[发明专利]一种便于移动的激光清洗设备

摘要

本发明涉及一种激光清洗设备，尤其是一种便于移动的激光清洗设备，属于激光清洗技术领域。包括支撑机构、X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构、激光清洗器、夹持机构、调节机构、挡板、万向轮；本发明的控制系统通过分析激光清洗前的图像自动确定清洗路径，可有效提高工作效率；通过分析激光清洗后的图像对清洗结果进行判断，若清洗结果不合格则再进行一次清洗任务，直至合格为止，确保得到理想的清洗效果，清洗效果好。控制系统根据清洗路径自动控制第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机协调运动来分别驱动X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构的直线运动来带动激光清洗器的激光清洗头完成清洗任务。

主权项

1.一种便于移动的激光清洗设备，其特征在于：包括支撑机构、X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构、激光清洗器、夹持机构、调节机构、挡板、万向轮；所述支撑机构包括底板、支撑套管、第一滑槽、矩形槽、第二滑槽、圆形凹槽，所述底板为矩形板状结构，其上端面设置有一个用于安装滑动机构的第二滑槽、两个平行设置的用于安装水平移动横梁的第一滑槽以及设置于两个第一滑槽之间用于降低水平移动横梁与底板之间摩擦力的矩形槽，所述底板下端面设置有四个用于安装调节机构的支撑套管，所述第二滑槽由两个相交的跑道形凹槽组成，且两个跑道形凹槽形状、尺寸均相同，所述跑道形凹槽由上凹槽与下凹槽组成，所述上凹槽的形状与下凹槽相同，上凹槽的尺寸小于下凹槽，其中，在两个跑道形凹槽的交汇处设置有一个用于安装及拆卸夹持机构的圆形凹槽，所述圆形凹槽的深度与第二滑槽深度相同，且圆形凹槽的直径大于圆柱滑动头的直径，所述第一滑槽的横截面为T字形。所述X轴运动机构包括第一驱动电机、水平移动横梁、第一齿轮、第一齿条，所述第一驱动电机为步进电机且固定安装在水平移动横梁上，所述第一驱动电机的输出端穿过水平移动横梁的第一通孔与第一齿轮通过键连接，所述第一齿轮与第一齿条相互啮合，所述第一齿条固定安装在支撑机构的底板上，所述水平移动横梁滑动安装在支撑机构的第一滑槽内，所述第一齿轮通过与第一齿条的啮合运动带动水平移动横梁在第一滑槽内滑动，进而实现激光清洗器沿X轴方向运动。所述Y轴运动机构包括第二驱动电机、移动滑块、第二齿轮、第二齿条，所述第二驱动电机为步进电机且固定安装在移动滑块上，所述移动滑块滑动安装在竖直移动横梁上，所述第二驱动电机与第二齿轮通过键连接，所述第二齿轮穿过移动滑块的矩形通孔与第二齿条相互啮合，所述第二齿条安装在竖直移动横梁的矩形安装槽内，所述第二齿轮通过与第二齿条的啮合运动带动移动滑块在竖直移动横梁上滑动，进而实现激光清洗器沿Y轴方向运动。所述Z轴运动机构包括第三驱动电机、竖直移动横梁、第三齿轮、第三齿条、支撑架、支架螺钉，所述第三驱动电机为步进电机且固定安装在竖直移动横梁上，所述第三驱动电机的输出端穿过竖直移动横梁的第二通孔与第三齿轮通过键连接，所述第三齿轮与第三齿条相互啮合，所述第三齿条固定安装在支撑架上，所述竖直移动横梁滑动安装在支撑架上，所述支撑架通过支架螺钉固定安装在X轴运动机构的水平移动横梁上，所述第三齿轮通过与第三齿条的啮合运动带动竖直移动横梁在支撑架上滑动，进而实现激光清洗器沿Z轴方向运动。