激光清障装置的制作方法

本发明涉及电力设备检修维护领域，具体而言，涉及一种激光清障装置。

背景技术

架空线路主要指架空明线，架设在地面之上，是用绝缘子将输电导线固定在直立于地面的杆塔上以传输电能的输电线路。而架空线路沿线塑料废弃物随风飘逸，如果挂在导线上，极易引起线路接地、相间短路而跳闸，铁塔横担附近鸟巢稻草下垂太长也会引起输电线路跳闸。输电线路挂有异物时，需要及时对异物进行清理，而现有技术中清理的方式往往是采取线路停电，工作人员上塔清理的方法，这种方式降低了电力系统供电的可靠性和工作人员作业安全性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种激光清障装置，其能够改善上述问题。

本发明的实施例是这样实现的：

一种激光清障装置，所述激光清障装置包括无人机和设置于所述无人机上的激光装置，所述激光装置包括机载激光主机、带云台激光模组以及远程控制模块，所述机载激光主机与所述带云台激光模组连接，所述远程控制模块与所述机载激光主机连接；

所述远程控制模块向所述机载激光主机发送远程控制指令；

所述机载激光主机接收所述远程控制指令，并控制所述带云台激光模组发射激光，以对输电线路上的异物进行清除。

在本发明较佳的实施例中，所述机载激光主机包括激光模组驱动电路、舵机控制接收板、电源模块以及开关控制继电器模块，所述激光模组驱动电路与所述带云台激光模组连接，所述电源模块与所述激光模组驱动电路、所述舵机控制接收板、所述开关控制继电器模块连接，所述舵机控制接收板与所述远程控制模块连接，所述开关控制继电器与所述舵机控制接收板连接，所述开关控制继电器模块与所述激光模组驱动电路连接。

在本发明较佳的实施例中，所述带云台激光模组包括大功率激光模组、摄像头以及水平云台，所述摄像头及所述大功率激光模组安装在所述水平云台上，所述大功率激光模组与所述激光模组驱动电路连接，所述摄像头与所述远程控制模块连接。

在本发明较佳的实施例中，所述大功率激光模组包括激光二极管、光学玻璃聚焦透镜、散热板以及散热风扇。

在本发明较佳的实施例中，所述激光模组驱动电路为可调恒流恒压电源降压电路。

在本发明较佳的实施例中，所述远程控制模块包括舵机控制发射板以及开关信号发射器，所述开关信号发射器与所述舵机控制发射板连接，所述舵机控制发射板与所述舵机控制接收板连接。

在本发明较佳的实施例中，所述无人机上还设置有碳纤维管，所述碳纤维管的一端设置有所述机载激光主机，所述碳纤维管的另一端设置有所述带云台激光模组。

在本发明较佳的实施例中，所述碳纤维管上安装有二维激光雷达，所述二维激光雷达与所述远程控制模块连接，所述二维激光雷达用于获取所述无人机与所述异物之间的距离信息。

在本发明较佳的实施例中，所述远程控制模块为gprs远程控制继电器。

在本发明较佳的实施例中，所述舵机控制接收板为带2.4g或5.8g无线通信模块的舵机角度信号接收电路，所述舵机控制发射板为带2.4g或5.8g无线通信模块的舵机角度信号发射电路。

本发明实施例的有益效果是：

本发明实施例提供的一种激光清障装置，所述激光清障装置包括无人机和设置于所述无人机上的激光装置，所述激光装置包括机载激光主机、带云台激光模组以及远程控制模块，所述机载激光主机与所述带云台激光模组连接，所述远程控制模块与所述机载激光主机连接，通过远程控制模块向所述机载激光主机发送远程控制指令，机载激光主机接收所述远程控制指令，并控制所述带云台激光模组发射激光，以对输电线路上的异物进行清除，因此，避免了由人工去处理异物需要对线路进行停电，造成降低电力系统供电可靠性和工作人员作业安全性的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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发明的某些实施例，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为本发明实施例提供的一种激光清障装置的结构框图；

