CN116493772B - 一种激光器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种激光器，包括外壳和安装座，外壳内设有激光二极管、快轴准直透镜、慢轴准直透镜、以及非球面凸透镜，安装座设在外壳端部，安装座两侧开口贯通并且内部设有沿其贯通方向滑动连接的喷嘴，喷嘴上设有进气口和伸缩口，喷嘴的内侧和外壳端部、安装座内部围合成封闭空间，喷嘴的外侧受设在安装座内的直线驱动件驱动而沿着安装座的贯通方向升降，喷嘴的内侧侧壁设有向安装座中心延伸的侧连接件，侧连接件上设有轴承件，轴承件的外圈连接有与其同轴设置的从动齿轮，轴承件的内圈连接有向下延伸的定位杆，从动齿轮上设有中空的驱动杆，驱动杆和从动齿轮同轴并且向下延伸。

Description

一种激光器

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，特别涉及功率为5W的一种激光器。

背景技术

激光器可用于激光雕刻，其基础原理是将激光器发射出的激光，聚焦成高功率密度的激光束，激光束照射到工件表面，使工件达到零点或沸点，同时与光束同轴的高压气体将融化或者气化的表面碎屑吹走，在此基础上，利用软件设计的图案，输入机械程序，在物体的表面自动雕刻，加工时激光头的温度增加，随着激光头的平移，将平面或立体的图案雕刻在物品上，从而完成激光雕刻。

关于激光器聚焦激光束的原理，可参照申请号为2021233629293的专利文献，具体参照其说明书附图的图3，通过直线排列的激光二极管、快轴准直透镜、慢轴准直透镜、非球面凸透镜等实现聚焦高功率密度的激光束。然而对于雕刻不同材质的工件，会启用焦点调节。如本申请的图1和图2示出了不同高度的焦点，显然图2这种高焦点的作用面积更大，但是焦点高了也容易引起喷嘴发烫，目前的激光器通过开侧吹增大气压进行散热，但是这样就容易出现喷嘴抖动，雕刻效果差，堵渣等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何解决高焦点散热而不影响雕刻效果，提供一种激光器。

本发明的技术方案是，一种激光器，包括外壳和安装座，所述外壳内设有激光二极管、快轴准直透镜、慢轴准直透镜、以及非球面凸透镜，所述安装座设在所述外壳端部，所述安装座两侧开口贯通并且内部设有沿其贯通方向滑动连接的喷嘴，所述喷嘴上设有进气口和伸缩口，所述喷嘴的内侧和所述外壳端部、所述安装座内部围合成封闭空间，所述喷嘴的外侧受设在所述安装座内的直线驱动件驱动而沿着所述安装座的贯通方向升降，所述喷嘴的内侧侧壁设有向所述安装座中心延伸的侧连接件，所述侧连接件上设有轴承件，所述轴承件的外圈连接有与其同轴设置的从动齿轮，所述轴承件的内圈连接有向下延伸的定位杆，所述从动齿轮上设有中空的驱动杆，所述驱动杆和所述从动齿轮同轴并且向下延伸，所述驱动杆外套设有第一伸缩套，所述第一伸缩套的上端面开设有供所述定位杆插入配合的定位槽，所述第一伸缩套受所述驱动杆的旋转驱动执行升降动作并且在零位时所述第一伸缩套和所述轴承件设有间距，所述第一伸缩套外套设有与其液压连接的第二伸缩套，所述轴承件的外圈底部设有位于所述间距位置的下接触件，所述第一伸缩套顶部设有滑动连接其内部液压腔的上接触件，所述第一伸缩套受所述驱动杆的旋转驱动执行上升动作以至于所述下接触件将所述上接触件压入时，所述第二伸缩套受液压驱动而执行下降动作，所述侧连接件周围设有向下延伸的下连接件，所述下连接件上设有液冷却套，所述液冷却套位于所述第二伸缩套的外侧；所述外壳端部设有圆周驱动件，所述圆周驱动件通过设在所述安装座内的主动齿轮驱动所述从动齿轮，并且所述圆周驱动件周期性的正反向交替驱动；由激光二极管、快轴准直透镜、慢轴准直透镜、以及非球面凸透镜聚焦的激光束穿过中空的所述驱动杆，所述第一伸缩套和所述第二伸缩套交替穿过所述伸缩口以作辅助气体的出气口。

