毫米波/太赫兹波安检仪及其反射板扫描驱动装置制造方法及图纸

本公开提供了一种反射板扫描驱动装置及毫米波/太赫兹波安检仪。反射板扫描驱动装置包括：连接轴，连接轴的下端与反射板连接，且与反射板之间具有角度α；支撑件，支撑件的顶面为球形面，支撑件上形成有供连接轴穿过的孔；倒置的碗状件，碗状件与连接轴连接，且碗状件的下表面与支撑件的顶面滑动配合；以及驱动机构，驱动机构与连接轴的上端部连接，适用于驱动连接轴的上端部沿椭圆形的轨迹转动，以带动与连接轴连接的反射板俯仰摆动和水平摆动，以使得当毫米波/太赫兹波安检仪中的探测器阵列呈线性排布，且排布方向与视场法向垂直时，探测器阵列对视场的扫描轨迹呈平顶平底的椭圆形，以便于实现单人人体扫描视场，并利于探测器阵列的实时校准。

Millimeter Wave/THz Wave Safety Inspection Instrument and Its Reflector Scanning Drive Device

【技术实现步骤摘要】
毫米波/太赫兹波安检仪及其反射板扫描驱动装置
本公开涉及安检
，特别是涉及一种反射板扫描驱动装置，以及包括上述反射板扫描驱动装置的毫米波/太赫兹波安检仪。
技术介绍
当前，利用人体携带危险物品(如管制刀具、枪支和爆炸物等)出入公共场所或乘坐公共交通工具，或者携带违禁物品(大量现钞、贵金属、电子产品，等等)入关等行为依然存在，严重威胁着公共安全或侵害国家利益，迫切需要通过技术手段予以查验。目前，针对人体的安检方式主要有人工检查、X射线检查、毫米波/太赫兹检查等方式，其中人工检查方式速度慢、受检人感到侵犯隐私等问题，目前正在逐步被其它方式所替代；X射线检查方式虽然无接触且成像清晰快速，但侵犯隐私的程度更高，此外由于存在电离辐射，对受检者健康存在着威胁，一些国家的法律则禁止将该方式用于人体检查。毫米波/太赫兹方式又可分为主动式和被动式两种，前者需用毫米波/太赫兹源“照亮”受检人，虽然有电磁辐射但比X射线相比可以忽略不计；后者则纯粹用接收方式探测人体发射的毫米波/太赫兹信号，绝对没有任何辐射问题。该检查方式的另一个优势是在近中距离上实现人体安检(1m～10m)，分辨率适宜，侵犯隐私程度较低。根据成像体制的不同，被动式毫米波/太赫兹成像技术可以分为焦平面成像体制和扫描成像体制。基于焦平面成像技术的毫米波/太赫兹相机使用复杂的技术而且需要特殊的装置，其基本原理是通过分布在焦平面上的众多单元天线以及适当的反射镜、透镜对目标的不同位置同时成像。如美国NorthropGrumman公式的NGC系统，使用焦平面阵列天线可以实现实时成像，但是系统复杂，例如NGC系统在水平15°，垂直10°的视场分辨率为0.5°的角分辨率，需要1040个检测器。由此可见，该成像体制所需的探测器数量庞大，成本很高。此外，专利CN107041154A提出采用圆环分布的探测器阵列以及两个致动器组成的扫描系统，虽然可以生成面状扫描视场，但该视场为直径2m的正圆形(如图1所示)，这对于单个人体扫描所需的视场区域和形状(约1m宽、2m高)来说，冗余度较高。还有采用直线型探测器阵列和圆形扫描轨迹，生成一个形状类似田径场的扫描区域，图2所示为直线阵列为竖直排列时生成的纵向视场，图3所示为直线阵列为横向排列时生成的横向视场。由于安检扫描对象是人体，因此视场高度必须达到2m，而圆形扫描方式下，高宽比必须是2∶1(如图2所示)或1∶2(如图3所示)，因此通过对比可知，图3的方式造成了许多视场浪费，图2方式则较好。但图2的方式存在的问题是，由于所有探测器都会在视场的左右边沿，因此这种方式必须在这两个位置(或其中一个)进行探测器校准，但视场左右边沿通常也是敏感区域，用于校准则会减小实际的有效视场。
技术实现思路
