自调节激光强度的手持式激光打标机的制作方法

1.本技术涉及激光打标机的领域，尤其是涉及一种自调节激光强度的手持式激光打标机。


背景技术：

2.激光打标机是指用激光束照射导致材料表层发生化学物理变化而形成刻痕的打标设备。在电子元器件、集成电路、电工电器、手机通讯、五金制品、工具配件以及精密器械等诸多领域有着泛广应用。目前的激光打标设备已经逐渐在从大型设备向集成化便携式发展。
3.如申请号为202021068817.x的中国实用新型专利文献中公开了一种手持激光打标机，其包括一主壳体和设置在主壳体内的一隔离器、一光电开关、一振镜组件、一场镜，以及与主壳体可拆卸连接的一对焦块，主壳体包括一手柄部以及与手柄部连通的一打标部；手柄部包括一隔离器容纳腔以及一开关槽，隔离器设置在隔离器容纳腔内，光电开关通过开关槽连通主壳体外侧的一开关操作部；打标部包括一振镜组件容纳腔以及一场镜孔，振镜组件容纳腔与场镜孔连通，场镜安装在场镜孔内。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为激光打标机集成为手持式后，应用范围得到提升，常常需要在材质、表面粗糙度等性质差异较大的材料上进行打标，需要使用不同的激光输出强度，而目前的手持式激光打标机难以实现对激光输出强度的精细化调节。


技术实现要素：

5.为了实现对激光输出强度的精细化调节，本技术提供一种自调节激光强度的手持式激光打标机。
6.本技术提供的自调节激光强度的手持式激光打标机采用如下的技术方案：自调节激光强度的手持式激光打标机，包括壳体、固定块以及出光机构，所述固定块设置在壳体内，所述固定块上开设有安装腔，所述安装腔中设置有出光机构，所述壳体内还设置有粗糙度检测件、光强调节机构以及控制系统，所述粗糙度检测件对应壳体的激光出光口设置，用于对打标物表面粗糙度进行检测；所述光强调节机构设置于安装腔出光口处，用于对安装腔的出光量进行调节；所述控制系统与出光机构、粗糙度检测件以及光强调节机构均电连接。
7.通过采用上述技术方案，对于不同材质的打标物打标，通过控制系统对激光光源进行控制，使得激光光源的输出强度与打标物的材质匹配；而对于相同或者接近材质的打标物，通过粗糙度检测件先对打标物表面粗糙度进行检测，若粗糙度较高，则相应的漫反射程度也较高，需要对应的通过控制系统调节光强调节机构，以对出光来那个进行调节，实现对出光量的精调；通过对激光光源和光强调节机构的配合调整，实现对激光输出强度的精细化调整，使得手持式激光打标机能够对更加多样的材质进行打标，提升了手持式激光打标机的适用性。
8.可选的，所述光强调节机构包括出光筒和设置在所述出光筒上的调节组件，所述调节组件用于对出光筒的出光面积进行调整。
9.通过采用上述技术方案，以调节出光面积的方式实现对出光量的调整，无需额外添加过多结构即可实现，有利于手持式激光打标机保持较小体积与较低重量，方便使用。
10.可选的，所述调节组件包括启闭部件和驱动部件，所述启闭部件包括套盖、齿环以及多组转动件，所述套盖盖设在出光筒的出光端，所述套盖中部同轴开设有出光孔，所述出光孔与出光筒同轴，所述齿环同轴套接在所述套盖上，且与所述套盖转动连接，所述转动件包括三尖拼接块和联动杆，全部所述三尖拼接块能拼接成对出光孔进行封堵的圆盘，所述三尖拼接块于圆盘内的侧壁呈弧形设置，所述三尖拼接块一尖角部位与套盖通过第一转轴转动连接，所述第一转轴设置于出光孔周侧，且所述第一转轴轴线与套盖轴线平行，所述三尖拼接块远离出光孔的另一尖角部与联动杆一端固接，所述联动杆远离三尖拼接块一端与所述齿环通过第二转轴转动连接，所述第二转轴与第一转轴平行；所述驱动部件用于驱动齿环往复转动。
11.通过采用上述技术方案，需要对出光量进行调节时，转动齿环，齿环带动联动杆转动，三尖拼接块在联动杆带动下绕第一转轴转动，各三尖拼接块之间的空隙大小随之改变，达到调整出光量的效果，而且出光间隙均匀规则，使得最终射出的激光保持集中，打出的标记更加清晰。
