架空线路异物清除器及异物清除方法与流程

本公开涉及输电线路维护相关技术领域，具体的说，是涉及一种架空线路异物清除器及异物清除方法。

背景技术：

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

电力在人们日常生活起着重要的作用，电力系统的稳定性直接影响着人们的生活和生产，电网的安全运行至关重要。输电配电是电力系统中的重要环节，其中输电线路分布点多面广，所处的环境恶劣，地形比较复杂，在运行维护过程中经常发现异物缠绕，影响电网的安全运行。

为保证电网的稳定性，一般情况下输电线路线路的异物需要带电清除，带电清除异物带电作业中安全风险最高的项目。发明人发现，传统清除架空线路缠绕的异物的方法主要是通过人工清除，大部分使用绝缘斗车、绳索或者软梯接近输电线路进行清除，或者通过绝缘杆、线控或者遥控装置等工具进行清除，具有安全性差、操作难度大、受环境制约等缺点，对于偏远地区如山林中的输电线路的异物的清除更加困难。

技术实现要素：

本公开为了解决上述问题，提出了一种架空线路异物清除器及异物清除方法，通过设置激光器、摄像机和超声波传感器及其之间的位置关系，实现了激光发射的方向准确控制和发射功率的控制，通过检测异物与清除器之间的距离，可以定量控制激光的功率，避免发射激光的功率过高损坏输电线路，同时保证异物清除的效率。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一个或多个实施例提供了架空线路异物清除器，包括主控制器、伺服转台和设置在伺服转台上的视觉定位装置、激光发射装置及超声波传感器，所述主控制器分别与超声波传感器、视觉定位装置和激光发射装置连接；视觉定位装置用于定位架空线路上异物的位置，所述超声波传感器用于检测清除器与输电线路上异物的间隔距离，主控制器用于根据间隔距离设定激光发射装置的激光发射功率。

进一步地，激光发射装置包括激光器和激光准直器，所述激光器和激光准直器通过光纤连接。

进一步地，所述视觉定位装置包括相互电连接的摄像机和第一控制器，所述第一控制器与主控制器电连接，摄像机采集输电线路的图像发送至第一控制器，第一控制器对采集的图像进行处理，生成异物的位置信息，并将位置信息发送至主控制器，主控制器根据异物的具体位置调整伺服转台，使得激光发射装置对准异物。

进一步地，视觉定位装置、激光发射装置及超声波传感器以固定的相对位置平行设置。

进一步地，所述伺服转台为两轴旋转台包括角度调整部和固定板，所述固定板可拆卸的设置在角度调整部上，所述角度调整部的调整包括俯仰角调整和旋转调整。

进一步地，所述固定板上设置滑轨，按照滑轨方向依次固定视觉定位装置、超声波传感器和激光发射装置。

进一步地，所述固定板上设置底座，通过底座固定超声波传感器、视觉定位装置和激光发射装置，包括滑轮、固定板和滑动电机，固定板用于固定超声波传感器、摄像机和激光准直器，滑轮与滑轨相互配合并具有自锁功能，将底座固定在滑轨中。

基于上述的架空线路异物清除器的异物清除方法，包括如下步骤：

步骤1、将摄像机和激光准直器按照滑轨的方向以固定的相对距离平行设置在底座上；

步骤2、摄像机采集图像，对采集的图像进行处理，识别异物的位置；

步骤3、将异物调整至摄像图像的中心位置，摄像机的当前位置为位置a；

步骤4、移动底座，使激光准直器移动至位置a；

步骤5、发射激光束，清除异物。

进一步地，所述步骤1中还包括将超声波传感器设置在摄像机和激光准直器的中间位置的步骤，以及设置异物至清除器的距离与发射激光功率的对应关系。

进一步地，执行步骤3之后和执行步骤4之前还包括如下步骤：

移动底座，使超声波传感器移动至位置a；

采集异物至清除器的距离；

根据异物至清除器的距离与发射激光功率的对应关系，设置激光发射功率的大小。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

本公开通过设置激光器、摄像机和超声波传感器及其之间的位置关系，实现了激光发射的方向准确控制和发射功率的控制，通过检测异物与清除器之间的距离，可以定量控制激光的功率，避免发射激光的功率过高损坏输电线路，同时保证异物清除的效率。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的限定。

图1是根据一个或多个实施方式的清除器的结构示意图；

图2是本公开的清除器的结构框图；

其中：1、视觉定位装置，2、超声波传感器，3、激光发射装置，4、调整部，4-1、第一旋转部件，4-2、第二旋转部件，5、固定板，6、底座，6-1、滑轮，6-2、固定板，7、滑轨。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开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公开的示例性实施方式。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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的各个实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。

在一个或多个实施方式中公开的技术方案中，如图1和2所示，一种架空线路异物清除器，包括主控制器、伺服转台和设置在伺服转台上的视觉定位装置1、激光发射装置3及超声波传感器2，所述主控制器分别与超声波传感器2、视觉定位装置1和激光发射装置3连接；视觉定位装置1用于定位架空线路上异物的位置，所述超声波传感器2用于检测清除器与输电线路上异物的距离，主控制器根据距离设定激光发射装置3的激光发射功率。

