CN114951149A - 一种在线激光除锈清洗装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光清洗相关领域，具体为一种在线激光除锈清洗装置及系统，本发明通过设置控制箱、电机、液压缸、升降架、第一直线电机、第二直线电机、距离传感器和激光器，由控制箱执行设定从程序，使第一直线电机和第二直线电机沿着设定的路线进行移动，电机根据设定的进行转动，实现激光器对基体表面设定地方实施清洗，智能化更高，又通过设置升降架和液压缸，便于根据被基体大小进行调节；通过内窥镜生成被清洗基体表面的全景灰度图，红外光谱成像仪生成清洗基体表面每一区域的近红外光谱数据形成近红外光谱图，并将该图片数据在显示器上显示，通过工作人员判断是否清洗干净，是否需要再次清洗，从而有效提升整个装置的清洗质量。
Description
技术领域
本发明涉及激光清洗相关领域，具体为一种在线激光除锈清洗装置及系统。
背景技术
随着科技的发展，人们越来越关注生活质量，环境保护意识也越来越强。传统的清洗方式，如机械清洗法、化学清洗法和超声波清洗法，已经不能满足人们的需求，人们开始追求既不危害健康，又不污染环境的新清洁方法，于是，激光清洗机应运而生。
所谓激光清洗技术是指利用高能激光束照射工件表面，使表面的污物、锈斑或涂层发生瞬间蒸发或剥离，高速有效地清除清洁对象表面的附着物或涂层，从而达到洁净的工艺过程。激光清洗是一种新型高效的环保清洗技术，是基于激光与物质相互作用效应的一项新技术。与传统的机械清洗法、化学清洗法和超声波清洗法(湿清洗工艺)不同，它不需要任何破坏臭氧层的CFC类有机溶剂，无污染，无噪声，对人体和环境无害，是一种“绿色”清洗技术，在众多领域中逐步取代传统清洗工艺。
目前常采用的是手持式激光清洗系统，即手持激光枪，可广泛应用于非标不规则的除漆除锈去污去氧化皮等。激光扫描头的运动轨迹是由人手控制，其优点是操作灵活方便，可移动式作业。其缺点是精确度较差，一致性较差，劳动强度大，很难批量化作业，除锈质量稳定性难以保证。目前也有半自动化或全自动化激光清洗系统，激光扫描头的运动轨迹是由机械手/机床控制，前者利用类似于加工中心平台，将扫描头安装在被伺服马达驱动的主轴上，实现半自动的清洗，保持清洗距离；后者将光扫描头安装在运动机械装置上(如机器人、机械手等)，由机械装置自动完成预设的运动轨迹。半自动化或全自动化激光清洗系统的优点是精度高，可大批量作业，对操作人员的技术要求和劳动强度不高。但由于基材、激光光源、附着物以及附着物厚度等都对会激光清洗效果造成较大的影响，现有的激光清洗主要依靠操作人员随时停止清洗以观察和判断清洗进度，但人眼观察容易产生误判，因此，降低了清洗效率，针对上述的问题，设计了一种在线激光除锈清洗装置及系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在线激光除锈清洗装置及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种在线激光除锈清洗装置，包括清洗室、安装架和激光器，所述清洗室内侧壁开设有移动腔，所述移动腔内部中间安装有两根转动杆，所述转动杆上下两端连接有第一齿轮，所述转动杆表面中间安装有装置箱，所述装置箱内腔底部一侧安装有电机，所述转动杆中间和电机输出轴连接有第二齿轮，且两个第二齿轮之间相咬合连接，所述装置箱表面于清洗室内部连接有固定架，所述固定架内部安装有液压缸，所述液压缸输出端于固定架外侧连接有安装架，所述安装架表面上下两侧安装有两根水平平行的滑动杆，两根所述滑动杆之间连接第二滑轨，所述第二滑轨底部连接有第一直线电机，所述第一直线电机底部于安装架内部表面中间安装有第一滑轨，所述第二滑轨表面安装有第二直线电机，所述第二直线电机表面安装有连接板，所述连接板表面中间安装有激光器，所述清洗室内腔顶部中间设置有安装座，所述安装座底部安装有监控摄像头，所述清洗室内腔底部中间安装有升降架，所述升降架顶部安装有放置板。
