機(jī)場(chǎng)激光驅(qū)鳥器掃描系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

摘要：介紹了機(jī)場(chǎng)激光驅(qū)鳥器掃描系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容，即系統(tǒng)原理、功能、特點(diǎn)、組成及各分系統(tǒng)設(shè)計(jì)；分析了系統(tǒng)的要求和使用條件，對(duì)直流電機(jī)選型進(jìn)行計(jì)算及校核，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性和可靠性。
關(guān)鍵詞：驅(qū)鳥器；直流電機(jī)；轉(zhuǎn)矩；慣量

0 引言
近年來，隨著國(guó)內(nèi)外生態(tài)環(huán)境的改善和人民保護(hù)鳥類的意識(shí)的提高，鳥類越來越多。這給世界和中國(guó)軍民用航空業(yè)卻帶來了災(zāi)難。機(jī)場(chǎng)采取了各種各樣的驅(qū)鳥措施，并且起到了一定的效果。但現(xiàn)在世界范圍內(nèi)還沒有一種能解決全空域、全時(shí)間段的全能手段來驅(qū)鳥。驅(qū)鳥是一個(gè)世界性難題，是一個(gè)目前亟待解決的難題。
機(jī)場(chǎng)激光驅(qū)鳥器掃描系統(tǒng)主要用以控制光線在機(jī)場(chǎng)允許范圍內(nèi)均勻掃描，刺激恐嚇鳥類，使其不敢在機(jī)場(chǎng)降落、盤旋、停留，達(dá)到保護(hù)航空安全，維護(hù)乘客的財(cái)產(chǎn)和生命安全的目的。

1 技術(shù)指標(biāo)
掃描半徑：1500m(平直跑道)；
方位掃描范圍：-120°～+120°；
俯仰掃描范圍：-4°～+2°；
方位在-120°～+120°范圍內(nèi)做勻速(1°／s)重復(fù)掃描；
俯仰在-4°～+2°范圍內(nèi)做勻速(1°／s)重復(fù)掃描。

2 系統(tǒng)原理、功能、特點(diǎn)及組成
2．1 工作原理
系統(tǒng)根據(jù)上位機(jī)的設(shè)定及指令，能夠自動(dòng)控制轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行方位、高低轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠自動(dòng)控制光線掃描范圍、光斑停留位置和停留時(shí)間，原理框圖見圖1。

2．2 系統(tǒng)功能
控制機(jī)柜內(nèi)部的激光器發(fā)射出激光，經(jīng)擴(kuò)束管擴(kuò)束后向上射入反射鏡，反射鏡由轉(zhuǎn)臺(tái)帶動(dòng)進(jìn)行高低方位運(yùn)動(dòng)，反射出的激光在機(jī)場(chǎng)允許范圍內(nèi)均勻掃描，刺激、恐嚇鳥類，使其不敢在機(jī)場(chǎng)停留，保護(hù)航空安全，維護(hù)乘客的財(cái)產(chǎn)和生命。
2．3 系統(tǒng)特點(diǎn)
(1)連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)，可靠性要求高；
(2)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速低，要求低速平穩(wěn)性好，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)精度高；
(3)由于采用激光系統(tǒng)，要求該系統(tǒng)安全可靠性高。
2．4 系統(tǒng)組成
該系統(tǒng)由以下幾個(gè)分組成：方位伺服系統(tǒng)、高低伺服系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、反射鏡系統(tǒng)、防護(hù)罩、回轉(zhuǎn)支撐等。系統(tǒng)組成見圖2。

方位伺服系統(tǒng)包括方位電機(jī)、方位驅(qū)動(dòng)器、方位減速器、方位傳感器、回轉(zhuǎn)主軸。
高低伺服系統(tǒng)包括高低電機(jī)、高低驅(qū)動(dòng)器、高低減速器、高低傳感器、高低軸系。
控制系統(tǒng)由控制器、數(shù)據(jù)運(yùn)算單元、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、數(shù)據(jù)通訊單元、接口單元、AD／DA轉(zhuǎn)換單元、DA轉(zhuǎn)換單元、脈沖發(fā)生單元等組成。
反射鏡系統(tǒng)包括反射鏡和支撐。
防護(hù)罩包括上罩體和下罩體。
2．5 使用條件
工作環(huán)境：室外；
工作溫度：-10℃～+40℃；
儲(chǔ)存溫度：-20℃～+50℃。