CN115121553A - 一种自动清洗墙壁或罐壁的激光清洗系统及清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于激光微加工技术领域，尤其涉及一种自动清洗墙壁或罐壁的激光清洗系统及清洗方法。激光清洗系统包括：激光清洗作业车，其包括搭载有电机驱动器和伸缩臂的遥控机械车；自动清洗工装，其通过升降定位机构安装在伸缩臂上，自动清洗工装包括两轴位移平台和激光清洗头，激光清洗头通过光纤电缆束与激光器移动车连接，通过吸尘管与除尘过滤移动车连接；防折弯轮盘，其安装在伸缩臂的顶端，用于分别匹配卡接光纤电缆束和吸尘管靠近激光清洗头的部位。本发明可实现激光清洗设备在较大面积的墙壁或罐壁上自动化清洗，提高清洗效果和效率，降低操作人员的劳动强度，广泛适用于激光清洗各种建筑墙壁、储罐壁以及其他较大面积平面物体的应用领域。

Description

一种自动清洗墙壁或罐壁的激光清洗系统及清洗方法

技术领域

本发明属于激光微加工技术领域，尤其涉及一种自动清洗墙壁或罐壁的激光清洗系统及清洗方法。

背景技术

激光清洗是近年来新兴的一种清洗方式，激光清洗一般采用激光清洗头产生直线型清洗光束，在清洗大面积的墙壁或罐壁时，采用手持设备或长臂机械手夹持设备清洗均存在一定的问题。

举例来说：操作者需要将清洗头对准清洗工件，在一个比较准确的焦距和焦深内，将直线型清洗光束扫过清洗表面，即可完成清洗，当清洗光束不在焦距内或者移动过快、过慢以及抖动时，会出现清洗的遗漏或过热损伤现象。在清洗较大面积的墙壁或罐壁时，若采用手持设备进行操作，其工作量非常巨大，而且手持设备存在稳定性差、抖动和对焦偏差等问题，若采用机械手进行操作，对于特大面积的墙壁或罐壁，设备成本造价将非常高昂，同时长臂机械手的机械精度、占地面积、安装难度也都会影响整体工作效率和最终清洗效果。

发明内容

本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种简单可行的激光自动清洗墙壁或罐壁的系统，实现激光清洗设备在较大面积的墙壁或罐壁上自动化清洗，从而提高清洗效果和效率，降低操作人员的劳动强度，改善操作人员的作业环境，尤其是可以让操作人员远离有毒有害、放射性、腐蚀性等高污染环境。本发明广泛适用于激光清洗各种建筑墙壁、储罐壁以及其他较大面积平面物体的应用领域，对于激光清洗的高效施工具有一定的实际意义。

本发明为解决这一问题所采取的技术方案是：

一种自动清洗墙壁或罐壁的激光清洗系统，包括：激光清洗作业车，其包括搭载有电机驱动器和伸缩臂的遥控机械车；自动清洗工装，其通过升降定位机构安装在伸缩臂上，所述自动清洗工装包括两轴位移平台和激光清洗头，所述激光清洗头通过光纤电缆束与激光器移动车连接，所述激光清洗头通过吸尘管与除尘过滤移动车连接；防折弯轮盘，其安装在伸缩臂的顶端，用于分别匹配卡接光纤电缆束和吸尘管靠近激光清洗头的部位。

优选的，所述升降定位机构包括：

滑块，其滑动安装在伸缩臂上，并通过牵引结构控制在缩臂上做上下滑动运动；

伸缩顶杆，其安装在滑块上，所述伸缩顶杆的自由端与两轴位移平台相连，所述伸缩顶杆推动两轴位移平台进行小范围前后移动和角度微调。

进一步优选的，所述两轴位移平台成十字交叉设置，所述两轴位移平台通过推动机构驱动安装于其上的激光清洗头在自动清洗工装清洗范围的矩形区域内移动，矩形区域面积为0.2平方米～1平方米。

进一步优选的，所述推动机构包括：

Y电缸模组，其沿两轴位移平台的Y轴方向延伸，激光清洗头安装在Y电缸模组上并在Y电缸模组的驱动下竖直上下移动，即Y电缸模组用于带动激光清洗头在自动清洗工装范围的矩形区域内沿Y轴方向移动；

