本發(fā)明涉及架空線清障領(lǐng)域，具體涉及一種用于架空線的全自動(dòng)激光清障系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

架空線路主要指架空明線,架設(shè)在地面之上，是用絕緣子將輸電導(dǎo)線固定在直立于地面的桿塔上以傳輸電能的輸電線路，因架空線路直接裸露在空氣中，風(fēng)箏、塑料布、塑料袋、風(fēng)箏線等漂浮物容易吹落到架空線上，一旦此類漂浮性的異物受雨、雪、露浸濕，極易造成金屬導(dǎo)線相間短路、單相接地等故障，從而導(dǎo)致輸配電線路的跳閘或線路損毀，甚至垂落到人畜可接觸位置的異物，則有可能造成人畜傷亡，因此，及時(shí)清理輸電線路上的異物對(duì)于供電安全十分重要，但由于安裝地面異形、架空線遠(yuǎn)離地面等限制，給清除異物帶來(lái)很大的困難，傳統(tǒng)的清障方法是工人們通過(guò)攀爬桿塔在架空線上安裝爬行裝置，爬行裝置在架空線上移動(dòng)清除異物，但由于攀爬危險(xiǎn)性較大、作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、操作復(fù)雜、成本高、效果不佳等諸多缺陷，所以這種清障方法在慢慢被淘汰，取而待之的是采用激光器進(jìn)行清障，工作人員只需在地面上開啟和移動(dòng)激光器，把激光對(duì)準(zhǔn)架空線上的障礙物，待等到足夠長(zhǎng)時(shí)間障礙物就會(huì)燃燒或氣化，從而消除障礙物，操作非常簡(jiǎn)單快捷，但對(duì)于較高的架空線和體積較小的障礙而言，人工移動(dòng)激光對(duì)準(zhǔn)困難，定位不精準(zhǔn)，以致無(wú)法正常工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中架空線清障所遇到作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、效果不佳、定位困難、作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)高等問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于架空線的全自動(dòng)激光清障系統(tǒng)及方法，具體技術(shù)方案如下：

一種用于架空線的全自動(dòng)激光清障系統(tǒng)，包括激光器本體、工業(yè)相機(jī)、控制器、顯示屏、激光測(cè)距儀和動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)，工業(yè)相機(jī)攝取待清障的架空線圖像，架空線圖像放大顯示在顯示屏上便于觀察，激光測(cè)距儀測(cè)試出障礙物距離并把信號(hào)輸送到控制器，控制器設(shè)有判斷模塊和控制模塊，判斷模塊根據(jù)所攝取架空線圖像信號(hào)判斷架空線上障礙物的位置，激光器本體發(fā)出激光進(jìn)入動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)，控制模塊控制動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)把激光聚焦到障礙物，激光點(diǎn)燃障礙物，障礙物燃燒或氣化。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述激光器本體包括安裝在金屬外殼內(nèi)部的二氧化碳激光器、激光光束整形裝置和可見(jiàn)光不可見(jiàn)光合束裝置，二氧化碳激光器產(chǎn)生CO2激光進(jìn)入激光光束整形裝置，激光光束整形裝置改變?nèi)肷浼す馐膹?qiáng)度分布并輸送到可見(jiàn)光不可見(jiàn)光合束裝置，可見(jiàn)光不可見(jiàn)光合束裝置把可見(jiàn)光加入激光中便于肉眼識(shí)別激光位置，動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)把CO2激光聚焦于一點(diǎn)。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，還包括快反鏡和反射鏡，動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)聚焦的激光經(jīng)快反鏡折射到反射鏡，反射鏡把激光反射45°出去

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述二氧化碳激光器后面安裝高壓保護(hù)套，金屬外殼后方設(shè)有供水進(jìn)出的水管和供電源線穿入的線孔，金屬外殼前方安裝保護(hù)窗。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述激光光束整形裝置包括殼體和兩塊倍數(shù)不同凹凸鏡，兩塊凹凸鏡分別安裝在殼體的前后端。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)包括動(dòng)態(tài)聚焦鏡、凹面鏡和非球面鏡。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，還包括便于工業(yè)相機(jī)捕抓圖像的瞄準(zhǔn)器。

一種用于架空線的全自動(dòng)激光清障方法，包括以下步聚，

⑴發(fā)現(xiàn)障礙物，工業(yè)相機(jī)攝取架空線的實(shí)時(shí)圖像信號(hào)傳輸?shù)娇刂破?，控制器調(diào)取數(shù)據(jù)庫(kù)中架空線正常無(wú)障礙物時(shí)的圖像型號(hào)與實(shí)時(shí)圖像信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，判斷模塊判斷障礙物的方位，激光測(cè)距儀測(cè)試出障礙物離激光器本體的距離并傳輸信號(hào)到控制器；

⑵激光聚焦，二氧化碳激光器產(chǎn)生CO2激光，CO2激光依次經(jīng)過(guò)激光光束整形裝置、可見(jiàn)光不可見(jiàn)光合束裝置、動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)、快反鏡、反射鏡、保護(hù)窗發(fā)射到外部；

