一种km级远距离烟花燃放安全控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种km级远距离烟花燃放安全控制装置，包括对准发射单元和接收控制单元，所述对准发射单元包括对准模块、大功率激光编码信号发射模块和光束整形扩束模块，所述对准模块和大功率激光编码信号发射模块固定连接，所述光束整形扩束模块安装在大功率激光编码信号发射模块的输出光路上，所述接收控制单元包括相互连接的接收感应模块和解码控制模块，所述解码控制模块具有一路或多路用于点燃烟花的控制接头。本发明专利技术具有控制距离达到km以上、架设简单方便、抗干扰能力强、安全性非常高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种km级远距离烟花燃放安全控制装置
本专利技术涉及烟花控制设备，具体涉及一种km(千米)级远距离烟花燃放安全控制装置。
技术介绍
烟花爆竹在我国已有2000多年的悠久历史，是中华民族传统文化的瑰宝。现代大型烟花燃放表演结合了一些新的现代技术，较之以往更加绚丽多彩、效果更佳，不仅增添了节假日和重大公共活动的喜庆气氛，也提高了人民生活幸福指数，并推动旅游业和社会经济发展。为确保烟花燃放表演的安全，防止事故发生，烟花燃放安全技术和安全管理非常重要。大型烟花燃放需要保持km以上的安全距离，因此需要一种km级远距离的烟花燃放安全控制技术。这一技术对于确保人民生命财产安全、重大公共活动正常开展和社会稳定有着重要意义。目前烟花燃放控制技术有多种，有人工直接点火燃放、线路连接点火燃放、无线遥控点火燃放和激光遥控点火燃放。人工直接点火是最早的烟花点火方式，因点火距离短，很不安全，一般用于家庭烟花燃放。线路连接点火方式增大了控制距离，安全性好，并且控制距离可近至数米也可远至千米，可用于家庭烟花燃放，也可用于大型烟花燃放，是目前比较常用的燃放控制方式。但这种技术由于需要架设线路导致使用很不方便，尤其是大型烟花燃放时远距离架设线路中架设通道有绿化带、沟、坑、甚至河流等障碍物时极不方便，需要耗费大量的人力、物力和财力。另外线路长期户外使用容易损耗、线路老化等导致设备使用中出现稳定性和可靠性降低，长期固定使用的线路还有施工等外界因素对线路的影响和破坏，存在安全隐患。因此线路连接点火方式存在使用不方便、长期使用中可靠性和安全性降低等一些问题。无线遥控点火方式也是目前常用燃放控制方式，这种方式使用方便、用户体验好，很受欢迎，一般用于家庭烟花燃放。但这种方式遥控距离有限，常用的只有二、三十米，更远距离需要加大功率、加装定向天线，但成本高且无线电功率过大对人体有害，特别是大功率无线信号的使用受《中华人民共和国无线电管理条例》限制。另外在现在电子设备众多、周围电磁环境复杂的情况下，这种燃放控制方式容易受到外界电磁信号的干扰导致误点，因此安全性差。这种燃放控制技术在大型烟花燃放中极少用到。激光信号具有方向性好、不受外界电磁信号干扰的优点，因此采用激光信号的遥控点火技术安全性和保密性高，并兼有无线遥控点火方式使用方便、用户体验好的优点，目前已有产品问世并受到用户欢迎。但目前由于技术原因激光遥控点火控制距离最大约50m，仅适用于家庭烟花燃放而不能满足远距离的大型烟花燃放。因此，在目前电磁辐射信号环境复杂、km级远距离控制需求以及保障燃放安全和社会稳定需要的情况下，寻找一种km级远距离、抗干扰能力强的烟花燃放安全控制装置成为亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种控制距离达到km以上、架设简单方便、抗干扰能力强、安全性非常高的km级远距离烟花燃放安全控制装置。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种km级远距离烟花燃放安全控制装置，包括对准发射单元和接收控制单元，所述对准发射单元包括对准模块、大功率激光编码信号发射模块和光束整形扩束模块，所述对准模块和大功率激光编码信号发射模块固定连接，所述光束整形扩束模块安装在大功率激光编码信号发射模块的输出光路上，所述接收控制单元包括相互连接的接收感应模块和解码控制模块，所述解码控制模块具有一路或多路用于点燃烟花的控制接头。