CN111193219A - 一种激光远程异物清除仪及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激光远程异物清除仪及其使用方法，包括激光器、分光镜、目标成像模块，采用激光器产生的激光束发射在目标异物上，在目标异物上形成高功率密度的激光光斑，通过融化或烧灼等方式实现对目标异物的清除。清除仪产生的激光束通常是人眼不可见的，因此清除仪不仅需要发射激光束，还需要对目标异物成像，因此在激光束进行清除异物之前，需要通过观察目标图像，即可确定激光束的打击位置，使需要打击的目标异物的位置与瞄准点的位置重合，再进行清除。本发明采用激光束实现对目标异物的非接触、远距离、高效率清除，同时本清除仪还具有结构简单、体积小、重量轻，便于野外携带使用的特点。

Description

一种激光远程异物清除仪及其使用方法

技术领域

本发明涉及激光清除异物技术领域，特别涉及一种激光远程异物清除仪及其使用方法。

背景技术

裸露高压输电线上悬挂或缠绕的风筝、塑料、布片等异物，以及输电线下方或旁边的树枝等异物，可能造成输电线路短路，引发人畜伤亡、火灾、停电等事故。

发明内容

本发明的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种激光远程异物清除仪及其使用方法，实现对目标异物的非接触、远距离、高效率清除。

为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：

一种激光远程异物清除仪，包括：

激光器，用于向分光镜发射激光束；

分光镜，用于接收激光器发射的激光束，并将激光束透射至目标异物，以及反射目标异物反射的目标光线；

目标成像模块，用于接收分光镜反射的目标光线，并根据目标光线形成目标图像。

本发明采用激光器产生的激光束发射在目标异物上，在目标异物上形成高功率密度的激光光斑，通过融化或烧灼等方式实现对目标异物的清除。清除仪产生的激光束通常是人眼不可见的，因此清除仪不仅需要发射激光束，还需要对目标异物成像，因此在激光束进行清除异物之前，需要通过观察目标图像，即可确定激光束的打击位置，使需要打击的目标异物的位置与瞄准点的位置重合，再进行清除。本发明采用激光束实现对目标异物的非接触、远距离、高效率清除，同时本清除仪还具有结构简单、体积小、重量轻，便于野外携带使用的特点。

更进一步地，为了更好的实现本发明，还包括准直调焦模块，所述准直调焦模块设置在激光器与分光镜之间，用于将激光器发射的激光束转换为准直激光束。使用准直调焦模块将激光束进行光学变换后输出为准直激光束。

更进一步地，为了更好的实现本发明，还包括反光镜，所述反光镜设置在分光镜与目标成像模块之间，用于接收分光镜反射的目标光线，并将目标光线反射至目标成像模块。

将目标成像模块与准直调焦模块平行放置，以减小清除仪在垂直于发射的激光束的光轴方向上的尺寸。

更进一步地，为了更好的实现本发明，还包括光路耦合器，所述光路耦合器设置在激光器与准直调焦模块之间，用于将激光器发射的激光束无干扰的传输至准直调焦模块。

所述光路耦合器用于将激光器产生的激光束传输到准直调焦模块，并实现与准直调焦模块的光瞳、光轴对准。

更进一步地，为了更好的实现本发明，还包括光纤，所述光纤连接于激光器与光路耦合器之间，用于将激光器发射的激光束传输至光路耦合器。

采用CO2激光器或CO2激光管作为激光器的清除仪，可以使用光纤传输激光器发射的激光束，也可以使用非光纤传输。

更进一步地，为了更好的实现本发明，还包括壳体，所述激光远程异物清除仪设置于壳体内。

一种激光远程异物清除仪的使用方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：开启激光器，激光束标定目标异物瞄准点；

