CN207787209U - 一种激光清洗用自适应调节臂架及激光清洗设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种激光清洗用自适应调节臂架，包括转动机构、滑动机构和夹持装置，转动机构包括依次连接的第一转臂和第二转臂，第二转臂通过第一转轴与滑动机构连接，滑动机构包括通过螺钉连接的滑杆固定座和滑块连接板，夹持装置的固定架与滑块连接板相固定连接，固定架用于夹紧激光器。本实用新型中的激光清洗用自适应调节臂架，可以适应不同的工件形状，并且能够使激光器夹持后深入狭小空间内，能够对形状复杂的工件进行全面清洗；提供的激光清洗设备，臂架一端连接升降台，可以在升降台平面内精确转动，并且可以随着升降台在竖直平面内进行运动。

Description

一种激光清洗用自适应调节臂架及激光清洗设备

技术领域

本实用新型涉及激光清洗技术领域，特别是涉及一种激光清洗用自适应调节臂架及激光清洗设备。

背景技术

激光清洗作为一种新型的材料表面清洗技术，已经在国内外各种生产生活场景中得到了充分应用。传统的激光清洗装置，主要进行的是板件和方形件的平面清洗，而圆面的清洗配套装置很少有人涉及。主要存在的问题是，激光清洗要获得最好的效果，需要出光口和工件表面保持合适的距离，并且在清洗的整个过程中不发生变化。实际操作中由于工件的运动和工作人员的操作，经常会导致距离发生变化，从而影响整个激光清洗的结果。

目前，激光加工技术作为一种清洁高效的新技术，在各种工业生产和后续维护处理中都得到了广泛应用。激光清洗作为其中的一个重要组成部分，在现代化工业生产中有着广泛的实际应用和远大的发展前景。激光清洗作业中，定位、对焦的精确度直接影响着激光清洗的质量和工作效率。

传统的手持式激光清洗器，轻巧且便于使用，但是一旦处理大型工件，就很难保证在清洗的过程中激光器一直保持稳定。这种情况下，就必须借助夹具来固定激光器。由于工件的形状不一定是规则的几何体，清洗的表面也不一定平整，因此最好是采用多轴机械臂来装夹固定激光器。有的工件，不仅形状复杂，还存在一些大型设备难以清洗的死角，需要激光器在一定的空间范围内能进行灵活的运动。

为了保证高效稳定的激光清洗作业，我们要求激光器出光口到工件的位置保持不变，并且最好是能固定在一个可调的位置，在清洗作业过程中不发生改变。最理想的结果，整个固定结构还要能实现自动化控制。这种情况下，一个能根据工况调整的支撑装置就显得尤为重要。

此外，对于大型工件，有时需要激光器进行大范围，特别是竖直方向上大范围的移动。而传统的激光器夹持固定装置可以自由运动的范围有限，无法满足生产的需要。因此，我们急需一种既能在工件运动过程中保持距离，又能在处理大型工件时进行大范围运动的激光清洗用装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种激光清洗用自适应调节臂架，以解决上述现有技术存在的问题，自适应调节臂架具有多个自由度的夹持装置，能在夹持激光器的同时进行多角度转动，使得激光器能够对形状复杂的工件和狭小空间的死角进行清洗，本实用新型还提供一种激光清洗设备，既轻便又方便操作的升降机构，让操作人员便于操作，同时又能达到需要的行程，该激光清洗设备，可以适配多种激光器的对焦装置，保证在清洗过程中激光器到工件表面的距离不变，同时不会对清洗过程本身造成干涉或者影响。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种激光清洗用自适应调节臂架，包括转动机构、滑动机构和夹持装置，所述转动机构包括依次连接的第一转臂和第二转臂，所述第二转臂通过第一转轴与所述滑动机构连接，所述滑动机构包括通过螺钉连接的滑杆固定座和滑块连接板，所述夹持装置的固定架与所述滑块连接板相固定连接，所述固定架用于夹紧激光器。

可选的，所述第一转臂与所述第二转臂通过手拧螺钉连接。

可选的，所述第二转臂上通过螺钉固定有定位块。

可选的，所述第二转臂上还通过手拧螺钉连接固定有一二位旋转件，所述二位旋转件将所述第二转臂和固定架进行连接，且所述第二转臂和固定架上伸出的两个转轴呈90度分布贯穿在所述二位旋转件中。

