[发明专利]一种利用脉冲激光刻蚀降低船用螺旋桨噪音的装置及方法

权利要求书

1.一种利用脉冲激光刻蚀降低船用螺旋桨噪音的装置,其特征在于：包括机械手(1)、用于出射激光的激光头(2)和旋转装置(4)，所述旋转装置(4)设置在机械手(1)下方的外部载体上，并可周向转动，待加工的螺旋桨(3)设置于所述旋转装置(4)上，并可随着所述旋转装置(4)一同周向转动，所述激光头(2)转动设置在所述机械手(1)的末端，且所述激光头(2)出射的激光可照射至下方的所述螺旋桨(3)的桨叶表面。

2.根据权利要求1所述的利用脉冲激光刻蚀降低船用螺旋桨噪音的装置,其特征在于：所述激光头(2)的驱动末端设置有转向机构(5)，所述激光有(2)通过所述转向机构(5)设置在所述激光头(2)的驱动末端，且所述有转向机构(5)可驱动所述激光头(2)转动，以使得所述激光头(2)出射的激光与所述螺旋桨(3)的桨叶表面之间相互垂直。

3.根据权利要求1所述的利用脉冲激光刻蚀降低船用螺旋桨噪音的装置,其特征在于：所述激光头(2)还出射指示光，且所述激光头(2)出射的指示光在所述螺旋桨(3)的桨叶表面形成的光斑与所述激光头(2)出射的激光在所述螺旋桨(3)的桨叶表面形成的光斑重合。

4.根据权利要求1-3任一项所述的利用脉冲激光刻蚀降低船用螺旋桨噪音的装置,其特征在于：还包括激光测距仪(6)，所述激光测距仪(6)设置在所述激光头(2)上，并可随着所述激光头(2)一同运动，用于测量所述激光头(2)与所述螺旋桨(3)的桨叶表面之间的距离，且所述激光头(2)出射的激光在所述螺旋桨(3)的桨叶表面形成的光斑与所述激光测距仪(6)出射的激光在所述螺旋桨(3)的桨叶表面形成的光斑重叠。

5.根据权利要求4所述的利用脉冲激光刻蚀降低船用螺旋桨噪音的装置,其特征在于：所述激光头(2)与所述螺旋桨(3)的桨叶表面之间的距离保持动态不变，且所述激光头(2)出射的激光的焦点位于所述螺旋桨(3)的桨叶表面所在平面内。

6.一种利用脉冲激光刻蚀降低船用螺旋桨噪音的方法,其采用权利要求1-4所述的利用脉冲激光刻蚀降低船用螺旋桨噪音的装置，其特征在于：所述方法包括如下步骤：

S1:将所述螺旋桨(3)的桨叶表面待加工区域清洗干净并吹干；

S2:调整所述机械手(1)和转向机构(5)的初始位置和姿态，使得所述激光头(2)的出射的激光的光斑位于所述螺旋桨(3)的桨叶表面待加工区域；

S3：控制所述激光头(2)出射指示光，并调整激光测距仪(6)的姿态，使得所述激光头(2)出射的激光在所述螺旋桨(3)的桨叶表面形成的光斑与所述激光测距仪(6)出射的指示光在所述螺旋桨(3)的桨叶表面形成的光斑重叠；

S4：开启所述激光头(2)，并控制所述机械手(1)驱动所述激光头(2)运动，以对所述螺旋桨(3)的桨叶表面均匀来回移动扫描并形成复合微结构；

S5：控制所述旋转装置(4)驱动所述螺旋桨(3)水平转动，并将未加工的螺旋桨(3)的桨叶转动至所述激光头(2)的下方，并重复上述步骤S2-S4，直至完成所述螺旋桨(3)的所有桨叶的加工。

7.根据权利要求6所述的利用脉冲激光刻蚀降低船用螺旋桨噪音的方法,其特征在于：所述S4中，所述激光头(2)采用重复来回直线扫描，且扫描速度为800mm/s-2000mm/s。

8.根据权利要求6所述的利用脉冲激光刻蚀降低船用螺旋桨噪音的方法,其特征在于：所述S4还包括：

动态调节所述激光头(2)，以使得所述激光头(2)与所述螺旋桨(3)的桨叶表面之间的距离保持与所述激光头(2)出射的激光焦距相等。