12.可选的，所述驱动部件包括伺服电机和齿轮，所述伺服电机固设与所述壳体中，所述齿轮同轴设置于所述伺服电机输出轴上，且所述齿轮与齿环啮合。
13.通过采用上述技术方案，利用伺服电机能进行低速双向输出的特点，实现对齿环的驱动，驱动精度高，有助于进一步提升调节精细度。
14.可选的，所述三尖拼接块靠近出光口一侧设置有反射层。
15.通过采用上述技术方案，由反射层对照射在三尖拼接块上的激光进行反射，有助于降低激光照射导致的三尖拼接块的损耗速度，提升三尖拼接块的使用寿命。
16.可选的，所述三尖拼接块与所述套盖之间设置有间隙。
17.通过采用上述技术方案，避免三尖拼接块转动过程中与套盖之间反复摩擦，降低反射层受损的可能性，提升反射层的使用寿命。
18.可选的，所述出光机构包括封装管、激光光源、合束镜以及聚焦透镜，所述激光源和合束镜均设置在所述封装管中，所述合束镜设置与所述激光源出光侧，所述聚焦透镜设置于所述合束镜远离激光源一侧。
19.通过采用上述技术方案，在激光光源出光端设置合束镜，使得激光在射出光源出射点后立即由散射光调节为平行光，减少了由于漫反射损失的能量，使得激光光源的功率损失得以降低，即采用较小功率的小体积激光光源即可输出较高能量等级的激光，有助于缩减手持式激光打标机的体积和重量；同时，聚焦透镜紧跟合束镜的安装方式，在现有工艺条件下能够将透镜体积缩小80%，而且能够让激光光源的能量损失降低70%以上，即在不额外损失光能量的情况下将聚焦透镜体积尽可能的小型化，使得激光打标机核心的光路系统高度集成。
20.可选的，所述激光光源包括多个并联的激光源，所述激光源均与控制系统电连接。
21.通过采用上述技术方案，便于对激光光源的出光量进行控制。
22.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：对于不同材质的打标物打标，通过控制系统对激光光源进行控制，使得激光光源的输出强度与打标物的材质匹配；而对于相同或者接近材质的打标物，通过粗糙度检测件先对打标物表面粗糙度进行检测，若粗糙度较高，则相应的漫反射程度也较高，需要对应的通过控制系统调节光强调节机构，以对出光来那个进行调节，实现对出光量的精调；通过对激光光源和光强调节机构的配合调整，实现对激光输出强度的精细化调整，使得手持式激光打标机能够对更加多样的材质进行打标，提升了手持式激光打标机的适用性；需要对出光量进行调节时，转动齿环，齿环带动联动杆转动，三尖拼接块在联动杆带动下绕第一转轴转动，各三尖拼接块之间的空隙大小随之改变，达到调整出光量的效果，而且出光间隙均匀规则，使得最终射出的激光保持集中，打出的标记更加清晰；由反射层对照射在三尖拼接块上的激光进行反射，有助于降低激光照射导致的三尖拼接块的损耗速度，提升三尖拼接块的使用寿命。
附图说明
23.图1是本技术实施例的自调节激光强度的手持式激光打标机的整体结构示意图。
24.图2是图1中自调节激光强度的手持式激光打标机的内部结构示意图。
25.图3是内壳体的内部结构示意图。
26.图4是图3中固定块和出光机构部分的剖面示意图。
27.图5是图3中a部分的结构示意图。
28.图6是图1中遮光罩的结构示意图。
29.附图标记：1、壳体；11、内壳体；111、隔板；112、第一容置腔；1121、散热风扇；1122、进气口；113、第二容置腔；1131、激光出光口；1132、阻隔透镜；12、外壳体；121、散热孔；122、把手；123、控制按钮；2、光路系统；21、出光机构；211、固定块；2111、散热槽；2112、安装腔；212、激光光源；213、合束镜；214、封装管；215、聚焦透镜；22、振镜机构；221、固定座；222、x振镜电机；223、y振镜电机；3、控制系统；31、控制屏；4、供电系统；41、电源适配器；42、电池储箱；421、箱盖；43、usb供电接头；44、dc供电接头；5、遮光罩；51、打标口；52、滑动门；521、拨动轴；53、腰形通槽；6、光量调节系统；61、粗糙度检测件；62、光强调节机构；621、出光筒；622、启闭部件；6221、套盖；62211、第一转轴；6222、齿环；62221、第二转轴；6223、转动件；62231、三尖拼接块；62232、联动杆；623、驱动部件；6231、伺服电机；6232、齿轮。
