CN207732353U - 高压线激光清障系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型创新公开了一种高压线激光清障系统，包括用于发射激光消除障碍物的激光发射模块和与激光发射模块连接的供电模块,还包括与激光发射模块连接的高压线集控中心、与高压线集控中心无线连接用于巡视的无人机、分别与激光发射模块连接的变焦模块和跟瞄模块，所述高压线集控中心内设置有与无人机无线连接的无人机控制模块，从而形成无人机巡检系统；所述激光发射模块上还设置有CCD监控模块和测距模块，所述的高压线集控中心和供电模块分别与激光发射模块、变焦模块、跟瞄模块、CCD监控模块和测距模块连接，从而形成远程控制清障系统。通过本实用新型能够有效的保障作业人员的安全并且提高清除输电线路异物的效率。

Description

高压线激光清障系统

技术领域

本实用新型属于光电技术及激光技术领域，尤其涉及一种高压线激光清障系统。

背景技术

高压输电线路和高铁供电线路常常因上面的悬挂物，比如风筝、塑料袋等造成工作不稳定并且容易出现危险。近几年，国内一些输电线路运维单位在开展异物清除新方式方面进行了探索研究，出现了基于高压线机器人和无人机对线路异物进行清除的方法，主要是基于机器人的输电线爬行烧除机和基于无人机的电动剪刀。输电线路爬行烧除机是以电池和电机作为原动力，五行轮带动履带转动，履带上橡胶在导线上摩擦从而推动机器在导线上行走，然后利用高压输电线材的燃点远高于异物的燃点从而用脉冲式喷火方式处理异物，燃烧后留下的焦炭很脆、很疏松，受压后极易破碎脱落。但爬行烧除机重量较重，体积较大，携带不便，并且需要工作人员爬上铁塔，将爬行烧除机安放在输电线上，耗时耗力。基于无人机的电动剪刀是将机械剪刀安装在无人平台上，利用无人机将平台挂在输电导线上，通过地面遥控使平台在导线上可以来回移动。当平台靠近异物时，遥控电动剪刀将异物切断。但由于电动剪刀安装在无人机平台上，因此对飞控手的操作水平要求较高，且需要反复应用多次才能够清除，除异物效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高压线激光清障系统，能够有效的保障作业人员的安全并且提高清除输电线路异物的效率。

为实现该目的，本实用新型提供了一种高压线激光清障系统，包括用于发射激光消除障碍物的激光发射模块和与激光发射模块连接的供电模块,还包括与激光发射模块连接的高压线集控中心、与高压线集控中心无线连接用于巡视的无人机、分别与激光发射模块连接的变焦模块和跟瞄模块，所述高压线集控中心内设置有与无人机无线连接的无人机控制模块，从而形成无人机巡检系统；所述激光发射模块上还设置有CCD监控模块和测距模块，所述的高压线集控中心和供电模块分别与激光发射模块、变焦模块、跟瞄模块、CCD监控模块和测距模块连接，从而形成远程控制清障系统。

优选地，所述跟瞄模块设置于激光发射模块下端并且与激光发射模块可拆卸连接。

优选地，所述激光发射模块包括光纤激光器、与光纤激光器连接的LD泵浦、分别与光纤激光器和LD泵浦连接的温控模块、分别与光纤激光器和温控模块连接的激光发射控制模块，所述LD泵浦与供电模块连接，所述激光发射控制模块与高压线集控中心连接。

优选地，所述测距模块包括测距终端机、分别与测距终端机连接的测距电源模块和测距显示单元、与测距电源模块连接的LD激光模块、与LD激光模块连接用于发出激光的发射光学系统、用于接收返回激光的接收光学系统，所述接收光学系统依次通过光学探测器和接收机与测距终端机连接，所述接收机与LD激光模块连接，测距终端机与高压线集控中心信号连接。

优选地，所述高压线集控中心分别与激光发射模块、变焦模块、跟瞄模块、CCD监控模块和测距模块无线连接。

优选地，所述供电模块为电池组。

优选地，本系统还设置有对激光发射模块、跟瞄模块和供电模块进行固定安装的支撑架，所述支撑架包括支撑脚、可拆卸安装于支撑脚上端的固定台，所述激光发射模块、跟瞄模块和供电模块可拆卸的安装于固定台上。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于：

