CN109787148A - 激光清障系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光清障系统，包括定位装置、清障装置和显控操作面板；所述清障装置设置在所述的定位装置的承载座上；所述清障装置与所述显控操作面板受控连接，用于根据显控操作面板的操作指令进行清障处理。本发明通过采用定位装置及清障装置中的方位控制单元实现了对光束的控制，进而实现了对障碍物目标进行快速、精确的瞄准，提高了瞄准效率及瞄准工作的自动化程度；清障操作简单，提高了清障效率。同时本发明实施例中清障装置采用一体化设计，节约了清障装置的空间，大大降低了清障装置的体积和重量，并且架设、收纳更加快捷，整个清障设备在低温环境下具有较高的适应性，产品使用地域的范围也较广，因此运输和使用便均较为便捷。

Description

激光清障系统

技术领域

本发明涉及激光应用技术领域，尤其涉及一种激光清障系统。

背景技术

随着国内经济的持续高速发展，电力输送和铁路运行安全对人民生活和企业生产的影响也越来越大，但在电网或铁路运营过程中，在架空线路上经常有风筝、气球、地膜等飘挂物影响电线的安全，在电路铁塔上经常有鸟巢影响设备使用，当高压线下方的树木生长到一定高度会接触到高压线，这些状况都会影响到电网或铁路运行的安全。传统的处理方式是在线路断电后进行人工清除，或为了保持电网和铁路的运行安全，不得不在未断电的情况下安排人工清除障碍区，前者清除效率较低，且停电带来的损失较大；后者操作人员的安全性无法得到保障且对操作人员的职业技能要求较高。两种处理方式均已与现在高速发展的社会所脱节，效率较低，安全性较差，已无法保障人民生活的需求和济高速发展的需要。目前随着国内技术的高速发展，采用激光聚焦到障碍物上对障碍物进行非接触式的清除的方式得到了广泛应用，但是现有的清障装置使用和操作较为繁琐，不够方便快捷，清除效率低。

发明内容

本发明实施例提供一种激光清障系统，用以解决现有技术中存在的清障系统清障效率低的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种激光清障系统，包括：

包括定位装置、清障装置和显控操作面板；

所述清障装置设置在所述的定位装置的承载座上；所述清障装置与所述显控操作面板受控连接，用于根据显控操作面板的操作指令进行清障处理。

可选的，所述清障装置包括壳体，所述壳体内设置有：

激光发射单元，用于发射激光，并将激光导入光束精密指向单元；

光束精密指向单元，用于对激光进行方位控制以向调焦单元输出准直的激光；

测距单元，用于测量被清除障碍物与清障装置之间的距离；

调焦单元，用于根据所述被清除障碍物与清障装置之间的距离，调整所述调焦单元中目镜和物镜的间距，以调整激光发射单元输出的激光在障碍物上的光斑大小。

可选的，所述激光发射单元包括设置在所述壳体底部的激光器，所述激光器依次与输出光纤、耦合输出镜头连接，利用所述输出光纤和耦合镜头将激光导入光束精密指向单元。

可选的，所述光束精密指向单元包括设置在所述壳体侧壁上的第一振镜和第二振镜；

所述第一振镜的镜片与所述激光发射单元的耦合输出镜头对应、且第一振镜的镜片与耦合输出镜头之间的夹角为45°，用以接收耦合输出镜头输出的激光，以对激光进行初始方位控制，并将经过初始方位控制后的激光输出给所述第二振镜上；

