[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

说明书

本发明涉及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，其装置包括机械手、用于出射激光的激光头和旋转装置，所述旋转装置设置在机械手下方的外部载体上，并可周向转动，待加工的螺旋桨设置于所述旋转装置上，并可随着所述旋转装置一同周向转动，所述激光头转动设置在所述机械手的末端，且所述激光头出射的激光可照射至下方的所述螺旋桨的桨叶表面。本发明通过所述机械手驱动所述激光头运动，以使得激光头出射的激光对螺旋桨的桨叶表面进行加工，可以快速高效地完成对螺旋桨的桨叶表面改性处理，并在所述螺旋桨的桨叶表面形成复合微观结构，降低螺旋桨在淡水、海水中工作的噪音，结构简单，加工速度快，绿色环保无污染。

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，尤其涉及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。

背景技术

螺旋桨噪声是舰船噪声的三大主要噪声之一，螺旋桨运动时伴随着噪声，其成分可以分为流噪声与机械振动诱发的噪声。随着科学技术的不断发展，机械加工的精度得到了极大地改善，螺旋桨与轴、主机之间的装配精度也达到了一定的高度，这就大大的减少了机械传动时伴随着的振动噪声。因此，流噪声自然而然的成为了当前螺旋桨产生噪声的主要声源。随着舰船、水下航行体等不断向重型高速发展，其水下辐射噪声引起的海洋噪声污染和自身声隐身性能下降的问题也日益严重。军事领域，在1千赫到5千赫范围内，辐射噪声每提10分贝，对方声呐探测距离可提高一倍。螺旋桨噪声是影响水声侦察船、扫雷舰船等技术性能的关键因素，限制该类舰船的效能。综上，舰船辐射噪声对舰船生存和作战性能有着相当大的影响，如何降低舰船噪声已成为刻不容缓的课题。

目前，螺旋桨表面改性主要通过附着涂层的方法，随着防污涂层对环境有害以及人们环保意识的增强，有机锡防污涂层和无锡自抛光防污涂层逐渐被环境友好的附着释放型防污涂层替代。虽然附着释放型防污涂层表现出较为优异的防生物粘附效果，然而涂层使用本身对螺旋桨效率的影响也有待明确。同时随着海生物的附着，涂层会一层一层的脱离，降低保护效果，持久性得不到保证，脱离的涂层依旧会对海洋环境造成影响。因此，开发一种工艺简单，绿色环保无污染，能耗少，成本低效率高的一种降噪船舶螺旋桨表面改性的加工方式，是目前科研工作者亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供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。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种利用脉冲激光刻蚀降低船用螺旋桨噪音的装置，包括机械手、用于出射激光的激光头和旋转装置，所述旋转装置设置在机械手下方的外部载体上，并可周向转动，待加工的螺旋桨设置于所述旋转装置上，并可随着所述旋转装置一同周向转动，所述激光头转动设置在所述机械手的末端，且所述激光头出射的激光可照射至下方的所述螺旋桨的桨叶表面。

本发明的有益效果是：本发明的利用脉冲激光刻蚀降低船用螺旋桨噪音的装置，通过所述机械手驱动所述激光头运动，以使得激光头出射的激光对螺旋桨的桨叶表面进行加工，可以快速高效地完成对螺旋桨的桨叶表面改性处理，并在所述螺旋桨的桨叶表面形成复合微观结构，降低螺旋桨在淡水、海水中工作的噪音，结构简单，加工速度快，绿色环保无污染。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：所述激光头的驱动末端设置有转向机构，所述激光有通过所述转向机构设置在所述激光头的驱动末端，且所述有转向机构可驱动所述激光头转动，以使得所述激光头出射的激光与所述螺旋桨的桨叶表面之间相互垂直。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述转向机构，可以比较方便地调节所述激光头的激光出射方向，从而使得所述激光头出射的激光与所述螺旋桨的桨叶表面之间相互垂直，从而便于控制所述激光头出射的激光对螺旋桨的桨叶表面进行精准扫描，同时，有利于提高激光的能量利用率。

进一步：所述激光头还出射指示光，且所述激光头出射的指示光在所述螺旋桨的桨叶表面形成的光斑与所述激光头出射的激光在所述螺旋桨的桨叶表面形成的光斑重合。