可选地，所述大功率激光编码信号发射模块包括编码器、放大器、激光发射器和对准激光信号驱动源，所述放大器、对准激光信号驱动源分别与激光发射器的控制端相连，所述放大器的输入端与编码器相连。可选地，所述编码器包括一条或多条并联连接的编码支路，所述编码支路包括串行连接的编码电路和编码开关，所述编码电路的输出端通过编码开关与放大器的输入端相连；所述解码控制模块包括一条或多条解码控制支路，所述解码控制支路包括依次相连的解码电路、放大电路和控制及显示电路，所述解码电路与接收感应模块的输出端相连，所述控制及显示电路具有一路用于点燃烟花的控制接头。可选地，所述光束整形扩束模块包括依次沿光轴布置的光束整形透镜、第一扩束透镜和第二扩束透镜，使得激光发射器发射的激光信号通过光束整形透镜、第一扩束透镜和第二扩束透镜后成为横截面为圆形且面积扩大的激光信号。可选地，所述接收感应模块包括控制信号接收感应模块和对准信号感应模块，所述控制信号接收感应模块的输出端与解码控制模块相连，且所述对准信号感应模块连接有一个对应的对准显示模块。可选地，所述接收感应模块具有一用于接收信号的接收面，所述接收面上设有三个同心圆，所述控制信号接收感应模块的数量为多个且分别布置于最内侧的同心圆内，所述对准信号感应模块的数量为多个且均匀分布于三个同心圆形成的内侧环形带上，所述对准显示模块均匀分布于三个同心圆形成的外侧环形带上且位于对应的对准信号感应模块的外侧。可选地，所述对准信号感应模块包括串联连接的光敏二极管D1和电阻R1，所述光敏二极管D1和电阻R1串联后与电源相连，所述对准显示模块包括晶体管Q1、晶体管Q2、电阻R2和发光二极管D2，所述晶体管Q1的基极与光敏二极管D1和电阻R1之间的中间节点相连，所述晶体管Q1、晶体管Q2两者级联形成第一二级放大电路，所述电阻R2和发光二极管D2并联布置在第一二级放大电路的输出端。可选地，所述控制及显示电路包括晶体管Q3、晶体管Q4、电阻R3、发光二极管D3以及用于点燃烟花的控制接头K1，所述晶体管Q3的基极与放大电路的输出端相连，所述晶体管Q3、晶体管Q4两者级联形成第二二级放大电路，所述控制接头K1并联布置在第二二级放大电路的输出端，所述电阻R3、发光二极管D3两者串联连接后与控制接头K1并联连接。可选地，所述控制及显示电路包括光电耦合开关U1、电阻R4、发光二极管D4以及用于点燃烟花的控制接头K1，所述光电耦合开关U1一侧的第一回路与放大电路的输出端相连，所述控制接头K1串接在光电耦合开关U1另一侧的第二回路上，所述电阻R4、发光二极管D4两者串联连接后与控制接头K1并联连接。此外，本专利技术还提供一种前述km级远距离烟花燃放安全控制装置的应用方法包括：1)接通接收控制单元的电源，使得接收控制单元处于工作状态；2)首先通过对准模块将大功率激光编码信号发射模块对准接收感应模块的接收面，完成初步对准；然后通过对准激光信号驱动源控制激光发射器发射对准激光信号，调节激光发射器的发射方向，使得接收感应模块中的对准显示模块全部发光，完成精确对准；3)依次按下每一条编码支路的编码开关，使得各条编码支路单独发出编码信号，并依次通过放大器后驱动激光发射器发射大功率激光编码信号，并根据接收感应模块中对应解码控制支路的对准显示模块的发光二极管是否发光来确定对应解码控制支路是否正常；4)断开接收控制单元的电源，使得接收控制单元处于非工作状态；针对各条正常的解码控制支路，将其控制及显示电路的控制接头K1与烟花点火头接头相连；5)接通接收控制单元的电源，使得接收控制单元处于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种km级远距离烟花燃放安全控制装置，其特征在于：包括对准发射单元(1)和接收控制单元(2)，所述对准发射单元(1)包括对准模块(11)、大功率激光编码信号发射模块(12)和光束整形扩束模块(13)，所述对准模块(11)和大功率激光编码信号发射模块(12)固定连接，所述光束整形扩束模块(13)安装在大功率激光编码信号发射模块(12)的输出光路上，所述接收控制单元(2)包括相互连接的接收感应模块(21)和解码控制模块(22)，所述解码控制模块(22)具有一路或多路用于点燃烟花的控制接头。/n

