CN110021894A - 一种激光清障系统 - Google Patents

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李威
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G1/00—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines
    • H02G1/02—Methods or apparatus specially adapted for installing, maintaining, repairing or dismantling electric cables or lines for overhead lines or cables

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Abstract

本发明公开了一种激光清障系统，该系统包括无人机(1)、设置于无人机(1)下部的三轴稳定云台(2)、设置于三轴稳定云台(2)上的激光器(3)、以及设置于所述激光器(3)前方并与激光器(3)相连的第一透镜(4)，所述激光器(3)的发射方向对准所述第一透镜(4)的中心；沿水平方向，所述第一透镜(4)覆盖所述三轴稳定云台(2)的下部和激光器(3)。本发明提供的激光清障系统利用三轴稳定云台设置激光器，可以提高激光器的设置稳定性，另外，可以通过第一透镜提高激光器的聚光能力，缩短清障时间，且可以防止激光器被障碍物所阻挡，延长工作时间，降低故障率。

Description

一种激光清障系统
技术领域
本发明涉及激光清障技术领域，具体涉及一种激光清障系统。
背景技术
架空导线经常会悬挂空中漂浮物，对架空线路的安全运行构成严重威胁。一旦缠绕在导线上，将造成电网安全事故，关系到人们生活的方方面面，一旦突然停电将造成重大的经济损失，长时间的停电还会影响社会稳定，因此要求电力运维部门在发现导线有悬挂物时，需要及时迅速地进行清除，以保障电网的安全运行。
现有技术公开了一种远距离激光清障系统，应用于架空输电线路维护、远距离爆破、有毒化学环境的清障等领域。所述远距离激光清障系统包括支架，其中：所述支架的上方设置有红外激光器，所述支架与所述红外激光器之间设置有用于调节所述红外激光器水平方位和俯仰角度的云台；所述红外激光器的前端设置有可调节聚光镜，所述可调节聚光镜内部设置有对红外激光束进行发散和聚焦处理的透镜组；所述红外激光器的尾端上方设置有观察杂物处理情况的光学瞄准镜，所述光学瞄准镜的前端上方设置有可见光指示器；所述红外激光器通过电源线与电源箱连接。与现有技术相比，该专利具有减轻劳动强度、降低成本，提高工作效率和安全性的优点。
现有技术公开了一种高空清障无人机，所述无人机通过云台固定有切割装置，所述切割装置以及云台通过无线发射器与切割遥控器无线连接。该专利优点在于清障效率高，使用方便，操作简单，能够应付各种高度的清障工作，甚至能够应付高山深谷河流等大跨度的清障工作。
现有无人机清障系统功率低且激光容易扩散，而且激光器容易被空中漂浮物所遮挡，甚至碰撞毁坏。
发明内容
本发明的目的在于提供一种激光清障系统，本发明提供的激光清障系统激光器的清障效率高，而且不易被空中漂浮物所阻挡，可以长时间工作。
为实现上述目的，本发明提供一种激光清障系统，该系统包括无人机、设置于无人机下部的三轴稳定云台、设置于三轴稳定云台上的激光器、以及设置于所述激光器前方并与激光器相连的第一透镜，所述激光器的发射方向对准所述第一透镜的中心；所述第一透镜在竖直平面上的投影覆盖所述三轴稳定云台的下部和激光器。
可选的，所述三轴稳定云台包括控制器、水平齿杆、与所述水平齿杆传动连接的平移电机，设置于平移电机下方的旋转电机和激光器俯仰组件，所述激光器俯仰组件与所述旋转电机相连，所述激光器设置于所述俯仰组件上；所述第一透镜在竖直平面上的投影覆盖所述旋转电机和激光器俯仰组件。
可选的，所述平移电机转轴的轴向与所述水平齿杆平行且二者通过套在转轴上的齿轮相连。
可选的，所述激光器俯仰组件包括水平杆、连接于水平杆相对两端的两根竖直杆，两根竖直杆各自通过俯仰电机与竖直杆之间的激光器相连。
可选的，所述系统还包括第二透镜，所述第二透镜与所述无人机的下部相连，且覆盖三轴稳定云台和激光器。
可选的，所述第二透镜中心处设置有露出第一透镜中心的开孔。
可选的，所述系统还设置有毫米波雷达。
可选的，所述系统还设置有地面站。
本发明具有如下优点：
本发明提供的激光清障系统利用三轴稳定云台设置激光器，可以提高激光器的设置稳定性，另外，可以通过第一透镜提高激光器的聚光能力，缩短清障时间，且可以防止激光器被障碍物所阻挡，延长工作时间，降低故障率。
附图说明
图1是本发明提供的激光清障系统一种具体实施方式的结构示意图。
图2是本发明激光清障系统中第一透镜和第二透镜一种具体设置方式的结构示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1-2所示，本发明提供一种激光清障系统，该系统包括无人机1、设置于无人机1下部的三轴稳定云台2、设置于三轴稳定云台2上的激光器3、以及设置于所述激光器3前方并与激光器3相连的第一透镜4，所述激光器3的发射方向对准所述第一透镜4的中心；所述第一透镜4在竖直平面上的投影覆盖(即沿无人机前进方向，第一透镜4能够覆盖三轴稳定云台2的下部和激光器3)所述三轴稳定云台2的下部和激光器3。本发明提供的激光清障系统利用三轴稳定云台设置激光器，可以提高激光器的设置稳定性，另外，可以通过第一透镜提高激光器的聚光能力，缩短清障时间，且可以防止激光器被障碍物所阻挡，延长工作时间，降低故障率。激光器是本领域技术人员所熟知的，例如可以是半导体激光器、光纤激光器、红光激光器等。
