一种激光驱蚊设备的制作方法

本实用新型涉及驱蚊技术领域，尤其涉及一种激光驱蚊设备。

背景技术：

蚊子头部似半球形，有复眼和触角各1对，喙1支。触角有15节：第一节称柄节，第二节称梗节，第三节以后各节均细长称鞭节。各鞭节轮生一圈毛，雌蚊的轮毛短而稀，雄蚊的轮毛长而密。在雌蚊触角上，除轮毛外，还有另一类是短毛，分布在每一鞭节上，这些短毛对空气中化学物质的变化产生反应，对二氧化碳、乳酸等化合物和湿度尤其敏感，起寻找吸血对象作用的是短毛，而不是复眼。除一对触须外，蚊子的三对步足上，也分布着很多轮生的感觉毛，每根感觉毛上密集地排列着圆形或椭圆形细孔。无论是鞭节上的轮毛还是触角上的短毛以及布足上的轮毛，均被称为蚊子的传感器。蚊子的这些传感器对热量非常敏感，并能区分光谱，特别是对红外线非常敏感。黑夜里，蚊子可以凭着传感器感知空气中人体散发出来的二氧化碳和热量，在1秒内作出反应，就能正确敏捷地飞到吸血对象处。

确切的，蚊子在寻找及锁定叮咬对象时依靠三大关键方法：先靠气味，再凭视觉，最后靠目标释放出的热量精准定位。蚊子寻找吸血目标的三步骤：(在10～50米的范围内，蚊子主要靠嗅觉感应，尤其迷恋二氧化碳；(一旦被气味所吸引，蚊子就会前往视觉所看到的目标，视觉范围是5～15米；(抵达离目标1米的范围内，蚊子就会依据人类散发出的热量来锁定最终对象。

蚊子可传播疟疾、寨卡、黄热病和登革热等，是每年致人类死亡最多的动物。如何才能有效驱蚊？现有的驱蚊产品，一般通过气味剂扰乱蚊子的嗅觉，或者通过紫外灯光视觉诱杀等方式，并不能达到很好的驱蚊效果。

现有激光灭蚊器，通过声音或者图像对飞行中的蚊子进行定位后，再发射激光照射到蚊子翅膀，将其击落，对激光功率要求很高，而且需要雷达或声音定位等功能，价格昂贵，无法普及。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种利用激光进行驱蚊的设备，通过脉冲激光破坏蚊子的嗅觉、视觉和热感应器官，使蚊子无法正常利用感官寻找吸血目标，从而达到最佳的驱蚊效果。

本实用新型是通过如下措施实现的：一种激光驱蚊设备，包括旋转机构，所述旋转机构上设置有护罩，所述护罩内设置有激光发射机构，所述激光发射机构包括激光器电源和激光发射单元，所述激光发射单元至少有一路激光发射光学系统，所述激光发射光学系统包括半导体激光器、激光准直透镜和激光旋转反射镜，所述激光准直透镜对所述半导体激光器发射的激光进行准直，准直后的激光光束经由所述激光旋转反射镜在所述护罩外部形成脉冲激光扫描区域进行驱蚊。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过脉冲激光破坏蚊子的嗅觉、视觉和热感应器官，使蚊子无法正常利用感官寻找吸血目标，从而达到最佳的驱蚊效果，相比现有的激光灭蚊器，不需要蚊子定位设备，其中，旋转结构可以驱动护罩以及护罩内的激光发射机构旋转，可以360°驱蚊，驱蚊范围更加的广阔。

优选的，所述激光准直透镜为液体透镜，所述激光准直透镜包括密封壳体，所述密封壳体内盛装有液体介质，所述液体介质内悬浮有碳纳米管拉膜结构，所述碳纳米管拉膜结构与所述液体介质接触，所述密封壳体外侧设置有两个电极，两个所述电极间隔设置且与所述碳纳米管拉膜结构电连接。

采用上述优选的有益效果：本实用新型通过给碳纳米管拉膜结构通电来加热液态介质，从而改变液态介质的密度，进而改变液态介质的折射率，最终达到液体透镜变焦的目的。

优选的，所述激光准直透镜通过改变两个所述电极之间的供电电压，改变所述液体介质的形状，进而改变所述激光准直透镜的焦距值，针对不同距离范围进行高效的激光驱蚊，激光准直透镜的焦距值f与半导体激光器的发光面面积s、激光峰值功率p和驱蚊范围l有关，焦距值f取值范围满足：