所述第二振镜的镜片与所述第一振镜的镜片对应，用于接收所述第一振镜输出的激光，以对激光进行二次方位控制，并将经过二次方位控制的激光输出给调焦单元。

可选的，所述调焦单元包括：物镜、目镜和驱动装置，

所述物镜与所述目镜同轴设置，且所述物镜设置在激光器的壳体上；

所述目镜与所述第二振镜对应、且目镜与第二振镜的镜片与之间的夹角为45°，用于接收所述第二振镜反射的激光；

所述驱动装置与所述目镜的壳体传动连接，用于驱动所述目镜沿着激光的发射方向往复移动以调整焦距。

可选的，所述驱动装置包括底座、电机和控制器；

所述控制器设置在所述显控操作面板上，且所述控制器与所述电机电连接、用于对所述电机进行控制；

所述电机设置在所述底座上；

所述底座设置在所述激光器的壳体上；所述底座上沿电机的输出轴方向设置有滑轨，所述滑轨上滑动设置有滑块，所述电机的输出轴通过螺杆与所述滑块螺纹连接；

所述滑块上沿垂直于滑块的滑动方向设置有推杆，所述推杆与所述目镜的壳体连接、用于推动目镜移动。

可选的，所述测距单元包括测距机，所述测距机设置在所述激光器的壳体上，且所述测距机的显示模块与所述显控操作面板电连接。

可选的，所述测距机包括横向测距机和纵向测距机；所述横向测距机和所述纵向测距机分别设置在所述物镜的相对两侧，且所述横向测距机的显示模块及所述纵向测距机的显示模块均与所述显控操作面板电连接。

可选的，还包括观瞄装置，所述观瞄装置设置在所述激光器的壳体上，且所述观瞄装置的显示模块与所述显控操作面板电连接。

可选的，还包括加热单元，所述加热单元包括：加热散热片，所述加热散热片设置在所述壳体内，所述加热散热片下表面设置有加热元件；所述加热散热片的上表面设置有用于散热的风扇。

可选的，所述加热元件包括加热丝或半导体制冷器。

可选的，所述定位装置包括三脚架，所述清障装置设置在所述三脚架上的承载座上。

本发明实施例中，通过采用定位装置及光束精密指向单元实现了对光束的控制，进而实现了对障碍物目标进行快速、精确的瞄准，提高了瞄准效率及瞄准工作的自动化程度；清障操作简单，提高了清障效率。同时本发明实施例中清障装置采用一体化设计，节约了清障装置的空间，大大降低了清障装置的体积和重量，并且架设、收纳更加快捷，使得整个清障设备运输和使用更加便捷。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明第一实施例激光清障系统的整体结构示意图；

图2为本发明第二实施例中激光清障装置的结构示意图；

图3为本发明第二实施例中横向测距机和纵向测距机的测距范围示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明第一实施例提供一种激光清障系统，如图1所示，包括定位装置3、清障装置1和显控操作面板2；所述清障装置1设置在所述的定位装置3的承载座上；所述清障装置1与所述显控操作面板2受控连接，具体的受控连接的方式包括无线连接和有线连接两种方式。

用于根据显控操作面板的操作指令进行清障处理。

具体的定位装置为三脚架，采用手动的方式对三脚架进行高度调整。

具体的，本实施例中所述清障装置1包括壳体，所述壳体内设置有：激光发射单元，用于发射激光，并将激光导入光束精密指向单元；光束精密指向单元，用于对激光进行方位控制以向调焦单元输出准直的激光；测距单元，用于测量被清除障碍物与清障装置之间的距离；调焦单元，用于根据所述被清除障碍物与清障装置之间的距离，调整所述调焦单元中目镜和物镜的间距，以调整激光发射单元输出的激光在障碍物上的光斑大小。

本发明实施例中，通过采用定位装置及清障装置中的光束精密指向单元，实现了对光束的控制，进而实现了对障碍物目标进行快速、精确的瞄准，提高了瞄准效率及瞄准工作的自动化程度；提高了清障效率。同时本发明实施例中清障装置采用一体化设计，节约了清障装置的空间，大大降低了清障装置的体积和重量，并且架设、收纳更加快捷，整个清障设备运输和使用更加便捷。

本发明第二实施例提供一种激光清障系统，如图2所示，包括定位装置、清障装置和显控操作面板；所述清障装置设置在所述的定位装置的承载座上；所述清障装置与所述显控操作面板受控连接，用于根据显控操作面板的操作指令进行清障处理。

具体的，本实施例中清障装置包括壳体，激光发射单元包括设置在所述壳体底部激光发射器4，所述激光器4依次与输出光纤5、耦合输出镜头6连接，利用所述输出光纤和所述耦合镜头将激光导入光束精密指向单元。具体的，激光器输出功率范围为80W-2000W。激光器类型可选用光纤激光器，气体激光器，固体激光器以及半导体激光器。

