一种激光异物安全清除装置的制作方法

本实用新型涉及高压输电线网激光异物清除装置的安全防护领域，具体是一种激光异物安全清除装置。

背景技术：

高压输电线网上悬挂塑料布，气球，横幅，风筝等漂浮物，存在严重的安全隐患问题。异物悬挂可能导致高压输电线供电短路，跳闸停电等事故，威胁到电网的稳定运行。

近年来，随着激光在工业设备中的应用逐渐越来越广泛，出现了一种新型的针对高空输电网悬挂异物清除的激光异物清除装置，激光异物清除装置可在地面上快速安全的远程清除高空输电线异物。充分体现出了其高效性，便捷性。

激光异物清除装置结构上包括：激光发射端(包括激光发射头，准直器，光学瞄准镜，电子目镜等模块)，激光器主机，主机控制器，电动云台，电动云台控制手柄，三脚架，供电电源，瞄准显示器。电动云台安装三脚架上，激光发射端安装在电动云台上，激光器发射端分别与激光器主机和瞄准显示器通过配套数据线相连，电动云台与云台控制器通过配套数据线相连，激光器主机通过配套数据线与主机控制器相连，供电电源通过配套电源线为各模块供电。

现有技术的缺陷和不足：

目前激光异物清除装置所用激光有两个特点，第一，主要使用红外激光，属于不可见光。第二，由于在使用过程中，需要从地面照射到高空输电线的异物上，距离较远，所需激光功率要足够高。由于以上两个特点，激光异物清除装置在工作的过程中，难免会对误入激光工作范围内的人员造成不可恢复的伤害。现有技术设计的激光异物清除装置对误入工作范围内人员的安全防护考虑的极为有限，缺少自动检测保护装置和方法。现有保护方法只有在激光异物清除装置上安装全景摄像器，工作人员在监控端监测周围环境才能知道是否有人或动物误入工作区，如果发现有人或动物误入工作区，人为手动关闭工作装置。这种方式存在很大的弊端，当工作人员没有及时发现误入人员，或者没有及时关闭工作中的装置时，很可能对误入人员造成伤害。还有大部分激光异物清除装置目前没有专门针对误入工作区人员的防护装置和方法。(参考一种基于移动终端的激光异物清除仪智能控制系统-cn107526 317A)

技术实现要素：

根据现有技术的不足和考虑对误入工作区人员安全防护的必要性，本实用新型提出了一种激光异物安全清除装置，由此解决激光异物清除装置在使用的过程中，旁人误激光入工作区引起的人身安全问题。可实现在激光异物清除装置工作过程中，旁人误入激光工作防护区时，通过探测器的实时监测，及时发出报警提示音，并反馈报警信息给控制器，自动关闭激光，保证人身安全。

为解决上述现有问题中的不足，本实用新型采用的技术方案如下：

一种激光异物安全清除装置，包括：激光发射端，激光器主机，主机控制器，电动云台，电动云台控制器，三脚架，供电电源，瞄准显示器，其特征在于还包括：探测模块。

所述的激光发射端安装在电动云台上，且分别与激光器主机和瞄准显示器连接，用于瞄准高压输电线异物。

在所述的激光发射端出光口侧安装有至少一个所述的探测模块，且该探测模块与主机控制器相连，用于监测工作环境内的进入的异物，并将信息传送至主机控制器。

所述的激光器主机与主机控制器相连，通过接收主机控制器的指令，控制激光发射端开关激光。

所述的电动云台安装在三脚架上，且与电动云台控制器相连，通过接收电动云台控制器的控制指令，调节激光发射端水平和垂直方向上的移动角度。

所述的供电电源分别与所述的激光器主机和电动云台相连。

所述的主机控制器包括探测模块数据接口和探测数据处理模块，所述探测数据处理模块的输入端与探测模块数据接口相连，用于接收模拟或者数字信号，所述数字信号经过电平转换后输入给控制器，所述模拟信号输入后依次经滤波、模数转换和电平转换后输入给控制器；所述的控制器用于判断是否有异常信号后，并输出相应开关激光指令给激光器主机。

所述的探测模块为红外探测器，微波探测器，超声波探测器，双鉴探测器，三鉴探测器，或激光探测器。

所述的主机控制器为基于单片机，ARM，FPGA，或DSP的控制板，工控机，手机，平板电脑，或笔记本电脑。

本实用新型的工作原理：

工作状态(有激光发出)时，当有人误入到探测模块保护范围内，探测器就会接收到探测回来的异常信号，探测模块对异常信号进行判断，确认有人误入保护范围后，发出报警提示音，同时传递报警信息给主机控制器，主机控制器接收到报警信息后，自动关闭激光。

所述的探测模块，根据激光异物清除装置工作时需要保护的区域范围，可对探测到的异常信号进行智能处理，防止误报漏报现象；可自动温度补偿，不管温度怎样变化，不影响探测器的灵敏度，探测能力强；探测距离和范围，不小于10m*10m；灵密度可调，适应不同环境。

所述的探测模块，根据需要探测到的范围，选择合适的安装位置。所述探测模块的安装方式可安装于激光发射端，出光口的正下方；当激光异物清除装置处于工作状态时，由于要对准高空输电线悬挂异物，激光发射端水平方向上会有一定的仰角。探测模块要根据激光发射端上仰角度，进行适当的位置调整，调整其探测覆盖范围。探测模块的探测范围水平方向上以激光发射方向为对称轴线的一个扇形区域，垂直方向上可尽量多的覆盖地面范围区域。