优选的，所述移动腔内腔侧壁顶部和底部安装有齿板，所述第一齿轮与齿板相咬合连接，所述移动腔内腔另一侧壁中间开设有嵌合槽，所述装置箱一端与嵌合槽相嵌合滑动连接。
优选的，所述移动腔侧壁开设有连通槽，所述装置箱与连通槽相嵌合滑动连接，所述固定架底部安装有车轮，所述车轮与清洗室底部相贴合。
优选的，所述监控摄像头通过电动旋转架与安装座相固定连接，且监控摄像头朝向放置板。
优选的，一种在线激光除锈清洗系统，包括内窥镜、红外光谱成像仪、距离传感器、控制箱、图像处理装置、显示器和所述的一种在线激光除锈清洗装置，所述内窥镜和红外光谱成像仪分别安装在激光器，所述距离传感器安装在连接板表面一角，所述控制箱安装在清洗室侧面，所述图像处理装置和显示器安装在控制箱顶部，所述内窥镜和红外光谱成像仪将采集数据传输给图像处理装置，并判断被采集清洗基体表面是否清洗干净，所述控制箱用于控制电机、液压缸、升降架、第一直线电机、第二直线电机、距离传感器和激光器的工作，所述显示器用于显示图像处理装置处理后的数据和监控摄像头采集的画面。
优选的，所述内窥镜通过固定架的移动获取被清洗基体表面每一区域的灰度图，将灰度图组合成所述被清洗基体表面的全景灰度图。
优选的，所述红外光谱成像仪获取清洗基体表面的图像中每一区域的近红外光谱数据，根据被清洗基体表面每一区域的近红外光谱数据形成近红外光谱图。
优选的，所述距离传感器采集连接板与被清洗基体表面之间的距离，并由该数据通过控制箱控制液压缸的伸缩，使激光器达到最佳除锈距离。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过设置控制箱、电机、液压缸、升降架、第一直线电机、第二直线电机、距离传感器和激光器，由控制箱执行设定从程序，使第一直线电机和第二直线电机沿着设定的路线进行移动，电机根据设定的进行转动，实现激光器对基体表面设定地方实施清洗，智能化更高，降低工人的劳动强度，除锈质量稳定性好，又通过设置升降架和液压缸，便于根据被基体大小进行调节，以提高整个装置的适用性；通过设置内窥镜、红外光谱成像仪，由内窥镜生成被清洗基体表面的全景灰度图，红外光谱成像仪生成清洗基体表面每一区域的近红外光谱数据形成近红外光谱图，并将该图片数据在显示器上显示，通过工作人员判断是否清洗干净，是否需要再次清洗，从而有效提升整个装置的清洗质量。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的装置箱结构示意图；
图3为本发明的安装架结构示意图。
图中：1、清洗室；2、安装架；3、激光器；4、移动腔；5、转动杆；6、第一齿轮；7、齿板；8、嵌合槽；9、装置箱；10、电机；11、第二齿轮；12、固定架；13、液压缸；14、车轮；15、安装座；16、监控摄像头；17、升降架；18、放置板；19、滑动杆；20、第一滑轨；21、第一直线电机；22、第二滑轨；23、第二直线电机；24、连接板；25、内窥镜；26、红外光谱成像仪；27、距离传感器；28、控制箱；29、图像处理装置；30、显示器；31、电动旋转架；32、连通槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种在线激光除锈清洗装置，包括清洗室1、安装架2和激光器3，清洗室1内侧壁开设有移动腔4，移动腔4内部中间安装有两根转动杆5，转动杆5上下两端连接有第一齿轮6，转动杆5表面中间安装有装置箱9，装置箱9内腔底部一侧安