一种可自动跟踪瞄准的激光除异物装置的制作方法

本公开涉及激光发射自动跟踪瞄准领域，具体涉及一种可自动跟踪瞄准的激光除异物装置。

背景技术：

随着激光产业的发展，近年来出现了可移动激光设备，以服务于其他行业，例如激光除异物装置就属于可移动激光设备，现正应用于电力输电线路，以及高铁输电线路或其他不易于或不能直接去除异物场合等的远距离异物清除。

该激光除异物装置平均功率一般为100-500W，即：平均功率超过500mW的连续或可重复脉冲激光。现有的激光除异物装置需要人工调整激光发射头来确定发射方向，难以精准调整发射方向，容易误伤其他物品，且无法自动多次按预定轨迹扫射激光束来清除较坚固异物。

因此，如何设计一种能够一种可自动跟踪瞄准的激光除异物装置，保证激光设备的自动安全有效使用，仍是待解决的技术问题。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种可自动跟踪瞄准的激光除异物装置，能够用高精度电机控制激光发射方向，进而自动多次按预定轨迹实现激光扫射，实现激光除异物装置的自动安全有效使用。

本公开所采用的技术方案是：

一种可自动跟踪瞄准的激光除异物装置，包括激光发射器、角度调整机构、支撑机构和控制面板；

所述激光发射器包括激光发射头，所述激光发射头上设置有角度传感器，所述激光发射头内部设置有激光光源、摄像头、电源开关模块、第一控制器和第一通信模块，所述激光光源、摄像头、角度传感器、电源开关模块和第一通信模块分别与第一控制器连接；所述第一控制器通过第一通信模块与控制面板通信连接；

所述角度调整机构设置在支撑机构上，其包括第一旋转装置、支撑板和第二旋转装置，所述第一旋转装置与支撑板的底端连接，所述第二旋转装置与支撑板的顶端固定连接；所述第二旋转装置通过可拆卸固定板与激光发射头连接。

进一步的，所述第一旋转装置和第二旋转装置位于支撑板的同一侧。

进一步的，所述第一旋转装置包括第一电机、第一联轴器和第一主轴，所述第一电机设置在支撑机构上，所述第一电机通过第一联轴器与第一主轴连接，带动第一主轴转动，所述第一主轴上设置有圆形壳体，所述圆形壳体与支撑板的底端固定连接，通过第一主轴带动支撑板转动。

进一步的，所述第二旋转装置包括壳体以及设置在壳体内的第二电机、第二联轴器和第二主轴，所述壳体的一侧与支撑板的顶端固定连接，所述第二电机通过第二联轴器与第二主轴连接，带动第二主轴转动，所述第二主轴的另一端延伸出壳体并通过可拆卸固定板与激光发射头连接，通过第二主轴带动激光发射头转动。

进一步的，所述激光发射头的前端设置有与摄像头相对应的摄像镜头和与激光光源相对应的激光发射镜头。

进一步的，所述支撑机构采用三脚架。

进一步的，所述控制面板上设置有功能键和触摸屏，在控制面板的一侧还设置有触摸笔。

进一步的，所述控制面板内部设置有第二控制器和第二无线通信模块，所述功能键、触摸屏和第二无线通信模块分别与第二控制器连接，第二控制器通过第二无线通信模块接收第一控制器上传的图像信息，并显示在触摸屏上，所述第二控制器通过触摸屏获取用户的切割指令，通过第二无线通信模块下发至第一控制器。

进一步的，所述电源开关模块包括三极管和继电器，所述三极管的基极通过二极管和电阻与第一控制器的输出端连接，所述三极管的集电极与继电器的线圈连接，所述继电器的常开触点与激光发射头的供电电源连接。

本公开所取得的有益效果为：

本公开采用两个高精度旋转装置控制激光发射方向，进而自动多次按预定轨迹实现激光扫射，实现激光除异物装置的自动安全有效使用。

附图说明

图1是激光除异物装置的结构示意图；

图2是第一控制器的电路图；

图3是控制面板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本公开使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本实用新型中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。

