本實(shí)用新型屬于激光材料表面處理的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種利用棱鏡偏轉(zhuǎn)光路來進(jìn)行表面清掃的激光清掃裝置。

背景技術(shù)：

激光表面清洗是指利用高能激光束照射工件表面，使表面的污物、銹斑或涂層發(fā)生瞬間蒸發(fā)或剝離，高速有效地清除清潔對(duì)象表面附著物或表面涂層，從而達(dá)到潔凈的工藝過程。相對(duì)于傳統(tǒng)的工業(yè)材料表面清洗來說，作為一種不需要化學(xué)藥劑，無研磨，非接觸可應(yīng)用于各種材質(zhì)且綠色環(huán)保的表面清潔方式，激光清洗技術(shù)將會(huì)得越來越廣泛的應(yīng)用。

目前市場(chǎng)上用于激光表面清洗的方法，通常采用掃描振鏡系統(tǒng)對(duì)激光束進(jìn)行均勻偏轉(zhuǎn)掃描。此種方式作為振鏡掃描系統(tǒng)的核心部件——電流計(jì)偏轉(zhuǎn)電機(jī)，對(duì)其所要求的信號(hào)控制，包括工作環(huán)境，抗干擾能力都有一定的要求，且成本不低。同時(shí)振鏡掃描系統(tǒng)本身具有一定的體積，難以對(duì)局部小空間的材料表面進(jìn)行處理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問題本實(shí)用新型提供一種利用棱鏡偏轉(zhuǎn)光路的激光清掃裝置，采用此裝置對(duì)材料表面進(jìn)行激光掃描清洗，結(jié)構(gòu)簡單可靠，清掃頭可適應(yīng)于多種惡劣環(huán)境，而且可顯著降低整個(gè)裝置的成本。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為：

一種激光清掃裝置，包括激光器、運(yùn)動(dòng)往復(fù)機(jī)構(gòu)、激光聚焦鏡片、棱鏡旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、偏轉(zhuǎn)棱鏡，所述激光器發(fā)出的激光束依次經(jīng)過激光聚焦鏡片和偏轉(zhuǎn)棱鏡，所述激光聚焦鏡片設(shè)置在沿光軸方向做直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)往復(fù)機(jī)構(gòu)上，所述偏轉(zhuǎn)棱鏡設(shè)置在所述棱鏡旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上。

作為優(yōu)選，所述運(yùn)動(dòng)往復(fù)機(jī)構(gòu)為動(dòng)態(tài)聚焦往復(fù)軸，所述激光聚焦鏡片安裝在動(dòng)態(tài)聚焦往復(fù)軸上。

作為優(yōu)選，所述棱鏡旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為偏轉(zhuǎn)控制電機(jī)，所述偏轉(zhuǎn)棱鏡安裝在偏轉(zhuǎn)控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上。

作為優(yōu)選，所述偏轉(zhuǎn)棱鏡的每個(gè)表面均鍍有能夠全反射激光波長的鍍膜層。

作為優(yōu)選，所述激光聚焦鏡片與偏轉(zhuǎn)鏡片為同軸設(shè)置。

作為優(yōu)選，所述運(yùn)動(dòng)往復(fù)機(jī)構(gòu)與棱鏡旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)均設(shè)置在激光聚焦鏡片的同側(cè)。

作為優(yōu)選，所述激光束聚焦后的焦點(diǎn)始終保持在清掃材料的表面。

本方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

本實(shí)用新型提供的這種棱鏡偏轉(zhuǎn)光路的激光清掃裝置，結(jié)構(gòu)簡單可靠，清掃頭能適應(yīng)于各種工作環(huán)境要求且抗干擾能力極強(qiáng)，裝置易于操作控制，同時(shí)還能極大的降低裝置成本。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型激光清掃裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型激光清掃裝置棱鏡旋轉(zhuǎn)到一個(gè)角度時(shí)對(duì)激光束進(jìn)行偏轉(zhuǎn)的示意圖；

圖3為本實(shí)用新型激光清掃裝置棱鏡旋轉(zhuǎn)到另一個(gè)角度時(shí)對(duì)激光束進(jìn)行偏轉(zhuǎn)的示意圖。

圖中所示：1、激光器，2、運(yùn)動(dòng)往復(fù)機(jī)構(gòu)，3、激光聚焦鏡片，4、棱鏡旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，5、偏轉(zhuǎn)棱鏡，6、偏轉(zhuǎn)的激光束。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

如圖1至3所示，本實(shí)施例提供了一種激光清掃裝置，它包括發(fā)射激光束的激光器1、沿光軸方向做直線運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)往復(fù)機(jī)構(gòu)2、對(duì)激光束進(jìn)行光束聚焦的激光聚焦鏡片3、對(duì)偏轉(zhuǎn)棱鏡5進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的棱鏡旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4、用來偏轉(zhuǎn)激光束的偏轉(zhuǎn)棱鏡5，所述激光器1發(fā)出的激光束依次經(jīng)過激光聚焦鏡片3和偏轉(zhuǎn)棱鏡5，所述運(yùn)動(dòng)往復(fù)機(jī)2帶動(dòng)激光聚焦鏡片3沿光軸方向做直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述棱鏡旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4帶動(dòng)偏轉(zhuǎn)棱鏡5進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。本實(shí)施例中所述運(yùn)動(dòng)往復(fù)機(jī)構(gòu)1為動(dòng)態(tài)聚焦往復(fù)軸，所述激光聚焦鏡片3安裝在動(dòng)態(tài)聚焦往復(fù)軸上，所述動(dòng)態(tài)聚焦往復(fù)軸帶動(dòng)激光聚焦鏡片3在激光光路中前后動(dòng)態(tài)移動(dòng)，此動(dòng)態(tài)移動(dòng)是沿光軸方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。所述棱鏡旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4為偏轉(zhuǎn)控制電機(jī)，所述偏轉(zhuǎn)棱鏡5安裝在偏轉(zhuǎn)控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上，控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)即可使三棱鏡沿中軸旋轉(zhuǎn)。

