一种远程控制的激光扩束镜设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种远程控制的激光扩束镜设备，包括激光扩束镜和控制装置，所述激光扩束镜包括第一电机和第二电机；所述控制装置包括WIFI模块、电机控制模块和人机交互界面；所述人机交互界面通过所述移动终端与所述WIFI模块无线通信连接，所述WIFI模块分别与所述第一控制器和所述第二控制器通信连接，所述控制芯片分别与所述第一控制器和所述第二控制器通信连接，并且分别与所述第一电机和所述第二电机电连接。通过设于所述移动终端内的人机交互界面发送控制指令控制所述激光扩束镜，从而不仅降低了所述激光扩束镜的使用成本，而且可以实现所述激光扩束镜的远程控制，从而方便用户使用所述激光扩束镜，进而提高用户的使用体验。
【专利说明】
一种远程控制的激光扩束镜设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种激光扩束镜，具体为一种远程控制的激光扩束镜设备。
【背景技术】
[0002]在激光设备领域，激光扩束镜主要有两个用途:扩展激光束的直径和减小激光束的发散角。因此，激光扩束镜经常被用于远距离照明或投影，以及聚焦系统等领域。在激光扩束镜内，被扩束的光束的发散角与扩束比成反比例变化;而且，与未经扩束的光束相比，扩束后的光束可被聚焦得更小。
[0003]目前市场上的激光扩束镜大部分是手动扩束镜，需要通过人工的方式控制激光扩束镜的工作；而且，作为手动扩束镜的改进，利用计算机控制的电动扩束镜也逐渐进入市场，并受到人们的关注。
[0004]于2012年2月29日公开，公开号为CN102590151A的专利公开了一种基于无线传输模式的烟雾透过率的激光测量。其原理是激光器出光后经过分光器分为参考光束，测量光束两光束，参考光束在激光器发射端内部经光电转换后形成参考光电信号进入数据米集系统即计算机，为满足远程透过率测量的要求，激光器光束必须经过扩束镜以减小发散角，扩束后的测量光束经过大气远距离传输后进入接收端探测器，形成的电信号经无线发射模块传输至激光发射端的无线接收模块上，进入数据采集系统的计算机，形成接收端电信号，参考光电信号和接收端电信号的比值形成烟雾释放前的电压比，释放烟雾后，再次得到参考光电信号和接收端电信号的比值，烟雾释放前后的电压比值之比即为烟雾的透过率。
[0005]而且，请参阅图1，专利号为200820215949.3的中国专利公开了一种电动扩束镜。所述电动扩束镜利用计算机控制其工作，可以实现电动控制扩束镜连续变换倍率或调节发散度。
[0006]但是，通过专利号为200820215949.3和公开号为CN102590151A的专利，现有存在的计算机控制的电动扩束镜依然存在如下技术问题:
[0007]—、电路部分:在定位速度上，所述电动扩束镜需要等待一台电机执行完命令后，另一台电机才开始执彳丁命令，不利于工作效率的提尚;
[0008]二、结构部分:所述电动扩束镜的结构较为复杂，并不利于控制盒和扩束镜在狭小的机器内部空间中固定安装;而且，使用计算机操作控制，也会增加生产成本；
[0009]三、控制部分:所述电动扩束镜中所用计算机只用来对数据采集并分析，并没有对扩束镜及其他设备进行实时控制；而且，计算机的体积较大，占用空间位置，移动安装不方便，难实现远程控制，并且增加了使用成本。
[0010]因此，有必要提供一种能够解决上述技术问题的远程控制的激光扩束镜设备及其远程驱动方法。
【实用新型内容】
[0011]本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种远程控制的激光扩束镜设备。
