CN108393589A - 一种激光清障系统的瞄准装置及使用方法 - Google Patents

一种激光清障系统的瞄准装置及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种激光清障系统的瞄准装置及使用方法，瞄准装置包括控制器，控制云台，在可见光的光轴线上以15°－75°的某一角度设置在瞄准具前端的半反半透镜，与半反半透镜平行设置的反射镜，以及设置在瞄准具的一侧，对反射镜反射面中心的激光发射器；使用时使瞄准装置对准异物，通过控制器调节控制云台及瞄准具，使异物在控制器的显示屏上成像并瞄准；该瞄准装置解决了传统枪械瞄准精度问题，解决了传统瞄准装置激光输出光轴线和视觉瞄准光轴不同轴，控制中心会产生瞄准视差的缺陷；解决了常规可见光光路反射同轴造成视野小、亮度低的缺陷；结构简单，可实现激光清障系统小型化。

Description

一种激光清障系统的瞄准装置及使用方法
技术领域
本发明提供了一种激光清障系统的瞄准装置及使用方法，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，异物目标距离较远，依靠传统的枪械瞄准原理精确瞄准目标比较困难，尤其是对动态的异物目标很难持续跟踪瞄准，难以起到远程异物清除应有的作用。
专利CN106532567A公开了一种基于光纤激光器的架空线路异物激光清除装置，该装置包括光纤激光器、电源、光纤和发射部，瞄准具与发射部平行设置，瞄准具内部光路光轴与发射部内部光路光轴平行同向；该装置解决了传统枪械瞄准精度问题，但是由于瞄准装置设计中，激光输出光轴线和视觉瞄准光轴不同轴，控制中心会产生瞄准视差。
常规激光透射可见光反射的同轴模式，由于可见光的光路长，而且光路上有反射，半反半透镜的镀膜无法全部将可见光反射出来，因此在瞄准具的传感器上成像后，视野小，光通量小。视野小则不方便快速瞄准，光通量小则异物目标暗，细节损失多。
发明内容
本发明的目的是提供一种激光清障系统的瞄准装置及使用方法，解决激光输出光轴线和视觉瞄准光轴不同轴，控制中心会产生瞄准视差的问题，同时又解决常规同轴模式造成的视野小、亮度低的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种激光清障系统的瞄准装置，包括控制器、控制云台、激光发射器、瞄准具、半反半透镜与反射镜；所述半反半透镜安装在可见光的光轴线上，与可见光的光轴线呈15°－75°的某一角度设置在所述瞄准具前端，所述反射镜与所述半反半透镜平行设置，所述反射镜的反射面与所述半反半透镜的反射面相对；所述激光发射器设置在所述瞄准具的一侧，所述激光发射器对准所述反射镜反射面中心；所述激光发射器、反射镜、半反半透镜和瞄准具安装在所述控制云台内；所述瞄准具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。
所述瞄准具是可调焦工业相机。
所述瞄准具是一体化摄像机。
所述激光发射器包括激光发射头与准直镜，所述准直镜安装在所述激光发射头前端。
上述瞄准装置的使用方法，具体包括以下步骤：
第一步，肉眼观察异物，通过所述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透射的光线，使得异物的实时图像信号传输到所述控制器，并在所述控制器的显示屏上成像；
第二步，通过所述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控制器显示屏中心的准星位置；
第三步，根据所述控制器显示屏上呈现的异物状态，通过所述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；
第四步，所述控制器控制激光的发射，激光光束通过反射镜反射至半反半透镜，再由半反半透镜反射至异物。
本发明的优点在于：激光输出光轴线和视觉瞄准系统同轴，控制器的显示中心和瞄准星重合无视差，无需辅助光辅助瞄准，视野大，光通量足。
附图说明
图1激光清障系统的瞄准装置示意图；
图中1－异物；2－可见光的光轴线；3－半反半透镜；4－瞄准具；5－控制云台；6－控制器；7－准直镜；8－激光发射头；9－光纤；10－激光器；11 －反射镜。
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，本发明的一种激光清障系统的瞄准装置，利用该装置，可以方便地对远程异物1进行观察和瞄准，具体包括控制器6、控制云台5、激光发射器、瞄准具4、半反半透镜3和反射镜11；
控制云台5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；
利用激光和可见光的波长差异，通过特殊镀膜半反半透镜3，可以高反激光光束，高透可见光的光学特征，将所述半反半透镜3安装在可见光的光轴线2上，与可见光的光轴线2呈15°－75°的某一角度设置在所述瞄准具4 前端；
其中所述瞄准具4透过所述半反半透镜3，正对着异物，从异物反射回来的可见光可透过半反半透镜3射向瞄准具4；
如此设置的优点在于：可见光不经地反射进入所述瞄准具4，损耗少，而且进光量大，视野明亮、清晰。
所述反射镜11与所述半反半透镜3平行设置，所述反射镜11的反射面与所述半反半透镜3的反射面相对；所述激光发射器设置在所述瞄准具4的一侧，大致平行设置，所述激光发射器对准所述反射镜11反射面中心。
当所述半反半透镜3与可见光的光轴线2呈15°时，所述瞄准具4设置在所述光轴线2的延长线上，正对半反半透镜3的非反射面的中心，所述反射镜11与所述半反半透镜3平行，与可见光的光轴线2的平行线呈15°，激光发射器与所述瞄准具4平行设置，正对所述反射镜11反射面的中心。
当所述半反半透镜3与可见光的光轴线2呈45°时，所述瞄准具4设置在所述光轴线2的延长线上，正对半反半透镜3的非反射面的中心，所述反射镜11与所述半反半透镜3平行，与可见光的光轴线2的平行线呈45°，激光发射器与所述瞄准具4平行设置，正对所述反射镜11反射面的中心。
当所述半反半透镜3与可见光的光轴线2呈75°时，所述瞄准具4设置在所述光轴线2的延长线上，正对半反半透镜3的非反射面的中心，所述反射镜11与所述半反半透镜3平行，与可见光的光轴线2的平行线呈75°，激光发射器与所述瞄准具4平行设置，正对所述反射镜11反射面的中心。
以上设置，激光发射器发射的激光通过反射镜11与半反半透镜3的两次反射后，与可见光的光轴线2重合，直接射向异物1，做到瞄准哪里就将激光发射到哪里，没有偏差。
所述激光发射器、反射镜11、半反半透镜3和瞄准具4安装在所述控制云台5内；所述瞄准具4与所述控制器6有线或无线连接，所述控制器6与所述控制云台5有线或无线连接；
通过控制器6调节控制云台5和瞄准具4，使异物1图像显示在控制器6 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。
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。
其中所述控制器6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。
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。
优选的，所述瞄准具4采用索尼型号为FCB-CH6500的一体化摄像机，或者同类产品均可。
所述激光发射器包括激光发射头8与准直镜7，所述准直镜7安装在所述激光发射头8前端。
一种激光清障系统的瞄准装置的使用方法，具体包括以下步骤：
第一步，肉眼观察异物1，通过所述控制器6调节所述控制云台5，使所述瞄准具4能采集到异物1经所述半反半透镜3透射的光线，使得异物1的实时图像信号传输到所述控制器6，并在所述控制器6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；
第二步，通过所述控制器6进一步调节所述控制云台5及所述瞄准具4 的焦距，使异物1的实时图像成像在所述控制器6显示屏中心的准星位置；显示器的显示中心和瞄准点重合无视差，显示器中心通过十字线指示异物清除点；
这一步是对异物1的精确锁定，即瞄准；
第三步，根据所述控制器6显示屏上呈现的异物1状态，通过所述控制器6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；
第四步，所述控制器6控制激光的发射，激光光束通过反射镜11反射至半反半透镜3，再由半反半透镜3反射至异物1，实现激光清障。
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 (6)

