光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)及采用該機構(gòu)的激光遙測手持的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種適用于激光氣體遙測手持機的光接收三維調(diào)整機構(gòu)，包括錐形主桁架結(jié)構(gòu)、手持機前面板、激光準直器、中心開孔式菲涅爾透鏡、目標(biāo)物的像平面調(diào)整模塊、以及模塊內(nèi)部的光電探測器和窄帶濾光片。所述的目標(biāo)物的像平面調(diào)節(jié)模塊，包括XY方向平移單元、Z方向伸縮單元。XY方向平移單元的調(diào)節(jié)，是通過“C”形彈簧和球頭緊定螺釘相互作用實現(xiàn)的。Z方向伸縮單元的調(diào)節(jié)，是通過60°梯形滑槽與球頭緊定螺釘相互作用而實現(xiàn)的。該調(diào)節(jié)機構(gòu)具有體積小、重量輕、安裝方便，光路可調(diào)節(jié)、結(jié)構(gòu)可鎖緊的特點，可提高光電探測器對被遙測目標(biāo)物反射光的接收效率。
【專利說明】光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)及采用該機構(gòu)的激光遙測手持機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種光接收調(diào)節(jié)裝置，主要用于激光遙測氣體泄漏檢測手持機，具體是一種光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)及采用該機構(gòu)的激光遙測手持機，可用以接收激光照射遠距離目標(biāo)物后，由目標(biāo)物反射回的光信號。

【背景技術(shù)】
[0002]可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收光譜(抑“幻技術(shù)，為安全巡檢人員對可能存在的易燃易爆及有害氣體泄漏點，進行遠距離光學(xué)遙測提供了一種有效的監(jiān)測手段。激光氣體遙測手持機通常由安全巡檢人員隨身攜帶，對可能泄漏點進行手持瞄準測量，因此要求其重量輕、體積小、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好。激光氣體遙測手持機的光機結(jié)構(gòu)常采用激光收發(fā)一體的同軸結(jié)構(gòu)。由于加工和裝配誤差，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)中心的激光準直器和光束收集透鏡(菲涅爾透鏡)并不能達到理想同軸，被菲涅爾透鏡收集的目標(biāo)物反射光的匯聚點與探測器接收面存在X、V方向的位置偏移。且遠、中、近目標(biāo)物反射光的匯聚點在2軸上的位置(像面)也不相同，為了兼顧對大多數(shù)距離的目標(biāo)物可測，也需要在2軸方向上對探測器接收面進行調(diào)節(jié)，找到最佳位置。如上所述的這種XIX方向上的光束偏移，會導(dǎo)致光電探測器的光接收面只能接收到較少能量的光線，使得激光氣體遙測儀的探測靈敏度下降，甚至無法進行測量。因此需要一種見三維調(diào)節(jié)機構(gòu)對光電探測器的位置進行微調(diào)。傳統(tǒng)的VII三維調(diào)節(jié)機構(gòu)過于復(fù)雜、笨重，不適用于激光氣體遙測手持機內(nèi)部光路的調(diào)節(jié)。如圖1所示，2軸即為激光出射/反射光軸，X、\軸所在平面與2軸垂直。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型為解決目前激光遙測手持機的三維調(diào)節(jié)裝置過于復(fù)雜、笨重的技術(shù)問題，提供一種光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)。
