激光驱鸟器

摘要

本发明提供了一种激光驱鸟器，包括：箱体(10)；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)；激光发射单元，设置在箱体(10)内，激光发射单元包括：激光源(61)和光学变换单元，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；控制器，用于控制激光源。本发明的激光驱鸟器填补了低光、低空条件下的驱鸟手段的空白，可有效地驱赶站在跑道和/或草地上的鸟类。同时，激光扫描光束朝向水平面下方进行扫描，不会妨碍飞行员的视线，保证了飞行安全。

权利要求

1.一种激光驱鸟器，其特征在于，包括：

箱体(10)；

转塔(20)，可枢转地设置在所述箱体(10)上，所述转塔(20)上具有透明窗口(21)；

激光发射单元，设置在所述箱体(10)内，激光发射单元包括：激光源(61)和光学变换单元，所述激光源(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所述透明窗口(21)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。

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(62)和望远镜(63)，所述激光光束射入所述显微镜(62)，再进入所述望远镜(63)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，在所述显微镜(62)和望远镜(63)之间依次设有第一反射镜(64)和第二反射镜(65)。

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(61)和所述显微镜(62)之间设有第三反射镜(66)。

5.根据权利要求1所述的激光驱鸟器，其特征在于，还包括：俯仰扫射反射镜(41)，可枢转地设置在所述箱体(10)内，并与所述转塔(20)的透明窗口(21)相对设置，所述激光扫描光束经过所述俯仰扫射反射镜(41)的反射后从所述转塔(20)的透明窗口(21)中射出。

6.根据权利要求1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停机信号给所述控制器。

7.根据权利要求1所述的激光驱鸟器，其特征在于，所述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152mm，且所述光束为绿色光束。

说明书

激光驱鸟器

技术领域

[0001] 本发明涉及激光驱鸟技术领域，具体而言，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)，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，且夜间也低光条件下不适用；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。

发明内容

[0007] 本发明旨在提供一种在低光、低空条件下能有效驱鸟的激光驱鸟器。

[0008] 为了实现上述目的，本发明提供了一种激光驱鸟器，包括：箱体；转塔，可枢转地设置在箱体上，转塔上具有透明窗口；激光发射单元，设置在箱体内，激光发射单元包括：激光源和光学变换单元，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透明窗口中射出以进行扫描，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。

[0009] 进一步地，光学变换单元包括：显微镜和望远镜，激光光束射入显微镜，再进入望远镜从而形成激光扫描光束。

[0010] 进一步地，在显微镜和望远镜之间依次设有第一反射镜和第二反射镜。

[0011] 进一步地，在激光源和显微镜之间设有第三反射镜。

[0012] 进一步地，本发明的激光驱鸟器还包括：俯仰扫射反射镜，可枢转地设置在箱体内，并与转塔的透明窗口相对设置，激光扫描光束经过俯仰扫射反射镜的反射后从转塔的透明窗口中射出。

[0013] 进一步地，本发明的激光驱鸟器还包括：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。

[0014] 进一步地，扫描光束使用规格为波长532nm、功率500mw的光束，光束的直径为152mm，且光束为绿色光束。

[0015] 在本发明的技术方案中，激光驱鸟器包括：箱体、转塔、激光发射单元和控制器。其中，转塔可枢转地设置在箱体上，转塔上具有透明窗口；激光发射单元设置在箱体内，激光发射单元包括：激光源和光学变换单元，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透明窗口中射出以进行扫描，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。本发明的激光驱鸟器安装在机场跑道的一侧，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，由于激光最能刺激鸟类的视觉，本发明的激光驱鸟器可有效地驱赶站在跑道和/或草地上的鸟类。同时，激光扫描光束朝向水平面下方进行扫描，不会妨碍飞行员的视线，保证了飞行安全。

附图说明

[0016] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0017] 图1示出了根据本发明的激光驱鸟器的实施例一的外部结构示意图；