所述激光清洗器包括工作台、控制系统、激光清洗头、位置传感器、激光焦点追踪系统、图像传感器、警报器、安装螺钉，所述激光清洗头包括激光器、扫描振镜、场镜，所述激光器输出端与扫描振镜连接，所述扫描振镜输出端与场镜连接，所述工作台通过安装螺钉安装在Y轴运动机构的移动滑块上，所述控制系统、激光清洗头、警报器均安装在工作台上表面，所述位置传感器、激光焦点追踪系统、图像传感器均安装在工作台前端侧面，所述控制系统、警报器分别安装在激光清洗头的左右两侧，所述位置传感器、激光焦点追踪系统、图像传感器自左向右依次安装在工作台前端侧面中间；所述激光清洗头、位置传感器、激光焦点追踪系统、图像传感器、警报器分别与控制系统通过导线或信号连接，所述第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机分别与控制系统通过导线连接，所述激光器为光纤激光器用于发射激光，所述扫描振镜用来对激光进行准确定位，所述场镜用来对光纤进行聚焦，所述位置传感器为光电传感器，用于检测待清洗物体是否被夹持机构夹紧，并将检测结果传输给控制器系统，所述激光焦点追踪系统包括焦点测量单元、反馈显示单元，所述焦点测量单元与所述反馈显示单元通过导线连接，所述焦点测量单元用于测量激光清洗头输出的激光焦点与待清洗物体之间的距离信息，所述反馈显示单元用于从焦点测量单元获取距离信息，并实时显示距离的数值，所述图像传感器用于获取待清洗物体在激光清洗前以及激光清洗后的图像，并将图像信息传输给控制系统，所述警报器用于根据控制系统对激光清洗后图像的判断结果进行报警，所述控制系统用于控制第一驱动电机、第二驱动电机、第三驱动电机的运动与停止，所述控制系统还用于对位置传感器的检测结果进行判断，确定待清洗物体是否进入清洗区域，若待清洗物体进入清洗区域，则控制激光清洗头对待清洗物体进行激光清洗，所述控制系统还用于分析图像传感器获取的激光清洗前以及激光清洗后的图像，通过分析激光清洗前的图像确定清洗路径，通过分析激光清洗后的图像对清洗结果进行判断，所述控制系统还用于控制警报器根据清洗结果进行报警，所述控制系统还用于通过激光焦点追踪系统实时调节与待清洗物体表面之间的距离。所述夹持机构包括滑动机构、不规则物体夹持器规则物体夹持器、摩擦套，所述滑动机构为柱状结构，所述不规则物体夹持器、规则物体夹持器自下而上滑动安装在滑动机构上，所述不规则物体夹持器可沿滑动机构上下滑动，同时可绕滑动机构的轴线转动，所述规则物体夹持器可沿滑动机构上下滑动，同时可绕滑动机构的轴线转动，所述摩擦套为空心圆柱套，在其外圆柱面上设有绕轴线均匀分布的摩擦槽，且套装在滑动机构顶部，所述滑动机构滑动安装在支撑机构的第二滑槽内，通过四个滑动机构在第二滑槽内的滑动实现对待清洗物体的可靠夹紧。所述调节机构包括防磨垫、调节手柄、调节螺杆，所述调节手柄与调节螺杆固连在一起，所述调节手柄的一个端面中心位置设置有一个凹槽，所述防磨垫嵌入在调节手柄的凹槽内，所述调节机构共有四个，分别安装在底板下端面固连的四个支撑套管上，所述支撑套管的内圆柱面设置有内螺纹，所述调节螺杆的外圆柱面设置有外螺纹，通过调节螺杆与支撑套管间的螺旋传动实现支撑机构的高度调节。所述挡板包括挡板把手、挡板本体、挡板插头，所述挡板安装在支撑机构上，所述挡板把手设有一个，其固连在挡板本体的一个端面上，所述挡板插头设有两个，其固连在挡板本体的另一个端面上且为对称设置，所述挡板插头的结构尺寸与支撑机构的第一滑槽结构尺寸相适应；所述万向轮共有四个，分别通过螺钉固连在支撑机构的底板的下端面四个角上。