CN110899253A - 一种三轴支撑两轴扫描振动式激光轨道清洗机 - Google Patents

Abstract

一种三轴支撑两轴扫描振动式激光轨道清洗机，它是可以安放在列车车身下的激光清洗装置，利用车身搭载激光输出装置配合智能计算机能够准确的定点清除需作业面，它主要包括上部分激光主机和下部分激光除锈输出装置，上部分激光主机设置光纤激光器，设置一个光纤与电缆束，光纤上端连接在列车车体激光器上，光纤下端连接在下部激光清洗扫描头上，激光主机包括：光纤激光器、电源、主机本体、光纤与电缆，激光除锈输出装置包括：连接板、连接弹簧、振动电机、偏心块、激光除锈臂，主机内的控制器经有线传输给光纤激光器，信号输入到光纤激光除锈臂和旋转电机上，使激光除锈臂输出激光并且按照规定方向运动，并通过摄像头时刻观察工作情况。

Description

一种三轴支撑两轴扫描振动式激光轨道清洗机

一、技术领域：属于清洁工业技术领域。

二、背景技术：

激光清洗技术是利用激光光束，使污染物与基体之间的结合力受到破坏或者使污染物直接气化等方式进行脱污，降低污染物与基体的结合强度，从而达到洁净的工艺过程。当工件表面污染物吸收激光的能量后，其快速气化或瞬间受热膨胀后克服污染物与基体表面之间的作用力，受振动后从基体表面脱落。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，现在众多领域中逐步取代传统清洗工艺。

露天状态下，火车钢轨受刮风下雨等自然侵蚀生锈，容易在轨面生成锈迹，易造成轨道摩擦变大、轨道电路短路、轨道分路不清等危险，危及行车安全。因此，有效地解决钢轨轨面生锈和污染问题，对保障运输生产安全、提高铁路运输效率具有重大意义。本发明涉及一种三轴支撑两轴扫描振动式激光轨道清洗机，结构简单，稳定性与灵活性都很好，操作简单，克服了传统方式的缺点。

三、发明内容：

本发明涉及一种三轴支撑两轴扫描振动式激光轨道清洗机，主要包括电源、激光主机、激光器、激光除锈输出装置、光纤与电缆等。

一种三轴支撑两轴扫描振动式激光轨道清洗机，它是可以安放在列车车身下的激光清洗装置，利用列车车身搭载激光输出装置配合智能计算机能够准确的定点清除需作业面。它主要包括上部激光主机和下部激光除锈输出装置，上部激光主机设置光纤激光器，设置一个光纤与电缆束，光纤上端连接在列车车体激光器上，光纤下端连接在下部激光清洗扫描头上。激光主机包括：光纤激光器、电源、主机本体、光纤与电缆。激光除锈输出装置包括：连接板、连接弹簧、振动电机、偏心块、振动板、激光除锈臂，其中：激光除锈臂的转轴顶端设置振动板，振动板上安装振动电机，电机上安装电机偏心块；所述激光除锈臂位于所述振动板下方；所述激光除锈臂包括：X轴旋转电机、X轴传动轴、X轴电机支撑板、水平固定支架、Y轴旋转电机、Y轴电机支撑板、Y轴传动轴、竖直固定支架、固定轴、螺纹孔、Z轴旋转电机、Z轴传动轴、底座、摄像头、激光清洗扫描头与振镜。主机内的控制器经有线传输给光纤激光器上，信号再输入到光纤激光除锈臂和旋转电机上，从而使激光除锈臂输出激光并且按照规定方向运动，并通过摄像头时刻观察工作情况。

内容一、设置激光主机

设置激光主机，它包括激光器、光纤与电缆、电源和主机本体，在列车车厢内安装主机本体和电源，主机用来控制激光输出和激光除锈臂的移动，电源用来供电。在主机前侧安装激光器，用来输出激光。设置光纤与电缆束，光纤上端连接在列车车体激光器上，光纤下端连接在下部激光清洗扫描头上。其中激光器、电源和主机本体均采用螺栓连接固定在列车车体上。

内容二、设置带有光纤激光除锈臂的输出装置

设置激光除锈输出装置固定部分，它由连接板、连接弹簧、振动电机、偏心块和振动板组成，连接板、连接弹簧和振动板均采用螺栓连接固定，在下部振动板上设置振动电机，电机与振动板通过螺栓连接，为了能对装置的振动加以控制，设置控制振动的偏心块，偏心块连接在电机传动轴上，偏心块通过电机旋转控制振动，电机转速越快偏心块振动频率越高。配置整流罩外壳，外壳把电机和摄像头包住，用来调整气流，并起到保护作用。

