[發明專利]基于紅外的激光除冰裝置

在審

• 申請號: 201810624562.1
• 申請日: 2018-06-16
• 公開（公告）號: CN108695801A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 樊衛華;郭燁;郭健;李勝;黃紫霄;王艷琴;姜珊;韓宇;文云;董晟
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H02G7/16
• 分類號: H02G7/16
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 封睿

本發明公開了一種基于紅外的激光除冰裝置，包括轉臺、激光部件、底座、電源系統、輸入輸出裝置、控制系統和視覺傳感器模塊，視覺傳感器模塊包括紅外熱成像儀，轉臺包括方位部件、俯仰部件，方位部件安裝在所述底座上方，俯仰部件安裝在方位部件上方，激光部件和視覺傳感器模塊安裝俯仰部件上；控制系統與轉臺、視覺傳感器模塊、激光部件連接，驅動轉臺，進而帶動視覺傳感器模塊、激光部件完成覆冰跟蹤與清除。本發明具有可帶電作業、適應性強、自動化水平高的特點，在高壓輸電線除冰領域，可以適應各種形狀厚度的冰塊覆蓋類型，應用范圍廣。

技術領域

本發明涉及電力系統高壓輸電線除冰領域，具體涉及一種基于紅外的激光除冰裝置。

背景技術

在冬季嚴寒雨雪天氣，輸電線路、塔架容易覆冰覆雪，嚴重時可引起線纜斷裂、塔架倒塌等，導致周圍人畜傷亡、輸電線路損壞，損失極大。架空輸電線路具有點多面廣、跨度大、線路長的特點，輸電線路的除冰十分困難。

現有的清除高壓輸電線路覆冰覆雪的手段主要有機械除冰、熱力熔冰、自然除冰(也稱被動除冰)、混合方式四類。機械除冰是一種接觸式除冰操作，安全性能差，需要線路斷電進行除冰，且易受地形限制等。自然脫冰無需附加能量，但適用性與可控性較差。熱力熔冰以加熱措施使覆冰熔化或脫落，使用最為廣泛。激光除冰技術作為一種熱力熔冰方式，通過激光加熱使高壓電纜的溫度高于零度無法凝結成冰，或者直接熔冰，具有功率強、非接觸操作、可移動等優點。但是當前的激光除冰技術裝置需要全程人為操作控制，通過人來觀察覆冰情況控制除冰操作，反饋實時性差，工作效率低，在光線條件差的情況下，除冰效果差，并且還存在一定危險性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于紅外的激光除冰裝置，降低了操作人員的工作安全風險和對環境光線的要求，提高了除冰的工作效率和自動化水平。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種基于紅外的激光除冰裝置，包括轉臺、激光部件、底座、電源系統、輸入輸出裝置、控制系統和視覺傳感器模塊；

所述轉臺包括方位部件和俯仰部件，所述方位部件安裝在所述底座上方，所述俯仰部件安裝在方位部件上方，所述激光部件和視覺傳感器模塊安裝在俯仰部件的聯接部件上；

所述控制系統包括工控機和控制驅動部件，所述工控機與視覺傳感器模塊連接，用于控制視覺傳感器模塊調整參數，并對視覺傳感器模塊采集的圖像進行識別，將識別結果傳輸給控制驅動部件；所述控制驅動部件和方位部件、俯仰部件相連，用于控制轉臺進行方位和俯仰兩自由度的轉動，進而帶動激光部件和視覺傳感器模塊轉動；

所述視覺傳感器模塊包括紅外熱成像儀，所述紅外熱成像儀與工控機連接，用于根據工控機的指令調整視覺傳感器參數，捕獲線纜與覆冰圖像，并將捕獲的圖像傳輸給工控機；

所述輸入輸出裝置與控制系統連接，用于輸入操作信息，展示控制系統界面；

所述電源系統用于為控制系統、視覺傳感器模塊、方位部件、俯仰部件和激光部件供電。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：1)本發明裝置可以遠程“地對空”進行作業，除冰過程無需接觸，過程安全；2)本發明裝置可帶電作業，減少斷電帶來的經濟損失；3)本發明裝置自動化水平高，采用圖像識別可以實現激光自動跟蹤覆冰覆雪，系統可按照設定模式執行除冰操作，采用通信模塊可以實現遠程控制或者任務信息的傳達；4)本發明裝置適應性強，可以工作在無可見光或微光的黑暗環境下，通過紅外熱成像儀獲取線路圖像信息進而得知覆冰情況，執行除冰操作。

附圖說明

圖1是本發明基于紅外的激光除冰裝置的總裝結構示意圖。

圖2是本發明基于紅外的激光除冰裝置的應用示意圖。

圖3是本發明基于紅外的激光除冰裝置的俯仰部件和方位部件結構示意圖。