公式中：f为透镜焦距，l为激光驱蚊距离，s为半导体激光器发光面面积，p为激光峰值功率。

优选的，所述半导体激光器为红外脉冲式半导体激光器。

采用上述优选的有益效果：采用脉宽调制，通过对电流脉宽的比较来调整占空比，达到控制电流的目的。

优选的，所述旋转机构包括底座、电机以及转轴，所述底座内设置有所述电机，所述转轴一端与所述电机的输出轴连接，另一端设置有托板，所述托板上设置有所述护罩，所述激光发射机构设置在所述托板上且设置在所述护罩内部。

采用上述优选的有益效果：旋转机构可以在水平方向360°匀速旋转，进而带动护罩以及护罩内的激光发射机构360°旋转。

优选的，所述激光旋转反射镜包括基座、小电机以及反射镜，所述基座设置在所述托板上，所述基座上设置有所述小电机，所述小电机的输出轴通过联轴器设置有光轴，所述光轴一端与所述小电机连接，另一端设置有所述反射镜。

采用上述优选的有益效果：此处小电机左右摆动，用于改变激光在垂直方向上的出射方向。

优选的，所述基座包括上端面和下端面，所述下端面为平面，且与所述托板固定连接，所述上端面为斜面，所述斜面包括第一端部和第二端部，所述第二端部靠近所述反射镜，所述第二端部相对于所述托板的高度大于所述第一端部相对于所述托板的高度。

采用上述进一步的有益效果：可以实现反射镜倾斜放置，便于改变激光出射方向。

优选的，所述激光驱蚊设备还包括支撑机构，所述支撑机构上设置有所述旋转机构，所述支撑机构包括承重板，所述承重板底部设置有调节组件，所述调节组件包括上支腿以及下支腿，所述上支腿与所述下支腿螺栓连接。

采用上述优选的有益效果：采用可以调节高度的支撑机构，可以调节激光发射机构的高度。

优选的，所述上支腿呈l型，包括折弯部a和折弯部b，所述折弯部a与所述承重板底部固定连接，所述折弯部b端面上设置有三列安装孔，所述下支腿呈l型，包括折弯部c和折弯部d，所述折弯部c上设置一列通孔，所述通孔与所述安装孔同心设置，所述通孔与所述安装孔内设置有螺栓。

采用上述优选的有益效果：调节组件可以调节支撑结构的高低，当驱蚊设备悬挂在室内屋顶时，通过调节组件可以控制激光发射机构的高低，使激光扫描范围更加的广阔。

优选的，所述承重板为方形，所述承重板四角位置设置有真空吸盘。

采用上述优选的有益效果：可以采用真空吸盘将整个设备吸附在屋顶，当驱动设备设置在野外时，真空吸盘有两个作用，一个是辅助承重的作用，另一个是可以解决因为地面不平而导致激光发射机构不能水平放置的问题，

附图说明

图1为具体实施例一的结构示意图。

图2为具体实施例一中的激光发射机构的结构示意图。

图3为激光准直透镜的结构示意图。

图4为具体实施例二的结构示意图。

图5为支撑机构的结构示意图。

其中，附图标记为：1、支撑机构；11、承重板；12、调节组件；121、上支腿；122、下支腿；13、真空磁盘；2、旋转机构；21、底座；22、电机；23、转轴；24、托板；3、护罩；4、激光发射机构；41、激光器电源；42、激光发射单元；421、半导体激光器；422、激光准直透镜；4221、密封壳体；4222、液体介质；4223、碳纳米管拉膜结构；4224、电极；423、激光旋转反射镜；4231、基座；4232、小电机；4233、反射镜；4234、光轴。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

实施例一：

如图1至图3所示，本实用新型是一种激光驱蚊设备，包括旋转机构2，旋转机构2上设置有护罩3，其中护罩3的作用有两个，一个是具有防尘的作用，另外一个是使激光发射机构4形成扫描区域，护罩3内设置有激光发射机构4，激光发射机构4包括激光器电源41和激光发射单元42，激光发射单元42至少有一路激光发射光学系统，激光发射光学系统包括半导体激光器421、激光准直透镜422和激光旋转反射镜423，激光准直透镜422对半导体激光器421发射的激光进行准直，准直后的激光光束经由激光旋转反射镜423在护罩1外部形成脉冲激光扫描区域。

半导体激光器41为脉冲式半导体激光器。半导体激光器41在激光器电源驱动下，发射红外波长的脉冲激光。半导体激光器发射的激光波长为1550nm，发散角度约为8°＊40°，发光面大小100um＊10um，半导体激光器接脉冲电源工作，发射激光的平均功率小于5mw，激光脉宽10ns，重复频率20khz，激光器脉冲电源提供峰值电压6v，电流25a，激光峰值功率15w。