作为一种实施方式，所述安装座内设有齿轮槽，所述齿轮槽供所述主动齿轮圆周转动时让位。

作为一种实施方式，所述外壳端部设有安装槽，所述圆周驱动件固定安装在所述安装槽内。

作为一种实施方式，当所述喷嘴位于初始位置时，所述从动齿轮和所述主动齿轮分离；当所述喷嘴受所述直线驱动件驱动而沿着所述安装座的贯通方向上升后，所述从动齿轮和所述主动齿轮啮合连接。

作为一种实施方式，所述圆周驱动件为电机。

作为一种实施方式，所述直线驱动件为伸缩缸。

作为一种实施方式，所述直线驱动件设为四处，并且分别位于所述安装座内的四角，各处所述直线驱动件通过连接杆连接所述喷嘴的外侧。

作为一种实施方式，所述安装座的一侧设有侧开口，所述侧开口和设于所述喷嘴上的所述进气口位于同一侧。

作为一种实施方式，所述驱动杆的表面设有驱动槽，所述第一伸缩套的侧壁开设有插接槽，所述插接槽内可拆卸连接有将其填充的插接件，所述插接槽上设有第一半轴槽，所述插接件上设有和所述第一半轴槽相对应的第二半轴槽，当所述插接件填充所述插接槽时，所述第一半轴槽和所述第二半轴槽形成轴孔，所述第一伸缩套内设有从动件，所述从动件包括嵌在所述驱动槽内的驱动端和活动连接在轴孔内的轴端，当所述驱动端沿着所述驱动槽的路径活动时，所述轴端带着所述第一伸缩套沿着所述定位杆上下滑动。

作为一种实施方式，所述插接件的两侧设有弹性件，所述插接槽的两侧设有接触槽，当所述插接件填充所述插接槽时，通过所述弹性件弹性抵触所述接触槽以使所述插接件和所述插接槽过盈配合。

本发明相比于现有技术的有益效果是，通过调整喷嘴的位置克服高焦点，还交替调整第一伸缩套和第二伸缩套轮流作为出气口，使出气口的实际位置不变，调整过程中有相配合的两种热交换交替支持散热，因此在解决喷嘴发烫的同时还避免了喷嘴抖动、出气口变化等影响雕刻效果的情形。

附图说明

图1为背景技术中提及的正常焦点的视图；

图2为背景技术中提及的高焦点的视图；

图3为本发明实施方式提供的激光器的第一结构示意图；

图4为本发明实施方式提供的激光器的第二结构示意图；

图5为本发明实施方式提供的安装座的半剖视图；

图6为本发明实施方式提供的安装座的局部剖视图；

图7为本发明实施方式提供的驱动杆和第一伸缩套分解后的结构示意图；

图8为本发明实施方式提供的激光器底部的结构示意图。

图中：1、外壳；2、安装座；3、喷嘴；4、进气口；5、伸缩口；6、直线驱动件；7、侧连接件；8、轴承件；9、外圈；10、从动齿轮；11、内圈；12、定位杆；13、驱动杆；14、第一伸缩套；15、定位槽；16、间距；17、第二伸缩套；18、下接触件；19、上接触件；20、下连接件；21、液冷却套；22、圆周驱动件；23、主动齿轮；24、齿轮槽；25、安装槽；26、连接杆；27、侧开口；28、驱动槽；29、插接槽；30、插接件；31、第一半轴槽；32、第二半轴槽；33、从动件；34、驱动端；35、轴端；36、弹性件；37、接触槽。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的实施方式和优点进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的部分实施方式，而不是全部实施方式。