[0004]本實用新型所述的光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)，包括一個錐形主桁架，錐形主桁架中心軸為2軸；呈環(huán)狀的主桁架前部安裝有中心開孔式菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡中心孔安裝有光纖激光準直器，呈環(huán)狀的主桁架尾部內(nèi)設(shè)有像平面調(diào)節(jié)模塊；所述像平面調(diào)節(jié)模塊包括一個呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)且穿過主桁架尾部設(shè)置的可沿錐形主桁架中心軸方向移動的2軸伸縮滑塊；主桁架尾部環(huán)體上下各開有一個螺孔，2軸伸縮滑塊外表面與兩個螺孔對應(yīng)的位置開有一個梯形滑槽，穿過螺孔均設(shè)有一個與梯形滑槽相配合的球頭緊定螺釘；所述梯形滑槽可將球頭緊定螺釘對其施加的徑向力轉(zhuǎn)換為2軸向力；2軸伸縮滑塊背對主桁架前部的一端伸出主桁架尾部且該端外壁上在X、I軸方向分別開有一個螺孔，螺孔內(nèi)各設(shè)有一個緊定螺釘，2軸伸縮滑塊內(nèi)側(cè)固定有“0”形彈簧，“0”形彈簧與一對緊定螺釘之間支撐有一個V槽移動滑塊，V槽移動滑塊外表面上對應(yīng)一對緊定螺釘?shù)奈恢镁_有可供緊定螺釘滑動的^形槽…槽移動滑塊的中心呈通孔結(jié)構(gòu)，通孔內(nèi)安裝有窄帶濾光片，通孔內(nèi)位于窄帶濾光片背對主桁架前部一側(cè)的位置固定設(shè)有光電探測器。
[0005]所述的錐形主桁架結(jié)構(gòu)，由鋁合金材料整體加工而成，桁架的三角式排列，可在保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的同時，減少其自身重量。主桁架尾部為目標(biāo)物的像平面調(diào)節(jié)模塊，其可優(yōu)化改變光電探測器和窄帶濾光片與目標(biāo)物的像平面的位置關(guān)系。
[0006]所述的像平面調(diào)節(jié)模塊，包括XV方向平移單元(即V槽移動滑塊?、2方向伸縮單元(即2軸伸縮滑塊其中V槽移動滑塊通過第一緊定螺釘9和第二緊定螺釘15分別實現(xiàn)其在X軸和X軸方向的移動微調(diào)；2軸伸縮滑塊在2軸方向上的微調(diào)是通過第一球頭緊定螺釘19和第二球頭緊定螺釘23實現(xiàn)的。
[0007]所述的“0”形彈簧的彈性力作用于V槽移動滑塊上，調(diào)節(jié)第一、第二緊定螺釘，改變V槽移動滑塊在XV方向上的位置，從而改變光電探測器及濾光片的位置。V槽移動滑塊可通過與第一緊定螺釘對應(yīng)的V型槽沿X軸方向與第一緊定螺釘之間產(chǎn)生相對滑動…槽移動滑塊還可通過與第二緊定螺釘對應(yīng)的V型槽沿X軸方向與第二緊定螺釘之間產(chǎn)生相對滑動。
[0008]所述梯形滑槽可將一對球頭緊定螺釘對其施加的徑向力轉(zhuǎn)換為2軸向力，從而帶動探測器及濾光片在2軸方向(也即錐形主桁架的中心軸方向)的移動。
[0009]進一步的，2軸伸縮滑塊設(shè)有緊定螺釘?shù)耐獗砻鎱^(qū)域銑成沿2軸走向的平臺；主桁架尾部內(nèi)壁與平臺對應(yīng)的位置也銑成平臺結(jié)構(gòu)。
[0010]兩對平臺相對可以有效確保2軸伸縮滑塊沿2軸移動時不會繞軸向轉(zhuǎn)動，保證了移動的平穩(wěn)。
[0011]進一步的，2軸伸縮滑塊的背對主桁架前部的一側(cè)通過第二螺釘固定有鎖緊彈簧壓片。
[0012]鎖緊彈簧壓片可以對V槽移動滑塊施加2軸方向上的彈性力，以保障滑塊的平移運動的穩(wěn)定性，并具有鎖緊功能。
[0013]本實用新型提供了一種適用于激光氣體遙測手持機輕量化的光接收三維調(diào)整機構(gòu)，其可以方便、快捷、準確的調(diào)節(jié)探測器及濾光片在02三個方向上的位置，解決了現(xiàn)有手持機中調(diào)節(jié)機構(gòu)存在的過于復(fù)雜、笨重的技術(shù)難題。
[0014]本實用新型所述的設(shè)有光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)的激光遙測手持機采用的技術(shù)方案是:一種設(shè)有光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)的激光遙測手持機，包括一個內(nèi)設(shè)激光發(fā)射裝置的手持機機殼，手持機機殼的前端為前面板；手持機機殼內(nèi)設(shè)有呈水平設(shè)置的光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)；所述光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)的主桁架前部設(shè)在前面板上以使整個光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)與激光發(fā)射裝置構(gòu)成收發(fā)一體的光路同軸結(jié)構(gòu)。
