一种自聚焦激光清障设备论文和设计-宋晖

全文摘要

本实用新型属于高空清障技术领域，公开了一种自聚焦激光清障设备，包括无人机、微型激光器、带转轴及透光盘，所述微型激光器、带转轴及透光盘均装设于所述无人机底部，所述带转轴连接所述无人机与所述透光盘；所述透光盘上设有若干个折射镜；所述微型激光器装设于所述无人机朝向所述透光盘的一侧且所述微型激光器的激光输出端能够与每一所述折射镜相对应。其能够停留在高空同一位置对位于多方向的飘浮异物进行清理。

主设计要求

1.一种自聚焦激光清障设备，其特征在于：包括无人机(1)、微型激光器(2)、带转轴(3)及透光盘(4)，所述微型激光器(2)、带转轴(3)及透光盘(4)均装设于所述无人机(1)底部，所述带转轴(3)连接所述无人机(1)与所述透光盘(4)；所述透光盘(4)上设有若干个折射镜(41)；所述微型激光器(2)装设于所述无人机(1)朝向所述透光盘(4)的一侧且所述微型激光器(2)的激光输出端能够与每一所述折射镜(41)相对应。

设计方案

2.根据权利要求1所述的自聚焦激光清障设备，其特征在于：所述透光盘(4)呈一圆盘状，透光盘(4)的直径所在的平面与地平面平行或者存在倾斜角。

3.根据权利要求2所述的自聚焦激光清障设备，其特征在于：所述透光盘(4)的直径所在的平面与地平面平行，所述微型激光器(2)的激光头能够移动至每一所述折射镜(41)；所述折射镜(41)的镜面与所述透光盘(4)的直径所在平面呈不同角度。

4.根据权利要求2所述的自聚焦激光清障设备，其特征在于：所述倾斜角的角度为大于0°且小于180°，所述微型激光器(2)的激光头能够移动至每一所述折射镜(41)，所述折射镜(41)的镜面与所述透光盘(4)的直径所在的平面平行。

5.根据权利要求1至4之一所述的自聚焦激光清障设备，其特征在于：所述自聚焦激光清障设备还包括一透明罩(5)，所述透明罩(5)内设有空腔，所述微型激光器(2)、带转轴(3)及透光盘(4)均装设于所述空腔内；所述透明罩(5)壁上装设有若干与所述折射镜(41)所折射的光对应的透光孔(51)。

6.根据权利要求1所述的自聚焦激光清障设备，其特征在于：所述微型激光器(2)包括低功率光纤激光器、光学传输系统以及指示激光器，所述低功率光纤激光器、光学传输系统以及指示激光器自所述无人机(1)底部由上至下装设。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于高空清障技术领域，具体涉及一种自聚焦激光清障设备。

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，因架空线路直接裸露在空气中，风筝、塑料布、塑料袋、风筝线等飘浮异物容易吹落到架空线上，一旦此类飘浮性的异物受雨、雪、露浸湿，极易造成金属导线瞬间短路、单相接地等故障，从而导致输配电线路的跳闸或线路损毁，甚至垂落到人畜可接触的位置，则有可能造成人畜伤亡。这类飘浮异物极大影响电网安全运行，因此必须对输电线路进行定期巡视检查，随时掌握和了解输电线路的运行情况，以便及时发现和消除隐患，预防事故的发生，确保供电安全。

对输电线路的定期巡检是有效保证输电线路及其设备安全运行的一项基础性工作。为保障电力系统及线路和设施的正常运行，需要定期对电力线路及设施上的异物进行清理，特别是线上异物的清理。传统人工清理的方法为：工作人员爬到电线杆上后，用特殊工具将异物拉到可以拿到的地方再取下。一些不好取的异物，还要利用登高车才能取下，或利用起重机将人送到靠近异物处采用火烧的方式去除。一般情况三四名电业管护人员一天能清理的异物数量有限，效率极低。一些非专业人员采用竹竿等方式捣鼓高压线上的异物，发生被电死的事故时有发生。