在一种实施方式中，如图3-6所示。

本实施方式提供的激光器，其包括外壳1和安装座2，外壳1内设有激光二极管、快轴准直透镜、慢轴准直透镜、以及非球面凸透镜，安装座2设在外壳1端部，安装座2两侧开口贯通并且内部设有沿其贯通方向滑动连接的喷嘴3，喷嘴3上设有进气口4和伸缩口5，喷嘴3的内侧和外壳1端部、安装座2内部围合成封闭空间，喷嘴3的外侧受设在安装座2内的直线驱动件6驱动而沿着安装座2的贯通方向升降，喷嘴3的内侧侧壁设有向安装座2中心延伸的侧连接件7，侧连接件7上设有轴承件8，轴承件8的外圈9连接有与其同轴设置的从动齿轮10，轴承件8的内圈11连接有向下延伸的定位杆12，从动齿轮10上设有中空的驱动杆13，驱动杆13和从动齿轮10同轴并且向下延伸，驱动杆13外套设有第一伸缩套14，第一伸缩套14的上端面开设有供定位杆12插入配合的定位槽15，第一伸缩套14受驱动杆13的旋转驱动执行升降动作并且在零位时第一伸缩套14和轴承件8设有间距16，第一伸缩套14外套设有与其液压连接的第二伸缩套17，轴承件8的外圈9底部设有位于间距16位置的下接触件18，第一伸缩套14顶部设有滑动连接其内部液压腔的上接触件19，第一伸缩套14受驱动杆13的旋转驱动执行上升动作以至于下接触件18将上接触件19压入时，第二伸缩套17受液压驱动而执行下降动作，侧连接件7周围设有向下延伸的下连接件20，下连接件20上设有液冷却套21，液冷却套21位于第二伸缩套17的外侧。外壳1端部设有圆周驱动件22，圆周驱动件22通过设在安装座2内的主动齿轮23驱动从动齿轮10，并且圆周驱动件22周期性的正反向交替驱动；由激光二极管、快轴准直透镜、慢轴准直透镜、以及非球面凸透镜聚焦的激光束穿过中空的驱动杆13，第一伸缩套14和第二伸缩套17交替穿过伸缩口5以作辅助气体的出气口。

在本实施方式中，和传统的激光器相同的是，由喷嘴3的进气口4进气，由喷嘴3的出气口出气，通过辅助气体在一定程度上能够对喷嘴3起到散热作用，但是更多的用于将融化或者气化的表面碎屑吹走，对雕刻的效果起到促进作用。因此喷嘴3的位置不宜太高，也不宜太低。在本实施方式中，因为激光器可以调焦，如图1和图2所示，其中图2是为了雕刻效果的需要而将焦点调高，由此引起喷嘴3发烫。正如背景技术中所述，可以通过增大气压进行散热，只是不可避免的带来喷嘴3抖动问题。为此，本实施方式提供了一种激光器，能以另一种方式解决喷嘴3发烫的问题，同时避免喷嘴3抖动、避免喷嘴3位置出现过大变化等影响雕刻效果的问题。

在本实施方式中，和传统激光器喷嘴3不同的是，该喷嘴3通过直线驱动件6的驱动能够沿着安装座2的贯通方向升降，如出现图2所示的高焦点，通过直线驱动件6对喷嘴3的控制使其位置调高，使其焦点和喷嘴3的位置对应关系回到图1所示的状态。由此引起的出气口位置变化则通过圆周驱动件22对驱动杆13的调节来实现维持。如圆周驱动件22正转，经过主动齿轮23和从动齿轮10的传动，使驱动杆13发生某一方向的转动，第一伸缩套14能够将驱动杆13的转动转为直线运动。所以对应着第一伸缩套14和套设在其上的第二伸缩套17整体向下。实际上是调整了第一伸缩套14的位置使其和该喷嘴3原出气口的位置一致，那么第一伸缩套14就充当了出气口的作用而使以上调整过程实际出气口的位置并未变化。当然更高的焦点将导致出气口发烫，所以在本实施方式中，圆周驱动件22还反转，经过主动齿轮23和从动齿轮10的传动，使驱动杆13发生反方向的转动，对应着第一伸缩套14和套设在其上的第二伸缩套17整体向上。直到将间距16压缩趋零，此时下接触件18将上接触件19压入第一伸缩套14内部的液压腔，在液压驱动下，第二伸缩套17又返向下。实际上是调整了第二伸缩套17的位置使其和该喷嘴3原出气口的位置一致，那么第二伸缩套17就充当了出气口的作用而使以上调整过程实际出气口的位置并未变化。原来在第一伸缩套14用作出气口时，第二伸缩套17收在上面和液冷却套21接触避免发烫，而二者相互转换，第二伸缩套17用作出气口时，第一伸缩套14收在上面经辅助气体的作用逐渐散热，两者周期性的交替进行，能够避免出气口发烫。

在本实施方式中，上述通过内径较于原先更大的第一伸缩套14和第二伸缩套17作为出气口，在一定程度上也能降低发烫情况。然而更重要的是，上述的调整方式未使辅助气体的气压增大，也未改变出气口的实际位置，即便长时间工作也有相配合的两种热交换交替支持散热。