图2为本发明实施例提供的一种机载激光主机的结构框图；

图3为本发明实施例提供的另一种激光清障装置的结构框图。

图标：10-激光清障装置；100-无人机；200-激光装置；210-远程控制模块；220-机载激光主机；222-舵机控制接收板；224-开关控制继电器模块；226-激光模组驱动电路；228-电源模块；230-带云台激光模组；300-碳纤维管。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明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发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种激光清障装置10的结构框图，所述激光清障装置10包括无人机100和设置于所述无人机100上的激光装置200，所述激光装置200包括机载激光主机220、带云台激光模组230以及远程控制模块210，所述机载激光主机220与所述带云台激光模组230连接，所述远程控制模块210与所述机载激光主机220连接。

所述远程控制模块210向所述机载激光主机220发送远程控制指令。

所述机载激光主机220接收所述远程控制指令，并控制所述带云台激光模组230发射激光，以对输电线路上的异物进行清除。

其中，所述远程控制模块210可以为用户终端，用于对无人机100及激光装置200进行指令发送，以对无人机100和激光装置200进行控制。所述远程控制模块210还可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力的处理器。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络处理器(networkprocessor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现成可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

其中，还作为一种实施方式，所述远程控制模块210为gprs远程控制继电器。

所述机载激光主机220为用于控制带云台激光模组230进行激光发射，其可以为微处理器，带云台激光模组230为用于发射激光的激光二极管。

在对输电线路上的异物进行清除时，可操纵无人机100飞往输电线路上的异物处，无人机100通过远程控制模块210进行操控，远程控制模块210可向机载激光主机220发送远程控制指令，机载激光主机220在接收到远程控制指令后，控制所述带云台激光模组230发射激光，同时可控制云台进行转动，使得激光对准异物，从而对异物进行烧断清除，或者让激光束形成水平切割动作，切割输电线路上的异物，因此，避免了由人工去处理异物导致需要对线路进行停电，以及降低电力系统供电可靠性和工作人员作业安全性的问题。

其中，所述带云台激光模组230包括大功率激光模组、摄像头以及水平云台，所述摄像头及所述大功率激光模组安装在所述水平云台上，所述大功率激光模组与所述激光模组驱动电路226连接，所述摄像头与所述远程控制模块210连接。

所述大功率激光模组包括激光二极管、光学玻璃聚焦透镜、散热板以及散热风扇。

由于大功率激光模组发射激光可能会产生一定的热量，所以，散热板及散热风扇可以用于对大功率激光模组进行散热，从而保证大功率激光模组不会由于温度过高而损坏。

水平云台可进行转动，以带动摄像头与大功率激光模组进行转动，摄像头可用于拍摄异物的图像信息，水平云台是一种安装在云台中的舵机接收到的角度信号转动一定角度的平台。

请参照图2，图2为本发明实施例提供的一种机载激光主机220的结构框图，所述机载激光主机220包括激光模组驱动电路226、舵机控制接收板222、电源模块228以及开关控制继电器模块224，所述激光模组驱动电路226与所述带云台激光模组230连接，所述电源模块228与所述激光模组驱动电路226、所述舵机控制接收板222、所述开关控制继电器模块224连接，所述舵机控制接收板222与所述远程控制模块210连接，所述开关控制继电器与所述舵机控制接收板222连接，所述开关控制继电器模块224与所述激光模组驱动电路226连接。

其中，所述激光模组驱动电路226为可调恒流恒压电源降压电路，其可以将电源模块228的输出电压和电流调整到合适大小供给给所述大功率激光模组，并具有防止浪涌电流的能力。