本公开的目的在于提供一种反射板扫描驱动装置以及毫米波/太赫兹波安检仪，旨在克服或者减轻现有技术方案中存在的至少一个或多个上述技术问题。本公开的目的还在于提供一种毫米波/太赫兹波安检仪，旨在克服或者减轻现有技术方案中存在的至少一个或多个上述技术问题。根据本公开一个方面的实施例，提供了一种反射板扫描驱动装置，包括：连接轴，所述连接轴的下端与反射板连接，且与所述反射板之间具有角度d；支撑件，所述支撑件的顶面为球形面，所述支撑件上形成有供所述连接轴穿过的孔；倒置的碗状件，所述倒置的碗状件与所述连接轴连接，且所述倒置的碗状件的下表面与所述支撑件的顶面滑动配合；以及驱动机构，所述驱动机构与所述连接轴的上端部连接，并适用于驱动所述连接轴的上端部沿椭圆形的轨迹转动，以带动与所述连接轴连接的所述反射板俯仰摆动和水平摆动。在一些实施例中，所述支撑件的球形面的球心和所述倒置的碗装件的球心与所述反射板的反射面的中心重合。在一些实施例中，所述连接轴的顶端设置有适用于与所述驱动机构连接的连接组件，所述连接组件包括与所述连接轴的上端部连接的万向节以及与所述驱动机构连接的筒形致动件，所述万向节的上端部设置有顶轴，所述筒形致动件内形成有与所述顶轴配合的致动孔。在一些实施例中，所述驱动机构包括基座以及与所述基座转动式连接的至少2个间隔设置的线性致动器，至少2个所述线性致动器的可动件与所述筒形致动件连接。在一些实施例中，还包括适用于控制各所述线性致动器的可动件的输出长度的控制系统。在一些实施例中，所述基座采用矩形的框架。在一些实施例中，所述线性致动器的数量为4个，4个所述线性致动器中的每一个分别与所述框架的一条边框连接。在一些实施例中，每个所述线性致动器位于相应的所述边框的中心处。在一些实施例中，所述线性致动器的数量为2个，2个所述线性致动器分别与所述框架的相邻的两条边框一一对应连接。在一些实施例中，所述框架呈圆形。在一些实施例中，所述线性致动器的数量为3个，3个所述线性致动器等间隔地分布在所述框架上。在一些实施例中，所述连接轴与所述反射板之间的夹角α大于等于30°，且小于等于90°。在一些实施例中，所述连接轴与所述反射板之间的夹角α为45°。在一些实施例中，所述支撑件的顶面与所述碗状件之间设置有支撑滚珠。根据本公开另一方面的实施例，提供了一种毫米波/太赫兹波安检仪，包括：光学组件、探测器阵列和反射板扫描驱动装置，所述光学组件适用于将被检对象自发辐射或反射回来的波束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；所述探测器阵列适用于接收来自所述光学组件的波束，所述探测器阵列呈线性排布，所述探测器阵列的排布方向与视场法向垂直；以及所述反射板扫描驱动装置采用如上所述的反射板扫描驱动装置。在一些实施例中，还包括设置在视场顶部的探测器校准器。在一些实施例中，还包括成像透镜，所述成像透镜设置在被检对象和所述反射板之间或设置在所述反射板和所述探测器阵列之间。在一些实施例中，所述反射板为抛物面镜。根据本公开上述各种实施例所述的反射板扫描驱动装置以及毫米波/太赫兹波安检仪，通过驱动机构驱动连接轴的上端部进行椭圆形的轨迹运动，以带动与连接轴连接的反射板进行俯仰摆动和水平摆动，从而使得当毫米波/太赫兹波安检仪中的探测器阵列呈线性排布，且排布方向与视场法向垂直时，探测器阵列对视场的扫描轨迹呈平顶平底的椭圆形，以便于实现单人人体扫描视场，并利于探测器阵列的实时校准，且有效扫描区域大。此外，可以在较少探测器的条件下生成利用率较高的扫描区域，且视场采样均匀，特别是视场中心区域。附图说明图1为根据现有技术的正圆形视场的示意图；图2为根据现有技术的圆形扫描生成的纵向视场的示意图；图3为根据现有技术的圆形扫描生成的横向视场的示意图；图4为根据本公开的一个实施例的毫米波/太赫兹波安检仪的立体示意图；图5为根据本公开的一个实施例的反射板扫描驱动装置的驱动机构的结构示意图；图6为根据本公开的另一实施例的反射板扫描驱动装置的驱动机构的结构示意图；图7为根据本公开的再一实施例的反射板扫描驱动装置的驱动机构的结构示意图；图8为根据本公开的驱动机构的控制系统的示意图；图9为4个线性控制器的可动件的输出长度的关系示意图；图10为根据本公开的毫米波/太赫兹波安检仪的探测器阵列的分布状况；图11为图7所示的毫米波/太赫兹波安检仪的探测器阵列的扫描轨迹；以及图12为根据本公开的毫米波/太赫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反射板扫描驱动装置，其特征在于，包括：连接轴，所述连接轴的下端与反射板连接，且与所述反射板之间具有角度α；支撑件，所述支撑件的顶面为球形面，所述支撑件上形成有供所述连接轴穿过的孔；倒置的碗状件，所述倒置的碗状件与所述连接轴连接，且所述倒置的碗状件的下表面与所述支撑件的顶面滑动配合；以及驱动机构，所述驱动机构与所述连接轴的上端部连接，并适用于驱动所述连接轴的上端部沿椭圆形的轨迹转动，以带动与所述连接轴连接的所述反射板俯仰摆动和水平摆动。

