毫米波/太赫兹波成像设备及其反射板调节装置制造方法及图纸

公开一种毫米波/太赫兹波成像设备及反射板调节装置，包括：中心支撑杆，与反射板背面铰接；第一对凸轮和第二对凸轮，每个凸轮的周向边缘由两个阿基米德螺旋线围合形成；同步转动的俯仰转轴和横摆转轴，分别位于垂直于中心支撑杆的不同平面内，且在垂直于中心支撑杆的平面内的投影垂直相交且交点位于中心支撑杆的轴线延长线上，俯仰转轴两端分别与第一对凸轮中心连接，横摆转轴两端分别与第二对凸轮中心连接，任意相邻两个凸轮的相位差为π/4；四个周边导向驱动杆，与中心支撑杆平行且距离相等，且第一端分别与四个凸轮一一对应且滑动连接，第二端与反射板背面滑动连接。该装置实现反射板对来自被检对象的波束进行反射的轨迹包络为圆形或椭圆形且控制简单。

Millimeter Wave/THz Wave Imaging Equipment and Its Reflector Regulator

The invention discloses a millimeter wave/terahertz wave imaging device and a reflector adjusting device, including: a central support rod hinged with the back of the reflector plate; a first pair of cams and a second pair of cams, the circumferential edges of each cam are formed by two Archimedean spirals; a synchronously rotating pitch axis and a yaw axis are located in different planes perpendicular to the central support rod and are perpendicular to each other. In the plane of the central support rod, the projection intersects vertically and the intersection point is located on the axis extension line of the central support rod, the two ends of the pitch axis are connected with the first cam center, the two ends of the yaw axis are connected with the second cam center respectively, and the phase difference between any two adjacent cams is pi/4; the four peripheral guide rods are parallel to and equidistant from the central support rod, and the first end is equal. Each of the four cams corresponds to each other and is sliding connected. The second end is sliding connected with the back of the reflector plate. The device realizes that the trajectory envelope of the reflector reflecting the beam from the detected object is circular or elliptical and the control is simple.