[0012]本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的:一种远程控制的激光扩束镜设备，包括激光扩束镜和控制所述激光扩束镜的控制装置，所述激光扩束镜包括控制镜片移动的第一电机和第二电机;所述控制装置包括用于与移动终端无线连接的WIFI模块、控制所述第一电机和所述第二电机的电机控制模块以及用于输入控制指令的人机交互界面;所述人机交互界面通过所述移动终端与所述WIFI模块无线通信连接，所述WIFI模块与所述电机控制模块通信连接，所述电机控制模块分别与所述第一电机和所述第二电机电连接。
[0013]优选地，所述电机控制模块包括相互之间进行边沿信号通信连接的第一控制器和第二控制器，以及分别与所述第一电机和所述第二电机电连接的控制芯片。
[0014]优选地，所述WIFI模块分别与所述第一控制器和所述第二控制器通信连接，所述控制芯片分别与所述第一控制器和所述第二控制器通信连接，并且分别与所述第一电机和所述第二电机电连接。
[0015]优选地，所述第一控制器的roe引脚与所述第二控制器的普通端口pci通信连接从而实现所述边沿信号的传输。
[0016]优选地，所述第一电机和所述第二电机均为带有编码器的直流电机。
[0017]优选地，所述激光扩束镜包括提供收容空间的壳体，所述壳体内形成有相互连通的第一收容空间和第二收容空间，所述第一电机和所述第二电机设置于所述第一收容空间内，所述第二收容空间内设置有前镜架和后镜架，所述第一电机驱动所述前镜架沿所述激光扩束镜的轴线方向移动，所述第二电机驱动所述后镜架沿所述激光扩束镜的轴线方向移动。
[0018]优选地，所述激光扩束镜的第一收容空间内设有WIFI模块安装板，所述WIFI模块固定于所述WIFI模块安装板上。
[0019]本实用新型的有益效果是:所述远程控制的激光扩束镜设备，通过设于所述移动终端内的人机交互界面发送控制指令控制所述激光扩束镜，从而不仅降低了所述激光扩束镜的使用成本，而且可以实现所述激光扩束镜的远程控制，从而方便用户使用所述激光扩束镜，进而提高用户的使用体验。
[0020]此外，所述控制装置内，所述第一控制器和所述第二控制器分别通过所述控制芯片控制所述第一电机和所述第二电机工作，从而实现同时控制所述第一电机和所述第二电机一起执行命令，从而提高所述激光扩束镜的工作效率，节约工作时间。
[0021]再者，所述人机交互界面设计为每次只能输入一个控制指令，从而防止用户误发控制指令，确保系统执行命令时不会出错;而且，所述控制装置会将所述执行完成信息通过所述WIFI模块发送至所述人机交互界面，从而使得用户可以通过所述人机交互界面方便地获取所述激光扩束镜反馈的信息及提示，不仅能够进一步地防止用户误触发控制指令，而且还可以进一步提高所述激光扩束镜的用户体验效果。
【附图说明】
[0022]图1是现有技术的激光扩束镜设备的连接示意图；
[0023]图2是本实用新型实施例提供的远程控制的激光扩束镜设备的连接示意图；
[0024]图3是图2所示远程控制的激光扩束镜设备中激光扩束镜沿轴线方向的剖面结构示意图；
[0025]图4是图3所示激光扩束镜沿A-A线的剖面结构示意图；
[0026]图5是图4所示激光扩束镜中沿B-B线的剖面结构示意图；
[0027]图6是图2所示远程控制的激光扩束镜设备中控制装置的连接示意图；
[0028]图7是图6所示控制装置的电路连接示意图；
[0029]图8是图2所示远程控制的激光扩束镜设备的控制流程图；
[0030]图9是本实用新型提供的图2所示远程控制的激光扩束镜设备的远程驱动方法的流程框图。
[0031 ]图中:100、激光扩束镜，200、移动终端，1、第一电机，2、第二电机，3、后端盖，4、夕卜镜壳，5、外镜筒，6、电路板，7、内镜管，8、WIFI模块安装板，9、电源接口，10、天线，11、镜座，
12、滑杆，13、前镜架，14、后镜架，15、短丝杆，16、长丝杆，17、WIFI模块，18、电机控制模块，19、人机交互界面，181、第一控制器，182、第二控制器，183、控制芯片。
【具体实施方式】
[0032]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0033]请同时参阅图2、图3、图4和图5，图2是本实用新型实施例提供的远程控制的激光扩束镜设备的连接示意图，图3是图2所示远程控制的激光扩束镜设备中激光扩束镜沿轴线方向的剖面结构示意图，图4是图3所示激光扩束镜沿A-A线的剖面结构示意图，图5是图4所示激光扩束镜中沿B-B线的剖面结构示意图。本实用新型提供的远程控制的激光扩束镜设备包括用于激光扩束的激光扩束镜100和控制所述激光扩束镜100的控制装置。其中，所述激光扩束镜100的结构整体为同轴线固定的圆柱形结构，且所述轴线是所述激光扩束镜100的光轴。
[0034]所述激光扩束镜100包括提供收容空间的壳体，以及设于所述壳体内部的第一电机1、第二电机2和三组镜片(未标示)。其中，所述第一电机I和所述第二电机2分别带动所述三组镜片进行移动;而且，所述三组镜片之间的距离不同，输出的同一束激光的光斑大小也不同，从而实现所述激光扩束镜100的激光扩束目的。优选地，所述第一电机I和所述第二电机2均为带有编码器的直流电机，所述编码器可以通过发出特定脉冲数监测所述直流电机的转速。
[0035]所述壳体包括围成第一收容空间的后端盖3和外镜壳4，以及围成第二收容空间的外镜筒5。其中，所述外镜壳4和所述外镜筒5均具有圆柱形结构；而且，所述外镜壳4的一端与所述外镜筒5固定连接，所述外镜壳4的另一端与所述后端盖3固定连接。所述第一收容空间和所述第二收容空间相互之间贯通。
[0036]在所述激光扩束镜100的第一收容空间内，所述激光扩束镜100还包括靠近所述后端盖3固定设置的电路板6、通过所述后端盖3与外界连通的内镜管7和固定于所述外镜壳4和所述外镜筒5连接处的WIFI模块安装板8。其中，所述电路板6的边缘固定于所述外镜壳4的内壁。应当理解，所述电路板6可以具有圆形结构，从而使得所述电路板6的周缘与所述外镜壳4的内壁固定连接。而且，所述内镜管7贯穿所述电路板6与所述后端盖3固定。应当理解，所述后端盖3上应该形成有与所述内镜管7连通的第一通孔，使得所述内镜管7可以将激光引出。而且，所述内镜管7上支撑有一组所述镜片。
[0037]在本实施例中，所述第一电机I和所述第二电机2设置于所述第一收容空间内，且所述第一电机I和所述第二电机2分别与所述电路板6电连接。
[0038]其中，所述外镜壳4上还设有电源接口9和天线10。所述电源接口9和所述天线10分别与所述电路板6电连接。在本实施例中，在所述外镜壳4上设置一个所述电源接口 9，不仅可以节省所述激光扩束镜100的内部空间，还可以节约成本。
[0039]在所述激光扩束镜100的第一收容空间和第二收容空间的连接处，即所述外镜壳4和所述外镜筒5连接处，所述激光扩束镜100还包括隔离所述第一收容空间和所述第二收容空间的镜座11。在本实施例中，所述WIFI模块安装板8固定在所述镜座11上。
[0040]应当理解，所述镜座11上设有连通所述第一收容空间和所述第二收容空间的第二通孔。优选地，所述第二通孔与所述内镜管7同轴心设置。
[0041]在所述激光扩束镜100的第二收容空间内，所述激光扩束镜100还包括一对平行间隔设置的滑杆12、分别活动固定在所述一对滑杆12上的前镜架13和后镜架14、驱动所述前镜架13移动的短丝杆15和驱动所述后镜架14的长丝杆16。其中，所述一对滑杆12的两端分别与所述外壳固定连接，且分别平行于所述激光扩束镜100的轴线设置。而且，所述前镜架13和所述后镜架14分别支撑一组所述镜片。
[0042]在本实用新型提供的激光扩束镜内，所述第一电机I通过控制所述短丝杆15驱动所述前镜架13沿所述激光扩束镜100的轴线方向移动，所述第二电机2通过控制所述长丝杆16驱动所述后镜架14沿所述激光扩束镜100的轴线方向移动。在本实施例中，所述第一电机I和所述第二电机2可以通过正转或反转来控制所述镜片在有效范围内来回移动，从而实现所述镜片对光源进行聚焦或扩散。