⑶定位，控制模塊根據(jù)判斷模塊的判斷結(jié)果和激光測(cè)距儀測(cè)試的距離，控制動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)把激光聚焦移動(dòng)掃射到障礙物上；

⑷清除，障礙物燃燒或氣化。

本發(fā)明的有益效果：激光清障系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，工業(yè)相機(jī)攝取待清障的架空線圖像經(jīng)顯示屏放大顯示，無(wú)需攀爬工作，省時(shí)省力，判斷模塊判斷障礙物的位置，激光測(cè)距儀測(cè)試出障礙物距離，控制模塊控制動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)聚焦到障礙物上，從而調(diào)節(jié)激光的照射位置，精確度非常高，適用于較高架空線、細(xì)小障礙物等情形，成本低廉，作業(yè)人員得到安全保障，實(shí)用性強(qiáng)，另外，激光器本體結(jié)構(gòu)合理，二氧化碳激光器、激光光束整形裝置、可見(jiàn)光不可見(jiàn)光合束裝置、協(xié)同工作，發(fā)出高能遠(yuǎn)射程的CO2激光光束。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)的示意圖；

圖2是本發(fā)明激光光束整形裝置的示意圖；

圖3是本發(fā)明動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步說(shuō)明：

在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

如圖1所示，一種用于架空線的全自動(dòng)激光清障系統(tǒng)，包括激光器本體1、工業(yè)相機(jī)2、控制器3、顯示屏、激光測(cè)距儀4和動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)5，工業(yè)相機(jī)2攝取待清障的架空線圖像，架空線圖像放大顯示在顯示屏上便于觀察，激光測(cè)距儀4測(cè)試出障礙物離激光器本體1得距離并把距離信號(hào)輸送到控制器3，控制器3為帶有算法的計(jì)算機(jī)，控制器3設(shè)有判斷模塊和控制模塊，判斷模塊根據(jù)所攝取架空線圖像信號(hào)跟數(shù)據(jù)庫(kù)中架空線無(wú)異物的圖像信號(hào)進(jìn)行比對(duì)判斷，從而清楚知道架空線上障礙物的位置，激光器本體1發(fā)出激光進(jìn)入動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)5，控制模塊根據(jù)工業(yè)相機(jī)攝取的架空線圖像信號(hào)和激光測(cè)距儀4收集的距離信號(hào)控制動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)5把激光聚焦到障礙物，激光點(diǎn)燃障礙物，障礙物燃燒或氣化。

具體的，所述激光器本體1包括安裝在金屬外殼11內(nèi)部的二氧化碳激光器12、激光光束整形裝置13和可見(jiàn)光不可見(jiàn)光合束裝置14，二氧化碳激光器產(chǎn)生CO2激光進(jìn)入激光光束整形裝置13，激光光束整形裝置13包括殼體13a和兩塊倍數(shù)不同凹凸鏡13b，兩塊凹凸鏡13b分別安裝在殼體13的前后端，激光光束整形裝置13改變?nèi)肷浼す馐膹?qiáng)度分布，調(diào)整它的相位分布以控制其傳播特性，使其傳播的更遠(yuǎn)，激光進(jìn)入可見(jiàn)光不可見(jiàn)光合束裝置14，可見(jiàn)光不可見(jiàn)光合束裝置14把可見(jiàn)光加入激光中便于肉眼識(shí)別激光位置，人眼可看到激光的光路軌跡，動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)5把CO2激光聚焦于一點(diǎn)。

為了獲得更好的使用效果，全自動(dòng)激光清障系統(tǒng)還包括快反鏡6和反射鏡7，動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)5聚焦的激光經(jīng)快反鏡6折射到反射鏡7，快反鏡6由快速電機(jī)和反射鏡組成，快速電機(jī)驅(qū)動(dòng)反射鏡快速震蕩，把點(diǎn)照射的激光變化成面掃射，范圍更廣，反射鏡7把激光反射45°出去。

具體的，所述二氧化碳激光器12后面安裝高壓保護(hù)套15，金屬外殼11后方設(shè)有供水進(jìn)出的水管16和供電源線穿入的線孔17，金屬外殼11前方安裝保護(hù)窗18，冷卻水經(jīng)水管16進(jìn)入金屬外殼11內(nèi)部且位于二氧化碳激光器12后方，高壓保護(hù)套15蓋合二氧化碳激光器12防止冷卻水直接接觸二氧化碳激光器12的電源端，以防損壞，保護(hù)窗18防止異物進(jìn)入金屬外殼11內(nèi)，損壞各部件。

具體的，動(dòng)態(tài)聚焦系統(tǒng)5包括包括動(dòng)態(tài)聚焦鏡53、凹面鏡51和非球面鏡52，凹面鏡51起聚光作用，非球面鏡52可減少光學(xué)矯正鏡片的象差，動(dòng)態(tài)聚焦鏡53對(duì)激光進(jìn)行聚焦,控制模塊具體控制動(dòng)態(tài)聚焦鏡53轉(zhuǎn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)激光聚焦位置的目的，另外，全自動(dòng)激光清障系統(tǒng)還包括還包括便于工業(yè)相機(jī)2捕抓圖像的瞄準(zhǔn)器8。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明，對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。