[0018] 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；

[0019] 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；

[0020] 图4示出了图1的激光驱鸟器的内部光路示意图；

[0021] 图5示出了根据本发明的激光驱鸟器的实施例二的内部光路示意图；

[0022] 图6示出了根据本发明的激光驱鸟器的实施例三的内部光路示意图；

[0023] 图7示出了图1的激光驱鸟器的箱体的内部结构示意图；

[0024] 图8示出了图1的激光驱鸟器的转塔的内部结构示意图；以及

[0025] 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

[0026] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

[0027] 图1示出了根据本发明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；激光发射单元设置在箱体10内，激光发射单元包括：激光源61和光学变换单元，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。

[0028] 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152mm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2.5km，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时都能有效驱鸟，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。由于激光最能刺激鸟类的视觉，本发明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。

[0029] 如图1所示，左侧面板为激光驱鸟器的控制器，右侧面板上配备为空调，前后面板可以开合，便于检查和维修。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。

[0030] 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1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发出的激光光束射入显微镜62，再进入望远镜63从而形成激光扫描光束。

[0031] 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
152mm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≥10urad，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俯仰扫射反射镜41的反射作用，最终从透明窗口21发射出去，如图4所示。

[0032] 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152mm，且激光密度均匀，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。

[0033] 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。

[0034] 如图5所示，实施例二的激光驱鸟器与实施例一的区别在于，在显微镜62和望远镜63之间依次设有第一反射镜64和第二反射镜65。在激光源61和显微镜62之间设有第三反射镜66。第一反射镜64、第二反射镜65和第三反射镜66使得光学变换单元的设置位置可以更加灵活。

[0035] 如图6所示，实施例三的激光驱鸟器与实施例二的区别在于，在箱体10内还设有摄像头50，激光驱鸟器的外部影像通过俯仰扫射反射镜41、反射镜52、反射镜53及透镜51(例如光学变焦的镜头)射入摄像头50内，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，同时也便于该摄像头50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。

[0036] 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，根据本发明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，第二电机42又称为俯仰角步进电机，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高度。

[0037] 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啮合的第二齿盘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，导轮313使转盘在多个导轮313限定的空间内转动。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/s。

[0038] 如图8所示，本实施例的激光驱鸟器的俯仰扫射反射镜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的窗口21中射出，该俯仰扫射反射镜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。

[0039] 利用第二电机42控制俯仰扫射反射镜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。俯仰扫射反射镜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。具体地，第二电机42与安装架46之间设有驱动连接组件，该驱动连接组件包括：连接套筒43、螺杆44和连接件45。其中，连接套筒43的第一端与第二电机42的输出轴驱动连接，连接套筒43的第二端具有内螺纹；螺杆44的第一端与套筒的第二端的内螺纹配合，螺杆44的第二端具有连接件45；连接件45铰接到安装架46的第一枢轴上，安装架46在连接件45的驱动下绕第二枢轴摆动。优选地，连接件45为叉形件，利用销轴与安装架46铰接，上述连接方式结构简单并且连接可靠。

[0040] 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。

[0041] 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，控制器包括一块CPU电路板、一个方位角轴电路板、一块俯仰角轴电路板和一个激光电路开关组成。

[0042] 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。

[0043] 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。

[0044] 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：

[0045] 电学系统日常供电为220V/50Hz/1.2kw，空调启动时为2.2kw，拥有接地线、保险丝和避雷针。激光驱鸟器供电后，控制面板上的黄色指示灯会亮起，当总开关闭合后，绿色通电指示灯亮起。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IBOOT(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70分钟。该设备也可通过IBOOT远程网络断电，省去去机器旁边重启系统的麻烦。该系统给关键部件都装有接地线，能有效避免雷击。

[0046] 根据本发明的上述实施例可以看出，本发明的激光驱鸟器具有如下优点：

[0047] 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。

[0048] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。