装有电机10，转动杆5中间和电机10输出轴连接有第二齿轮11，且两个第二齿轮11之间相咬合连接，装置箱9表面于清洗室1内部连接有固定架12，固定架12内部安装有液压缸13，液压缸13输出端于固定架12外侧连接有安装架2，安装架2表面上下两侧安装有两根水平平行的滑动杆19，两根滑动杆19之间连接第二滑轨22，第二滑轨22底部连接有第一直线电机21，第一直线电机21底部于安装架2内部表面中间安装有第一滑轨20，第二滑轨22表面安装有第二直线电机23，第二直线电机23表面安装有连接板24，连接板24表面中间安装有激光器3，清洗室1内腔顶部中间设置有安装座15，安装座15底部安装有监控摄像头16，清洗室1内腔底部中间安装有升降架17，升降架17顶部安装有放置板18。
进一步的，移动腔4内腔侧壁顶部和底部安装有齿板7，第一齿轮6与齿板7相咬合连接，移动腔4内腔另一侧壁中间开设有嵌合槽8，装置箱9一端与嵌合槽8相嵌合滑动连接。
进一步的，移动腔4侧壁开设有连通槽32，装置箱9与连通槽32相嵌合滑动连接，固定架12底部安装有车轮14，车轮14与清洗室1底部相贴合
进一步的，监控摄像头16通过电动旋转架31与安装座15相固定连接，且监控摄像头16朝向放置板18。
进一步的，一种在线激光除锈清洗系统，包括内窥镜25、红外光谱成像仪26、距离传感器27、控制箱28、图像处理装置29、显示器30和一种在线激光除锈清洗装置，内窥镜25和红外光谱成像仪26分别安装在激光器3，距离传感器27安装在连接板24表面一角，控制箱28安装在清洗室1侧面，图像处理装置29和显示器30安装在控制箱28顶部，内窥镜25和红外光谱成像仪26将采集数据传输给图像处理装置29，并判断被采集清洗基体表面是否清洗干净，控制箱28用于控制电机10、液压缸13、升降架17、第一直线电机21、第二直线电机23、距离传感器27和激光器3的工作，显示器30用于显示图像处理装置29处理后的数据和监控摄像头16采集的画面
进一步的，内窥镜25通过固定架12的移动获取被清洗基体表面每一区域的灰度图，将灰度图组合成所述被清洗基体表面的全景灰度图
进一步的，红外光谱成像仪26获取清洗基体表面的图像中每一区域的近红外光谱数据，根据被清洗基体表面每一区域的近红外光谱数据形成近红外光谱图。
进一步的，距离传感器27采集连接板24与被清洗基体表面之间的距离，并由该数据通过控制箱28控制液压缸13的伸缩，使激光器3达到最佳除锈距离。
本发明通过设置控制箱28、电机10、液压缸13、升降架17、第一直线电机21、第二直线电机23、距离传感器27和激光器3，由控制箱28执行设定从程序，使第一直线电机21和第二直线电机23沿着设定的路线进行移动，电机10根据设定的进行转动，实现激光器3对基体表面设定地方实施清洗，智能化更高，降低工人的劳动强度，除锈质量稳定性好，又通过设置升降架17和液压缸13，便于根据被基体大小进行调节，以提高整个装置的适用性；通过设置内窥镜25、红外光谱成像仪26，由内窥镜25生成被清洗基体表面的全景灰度图，红外光谱成像仪26生成清洗基体表面每一区域的近红外光谱数据形成近红外光谱图，并将该图片数据在显示器30上显示，通过工作人员判断是否清洗干净，是否需要再次清洗，从而有效提升整个装置的清洗质量。