步骤S2：观察目标图像，调整清除仪的指向，使需要打击的目标异物的位置与瞄准点的位置重合；

步骤S3：逐步打击目标异物，完成清除。

更进一步地，为了更好的实现本发明，所述步骤S1具体包括以下步骤：

步骤S1-1：开启激光器，激光器发射的激光束经光纤传输到光路耦合器；

步骤S1-2：光路耦合器将光纤传输的激光束整合后输出到准直调焦模块；

步骤S1-3：准直调焦模块将光路耦合器传输的激光束进行光学变化，输出准直激光束，发射至分光镜；

步骤S1-4：准直激光束经分光镜透射后射向目标异物，使目标异物上产生打击痕迹；

步骤S1-5：目标异物反射的目标光线经分光镜反射进入反射镜，反射镜将目标光线反射进入目标成像模块，目标光线在目标成像模块中形成目标图像；

步骤S1-6：保持清除仪固定，在目标图像中，记录并标示出需要打击的目标异物的位置，作为实际清除目标异物的瞄准点。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本实施例采用对发射的激光束具有高透过率的分光镜，使绝大部分的激光束透过分光镜射向目标异物，使目标异物上产生打击痕迹；同时使来自目标异物上可见的目标光线经分光镜反射后大部分进入目标成像模块，在目标成像模块中形成目标图像，保持清除仪固定，在目标图像中，记录并标示出目标异物的打击点位置，作为实际清除时的激光瞄准点；在清除时，调整清除仪的指向，同时观察目标图像，使目标异物上需要打击的位置与激光瞄准点标定时记录的位置重合，即可确定激光打击点的位置，进行逐步打击，完成对目标异物的清除。本发明采用激光束实现对目标异物的非接触、远距离、高效率清除，同时本清除仪还具有结构简单、体积小、重量轻，便于野外携带使用的特点。

附图说明

为了更清除地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1中的异物清除仪结构模块示意图；

图2为本发明实施例2中的异物清除仪结构模块示意图；

图3为本发明实施例3中的异物清除仪结构模块示意图；

图4为本发明实施例4中的异物清除仪结构模块示意图。

主要元件符号说明

激光器1，分光镜2，目标成像模块3，激光束11，目标光线12，准直调焦模块4，准直激光束13，光纤5，反射镜6，光路耦合器7。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例1：

本发明通过下述技术方案实现，如图1所示，一种激光远程异物清除仪，包括激光器1、分光镜2、目标成像模块3，所述激光器1用于向分光镜2发射激光束11，分光镜2将接收到的激光束11透射后，发射至目标异物，目标异物反射的目标光线12为可见光，目标光线12经分光镜2反射进入目标成像模块3，在目标成像模块3中形成目标图像。

本发明采用激光器1产生的激光束11发射在目标异物上，在目标异物上形成高功率密度的激光光斑，通过融化或烧灼等方式实现对目标异物的清除。清除仪产生的激光束11通常是人眼不可见的，因此清除仪不仅需要发射激光束11，还需要对目标异物成像，因此在激光束11进行清除异物之前，需要通过观察目标图像，即可确定激光束11的打击位置，使需要打击的目标异物的位置与瞄准点的位置重合，再进行清除。本发明采用激光束11实现对目标异物的非接触、远距离、高效率清除，同时本清除仪还具有结构简单、体积小、重量轻，便于野外携带使用的特点。

如图1所示，发射的激光束11透过分光镜2后，射向目标异物，对目标异物进行打击，使目标异物上形成打击痕迹；来自目标异物的目标光线12沿激光束11发射的光路反向传输到分光镜2，经分光镜2反射后，进入目标成像模块 3，根据目标光线12在目标成像模块3中形成目标图像。从而实现了发射的激光束11与目标成像共光路，使发射激光束11光轴与目标图像光轴一致。为了便于识别激光束11和目标光线12的路径，图中特意将目标光线12与从分光镜 2射向目标异物的激光束11画为不重合，但实际上，两束光为重合。