X电缸模组，其数量为两组且上下平行设置，所述X电缸模组沿两轴位移平台的X轴方向延伸，Y电缸模组的上下端分别安装在两个X电缸模组并在X电缸模组的驱动下横向左右移动，即X电缸模组用于带动Y电缸模组在自动清洗工装范围的矩形区域内沿X轴方向移动；

两轴位移平台通过X电缸模组和Y电缸模组推动激光清洗头在自动清洗工装范围的矩形区域内移动。

进一步优选的，所述遥控机械车包括车体，所述车体的两侧分别对称设置有稳定支撑架，两个所述稳定支撑架的下方共设置有四个支撑伸缩杆，所述支撑伸缩杆底部设置有支撑脚，所述支撑伸缩杆收缩时，四个支撑脚离开地面一定距离，车体可在自身驱动轮和驱动系统的作用进行移动；当所述支撑伸缩杆伸展时，四个支撑脚支撑到地面上，车体的自身驱动轮离地，车体的位置被四个支撑脚锁定，无法进行移动。

进一步优选的，所述车体顶部设置有水平调整托板，所述电机驱动器和伸缩臂安装在水平调整托板上，所述遥控机械车在不平整的地面时，所述水平调整托板调整至水平，保持其上搭载的伸缩臂等系统位置。

进一步优选的，所述光纤电缆束、吸尘管的长度为5米～100米，所述激光器移动车上设有用于缠绕光纤电缆束的光纤电缆束缠绕盘，所述除尘过滤移动车上设有用于缠绕吸尘管的吸尘管缠绕盘。

进一步优选的，所述防折弯轮盘上设有两道分别用于卡接光纤电缆束和吸尘管的防折弯轮盘槽，所述光纤电缆束、吸尘管在防折弯轮盘上的弯曲半径与防折弯轮盘的半径一致。

进一步优选的，所述伸缩臂的收缩和伸展的长度为1米～20米。

进一步优选的，所述的激光清洗头包括夹紧光纤电缆束的夹块，安装夹块的套筒，连接固定光纤的光纤座，整形激光的准直器，转接准直器的连接座，安装转接准直器和连接座的振镜座，安装在振镜座上与准直器光轴垂直分布的镜头座，安装在镜头座上的平面场镜，设置在平面场镜外侧的保护镜环，嵌入保护镜环的保护镜片，覆盖在保护镜表面，内部具有吹扫气孔的保护镜罩，安装在保护镜罩上连接压缩空气管的吹扫接头，在各组件间器密封作用的o型圈，安装在振镜座上与光纤电缆束电信号连接的振镜，安装在振镜座上保护振镜的保护壳

本发明的第二个发明目的在于：还提供了一种应用实施例中激光清洗系统的激光自动清洗墙壁或罐壁的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：开始

利用一个尺寸较小的两轴位移工装搭载激光清洗头，两轴位移工装安装在伸缩臂上，将伸缩臂升至最高，伸缩臂架设在遥控机械车上，驱动遥控机械车贴近墙壁或罐壁，并停至需要清洗区域的一端，使得两轴位移工装被安排到墙壁或罐壁清洗的起始位置上，打开除尘过滤移动车，保证清洗掉的烟尘通过安装在激光清洗头上的吸尘管，输送至除尘过滤移动车，即可开始；

步骤二：清洗小面积的矩形区域

激光器移动车给出脉冲激光，通过光纤电缆束中的光纤传到至激光清洗头，同时激光器移动车给出控制命令，通过光纤电缆束中的电缆控制激光清洗头清洗并通过两轴位移工装驱动激光清洗头移动，两轴位移工装通过推动机构驱动激光清洗头，按照设定好的程序，沿梳形或蛇形轨迹清洗出一个小面积的矩形区域，完成后激光器移动车停止激光，两轴位移工装复位；

步骤三：移动两轴位移工装到下一清洗区域

伸缩臂降低，水平或垂直移动两轴位移工装到下一清洗区域，上一清洗区域和下一清洗区域相邻并在边缘处少量重叠，保证清洗没有遗漏的区域；

步骤四：拼接所有的清洗区域连成一片

重复步骤二和步骤三，当伸缩臂降低至最底端后，水平移动遥控机械车同时将伸缩臂升高至顶端，同样保证清洗区域相邻并在边缘处少量重叠，重复上述步骤，使将所有清洗的小面积矩形区域连成一片；

