便携式风冷输电线路异物激光清除仪的制作方法

本发明专利涉及一种电网异物清除装置，具体地，涉及便携式风冷输电线路异物激光清除仪。

背景技术：

目前常见带电处理线路异物的方法主要有绝缘操作杆法、翻跟斗滑车绝缘绳法、无人机喷火法等。当异物如广告飘带，塑料气球，常见的风筝、韧性强度很强的风筝线、大棚薄膜等离杆塔距离在10米以内时，可采用绝缘操作杆法或者翻跟斗滑车绝缘绳法清理高压线上异物。但大多数高压线路分布在野外，可能与农田、鱼塘、树木、高架桥等在一起，翻跟斗滑车的行驶受很大的阻碍。现有利用遥控飞机加载喷火枪带电处理异物方式被广泛应用，无人机的操控性不被一般人掌握，遇到大风，沙尘暴等天气，无人机无法准确瞄准目标，风力和风向对无人机飞行的影响很大，难于在短时间内瞄准目标实现喷火作业。新型激光远程电网清除异物装置不受距离限制，可以解决现有传统方法的不足，破除传统方法所受到的环境限制，解决传统方法在处理异物中遇到的困难，从而能够更高效、更便捷、更安全地处理异物。

当异物远离杆塔，远远大于10米，或者直接在线档中央，我们以往的方法是在导线或者架空地线上挂翻跟斗滑车，利用绝缘绳与滑车的配合，将滑车滑至异物点，用滑车与导线地线的摩擦，将异物磨烂磨断，并使异物掉离导线地线。此方法的优点是使用的工器具较少，但缺点很多，如异物同时缠绕多相导线地线，可能就要分别挂多次翻跟斗滑车。遇线档下跨越其他高压线路较多时，滑车滑至异物处将变为一件很困难的事了。当线档下，遇有鱼塘、河道、公路、铁路等其他地面工作人员难以直接通过的地点，那将滑车滑到异物处，成为难上加难的事了，带电处理异物更是无法完成了。现在流行的采用无人机喷火去除高压线异物的装置不适合大面积使用，喷火枪装有汽油，属于易燃物，不适合携带，无人机对风向很敏感，操控性不好，不适合在大风或者恶略环境下使用，因此以上三种传统的异物处理方法因受到实际作业环境的限制，工作人员操作实施起来相当困难，承担着巨大的安全风险，甚至在某些作业环境下根本无法实施。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供了便携式风冷输电线路异物激光清除仪。

为解决上述技术问题，本发明提供便携式风冷输电线路异物激光清除仪，包括电源、光纤激光器、光束整形装置、瞄准器和控制手柄，所述电源用于向清除装置供电，所述光束整形装置和瞄准器固定在封装壳体内，所述封装壳体通过经纬双向转动云台固定在三脚架上，所述光纤激光器通过设置在光纤端部的QBH输出头与所述光束整形装置相连，所述瞄准器置于所述光纤激光器的激光镜头上，所述控制手柄用于控制云台的经纬双向转动，并通过RS232接口与所述光纤激光器相连。

进一步，所述控制手柄包括可编程控制器、与所述可编程控制器相连的控制按钮和图像显示屏，可编程控制器通过云台双向转动电路与云台双向转动驱动机构相连，所述云台双向转动电路与所述云台双向转动驱动机构电连接；所述图像显示屏与瞄准器相连。

进一步，所述云台双向转动驱动机构包括直流伺服电机、纬向转台、纬向转轴、径向转轴和径向转轴安装架，所述纬向转台设置在云台基座上，所述纬向转轴设置在纬向转台内，并由直流伺服电机驱动，所述径向转轴安装架固定在所述纬向转台上表面，所述径向转轴设置在所述径向转轴安装架上，并由直流伺服电机驱动，所述封装壳体通过安装座固定在所述径向转轴上；工作时，可编程控制器通过云台双向转动电路控制直流伺服电机带动纬向转轴工作，从而带动纬向转台及安装座上的封装壳体相对云台基座进行纬向旋转，同理，带动径向转轴工作，进而带动封装壳体进行径向旋转。

进一步，所述三脚架上设有安装基座，云台基座和安装基座通过连接旋钮固定在一起。

进一步，所述光束整形装置包括QBH输出头、镜筒和微调镜组模块，所述镜筒设有微细螺纹，用于同轴连接QBH输出头和微调镜组模块；所述QBH输出头内设有两个铜触点，两个铜触点通过QBH光纤输出头短接；所述微调镜组模块包括聚焦镜、激光窗口和微调旋钮，所述聚焦镜为非球面结构。

进一步，所述聚焦镜的曲率由中心点向四周依次增大；

进一步，所述激光窗口采用厚度为1mm的平面窗口。

进一步，所述激光窗口的表面镀有一层厚度为1064nm的增透膜。

进一步，所述微调旋钮包括丝杆和微调螺钉，所述微调螺钉带动聚焦镜沿着丝杆移动，实现在-2mm— +2mm范围内进行连续变化对焦。

进一步，所述瞄准器包括物镜、焦距旋钮和目镜， 所述物镜和目镜组成的空间内充有氮气，且所述物镜的镜片和目镜的镜片均镀有增透宽带膜。

本发明所达到的有益技术效果：本发明提供的便携式风冷输电线路异物激光清除仪，无需其他辅助工具，无需攀爬高压杆塔，可带电作业，可以远程操作，快速、准确清除高压线异物，操作方便，装配简单，易于操作。弥补现有传统方法的不足，破除传统方法所受到的环境限制，解决传统方法在处理异物中遇到的困难，从而能够更高效、更便捷、更安全的处理异物、保障输电线路安全运行。

