本發(fā)明涉及機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于激光的空中清障裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著用電量的不斷增加，針對架空輸電線路上的覆冰、漂浮物等已成為影響電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要問題。目前定期對電力線路及設(shè)施上的異物進(jìn)行清理主要靠人工來解決，時間長、成本高、難度大、效率低，同時由于帶電作業(yè)對操作人也造成了很大的威脅。隨著國家電網(wǎng)公司“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”戰(zhàn)略規(guī)劃的實(shí)施，對輸電線路的巡檢作業(yè)提出了更高的要求，傳統(tǒng)的作業(yè)方式已無法滿足現(xiàn)實(shí)需求。

無人機(jī)已廣泛應(yīng)用于架空線路的巡線、應(yīng)急等領(lǐng)域，采用地面激光器進(jìn)行架空線路上異物的清除已有相關(guān)試驗(yàn)和測試，但采用無人機(jī)與激光器進(jìn)行空中的架空線路異物清除目前還是空白，主要受限于無人機(jī)的控制、激光器的小型化、激光器的穩(wěn)定跟蹤等方面技術(shù)的突破。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種基于激光的空中清障裝置，包括無人機(jī)、云臺裝置、攝像機(jī)、激光器、機(jī)載鏈路終端，所述無人機(jī)安裝有所述云臺裝置，所述攝像機(jī)和所述激光器安裝在所述云臺裝置上，所述攝像機(jī)與所述機(jī)載鏈路終端相連，所述機(jī)載鏈路終端用于將所述攝像機(jī)采集到的視頻信息進(jìn)行傳輸。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述攝像機(jī)與所述機(jī)載鏈路終端通過視頻線相連。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，該空中清障裝置還包括機(jī)載電源，所述機(jī)載電源分別與所述云臺裝置、所述攝像機(jī)和所述激光器相連供電。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，該空中清障裝置還包括安裝支架，所述安裝支架與所述無人機(jī)相連，所述云臺裝置與所述安裝支架相連。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述機(jī)載鏈路終端和所述機(jī)載電源安裝在所述安裝支架上。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述無人機(jī)是多旋翼無人機(jī)，所述攝像機(jī)為高清可見光像機(jī)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述云臺裝置包括控制模塊、方位編碼器、方位電機(jī)、連接機(jī)構(gòu)、云臺架體、俯仰編碼器、俯仰電機(jī)、活動支撐部件，所述方位編碼器與所述方位電機(jī)相連，所述方位電機(jī)與所述連接機(jī)構(gòu)相連，所述控制模塊與所述方位編碼器相連，所述連接機(jī)構(gòu)與所述云臺架體相連；所述云臺架體上安裝有所述俯仰編碼器、俯仰電機(jī)、活動支撐部件，所述活動支撐部件能夠在所述云臺架體上進(jìn)行活動，所述俯仰電機(jī)與所述活動支撐部件相連，所述俯仰編碼器輸入端與所述控制模塊相連，所述俯仰編碼器輸出端與所述俯仰電機(jī)相連；所述攝像機(jī)和所述激光器安裝在所述活動支撐部件上。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述控制模塊包括伺服器、以及與所述伺服器相連的控制板，所述控制板與所方位編碼器相連；所述連接機(jī)構(gòu)為滑環(huán)，該云臺裝置包括控制盒，所述控制模塊安裝在所述控制盒內(nèi)；所述云臺裝置還包括安裝在所述控制盒下方的空心垂直軸，所述方位編碼器、所述方位電機(jī)和所述連接機(jī)構(gòu)安裝在所述空心垂直軸內(nèi)，所述云臺裝置還包括安裝基座，所述控制盒通過減震螺栓固定在所述安裝基座上。

本發(fā)明還提供了一種包括所述空中清障裝置的系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括地面鏈路終端、以及與所述地面鏈路終端相連的地面控制站，所述機(jī)載鏈路終端與所述地面鏈路終端相連。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述機(jī)載鏈路終端與所述地面鏈路終端為無線連接，所述機(jī)載鏈路終端將實(shí)時視頻信息通過無線電方式傳輸?shù)降孛骀溌方K端；所述地面鏈路終端與所述地面控制站為有線連接，所述地面鏈路終端與所述地面控制站通過信號線相連，并通過地面控制站將采集到的視頻信息顯示出來。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明是基于多旋翼無人機(jī)搭載配套的清障激光器的一種輸電線路清障的裝置，可以滿足架空線路帶電作業(yè)清障的要求，大幅提高作業(yè)效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的空中清障裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的云臺裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

線上機(jī)器人雖然自動化程度高，但目前無法實(shí)現(xiàn)長距離線路的巡檢作業(yè)，隨著無人機(jī)技術(shù)的日趨完善和應(yīng)用技術(shù)的不斷深入，采用無人機(jī)進(jìn)行架空線路的障礙物清理成為可能。

如圖1所示，本發(fā)明公開了一種基于激光的空中清障裝置，包括無人機(jī)101、云臺裝置102、攝像機(jī)6、激光器10、機(jī)載鏈路終端103，所述無人機(jī)101安裝有所述云臺裝置102，所述攝像機(jī)6和所述激光器10安裝在所述云臺裝置102上，所述攝像機(jī)6與所述機(jī)載鏈路終端103相連，所述機(jī)載鏈路終端103用于將所述攝像機(jī)6采集到的視頻信息進(jìn)行傳輸。