步骤五：结束

完成整面墙壁或管壁的清洗后，即结束。

进一步优选的，所述两轴位移工装每一个轴均平行于墙壁或罐壁。以上是本发明基本的配置，不意在限制本发明的范围，允许增加更多的轴以调整激光清洗头与墙壁或罐壁的距离或角度。

本发明具有的优点和积极效果是：

1.本发明广泛适用于激光清洗各种建筑墙壁、储罐壁以及其他较大面积平面物体的应用领域，对于激光清洗的高效施工具有一定的实际意义。

2.本发明方案简单可行，成本相对较低，清洗精度高，可实现激光清洗设备在较大面积的墙壁或罐壁上自动化清洗，从而提高清洗效果和效率。

3.本发明中，由于整面墙壁或罐壁的清洗区域是由数个面积较小的矩形区域拼接而成，在小面积的矩形区域内采用程序控制两轴位移工装搭载激光清洗头自动清洗，其清洗精度相对较高，可依照已编辑好的程序进行自动化作业，无需人员干预，操作简便，降低了操作人员的劳动强度，改善了作业环境，尤其是可以让操作人员远离有毒有害、放射性、腐蚀性等高污染环境。

4.本发明包括用于执行激光清洗作业的激光清洗作业车、能够产生脉冲激光并且控制整套系统的激光器移动车、将清洗产生的粉尘和尾气沉降和过滤的除尘过滤移动车，可边清洗边除尘，有助于加快清洗进度，减少污染，提高清洗效率。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本发明的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本发明范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1是实施例1的结构示意图；

图2是激光清洗作业车的结构示意图；

图3是自动清洗工装前侧的结构示意图；

图4是自动清洗工装后侧的结构示意图；

图5是推动机构的结构示意图；

图6是实施例2中激光清洗头的结构示意图；

图7是遥控机械车的结构示意图；

图8是本发明的工作过程示意图；

图9是实施例3的流程图。

其中：

1 激光清洗作业车 11 遥控机械车 111 车体

112 稳定支撑架 113 支撑顶杆 114 支撑脚

115 水平调整托板 12 电机驱动器 13 伸缩臂

14 自动清洗工装 141 两轴位移平台 142 X电缸模组

143 Y电缸模组 144 伸缩顶杆 145 滑块

15 防折弯轮盘 2 激光器移动车 3 除尘过滤移动车

4 光纤电缆束 5 吸尘管 6 激光清洗头

601 夹块 602 套筒 603 光纤座

604 准直器 605 连接座 606 o型圈

607 振镜座 608 镜头座 609 平面场镜

610 保护镜环 611 保护镜片 612 保护镜罩

613 水冷接头 614 保护壳 615 振镜

616 吹扫接头 7 墙壁或罐壁 8 矩形区域

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本发明的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本发明形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本发明的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，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。下面就结合附图来具体说明本发明。

实施例1：

一种自动清洗墙壁或罐壁的激光清洗系统，包括：激光清洗作业车1，其包括搭载有电机驱动器12和伸缩臂13的遥控机械车11；自动清洗工装14，其通过升降定位机构安装在伸缩臂13上，所述自动清洗工装14包括两轴位移平台141和激光清洗头6，所述激光清洗头6通过光纤电缆束4与激光器移动车2连接，所述激光清洗头6通过吸尘管5与除尘过滤移动车3连接；防折弯轮盘15，其安装在伸缩臂13的顶端，用于分别匹配卡接光纤电缆束4和吸尘管5靠近激光清洗头6的部位。

激光清洗是近年来新兴的一种清洗方式，在清洗大面积的墙壁或罐壁时，采用手持设备或长臂机械手夹持设备清洗均存在一定的问题，本发明利用激光清洗作业车1、激光器移动车2、除尘过滤移动车3等组件，通过激光清洗作业车1上的遥控机械车11、伸缩臂13和自动清洗工装14配合动作完成墙壁或罐壁的激光自动清洗，方案简单可行，成本相对较低，清洗精度高，可广泛适用于激光清洗各种建筑墙壁、储罐壁以及其他较大面积平面物体的应用领域，对于激光清洗的高效施工具有一定的实际意义。