附图说明

图1本发明结构示意图；

图2本发明之光束整形装置结构示意图；

图3本发明之瞄准器结构示意图；

图4本发明之使用状态结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1-3所示，本发明专利提供便携式风冷输电线路异物激光清除仪，包括电源1、光纤激光器2、光束整形装置、瞄准器和控制手柄8，所述电源1用于向清除装置供电，所述光束整形装置和瞄准器固定在封装壳体4内，所述封装壳体4通过经纬双向转动云台5固定在三脚架6上，所述光纤激光器2通过设置在光纤3端部的QBH输出头与所述光束整形装置相连，其中QBH输出头为石英棒端帽，所述瞄准器置于所述光纤激光器的激光镜头上，所述控制手柄8用于控制云台5的经纬双向转动，并通过RS232接口与所述光纤激光器2相连。

所述控制手柄8包括可编程控制器、与所述可编程控制器相连的控制按钮和图像显示屏7，可编程控制器通过云台双向转动电路与云台双向转动驱动机构相连，所述云台双向转动电路与所述云台双向转动驱动机构电连接；所述图像显示屏7与瞄准器相连。

所述云台双向转动驱动机构包括直流伺服电机、纬向转台54、纬向转轴、径向转轴55和径向转轴安装架56，所述纬向转台54设置在云台基座51上，所述纬向转轴设置在纬向转台54内，并由直流伺服电机驱动，所述径向转轴安装架56固定在所述纬向转台54上表面，所述径向转轴55设置在所述径向转轴安装架56上，并由直流伺服电机驱动，所述封装壳体4通过安装座固定在所述径向转轴55上，其中，所述安装座为鸠尾板，在所述径向转轴55上设有鸠尾板插槽，安装时只需要将鸠尾板安装在插槽内即可；工作时，可编程控制器通过云台双向转动电路控制直流伺服电机带动纬向转轴工作，从而带动纬向转台及安装座上的封装壳体4相对云台基座进行纬向旋转，同理，带动径向转轴55工作，进而带动封装壳体4进行径向旋转，旋转精度控制在0.1角秒，而且速度快、定位准确，工作效率高。

所述三脚架6上设有安装基座52，云台基座51和安装基座52通过连接旋钮53固定在一起，可以方便快捷的安装或拆卸。

所述光束整形装置包括QBH输出头41、镜筒42和微调镜组模块43，所述镜筒42设有微细螺纹，用于同轴连接QBH输出头41和微调镜组模块43，镜筒42可以根据激光输出头和聚焦能力配置不同规格的接头和微调镜组；

所述QBH输出头41采用通用接口，内设有两个铜触点411和QBH光纤输出头412，两个铜触点411通过所述QBH光纤输出头412短接，保证激光器的正常工作。铜触点411用于机械定位及其激光安全防护，QBH光纤输出头412通过机械定位的方式固定在QBH输出头41内，旋转锁紧后，铜触点411导通，激光处于待命状态；

所述微调镜组模块43包括聚焦镜431、激光窗口432和微调旋钮433，所述聚焦镜431为非球面结构，即镜面上各点的曲率均不相等，适合高斯光斑能量分布特性，聚焦能力强。所述聚焦镜431的曲率由中心点向四周依次增大，即聚焦镜中心点处的焦距和四周的焦距不相等，最大焦距为120mm，实现高斯光束的120m远程聚焦，聚焦光斑约10mm，作为本发明的一个实施例，聚焦镜431的材料可以为K9玻璃。

所述激光窗口432采用厚度为1mm的平面窗口，材料为K9玻璃，表面镀有1064nm增透膜，防止外界杂散光通过聚焦系统进入激光器，更好保护激光器安全。

所述微调旋钮433包括丝杆和微调螺钉434，所述微调螺钉434带动聚焦镜沿着丝杆移动，实现在-2mm— +2mm范围内进行连续变化对焦，从而保证光路的一致性。

所述瞄准器包括物镜44、焦距旋钮45和目镜46， 所述物镜44和目镜45组成的空间内充有氮气，在野外作业时可以起到防水防雾的作用，且所述物镜44的镜片和目镜46的镜片均镀有增透宽带膜。瞄准器的光学放大倍率可以根据实际需要进行选择，如为4-16x，通过焦距旋钮进行调节焦距，可以实现目标锁定，物镜44的通光口径为44mm。为了更好地观察目标物，瞄准器还可以配备摄像设备，如摄像头或平板电脑。

使用时，如图4所示，在距离异物合适的地方，将本发明专利组装完成，通过控制手柄8旋转云台，使瞄准器对准目标，并在图像显示屏7上显示，通过精调目标，使目标位于瞄准器的十字叉中心。目标定位完成后，打开光纤激光器2，激光通过光束整形装置在目标处形成光斑，通过控制手柄8旋转云台，使激光在目标附近进行反复扫描，当激光运行到异物上时，会快速烧融异物，最后，异物从高压线上脱落下来。异物清除完毕后，关闭光纤激光器2，将装置拆除放入制定仪器盒中。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。