CN209608086U - 激光远程异物清除仪中的激光发射头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光远程异物清除仪中的激光发射头，包括封闭的壳体，所述壳体的一端设置有光纤接头，另一端设置有出射口，壳体内设置有瞄准模块、第一准直器、反射镜、以及分光镜，其中，所述光纤接头用于连通激光器，所述第一准直器、反射镜、分光镜依次设置于光纤接头与出射口之间的激光光路上，反射镜与分光镜相互平行，所述瞄准模块设置于所述分光镜的一侧，并与所述激光的光路共轴，瞄准模块用于产生肉眼可见的瞄准光束；本激光发射头，结构紧凑，调节使用方便，采用可见光对激光束进行指示，不仅便于快速、准确的将激光的光轴对准异物，而且不容易出现灼烧人或动物的事故。

Description

激光远程异物清除仪中的激光发射头

技术领域

本实用新型涉及输变电技术领域，具体涉及一种激光远程异物清除仪中的激光发射头。

背景技术

激光远程异物清除仪，用于对悬挂或缠绕在裸露的电力高压输电线上的异物，例如塑料、防尘网、广告布、气球、风筝等，或生长在裸露电力高压输电线下方的超高树障等异物，进行远程、非接触清除，具有精准、安全、高效等优点，是电力高压输电线路异物清除的利器。

现有技术中常用的激光远程异物清除仪，通常由激光器、激光发射头、二维转台等部分组成，激光器与激光发射头相连，激光发射头设置在二维转台上，通过控制二维转台，使激光发射头瞄准异物，然后控制激光器出光，使激光光斑照射在异物上，从而实现对异物的清除；为了保障激光远程异物清除仪的正常工作，必须为上述组成部分提供电能。

由于电力高压输电线路覆盖的地域范围广，危害电力高压输电线路网输电安全的异物出现的场景复杂，造成激光远程异物清除仪的使用场景多样；有的地方，汽车不能通行，只能靠人工搬运设备。因此要求激光远程异物清除仪必须配备移动充电电池，为了满足设备轻量化，野外便携的需求，移动充电电池体积和重量都不能太大，并且一般采用直流输出直接为激光远程异物清除仪的各组成部分供电。

然而，现有的激光远程异物清除仪通常存在如下弊端，1、为保证射程和灼烧速度，激光器的功率通常较大，而激光器所发射的激光，通常是不可见光，例如由固态激光模块所产生的波长为1064nm的激光等，不能用肉眼直接观察，非常不便于实际使用过程中，快速、准确的将激光束对准异物；2、由于激光器所发射的激光是不可见光，无法直观的观察激光远程异物清除仪是否正在工作，容易出现人或动物直接横穿激光光路的事故；3、现有的激光远程异物清除仪通常是在露天工作，环境光线较强，对激光远程异物清除仪中的显示屏干扰较大，通常会出现看不清楚的问题。

实用新型内容

本实用新型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中的激光发射头，结构紧凑，采用可见光对激光束进行指示，不仅便于快速、准确的将激光的光轴对准异物，而且不容易出现灼烧人或动物的事故。

本实用新型解决所采用的技术方案是：

一种激光远程异物清除仪中的激光发射头，包括封闭的壳体，所述壳体的一端设置有光纤接头，另一端设置有出射口，壳体内设置有瞄准模块、第一准直器、反射镜、以及分光镜，其中，所述光纤接头用于连通激光器，所述第一准直器、反射镜、分光镜依次设置于光纤接头与出射口之间的激光光路上，反射镜与分光镜相互平行，所述瞄准模块设置于所述分光镜的一侧，并与所述激光的光路共轴，瞄准模块用于产生肉眼可见的瞄准光束。

优选的，所述瞄准模块包括半导体激光器，半导体激光器用于产生肉眼可见的瞄准激光束，半导体激光器所述半导体激光器为红光半导体激光器或绿光半导体激光器或蓝光半导体激光器。