具体实施方式
30.以下结合附图1
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6对本技术作进一步详细说明。
31.本技术实施例公开一种自调节激光强度的手持式激光打标机。参照图1、图2和图3，自调节激光强度的手持式激光打标机包括主机和卡接在主机下部的遮光罩5。主机包括壳体1、光路系统2、控制系统3、供电系统4以及光量调节系统6，壳体1包括外壳体12和内壳体11，内壳体11通过螺栓固定在外壳体12内，光路系统2安装于内壳体11中，外壳体12上开设有散热孔121，控制系统3和供电系统4都安装在外壳体12上，光量调节系统6包括粗糙度检测件61和光强调节机构62，粗糙度检测件61和光强调节机构62均安装在内壳体11中。供电系统4向光路系统2和控制系统3供电，控制系统3控制光路系统2发出激光，并控制光量调
节系统6对出光量进行调节。
32.参照图1和图2，供电系统4设置在外壳体12顶部，包括电源适配器41和供电组件，电源适配器41粘接在外壳体12内壁上，供电组件包括电池储箱42、usb供电接头43和dc供电接头44，电池储箱42一体安装在外壳体12顶部一侧，电池储箱42上盖设有箱盖421，usb供电接头43和dc供电接头44并排粘设在靠近电池储箱42一侧的外壳体12侧壁上，电池储箱42、usb供电接头43和dc供电接头44三者的电源输出端均与电源适配器41电连接。外壳体12顶部还一体设置有把手122，把手122上卡接有控制按钮123。
33.参照图1，控制系统3包括与电源适配器41电连接的控制器和控制屏31，且控制器与控制屏31也电连接，外壳体12上开设有视窗，控制屏31粘设在视窗处，控制器粘设在控制屏31靠近内壳体11一侧，控制器图中未示出。
34.参照图2，为了对手持激光打标机工作产生的热量进行分隔以及快速散热，内壳体11内设置有隔板111，隔板111将内壳体11内腔分隔为第一容置腔112和第二容置腔113，光路系统2包括出光机构21和振镜机构22，固定块211安装在第一容置腔112中，本实施例中固定块211采用铜块，在固定激光光源212的同时也充当散热块对激光光源212快速散热，固定块211表面间隔开设有若干散热槽2111，第一容置腔112与隔板111正对的侧壁上卡接有散热风扇1121，第一容置腔112底壁靠近激光出光口1131一侧开设有进气口1122。振镜机构22和粗糙度检测件61均安装在第二容置腔113中，第二容置腔113底壁靠近隔板111一侧开设有激光出光口1131，激光出光口1131上卡接有阻隔透镜1132。
35.参照图3和图4，固定块211中部沿外壳体12长度方向开设有安装腔2112，安装腔2112贯穿固定块211设置，散热风扇1121的进风端与安装腔2112正对。出光机构21包括封装管214、激光光源212、合束镜213以及聚焦透镜215，光强调节机构62包括出光筒621和调节组件，出光筒621卡接在安装腔2112中，安装腔2112腔壁上涂抹有用于提升热传导效率的导热硅脂，封装管214插设在出光筒621靠近散热风扇1121一端，激光光源212和合束镜213封装在封装管214中，激光光源212包括多个并联的激光源，每一激光源均与控制器电连接，合束镜213位于激光源靠近散出光筒621一端，本实施例中，封装管214采用铜管，利用铜材具有较佳的光反射性的特点，减少激光发射后的损耗，激光光源212与电源适配器41和控制器均电连接，且激光光源212还与控制按钮123电连接；聚焦透镜215卡接在出光筒621内腔中，出光筒621出光端自安装腔2112伸出，并贯穿隔板111伸入第二容置腔113中。