在本实用新型中通过设置高压线集控中心通过无人机巡视，并通过变焦模块、跟瞄模块对激光发射模块进行远程高精度控制，能够有效的保障作业人员的安全并且提高清除输电线路异物的效率。在本实用新型中通过采用无人机自动巡检架空输电线障碍物，能够有效的提高检测的效率，能够有效及时的对障碍物进行清除。在本实用新型中通过CCD监控模块对目标障碍物的成像和特征识别并且通过测距模块高精度定位，使得能够有效的控制远程控制清障系统的档位和清障模式，以实现对目标的高效清除。

附图说明

图1为本实用新型结构框图；

图2为本实用新型中激光发射模块结构框图；

图3为本实用新型中测距模块结构框图；

图4为本实用新型中激光发射模块与跟瞄模块及支撑架的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1-图4所示，一种高压线激光清障系统，包括用于发射激光消除障碍物的激光发射模块1和与激光发射模块1连接的供电模块2,还包括与激光发射模块1连接的高压线集控中心3、与高压线集控中心3无线连接用于巡视的无人机4、分别与激光发射模块1连接的变焦模块5和跟瞄模块6，高压线集控中心3内设置有与无人机4无线连接的无人机控制模块，从而形成无人机巡检系统；激光发射模块1上还设置有CCD监控模块7和测距模块8，高压线集控中心3和供电模块2分别与激光发射模块1、变焦模块4、跟瞄模块6、CCD监控模块7和测距模块8连接，从而形成远程控制清障系统。供电模块2为电池组。

在本实施例中，无人机4为多旋翼无人机，无人机控制模块包括数据通信链路、飞行操控器、地面站系统以及配套的保障设备组成。无人机巡检系统作为整个巡检系统的监测、控制与指挥中心，主要实现对巡检无人机的飞行状态监测、无人机异常状态报警、无人机飞行参数调节、飞行任务航路规划和返航航路规划、航迹与无人机姿态显示、无人机自主飞行控制等；同时还能克服各种未知因素的不利影响，应对各类突发事件，保证巡检系统能够安全、高效的完成巡检任务。CCD监控模块7用于完成对目标障碍物的成像和特征识别，其中包括图像传感器、光学系统、数字信号处理器DSP、监控电源四部分。

在本实施例中，高压线集控中心3用于无人机巡检系统和远程控制清障系统间进行信息交互，以及处理CCD监控模块7、测距模块8的信息，控制激光发射模块1、变焦模块4、跟瞄模块6的工作状态，从而能够进行远程、高效、安全的清障任务。高压线集控中心3还包括无线通信模块、工控机、显示器等。供电模块2采用大容量24V锂电池供电并且电池预留有充电接口，可直接充电使用。锂电池以其能量密度高、循环寿命长、体积小、无记忆效应、放电电压平稳、工作温度范围宽，使得供电稳定持久。

在本实施例中，本系统采用激光远场聚焦技术，变焦模块4是将入射激光束实现远场聚焦的主要部件，决定着激光束的远场聚焦特性，对激光能量的利用效率有着重要影响。跟瞄模块6用于接收高压线集控中心3的指令，引导CCD监控模块7和激光发射模块1高精度指向障碍物目标。跟瞄模块6采用基于DSP的控制驱动一体化二自由度转台控制系统，主要硬件包括驱动电路、与驱动电路连接的驱动电源模块、传感器检测电路以及与高压线集控中心3进行连接的通信电路。

跟瞄模块6设置于激光发射模块1下端并且与激光发射模块1可拆卸连接。激光发射模块1包括光纤激光器11、与光纤激光器11连接的LD泵浦12、分别与光纤激光器11和LD泵浦12连接的温控模块13、分别与光纤激光器11和温控模块13连接的激光发射控制模块14，LD泵浦12与供电模块2连接，激光发射控制模块14与高压线集控中心3连接。

测距模块8包括测距终端机81、分别与测距终端机81连接的测距电源模块82和测距显示单元83、与测距电源模块82连接的LD激光模块84、与LD激光模块84连接用于发出激光的发射光学系统85、用于接收返回激光的接收光学系统86，接收光学系统86依次通过光学探测器87和接收机88与测距终端机81连接，接收机88与LD激光模块84连接，测距终端机81与高压线集控中心3信号连接。测距模块8安装于激光发射模块1的发射端，以提高距离的测量精度。