所述攝像機(jī)6與所述機(jī)載鏈路終端103通過視頻線相連。

該空中清障裝置還包括機(jī)載電源104，所述機(jī)載電源104分別與所述云臺裝置102、所述攝像機(jī)6和所述激光器10相連供電。

該空中清障裝置還包括安裝支架105，所述安裝支架105與所述無人機(jī)101相連，所述云臺裝置102與所述安裝支架105相連。具體為，安裝支架105安裝在無人機(jī)101的機(jī)身下方，安裝支架105下方安裝云臺裝置102。

所述機(jī)載鏈路終端103和所述機(jī)載電源104安裝在所述安裝支架105上。

所述無人機(jī)101是多旋翼無人機(jī)，所述攝像機(jī)6為高清可見光像機(jī)。

如圖2所示，云臺裝置102包括控制模塊、方位編碼器3、方位電機(jī)4、連接機(jī)構(gòu)、云臺架體11、俯仰編碼器8、俯仰電機(jī)9、活動支撐部件，所述方位編碼器3與所述方位電機(jī)4相連，所述方位電機(jī)4與所述連接機(jī)構(gòu)相連，所述控制模塊與所述方位編碼器3相連，所述連接機(jī)構(gòu)與所述云臺架體11相連；所述云臺架體11上安裝有所述俯仰編碼器8、俯仰電機(jī)9、活動支撐部件，所述活動支撐部件能夠在所述云臺架體11上進(jìn)行活動，所述俯仰電機(jī)9與所述活動支撐部件相連，所述俯仰編碼器8輸入端與所述控制模塊相連，所述俯仰編碼器8輸出端與所述俯仰電機(jī)9相連，攝像機(jī)6和所述激光器10安裝在所述活動支撐部件上。

所述控制模塊包括伺服器1、以及與所述伺服器1相連的控制板2，所述控制板2與所方位編碼器3相連。

所述連接機(jī)構(gòu)為滑環(huán)5。

該云臺裝置102包括控制盒，所述控制模塊安裝在所述控制盒內(nèi)。

該云臺裝置102還包括安裝在所述控制盒下方的空心垂直軸，所述方位編碼器3、所述方位電機(jī)4和所述連接機(jī)構(gòu)安裝在所述空心垂直軸內(nèi)。

該云臺裝置102還包括安裝基座12，所述控制盒通過減震螺栓固定在所述安裝基座12上，該安裝基座12安裝在安裝支架105上。

該云臺裝置102還包括安裝在所述活動支撐部件上的陀螺板7。陀螺板7能夠敏感的感應(yīng)載機(jī)搖擺，通過陀螺穩(wěn)定回路和跟蹤控制回路，使云臺裝置在載機(jī)搖擺、振動條件下保持瞄準(zhǔn)線的穩(wěn)定，使其俯仰框架內(nèi)的圖像傳感器輸出穩(wěn)定的圖像并實(shí)時跟蹤鎖定的目標(biāo)，激光器10發(fā)射的激光對準(zhǔn)目標(biāo)。

工作時，控制模塊向方位電機(jī)4傳輸指令，方向電機(jī)4通過滑環(huán)5帶動云臺架體11進(jìn)行橫向轉(zhuǎn)動；控制模塊向俯仰電機(jī)9傳輸指令，俯仰電機(jī)9帶動活動支撐部件在云臺架體11上進(jìn)行俯仰動作；從而使安裝在活動支撐部件上的攝像機(jī)6和激光器10能夠進(jìn)行靈活動作及準(zhǔn)確定位。

如圖3所示，本發(fā)明還公開了一種包括所述空中清障裝置的系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括地面鏈路終端106、以及與所述地面鏈路終端106相連的地面控制站107，所述機(jī)載鏈路終端103與所述地面鏈路終端106相連。

所述機(jī)載鏈路終端103與所述地面鏈路終端106為無線連接，所述機(jī)載鏈路終端103將實(shí)時視頻信息通過無線電方式傳輸?shù)降孛骀溌方K端106；所述地面鏈路終端106與所述地面控制站107為有線連接，所述地面鏈路終端106與所述地面控制站107通過信號線相連，并通過地面控制站107將采集到的視頻信息顯示出來。

工作時，無人機(jī)101起飛，在飛行過程中通過攝像機(jī)6觀測架空線路的情況，如發(fā)現(xiàn)線路上的異物（塑料、風(fēng)箏等塑料、尼龍等材質(zhì)的東西），通過地面控制站107控制無人機(jī)101對準(zhǔn)導(dǎo)線，待穩(wěn)定后通過地面控制站107控制云臺裝置102，使激光的指示光點(diǎn)對準(zhǔn)（或基本對準(zhǔn)）線上異物并鎖定，通過地面控制站107啟動激光器10工作，激光器10隨云臺裝置102按程序運(yùn)動，完成對線上異物的燒蝕清除作業(yè)，作業(yè)完成后通過地面控制站107控制激光器10關(guān)閉，無人機(jī)101降落，整個作業(yè)完畢。

本發(fā)明是基于多旋翼無人機(jī)搭載配套的清障激光器的一種輸電線路清障的裝置，可以滿足架空線路帶電作業(yè)清障的要求，大幅提高作業(yè)效率。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。