本实施例中，激光清洗系统包括用于执行激光清洗作业的激光清洗作业车1、能够产生脉冲激光并且控制整套系统的激光器移动车2、将清洗产生的粉尘和尾气沉降和过滤的除尘过滤移动车3以及用于传输脉冲激光和控制驱动电信号的光纤电缆束4、用于输送粉尘与尾气吸尘管5。

其中：激光清洗作业车1与激光器移动车2通过光纤电缆束4连接，激光清洗作业车1与除尘过滤移动车3通过吸尘管5连接。实际工作中，所述激光清洗作业车1可遥控移动到墙壁或罐壁7附近，激光清洗作业车1通过光纤电缆束4与激光器移动车2连接，光纤电缆束4内设置有工业光纤和通讯与驱动电缆，长度为5～100米，激光器移动车2可设置在远离墙壁或罐壁7的任意位置。激光清洗作业车1通过吸尘管5与除尘过滤移动车3连接，吸尘管5的长度为5～50米，除尘过滤移动车3可设置在远离墙壁或罐壁7的任意位置。

进一步的，如图2所示，激光清洗作业车1包含搭载了电机驱动器12和伸缩臂13的遥控机械车11，还包括设置在伸缩臂13顶端的自动清洗工装14和防折弯轮盘15，自动清洗工装14通过升降定位机构安装在伸缩臂13上。光纤电缆束4和吸尘管5具体连接到自动清洗工装14上，并且卡在防折弯轮盘15上，其弯曲半径与防折弯轮盘15的半径一致，在自动清洗工装14通过通过升降定位机构驱动在伸缩臂13上做上下滑动以及小范围前后移动和角度微调时，光纤电缆束4和吸尘管5随之移动，防折弯轮盘15可以防止光纤电缆束4和吸尘管5发生折弯而影响正常的光纤传导或除尘。

更进一步的，如图3和图4所示，自动清洗工装14包括两轴位移平台141，两轴位移平台141上安装有激光清洗头6，两轴位移平台141通过推动机构推动激光清洗头6在自动清洗工装14范围的矩形区域内移动。

本发明在小面积的矩形区域内采用程序控制两轴位移工装搭载激光清洗头自动清洗，整面墙壁或罐壁的清洗区域是由数个面积较小的矩形区域拼接而成，局部清洗精度高，同时降低了整套系统的精度要求，方案简单可行，可依照已编辑好的程序进行自动化作业，降低了操作人员的劳动强度，改善了作业环境，尤其是可以让操作人员远离有毒有害、放射性、腐蚀性等高污染环境。本发明广泛适用于激光清洗各种建筑墙壁、储罐壁以及其他较大面积平面物体的应用领域，对于激光清洗的高效施工具有一定的实际意义。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，所述升降定位机构包括：

滑块145，其滑动安装在伸缩臂13上，并通过牵引结构控制在缩臂13上做上下滑动运动；

伸缩顶杆144，其安装在滑块145上，所述伸缩顶杆144的自由端与两轴位移平台141铰接相连，所述伸缩顶杆144推动两轴位移平台141进行小范围前后移动和角度微调。

如图3和图4所示，自动清洗工装14包括两轴位移平台141，两轴位移平台141上安装有激光清洗头6，两轴位移平台141通过伸缩顶杆144和滑块145连接，滑块145安装在伸缩臂13上。具体的：两轴位移平台141后侧设置有两组伸缩顶杆144，伸缩顶杆144可推动两轴位移平台141小范围前后移动和角度微调，伸缩顶杆144与滑块145连接，滑块145与伸缩臂13连接，滑块145在伸缩臂13上可通过牵引结构控制上下滑动，此牵引结构可以但不限于采用牵引绳或丝杆控制形式，由于此控制形式为现有技术，具体结构在此不再赘述。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，所述两轴位移平台141成十字交叉设置，所述两轴位移平台141通过推动机构驱动安装于其上的激光清洗头6在自动清洗工装14清洗范围的矩形区域内移动，矩形区域面积为0.2～1平方米。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，所述激光清洗头6通过推动机构安装在两轴位移平台141上，以实施例为例，推动机构为电缸组。如图3和图4所示，自动清洗工装14包括两轴位移平台141，两轴位移平台141上安装有激光清洗头6，两轴位移平台141通过电缸组推动激光清洗头6在自动清洗工装14范围的矩形区域内移动。