在本实施例中，测距模块8为测距传感器用于完成对目标障碍物的测距，迅速准确地测定目标的距离参数，将目标的距离信息传输给高压线集控中心3，高压线集控中心3根据该距离信息和CCD监控模块7的监控信息，选择远程控制清障系统的档位和清障模式，以实现对目标的有效清除。

高压线集控中心3分别与激光发射模块1、变焦模块4、跟瞄模块6、CCD监控模块7和测距模块8无线连接。本系统还设置有对激光发射模块1、跟瞄模块6和供电模块2进行固定安装的支撑架9，支撑架9包括支撑脚91、可拆卸安装于支撑脚91上端的固定台92，激光发射模块1、跟瞄模块6和供电模块2可拆卸的安装于固定台92上。

本实施例的工作流程，在工作过程中，操作人员通过高压线集控中心3控制无人机4进行对高压线路的巡视，当无人机4检测到右障碍物在高压线，则将障碍物的位置信息发送到高压线集控中心3，高压线集控中心3则控制跟瞄模块6引导CCD监控模块7、激光发射模块1和测距模块8高精度的指向障碍物，并且控制CCD监控模块7和测距模块8进行障碍物识别和距离检测，从而通过检测信息控制变焦模块4、跟瞄模块6工作，对障碍物进行高精度的消除，使得本实用新型能够有效的保障作业人员的安全并且提高清除输电线路异物的效率。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种高压线激光清障系统，包括用于发射激光消除障碍物的激光发射模块(1)和与激光发射模块(1)连接的供电模块(2),其特征在于：还包括与激光发射模块(1)连接的高压线集控中心(3)、与高压线集控中心(3)无线连接用于巡视的无人机(4)、分别与激光发射模块(1)连接的变焦模块(5)和跟瞄模块(6)，所述高压线集控中心(3)内设置有与无人机(4)无线连接的无人机控制模块，从而形成无人机巡检系统；所述激光发射模块(1)上还设置有CCD监控模块(7)和测距模块(8)，所述的高压线集控中心(3)和供电模块(2)分别与激光发射模块(1)、变焦模块(5)、跟瞄模块(6)、CCD监控模块(7)和测距模块(8)连接，从而形成远程控制清障系统。

2.根据权利要求1所述的一种高压线激光清障系统，其特征在于：所述跟瞄模块(6)设置于激光发射模块(1)下端并且与激光发射模块(1)可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的一种高压线激光清障系统，其特征在于：所述激光发射模块(1)包括光纤激光器(11)、与光纤激光器(11)连接的LD泵浦(12)、分别与光纤激光器(11)和LD泵浦(12)连接的温控模块(13)、分别与光纤激光器(11)和温控模块(13)连接的激光发射控制模块(14)，所述LD泵浦(12)与供电模块(2)连接，所述激光发射控制模块(14)与高压线集控中心(3)连接。

4.根据权利要求1所述的一种高压线激光清障系统，其特征在于：所述测距模块(8)包括测距终端机(81)、分别与测距终端机(81)连接的测距电源模块(82)和测距显示单元(83)、与测距电源模块(82)连接的LD激光模块(84)、与LD激光模块(84)连接用于发出激光的发射光学系统(85)、用于接收返回激光的接收光学系统(86)，所述接收光学系统(86)依次通过光学探测器(87) 和接收机(88)与测距终端机(81)连接，所述接收机(88)与LD激光模块(84)连接，测距终端机(81)与高压线集控中心(3)信号连接。

5.根据权利要求1所述的一种高压线激光清障系统，其特征在于：所述高压线集控中心(3)分别与激光发射模块(1)、变焦模块(5)、跟瞄模块(6)、CCD监控模块(7)和测距模块(8)无线连接。

6.根据权利要求1所述的一种高压线激光清障系统，其特征在于：所述供电模块(2)为电池组。

7.根据权利要求1或6所述的一种高压线激光清障系统，其特征在于：本系统还设置有对激光发射模块(1)、跟瞄模块(6)和供电模块(2)进行固定安装的支撑架(9)，所述支撑架(9)包括支撑脚(91)、可拆卸安装于支撑脚(91)上端的固定台(92)，所述激光发射模块(1)、跟瞄模块(6)和供电模块(2)可拆卸的安装于固定台(92)上。