在一种实施方式中，如图3所示。

本实施方式提供的激光器，其安装座2内设有齿轮槽24，齿轮槽24供主动齿轮23圆周转动时让位。

在本实施方式中，在安装座2内开设齿轮槽24，使主动齿轮23的一部分容置于齿轮槽24内，使得安装座2内本就不大的空间能够容下主动齿轮23和从动齿轮10，因为激光器作为一种精密仪器整体体积不会做得太大。

在一种实施方式中，如图4所示。

本实施方式提供的激光器，其外壳1端部设有安装槽25，圆周驱动件22固定安装在安装槽25内。

在本实施方式中，在外壳1端部开设安装槽25，将圆周驱动件22装入安装槽25内，圆周驱动件22的转轴伸入安装座2内和主动齿轮23连接。

在一种实施方式中，如图6所示。

本实施方式提供的激光器，当喷嘴3位于初始位置时，从动齿轮10和主动齿轮23分离；当喷嘴3受直线驱动件6驱动而沿着安装座2的贯通方向上升后，从动齿轮10和主动齿轮23啮合连接。

在本实施方式中，图6更清楚的示出了安装座2的内部，图6示出的位置状态是喷嘴3上升后的位置状态，喷嘴3上升后从动齿轮10和主动齿轮23啮合连接。

在一种实施方式中，如图8所示。

本实施方式提供的激光器，其直线驱动件6设为四处，并且分别位于安装座2内的四角，各处直线驱动件6通过连接杆26连接喷嘴3的外侧。

在本实施方式中，通过设置在安装座2内的四角的四处直线驱动件6同步对喷嘴3进行驱动，从而使其实现升降。

在一种实施方式中，如图8所示。

本实施方式提供的激光器，其安装座2的一侧设有侧开口27，侧开口27和设于喷嘴3上的进气口4位于同一侧。

在本实施方式中，在安装座2的一侧开设侧开口27，由此处穿过气管连接进气口4。

在一种实施方式中，如图7所示。

本实施方式提供的激光器，其驱动杆13的表面设有驱动槽28，第一伸缩套14的侧壁开设有插接槽29，插接槽29内可拆卸连接有将其填充的插接件30，插接槽29上设有第一半轴槽31，插接件30上设有和第一半轴槽31相对应的第二半轴槽32，当插接件30填充插接槽29时，第一半轴槽31和第二半轴槽32形成轴孔，第一伸缩套14内设有从动件33，从动件33包括嵌在驱动槽28内的驱动端34和活动连接在轴孔内的轴端35，当驱动端34沿着驱动槽28的路径活动时，轴端35带着第一伸缩套14沿着定位杆12上下滑动。

在本实施方式中，提供了将驱动杆13的旋转动作转为第一伸缩套14的直线动作的一种具体实施方式。驱动杆13受驱动转动，使驱动端34随着驱动槽28的轨迹活动，驱动端34的形状配合驱动槽28的形状，而驱动杆13因为连着从动齿轮10，从动齿轮10连着轴承件8，其在高度上位置受限，所以转为了在高度上第一伸缩套14相对驱动杆13发生升降动作。而通过设置插接件30和插接槽29可拆卸连接，可以实现拆卸更换从动件33。使第一半轴槽31设在插接槽29上，第二半轴槽32设在插接件30上，二者共同形成轴孔，也是为了方便对从动件33的拆卸。并且为了加强连接结构，在插接件30的两侧设有弹性件36，在插接槽29的两侧设有接触槽37，当插接件30填充插接槽29时，通过弹性件36弹性抵触接触槽37以使插接件30和插接槽29过盈配合。

