044]如图7所示，利用第一电机31控制转塔20的枢转。第一电机31安装在箱体10内，并与控制器电连接，第一电机31的输出轴连接有第一齿轮311，转塔20的底部设有与第一齿轮311哨合的第二齿盘312。第一电机31输出轴与第一齿轮311同轴转动,进而带动与第一齿轮311啮合的第二齿盘312转动，从而带动转塔20的枢转。转塔20的底部还固定设置有转盘，在转盘的周围分布有多个导轮313，例如6-9个，导轮313使转盘在多个导轮313限定的空间内转动，保证转塔自我运转的圆度和分散减少转塔重心不稳带来的应力。优选地，转盘与第二齿盘312为一体结构。优选地，激光扫描光束的沿跑道的线性速度约为 2m/s-10m/so
[0045]如图8所示，本实施例的激光驱鸟器的高反射镜片41用于将激光源形成的激光扫描光束反射并使其从转塔20的透明窗口 21中射出，该高反射镜片41可枢转地设置在箱体10内，并与转塔20的透明窗口 21相对设置。
[0046]利用第二电机42控制高反射镜41的枢转运动以控制激光扫描光束的发射高度。该第二电机42与控制器电连接并固定安装在箱体10内。高反射镜41安装在安装架46内并随安装架46同步运动，安装架46包括活动的第一枢轴和固定的第二枢轴，安装架46在第二电机42的驱动下绕第二枢轴摆动。第二电机42配合减速机带动俯仰电机齿轮421转动，俯仰电机齿轮与减速齿轮422咬合，减速齿422轮与高反射镜片41同轴同步转动，从而带动光束俯仰角的变化。第二电机42安装在电机调节座423上，电机调节座423可以±2.5mm活动间隙安装，以便调节齿轮咬合间隙，减少转动中机械造成的误差。使俯仰角转动安全可靠的达到控制精度要求。
[0047]在一种优选的实施例中，激光驱鸟器还包括:光照传感器，与控制器连接，用于根据激光驱鸟器的外部的光照情况发出停机信号给控制器。具体地，该光照传感器用于感受外界自然光照度，并把光信号传递给控制器，当激光亮度低于周围自然光照度时，使激光驱鸟器自动停机，当激光亮度大于周围自然光照度时，机器自动重新运转。
[0048]激光驱鸟器的控制系统包括:控制器，用于控制方位角和俯仰角步进电机的运动、记录故障并形成故障记录日志表格、接受外界光照度并与自身发射的激光亮度进行比对等多种功能，即可进行远程监控，也可依靠人工智能程序全自动地独立运行。优选地，控制器包括一个CPU核心板，一个CPU接口扩展板组成。
[0049]优选地，本实施例的激光驱鸟器通过以太网与机场网络连接，可远程提取机器运行日志，随时改变轨道标志点、调整激光束扫描的功率、角度和速度。
[0050]优选地，激光驱鸟器内还设有存储器，存储器可以自动记录故障信号，并根据所述故障信号形成运转日志，所述故障信号包括:故障类型、故障发生的时间、故障原因、故障的严重程度。该激光驱鸟器每一分钟记录一次机器的运转日志，以便进行故障分析和预防。
[0051]图9示出了图1的激光驱鸟器的供电示意图，如图9所示，从图中可以看出:
[0052]电学系统日常供电为220V/50HZ，电源通过配电箱供电。220V的电源可提供给外界电源插座、空调和UPS。机器自带UPS系统供两路电，分别是:通过12V的变压器，变压后供电给存储器和HUB ;通过I BOOT (远程断电)后，分别供电给方位角步进电机、俯仰角步进电机、激光发射器和激光控制器。这样，整个系统突然断电后，空调不再转动，但机械系统和光学系统会继续工作约60分钟。上述的空调可以为分体式工业空调，其带有通信控制接口，可通过网络设定或人工及时调节机柜内部温度，以适应各种机场四季变换的气温变化，有效保障设备运行和使用寿命。该设备也可通过I BOOT远程网络断电，省去到机器旁边重启系统的麻烦。
[0053]根据本实用新型的上述实施例可以看出，本实用新型的激光驱鸟器具有如下优占-
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[0054]激光驱鸟器填补了低光、低空条件下的驱鸟手段的空白；同时，2M级别的激光束既不伤害人眼，又足够驱赶鸟类，能减少全时空42%的鸟击事故。激光驱鸟器全自动全天候运转，无需人员值机或近机操控，驱鸟人员通过激光驱鸟器的摄像头在以太网上远程监视机场鸟情，同时，可以远程随时设定激光扫射轨道，随时变更轨道参数、变更激光束扫射的速度、强度和角度，让鸟类防不胜防，彻底解决了鸟类易产生适应性的问题。
[0055]本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
【权利要求】
1.一种激光驱鸟器，其特征在于，包括: 箱体； 转塔，可枢转地设置在所述箱体上，所述转塔上具有透明窗口 ； 激光发射单元，设置在所述箱体内，所述激光发射单元包括: 激光源和光学变换单元，所述激光源发出激光光束，并通过光学变换单元后得到激光扫描光束后从所述透明窗口中射出以进行扫描，其中，所述激光扫描光束朝向水平面下方进行扫描； 控制器，用于控制所述激光源； 在所述箱体一侧设置有分体式工业空调。
2.根据权利要求1所述的激光驱鸟器，其特征在于，所述光学变换单元包括:显微镜和望远镜，所述激光光束射入所述显微镜，然后直接进入所述望远镜从而形成所述激光扫描光束。
3.根据权利要求2所述的激光驱鸟器，其特征在于，所述分体式工业空调连接有网络控制。
4.根据权利要求3所述的激光驱鸟器，其特征在于，在所述激光源和所述显微镜之间设有一个反射镜。
5.根据权利要求4所述的激光驱鸟器，其特征在于，所述箱体设置有双层保温层，所述箱体和底座为一体结构。
6.根据权利要求5所述的激光驱鸟器，其特征在于，还包括:俯仰扫射反射镜，可枢转地设置在所述箱体内，并与所述转塔的透明窗口相对设置，所述激光扫描光束经过所述俯仰扫射反射镜的反射后从所述转塔的透明窗口中射出。
7.根据权利要求6所述的激光驱鸟器，其特征在于，还包括:光照传感器，与所述控制器连接，用于根据所述激光驱鸟器的外部的光照情况发出开机、停机信号给所述控制器。
8.根据权利要求7所述的激光驱鸟器，其特征在于，所述激光扫描光束使用规格为波长532nm，功率500mw的光束，所述光束的直径为150mm，内径56mm的光环，所述光束为绿色光束。
【文档编号】A01M29/10GK204132233SQ201420254748
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年5月19日 优先权日:2014年5月19日
【发明者】苏鲁岭, 曾洪江 申请人:北京深远世宁科技有限公司