激光准直透镜422为液体透镜，激光准直透镜422包括密封壳体4221，密封壳体4221内盛装有液体介质4222，液体介质4222内悬浮有碳纳米管拉膜结构4223，碳纳米管拉膜结构4223与液体介质4222接触，密封壳体4221外侧设置有两个电极4224，两个电极4224间隔设置且与碳纳米管拉膜结构4223电连接。

其中，液态介质4222包括非电解质溶液，水及有机溶剂中的一种或者多种，液态介质4222为温度敏感型液体，密封壳体4221为凸透镜形状，由于碳纳米管拉膜结构4223的通电时间、液态介质的温度、密度、折射率以及液体透镜焦距之间存在着既定的规律，因此可以通过控制其中一个参数来精确控制液体透镜的焦距变化。

激光准直透镜422通过改变两个电极4224之间的供电电压，改变液体介质4222的形状，进而改变激光准直透镜422的焦距值。

优选的，激光准直透镜的使用方式：在10米范围外，蚊子通过嗅觉器官寻找吸血目标，脉冲激光作用于嗅觉器官，激光准直度高，准直透镜焦距大。在10米范围内，蚊子主要依靠视觉寻找吸血目标，蚊子视觉器官比嗅觉器官承受激光照射的能力弱，为了增大激光光束尺寸，提高单脉冲激光的扫描照射范围，减少激光准直透镜焦距，提高驱蚊效率。同时，为满足激光安全要求，激光的峰值功率密度不能超过易引起燃烧的激光功率密度值。根据室内外不同范围驱蚊要求，激光准直透镜采用液体透镜，透镜焦距可变，并通过改变透镜距离激光器的位置将激光器发光点保持在液体透镜的焦点位置。优选的，驱蚊距离50米时，透镜焦距值设定为80mm；驱蚊距离为10米时，透镜焦距值设定为20mm。半导体激光器421为脉冲式半导体激光器。

旋转机构2包括底座21、电机22以及转轴23，底座21内设置有电机22，所述转轴23一端与电机22的输出轴连接，另一端设置有托板24，托板24上设置有护罩3，激光发射机构4设置在托板24上且设置在护罩3内部。

旋转机构的工作原理：通过电机22带动转轴23旋转，进而实现托板24旋转，从而实现护罩3以及激光发射机构4旋转。

激光旋转反射镜423包括基座4231、小电机4232以及反射镜4233，基座4231设置在托板24上，基座4231上设置有小电机4232，所述小电机4232的输出轴通过联轴器设置有光轴4234，光轴4234一端与小电机4232连接，另一端设置有反射镜4233。

其中小电机4232驱动激光反射镜4233不断的来回偏转，优选的偏转角度为±60°，它是一种摆动电机，基本原理是通电线圈在磁场中产生力矩，但与旋转电机不同，其转子上通过机械扭簧或者电子的方法加有复位力矩，大小与转子偏离平衡位置的角度成正比，当线圈通以一定的电流而转子发生偏转到一定的角度时，电磁力矩与回复力矩大小相等，故不能像普通电机一样旋转，只能偏转，偏转角与电流成正比。

基座4231包括上端面和下端面，下端面为平面，且与托板24固定连接，上端面为斜面，斜面包括第一端部和第二端部，第二端部靠近反射镜4233，第二端部相对于托板24的高度大于第一端部相对于托板24的高度。

基座设置斜面主要是为了保证反射镜4233呈倾斜放置，便于改变垂直方向的激光的出射方向。

实施例二：

如图1至图5所示：在实施例一的基础上，增加了支撑机构，具体如下：

激光驱蚊设备还包括支撑机构1，支撑机构1上设置有旋转机构2，支撑机构1包括承重板11，承重板11底部设置有调节组件12，调节组件12包括上支腿121以及下支腿122，上支腿121与下支腿122螺栓连接。

上支腿121呈l型，包括折弯部a和折弯部b，折弯部a与承重板11底部固定连接，折弯部b端面上设置有三列安装孔，下支腿122呈l型，包括折弯部c和折弯部d，折弯部c上设置一列通孔，通孔与安装孔同心设置，通孔与安装孔内设置有螺栓。

承重板11为方形，承重板11四角位置设置有真空吸盘13。

采用可以调节高度的支撑机构，可以调节激光发射机构的高度。调节组件可以调节支撑结构的高低，当驱蚊设备悬挂在室内屋顶时，通过调节组件可以控制激光发射机构的高低，使激光扫描范围更加的广阔。可以采用真空吸盘将整个设备吸附在屋顶，当驱动设备设置在野外时，真空吸盘有两个作用，一个是辅助承重的作用，另一个是可以解决因为地面不平而导致激光发射机构不能水平放置的问题。

本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。