所述电源模块228包括锂离子电池，将锂离子电池的输出电压和电流调整到合适大小供给给所述激光模组驱动电路226。

舵机控制接收板222是一种带2.4g或5.8g无线通信模块的舵机角度信号接收电路。

开关控制继电器模块224用于基于舵机控制接收板222的指令实现对激光模组驱动电路226的开断进行控制，如舵机控制接收板222接收到远程控制模块210发送的远程控制指令，则舵机控制接收板222向开关控制继电器模块224发送一触发信号，使得开关控制继电器模块224导通，从而驱动激光模组驱动电路226开启，使得激光模组驱动电路226驱动上述的大功率激光模组工作。

另外，作为一种实施方式，所述远程控制模块210包括舵机控制发射板以及开关信号发射器，所述开关信号发射器与所述舵机控制发射板连接，所述舵机控制发射板与所述舵机控制接收板222连接。

舵机控制发射板是一种带2.4g或5.8g无线通信模块的舵机角度信号发射电路。

所述开关信号发射器用于对所述舵机控制发射板进行开关，其具体可以为开关按钮，如按下该开关按钮时，可以使得舵机控制发射板进行启动，从而向舵机控制接收板222发射远程控制指令。

作为一种实施方式，请参照图3，所述无人机100上还设置有碳纤维管300，所述碳纤维管300的一端设置有所述机载激光主机220，所述碳纤维管300的另一端设置有所述带云台激光模组230。

其中，机载激光主机220和带云台激光模组230的安装位置应确保无人机100整体重心位于无人机100中心，且在无人机100的下方固定所述碳纤维管300，机载激光主机220和带云台激光模组230由激光模组电源线和云台舵机信号线连接，相对于将机载激光主机220和带云台激光模组230安装在无人机100中心的方式相比，能够让固定焦距透镜与无人机100的机翼边缘有更大的距离，确保无人机100安全工作。

所述碳纤维管300采用碳纤维复合材料预侵入苯乙烯基聚酯树脂经加热固化拉挤(缠绕)而成，具有强度高、寿命长、耐腐蚀、质量轻、低密度等优点。

带云台激光模组230中的激光二极管发的光近似平行，通过光学玻璃聚焦透镜把平行的光聚集在焦点上，聚焦后焦点温度更高，可读输电线路上的异物(塑料废弃物、鸟巢下垂稻草)进行烧断清除，控制无人机100飞往输电线路异物处，调整无人机100位置使得机上搭载的带云台激光模组230的焦点落在输电线路的异物处并悬停，通过处于地面端的远程控制模块210打开激光模组电源开关，机载激光主机220中的开关控制继电器模块224动作，激光模组各二极管发出激光通过透镜聚焦，用云台旋钮控制带云台激光模组230水平转动，让激光束形成水平切割动作，切割输电线路上的异物。

为了更快切断异物，应使激光焦点尽可能落在异物处，在激光模组云台正上方与激光模组在同一竖直方向的碳纤维管300位置上安装一个小型二维激光雷达，也就是在碳纤维管300上安装有二维激光雷达，所述二维激光雷达与所述远程控制模块210连接，所述二维激光雷达用于获取所述无人机100与所述异物之间的距离信息。即二维激光雷达扫描后，得到了包含测量距离的点云数据通过其串口数据线传输给串口转wifi设备上，远程控制模块210用wifi无线连接串口转wifi设备，接收点云数据并进行处理，显示的距离为激光模组与异物的距离，此时，控制无人机100飞行，使二维激光雷达测得的距离为光学玻璃聚焦透镜的焦距，此时激光束焦点落在异物上。

综上所述，本发明实施例提供的一种激光清障装置10，所述激光清障装置10包括无人机100和设置于所述无人机100上的激光装置200，所述激光装置200包括机载激光主机220、带云台激光模组230以及远程控制模块210，所述机载激光主机220与所述带云台激光模组230连接，所述远程控制模块210与所述机载激光主机220连接，通过远程控制模块210向所述机载激光主机220发送远程控制指令，机载激光主机220接收所述远程控制指令，并控制所述带云台激光模组230发射激光，以对输电线路上的异物进行清除，因此，避免了由人工去处理异物需要对线路进行停电，造成降低电力系统供电可靠性和工作人员作业安全性的问题。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。