本发明中，所用三轴稳定云台可以是常规的三轴稳定云台，例如应用于无人机的照相三轴稳定云台，一种具体实施方式，如图1所示，所述三轴稳定云台2包括控制器、水平齿杆21、与所述水平齿杆21传动连接的平移电机22，设置于平移电机22下方的旋转电机23和激光器俯仰组件，所述激光器俯仰组件与所述旋转电机23相连，所述激光器3设置于所述俯仰组件上；所述第一透镜4在竖直平面上的投影覆盖所述旋转电机23和激光器俯仰组件。通过三轴稳定云台可以使激光器保持向一个方向进行发射激光，从而提高了清障的精确性，另外，通过透镜覆盖旋转电机23和激光器俯仰组件可以防止二者被漂浮物所缠绕，防止产生故障。三轴稳定云台2的控制器可以实现三轴稳定云台2上所固定的激光器的位置自动调整。
一种实施方式，如图1所示，所述平移电机22转轴的轴向与所述水平齿杆21平行且二者通过可以套在转轴上的齿轮相连，从而实现了平移电机与水平齿杆的传动。
一种具体实施方式，为了实现激光器发射方向的上下调整，如图1所示，所述激光器俯仰组件可以包括水平杆25、连接于水平杆25相对两端的两根竖直杆26，两根竖直杆26可以各自通过俯仰电机27与竖直杆26之间的激光器3相连，俯仰电机27可以为旋转电机，两个俯仰电机同时转动，带动激光器的转动。
为了进一步降低三轴稳定云台与激光器被漂浮物缠绕的概率，如图1-2所示，所述系统还可以包括第二透镜5，所述第二透镜5与所述无人机1的下部相连，且覆盖(即沿无人机前进方向，第二透镜5能够覆盖三轴稳定云台2和激光器3)三轴稳定云台2和激光器3。另外，该第二透镜5还可以防止激光器故障时发射的激光损坏贵重设备。
由于第二透镜设置在无人机的下部，与第一透镜不同，不随着激光器的运动而运动，因此，为了防止第二透镜造成激光的散射，如图1-2所示，所述第二透镜5中心处设置有露出第一透镜4中心的开孔51，从而使来自激光器的激光透过第一透镜后直接从开孔51穿过进行清障，此时第二透镜也可以称为防护罩。
为了方便定位障碍物，所述系统还可以设置有毫米波雷达，毫米波雷达能分辨识别很小的目标，而且能同时识别多个目标；具有成像能力，体积小的特点。
另外，所述系统还可以设置有地面站，地面站上可以设置飞行控制计算机、遥控设备、无线数传电台等常规设备，无人机上可以设置有机载计算机、图像传感器、伺服控制器等设备。无人机的机载计算机接收无人机上图像传感器的画面信息，然后传输给地面控制系统的飞行控制计算机，飞行控制计算机通过遥控设备将控制指令发送给机载计算机，并由机载计算机控制伺服动作器控制机体飞行，机载计算机与飞行控制计算机之间通过无线数传电台信号连接。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种激光清障系统，其特征在于，该系统包括无人机(1)、设置于无人机(1)下部的三轴稳定云台(2)、设置于三轴稳定云台(2)上的激光器(3)、以及设置于所述激光器(3)前方并与激光器(3)相连的第一透镜(4)，所述激光器(3)的发射方向对准所述第一透镜(4)的中心；所述第一透镜(4)在竖直平面上的投影覆盖所述三轴稳定云台(2)的下部和激光器(3)。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述三轴稳定云台(2)包括控制器、水平齿杆(21)、与所述水平齿杆(21)传动连接的平移电机(22)，设置于平移电机(22)下方的旋转电机(23)和激光器俯仰组件，所述激光器俯仰组件与所述旋转电机(23)相连，所述激光器(3)设置于所述俯仰组件上；所述第一透镜(4)在竖直平面上的投影覆盖所述旋转电机(23)和激光器俯仰组件。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述平移电机(22)转轴的轴向与所述水平齿杆(21)平行且二者通过套在转轴上的齿轮相连。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述激光器俯仰组件包括水平杆(25)、连接于水平杆(25)相对两端的两根竖直杆(26)，两根竖直杆(26)各自通过俯仰电机(27)与竖直杆(26)之间的激光器(3)相连。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括第二透镜(5)，所述第二透镜(5)与所述无人机(1)的下部相连，且覆盖三轴稳定云台(2)和激光器(3)。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第二透镜(5)中心处设置有露出第一透镜(4)中心的开孔(51)。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还设置有毫米波雷达。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还设置有地面站。
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