【技术特征摘要】
1.一种反射板扫描驱动装置，其特征在于，包括：连接轴，所述连接轴的下端与反射板连接，且与所述反射板之间具有角度α；支撑件，所述支撑件的顶面为球形面，所述支撑件上形成有供所述连接轴穿过的孔；倒置的碗状件，所述倒置的碗状件与所述连接轴连接，且所述倒置的碗状件的下表面与所述支撑件的顶面滑动配合；以及驱动机构，所述驱动机构与所述连接轴的上端部连接，并适用于驱动所述连接轴的上端部沿椭圆形的轨迹转动，以带动与所述连接轴连接的所述反射板俯仰摆动和水平摆动。2.根据权利要求1所述的反射板扫描驱动装置，其特征在于，所述支撑件的球形面的球心和所述倒置的碗装件的球心与所述反射板的反射面的中心重合。3.根据权利要求1所述的反射板扫描驱动装置，其特征在于，所述连接轴的顶端设置有适用于与所述驱动机构连接的连接组件，所述连接组件包括与所述连接轴的上端部连接的万向节以及与所述驱动机构连接的筒形致动件，所述万向节的上端部设置有顶轴，所述筒形致动件内形成有与所述顶轴配合的致动孔。4.根据权利要求3所述的反射板扫描驱动装置，其特征在于，所述驱动机构包括基座以及与所述基座转动式连接的至少2个间隔设置的线性致动器，至少2个所述线性致动器的可动件与所述筒形致动件连接。5.根据权利要求4所述的反射板扫描驱动装置，其特征在于，还包括适用于控制各所述线性致动器的可动件的输出长度的控制系统。6.根据权利要求4所述的反射板扫描驱动装置，其特征在于，所述基座采用矩形的框架。7.根据权利要求6所述的反射板扫描驱动装置，其特征在于，所述线性致动器的数量为4个，4个所述线性致动器中的每一个分别与所述框架的一条边框连接。8.根据权利要求7所述的反射板扫描驱动装置，其特征在于，每个所述线性致动器位于相应的所述边框的中心处。9.根...

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