本公开提供一种可自动跟踪瞄准的激光除异物装置，该装置包括激光发射器、角度调整机构、支撑机构和控制面板。

如图1所示，所述角度调整机构设置在支撑机构上，所述激光发射器可拆卸地安装在角度调整机构上。

所述激光发射器包括激光发射头1，所述激光发射头1的前端设置有摄像镜头2和激光发射镜头3，所述激光发射头上还设置有角度传感器，所述激光发射头内部设置有与激光发射镜头3相对应的激光光源、与摄像镜头2相对应的摄像头、电源开关模块、第一控制器和第一通信模块，所述激光光源、摄像头、角度传感器、电源开关模块和第一通信模块分别与第一控制器连接，所述摄像头，用于采集异物图像，并传输至第一控制器；所述角度传感器，用于采集激光发射头的角度，并传输至第一控制器，当激光发射头的角度小于设定的最小度数α或大于设定的最大度数β时，第一控制器通过电源开关模块切断激光发射头电源；当激光发射头的角度大于设定的最小度数α且小于设定的最大度数β时，第一控制器通过电源开关模块控制接通激光发射头电源，激光发射头发射激光；所述第一控制器通过第一通信模块将图像信息和激光发射头的角度信息传输至控制面板，控制面板向第一控制器下发控制指令，第一控制器控制角度调整机构调整激光发射头的角度，使激光发射头瞄准异物，第一控制器控制激光光源通过激光发射镜头3向外发射可见光，清除异物。

图2是第一控制器的电路原理图。如图2所示，所述第一控制器采用STC89C52RC型单片机，所述角度传感器采用MMA7455加速度传感器。

所述电源开关模块连接在第一控制器的输出端，器包括三极管Q1和继电器K1，所述三极管Q1的基极通过二极管D1和电阻R4与第一控制器的输出端连接，所述三极管Q1的集电极与继电器K1的线圈连接，所述继电器K1的常开触点与激光发射头的供电电源连接。

当角度传感器采集到的激光发射头的角度小于设定的最小度数α或大于设定的最大度数β时，单片机的输出端不输出信号，继电器K1的线圈失电，继电器K1断开，切断激光发射头供电的电源，激光发射头不发射激光；当角度传感器采集到的激光发射头的角度大于设定的最小度数α且小于设定的最大度数β时，单片机的输出端输出信号，继电器K1的线圈得电，继电器K1闭合，接通激光发射头供电的电源，激光发射头发射激光。

所述角度调整机构包括第一高精度360度旋转装置4、支撑板5和第二高精度360度旋转装置6，第一高精度360度旋转装置4和第二高精度360度旋转装置6位于支撑板5的同一侧，所述第一高精度360度旋转装置4与支撑板5的底端连接，其包括第一电机、第一联轴器和第一主轴，所述第一电机设置在支撑机构上，所述第一电机通过第一联轴器与第一主轴连接，带动第一主轴转动，所述第一主轴上设置有圆形壳体，所述圆形壳体与支撑板5的底端固定连接；通过第一主轴带动支撑板转动；所述第二高精度360度旋转装置6与支撑板的顶端固定连接，其包括壳体以及设置在壳体内的第二电机、第二联轴器和第二主轴，所述壳体的一侧与支撑板的顶端固定连接，所述第二电机通过第二联轴器与第二主轴连接，带动第二主轴转动，所述第二主轴的另一端延伸出壳体通过可拆卸固定板与激光发射头连接，通过第二主轴带动激光发射头转动。

在本实施例中，所述第一高精度360度旋转装置4与支撑板5垂直设置，所述第二高精度360度旋转装置6与支撑板5平行设置。

所述激光发射器通过可拆卸固定板7与第二高精度360度旋转装置连接，通过第二高精度360度旋转装置带动激光发射头在与水平面垂直的平面上360度旋转。通过第一高精度360度旋转装置带动在与水平面上360度旋转。

在本实施例中，所述支撑机构采用三脚架8。

图2是控制面板的结构示意图。所述控制面板9上设置有能够上、下、左、右调节的功能键10和触摸屏11，在控制面板9的一侧还设置有触摸笔12，所述控制面板9内部设置有第二控制器和第二无线通信模块，所述功能键、触摸屏和第二无线通信模块分别与第二控制器连接，第二控制器通过第二无线通信模块接收第一控制器上传的图像信息，并显示在触摸屏上，所述第二控制器通过触摸屏获取用户的切割指令，通过第二无线通信模块下发至第一控制器，第一控制器接收到指令胶皮，控制第一高精度360度旋转装置和第二高精度360度旋转装置调整激光发射头的角度，使激光发射头瞄准异物，第一控制器控制激光光源通过激光发射镜头3向外发射可见光，来清除异物。

如图1所示，本实用新型提出的激光除异物装置使用时，首先所述摄像头采集异物图像，传输至第一控制器，第一控制器通过第一通信模块将图像信息和激光发射头的角度信息传输至控制面板，控制面板内的第二控制器通过第二无线通信模块接收第一控制器上传的图像信息，并显示在触摸屏上，所述第二控制器通过触摸屏获取用户的切割指令，通过第二无线通信模块下发至第一控制器，第一控制器接收到指令后，控制第一高精度360度旋转装置和第二高精度360度旋转装置调整激光发射头的角度，使激光发射头瞄准异物，第一控制器控制激光光源通过激光发射镜头向外发射可见光，来清除异物。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。