CN107565453A - 一种有安全装置的远距离激光清障系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种有安全装置的远距离激光清障系统及使用方法，该清障系统包括控制器、控制云台、安装在控制云台内的激光发射器、瞄准器和区域安全检测器；区域安全检测器设置在激光发射器下端或两侧；控制器与瞄准器、区域安全检测器、控制云台有线或无线连接；使用时，通过控制器调节控制云台及瞄准器将异物瞄准定位，由区域安全检测器确定激光发射安全区域，当激光发射安全区域内出现人、畜或其他影响激光发射的障碍物时，通过控制器采取安全措施，消除激光清障系统操作时对周围人员的安全隐患。

Description

一种有安全装置的远距离激光清障系统及使用方法

技术领域

本发明提供了一种有安全装置的远距离激光清障系统及使用方法，应用于架空输电线路异物清除、高压输电通道清理、输变电技术等领域。

背景技术

目前，输配电线路绝大部分是由无绝缘层保护的裸金属线，通过绝缘子固定到杆塔上，实现电能传输。但是，广告条幅、塑料布、塑料袋、风筝、风筝线、钓鱼线等异物很容易缠绕到裸露的金属导线上，一旦此类漂浮性的异物受雨、雪、雾、露浸湿，极易造成金属导线相间短路或者单相接地等故障，从而导致跳闸造成供电中断、输电线路损坏，在人畜可接触位置的异物，则有可能造成人畜伤亡。甚至种植在配电线路下方的植物，由于树梢的向上生长，也对配电线路形成威胁，如果其树梢生长直接接触到配电线路，也将造成金属导线相间短路或者单相接地等故障。因此，及时清理输电线路上的异物对于供电安全具有十分重要的意义。

目前采用红外激光远程清除架空输电线路异物是一种新的清除方法，这种方法通过在地面发射一束激光到空中的异物目标，通过光热作用将架空线路上的漂浮型异物熔断、灼烧损毁或掉落，是一种安全、方便、快捷的清除方式。然而由于红外激光对人眼不可见，激光温度很高，一旦周围人员不慎走入激光发射区域，很容易被灼伤，存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种有安全装置的远距离激光清障系统及使用方法，消除了激光清障系统操作时周围人员的安全隐患，保证了现场人员的安全。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种有安全装置的远距离激光清障系统，包括控制器、控制云台、激光发射器、瞄准器和区域安全检测器；所述激光发射器、瞄准器和区域安全检测器安装在所述控制云台内；所述区域安全检测器设置在所述激光发射器发射端下方或两侧；所述瞄准器与所述控制器有线或无线连接，所述区域安全检测器与所述控制器有线或无线连接，所述控制器与所述控制云台有线或无线连接。

所述控制器是带显示屏控制器；

所述区域安全检测器是光电检测器或者是超声波检测器。

所述光电检测器至少有2个，分别设置在所述激光发射器发射端的两侧。

所述超声波检测器是1个，设置在所述激光发射器发射端。

所述超声波检测器至少是2个，设置在所述激光发射器发射端两侧。

还具有激光器与所述激光发射器通过光纤连接，所述激光器与所述控制器有线或者无线连接。

上述有安全装置的远距离激光清障系统的使用方法，具体使用步骤如下：

A、通过所述控制器调节所述控制云台及所述瞄准器进行瞄准，将异物瞄准定位；

B、根据步骤A的异物定位，由所述控制器控制的所述区域安全检测器确定激光发射安全区域；

C、当激光发射安全区域内出现人、畜或其他影响激光发射的障碍物时，所述控制器根据所述区域安全检测器的安全状况反馈结果，采取相应的安全措施；

步骤C中所述的相应的安全措施包括：由所述控制器停止激光发射、或者由所述控制器减弱激光发射强度、或者触动报警装置发出警报声、或者触动报警装置发出警报声同时由所述控制器停止激光发射、或者触动报警装置发出警报声同时由所述控制器减弱激光发射强度；

步骤A中将异物瞄准定位采用了一种瞄准装置，该瞄准装置包括带显示屏控制器、控制云台、激光发射器、瞄准器，所述瞄准器由瞄准具和半反半透镜构成；；所述半反半透镜安装在激光发射光路光轴线上，与激光发射光路光轴线呈5°－75°的某一角度设置在所述激光发射器前端；所述瞄准具设置在所述激光发射器的一侧，所述瞄准具镜头对准所述半反半透镜反射面中心；所述瞄准具与所述带显示屏控制器有线或无线连接，所述带显示屏控制器与所述控制云台有线或无线连接；