[0015]主桁架前部安裝有中心開孔式菲涅爾透鏡，前部中心為激光準直器，三者構(gòu)成收發(fā)一體的同軸結(jié)構(gòu)。主桁架尾部為目標(biāo)物的像平面調(diào)節(jié)模塊，其可優(yōu)化改變光電探測器和窄帶濾光片與目標(biāo)物的像平面的位置關(guān)系。
[0016]本實用新型的有益效果是:本實用新型所設(shè)計的激光遙測手持機的光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)具有體積小、重量輕、安裝方便，光路可調(diào)節(jié)、結(jié)構(gòu)可鎖緊的特點；優(yōu)化了手持機內(nèi)的激光收發(fā)一體的同軸結(jié)構(gòu)，提高了光電探測器對被遙測目標(biāo)物反射光信號的接收效率，避免了復(fù)雜、笨重的光路調(diào)節(jié)系統(tǒng)。為安全巡檢人員對可能存在的易燃易爆及有害氣體泄漏點，進行遠距離光學(xué)遙測提供了一種有效的監(jiān)測手段。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)整體結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖2為本實用新型XV方向平移單元結(jié)構(gòu)視圖。
[0019]圖3為本實用新型2方向伸縮單元結(jié)構(gòu)剖面視圖。
[0020]1-像平面調(diào)節(jié)模塊，2-手持機機殼，3-光纖激光準直器，4~主桁架前部，5-前面板，6-菲涅爾透鏡，7-光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)，8-主桁架尾部，9-第一緊定螺釘，104槽移動滑塊，11~第一螺釘，12-2軸伸縮滑塊，13- “0”形彈簧，14-光電探測器，15-第二緊定螺釘，16-平臺，17-工藝孔，18-梯形滑槽，19-第一球頭緊定螺釘，20-窄帶濾光片，21-第二螺釘，22-鎖緊彈簧壓片，23-第二球頭緊定螺釘。

【具體實施方式】
[0021]一種光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)，包括一個錐形主桁架，錐形主桁架中心軸為2軸；呈環(huán)狀的主桁架前部4安裝有中心開孔式菲涅爾透鏡6，菲涅爾透鏡6中心孔安裝有光纖激光準直器3，呈環(huán)狀的主桁架尾部8內(nèi)設(shè)有像平面調(diào)節(jié)模塊1 ；所述像平面調(diào)節(jié)模塊1包括一個呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)且穿過主桁架尾部8設(shè)置的可沿錐形主桁架中心軸方向移動的2軸伸縮滑塊12 ；主桁架尾部8環(huán)體上下各開有一個螺孔，2軸伸縮滑塊12外表面與兩個螺孔對應(yīng)的位置開有一個梯形滑槽18，穿過螺孔均設(shè)有一個與梯形滑槽18相配合的球頭緊定螺釘；所述梯形滑槽18可將球頭緊定螺釘對其施加的徑向力轉(zhuǎn)換為2軸向力；2軸伸縮滑塊12背對主桁架前部4的一端伸出主桁架尾部8且該端外壁上在X、V軸方向分別開有一個螺孔，螺孔內(nèi)各設(shè)有一個緊定螺釘，2軸伸縮滑塊12內(nèi)側(cè)固定有“0”形彈簧13，“0”形彈簧13與一對緊定螺釘之間支撐有一個V槽移動滑塊103槽移動滑塊10外表面上對應(yīng)一對緊定螺釘?shù)奈恢镁_有可供緊定螺釘滑動的^形槽”槽移動滑塊10的中心呈通孔結(jié)構(gòu)，通孔內(nèi)安裝有窄帶濾光片20，通孔內(nèi)位于窄帶濾光片20背對主桁架前部4一側(cè)的位置固定設(shè)有光電探測器14。
[0022]2軸伸縮滑塊12設(shè)有緊定螺釘?shù)耐獗砻鎱^(qū)域銑成沿2軸走向的平臺16 ；主桁架尾部8內(nèi)壁與平臺16對應(yīng)的位置也銑成平臺結(jié)構(gòu)。
[0023]2軸伸縮滑塊12的背對主桁架前部4的一側(cè)通過第二螺釘21固定有鎖緊彈簧壓片22。
[0024]鎖緊彈簧壓片22固定在2軸伸縮滑塊12的環(huán)面上，其中一部分位于2軸伸縮滑塊12中心孔位置，可以對卩槽移動滑塊10進行鎖緊，如圖3所示。
[0025]所述2軸伸縮滑塊12的環(huán)壁上開有工藝孔17，穿過工藝孔17設(shè)有用于固定“0”形彈簧13的第一螺釘11。工藝孔17整個穿過2軸伸縮滑塊12的環(huán)壁，工藝孔17兩個作用:①機加工時，鉆頭和絲錐必須穿過它，才能加工螺釘11的螺孔，②螺絲刀必須穿過它，才能緊固第一螺釘11。