具体的：所述推动机构包括：

Y电缸模组143，其沿两轴位移平台141的Y轴方向延伸，激光清洗头6安装在Y电缸模组143上并在Y电缸模组143的驱动下竖直上下移动，即Y电缸模组143用于带动激光清洗头6在自动清洗工装14范围的矩形区域内沿Y轴方向移动；

X电缸模组142，其数量为两组且上下平行设置，所述X电缸模组142沿两轴位移平台141的X轴方向延伸，Y电缸模组143的上下端分别安装在两个X电缸模组142并在X电缸模组142的驱动下横向左右移动，即X电缸模组142用于带动Y电缸模组143在自动清洗工装14范围的矩形区域内沿X轴方向移动；

两轴位移平台141通过X电缸模组142和Y电缸模组143推动激光清洗头6在自动清洗工装14范围的矩形区域内移动。

如图3和图4所示，自动清洗工装14包括两轴位移平台141，两轴位移平台141上安装有激光清洗头6，两轴位移平台141通过X电缸模组142和Y电缸模组143推动激光清洗头6在自动清洗工装14范围的矩形区域内移动。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，所述遥控机械车11包括车体111，所述车体111的两侧分别对称设置有稳定支撑架112，两个所述稳定支撑架112的下方共设置有四个支撑伸缩杆113，所述支撑伸缩杆113底部设置有支撑脚114，所述支撑伸缩杆113收缩时，四个支撑脚114离开地面一定距离，车体111可在自身驱动轮和驱动系统的作用进行移动；当所述支撑伸缩杆113伸展时，四个支撑脚114支撑到地面上，车体111的自身驱动轮离地，车体111的位置被四个支撑脚114锁定，无法进行移动。如图7所示，遥控机械车11包含车体111，车体111两侧设置有两个稳定支撑架112，稳定支撑架112下方共设置有四个支撑伸缩杆113，支撑伸缩杆113底部设置有四个支撑脚114，当支撑伸缩杆113收缩时，四个支撑脚114离开地面一定距离，车体111通过车轮可以自由移动；当支撑伸缩杆113伸展时，四个支撑脚114支撑到地面上，车体111的车轮离开地面，车体111的位置被固定。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，所述车体111顶部设置有水平调整托板115，所述电机驱动器12和伸缩臂13安装在水平调整托板115上，所述遥控机械车11在不平整的地面时，所述水平调整托板115调整至水平，保持其上搭载的伸缩臂13等系统位置。具体的：当遥控机械车11在不平整的地面时，根据车体内部的水平检测装置反馈调整水平调整托板115调整至水平，保持其上搭载的伸缩臂13等系统位置。

需要说明的是，车体内部的水平检测装置可以但不限于是电子水平仪、陀螺仪或倾角传感器，体积小巧可直接焊接在车体内部的电路板上。水平调整托板的底部通过二维角度自动调节台结构安装在车体内部，由于以上结构为现有技术，具体结构、工作原理等在此不再赘述。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，所述光纤电缆束4、吸尘管5的长度为5～100米，所述激光器移动车2上设有用于缠绕光纤电缆束4的光纤电缆束缠绕盘，所述除尘过滤移动车3上设有用于缠绕吸尘管5的吸尘管缠绕盘。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，所述防折弯轮盘15上设有两道分别用于卡接光纤电缆束4和吸尘管5的防折弯轮盘槽，光纤电缆束4和吸尘管5具体连接到自动清洗工装14上并卡在防折弯轮盘15上，所述光纤电缆束4、吸尘管5在防折弯轮盘15上的弯曲半径与防折弯轮盘15的半径一致。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，所述伸缩臂13的收缩和伸展的长度为1～20米。

实施例2：

实施例1中的激光清洗头6除了可以采用常规的激光清洗头以外，还可以采用以下激光清洗头，具体的：所述的激光清洗头6包括夹紧光纤电缆束的夹块601、用于安装夹块的套筒602、用于连接固定光纤的光纤座603、用于整形激光的准直器604、用于转接准直器的连接座605、用于安装转接准直器和连接座的振镜座607，还包括安装在振镜座上与准直器光轴垂直分布的镜头座608、安装在镜头座上的平面场镜609、设置在平面场镜外侧的保护镜环610、嵌入保护镜环的保护镜片611，覆盖在保护镜表面，另外还包括内部具有吹扫气孔的保护镜罩612、安装在保护镜罩上连接压缩空气管的吹扫接头616。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，所述的激光清洗头6还包括在各组件间器密封作用的o型圈606、安装在振镜座上与光纤电缆束电信号连接的振镜615、安装在振镜座上保护振镜的保护壳614以及安装在准直器604上用于准直器水冷的水冷接头。