输出装置上设置激光除锈臂，激光除锈臂的安装是通过螺栓连接在振动板上，输出臂上方设置三个相连的传动电机，传动电机连接传动轴，传动轴旋转进而控制输出臂运动。设置X轴传动电机，电机通过X轴电机支撑板固定在上方振动板上，电机与支撑板、支撑板与振动板均采用胶粘接与螺钉连接结合的方法。设置Y轴传动电机，电机固定在Y轴支撑板上，Y轴支撑板通过水平固定支架连接在X轴电机传动轴上，水平固定支架通过螺钉连接的方法固定传动轴和支撑板。设置Z轴传动电机，电机上端连接在固定轴上，固定轴和电机通过螺纹螺钉连接，固定轴上端通过竖直固定支架固定在Y轴传动轴上，电机下端接Z轴电机传动轴，传动轴连接在底座上。设置激光清洗扫描头，激光清洗扫描头和电机底座通过螺纹螺钉连接，扫描头上带有振镜。设置摄像头监控装置，摄像头连接在扫描头上，摄像头与激光清洗扫描头之间的安装方法是胶粘接与机械螺纹连接结合的方法。

内容三、设置控制器和驱动系统及其相关组件

在主机内设置控制器，然后将从主机控制器引出的信号线接到光纤激光器上，在光纤激光器上安置光纤与电缆束，连接器上安装光纤和电缆束，通过光纤与电缆束连接激光除锈臂，这样激光除锈硬件控制系统就完成了，控制器经有线传输给光纤激光器上，经驱动器放大后的脉冲信号再输入到光纤激光除锈臂，从而使激光除锈臂输出激光。通过摄像头实时监控并反馈到控制器，通过控制器控制电机旋转从而使光纤激光除锈臂按照规定的方向运动。

本发明的核心内容：

1.一种三轴支撑两轴扫描振动式激光轨道清洗机，其特征为：设置主机，主机前端安装光纤激光器和电源，主机、光纤激光器和电源通过螺栓连接在列车车体上，设置光纤与电缆束，光纤上端连接在列车车体激光器上，光纤下端连接在下部激光清洗扫描头上，设置带有光纤激光除锈臂的固定装置，设置连接板，连接板通过螺栓连接在列车上，连接板上固定连接弹簧，连接弹簧下边连接振动板，在振动板上设置振动电机，电机与振动板通过螺栓连接，设置偏心块，偏心块连接在振动电机上，设置激光除锈臂，其中：激光除锈臂顶端设置X轴电机支撑板，X轴电机支撑板通过螺栓连接在振动板上，设置X轴传动电机，电机固定在X轴电机支撑板上，X轴旋转电机上连接X轴电机传动轴，X轴电机传动轴通过水平固定支架连接在Y轴电机支撑板上，Y轴电机支撑板上固定Y轴旋转电机，Y轴旋转电机上连接Y轴电机传动轴，Y轴传动轴通过竖直固定支架连接在固定轴上方，固定轴下方通过螺纹螺钉连接在Z轴传动电机上，Z轴传动电机上连接Z轴电机传动轴，Z轴电机传动轴连接在底座上，底座连接在激光清洗扫描头上，设置激光清洗扫描头和振镜，组成三轴支撑两轴扫描并输出振动的激光发射结构，设置摄像头，摄像头安装在激光清洗扫描头上。

2.在工作过程中，工作人员操控主机发出相应的指令信号，主机内的控制器接收到信号后通过信号线传递给激光器，激光除锈臂按照指令信号发射激光，同时摄像头会将采集到的图像信号传回控制控器的屏幕上，工作人员通过三个电机轴的旋转操控旋转电机运动，通过摄像头捕捉的视角和激光扫描头的方位的联动，实施全方位激光清洗，高效完成清洗工作。

四、附图说明：

附图为本专利的结构图：图1是本专利整体布局图，图2是激光除锈装置结构图，图3是激光除锈臂结构图，其中分别为，1.列车车体，2.主机，3.电源，4.激光器，5.车轮，6.钢轨，7.光纤与电缆束，8.激光除锈输出装置，9.连接板，10.连接弹簧，11.振动电机，12.偏心块，13.振动板，14.激光除锈臂，15.X轴旋转电机，16.X轴电机支撑板，17.X轴电机传动轴，18.水平固定支架，19.Y轴电机支撑板，20.Y轴旋转电机，21.Y轴电机传动轴，22.竖直固定支架，23.固定轴，24.螺纹孔，25.Z轴旋转电机，26.Z轴电机传动轴，27.底座，28.激光清洗扫描头，29.振镜，30.摄像头。