[0026]所述梯形滑槽18角度為60。。該角度的梯形滑槽18調(diào)節(jié)更加平穩(wěn)精確，尤其適用于光學(xué)裝置的微調(diào)。梯形滑槽剖視圖看上去像兩個，但是實際只有一個，是梯形結(jié)構(gòu)繞2軸旋轉(zhuǎn)加工而成。主桁架尾部8內(nèi)壁與平臺16對應(yīng)的位置也銑成平臺，二者緊密配合保證移送的平穩(wěn)。
[0027]—種采用光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)的激光遙測手持機，包括一個內(nèi)設(shè)激光發(fā)射裝置的手持機機殼2，手持機機殼2的前端為前面板5 ；手持機機殼2內(nèi)設(shè)有呈水平設(shè)置的光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)7 ；所述光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)7的主桁架前部4設(shè)在前面板5上以使整個光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)7與激光發(fā)射裝置構(gòu)成收發(fā)一體的光路同軸結(jié)構(gòu)。
[0028]以下結(jié)合附圖實施對本發(fā)明進一步詳細描述。
[0029]如圖1，所示，本發(fā)明的光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)整體7位于激光遙測手持機外殼2內(nèi)，其主體為鋁合金材料整體加工而成的錐形主桁架，桁架的三角式排列，可在保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的同時，減少其自身重量。桁架固定于手持機的前面板5上，主桁架前部4安裝有中心開孔式菲涅爾透鏡6，前部中心為光纖激光準直器3，構(gòu)成收發(fā)一體的光路同軸結(jié)構(gòu)。主桁架尾部8為目標(biāo)物的像平面調(diào)節(jié)模塊1，其可分為XV方向平移單元(圖2?、2方向伸縮單元(圖3?。XV方向平移單元的調(diào)節(jié)主要是通過V槽移動滑塊10、“0”形彈簧13、鎖緊彈簧壓片22、一對球頭緊定螺釘(115)實現(xiàn)的。首先將探測器14、窄帶濾光片20粘接于7槽移動滑塊上。通過工藝孔17，用螺釘11把“0”形彈簧固定于2軸伸縮滑塊12內(nèi)側(cè)，再將V槽移動滑塊嵌入“0”形彈簧與2軸伸縮滑塊之間，由兩球頭緊定螺釘分別從X方向和V方向上頂住滑塊兩側(cè)V槽。調(diào)節(jié)第二緊定螺釘15，與其相對應(yīng)的“0”形彈簧支臂，可在滑塊的平面端滑動并發(fā)生形變，并提供反作用彈性力，從而實現(xiàn)微調(diào)，以改變V槽移動滑塊在X方向上的位置，同樣調(diào)節(jié)第一緊定螺釘9，可改變V槽移動滑塊在V方向上的位置，從而微調(diào)探測器及濾光片在XV方向上的位置。鎖緊彈簧壓片22由第二螺釘21固定于2軸伸縮滑塊12上，對V槽移動滑塊10施加2軸方向上的彈性力，以保障滑塊的平移運動的穩(wěn)定性，并具有鎖緊功能。2方向伸縮單元的調(diào)節(jié)主要是通過60。梯形滑槽18和主桁架尾部的一對球頭緊定螺釘(1123)實現(xiàn)的。梯形滑槽可將球頭緊定螺釘對其施加的徑向力轉(zhuǎn)換為軸向力，從而帶動2軸伸縮滑塊12移動，實現(xiàn)光電探測器14及濾光片20在2軸方向的微調(diào)。兩球頭緊定螺釘各自產(chǎn)生的不同方向的軸向力，在微調(diào)結(jié)束后，也可鎖緊2軸伸縮滑塊的移動。2軸伸縮滑塊側(cè)面的平臺16與主桁架尾部內(nèi)側(cè)的平臺對應(yīng)裝配，以保障2軸伸縮滑塊沿2軸方向平移運動時，不會繞2軸轉(zhuǎn)動。
【權(quán)利要求】