具体的，所述光束精密指向单元包括设置在所述壳体侧壁上的方位控制振镜8和俯仰控制振镜7；方位控制振镜8的镜片与所述激光发射单元的耦合输出镜头6对应、且方位控制振镜8的镜片与耦合输出镜头6之间的夹角为45°，用以接收耦合输出镜头输出的激光，以对激光进行初始方位控制，并将经过初始方位控制后的激光输出给所述俯仰控制振镜7上；俯仰控制振镜7的镜片与所述方位控制振镜8的镜片对应，用于接收所述方位控制振镜输出的激光，以对激光进行二次方位控制，并将经过二次方位控制的激光输出给调焦单元。本发明实施例中通过俯仰控制振镜7和方位控制振镜8摆动光路来对障碍物目标进行精准瞄准，也可以将清障主机装在快速云台上执行粗瞄，再通过振镜进行精瞄。

调焦单元包括：物镜18、目镜14和驱动装置，物镜18与所述目镜14同轴设置，且所述物镜18设置在激光器的壳体上；目镜14与俯仰控制振镜7对应、且目镜与第二振镜的镜片与之间的夹角为45°，用于接收所述俯仰控制振镜7反射的激光。

所述驱动装置包括底座、电机9和控制器；控制器设置在所述显控操作面板上，且控制器与所述电机9电连接，用于对所述电机进行控制；所述电机设置在所述底座上；底座设置在所述激光器的壳体上；所述底座上沿电机的输出轴方向设置有滑轨，所述滑轨上滑动设置有滑块，所述电机的输出轴通过螺杆与所述滑块螺纹连接；所述滑块上沿垂直于滑块的滑动方向设置有推杆，所述推杆与所述目镜的壳体连接，用于推动目镜往复移动。当电机正向转动或反向转动时，螺杆随着电机的输出轴转动，进而使得与螺杆螺纹连接的滑块沿着滑轨来回移动，进而带动推杆来回移动以推动目镜14移动，进行调整焦距。

所述测距单元包括测距机，所述测距机包括横向测距机15和纵向测距机16；所述横向测距机15和所述纵向测距机16分别设置在所述物镜的相对两侧，且所述横向测距机的显示模块及所述纵向测距机的显示模块均与所述显控操作面板电连接。本实施例中通过横向测距机和纵向测距机，可实现障碍物测距功能和对激光光路穿入物的识别功能。所述的横向测距机15与纵向测距机16其中一个的测量障碍物目标的距离数据作为调焦电机9和调焦镜头14的目镜动态调焦的数据基础。同时在对障碍物进行清除时，所述的横向测距机15与纵向测距机16通过调整其发散角来扩大其光斑的覆盖区域，如图3所示，其横向覆盖区域18和纵向覆盖区域19能够将激光光斑的发射区域20包含进去，这样可以保证在激光发射过程中当有人员或动物意外闯入时，测距机能先于激光光斑照射到闯入者，并通过软件中的测距数据对比来判断是否有闯入者而切断激光发射器，起到安全防护的作用。

本实施例中，还包括观瞄装置，所述观瞄装置具体可以为观瞄相机17，观瞄相机17设置在纵向测距机16的壳体上，且所述观瞄相机的显示模块与所述显控操作面板电连接。本实施例中通过设置观瞄相机来对清障对象进行观察瞄准，显控操作面板2通过按键控制激光器和电机，以此实现调节激光光束和方位、功率大小和自动对焦操作。

本发明实施例中，采用激光器和观瞄相机及聚焦装置一体化设计，节约了主机的空间和重量，体积重量大大降低，架设、收纳更加快捷，整个清障设备运输和使用更加便捷；设计低温加热装置后，使清障装置更加适用北方超低温的环境适用；使用横纵测距机来进行安全防护，具有方便、可靠的优点，在不提高系统复杂性的同时提高了设备的使用安全性。