如图6所示，激光由光纤发射后进入准直器604，整形后的激光束照射到振镜615上，振镜615接收到电缆束电信号后产生往复振动，使激光束成角度摆动扫描，并从垂直振镜镜片的方向反射出，反射的激光束进入平面场镜609后，聚焦成扫描线，作用在被清洗墙壁或罐壁7上，利用高能气化和冲击崩落的效应，实现墙壁或罐壁附着污染物去除的效果。通过清洗产生的粉尘和尾气通过吸尘管5吸走。

实施例3：

如图1所示，在本发明的一个优选实施例中，采用的激光清洗系统包括：遥控机械车11、伸缩臂13、两轴位移工装14、激光清洗头6、光纤电缆束4、吸尘管5、激光激光器移动车2以及除尘过滤移动车3。激光器移动车2通过光纤电缆束4连接至激光清洗头6上，除尘过滤移动车3通过吸尘管5连接至激光清洗头6上吸尘结构上，激光清洗头6安装在两轴位移工装14上，两轴位移工装14安装在伸缩臂13上，伸缩臂13架设在遥控机械车11上。

基于以上优选实施例的结构，一种应用实施例1中激光清洗系统的激光自动清洗墙壁或罐壁的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：开始

两轴位移工装141搭载激光清洗头6，两轴位移工装141安装在伸缩臂13上，将伸缩臂13升至最高，伸缩臂13架设在遥控机械车11上，驱动遥控机械车11贴近墙壁或罐壁7，并停至需要清洗区域的一端，使得两轴位移工装141被安排到墙壁或罐壁清洗的起始位置上，打开除尘过滤移动车3，保证清洗掉的烟尘通过安装在激光清洗头6上的吸尘管5，输送至除尘过滤移动车3，即可开始；

步骤二：清洗小面积的矩形区域

激光器移动车2给出脉冲激光，通过光纤电缆束4中的光纤传到至激光清洗头6，同时激光激光器移动车2给出控制命令，通过光纤电缆束中的电缆控制激光清洗头清洗并通过两轴位移工装驱动激光清洗头移动，两轴位移工装141通过推动机构驱动激光清洗头6，按照设定好的程序，沿梳形或蛇形轨迹清洗出一个小面积的矩形区域10，完成后激光器移动车2停止激光，两轴位移工装141复位；

步骤三：移动两轴位移工装到下一清洗区域

伸缩臂13降低，水平或垂直移动两轴位移工装141到下一清洗区域，上一清洗区域和下一清洗区域相邻并在边缘处少量重叠，保证清洗没有遗漏的区域；

步骤四：拼接所有的清洗区域连成一片

重复步骤二和步骤三，当伸缩臂13降低至最底端后，水平移动遥控机械车11同时将伸缩臂13升高至顶端，同样保证清洗区域相邻并在边缘处少量重叠，重复上述步骤，使将所有清洗的小面积矩形区域连成一片；

步骤五：结束

完成整面墙壁或管壁7的清洗后，即结束。

更进一步的，还可在本实施例中考虑，所述两轴位移工装141每一个轴均平行于墙壁或罐壁，以上是本发明基本的配置，不意在限制本发明的范围，允许增加更多的轴以调整激光清洗头与墙壁或罐壁的距离或角度。

本发明的工作过程是：

一种自动清洗墙壁或罐壁的激光清洗系统，核心模块包括激光清洗作业车、激光器移动车和除尘过滤移动车三个部分。激光器移动车可产生激光清洗用的脉冲激光，激光束通过光纤电缆束中的工业光纤传导制激光清洗作业车的激光清洗头中，激光清洗头对激光进行整形和聚焦，在一定距离内照射到墙壁或罐壁上即可实现清洗，清洗后的粉尘和尾气通过吸尘管收集到除尘过滤移动车中沉降与过滤。

