[发明专利]一种三维光关节蛇链式管道激光清洗装置

说明书

一种三维光关节蛇链式管道激光清洗装置，采用三维光束调节关节箱，可以三维调整光束位置，及时纠正光束跑偏，利用多个三维光关节组成蛇链式导光传输，实现复杂管道激光清洗，整机的稳定性与灵活性都很好，空间尺度很大。它以电缆作为柔性连接件将三维调光关节、一维直角调光关节、激光输出旋转头、光纤激光头箱及计算机控制中心串联为整体，三维调光关节内设置x‑y‑z三轴振镜片与上下直角反射镜用以调节光路，一维直角调光关节内设置直角反射振镜用以变换光路，激光输出旋转头内部步进电机空心轴加长段末端设置旋转镜箱，各关节箱底板下方有四轴伸缩腿轮。激光发射头发射激光，通过各个关节调整，将激光束传递至旋转头，从而实现对管道壁的清洗。

一、技术领域：属于清洁工业技术领域，尤其涉及一种高效激光清洗管道内壁的装置。

二、背景技术：

激光清洗技术是利用高能的激光束照射工件外表面，使表面的锈斑和污物发生瞬间蒸发或剥离，从而达到洁净的工艺过程。激光清洗技术具有绿色、清洗效果佳、使用范围广等优点，与传统的机械清洗法、化学清洗法和超声波清洗法不同，它不需要任何破坏臭氧层的有机溶剂，无污染、无噪声，对人体和环境无害，是一种绿色清洗技术，将来有望局部或完全代替传统清洗方法成为21世纪最具开展潜力的绿色清洗技术。

管道承担着运输气体、液体和废物的重任，在现代工业生产中有着不可或缺的地位，在使用过程中，管道内壁附着有锈斑、污物等物质，传统的管道内壁清洗方法仍然存在着许多问题。例如，一般的利用光纤传输能量的激光清洗装置，需要很长的光纤，现场施工难度大，而用普通反光镜导光传输的激光清洗装置，光束极容易跑偏，不稳定，不易调整，不适合现场施工。

本发明涉及一种三维光关节蛇链式管道激光清洗装置，采用三维光束调节关节箱，可以三维调整光束位置，及时纠正光束跑偏，利用多个三维调光关节组成蛇链式导光传输，实现复杂管道的激光清洗，稳定性与灵活性都很好，空间尺度很大，克服了传统清洗方式的缺点。

三、发明内容：

本发明涉及一种三维光关节蛇链式管道激光清洗装置，主要包括三维调光关节、一维直角调光关节、激光输出旋转头、光纤激光头箱等。

一种三维光关节蛇链式管道激光清洗装置，采用三维光束调节关节箱，可以三维调整光束位置，及时纠正光束跑偏，利用多个三维调光关节组成蛇链式导光传输，实现复杂管道激光清洗，整机的稳定性与灵活性都很好，空间尺度很大，它以电缆作为柔性连接件将三维调光关节、一维直角调光关节、激光输出旋转头、光纤激光头箱及计算机控制中心串联为统一的整体。三维调光关节箱体两侧分别装有聚焦准直镜和准直聚焦镜，内部设置x-y-z三轴振镜片与上下直角反射镜用以调节光路。一维直角调光关节箱体左侧与后侧分别设置聚焦准直镜及光点位置传感器，内部设置直角反射振镜用以变换光路。激光输出旋转头箱体左侧设置聚焦准直镜和光点位置传感器，内部步进电机空心轴加长段末端设置旋转镜箱。光纤激光头箱的光纤将激光信号传递至激光发射头，右侧设置聚焦准直镜。各关节箱底板下方均有四个四轴伸缩腿轮，工作中只需操作计算机输入指令信号，蛇链式管道激光清洗装置便会到达指定的工作位置，各关节会自动调节光路，使激光输出旋转头发射激光束对管道内壁进行清洗。

内容一、预置三维调光关节

设置三维调光关节箱体，它包括箱体本体、聚焦准直镜、准直聚焦镜、x-y-z三轴的伺服电机及振镜片、上下直角反射镜，在箱体底板下方安装四个四轴伸缩腿轮，四轴伸缩腿轮由步进电机驱动，用来移动调光关节箱体。利用激光清洗管道内壁，通常用光纤光缆传输激光，传输距离有限，稍长一些光纤光缆，就不易拖带安装，而直接用光束传输，容易偏离，不易稳定对中。三维调光关节通过x-y-z三轴振镜与上下直角反射镜调节输出激光束的三个自由度，解决光束在管道内的长距离的可控传输，实现远距离管道的激光清洗。

内容二、预置一维直角调光关节