36.参照图3、图4和图5，调节组件包括启闭部件622和驱动部件623，启闭部件622安装在出光筒621伸入第二容置腔113一端，启闭部件622包括套盖6221、齿环6222以及多组转动件6223，套盖6221盖设在出光筒621的出光端，套盖6221中部同轴开设有出光孔，出光孔与出光筒621同轴，齿环6222同轴套接在套盖6221上，且与套盖6221转动连接；转动件6223包括三尖拼接块62231和联动杆62232，全部三尖拼接块62231能拼接成对出光孔进行封堵的圆盘，三尖拼接块62231于圆盘内的侧壁呈弧形设置，三尖拼接块62231一尖角部位与套盖6221通过第一转轴62211转动连接，第一转轴62211焊接在套盖6221上，且位于出光孔周侧，第一转轴62211轴线与套盖6221轴线平行，三尖拼接块62231与套盖6221之间留设有间隙。三尖拼接块62231远离出光孔的另一尖角部与联动杆62232一端焊接，联动杆62232远离三尖拼接块62231一端与齿环6222通过第二转轴62221转动连接，第二转轴62221平行第一转轴62211插接在齿环6222轴侧，并通过螺纹连接的螺母固定在齿环6222上。驱动部件623包
括伺服电机6231和齿轮6232，伺服电机6231通过螺栓固定在第二容置腔113内壁上，齿轮6232同轴焊接于伺服电机6231输出轴上，且齿轮6232与齿环6222啮合。三尖拼接块62231靠近出光口一侧涂设有反射层，本实施例中，反射层采用银镀层，反射层图中未示出。
37.参照图2、图3和图4，振镜机构22包括焊接在内壳体11中的固定座221以及卡接在固定座221上的x振镜电机222和y振镜电机223，固定座221呈l型设置，x振镜电机222卡接在固定座221纵向侧壁上，y振镜电机223卡接在固定座221横向侧壁上，x振镜电机222的反射镜对应聚焦透镜215设置，y振镜电机223的反射镜对应激光出光口1131设置，x振镜电机222和y振镜电机223均与控制器电连接。粗糙度检测件61通过螺栓固定在固定座221上，本实施例中采用光电传感器，光电传感器的出光端朝向激光出光口1131设置，光电传感器与控制器电连接。
38.参照图6，遮光罩5包括罩体和安装在罩体底部的滑动门52，罩体底部开设有打标口51，打标口51对应激光出光口1131设置，滑动门52安装于激光出光口1131和打标口51之间，且靠近打标口51设置，以便对打标口51进行封闭。本实施例中滑动门52设置为对开式滑动门52，对开式滑动门52的两门扇上均连接有一拨动轴521，罩体侧壁上对应两拨动轴521开设有两个沿罩体长度方向开设的腰形通槽53，两拨动轴521自腰形通槽53中伸出。遮光罩5上也开设有散热孔121。
39.本技术实施例自调节激光强度的手持式激光打标机的实施原理为：对于不同材质的打标物打标时，调节控制系统3对激光源数量进行控制，使得激光光源212的输出强度与打标物的材质匹配；而对于相同或者接近材质的打标物，将遮光罩5底壁紧贴在打标物表面，通过粗糙度检测件61，即光电传感器检测打标物表面粗糙度，并反馈到控制器，若粗糙度较高，控制器控制伺服电机6231启动，带动齿轮6232转动，齿轮6232带动齿环6222转动，齿环6222带动联动杆62232转动，三尖拼接块62231在联动杆62232带动下绕第一转轴62211转动，各三尖拼接块62231之间的空隙大小随之改变，达到调整出光面积，进而调整出光量的效果。出光面积调节完成后，在控制屏31上输入需要标记的内容，移动手持激光打标机，使打标口51与待标记位置正对，之后按压控制按钮123，激光光源212发出激光，激光依次经过合束镜213和聚焦透镜215照射到x振镜电机222的反射镜上，经x振镜电机222的反射镜反射到y振镜电机223的反射镜上，再由y振镜电机223的反射镜反射出激光出光口1131，最终射到打标物表面，之后控制器控制x振镜电机222和y振镜电机223的反射镜转动，对激光照射位置进行调节，标刻出标记。
40.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。