以上所述的具体实施方式，对本发明的发明目的、技术方案、以及有益效果进行了进一步的详细说明。应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员而言，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光器，包括外壳(1)和安装座(2)，所述外壳(1)内设有激光二极管、快轴准直透镜、慢轴准直透镜、以及非球面凸透镜，所述安装座(2)设在所述外壳(1)端部，其特征在于，所述安装座(2)两侧开口贯通并且内部设有沿其贯通方向滑动连接的喷嘴(3)，所述喷嘴(3)上设有进气口(4)和伸缩口(5)，所述喷嘴(3)的内侧和所述外壳(1)端部、所述安装座(2)内部围合成封闭空间，所述喷嘴(3)的外侧受设在所述安装座(2)内的直线驱动件(6)驱动而沿着所述安装座(2)的贯通方向升降，所述喷嘴(3)的内侧侧壁设有向所述安装座(2)中心延伸的侧连接件(7)，所述侧连接件(7)上设有轴承件(8)，所述轴承件(8)的外圈(9)连接有与其同轴设置的从动齿轮(10)，所述轴承件(8)的内圈(11)连接有向下延伸的定位杆(12)，所述从动齿轮(10)上设有中空的驱动杆(13)，所述驱动杆(13)和所述从动齿轮(10)同轴并且向下延伸，所述驱动杆(13)外套设有第一伸缩套(14)，所述第一伸缩套(14)的上端面开设有供所述定位杆(12)插入配合的定位槽(15)，所述第一伸缩套(14)受所述驱动杆(13)的旋转驱动执行升降动作并且在零位时所述第一伸缩套(14)和所述轴承件(8)设有间距(16)，所述第一伸缩套(14)外套设有与其液压连接的第二伸缩套(17)，所述轴承件(8)的内圈(11)底部设有位于所述间距(16)位置的下接触件(18)，所述第一伸缩套(14)顶部设有滑动连接其内部液压腔的上接触件(19)，所述第一伸缩套(14)受所述驱动杆(13)的旋转驱动执行上升动作以至于所述下接触件(18)将所述上接触件(19)压入时，所述第二伸缩套(17)受液压驱动而执行下降动作，所述侧连接件(7)周围设有向下延伸的下连接件(20)，所述下连接件(20)上设有液冷却套(21)，所述液冷却套(21)位于所述第二伸缩套(17)的外侧；

所述外壳(1)端部设有圆周驱动件(22)，所述圆周驱动件(22)通过设在所述安装座(2)内的主动齿轮(23)驱动所述从动齿轮(10)，并且所述圆周驱动件(22)周期性的正反向交替驱动；由激光二极管、快轴准直透镜、慢轴准直透镜、以及非球面凸透镜聚焦的激光束穿过中空的所述驱动杆(13)，所述第一伸缩套(14)和所述第二伸缩套(17)交替穿过所述伸缩口(5)以作辅助气体的出气口。

2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述安装座(2)内设有齿轮槽(24)，所述齿轮槽(24)供所述主动齿轮(23)圆周转动时让位。

3.根据权利要求2所述的激光器，其特征在于，所述外壳(1)端部设有安装槽(25)，所述圆周驱动件(22)固定安装在所述安装槽(25)内。

4.根据权利要求3所述的激光器，其特征在于，当所述喷嘴(3)位于初始位置时，所述从动齿轮(10)和所述主动齿轮(23)分离；当所述喷嘴(3)受所述直线驱动件(6)驱动而沿着所述安装座(2)的贯通方向上升后，所述从动齿轮(10)和所述主动齿轮(23)啮合连接。

5.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述圆周驱动件(22)为电机。

6.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述直线驱动件(6)为伸缩缸。

7.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述直线驱动件(6)设为四处，并且分别位于所述安装座(2)内的四角，各处所述直线驱动件(6)通过连接杆(26)连接所述喷嘴(3)的外侧。

8.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述安装座(2)的一侧设有侧开口(27)，所述侧开口(27)和设于所述喷嘴(3)上的所述进气口(4)位于同一侧。

9.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述驱动杆(13)的表面设有驱动槽(28)，所述第一伸缩套(14)的侧壁开设有插接槽(29)，所述插接槽(29)内可拆卸连接有将其填充的插接件(30)，所述插接槽(29)上设有第一半轴槽(31)，所述插接件(30)上设有和所述第一半轴槽(31)相对应的第二半轴槽(32)，当所述插接件(30)填充所述插接槽(29)时，所述第一半轴槽(31)和所述第二半轴槽(32)形成轴孔，所述第一伸缩套(14)内设有从动件(33)，所述从动件(33)包括嵌在所述驱动槽(28)内的驱动端(34)和活动连接在轴孔内的轴端(35)，当所述驱动端(34)沿着所述驱动槽(28)的路径活动时，所述轴端(35)带着所述第一伸缩套(14)沿着所述定位杆(12)上下滑动。

10.根据权利要求9所述的激光器，其特征在于，所述插接件(30)的两侧设有弹性件(36)，所述插接槽(29)的两侧设有接触槽(37)，当所述插接件(30)填充所述插接槽(29)时，通过所述弹性件(36)弹性抵触所述接触槽(37)以使所述插接件(30)和所述插接槽(29)过盈配合。