作為本實(shí)施例的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述偏轉(zhuǎn)棱鏡5的每個(gè)表面均鍍有能夠全反射激光波長的鍍膜層，可以全反射激光束改變激光的光路。

作為本實(shí)施例的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，為了保證激光束聚焦焦點(diǎn)照射在被清掃材料上的有序性，所述激光聚焦鏡片3與偏轉(zhuǎn)鏡片5為同軸設(shè)置。

作為本實(shí)施例的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述運(yùn)動(dòng)往復(fù)機(jī)構(gòu)2的運(yùn)動(dòng)速率與棱鏡旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)4的旋轉(zhuǎn)速率是同步的，且所述運(yùn)動(dòng)往復(fù)機(jī)構(gòu)與棱鏡旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)均設(shè)置在激光聚焦鏡片的同側(cè)，以保證被聚焦后的激光束，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)棱鏡5偏轉(zhuǎn)后所得到的激光聚焦點(diǎn)所掃描的線段軌跡，能始終處于一個(gè)平面。

作為本實(shí)施例的優(yōu)選結(jié)構(gòu)，所述偏轉(zhuǎn)棱鏡5設(shè)置在激光聚焦鏡片聚焦的焦點(diǎn)的前面，保證了激光束聚焦后的焦點(diǎn)始終保持在清掃材料的表面。

實(shí)施例1：

如圖1所示，當(dāng)激光器1輸出激光束，經(jīng)過激光聚焦鏡片3進(jìn)行聚焦，激光聚焦鏡片3在動(dòng)態(tài)聚焦往復(fù)軸帶動(dòng)下沿光軸方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，被聚焦的激光束射到偏轉(zhuǎn)棱鏡5(本實(shí)施例中以六棱鏡為例，其他的棱鏡情況和此類似)的表面，所述控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)即可使三棱鏡沿中軸旋轉(zhuǎn)，使發(fā)射過來的激光束能到達(dá)棱鏡的一個(gè)表面，經(jīng)旋轉(zhuǎn)角度反射后被動(dòng)態(tài)偏轉(zhuǎn)。當(dāng)棱鏡的此表面旋轉(zhuǎn)偏離后，棱鏡另一個(gè)表面會(huì)旋轉(zhuǎn)接力，繼續(xù)將激光束進(jìn)行動(dòng)態(tài)偏轉(zhuǎn)。如此，通過對(duì)棱鏡進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)后，偏轉(zhuǎn)激光束在一定范圍內(nèi)，能被近似視為準(zhǔn)連續(xù)掃描線段，偏轉(zhuǎn)后的激光束照射到需要清掃的材料表面。

實(shí)施例2：

如圖2所示，當(dāng)激光器1輸出激光束，經(jīng)過激光聚焦鏡片3進(jìn)行聚焦，激光聚焦鏡片3在動(dòng)態(tài)聚焦往復(fù)軸帶動(dòng)下沿光軸方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)激光聚焦鏡片1被動(dòng)態(tài)聚焦往復(fù)軸帶動(dòng)至一端時(shí)，被聚焦后的激光束射到偏轉(zhuǎn)棱鏡5的表面，激光束經(jīng)過偏轉(zhuǎn)棱鏡5的反射后照射到需要作用的材料表面，此時(shí)激光束聚焦后焦點(diǎn)位于清掃材料表面一端。

實(shí)施例3：

如圖3所示，當(dāng)激光器1輸出激光束，經(jīng)過激光聚焦鏡片3進(jìn)行聚焦，激光聚焦鏡片3在動(dòng)態(tài)聚焦往復(fù)軸帶動(dòng)下沿光軸方向做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)激光聚焦鏡片1被動(dòng)態(tài)聚焦往復(fù)軸帶動(dòng)至另一端時(shí)，被聚焦后的激光束射到偏轉(zhuǎn)棱鏡5的表面，激光束經(jīng)過偏轉(zhuǎn)棱鏡5的反射后照射到需要作用的材料表面，此時(shí)激光束聚焦后焦點(diǎn)位于材料表面的另一端。當(dāng)安裝在棱鏡旋轉(zhuǎn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)軸上的偏轉(zhuǎn)棱鏡5進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，激光束也隨之被旋轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)棱鏡5表面反射偏轉(zhuǎn)，同時(shí)激光聚焦鏡片3被動(dòng)態(tài)聚焦往復(fù)軸帶動(dòng)同步運(yùn)動(dòng)，使激光束聚焦后的焦點(diǎn)始終保持在材料表面，使激光束在需要清掃的表面會(huì)出現(xiàn)從一端到另一端，從而得到一條動(dòng)態(tài)激光軌跡。

當(dāng)偏轉(zhuǎn)棱鏡5不停旋轉(zhuǎn)時(shí)，激光聚焦透鏡3同步不停的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使激光束不斷的被周期偏轉(zhuǎn)，在材料表面就可得到不斷重復(fù)的激光軌跡，將整個(gè)裝置沿需要作用的材料表面均勻緩慢移動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)激光對(duì)材料表面清掃的目的。

本實(shí)用新型提供的這種棱鏡偏轉(zhuǎn)光路的激光清掃裝置，結(jié)構(gòu)簡單可靠，清掃頭能適應(yīng)于各種工作環(huán)境要求且抗干擾能力極強(qiáng)，裝置易于操作控制，同時(shí)還能極大的降低裝置成本。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。