优选的，所述半导体激光器的功率为5mW-20mW。

进一步的，还包括第二准直器，所述第二准直器设置于半导体激光器与分光镜之间的瞄准激光束的光路上，第二准直器用于对瞄准激光束进行准直。

进一步的，还包括基板、固定板、散热器，所述散热器包括热电制冷器、底板、翅片以及风扇，其中，所述半导体激光器安装于所述基板，所述基板固定于所述固定板，固定板固定于壳体内，所述热电制冷器设置于固定板与底板之间，所述翅片设置于所述底板，所述风扇固定于所述翅片，所述底板固定于所述壳体。

进一步的，还包括电源模块，所述电源模块分别与所述半导体激光器及所述风扇相连，电源模块用于供电。进一步的，还包括远程监测模块，所述远程监测模块包括CCD相机，CCD相机用于获取异物的视像。

优选的，所述CCD相机包括机身和镜头，所述机身设置有螺纹孔、电源接头以及视像传输接口，所述螺纹孔用于固定CCD相机，视像传输接口用于输出视像，所述镜头具有变焦功能。

优选的方案中，所述壳体上设置有供电接头和连接孔，所述供电接头与所述电源模块相连，所述供电接头用于连接CCD相机的电源接头，连接孔用于固定用于支撑CCD相机的支架。

优选的，所述支架设置有调节孔，所述调节孔内设置有调节螺栓，所述支架的一端设置有通孔，另一端设置有限位片，所述限位片用于限制CCD相机的光轴与所述瞄准激光束平行。

一种方案中，还包括显示器，所述显示器通过所述视像传输接口与所述CCD相机相连。

优选的，所述视像传输接口为VGA接口，显示器通过VGA接口输出线与CCD相机相连。

另一种方案中，还包括VR头戴式显示设备，所述VR头戴式显示设备与所述远程监测模块相连，VR头戴式显示设备用于获取远程监测模块所采集的视像并进行显示。VR头戴式显示设备，影像清晰，显示效果好，可以有效避免外界环境光线的干扰。

与现有技术相比，使用本实用新型提供的激光远程异物清除仪中的激光发射头，具有以下有益效果：

1、本激光发射头，结构紧凑，采用可见光对激光束进行指示，不仅便于快速、准确的将激光的光轴对准异物，而且不容易出现灼烧人或动物的事故。

2、本激光发射头中，远程监测模块中CCD相机的光轴方向可调，便于使用者根据实际的场合需求进行调节，有利于扩大使用范围。

3、本激光发射头，可以与VR头戴式显示设备配套使用，在露天工作的情况下，可以有效避免环境光线对激光远程异物清除仪的影响，从而可以有效避免现有技术中的弊端。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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为本实用新型实施例1中提供的一种激光发射头的三维结构示意图。

图2为本实用新型实施例1中提供的一种激光发射头的内部结构示意图。

图3为本实用新型实施例1中提供的一种激光发射头的内部结构示意图。

图4为本实用新型实施例1中提供的一种激光发射头中，散热器的结构示意图。

图5为本实用新型实施例1中提供的一种激光发射头中，底板及翅片的结构示意图。

图6为本实用新型实施例1中提供的一种激光发射头中，支架的结构示意图。

图7为本实用新型实施例2及实施例3中提供的一种激光发射头的结构示意图。

图8为本实用新型实施例2及实施例3中提供的一种激光发射头的结构示意图。

图9为本实用新型实施例2及实施例3中提供的一种激光发射头中，CCD相机的光轴与瞄准激光束平行时的示意图。

图10为本实用新型实施例2及实施例3中提供的一种激光发射头中，CCD相机的光轴与瞄准激光束的夹角小于90时的示意图。

图中标记说明

壳体101，出射口102，光纤接头103，供电接头105，连接孔106，支架107，调节螺栓108，通孔109，限位片110，螺栓111，安装接头112，调节孔113，