可见，高压线上异物的清理目前主要靠人工和线上机器人方式，人工方式效率低，且容易对施工人员生命安全造成隐患；线上机器人自动化程度高，但也存在无法实现大面积长距离线路的巡检作业。随着科技技术的进步，现有技术中已出现装载有激光器的移动设备，该设备采用激光对位于高空的异物进行清理，但是该类设备常常受到交通和场地的限制，无法对位于死角处的高空异物进行清理。近年来，随着传感器的小型化以及飞行控制系统的日趋完善，无人机技术得到了快速的发展，无人机在各领域得到了广泛应用，也为输电线路的巡检作业提供了新的思路和技术方法。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种自聚焦激光清障设备，其能够停留在高空同一位置对位于多方向的飘浮异物进行清理。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种自聚焦激光清障设备，包括无人机、微型激光器、带转轴及透光盘，所述微型激光器、带转轴及透光盘均装设于所述无人机底部，所述带转轴连接所述无人机与所述透光盘；所述透光盘上设有若干个折射镜；所述微型激光器装设于所述无人机朝向所述透光盘的一侧且所述微型激光器的激光输出端能够与每一所述折射镜相对应。

优选地，所述透光盘呈一圆盘状，透光盘的直径所在的平面与地平面平行或者存在倾斜角。

优选地，所述透光盘的直径所在的平面与地平面平行，所述微型激光器的激光头能够移动至每一所述折射镜；所述折射镜的镜面与所述透光盘的直径所在平面呈不同角度。

优选地，所述倾斜角的角度为大于0°且小于180°，所述微型激光器的激光头能够移动至每一所述折射镜，所述折射镜的镜面与所述透光盘的直径所在的平面平行。

优选地，所述自聚焦激光清障设备还包括一透明罩，所述透明罩内设有空腔，所述微型激光器、带转轴及透光盘均装设于所述空腔内；所述透明罩壁上装设有若干与所述折射镜所折射的光对应的透光孔。

优选地，所述微型激光器包括低功率光纤激光器、光学传输系统以及指示激光器，所述低功率光纤激光器、光学传输系统以及指示激光器自所述无人机底部由上至下装设。

本实用新型的有益效果为：

1、在本实用新型中，微型激光器装设于无人机上，使用者能够通过控制无人机在空中实现对高空异物的清理，不受地面建筑位置的影响。

2、在本实用新型中，微型激光器装设于无人机朝向透光盘的一侧且其激光输出端能够与每一所述折射镜相应，由于每一折射镜的镜面与透光盘直径所在平面呈不同角度，因此由微型激光器发射出的激光能够通过折射镜折射不同的角度，使用者可以在不移动无人机的情况下对多个角度的高空异物进行清理。

3、在本实用新型中，透光盘的直径所在的平面与地平面存在倾斜角，折射镜的镜面与透光盘的直径所在的平面平行，微型激光器的激光头能够移动至每一折射镜，此时激光在每一折射镜所折射的光的角度不同，使用者可以在不移动无人机的情况下对多个角度的高空异物进行清理。

附图说明

图1是本实用新型中第一实施例中自聚焦激光清障设备的结构示意图。

图2是图1中的前侧透视图。

图3是第一实施例中透光盘及透明罩的结构示意图。

图4是第二实施例中自聚焦激光清障设备的前侧透视图。

图5是第二实施例中透光盘及透明罩的结构示意图。

图中：1-无人机、2-微型激光器、3-带转轴、4-透光盘、41-折射镜、5-透明罩、51-透光孔、6-旋转摄像头。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及\/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例一：

如图1至图3所示，本实用新型第一实施方式提供一种自聚焦激光清障设备，包括无人机1、微型激光器2、带转轴3、透光盘4及透明罩5。所述微型激光器2、带转轴3、透光盘4及透明罩5均装设于所述无人机1底部，所述带转轴3固定连接所述无人机1底部与所述透光盘4；所述透光盘4上设有若干个与所述透光盘4直径所在平面呈不同角度的折射镜41；所述微型激光器2装设于所述无人机1朝向所述透光盘4的一侧且微型激光器2的激光输出端能够与每一所述折射镜41相对应。所述透明罩5内设有空腔，所述微型激光器2、带转轴3及透光盘4均装设于所述空腔内；所述透明罩5壁上装设有若干与所述折射镜41所折射的光对应的透光孔51。微型激光器2装设于无人机1上，使用者能够通过控制无人机1在空中的位置来实现对高空异物的清理。此外，由于每一折射镜41的镜面与透光盘4直径所在平面呈不同角度，由微型激光器2发射出的激光通过折射镜41折射不同的角度，使用者能够在不移动无人机1的情况下对多个角度的高空异物进行清理。