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种在线激光除锈清洗装置，包括清洗室(1)、安装架(2)和激光器(3)，其特征在于：所述清洗室(1)内侧壁开设有移动腔(4)，所述移动腔(4)内部中间安装有两根转动杆(5)，所述转动杆(5)上下两端连接有第一齿轮(6)，所述转动杆(5)表面中间安装有装置箱(9)，所述装置箱(9)内腔底部一侧安装有电机(10)，所述转动杆(5)中间和电机(10)输出轴连接有第二齿轮(11)，且两个第二齿轮(11)之间相咬合连接，所述装置箱(9)表面于清洗室(1)内部连接有固定架(12)，所述固定架(12)内部安装有液压缸(13)，所述液压缸(13)输出端于固定架(12)外侧连接有安装架(2)，所述安装架(2)表面上下两侧安装有两根水平平行的滑动杆(19)，两根所述滑动杆(19)之间连接第二滑轨(22)，所述第二滑轨(22)底部连接有第一直线电机(21)，所述第一直线电机(21)底部于安装架(2)内部表面中间安装有第一滑轨(20)，所述第二滑轨(22)表面安装有第二直线电机(23)，所述第二直线电机(23)表面安装有连接板(24)，所述连接板(24)表面中间安装有激光器(3)，所述清洗室(1)内腔顶部中间设置有安装座(15)，所述安装座(15)底部安装有监控摄像头(16)，所述清洗室(1)内腔底部中间安装有升降架(17)，所述升降架(17)顶部安装有放置板(18)。
2.根据权利要求1所述的一种在线激光除锈清洗装置，其特征在于：所述移动腔(4)内腔侧壁顶部和底部安装有齿板(7)，所述第一齿轮(6)与齿板(7)相咬合连接，所述移动腔(4)内腔另一侧壁中间开设有嵌合槽(8)，所述装置箱(9)一端与嵌合槽(8)相嵌合滑动连接。
3.根据权利要求1所述的一种在线激光除锈清洗装置，其特征在于：所述移动腔(4)侧壁开设有连通槽(32)，所述装置箱(9)与连通槽(32)相嵌合滑动连接，所述固定架(12)底部安装有车轮(14)，所述车轮(14)与清洗室(1)底部相贴合。
4.根据权利要求1所述的一种在线激光除锈清洗装置，其特征在于：所述监控摄像头(16)通过电动旋转架(31)与安装座(15)相固定连接，且监控摄像头(16)朝向放置板(18)。
5.一种在线激光除锈清洗系统，包括内窥镜(25)、红外光谱成像仪(26)、距离传感器(27)、控制箱(28)、图像处理装置(29)、显示器(30)和权利要求1至4任一项所述的一种在线激光除锈清洗装置，其特征在于：所述内窥镜(25)和红外光谱成像仪(26)分别安装在激光器(3)，所述距离传感器(27)安装在连接板(24)表面一角，所述控制箱(28)安装在清洗室(1)侧面，所述图像处理装置(29)和显示器(30)安装在控制箱(28)顶部，所述内窥镜(25)和红外光谱成像仪(26)将采集数据传输给图像处理装置(29)，并判断被采集清洗基体表面是否清洗干净，所述控制箱(28)用于控制电机(10)、液压缸(13)、升降架(17)、第一直线电机(21)、第二直线电机(23)、距离传感器(27)和激光器(3)的工作，所述显示器(30)用于显示图像处理装置(29)处理后的数据和监控摄像头(16)采集的画面。
6.根据权利要求5所述的一种在线激光除锈清洗系统，其特征在于：所述内窥镜(25)通过固定架(12)的移动获取被清洗基体表面每一区域的灰度图，将灰度图组合成所述被清洗基体表面的全景灰度图。
7.根据权利要求5所述的一种在线激光除锈清洗系统，其特征在于：所述红外光谱成像仪(26)获取清洗基体表面的图像中每一区域的近红外光谱数据，根据被清洗基体表面每一区域的近红外光谱数据形成近红外光谱图。
8.根据权利要求5所述的一种在线激光除锈清洗系统，其特征在于：所述距离传感器(27)采集连接板(24)与被清洗基体表面之间的距离，并由该数据通过控制箱(28)控制液压缸(13)的伸缩，使激光器(3)达到最佳除锈距离。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220830 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |