[发明专利]基于镜片微振与转向控制的激光异物清除装置及方法

说明书

本发明提供一种基于镜片微振与转向控制的激光异物清除装置及方法，包括激光发射装置，可调光学镜片和微振动与转向控制系统，所述激光发射装置发射激光束，所述可调光学镜片用于反射激光束且受微振动与转向控制系统控制转向和微振动，通过可调光学镜片转向使得反射的激光束瞄准异物，通过可调光学镜片微振动使得反射激光形成与异物形状相对应的切割宽度、速度与方向的激光刀。上述装置及方法精确切割异物、操作方便、重量轻。

技术领域

本发明涉及架空输电线路上异物清除技术领域，更具体地，涉及一种基于镜片微振与转向控制的激光异物清除装置及方法。

背景技术

电力系统的输配电线路由于环境复杂，常受风筝、风筝线等飘浮型异物缠绕，以及树枝等异物障碍，容易造成线路的绝缘问题，进而造成极大的安全隐患和经济损失。传统的清障手段依靠人工攀爬或采用吊车等大型可移动设备来进行人工清理，缺陷是操作麻烦，安全性差，耗费过多的人力物力，且适用范围有限，在山区等复杂地形中难以实现。

在此背景下，激光的远距离切割技术作为一种无接触式的清障手段，具有更好的便捷性与安全性，开始在电网中逐渐发展并得以广泛应用。

现有的激光异物清除器，通过云台进行激光瞄准。云台的使用，很大程度上加重了设备重量，原有装置的重量大多在50kg左右，难以达到连续移动作业的便捷性要求。此外，云台也存在控制不便的缺陷，需要人眼规划激光的切割路径，并作出人工转向调整，在实际工程中无法做到平滑且高精度的切割控制。现有的云台设备，运动速度靠档位调节，速度固化，无法满足实际情况下针对不同异物的清障使用，缺乏智能化、自动化。尤其在遇到线路随风晃动等情况，云台很难实现激光对于异物的晃动跟随，切割效率低下。

另外，高功率激光的发射，全路径无法封闭。现有激光清障技术缺乏在整个激光路径中的异常侵入保护机制，在人员误入激光作业范围时，往往造成重大的人员伤害。

发明内容

本发明提供一种精确切割异物、操作方便、重量轻的基于镜片微振与转向控制的激光异物清除装置及方法。

根据本发明的一个方面，提供一种基于镜片微振与转向控制的激光异物清除装置，包括激光发射装置，可调光学镜片和微振动与转向控制系统，所述激光发射装置发射激光束，所述可调光学镜片用于反射激光束且受微振动与转向控制系统控制转向和微振动，通过可调光学镜片转向使得反射的激光束瞄准异物，通过可调光学镜片微振动使得反射激光形成与异物形状相对应的切割宽度、速度与方向的激光刀。

进一步的，所述可调光学镜片包括固定镜片和活动镜片，所述固定镜片反射激光束到活动镜片，活动镜片根据受微振动与转向控制系统指令二维转向和微振动。

进一步的，所述微振动与转向控制系统包括压电陶瓷堆叠制动器或微动电机或电磁谐振电路。

进一步的，还包括测距与图像识别系统，通过光信号的传输识别可调光学镜片与异物之间的距离，通过图像识别方法获得异物轮廓信息。

进一步的，还包括数据处理控制模块，根据测距与图像识别系统识别的可调光学镜片与异物之间的距离和异物轮廓信息输出可调光学镜片的振动角度、振动频率、切割路径、二维转向调整的控制指令给微振动与转向控制系统。

进一步的，所述数据处理控制模块根据激光工作区域的图像的瞬时变化率判断是否有人误入激光工作区域，当有人误入激光工作区域，发送闭锁指令给激光发射装置及微振动与转向控制系统。

进一步的，所述数据处理控制模块还根据异物形状规划切割路径，所述切割路径包括直线路经和点阵曲线路径。

进一步的，还包括电源模块，为激光发射装置，可调光学镜片和微振动与转向控制系统供电。

根据本发明的另一方面，提供一种基于镜片微振与转向控制的激光异物清除方法，包括：

通过激光发生装置发射激光束；