激光清洗头安装在自动清洗工装上，自动清洗工装包括一种两轴位移平台，通过电缸组推动激光清洗头在框内移动，电缸组依据预置的程序运行，推动激光清洗头按照一定规则运动，实现两轴位移平台框内自动清洗，可清洗出一片规则的矩形区域。两轴位移平台后侧设置有两组伸缩顶杆，伸缩顶杆可推动两轴位移平台小范围移动和角度微调，实现贴近与远离墙壁或罐壁的动作。伸缩顶杆安装在滑块上，滑块与伸缩臂连接，通过牵引绳或丝杆控制沿伸缩臂上下滑动。伸缩臂顶端安装有防折弯轮盘，保护连续系统的光纤电缆束和吸尘管，防止发生缠绕和折弯现象。

当自动清洗工装清洗出一块矩形区域后，电机驱动器驱动伸缩臂由上下伸缩，带动自动清洗工装上下移动一定距离，再次清洗出一块矩形区域，并与之前的清洗区域搭接并连成一片，以此类推实现自上而下的条状区域的清洗。

激光清洗作业车底部为遥控机械车，可通过操作人员遥控进行水平范围的移动，每移动到一个位置进行一个上下条状区域的清洗，同样与之前的清洗区域搭接并连成一片，最终实现整面墙壁或罐壁的清洗。当地面不平整时，遥控机械车可通过水平调整托板调整系统的准确位置，遥控机械车两侧还安装有稳定支撑架，其下方的四个支撑伸缩可撑起四个支撑脚，实现遥控机械车的支撑与固定。

由于整面墙壁或罐壁的清洗区域是由数个面积较小的矩形区域拼接而成，拼合可进行一定面积的重叠，采用专用装置在小面积的矩形区域内自动清洗，其位置移动精度相对较高，可依照已编辑好的程序进行自动化作业，无需人员干预，在控制遥控机械车和伸缩臂时也可采用程序控制，操作员仅需要少量的调整操作，因此整套系统清洗精度高，操作简便，降低了操作人员的劳动强度，改善了作业环境，尤其是可以让操作人员远离有毒有害、放射性、腐蚀性等高污染环境。

以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (12)

1.一种自动清洗墙壁或罐壁的激光清洗系统，其特征在于：包括：

激光清洗作业车(1)，其包括搭载有电机驱动器(12)和伸缩臂(13)的遥控机械车(11)；

自动清洗工装(14)，其通过升降定位机构安装在伸缩臂(13)上，所述自动清洗工装(14)包括两轴位移平台(141)和激光清洗头(6)，所述激光清洗头(6)通过光纤电缆束(4)与激光器移动车(2)连接，所述激光清洗头(6)通过吸尘管(5)与除尘过滤移动车(3)连接；

防折弯轮盘(15)，其安装在伸缩臂(13)的顶端，用于分别匹配卡接光纤电缆束(4)和吸尘管(5)靠近激光清洗头(6)的部位。

2.根据权利要求1所述一种自动清洗墙壁或罐壁的激光清洗系统，其特征在于：所述升降定位机构包括：

滑块(145)，其滑动安装在伸缩臂(13)上，并通过牵引结构控制在伸缩臂(13)上做上下滑动运动；

伸缩顶杆(144)，其数量为两组，安装在滑块(145)上，所述伸缩顶杆(144)的自由端与两轴位移平台(141)相连，所述伸缩顶杆(144)推动两轴位移平台(141)进行小范围前后移动和角度微调。

3.根据权利要求2所述一种自动清洗墙壁或罐壁的激光清洗系统，其特征在于：所述两轴位移平台(141)成十字交叉设置，所述两轴位移平台(141)通过推动机构驱动激光清洗头(6)在自动清洗工装(14)清洗范围的矩形区域内移动，矩形区域面积为0.2平方米～1平方米。

4.根据权利要求3所述一种自动清洗墙壁或罐壁的激光清洗系统，其特征在于：所述推动机构包括：

Y电缸模组(143)，其沿两轴位移平台(141)的Y轴方向延伸，用于带动激光清洗头(6)在自动清洗工装(14)范围的矩形区域内沿Y轴方向移动；

X电缸模组(142)，其沿两轴位移平台(141)的X轴方向延伸，所述X电缸模组(142)数量为两组且上下平行设置，用于带动Y电缸模组(143)在自动清洗工装(14)范围的矩形区域内沿X轴方向移动。