可选的，所述滑动机构还包括调节螺钉，所述调节螺钉位于所述滑杆固定座和滑块连接板之间。

可选的，所述夹持装置还包括压板和保持架，所述固定架、压板和保持架依次通过螺钉连接固定，所述保持架的另一端连接有一滚轮。

可选的，所述保持架为可伸缩保持架。

本实用新型还提供一种激光清洗设备，该清洗设备包括上述的激光清洗用自适应调节臂架，还包括支撑架和升降台，所述升降台安装在所述支撑架的导柱上，且所述升降台通过钢丝绳与所述支撑架连接，所述钢丝绳的另一端连接有配重块；第二转轴将所述升降台与调节臂架的第一转臂相连接。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

1、本实用新型设计了一种三轴的激光清洗用自适应臂架，拥有多个自由度，可以灵活转动，保证激光器可以深入难以清洗的狭小空间，完成对复杂零件的清洗。

2、臂架的自由端是激光器的夹持机构，加入了对称分布的一对螺杆和弹簧，使滑块连接板始终处于设计好的中间位置上。通过转动螺杆，就能调节弹簧的松紧程度，从而改变激光器夹持的初始位置。这就保证了激光器被夹持之后在整个清洗过程中都不会发生位置变化，同时这个初始位置是可以手动调整的。

3、臂架的一段通过转轴与升降台连接，可以在升降台平面内进行一百八十度转动，并且可以根据升降台上的刻度进行精确调节。升降台则通过钢丝绳和导轨固定在支撑架上，钢丝绳另一端连接着配重块。配重块的重量与夹持激光器之后的臂架以及升降台总重近似相等，使得操作人员可以很轻松地将臂架和升降台进行整体升降。调整到预定位置后，只要拧紧升降台上的螺母，就能将升降台固定在合适的位置。

4、在夹持机构的前端安装有保持架，保持架一端与夹持机构连接，一端是小型滚轮，工作时，滚轮紧贴工件表面，随着工件的运动而转动。只要能保证滚轮和工件表面紧密接触，那么出光口到工件表面的距离就是最佳的距离，也能发挥最好的清洗效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中激光清洗用自适应调节臂架的整体结构示意图；

图2为本实用新型中激光清洗设备的装配示意图；

图3为本实用新型中调节臂架与工件接触进行清洗工作的示意图；

图4为定位块未拆除的状态；

图5为定位块拆除之后的状态；

图6为拆去二位旋转件之后的臂架装配图；

其中，1第一转臂；2手拧螺钉；3第二转臂；4定位块；5二位旋转件；6第一转轴；7滑杆固定座；8调节螺钉；9滑块连接板；10 固定架；11压板；12保持架；13滚轮；14导柱；15升降台；16第二转轴；17支撑架；18配重块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种激光清洗用自适应调节臂架，以解决上述现有技术存在的问题，自适应调节臂架具有多个自由度的夹持装置，能在夹持激光器的同时进行多角度转动，使得激光器能够对形状复杂的工件和狭小空间的死角进行清洗，本实用新型还提供一种激光清洗设备，既轻便又方便操作的升降机构，让操作人员便于操作，同时又能达到需要的行程，该激光清洗设备，可以适配多种激光器的对焦装置，保证在清洗过程中激光器到工件表面的距离不变，同时不会对清洗过程本身造成干涉或者影响。

本实用新型提供的激光清洗用自适应调节臂架，包括转动机构、滑动机构和夹持装置，转动机构包括依次连接的第一转臂和第二转臂，第二转臂通过第一转轴与滑动机构连接，滑动机构包括通过螺钉连接的滑杆固定座和滑块连接板，夹持装置的固定架与滑块连接板相固定连接，固定架用于夹紧激光器。

将激光器夹持在夹持装置上，调节滑动机构中的螺钉，使滑块连接板始终处于设计好的中间位置上，保证中心位置在清洗过程中不变，同时也具有可调性，通过调整转动机构中两个转臂的角度和位置关系，可以方便地将激光器送至需要进行激光加工的位置，自由度更高，使用更加灵活。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

请参考图1-6，其中，图1为本实用新型中激光清洗用自适应调节臂架的整体结构示意图；图2为本实用新型中激光清洗设备的装配示意图；图3为本实用新型中调节臂架与工件接触进行清洗工作的示意图；图4为定位块未拆除的状态；图5为定位块拆除之后的状态；图6为拆去二位旋转件之后的臂架装配图。