[0043]进一步地，在所述外镜筒5远离所述外镜壳4的一端还设置有第三通孔。其中，所述第三通孔与所述镜座11的第二通孔和所述后端盖3的第一通孔分别沿所述激光扩束镜100的轴线同轴设置。
[0044]需要说明的是，所述内镜管7、所述前镜架13和所述后镜架14支撑的所述三组镜片分别沿所述激光扩束镜100的轴线同轴设置。而且，所述三组镜片通过所述第一通孔、所述内镜管7、所述第二通孔和所述第三通孔在所述激光扩束镜100内部形成激光传播的路径，即在沿所述激光扩束镜100的光轴方向形成光路。
[0045]请同时参阅图6和图7，图6是图2所示远程控制的激光扩束镜设备中控制装置的连接示意图，图7是图6所示控制装置的电路连接示意图。所述控制装置设置在所述激光扩束镜100内部，并包括与移动终端200无线连接的WIFI模块17、控制所述第一电机I和所述第二电机2的电机控制模块18以及用于输入控制指令的人机交互界面19 ο在本实施例中，所述WIFI模块17固定于所述WIFI模块安装板8，且分别与所述电路板6和所述电机控制模块18电连接。可选择地，所述电机控制模块18可以设置在所述第一电机I和所述第二电机2上。在本实施例中，所述W1-Fi模块17是型号为STW100PL的无线模块，支持802.1 lb/g/n 2.4GHz，采用现行主流的WPA2加密技术提供安全保证。
[0046]所述电机控制模块18包括相互之间进行边沿信号通信连接的第一控制器181和第二控制器182，以及控制所述第一电机I和所述第二电机2的控制芯片183。在本实施例中，所述第一控制器181和所述第二控制器182均为特定型号的单片机，所述控制芯片183为特定型号的功率芯片。
[0047]在所述控制装置内，所述WIFI模块17分别与所述第一控制器181和所述第二控制器182通信连接。具体地，所述WIFI模块17的发送数据的引脚(TXD引脚)分别与所述第一控制器181的接收数据的引脚(RXD引脚)和所述第二控制器182的RXD引脚电连接;而且，所述WIFI模块17的RXD引脚与所述第一控制器181的TXD引脚电连接。
[0048]所述第一控制器181的PD6引脚与所述第二控制器182的普通端口PCl通信连接从而实现所述边沿信号的传输。具体地，所述第二控制器182的普通端口 PCl将所述边沿信号发送至所述第一控制器181的roe引脚，且所述第一控制器181的roe引脚设置为输入捕捉端口；当所述第二控制器182已经执行完命令后，可以通过输入捕捉所述第二控制器182的普通端口 PCl发出的边沿信号从而发出中断通知至所述第一控制器181。
[0049]所述控制芯片183分别与所述第一控制器181和所述第二控制器182通信连接，而且可以控制两路信号的输入和输出，从而分别控制所述第一电机I和所述第二电机2工作。具体地，所述控制芯片183的第一输入端口与所述第一控制器181的PB3端口通信连接，所述控制芯片183的第二输入端口与所述第二控制器182的端口通信连接。所述第一控制器181和所述第二控制器18 2的端口分别输出脉冲宽度调制(PWM)方波信号至所述控制芯片183的第一输入端口和第二输入端口，从而调节所述控制芯片183的占空比，改变所述第一电机I和所述第二电机2的速度。在本实施例中，所述第一输入端口是8脚的输入端口，所述第二端口是16脚的输入端口。
[0050]进一步地，当所述第一电机I和所述第二电机2工作时，所述第一电机I的编码器将特定脉冲数发送至所述第一控制器181的PD3接口，所述第二电机2的编码器将特定脉冲数发送所述第二控制器182的TO3接口。从而使得所述第一控制器181和所述第二控制器182根据接收的脉冲数分别控制所述第一电机I和所述第二电机2的正转或反转的速度，进而通过控制所述前镜架13和所述后镜架14而调节所述三个镜片之间的距离，实现所述三个镜片之间位置的精确电动控制。