本发明第三实施例提供一种激光清障系统，本实施例在上述实施例的基础上进一步改进而得，在本实施例中，激光清障装置的壳体内还设置有加热单元，具体的，加热单元包括：加热散热片11，所述加热散热片11设置在激光器4的壳体上，所述加热散热片11下表面设置有加热元件12；所述加热散热片11的上表面设置有用于散热的风扇10。本实施例中，激光器的壳体上还设置有测温电阻13，用于对激光清障装置的壳体内的温度进行检测，过测温电阻13判断气温，如果低于清障装置内元件的最低使用温度时(例如温度低于-10℃)，加热元件12将启动加温，同时加热风扇10开始启动，将加热散热片11中的热量散到主机中，加热各元器件，待加热到满足使用要求的温度时，停止加热；此设计可以保证清障装置的工作温度不低于-40℃。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种激光清障系统，其特征在于，包括定位装置、清障装置和显控操作面板；

所述清障装置设置在所述的定位装置的承载座上；所述清障装置与所述显控操作面板受控连接，用于根据显控操作面板的操作指令进行清障处理。

2.如权利要求1所述的激光清障系统，其特征在于，所述清障装置包括壳体，所述壳体内设置有：

激光发射单元，用于发射激光，并将激光导入光束精密指向单元；

光束精密指向单元，用于对激光进行方位控制以向调焦单元输出准直的激光；

测距单元，用于测量被清除障碍物与清障装置之间的距离；

调焦单元，用于根据所述被清除障碍物与清障装置之间的距离，调整所述调焦单元中目镜和物镜的间距，以调整激光发射单元输出的激光在障碍物上的光斑大小。

3.如权利要求2所述的激光清障系统，其特征在于，所述激光发射单元包括设置在所述壳体底部的激光器，所述激光器依次与输出光纤、耦合输出镜头连接，利用所述输出光纤和所述耦合镜头将准直激光导入光束精密指向单元。

4.如权利要求3所述的激光清障系统，其特征在于，所述光束精密指向单元包括设置在所述壳体侧壁上的第一振镜和第二振镜；

所述第一振镜的镜片与所述激光发射单元的耦合输出镜头对应、且第一振镜的镜片与耦合输出镜头之间的夹角为45°，用以接收耦合输出镜头输出的激光，以对激光进行初始方位控制，并将经过初始方位控制后的激光输出给所述第二振镜上；

所述第二振镜的镜片与所述第一振镜的镜片对应，用于接收所述第一振镜输出的激光，以对激光进行二次方位控制，并将经过二次方位控制的激光输出给调焦单元。

5.如权利要求4所述的激光清障系统，其特征在于，所述调焦单元包括：物镜、目镜和驱动装置，

所述物镜与所述目镜同轴设置，且所述物镜设置在激光器的壳体上；

所述目镜与所述第二振镜对应、且目镜与第二振镜的镜片与之间的夹角为45°，用于接收所述第二振镜反射的激光；

所述驱动装置与所述目镜的壳体机械连接，用于驱动所述目镜沿着激光的发射方向往复移动以调整焦距。

6.如权利要求5所述的激光清障系统，其特征在于，所述驱动装置包括底座、电机和控制器；

所述控制器设置在所述显控操作面板上，且所述控制器与所述电机电连接、用于对所述电机进行控制；

所述电机设置在所述底座上；

所述底座设置在所述激光器的壳体上；所述底座上沿电机的输出轴方向设置有滑轨，所述滑轨上滑动设置有滑块，所述电机的输出轴通过螺杆与所述滑块螺纹连接；

所述滑块上沿垂直于滑块的滑动方向设置有推杆，所述推杆与所述目镜的壳体连接、用于推动目镜移动。

7.如权利要求3所述的激光清障系统，其特征在于，所述测距单元包括测距机，所述测距机设置在所述激光器的壳体上，且所述测距机的显示模块与所述显控操作面板电连接。

8.如权利要求7所述的激光清障系统，其特征在于，所述测距机包括横向测距机和纵向测距机；所述横向测距机和所述纵向测距机分别设置在所述物镜的相对两侧，且所述横向测距机的显示模块及所述纵向测距机的显示模块均与所述显控操作面板电连接。

9.如权利要求3所述的激光清障系统，其特征在于，还包括观瞄装置，所述观瞄装置设置在所述激光器的壳体上，且所述观瞄装置的显示模块与所述显控操作面板电连接。

10.如权利要求2所述的激光清障系统，其特征在于，还包括加热单元，所述加热单元包括：加热散热片，所述加热散热片设置在所述壳体内，所述加热散热片下表面设置有加热元件；所述加热散热片的上表面设置有用于散热的风扇。