【技术特征摘要】
1.一种km级远距离烟花燃放安全控制装置，其特征在于：包括对准发射单元(1)和接收控制单元(2)，所述对准发射单元(1)包括对准模块(11)、大功率激光编码信号发射模块(12)和光束整形扩束模块(13)，所述对准模块(11)和大功率激光编码信号发射模块(12)固定连接，所述光束整形扩束模块(13)安装在大功率激光编码信号发射模块(12)的输出光路上，所述接收控制单元(2)包括相互连接的接收感应模块(21)和解码控制模块(22)，所述解码控制模块(22)具有一路或多路用于点燃烟花的控制接头。


2.根据权利要求1所述的km级远距离烟花燃放安全控制装置，其特征在于：所述大功率激光编码信号发射模块(12)包括编码器(121)、放大器(122)、激光发射器(123)和对准激光信号驱动源(124)，所述放大器(122)、对准激光信号驱动源(124)分别与激光发射器(123)的控制端相连，所述放大器(122)的输入端与编码器(121)相连。


3.根据权利要求2所述的km级远距离烟花燃放安全控制装置，其特征在于：所述编码器(121)包括一条或多条并联连接的编码支路，所述编码支路包括串行连接的编码电路(1211)和编码开关(1212)，所述编码电路(1211)的输出端通过编码开关(1212)与放大器(122)的输入端相连；所述解码控制模块(22)包括一条或多条解码控制支路，所述解码控制支路包括依次相连的解码电路(221)、放大电路(222)和控制及显示电路(223)，所述解码电路(221)与接收感应模块(21)的输出端相连，所述控制及显示电路(223)具有一路用于点燃烟花的控制接头。


4.根据权利要求1所述的km级远距离烟花燃放安全控制装置，其特征在于：所述光束整形扩束模块(13)包括依次沿光轴布置的光束整形透镜(131)、第一扩束透镜(132)和第二扩束透镜(133)，使得激光发射器(123)发射的激光信号通过光束整形透镜(131)、第一扩束透镜(132)和第二扩束透镜(133)后成为横截面为圆形且面积扩大的激光信号。


5.根据权利要求1所述的km级远距离烟花燃放安全控制装置，其特征在于：所述接收感应模块(21)包括控制信号接收感应模块(211)和对准信号感应模块(212)，所述控制信号接收感应模块(211)的输出端与解码控制模块(22)相连，且所述对准信号感应模块(212)连接有一个对应的对准显示模块(213)。


6.根据权利要求5所述的km级远距离烟花燃放安全控制装置，其特征在于：所述接收感应模块(21)具有一用于接收信号的接收面，所述接收面上设有三个同心圆，所述控制信号接收感应模块(211)的数量为多个且分别布置于最内侧的同心圆内，所述对准信号感应模块(212)的数量为多个且均匀分布于三个同心圆形成的内侧环形带上，所述对准显示模块(213)均匀分布于三个同心圆形成的外侧环形带上且位于对应的对准信号感应...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭润伍，吴金虎，杨满蓉，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43