1.一种激光清障系统的瞄准装置，包括控制器(6)、控制云台(5)、激光发射器、瞄准具(4)、半反半透镜(3)与反射镜(11)；其特征在于：所述半反半透镜(3)安装在可见光的光轴线(2)上，与可见光的光轴线(2)呈15°－75°的某一角度设置在所述瞄准具(4)前端，所述反射镜(11)与所述半反半透镜(3)平行设置，所述反射镜(11)的反射面与所述半反半透镜(3)的反射面相对；所述激光发射器设置在所述瞄准具(4)的一侧，所述激光发射器对准所述反射镜(11)反射面中心；所述激光发射器、反射镜(11)、半反半透镜(3)和瞄准具(4)安装在所述控制云台(5)内；所述瞄准具(4)与所述控制器(6)有线或无线连接，所述控制器(6)与所述控制云台(5)有线或无线连接。
2.如权利要求1所述的激光清障系统的瞄准装置，其特征在于：所述控制器(6)是带显示屏控制器。
3.如权利要求1所述的激光清障系统的瞄准装置，其特征在于：所述瞄准具(4)是可调焦工业相机。
4.如权利要求1所述的激光清障系统的瞄准装置，其特征在于：所述瞄准具(4)是一体化摄像机。
5.如权利要求1所述的激光清障系统的瞄准装置，其特征在于：所述激光发射器包括激光发射头(8)与准直镜(7)，所述准直镜(7)安装在所述激光发射头(8)前端。
6.基于权利要求1或2或3或4或5所述的瞄准装置的使用方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
第一步，肉眼观察异物(1)，通过所述控制器(6)调节所述控制云台(5)，使所述瞄准具(4)能采集到异物(1)经所述半反半透镜(3)透射的光线，使得异物(1)的实时图像信号传输到所述控制器(6)，并在所述控制器(6)的显示屏上成像；
第二步，通过所述控制器(6)进一步调节所述控制云台(5)及所述瞄准具(4)的焦距，使异物(1)的实时图像成像在所述控制器(6)显示屏中心的准星位置；
第三步，根据所述控制器(6)显示屏上呈现的异物(1)状态，通过所述控制器(6)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；
第四步，所述控制器(6)控制激光的发射，激光光束通过反射镜(11)反射至半反半透镜(3)，再由半反半透镜(3)反射至异物(1)。
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