激光发射装置包括激光器和激光准直器，所述激光器和激光准直器通过光纤连接。本实施例的激光器可以采用光纤激光器或者二氧化碳激光器，选用光纤激光器的波长范围为1080nm左右，功率密度范围可以设置在20-30w/cm²。进行异物清除的清除器和输电线路的距离大概在100米以内，可以分段设置发射功率和距离l的对应关系，本实施例选用光纤激光器设定的范围如表1所示。

表1

视觉定位装置1用于探测输电线路上是否有异物，在某些实施例中可以包括相互电连接的摄像机和第一控制器，所述第一控制器与主控制器电连接，摄像机采集输电线路的图像发送至第一控制器，第一控制器对采集的图像进行处理，生成异物的位置信息，并将位置信息发送至主控制器。主控制器根据异物的具体位置调整伺服转台，使得激光发射装置对准异物。

伺服转台可以具体为两轴旋转台,包括角度调整部4和固定板5，所述固定板5可拆卸的设置在角度调整部4上，所述角度调整部4的调整包括可以进行俯仰角调整和旋转调整。所述固定板5上设置滑轨7，按照滑轨7方向依次固定视觉定位装置1、超声波传感器2和激光发射装置3。按照滑轨方向依次固定视觉定位装置1、超声波传感器2和激光发射装置3是指该三个装置固定后，固定位置的连线与滑轨7平行。

调整部4的一种实现结构，可以包括支架，所述支架，所述支架上横向设置第一旋转部件4-1，在第一旋转部件4-1的主轴上连接第二旋转部件4-2，固定板固定设置在第二旋转部件4-2的旋转轴上。第一旋转部件4-1用于调节俯仰角，第二旋转部件4-2可以带动固定板5旋转。第一旋转部件和第二旋转部件可以具体为旋转电机或者为旋转气缸。

作为一种可以实现的方式，视觉定位装置1、超声波传感器2及激光发射装置3可以以固定的相对位置平行设置，本实施例中具体的是将超声波传感器、摄像机和激光准直器固定的相对位置平行设置。固定的相对位置是指三者的相对位置关系是固定不变的，包括相对距离和角度。

本实施例中，可通过底座6将超声波传感器、摄像机和激光准直器按照滑轨7的方向设置在滑轨7中。固定底座包括滑轮6-1和固定板6-2和滑动电机，滑轮6-1与滑轨7相互配合并具有自锁功能，滑轮6-1与滑轨7可以在滑动电机的作用下相对滑动，滑动电机不工作时可靠的将底座6固定在滑轨7中。固定板用于固定摄像机、超声波传感器和激光准直器，滑动电机带动滑轮6-1的在滑轨中滑动。

上述装置的工作过程为：本实施例的装置为便携式装置，线路维护人员将清除器固定放置在输电线路的附近，将装置的检测方向设置在有异物的位置，启动装置开始工作，首先转动伺服转台，摄像头采集异物的图像信息，第一控制器对图像进行处理，识别是否存在异物，再次调整转台将异物调整在摄像镜头的中心，此时摄像头处于固定板上的位置a。如图1所示，视觉定位装置1的摄像头、超声波传感器和激光装置的激光准直器的发射端是依次排列的，而且设置方向平行与滑轨7。启动滑动电机带动滑轮6-1的在滑轨中滑动的设定的间距，使得超声波传感器移动到位置a,采集异物距离固定板的大致距离；再次启动滑动电机带动滑轮6-1的在滑轨中滑动的设定的间距，使得激光发射装置3移动到位置a，按照大致距离设定发射激光的功率发射激光对异物进行清除。

本实施例还提供了一种基于上述清除器的异物清除方法，包括如下步骤：

步骤1、将摄像机和激光准直器按照滑轨的方向以固定的相对距离平行设置在底座上；

步骤2、摄像机采集图像，对采集的图像进行处理，识别异物的位置；

步骤3、将异物调整至摄像图像的中心位置，摄像机的当前位置为位置a；

步骤4、移动底座，使激光准直器移动至位置a；

步骤5、发射激光束，清除异物。

作为经一步的改进，所述步骤1中还包括将超声波传感器设置在摄像机和激光准直器的中间位置的步骤，以及设置异物至清除器的距离与发射激光功率的对应关系。

进一步的，执行步骤3之后和执行步骤4之前还包括如下步骤：

移动底座，使超声波传感器移动至位置a；

采集异物至清除器的距离；

根据异物至清除器的距离与发射激光功率的对应关系，设置激光发射功率的大小。

通过检测异物与清除器之间的距离，可以定量控制激光的功率，避免发射激光的功率过高损坏输电线路，同时保证异物清除的效率。

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

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开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公开的保护范围以内。