步骤A中利用所述瞄准装置瞄准所述异物的步骤如下：

A1、肉眼观察异物，使所述激光发射器大致对准异物；

A2、通过所述带显示屏控制器调节所述控制云台，使所述瞄准具能采集到异物经所述半反半透镜反射的光线，使得异物的实时图像信号传输到所述带显示屏控制器，并在所述带显示屏控制器的显示屏上成像；

A3、通过所述带显示屏控制器进一步调节所述控制云台及所述瞄准具的焦距，使异物的实时图像成像在所述带显示屏控制器显示屏中心的准星位置；

A4、根据所述带显示屏控制器显示屏上呈现的异物状态，通过所述带显示屏控制器设定操作方式，根据异物不同状态设置点清除模式或者线段清除模式。

本发明的优点在于：在激光清障系统工作时，当安全检测装置检测到有人员进入发射安全区域，会自动切断或者减弱激光发射，以保障周围人员安全。

附图说明

图1有安全装置的远距离激光清障系统示意图；

图中：1－异物；2－激光发射光路光轴线；3－半反半透镜；4－区域安全检测器；5－激光发射器；6－光纤；7－激光器；8－瞄准具；9－控制云台；10－带显示屏控制器。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参见图1，本发明为一种有安全装置的远距离激光清障系统，该系统在清除远距离异物时，可以保障现场施工人员的安全，具体包括控制器、控制云台9、激光发射器5、瞄准器和区域安全检测器4；所述激光发射器5、瞄准器和区域安全检测器4安装在所述控制云台9内；所述区域安全检测器4设置在所述激光发射器5发射端下方或两侧；所述瞄准器与所述控制器有线或无线连接，所述区域安全检测器4与所述控制器有线或无线连接，所述控制器与所述控制云台9有线或无线连接；

优选的，所述控制器10是带显示屏控制器，显示屏的显示中心和瞄准点重合无视差，显示屏中心通过十字线指示异物清除点，可选用广州市台电信息科技有限公司的TBOOK10S作为控制器，或者采用具有显示屏的PC、平板电脑等均可。

其中，所述区域安全检测器4是光电检测器或者是超声波检测器；

优选的，所述区域安全检测器4使用光电检测器，所述光电检测器可以是红外线检测器或者低功率激光检测器；

所述光电检测器设置2个，分别设置在所述激光发射器5发射端的两侧；所述光电检测器会在激光清障系统前方通过红外线或激光划定一个安全区域，如图1中区域安全检测器4前两条虚线所划定的范围。

更优选的，所述光电检测器设置4个，两两设置在所述激光发射器5发射端的两侧，每侧的2个光电检测器上下排布；所述光电检测器会在激光清障系统前方通过红外线或激光划定一个每侧有上下两条光线的立体的安全区域，覆盖了一个横向和纵向的立体安全范围。

当所述区域安全检测器4使用超声波检测器时，由于超声波发射的是一个扇形区域，因此，既可在所述激光发射器5发射端下方设置1个超声波检测器，也可如图1所示，在所述激光发射器5发射端两侧设置2个超声波检测器，这样，在远距离激光清障系统前端可以形成一个扇形的安全区域；

一种有安全装置的远距离激光清障系统的使用方法，具体使用步骤如下：

A、通过所述控制器调节所述控制云台9及所述瞄准器进行瞄准，将异物1瞄准定位；

B、根据步骤A的异物1定位，由所述控制器控制的所述区域安全检测器4确定激光发射安全区域；

具体的，在对异物1瞄准定位的同时，所述控制器同时启动区域安全检测器4，对发射现场进行检测，划定激光发射安全区域；

C、当激光发射安全区域内出现人、畜或其他影响激光发射的障碍物时，所述控制器根据所述区域安全检测器4的安全状况反馈结果，采取相应的安全措施；

具体的，当人、畜或者其他障碍物触碰到红外线检测器的红外线，或者触碰到超声波检测器的超声波时，就会触发控制器采取相应的安全措施；

该远距离激光清障系统还具有激光器7与所述激光发射器通过光纤6连接，所述激光器7与所述控制器10有线或者无线连接，可由控制器10控制激光的发射。

步骤C中所述的相应的安全措施包括：由所述控制器停止激光发射、或者由所述控制器减弱激光发射强度、或者触动报警装置发出警报声、或者触动报警装置发出警报声同时由所述控制器停止激光发射、或者触动报警装置发出警报声同时由所述控制器减弱激光发射强度；