第一准直器201，反射镜202，分光镜203，

半导体激光器301，第二准直器303，基板304，固定板305，热电制冷器306，底板307，翅片308，风扇309，散热器310，

CCD相机401，电源接头402，视像传输接口403。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型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实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参阅图1及图2，本实施例中提供了一种激光远程异物清除仪中的激光发射头，包括封闭的壳体101，所述壳体101的一端设置有光纤接头103，另一端设置有出射口102，壳体101内设置有瞄准模块、第一准直器201、反射镜202、以及分光镜203，其中，所述光纤接头103用于连通激光器，激光器用于产生灼烧激光，即用于产生灼烧异物的高能激光束(灼烧激光的射程通常在150米以内)，所述第一准直器201、反射镜202、分光镜203依次设置于光纤接头103与出射口102之间的激光光路上，反射镜202与分光镜203相互平行，所述瞄准模块设置于所述分光镜203的一侧，并与所述激光的光路共轴，瞄准模块用于产生肉眼可见的瞄准光束，即在本实施例中，所述用于瞄准的瞄准光束肉眼可见，且该瞄准光束与激光(即激光器所产生的激光)共光路(同轴)，从而达到利用肉眼可见的光速指示激光束的效果，使得本实施例所提供的激光发射头，不仅便于使用者方便、直观的查看激光束的方向和位置，而且可以有效避免人或动物误闯高能激光束，从而避免造成意外伤害。

如图2所示，在本实施例中，反射镜202可以对激光进行实现全反射，分光镜203可以对激光(不可见光)进行实现全反射，并可以对可见光进行透射，在本实施例中，从激光器所产生的用于灼烧异物的激光，经由光纤，并通过光纤接头103射入第一准直器201进行准直，准直后的激光束射入反射镜202，反射镜202与激光束的夹角为45度，经反射镜202全反射后，激光束射入分光镜203，激光束与分光镜203之间的夹角同样为45度，激光在分光镜203上进行全反射，全反射后的激光束经由出射口102射出激光发射头，从而实现对异物的灼烧；同时，由瞄准模块所产生的肉眼可见的瞄准光束透射过分光镜203后，经由出射口102射出激光发射头，此时，激光器所产生的激光束与瞄准模块所产生的瞄准光束共轴，使用者看到的瞄准光束的方向和位置就是激光束的实际方向和位置，从而更便于使用者用肉眼就可以查看激光束的实际方向和位置。

为了确保瞄准光束的平行度，故在优选的方案中，所述瞄准模块包括半导体激光器301，半导体激光器301用于产生肉眼可见的瞄准激光束，即采用小功率的、可产生可见光的半导体激光器301所产生的激光束作为瞄准光束，在优选的方案中，所述半导体激光器301为红光半导体激光器301或绿光半导体激光器301或蓝光半导体激光器301，其中，红光半导体激光器301用于产出红色瞄准光束，绿光半导体激光器301用于产出绿光瞄准光束，蓝光半导体激光器301用于产出蓝光瞄准光束。

为了确保瞄准光束不伤眼睛，同时为了使瞄准光束具有更远的射程，故在优选的方案中，半导体激光器301的功率通常为5mW-20mW。

在进一步的方案中，本激光发射头还包括第二准直器303，所述第二准直器303依次设置于半导体激光器301与分光镜203之间的瞄准激光束的光路上，第二准直器303用于对瞄准激光束进行准直。

在本实施例中，第一准直器201和第二准直器303可以采用现有技术中常用的准直器，这里不再赘述。

如图1、图2、图3、图4及图5所示，在进一步的方案中，本激光发射头还包括基板304、固定板305、散热器310，所述散热器310包括热电制冷器306、底板307、翅片308以及风扇309，其中，所述半导体激光器301安装于所述基板304，基板304固定于所述固定板305，固定板305固定于壳体101内，且所述热电制冷器306设置于固定板305与底板307之间，所述翅片308设置于所述底板307，所述风扇309固定于所述翅片308；所示底板307固定于所述壳体101，如可以采用螺栓111进行固定等；在本实例中，风扇309可以采用涡轮风扇309，半导体激光器301工作过程中所产生的大量热能，可以被热电制冷器306引导并吸收，然后通过翅片308进行散热，风扇309可以加强空气流动，并可以源源不断吸出并排放热量，确保半导体激光器301可以正常、稳定的工作。