如图1-6所示，本实用新型提供一种激光清洗用自适应调节臂架，包括转动机构、滑动机构和夹持装置，转动机构包括依次连接的第一转臂1和第二转臂3，第二转臂3通过第一转轴6与滑动机构连接，滑动机构包括通过螺钉连接的滑杆固定座7和滑块连接板，夹持装置的固定架10与滑块连接板9相固定连接，固定架10用于夹紧激光器。

第一转臂1与第二转臂3通过手拧螺钉2连接；第二转臂3上通过螺钉固定有定位块4，定位块主要的作用是用于锁定二位旋转件5 的位置，二位旋转件5的侧面有5个圆弧排列的定位孔，定位块中有一个可锁紧的定位销，当需要移动二位旋转件5的时候，拧松定位销上的螺钉，然后往外移动定位销，使销孔分离，二位旋转件5即可进行旋转，移动到需要的位置后，再将定位销内推，插入孔后拧紧螺钉，即可实现锁定；第二转臂3上还通过手拧螺钉2连接固定有一二位旋转件5，其主要作用是连接第二转臂3和第一转轴6，而且第二转臂3和二位旋转件5、二位旋转件5和第一转轴6之间均可进行转动，二位旋转件5的主要作用是连接第二转臂3和固定架10，有A和B 两根轴呈90度分布贯穿其中(如图6)，这两根轴是两根转轴，可以分别进行转动，二位旋转件5的作用类似于一个连接的“关节”，协调两个方向的旋转动作，因此被称为二位旋转件5；滑动机构还包括调节螺钉8，调节螺钉8位于滑杆固定座7和滑块连接板之间。

夹持装置还包括压板11和保持架12，固定架10、压板11和保持架12依次通过螺钉连接固定，保持架12的另一端连接有一滚轮 13；保持架12为可伸缩保持架。

本实用新型还提供一种激光清洗设备，该清洗设备包括上述的激光清洗用自适应调节臂架，还包括支撑架17和升降台15，升降台15 安装在支撑架17的导柱14上，且升降台15通过钢丝绳与支撑架17 连接，钢丝绳的另一端连接有配重块18；第二转轴16将升降台15与调节臂架的第一转臂1相连接。

为了便于对大型、不规则工件进行激光清洗，本实用新型设计了一种多轴转动的自适应调节臂架。该臂架不仅可以灵活进行多轴转动，装上电机之后可以进行电动调节，实现数字化自动控制。同时，配合导轨和升降机构，臂架整体还能在空间内进行上下运动。这样就保证，手持式激光器固定之后能随臂架灵活转动，从而清洗到一些大型设备难以清洗到的死角。

本实用新型具体的设计方案是：升降台15由钢丝绳连接在支撑架17上，钢丝绳另一端连接着配重块18。配重块18重量与夹持激光器后的臂架加上平台的重量相近，使得操作人员可以轻松地进行手动升降操作。臂架与升降台15通过转轴连接，可以进行一百八十度平面转动。臂架为三轴转动设计，自由端为激光器夹持装置。在夹具上，我们还设置了两个重要的辅助结构：

第一个是由一组对称的两个滑块组成的滑动机构。在滑动机构上，我们加入了对称分布的一对螺杆和弹簧，使滑块连接板始终处于设计好的中间位置上。如果需要调节中间位置，那么只要调节对应方向的螺杆旋入深度就可以了。这样的结构保证了中心位置在清洗过程中不变，同时也具有可调性，大大方便了使用；

第二个是从夹持架上伸出的保持架12。保持架12由压板11固定在夹持架上，末端有一个滚轮13。大型工件清洗过程中，工件始终保持匀速旋转，滚轮13与未清洗的工件表面保持接触，这样就保证了在整个清洗过程中激光器和工件表面的距离不变。

升降台15安装到导轨上之后，臂架整体可以随升降台15在竖直空间内进行上下运动，移动到合适位置之后，可以拧紧升降台15两侧的螺母进行锁定。为了方便升降台15和臂架平稳快速移动，在导轨固定架上添加了滑轮和配重块18，配重块18的重量稍轻于升降台15、臂架与激光器之和，这样就可以较为轻松地移动它们整体；