【技术实现步骤摘要】
毫米波/太赫兹波成像设备及其反射板调节装置
本公开涉及成像
，特别是涉及一种反射板调节装置，以及包括上述反射板调节装置的毫米波/太赫兹波成像设备。
技术介绍
基于被动式毫米波/太赫兹波的人体安检技术，具有独特的优点，通过检测目标本身的毫米波/太赫兹波辐射实现成像，无需主动辐射，对人体进行安检，利用毫米波/太赫兹波的穿透能力实现藏匿危险物的检测。被动式毫米波/太赫兹安检仪通常采用探测器作为敏感元件。但由于探测器非常昂贵，因此直接将其组合成二维阵列进行成像的话，安检仪的成本将大大增加，因此通常采用调节反射板的方式来扩大视场，可认为其是一种探测器的“时分复用”，使得采用一维排布的探测器阵列也能实现二维阵列的成像效果。反射板有一维运动和二维运动两种方式，其中一维运动的调节机构较为简单，但为了达到同样的分辨率，所需要的探测器数量仍然较多。二维运动能够在较少探测器的情况下得到较高的成像分辨率，但其调节机构较为复杂。此外，目前的二维运动通常实现的是圆形扫描，对于单人人体成像来说，视场利用率较低。
技术实现思路
本公开的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。根据本公开一个方面的实施例，提供了一种反射板调节装置，包括：中心支撑杆，所述中心支撑杆与所述反射板的背面铰接；第一对凸轮和第二对凸轮，所述第一对凸轮和所述第二对凸轮分别包括两个周向边缘一致的凸轮，每个所述凸轮的横截面的周向边缘由两个对称分布的阿基米德螺旋线围合形成；俯仰转轴和与所述俯仰转轴同步转动的横摆转轴，所述俯仰转轴和所述横摆转轴分别位于垂直于所述中心支撑杆的不同平面内，所述俯仰转轴和所述横摆转轴在垂直于所述中心支撑杆的平面内的投影垂直相交且交点位于所述中心支撑杆的轴线的延长线上，所述俯仰转轴的两端分别与所述第一对凸轮的两个所述凸轮的中心连接，所述横摆转轴的两端分别与所述第二对凸轮的两个所述凸轮的中心连接，沿着所述反射板的周向任意相邻两个所述凸轮的相位差为π/4；四个周边导向驱动杆，四个所述周边导向驱动杆与所述中心支撑杆平行，且与所述中心支撑杆的距离相等，四个所述周边导向驱动杆的第一端分别与四个所述凸轮的周向边缘一一对应且滑动连接，四个所述周边导向驱动杆的第二端与所述反射板的背面滑动连接，与所述第一对凸轮滑动连接的两个所述周边导向驱动杆的长度是相等的，与所述第二对凸轮滑动连接的两个所述周边导向驱动杆的长度也是相等的。在一些实施例中，所述凸轮的周向边缘到所述中心的距离r由下列极坐标方程确定：式中，R2为所述凸轮的最大半径，R1为所述凸轮的最小半径，θ为圆心角。在一些实施例中，所述第一对凸轮中的所述凸轮的最大半径与最小半径之差R2A-R1A大于所述第二对凸轮中的所述凸轮的最大半径与最小半径之差R2B-R1B。在一些实施例中，所述第一对凸轮中的所述凸轮的平均半径(R2A+R1A)/2大于或小于所述第二对凸轮中的所述凸轮的平均半径(R2B+R1B)/2。在一些实施例中，与所述第一对凸轮中的两个所述凸轮滑动连接的所述周边导向驱动杆的长度大于或小于与所述第二对凸轮中的两个所述凸轮滑动连接的所述周边导向驱动杆的长度。在一些实施例中，反射板调节装置还包括同步传动机构，所述同步传动机构包括与所述俯仰转轴同轴设置的第一圆柱齿轮以及与所述第一圆柱齿轮啮合的第二圆柱齿轮、与所述横摆转轴同轴设置的第一锥齿轮以及与所述第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与所述第二圆柱齿轮同轴设置。在一些实施例中，反射板调节装置还包括适用于驱动所述俯仰转轴或所述横摆转轴的驱动装置。在一些实施例中，反射板调节装置还包括实时检测所述俯仰转轴或所述横摆转轴的角位移的角位移传感器。在一些实施例中，所述第一对凸轮中的两个所述凸轮和第二对凸轮中的两个所述凸轮的周向表面上分别设置有耐摩层。在一些实施例中，所述反射板的背面与四个所述周边导向驱动杆的第二端滑动连接的部分设置有耐磨层。在一些实施例中，所述第一对凸轮中的两个所述凸轮和第二对凸轮中的两个所述凸轮的周向表面上分别设置有与所述周边导向驱动杆的第一端滑动连接的第一T形滑槽，所述周边导向驱动杆的第一端设置有与所述第一T形滑槽配合的第一T形滑块。在一些实施例中，所述反射板的背面设置有与四个所述周边导向驱动杆的第二端滑动连接的第二T形滑槽，所述周边导向驱动杆的第二端设置有与所述第二T形滑槽配合的第二T形滑块。在一些实施例中，反射板调节装置还包括壳体，所述反射板调节装置封装于所述壳体内。在一些实施例中，反射板调节装置还包括对所述周边导向驱动杆进行导向的导向孔，所述导向孔与所述壳体连接，所述导向孔的轴线与所述中心支撑杆平行。根据本公开另一个方面的实施例，提供了一种毫米波/太赫兹波成像设备，包括：光学组件、毫米波/太赫兹波探测器阵列和反射板调节装置，所述光学组件适用于将被检对象自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波反射并汇聚至所述探测器阵列，并包括适用于接收并反射来自被检对象的毫米波/太赫兹波的反射板；所述毫米波/太赫兹波探测器阵列适用于接收来自所述光学组件的毫米波/太赫兹波；以及如上所述的反射板调节装置。根据本公开上述各种实施例所述的毫米波/太赫兹波成像设备及其反射板调节装置，通过采用同步旋转的俯仰转轴和横摆转轴，且俯仰转轴和横摆转轴的两端分别设置有凸轮，每个凸轮的横截面的周向边缘由两个对称分布的阿基米德螺旋线围合形成，且沿着反射板的周向任意相邻两个所述凸轮的相位差为π/4，当驱动俯仰转轴和/或横摆转轴转动时，通过两端分别与反射板的背面和凸轮滑动连接的周边导向驱动杆来对反射板施加周期性的俯仰运动和横摆运动，从而实现了反射板对被检对象自发辐射或反射回来的波束进行反射的轨迹包络为圆形或椭圆形，此外，该装置结构牢固可靠，控制简单。附图说明图1为根据本公开的一实施例的反射板调节装置的结构示意图；图2为图1所示的凸轮的横截面的示意图；图3为图1所示的反射板调节装置的另一立体示意图；图4为根据本公开的另一实施例的反射板调节装置的结构示意图；图5为根据本公开的再一实施例的反射板调节装置的示意图。具体实施方式虽然将参照含有本公开的较佳实施例的附图充分描述本公开，但在此描述之前应了解本领域的普通技术人员可修改本文中所描述的公开，同时获得本公开的技术效果。因此，须了解以上的描述对本领域的普通技术人员而言为一广泛的揭示，且其内容不在于限制本公开所描述的示例性实施例。另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。图1示意性地示出了根据本公开的一实施例的反射板调节装置。该反射板调节装置包括中心支撑杆3、两对凸轮6(第一对凸轮和第二对凸轮)、俯仰转轴5和横摆转轴4以及四个周边导向驱动杆7A、7A′、7B、7B′，其中，中心支撑杆3的一端与反射板1的背面铰接，中心支撑杆3的另一端与支座2连接；第一对凸轮和第二对凸轮分别包括两个周向边缘一致的凸轮6A、6A′；6B、6B′，每个凸轮6A、6A′；6B、6B′的横截面的周向边缘由两个对称分布的阿基米德螺旋线围合形成(如图2所示)；俯仰转轴5和横摆转轴4同步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反射板调节装置，包括：中心支撑杆，所述中心支撑杆与所述反射板的背面铰接；第一对凸轮和第二对凸轮，所述第一对凸轮和所述第二对凸轮分别包括两个周向边缘一致的凸轮，每个所述凸轮的横截面的周向边缘由两个对称分布的阿基米德螺旋线围合形成；俯仰转轴和与所述俯仰转轴同步转动的横摆转轴，所述俯仰转轴和所述横摆转轴分别位于垂直于所述中心支撑杆的不同平面内，所述俯仰转轴和所述横摆转轴在垂直于所述中心支撑杆的平面内的投影垂直相交且交点位于所述中心支撑杆的轴线的延长线上，所述俯仰转轴的两端分别与所述第一对凸轮的两个所述凸轮的中心连接，所述横摆转轴的两端分别与所述第二对凸轮的两个所述凸轮的中心连接，沿着所述反射板的周向任意相邻两个所述凸轮的相位差为π/4；四个周边导向驱动杆，四个所述周边导向驱动杆与所述中心支撑杆平行，且与所述中心支撑杆的距离相等，四个所述周边导向驱动杆的第一端分别与四个所述凸轮的周向边缘一一对应且滑动连接，四个所述周边导向驱动杆的第二端与所述反射板的背面滑动连接，与所述第一对凸轮滑动连接的两个所述周边导向驱动杆的长度是相等的，与所述第二对凸轮滑动连接的两个所述周边导向驱动杆的长度也是相等的。...