在本实施方式中，透光盘4呈一圆盘状，所述透光盘4的直径所在的平面与地平面平行，所述微型激光器2的激光头能够移动至每一所述折射镜41，具体为：所述无人机1底部设有一底盘(图未示)，无人机1内部设有一微型电机，所述微型激光器2与所述底盘背离所述无人机1的一侧固定，微型电机驱动底盘转动，微型激光器2能够随着底盘转动至任一折射镜41上部。

在本实施方式中，所述微型激光器2包括低功率光纤激光器、光学传输系统以及指示激光器，所述低功率光纤激光器、光学传输系统以及指示激光器自所述无人机1底部由上至下装设。所述低功率光纤激光器、光学传输系统以及指示激光器的结构设置及原理与申请号为CN201711068047.1的中国专利陈述的一致，在此不作赘述。

在本实施方式中，所述透光盘4背离所述带转轴3的一侧装设有一旋转摄像头6，便于使用者观察高空异物的具体位置。

在本实施方式中，自聚焦激光清障设备还包括一控制与数据分析系统，该系统用于收集、判断高空异物的位置数据，以方便使用者选择对应位置的折射镜41对激光进行折射。

实施例二：

如图1、图4及图5所示，本实用新型第二实施方式提供一种自聚焦激光清障设备，包括无人机1、微型激光器2、带转轴3、透光盘4及透明罩5。所述微型激光器2、带转轴3、透光盘4及透明罩5均装设于所述无人机1底部，所述带转轴3固定连接所述无人机1与所述透光盘4；所述透光盘4上设有若干个折射镜41，所述折射镜41的镜面与所述透光盘4直径所在平面平行；所述微型激光器2装设于所述无人机1朝向所述透光盘4的一侧且微型激光器2的激光输出端能够与每一所述折射镜41相应。所述透明罩5内设有空腔，所述微型激光器2、带转轴3及透光盘4均装设于所述空腔内；所述透明罩5壁上装设有若干与所述折射镜41所折射的光对应的透光孔51。微型激光器2装设于无人机1上，使用者能够通过控制无人机1在空中的位置来实现对高空异物的清理。

在本实施方式中，透光盘4呈一圆盘状，所述透光盘4的直径所在的平面与地平面呈一30°的倾斜角α，透光孔51的位置与激光从折射镜41折射后的位置对应，所述折射镜41的镜面与透光盘4的直径所在的平面平行，所述微型激光器2的激光头能够移动至每一所述折射镜41，具体为：所述无人机1底部设有一底盘(图未示)，无人机1内部设有一微型电机，所述微型激光器2与所述底盘背离所述无人机1的一侧固定，微型电机驱动底盘转动，微型激光器2能够随着底盘转动至任一折射镜41上部。由于所述透光盘4的直径所在的平面与地平面呈一30°的倾斜角且所述折射镜41的镜面与透光盘4的直径所在的平面平行，由微型激光器2发射出的激光能够通过折射镜41折射不同的角度，使用者可以在不移动无人机1的情况下对多个角度的高空异物进行清理。

在本实施方式中，所述微型激光器2包括低功率光纤激光器、光学传输系统以及指示激光器，所述低功率光纤激光器、光学传输系统以及指示激光器自所述无人机1底部由上至下装设。所述低功率光纤激光器、光学传输系统以及指示激光器的结构设置及原理与申请号为CN201711068047.1的中国专利中陈述的一致，在此不作赘述。

在本实施方式中，所述透光盘4背离所述带转轴3的一侧装设有一旋转摄像头6，便于使用者观察高空异物的具体位置。

可以理解，透光盘4的直径所在的平面与地平面所呈的角度不限于本实施方式中的30°，在其他实施方式中，其角度大于0°且小于180°即可。

本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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