如图3所示，清洗大型工件时，工件本身在固定装置的带动下转动，清洗用激光器和臂架保持不动。定位机构的滚轮13贴紧工件的未加工平面，保证激光器到工件表面的距离在整个清洗过程中不再变化。这样一来，在根据焦距调整好激光器到工件表面的距离之后，就不必再担心位置变化对激光清洗效果产生的影响了。

对于激光清洗工作，具体的实施步骤如下：

步骤一：根据需要调节升降台15在竖直方向上的高度，然后拧紧螺母锁住升降台15；

步骤二：转动臂架，升降台15上的刻度可以作为依据，依次转动各个轴使手持固定架10到达合适的位置；

步骤三：将手持式激光清洗头固定在固定架上，转动调节螺钉8 并移动滑块，调节弹簧使激光器停在合适的位置

步骤四：将保持架12末端的滚轮13贴紧工件未清洗的表面，直到确认滚轮13可以随时工件转动而转动为止。

本实用新型的调节臂架，具有以下优点：

臂架为三轴可转动结构，可以适应不同的工件形状，并且能够使激光器夹持后深入狭小空间内，能够对形状复杂的工件进行全面清洗。

夹持装置的前端安装有保持架12，保持架12顶部的滚轮13可以保证清洗过程中工件表面和激光器之间的距离保持不变，从而提供最好的清洗效果。

臂架一端连接升降台15，可以在升降台15平面内精确转动，并且可以随着升降台15在竖直平面内进行运动本实用新型设计了一种三轴转动的支撑臂架，可以在一定范围内灵活转动。配重块18通过钢丝绳和升降台15连接，可以方便操作人员对升降台15进行移动。

除上述以外，考虑到有的工件表面不能直接进行接触，可以将本实用新型中夹持装置前端的保持架12替换成光学在线监测装置，通过光学测距来控制激光器和工件表面的距离，并通过控制电路实时进行调整；

升降台15和支撑架17连接的导轨可以换成电机驱动，通过数控程序对平台升降进行调整，结果更加精确。

需要说明的是，本实用新型中的激光清洗用自适应调节臂架和激光清洗设备，只要工作原理不变，只是简单的部件的增删、替换或者容易想到的位置的变换，均在本实用新型的保护范围内。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (8)

1.一种激光清洗用自适应调节臂架，其特征在于：包括转动机构、滑动机构和夹持装置，所述转动机构包括依次连接的第一转臂和第二转臂，所述第二转臂通过第一转轴与所述滑动机构连接，所述滑动机构包括通过螺钉连接的滑杆固定座和滑块连接板，所述夹持装置的固定架与所述滑块连接板相固定连接，所述固定架用于夹紧激光器。

2.根据权利要求1所述的激光清洗用自适应调节臂架，其特征在于：所述第一转臂与所述第二转臂通过手拧螺钉连接。

3.根据权利要求1所述的激光清洗用自适应调节臂架，其特征在于：所述第二转臂上通过螺钉固定有定位块。

4.根据权利要求1所述的激光清洗用自适应调节臂架，其特征在于：所述第二转臂上还通过手拧螺钉连接固定有一二位旋转件，所述二位旋转件将所述第二转臂和固定架进行连接，且所述第二转臂和固定架上伸出的两个转轴呈90度分布贯穿在所述二位旋转件中。

5.根据权利要求1所述的激光清洗用自适应调节臂架，其特征在于：所述滑动机构还包括调节螺钉，所述调节螺钉位于所述滑杆固定座和滑块连接板之间。

6.根据权利要求1所述的激光清洗用自适应调节臂架，其特征在于：所述夹持装置还包括压板和保持架，所述固定架、压板和保持架依次通过螺钉连接固定，所述保持架的另一端连接有一滚轮。

7.根据权利要求6所述的激光清洗用自适应调节臂架，其特征在于：所述保持架为可伸缩保持架。

8.一种激光清洗设备，该清洗设备包括权利要求1-7中任一项所述的激光清洗用自适应调节臂架，其特征在于：还包括支撑架和升降台，所述升降台安装在所述支撑架的导柱上，且所述升降台通过钢丝绳与所述支撑架连接，所述钢丝绳的另一端连接有配重块；第二转轴将所述升降台与调节臂架的第一转臂相连接。