停止发射激光或者减弱激光的发射强度，都可以避免对现场闯入激光发射安全区域的人员造成损伤，警报不但可以提醒操作人员，也对闯入激光发射安全区域的人员进行提醒；

为了更准确的瞄准悬挂在输电线路上的远距离异物，在步骤A中将异物1瞄准定位采用了一种瞄准装置，该瞄准装置包括带显示屏控制器10、控制云台9、激光发射器5、瞄准器；

控制云台9可选用二维度调节控制云台，方便在两个维度上精确、快速地旋转，从而控制激光输出方向；

所述瞄准器由瞄准具8和半反半透镜3构成；

利用半反半透镜3一面为反射面一面为高透的光学特征，将所述半反半透镜 3安装在激光发射光路光轴线2上，与激光发射光路光轴线2呈5°－75°的某一角度设置在所述激光发射器5前端；

其中所述激光发射器5对着所述半反半透镜3的高透面，激光可透过半反半透镜3射向异物1；

所述瞄准具8设置在所述激光发射器5的一侧，所述瞄准具8镜头对准所述半反半透镜3反射面中心；

当所述半反半透镜3与激光发射光路光轴线2呈5°时，瞄准具8与激光发射光路光轴线2呈10°设置在所述激光发射器的一侧；

当所述半反半透镜3与激光发射光路光轴线2呈45°时，瞄准具8与激光发射光路光轴线2呈90°设置在所述激光发射器的一侧；

当所述半反半透镜3与激光发射光路光轴线2呈75°时，瞄准具8与激光发射光路光轴线2呈150°设置在所述激光发射器的一侧；

以上设置，半反半透镜3的反射面可将接收到的异物1光线反射入瞄准具8成像；

所述瞄准具8与所述带显示屏控制器10有线或无线连接，所述带显示屏控制器10与所述控制云台9有线或无线连接；

通过带显示屏控制器10调节控制云台9和瞄准具8，使异物1图像显示在带显示屏控制器10上并与准星重合，实现瞄准，从而实现激光输出光轴线和视觉瞄准系统同轴，控制中心不会产生瞄准视差。

优选的，所述瞄准具 8 采用深圳市度申科技有限公司的U3S230-H工业相机或者同类型的工业相机，或者采用索尼型号为FCB-CH6500的一体化摄像机，或者同类产品均可。

整个瞄准装置设计简洁，用于远距离激光清障系统，可实现激光清障系统的小型化。

步骤A中利用所述瞄准装置瞄准所述异物的步骤如下：

A1、肉眼观察异物1，使所述激光发射器5大致对准异物1；

这一步是对异物1的初步定位；

A2、通过所述带显示屏控制器10调节所述控制云台9，使所述瞄准具8能采集到异物1经所述半反半透镜3反射的光线，使得异物1的实时图像信号传输到所述带显示屏控制器10，并在所述带显示屏控制器10的显示屏上成像；

这一步骤主要是锁定异物1位置，形成的图像与准星可能存在偏离；

A3、通过所述带显示屏控制器10进一步调节所述控制云台9及所述瞄准具8的焦距，使异物1的实时图像成像在所述带显示屏控制器10显示屏中心的准星位置；

这一步是对异物1的精确锁定，即瞄准；

A4、根据所述带显示屏控制器10显示屏上呈现的异物1状态，通过所述带显示屏控制器10设定操作方式，根据异物1不同状态设置点清除模式或者线段清除模式。

高压输电线路上的障碍物有悬挂的塑料袋、风筝，还有是线路下方植物向上生长的顶枝，根据异物1不同种类以及所处状态，激光清除可以采用针对异物1与线路接触的点进行清除，即点清除模式，如果异物1与线路接触是线面接触，那么激光就需要对异物1与线路接触的一段进行清除，即线段清除模式。

综上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。

Claims (10)