在本实施例中，热电制冷器306是现有技术中常用的半导体散热器310件，采用的是热电效应(即帕米尔效应)制冷的方法，在本实施例中，将热电制冷器306设置在底板307上时，热电制冷器306的热面(或热端)应该与底板307的凸起面相接触(或贴合)，热电制冷器306的冷面(或冷端)应该与半导体激光器301的固定板305相接触和/或与设置半导体激光器301的基板304相接触(或贴合)，从而使得在工作状态下，半导体激光器301所产生的热量可以及时的传递到热电制冷器306的冷面，然后通过冷面传递到热电制冷器306的热面，而后热面的热量通过底板307传递到翅片308上，翅片308的数目较多，且表面积较大，可以实现良好的散热效果，从而确保半导体激光器301的温度均匀、不出现温度大幅度波动的情况，有利于保证半导体激光器301所产生的瞄准激光束的质量，同时有利于延长半导体激光器301的使用寿命。

在更完善的方案中，还包括电源模块，所述电源模块分别与所述半导体激光器301、所述风扇309及热电制冷器306相连，电源模块包括充电电池，以便进行供电。

可以理解，在更进一步的方案中，还包括安装接头112，如图1所示，所述安装接头112固定于所述壳体101，安装接头112用于将激光发射头固定于云台，云台通常固定或集成与三脚架，安装接头112只需与云台相适配即可，在本实施例中，安装接头112和云台可以分别采用现有技术中的常用结构，这里不再赘述。

实施例2

本实施例2与上述实施例1的主要区别在于，本实施例所提供的激光远程异物清除仪中的激光发射头，还包括远程监测模块，所述远程监测模块包括CCD相机401，CCD相机401用于获取异物的视像(即视频或图像)。即对于较远距离的异物，使用者可以通过远程监测模块获取异物的视像，以便近距离观察异物及异物周围的具体情况。

在优选的方案中，所述CCD相机401包括机身和镜头，所述机身设置有螺纹孔、电源接头402以及视像传输接口403，所述螺纹孔用于固定CCD相机401，视像传输接口403用于输出视像，所述镜头具有变焦功能；即CCD相机401可以采用现有技术中常用的具有变焦功能的CCD相机401，以便远程获取更清楚的异物视像。

在优选的方案中，所述壳体101上设置有供电接头105和连接孔106，所述供电接头105与所述电源模块相连，所述供电接头105用于连接CCD相机401的电源接头402，连接孔106用于固定用于支撑CCD相机401的支架107；在本实施例中，CCD相机401可以直接固定于壳体101，也可以通过支架107固定于壳体101，当CCD相机401固定好之后，在供电接头105与电源接头402之间连接好电线(可以是现有技术中常用的供电线)，即可通过电源模块为CCD相机401供电，以便CCD相机401能够正常工作。

在本实施例所提供的一种方案中，还包括显示器，所述显示器通过所述视像传输接口403与所述CCD相机401相连，通过CCD相机401所采集的异物视像可以通过显示器进行显示，便于使用者查看，在本实施例中，显示器可以固定于CCD相机401。

作为举例，视像传输接口403可以为VGA接口，显示器通过VGA接口输出线与CCD相机401相连，实现视像的传输。

在本实施例提供的另一种方案中，还包括VR头戴式显示设备，所述VR头戴式显示设备与所述远程监测模块相连，即CCD相机401可以通过VGA接口输出线与VR头戴式显示设备相连，VR头戴式显示设备用于获取远程监测模块所采集的视像并进行显示；由于采用的是VR头戴式显示设备，可以隔绝外界的光线，使用者的双目可以只能接收来自VR头戴式显示设备的视像光，从而使得视像清晰，显示效果好，可以有效避免外界环境光线的干扰。

VR头戴式显示设备可以采用现有技术中的常用VR头戴式显示设备，这里不再赘述。

实施例3

本实施例3与上述实施例2的主要区别在于，本实施例所提供的激光远程异物清除仪中的激光发射头中，所述支架107设置有调节孔113，所述调节孔113内设置有调节螺栓111108，所述支架107的一端设置有通孔109，另一端设置有限位片110，所述限位片110用于限制CCD相机401的光轴与所述瞄准激光束平行，通孔109用于固定支架107，调节螺栓111108用于调节CCD相机401的方位。