[0051]所述人机交互界面19设于所述移动终端200内，并通过所述移动终端200与所述WIFI模块17无线通信连接。在本实施例中，用户可以通过所述人机交互界面19向所述WIFI模块17发送控制指令。因此，用户可以通过所述移动终端200内的人机交互界面19远程输入控制指令至所述激光扩束镜100，从而实现所述激光扩束镜100的远程控制。
[0052]请同时参阅图8和图9，图8是图2所示远程控制的激光扩束镜设备的控制流程图，图9是本实用新型提供的图2所示远程控制的激光扩束镜设备的远程驱动方法300的流程框图。本实用新型所提供的所述远程控制的激光扩束镜设备的远程驱动方法300，主要包括如下步骤:
[0053]S1、将所述移动终端200与所述激光扩束镜100的WIFI模块17无线连接，并打开所述人机交互界面19;
[0054]在步骤SI中，所述移动终端200与所述激光扩束镜100的WIFI模块17连接的过程中，需要进行用户信息的鉴权验证。即，所述移动终端200需要输入正确的WIFI密码后才能接入所述激光扩束镜100的WIFI模块17，如果所述WIFI密码错误，则所述WIFI模块17拒绝所述移动终端200的接入。
[0055]S2、通过所述人机交互界面19向所述控制装置输入控制指令；
[0056]在步骤S2中，所述人机交互界面19具有控制指令输入功能，可以向所述控制装置输入控制所述激光扩束镜100的控制指令。
[0057]其中，所述步骤S2中的控制指令包括但不限于用于控制所述激光扩束镜100进行初始化的设备初始化控制指令和改变所述第一电机I和所述第二电机2转速的变倍倍率指令。
[0058]而且，所述人机交互界面19每次只能输入一个控制指令。例如，当所述人交互界面19输入变倍倍率指令后，在所述激光扩束镜100正在执行所述变倍倍率指令的过程中，所述人机交互界面19不能输入其他的控制指令;当所述激光扩束镜100执行完成所述变倍倍率指令后，所述人机交互界面19才可以输入下一个控制指令。
[0059]S3、所述WIFI模块17将所述控制指令发送至所述电机控制模块18，从而控制所述第一电机I和所述第二电机2;
[0000]在步骤S3中，所述WIFI模块17接收所述控制指令，并将所述控制指令分别发送至所述电机控制模块18的第一控制器181和所述第二控制器182。而且，所述第一控制器181和所述第二控制器182分别通过所述控制芯片183而控制所述第一电机I和所述第二电机2工作。
[0061]S4、所述第一电机I和所述第二电机2分别发送反馈信息至所述电机控制模块18，并判断所述第一电机I和所述第二电机2是否已完成所述控制指令，如果是，则执行步骤S5;如果否，则重复步骤S3。
[0062]在步骤S4中，所述第一电机I的编码器将特定脉冲数发送至所述第一控制器181，所述第二电机2的编码器将特定脉冲数发送所述第二控制器182。所述第一控制器181和所述第二控制器182分别根据其接收到的所述特定脉冲数判断所述第一电机I和所述第二电机2是否已经完成所述控制指令。
[0063]S5、所述电机控制模块18发送执行完成信息至所述WIFI模块17，并反馈至所述人机交互界面19。
[0064]相较于现有技术，本实用新型提供的远程控制的激光扩束镜设备，通过设于所述移动终端内的人机交互界面19发送控制指令控制所述激光扩束镜100，从而不仅降低了所述激光扩束镜100的使用成本，而且可以实现所述激光扩束镜100的远程控制，从而方便用户使用所述激光扩束镜100，进而提高用户的使用体验。
[0065]而且，在所述激光扩束镜100内，所述控制装置设置所述激光扩束镜100内部，并且在所述外镜壳4上设置一个所述电源接口 9，不仅可以节省所述激光扩束镜100的内部空间，还可以节约成本。