5.根据权利要求1所述一种自动清洗墙壁或罐壁的激光清洗系统，其特征在于：所述遥控机械车(11)包括车体(111)，所述车体(111)的两侧分别对称设置有稳定支撑架(112)，两个所述稳定支撑架(112)的下方共设置有四个支撑伸缩杆(113)，所述支撑伸缩杆(113)底部设置有支撑脚(114)，所述支撑伸缩杆(113)收缩时，四个支撑脚(114)离开地面一定距离，所述支撑伸缩杆(113)伸展时，四个支撑脚(114)支撑到地面上。

6.根据权利要求5所述一种自动清洗墙壁或罐壁的激光清洗系统，其特征在于：所述车体(111)顶部设置有水平调整托板(115)，所述电机驱动器(12)和伸缩臂(13)安装在水平调整托板(115)上。

7.根据权利要求1所述一种自动清洗墙壁或罐壁的激光清洗系统，其特征在于：所述光纤电缆束(4)、吸尘管(5)的长度为5米～100米，所述激光器移动车(2)上设有用于缠绕光纤电缆束(4)的光纤电缆束缠绕盘，所述除尘过滤移动车(3)上设有用于缠绕吸尘管(5)的吸尘管缠绕盘。

8.根据权利要求7所述一种自动清洗墙壁或罐壁的激光清洗系统，其特征在于：所述防折弯轮盘(15)上设有两道分别用于卡接光纤电缆束(4)和吸尘管(5)的防折弯轮盘槽，所述光纤电缆束(4)、吸尘管(5)在防折弯轮盘(15)上的弯曲半径与防折弯轮盘(15)的半径一致。

9.根据权利要求1所述一种自动清洗墙壁或罐壁的激光清洗系统，其特征在于：所述伸缩臂(13)的收缩和伸展的长度为1米～20米。

10.根据权利要求1所述一种自动清洗墙壁或罐壁的激光清洗系统，其特征在于：

所述激光清洗头(6)包括：

夹块(601)，其用于夹紧光纤电缆束(4)，所述夹块(601)远离光纤电缆束(4)的一端依次安装有套筒(602、光纤座(603)、准直器(604)以及用于转接准直器的连接座(605)；

振镜座(607)，其用于安装转接准直器和连接座，所述振镜座上还安装有与准直器光轴垂直分布的镜头座(608)，所述镜头座(608)上还依次安装有平面场镜(609)、保护镜环(610)、嵌入保护镜环内的保护镜片(611)以及覆盖在保护镜表面的保护镜罩(612)，所述保护镜罩(612)内部具有吹扫气孔；

吹扫接头(616)，其安装在保护镜罩(612)上，其与压缩空气管连接；

振镜(615)，其安装在振镜座(607)上并与光纤电缆束电信号连接，所述振镜座(607)上还安装有用于保护振镜(615)的保护壳(614)。

11.一种应用如权利要求1-10任一项所述自动清洗墙壁或罐壁的激光清洗系统的激光自动清洗方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S101：开始

两轴位移工装(141)搭载激光清洗头(6)，将两轴位移工装(141)放置到墙壁或罐壁清洗的起始位置上，打开尘过滤移动车(3)辅助设备即可开始；

S102：清洗小面积的矩形区域

激光器移动车(2)给出脉冲激光，通过光纤传到至激光清洗头(6)，同时两轴位移工装(141)通过推动机构驱动激光清洗头(6)，沿梳形或蛇形轨迹清洗出一个小面积的矩形区域，完成后停止激光，两轴位移工装(141)复位；

S103：移动两轴位移工装到下一清洗区域

水平或垂直移动两轴位移工装(141)到下一清洗区域，上一清洗区域和下一清洗区域相邻并在边缘处少量重叠，保证清洗没有遗漏的区域；

S104：拼接所有的清洗区域连成一片

重复步骤二和步骤三，将所有清洗的小面积矩形区域连成一片；

S105：结束

完成整面墙壁或管壁的清洗后，即结束。

12.根据权利要求11所述一种激光自动清洗方法，其特征在于：所述两轴位移工装(141)每一个轴均平行于墙壁或罐壁。

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