其中分光镜2的镜面有效通光口径应当等于或大于发射的激光束11的光束直径，确保激光束11安全通过分光镜2，分光镜2对激光束11的透过率应尽可能高，使绝大部分的激光能量输出到目标异物上，同时自身吸收的激光束11能量应当尽量少，避免长时间发射激光束11时，分光镜2产生热变形，甚至损坏，因此分光镜2应当选择对激光束11吸收少、传热快的材料，并且在分光镜2面向激光器1的一侧镀制对发射激光束11高透过率的光学膜。分光镜2的光束入射角，应根据实际使用情况改变其位置和角度，使来自目标异物的目标光线12 经分光镜2反射后，能够进入目标成像模块3，并且应使目标光线12尽量射入目标成像模块3的中心位置。分光镜2面向目标异物的表面，镀制对可见光高反射率的光学膜，保证足够的目标光线12进入目标成像模块3。分光镜2应当有一定的楔角并在面向目标异物的表面，镀制对可见光高透过率的光学膜，避免从分光镜2反射的目标光线12在目标成像模块3上产生鬼影。

本实施例采用对发射的激光束11具有高透过率的分光镜2，使绝大部分的激光束11透过分光镜2射向目标异物，使目标异物上产生打击痕迹；同时使来自目标异物上可见的目标光线12经分光镜2反射后大部分进入目标成像模块3，在目标成像模块3中形成目标图像，保持清除仪固定，在目标图像中，记录并标示出目标异物的打击点位置，作为实际清除时的激光瞄准点；在清除时，调整清除仪的指向，同时观察目标图像，使目标异物上需要打击的位置与激光瞄准点标定时记录的位置重合，即可确定激光打击点的位置，进行逐步打击，完成对目标异物的清除。

实施例2：

本实施列在上述实施列1的基础上作进一步优化，如图2所示，在分光镜2 靠近激光器1的一侧设置准直调焦模块4，使用光纤5连接激光器1与准直调焦模块4，光纤5将激光器1产生的激光束11传输到准直调焦模块4，准直调焦模块4将光纤5输入的激光束11进行光学变换后输出为准直激光束13，或根据需要经手动或自动对准直调焦模块4进行调整，以输出某一距离焦距的准直激光束13。准直激光束13透过分光镜2后射向目标异物，来自目标异物反射的目标光线12沿准直激光束13发射的光路反向传输到分光镜2，被分光镜2反射后进入目标成像模块3，根据目标光线12在目标成像模块3中形成目标图像。

本实施列的其他部分与上述实施列相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施列在上述实施列1的基础上作进一步优化，如图3所示，在分光镜2 与目标成像模块3之间增加反射镜6，且使目标成像模块3与准直调焦模块4平行设置，将从分光镜2反射过来的目标光线12，经过反射镜6的反射后，再进入目标成像模块3，这种实施方式由于目标成像模块3与准直调焦模块4平行放置，以减小清除仪在垂直于发射的激光束11的光轴方向上的尺寸。根据实际使用情况调整分光镜2与反射镜6的设置位置和角度，使来自目标异物的目标光线12经分光镜2和反射镜6反射后，能够进入目标成像模块3，并尽量位于目标成像模块3的中心位置。反射镜6面向目标光线12的表面，镀制对可见光高反射率的光学膜，保证足够亮度的目标光线12进入目标成像模块3，是现在目标成像模块3中形成目标图像。

采用CO2激光器1或CO2激光管作为激光器1的清除仪，可以使用光纤5 传输激光器1发射的激光束11，也可以使用非光纤5传输。

本实施列的其他部分与上述实施列相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施列在上述实施列1的基础上作进一步优化，如图4所示，在激光器1 与准直调焦模块4之间加入光路耦合器7，用于将激光器1产生的激光束11传输到准直调焦模块4，并实现与准直调焦模块4的光瞳、光轴对准。光路耦合器 7可以是由多个反射镜6构成的激光反射转折光路，或激光器1直接输出到准直调焦模块4，或其他形式的光学器件。准直调焦模块4将从光路耦合器7输入的激光束11经光学变换后输出准直激光束13，或根据实际需要经手动或自动调焦后，输出某一距离焦距的准直激光束13。准直激光束13透过分光镜2后射向目标异物，来自目标异物的目标光线12沿发射的准直激光束13光路反向传输到分光镜2，被分光镜2反射后进入反射镜6，经反射镜6转折反射后，再进入目标成像模块3，在目标成像模块3中形成目标图像。