1.一种有安全装置的远距离激光清障系统，包括控制器、控制云台（9）、激光发射器（5）、瞄准器和区域安全检测器（4）；其特征在于：所述激光发射器（5）、瞄准器和区域安全检测器（4）安装在所述控制云台（9）内；所述区域安全检测器（4）设置在所述激光发射器（5）发射端下方或两侧；所述瞄准器与所述控制器有线或无线连接，所述区域安全检测器（4）与所述控制器有线或无线连接，所述控制器与所述控制云台（9）有线或无线连接。

2.如权利要求1所述的有安全装置的远距离激光清障系统，其特征在于：所述控制器是带显示屏控制器（10）。

3.如权利要求1所述的有安全装置的远距离激光清障系统，其特征在于所述区域安全检测器（4）是光电检测器或者是超声波检测器。

4.如权利要求3所述的有安全装置的远距离激光清障系统，其特征在于：所述光电检测器至少有2个，分别设置在所述激光发射器（5）发射端的两侧。

5.如权利要求3所述的有安全装置的远距离激光清障系统，其特征在于：所述超声波检测器是1个，设置在所述激光发射器（5）发射端。

6.如权利要求3所述的有安全装置的远距离激光清障系统，其特征在于：所述超声波检测器至少是2个，分别设置在所述激光发射器（5）发射端两侧。

7.如权利要求1所述的有安全装置的远距离激光清障系统，其特征在于：还具有激光器（7）与所述激光发射器通过光纤（6）连接，所述激光器（7）与所述控制器（10）有线或者无线连接。

8.基于权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的有安全装置的远距离激光清障系统的使用方法，其特征在于：具体使用步骤如下：

A、通过所述控制器调节所述控制云台（9）及所述瞄准器进行瞄准，将异物（1）瞄准定位；

B、根据步骤A的异物（1）定位，由所述控制器控制的所述区域安全检测器（4）确定激光发射安全区域；

C、当激光发射安全区域内出现人、畜或其他影响激光发射的障碍物时，所述控制器根据所述区域安全检测器（4）的安全状况反馈结果，采取相应的安全措施。

9.如权利要求8所述的有安全装置的远距离激光清障系统的使用方法，其特征在于：步骤C中所述的相应的安全措施包括：由所述控制器停止激光发射、或者由所述控制器减弱激光发射强度、或者触动报警装置发出警报声、或者触动报警装置发出警报声同时由所述控制器停止激光发射、或者触动报警装置发出警报声同时由所述控制器减弱激光发射强度。

10.如权利要求8所述的有安全装置的远距离激光清障系统的使用方法，其特征在于：步骤A中将异物（1）瞄准定位采用了一种瞄准装置；该瞄准装置包括带显示屏控制器（10）、控制云台（9）、激光发射器（5）、瞄准器，所述瞄准器由瞄准具（8）和半反半透镜（3）构成；所述半反半透镜（3）安装在激光发射光路光轴线（2）上，与激光发射光路光轴线（2）呈5°－75°的某一角度设置在所述激光发射器（5）前端；所述瞄准具（8）设置在所述激光发射器（5）的一侧，所述瞄准具（8）镜头对准所述半反半透镜（3）反射面中心；所述瞄准具（8）与带显示屏控制器（10）有线或无线连接，所述带显示屏控制器（10）与所述控制云台（9）有线或无线连接；

步骤A中利用所述瞄准装置瞄准所述异物（1）的步骤如下：

A1、肉眼观察异物（1），使所述激光发射器（5）大致对准异物（1）；

A2、通过所述带显示屏控制器（10）调节所述控制云台（9），使所述瞄准具（8）能采集到异物（1）经所述半反半透镜（3）反射的光线，使得异物（1）的实时图像信号传输到所述带显示屏控制器（10），并在所述带显示屏控制器（10）的显示屏上成像；

A3、通过所述带显示屏控制器（10）进一步调节所述控制云台（9）及所述瞄准具（8）的焦距，使异物（1）的实时图像成像在所述带显示屏控制器（10）显示屏中心的准星位置；

A4、根据所述带显示屏控制器（10）显示屏上呈现的异物（1）状态，通过所述带显示屏控制器（10）设定操作方式，根据异物（1）不同状态设置点清除模式或者线段清除模式。