[0066]此外，所述控制装置内，所述第一控制器181和所述第二控制器182分别通过所述控制芯片183控制所述第一电机I和所述第二电机2工作，从而实现同时控制所述第一电机I和所述第二电机2—起执行命令，从而提高所述激光扩束镜100的工作效率，节约工作时间。
[0067]再者，所述人机交互界面19设计为每次只能输入一个控制指令，从而防止用户误发控制指令，确保系统执行命令时不会出错;而且，所述控制装置会将所述执行完成信息通过所述WIFI模块17发送至所述人机交互界面19，从而使得用户可以通过所述人机交互界面19方便地获取所述激光扩束镜100反馈的信息及提示，不仅能够进一步地防止用户误触发控制指令，而且还可以进一步提高所述激光扩束镜100的用户体验效果。
[0068]对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0069]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种远程控制的激光扩束镜设备，其特征在于:包括激光扩束镜(100)和控制所述激光扩束镜(I 00)的控制装置，所述激光扩束镜(100)包括控制镜片移动的第一电机(I)和第二电机(2);所述控制装置包括与移动终端(200)无线连接的WIFI模块(17)、控制所述第一电机(I)和所述第二电机(2)的电机控制模块(18)以及用于输入控制指令的人机交互界面(19)； 所述人机交互界面(19)通过所述移动终端(200)与所述WIFI模块(17)无线通信连接，所述WIFI模块(17)与所述电机控制模块(18)通信连接，所述电机控制模块(18)分别与所述第一电机(I)和所述第二电机(2)电连接。2.根据权利要求1所述的一种远程控制的激光扩束镜设备，其特征在于:所述电机控制模块(18)包括相互之间进行边沿信号通信连接的第一控制器(181)和第二控制器(182)，以及分别与所述第一电机(I)和所述第二电机(2)电连接的控制芯片(183)。3.根据权利要求2所述的一种远程控制的激光扩束镜设备，其特征在于:所述WIFI模块(17)分别与所述第一控制器(181)和所述第二控制器(182)通信连接，所述控制芯片(183)分别与所述第一控制器(181)和所述第二控制器(182)通信连接，并且分别与所述第一电机(I)和所述第二电机(2)电连接。4.根据权利要求2所述的一种远程控制的激光扩束镜设备，其特征在于:所述第一控制器(181)的roe引脚与所述第二控制器(182)的普通端口 PCI通信连接从而实现所述边沿信号的传输。5.根据权利要求1所述的一种远程控制的激光扩束镜设备，其特征在于:所述第一电机(I)和所述第二电机(2)均为带有编码器的直流电机。6.根据权利要求1所述的一种远程控制的激光扩束镜设备，其特征在于:所述激光扩束镜(100)包括提供收容空间的壳体，所述壳体内形成有相互连通的第一收容空间和第二收容空间，所述第一电机(I)和所述第二电机(2)设置于所述第一收容空间内，所述第二收容空间内设置有前镜架(13)和后镜架(14)，所述第一电机(I)驱动所述前镜架(13)沿所述激光扩束镜(100)的轴线方向移动，所述第二电机(2)驱动所述后镜架(14)沿所述激光扩束镜(100)的轴线方向移动。7.根据权利要求6所述的一种远程控制的激光扩束镜设备，其特征在于:所述激光扩束镜(100)的第一收容空间内设有WIFI模块安装板(8)，所述WIFI模块(17)固定于所述WIFI模块安装板(8)上。
【文档编号】G02B27/09GK205562969SQ201620096487
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年1月29日
【发明人】梁思远, 王善忠, 黄胜弟, 朱敏, 吴玉堂
【申请人】南京波长光电科技股份有限公司, 南京爱丁堡环保科技有限公司