【技术特征摘要】
1.一种反射板调节装置，包括：中心支撑杆，所述中心支撑杆与所述反射板的背面铰接；第一对凸轮和第二对凸轮，所述第一对凸轮和所述第二对凸轮分别包括两个周向边缘一致的凸轮，每个所述凸轮的横截面的周向边缘由两个对称分布的阿基米德螺旋线围合形成；俯仰转轴和与所述俯仰转轴同步转动的横摆转轴，所述俯仰转轴和所述横摆转轴分别位于垂直于所述中心支撑杆的不同平面内，所述俯仰转轴和所述横摆转轴在垂直于所述中心支撑杆的平面内的投影垂直相交且交点位于所述中心支撑杆的轴线的延长线上，所述俯仰转轴的两端分别与所述第一对凸轮的两个所述凸轮的中心连接，所述横摆转轴的两端分别与所述第二对凸轮的两个所述凸轮的中心连接，沿着所述反射板的周向任意相邻两个所述凸轮的相位差为π/4；四个周边导向驱动杆，四个所述周边导向驱动杆与所述中心支撑杆平行，且与所述中心支撑杆的距离相等，四个所述周边导向驱动杆的第一端分别与四个所述凸轮的周向边缘一一对应且滑动连接，四个所述周边导向驱动杆的第二端与所述反射板的背面滑动连接，与所述第一对凸轮滑动连接的两个所述周边导向驱动杆的长度是相等的，与所述第二对凸轮滑动连接的两个所述周边导向驱动杆的长度也是相等的。2.根据权利要求1所述的反射板调节装置，其中，所述凸轮的周向边缘到所述中心的距离r由下列极坐标方程确定：式中，R2为所述凸轮的最大半径，R1为所述凸轮的最小半径，θ为圆心角。3.根据权利要求2所述的反射板调节装置，其中，所述第一对凸轮中的所述凸轮的最大半径与最小半径之差R2A-R1A大于所述第二对凸轮中的所述凸轮的最大半径与最小半径之差R2B-R1B。4.根据权利要求2所述的反射板调节装置，其中，所述第一对凸轮中的所述凸轮的平均半径(R2A+R1A)/2大于或小于所述第二对凸轮中的所述凸轮的平均半径(R2B+R1B)/2。5.根据权利要求2所述的反射板调节装置，其中，与所述第一对凸轮中的两个所述凸轮滑动连接的所述周边导向驱动杆的长度大于或小于与所述第二对凸轮中的两个所述凸轮滑动连接的所述周边导向驱动杆的长度。6.根据权利要求1所述的反射板调节装置，其中，还包括同步...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志强，赵自然，马旭明，武剑，王凯，
申请(专利权)人：清华大学，同方威视技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11