五、具体实施方式：

一种三轴支撑两轴扫描振动式激光轨道清洗机，本发明的具体实施方式为：

设置激光主机，激光主机包括：主机2、电源3、激光器4和光纤与电缆7，设置主机本体2，在主机前侧安装电源3和激光器4，其中主机2、电源3激光器4和均采用螺栓连接固定在列车车体上。设置光纤与电缆束7，光纤7上端连接在列车车体激光器上，光纤7下端连接在下部激光清洗扫描头26上，设置激光除锈输出装置固定部分，包括连接板9、连接弹簧10、振动电机11、偏心块12、振动板13，振动电机11连接在振动板13上，设置偏心块12，偏心块12连接在振动电机11上，其中连接板9、连接弹簧10和振动板13均采用螺栓连接固定，设置激光除锈臂14，激光除锈臂14顶端设置X轴电机支撑板16，X轴电机支撑板16通过螺栓连接在振动板13上，设置X轴传动电机15，电机固定在X轴电机支撑板16上，X轴旋转电机15上连接X轴电机传动轴17，X轴电机传动轴17通过水平固定支架18连接在Y轴电机支撑板19上，Y轴电机支撑板19上固定Y轴旋转电机20，Y轴旋转电机20上连接Y轴电机传动轴21，Y轴电机传动轴21通过竖直固定支架22连接在固定轴23上方，固定轴23下方通过螺纹螺钉连接在Z轴旋转电机25上，Z轴旋转电机25上连接Z轴电机传动轴26，Z轴电机传动轴26连接在底座27上，底座27连接在激光清洗扫描头28上，设置激光清洗扫描头28和振镜29，组成三轴支撑两轴扫描并输出振动的激光发射结构，设置摄像头30，摄像头30安装在激光清洗扫描头28上。

工作过程：在工作过程中，只需操控主机2，通过发出相应的指令使主机发出相应的指令信号，主机控制器接收到信号后通过信号线传递给光纤激光器4，进而在传递给光纤激光除锈臂14，输出臂14就会按照指令信号输出激光，同时摄像头28会将采集到的视频信号传回主机2的屏幕上，当激光除锈臂14到达工作位置后，工作人员按下激光除锈设备启动按钮，使光纤激光器4和光纤激光输出臂14电路接通，开始发出激光进行工作，工作人员可以通过监控系统实时对工作面进行观察，扫描头26和摄像头28一起旋转，工作人员可以不断的通过主机遥控器控制摄像头28来切换视角和调整激光扫描头26的工作范围，以便更加高效完成清洗工作。

Claims (2)

1.一种三轴支撑两轴扫描振动式激光轨道清洗机，其特征为：设置主机，主机前端安装光纤激光器和电源，主机、光纤激光器和电源通过螺栓连接在列车车体上，设置光纤与电缆束，光纤上端连接在列车车体激光器上，光纤下端连接在下部激光清洗扫描头上，设置带有光纤激光除锈臂的固定装置，设置连接板，连接板通过螺栓连接在列车上，连接板上固定连接弹簧，连接弹簧下边连接振动板，在振动板上设置振动电机，电机与振动板通过螺栓连接，设置偏心块，偏心块连接在振动电机上，设置激光除锈臂，其中：激光除锈臂顶端设置X轴电机支撑板，X轴电机支撑板通过螺栓连接在振动板上，设置X轴旋转电机，电机固定在X轴电机支撑板上，X轴旋转电机上连接X轴电机传动轴，X轴电机传动轴通过水平固定支架连接在Y轴电机支撑板上，Y轴电机支撑板上固定Y轴旋转电机，Y轴旋转电机上连接Y轴电机传动轴，Y轴传动轴通过竖直固定支架连接在固定轴上方，固定轴下方通过螺纹螺钉连接在Z轴传动电机上，Z轴旋转电机上连接Z轴电机传动轴，Z轴电机传动轴连接在底座上，底座连接在激光清洗扫描头上，设置激光清洗扫描头和振镜，组成三轴支撑两轴扫描并输出振动的激光发射结构，设置摄像头，摄像头安装在激光清洗扫描头上。

2.根据权利要求1所述的一种三轴支撑两轴扫描振动式激光轨道清洗机，其特征为：操控主机发出相应的指令信号，主机内控制器接收到信号后通过信号线传递给激光器，电机带动偏心块旋转引起振动板振动，振动板带动三轴支撑两轴激光除锈臂振动，激光清洗扫描头在振动中发射激光，三轴支撑两轴扫描合成振动矢量，形成五维矢量上加上振动矢量输出振动的五维矢量激光发射，进行振动扫描激光除锈，同时摄像头会将采集到的图像信号传回控制控器的屏幕上，工作人员通过摄像头捕捉的视角和激光扫描头的方位的联动，实施全方位激光清洗，高效完成清洗工作。

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