[发明专利]用于将激光焦点控制在流体束内部的清洁设备和方法以及包括清洁设备的系统

说明书

一种用于将激光焦点控制在流体束(2)内部的清洁设备和方法。清洁设备(1)包括流体组件(9)，流体组件(9)被布置为产生流体束(2)。流体组件(9)包括外壳(10)，外壳(10)具有流体入口端口(11)、出口孔(12)以及流体入口端口(11)与出口孔(12)之间的流体流动路径(13)。外壳(10)包括激光输入端口(24)。清洁设备(1)进一步包括光学组件(20)，光学组件(20)包括：激光束光学装置(23)，被配置为引导第一激光束(5)通过激光输入端口(24)并且进一步通过出口孔(12)，以及将第一激光束(5)聚焦在流体束(2)内部；以及感测装置(26)，被配置为发射通过出口孔(12)的感测信号(28)以接收反射信号(29)，以及基于反射信号(29)来确定流体束(2)的长度数据。光学组件(20)进一步被布置为基于所确定的长度数据来调节激光束光学装置(23)，以便控制第一激光束(5)的焦点。

技术领域

本公开涉及用于清洁的技术，并且在某种程度上涉及用于清洁工业机器人的技术。具体地，本公开涉及一种用于将激光焦点控制在流体束内部的清洁设备和方法，以及一种用于清洁包括至少一个这种清洁设备的工业机器人的系统。

背景技术

用于处理开放食品(即鱼、肉、家禽和乳制品)的设备经历严格的卫生要求，并且必须每天使用高压热水和化学试剂冲洗。目前，清洁通常由配备有高压喷枪的清洁团队手动执行，该清洁团队在夜间工作以确保设备针对早班被及时清洁。这种冲洗的有效性很大程度上取决于清洁工人的技能，并且不遵循正确的进程可能会对食品设施产生严重影响。在可能的情况下，采用就地清洁(clean-in-place，CIP)清洁系统来自动冲洗。这种系统可包括固定或移动的高压喷嘴，该高压喷嘴安装在设备内和设备周围的关键点处。虽然CIP对于清洁设备的机器的内表面而言是有效的，但是通常仍在外表面上使用手动喷涂。

高压喷涂对于去除大的污垢颗粒是有效的，但是通常不能去除较细的颗粒，该较细的颗粒通过机械擦洗被更有效地去除。因此，单独的高压喷涂不能保证去除、特别是从喷涂难以进入的孔隙和裂缝中去除包括细菌的表面残留物。另一问题是湿度的生成，这可能加速贯穿设备的设施的腐蚀。还已知使用超声清洁，超声清洁提供优异的残留物和细菌去除，而不产生飞溅。然而，用于处理表面的现有解决方案具有有限的操作范围，从而使得它们用于任意3D表面的自动清洁是不切实际的。

通常，对于食品处理设备存在由于现有冲洗方法而导致的清洁的可变性，但是由于现有冲洗方法在食品处理中的使用增加，可能会加剧机器人的劣化。

从US3503804A中已知，为了清洁目的，在水流中传输激光。激光具有固定的焦点，并且集中的能量使水局部沸腾，从而形成在表面上塌陷以提供清洁效果的蒸汽泡，如通常的超声清洁那样。

此外，从EP2470310B1中已知具有被实施为便携式手持清洁设备的超声清洁器，该超声清洁器在水流中产生空化(cavitation)清洁动作，从而允许表面在不浸入罐中的情况下被超声清洁。

发明内容

然而，上述现有技术中的技术不适用于自动使用。该技术也不适用于不规则表面。

本公开的目的是减轻现有技术的至少一些缺点。本发明的另一目的是提供一种被布置为清洁三维(3D)表面以使得较细的颗粒被去除的装置。本公开的另一目的是提供一种被布置为清洁3D表面以使得以自动方式去除较细的颗粒的装置。另一目的是提供适用于清洁机器人的这种装置。通过根据本公开的方法和装置，至少部分地实现了这些目的和其它目的。