1.一種光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特征在于，包括一個錐形主桁架，錐形主桁架中心軸為Z軸；呈環(huán)狀的主桁架前部(4)安裝有中心開孔式菲涅爾透鏡(6)，菲涅爾透鏡(6)中心孔安裝有光纖激光準直器(3)，呈環(huán)狀的主桁架尾部(8)內(nèi)設(shè)有像平面調(diào)節(jié)模塊(I);所述像平面調(diào)節(jié)模塊(I)包括一個呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)且穿過主桁架尾部(8 )設(shè)置的可沿錐形主桁架中心軸方向移動的Z軸伸縮滑塊(12);主桁架尾部(8)環(huán)體上下各開有一個螺孔，Z軸伸縮滑塊(12)外表面與兩個螺孔對應(yīng)的位置開有一個梯形滑槽(18)，穿過螺孔均設(shè)有一個與梯形滑槽(18)相配合的球頭緊定螺釘；所述梯形滑槽(18)可將球頭緊定螺釘對其施加的徑向力轉(zhuǎn)換為Z軸向力；Z軸伸縮滑塊(12)背對主桁架前部(4)的一端伸出主桁架尾部(8)且該端外壁上在X、Y軸方向分別開有一個螺孔，螺孔內(nèi)各設(shè)有一個緊定螺釘，Z軸伸縮滑塊(12)內(nèi)側(cè)固定有“C”形彈簧(13)，“C”形彈簧(13)與一對緊定螺釘之間支撐有一個V槽移動滑塊(10)，V槽移動滑塊(10)外表面上對應(yīng)一對緊定螺釘?shù)奈恢镁_有可供緊定螺釘滑動的V形槽槽移動滑塊(10)的中心呈通孔結(jié)構(gòu)，通孔內(nèi)安裝有窄帶濾光片(20)，通孔內(nèi)位于窄帶濾光片(20)背對主桁架前部(4) 一側(cè)的位置固定設(shè)有光電探測器(14)。
2.如權(quán)利要求1所述的光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特征在于，Z軸伸縮滑塊(12)設(shè)有緊定螺釘?shù)耐獗砻鎱^(qū)域銑成沿Z軸走向的平臺(16);主桁架尾部(8)內(nèi)壁與平臺(16)對應(yīng)的位置也銑成平臺結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特征在于，Z軸伸縮滑塊(12)的背對主桁架前部(4)的一側(cè)通過第二螺釘(21)固定有鎖緊彈簧壓片(22)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特征在于，所述Z軸伸縮滑塊(12)的環(huán)壁上開有工藝孔(17)，穿過工藝孔(17)設(shè)有用于固定“C”形彈簧(13)的第一螺釘(11)。
5.如權(quán)利要求3所述的光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特征在于，所述Z軸伸縮滑塊(12)的環(huán)壁上開有工藝孔(17)，穿過工藝孔(17)設(shè)有用于固定“C”形彈簧(13)的第一螺釘(11)。
6.如權(quán)利要求1或2所述的光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特征在于，所述梯形滑槽(18)角度為60。。
7.如權(quán)利要求3所述的光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特征在于，所述梯形滑槽(18)角度為60°。
8.如權(quán)利要求4所述的光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特征在于，所述梯形滑槽(18)角度為60°。
9.如權(quán)利要求5所述的光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)，其特征在于，所述梯形滑槽(18)角度為60°。
10.一種采用如權(quán)利要求1所述光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)的激光遙測手持機，包括一個內(nèi)設(shè)激光發(fā)射裝置的手持機機殼(2)，手持機機殼(2)的前端為前面板(5);其特征在于，手持機機殼(2)內(nèi)設(shè)有呈水平設(shè)置的光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)(7);所述光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)(7)的主桁架前部(4)設(shè)在前面板(5)上以使整個光接收調(diào)節(jié)機構(gòu)(7)與激光發(fā)射裝置構(gòu)成收發(fā)一體的光路同軸結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】G01N21/39GK204228604SQ201420756537
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月6日
【發(fā)明者】袁松 申請人:山西中科華儀科技有限公司