[发明专利]一种绳驱动蛇形脉冲激光加工机器人

说明书

本发明提供一种绳驱动蛇形脉冲激光加工机器人，包括一蛇形机器人，包括至少两个关节和随关节运动的线缆、光纤；一脉冲激光器，设置在蛇形机器人尾部，脉冲激光器发射的脉冲激光通过光纤末端接头进入到光纤中；一发射端，设置在蛇形机器人头部，接受光纤传输的脉冲激光并将脉冲激光发射到目标处。本发明用绳驱动蛇形机器人细长结构特点，可将脉冲激光导入狭小空间内进行作业，而且整个过程中脉冲激光加工轨迹完全处于受控状态。利用绳驱动蛇形机器人末端可实现三维空间运动的特点，可实现脉冲激光对三维轮廓的加工。

技术领域

本发明涉及一种加工机器人，具体地说是一种绳驱动蛇形脉冲激光加工机器人。

背景技术

随着脉冲激光技术的快速发展，脉冲激光已广泛应用于各行各业，一个重要的应用领域是针对材料的脉冲激光加工，其占脉冲激光应用市场的35.2%。与传统的加工技术相比，脉冲激光加工具有诸多优点。脉冲激光在加工过程中，待加工工件不受应力，不存在加工工具磨损问题；脉冲激光束导向容易精确控制，在精密加工领域具有独特优势；脉冲激光尤其是超快脉冲脉冲激光，其加工可应用于针对硬度高、难以用传统方法加工的材料之上。目前用于脉冲激光光束导向的主要设备是扫描振镜，其利用内部光学镜片的角度偏转来实现所需的脉冲激光加工轨迹，虽然经过长期的发展，该设备已逐渐发展成熟，但一次调整只能实现一个面的加工，对于在三维空间内进行加工，使用传统的扫描振镜难以实现，亟需发展新的脉冲激光导向设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种绳驱动蛇形脉冲激光加工机器人以解决现有技术存在的问题。

本发明采用以下技术方案：

一种绳驱动蛇形脉冲激光加工机器人，包括：

一蛇形机器人，包括至少两个关节和随关节运动的线缆、光纤；

一脉冲激光器，设置在蛇形机器人尾部，脉冲激光器发射的脉冲激光通过光纤末端接头进入到光纤中；

一发射端，设置在蛇形机器人头部，接受光纤传输的脉冲激光并将脉冲激光发射到目标处。

所述发射端包括依次设置的小孔光阑和聚焦透镜。

小孔光阑和聚焦透镜外部设置保护套筒。

发射端还设置有CCD相机和激光距离传感器。

所述脉冲激光器与光纤末端接头之间的光路上设置分光镜，分光镜分离的两束脉冲激光一束射向光纤末端接头，另一束射向脉冲激光功率计。

所述光纤和线缆穿过关节内部，将至少两个关节连接在一起。

每个关节通过至少一根绳索连接进行驱动，且各关节之间通过万向球头连接。

本发明的有益效果：用绳驱动蛇形机器人细长结构特点，可将脉冲激光导入狭小空间内进行作业，而且整个过程中脉冲激光加工轨迹完全处于受控状态。利用绳驱动蛇形机器人末端可实现三维空间运动的特点，可实现脉冲激光对三维轮廓的加工。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中蛇形机器人相邻关节的连接方式。

图3为本发明中蛇形机器人绳索的驱动方式。

其中，1：脉冲激光器，2：分光镜，3：脉冲激光功率计，4：光纤末端接头，5：绳驱动蛇形机器人控制与驱动模块，6：光纤，7：线缆，8:CCD摄像机及激光距离传感器，9：绳驱动蛇形机器人，10：小孔光阑，11：预留光学元器件安装基座，12：聚焦透镜，13：光学元器件保护套筒；14：关节；15：万向球头，16：绳索；17：电机，18：联轴器，19：卷筒，20：滑轮，21：关节穿绳孔。

具体实施方式