探测模块不只局限于安装在激光器出光口的正下方，也可安装于激光发射端的两侧，激光发射端的顶端。根据需要探测器的个数不局限于一个，可是两个或者多个。

所述的主机控制器，用于控制激光发射端开关激光，功率大小调节，接收激光器主机的报警信息，并根据报警信息控制激光开关，提示异常情况，其特征在于，在主机控制器中还要设计相应的探测模块数据接口，与探测模块通过有线或者无线连接；设计探测数据处理模块，用于接收探测器的异常报警信息，并作出相应的控制。

所述的激光发射端，安装在电动云台上，用于瞄准高压输电线异物，接收开关激光指令时，开关激光，进行异物清除工作。通过配套数据线分别与激光器主机，瞄准显示器连接。

所述的激光器主机，用于接收主机控制器的指令，控制激光发射端开关激光。通过配套数据线与激光发射端和主机控制器连接。

所述的电动云台，安装在三脚架上，用于接收电动云台控制器的控制指令，调节激光发射端水平和垂直方向上的移动角度。通过配套线与电动云台控制器相连。

所述的三脚架，用于固定和支撑电动云台和激光发射端。

所述的供电电源，为激光器主机和电动云台供电。

和现有技术相比，本实用新型实现了更快速的安全技术措施。在激光异物清除装置处于工作状态时，探测模块实时探测激光异物清除装置周围环境，一旦有人误入探测模块保护范围内，探测模块接收到异常信号后，发出报警提示音给误入人员以警示，并发送异常报警信息给控制器，控制器接收到异常报警信息后，立即自动控制关闭激光异物清除装置，避免对误入人员的人身造成伤害。

附图说明

图1为激光异物清除装置结构图

图2为探测数据处理模块框图

图3为探测器可探测区域范围，其中(a)为探测器可探测范围垂直方向的侧视图，(b)为探测器可探测范围水平方向的俯视图。

图中:1、激光发射端；2、激光器主机；3、电动云台；4、三脚架；5、主机控制器；6、瞄准显示器；7、探测模块；8、电动云台控制手柄；9、供电电源。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型做详细的说明，本实施例在以实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

请先参阅图1，图1为激光异物清除装置结构图，如图所示，包括：激光发射端1(包括激光发射头，准直器，光学瞄准镜，电子目镜等模块)，激光器主机2，主机控制器5，电动云台3，电动云台控制器8，三脚架4，供电电源9，瞄准显示器6。还包括：探测模块7，主机控制器5中的探测模块数据接口和探测数据处理模块。

所述探测数据处理模块，集成于控制板中，结构框图如图2所示，输入与探测模块数据接口相连，设计为模拟和数字输入，用于接收探测器输出的模拟或者数字信号。模拟信号输入后经过滤波，模数转换，电平转换后输入给控制器；数字信号直接经过电平转换后输入给控制器。控制器判断是否有异常信号后，输出相应开关激光指令给激光器主机。

所述的探测模块7可包括但不局限于红外探测器，微波探测器，超声波探测器，双鉴探测器，三鉴探测器，激光探测器等。

本实施方式中探测模块7采用红外探测器，用于探测激光异物清除装置周围环境情况。激光异物清除装置处于工作状态(有激光发出)时，当有人误入到红外探测器保护范围内，红外探测器就会接收到探测回来异常信号，红外探测器对异常信号进行判断，确认有人误入保护范围后，发出报警提示音，同时传递报警信息给主机控制器，主机控制器接收到误入人员异常报警信息后，立即自动关闭激光。

本实施方式中红外探测器的特点，可对探测到的异常信号进行智能处理，防止误报漏报现象；可自动温度补偿，不管温度怎样变化，不影响探测器的灵敏度，探测能力强；探测距离和范围，12*15m，120°广角；灵密度可调，可适应不同环境。

红外探测器的安装方式：安装于激光发射端，出光口的正下方；当激光异物清除装置处于工作状态时，由于要对准高空输电线悬挂异物，激光发射端水平方向上会有一定的仰角。红外探测器要根据激光发射端上仰角度，进行适当的位置调整，调整其探测地面覆盖范围在12m*15m的范围内，可测得角度120°，可探测范围侧视和俯视示意图见图3所示。探测模块的探测范围水平方向上以激光发射方向为对称轴线的一个扇形区域，垂直方向上可尽量多的覆盖地面范围区域。

探测模块7不只局限于安装在激光器出光口的正下方，也可安装于激光发射端的两侧，激光发射端的顶端。根据需要探测器的个数不局限于一个，可是两个或者多个。

所述的主机控制器5，用于控制激光发射端开关激光，功率大小调节，接收激光器主机的报警信息，并根据报警信息控制激光开关，提示异常情况，本实施方式在主机控制器中还有相应的探测模块数据接口，与探测模块通过有线或者wifi，蓝牙，无线网络等无线方式连接。主机控制器中的探测数据处理模块，通过探测数据接口，接收红外探测器输出的异常报警信息，如有误入人员异常报警信息高电平数字信号，则主控控制器立即发送自动关闭激光指令。

所述的主机控制器5，包括但不局限于基于单片机，ARM，FPGA，DSP的控制板，工控机，手机，平板电脑，笔记本电脑等。

所述的激光发射端1，安装在电动云台3上，用于瞄准高压输电线异物，接收到开关激光指令时，发射和关闭激光，进行异物清除工作。通过配套数据线分别与激光器主机2，瞄准显示器6连接。

所述的激光器主机2，用于接收主机控制器5的指令，控制激光发射端开关激光。通过配套数据线与激光发射端和主机控制器连接。

所述的电动云台3，安装在三脚架4上，用于接收电动云台控制器8的控制指令，调节激光发射端水平和垂直方向上的移动角度。通过配套线与电动云台控制器 8相连。

所述的三脚架4，用于固定和支撑电动云台3和激光发射端1。

所述的供电电源9，为激光器主机2和电动云台3供电。