如图1所示，在本实施例中，支架107可以通过通孔109与连接孔106的配合，利用螺栓111实现支架107的固定，如图图7及图8所示，调节螺栓111108与限位片110分别位于沿CCD相机401长度方向的不同位置处，在安装CCD相机401时，将CCD相机401的上表面与限位片110相接触，同时拧紧调节螺栓111108，既可以实现调节螺栓111108的固定，而且可以确保CCD相机401的光轴与远程监测模块的光轴平行，如图9所示。

而在实际使用过程中，尤其是在异物的距离较远的情况下，为便于更好的观察异物的情况，使用者可以通过调节调节螺栓111108调节CCD相机401的光轴与远程监测模块的光轴之间的夹角(小于90度)，如图10所示，以便使得使用者可以方便的将CCD相机401对准异物，然后通过调节镜头的焦距，可以有效的调节异物的清晰度，更便于使用者观察。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光远程异物清除仪中的激光发射头，其特征在于，包括封闭的壳体，所述壳体的一端设置有光纤接头，另一端设置有出射口，壳体内设置有瞄准模块、第一准直器、反射镜、以及分光镜，其中，所述光纤接头用于连通激光器，所述第一准直器、反射镜、分光镜依次设置于光纤接头与出射口之间的激光光路上，反射镜与分光镜相互平行，所述瞄准模块设置于所述分光镜的一侧，并与所述激光的光路共轴，瞄准模块用于产生肉眼可见的瞄准光束。

2.根据权利要求1所述的激光远程异物清除仪中的激光发射头，其特征在于，所述瞄准模块包括半导体激光器，半导体激光器用于产生肉眼可见的瞄准激光束，半导体激光器所述半导体激光器为红光半导体激光器或绿光半导体激光器或蓝光半导体激光器。

3.根据权利要求2所述的激光远程异物清除仪中的激光发射头，其特征在于，所述半导体激光器的功率为5mW-20mW。

4.根据权利要求2所述的激光远程异物清除仪中的激光发射头，其特征在于，还包括第二准直器，所述第二准直器设置于半导体激光器与分光镜之间的瞄准激光束的光路上，第二准直器用于对瞄准激光束进行准直。

5.根据权利要求2所述的激光远程异物清除仪中的激光发射头，其特征在于，还包括基板、固定板、散热器，所述散热器包括热电制冷器、底板、翅片以及风扇，其中，所述半导体激光器安装于所述基板，所述基板固定于所述固定板，固定板固定于壳体内，所述热电制冷器设置于固定板与底板之间，所述翅片设置于所述底板，所述风扇固定于所述翅片，所述底板固定于所述壳体。

6.根据权利要求2-5任一所述的激光远程异物清除仪中的激光发射头，其特征在于，还包括远程监测模块，所述远程监测模块包括CCD相机，CCD相机用于获取异物的视像。

7.根据权利要求6所述的激光远程异物清除仪中的激光发射头，其特征在于，所述CCD相机包括机身和镜头，所述机身设置有螺纹孔、电源接头以及视像传输接口，所述螺纹孔用于固定CCD相机，视像传输接口用于输出视像，所述镜头具有变焦功能。

8.根据权利要求6所述的激光远程异物清除仪中的激光发射头，其特征在于，所述壳体上设置有供电接头和连接孔，所述供电接头用于连接CCD相机，连接孔用于固定用于支撑CCD相机的支架。

9.根据权利要求8所述的激光远程异物清除仪中的激光发射头，其特征在于，所述支架设置有调节孔，所述调节孔内设置有调节螺栓，所述支架的一端设置有通孔，另一端设置有限位片，所述限位片用于限制CCD相机的光轴与所述瞄准激光束平行，通孔用于固定支架，调节螺栓用于调节CCD相机的方位。

10.根据权利要求6所述的激光远程异物清除仪中的激光发射头，其特征在于，还包括VR头戴式显示设备，所述VR头戴式显示设备与所述远程监测模块相连，VR头戴式显示设备用于获取远程监测模块所采集的视像并进行显示。