基于上述清除仪，提出一种激光远程异物清除仪的使用方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：开启激光器1，激光束11标定目标异物瞄准点；

所述步骤S1具体包括以下步骤：

步骤S1-1：开启激光器1，激光器1发射的激光束11经光纤5传输到光路耦合器7；

步骤S1-2：光路耦合器7将光纤5传输的激光束11整合后输出到准直调焦模块4；

步骤S1-3：准直调焦模块4将光路耦合器7传输的激光束11进行光学变化，输出准直激光束13，发射至分光镜2；

步骤S1-4：准直激光束13经分光镜2透射后射向目标异物，使目标异物上产生打击痕迹；

步骤S1-5：目标异物反射的目标光线12经分光镜2反射进入反射镜6，反射镜6将目标光线12反射进入目标成像模块3，目标光线12在目标成像模块3 中形成目标图像；

步骤S1-6：保持清除仪固定，在目标图像中，记录并标示出需要打击的目标异物的位置，作为实际清除目标异物的瞄准点。

步骤S2：观察目标图像，调整清除仪的指向，使需要打击的目标异物的位置与瞄准点的位置重合；

步骤S3：逐步打击目标异物，完成清除。

本实施列的其他部分与上述实施列相同，故不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (8)

1.一种激光远程异物清除仪，其特征在于：包括：

激光器，用于向分光镜发射激光束；

分光镜，用于接收激光器发射的激光束，并将激光束透射至目标异物，以及反射目标异物反射的目标光线；

目标成像模块，用于接收分光镜反射的目标光线，并根据目标光线形成目标图像。

2.根据权利要求1所述的一种激光远程异物清除仪，其特征在于：还包括准直调焦模块，所述准直调焦模块设置在激光器与分光镜之间，用于将激光器发射的激光束转换为准直激光束。

3.根据权利要求2所述的一种激光远程异物清除仪，其特征在于：还包括反光镜，所述反光镜设置在分光镜与目标成像模块之间，用于接收分光镜反射的目标光线，并将目标光线反射至目标成像模块。

4.根据权利要求3所述的一种激光远程异物清除仪，其特征在于：还包括光路耦合器，所述光路耦合器设置在激光器与准直调焦模块之间，用于将激光器发射的激光束无干扰的传输至准直调焦模块。

5.根据权利要求4所述的一种激光远程异物清除仪，其特征在于：还包括光纤，所述光纤连接于激光器与光路耦合器之间，用于将激光器发射的激光束传输至光路耦合器。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种激光远程异物清除仪，其特征在于：还包括壳体，所述激光远程异物清除仪设置于壳体内。

7.一种激光远程异物清除仪的使用方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤S1：开启激光器，激光束标定目标异物瞄准点；

步骤S2：观察目标图像，调整清除仪的指向，使需要打击的目标异物的位置与瞄准点的位置重合；

步骤S3：逐步打击目标异物，完成清除。

8.根据权利要求7所述的一种激光远程异物清除仪的使用方法，其特征在于：所述步骤S1具体包括以下步骤：

步骤S1-1：开启激光器，激光器发射的激光束经光纤传输到光路耦合器；

步骤S1-2：光路耦合器将光纤传输的激光束整合后输出到准直调焦模块；

步骤S1-3：准直调焦模块将光路耦合器传输的激光束进行光学变化，输出准直激光束，发射至分光镜；

步骤S1-4：准直激光束经分光镜透射后射向目标异物，使目标异物上产生打击痕迹；

步骤S1-5：目标异物反射的目标光线经分光镜反射进入反射镜，反射镜将目标光线反射进入目标成像模块，目标光线在目标成像模块中形成目标图像；

步骤S1-6：保持清除仪固定，在目标图像中，记录并标示出需要打击的目标异物的位置，作为实际清除目标异物的瞄准点。

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