一种船体表面油漆的激光清洗装置的制作方法

本实用新型涉及激光清洗技术，特别是涉及一种船体表面油漆的激光清洗装置。

背景技术：

船舶在海面上航行，船体长时间浸泡在海水中，船体表面的油漆会发生老化、破损，这会使得船体钢板发生腐蚀，影响行船安全。因此船舶每隔一段时间就要返回船坞，清除表面的老化油漆，并重新进行涂装。

目前，传统的清理方法主要有利用电动或气动打磨机进行手工打磨、喷砂及高压水射流等方法。

其中，利用电动或气动打磨机进行手工打磨有如下缺点：效率较低，属于露天操作，且打磨产生的粉尘、噪声等污染比较大；同时受天气、温度、湿度、钢板的露点温度等环境因素影响较大，清理后不利于船舶的二次涂装作业。

用喷砂设备进行喷砂处理，虽然能达到船舶涂装对于钢板的粗糙度等所需要的参数指标，但需喷砂机、磨料等设备，并且为了减少粉尘、噪声等环境污染，还需搭建临时厂房，前期的投资较大。

高压水射流的清理方法，是利用高压水射流的冲击作用和水撬作用破坏锈蚀和涂层对钢板的附着力。其特点是无粉尘污染，不损伤钢板，并且除漆效果好。但除漆后的钢板易返锈，对后续涂装作业有较大的影响。

随着激光技术的迅猛发展，新型的激光清洗技术也被开发出来。利用激光和待清洗工件表面的相互作用，使得表面上的涂层及油污瞬间从基体上剥离，从而达到清洁的目的。激光清洗也被公认为是一种最有效、最可靠的“绿色”清洗解决方案。

目前，激光清洗系统主要分为手持激光清洗系统和机械自动式激光清洗系统。其中手持式激光清洗机的关键部件是手持式的激光清洗枪，可广泛应用于非标不规则的除漆除锈去污去氧化皮等。其优点是操作灵活方便，可移动式作业，其缺点是人工操作，精确度较差，一致性较差，劳动强度大，很难批量化作业。

机械式激光清洗机的激光清洗枪安装在大型机械装置上(如机械手、机床等)，由机械装置自动完成预设的运动轨迹。其优点是精度高，可大批量作业，对操作人员的技术要求和劳动强度不高。其缺点是很难完成不规则轨迹的运动。

在船体表面油漆的清理过程中，由于清理作业面大、清洗效果要求高，手持式激光清洗装置并不适用船体表面的清洗。因此，需要开发一种专门用于船体表面清洗的装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的是要提供一种船体表面油漆的激光清洗装置，使得清洗效果稳定，清洗效率提高。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种船体表面油漆的激光清洗装置，包括：

遥控小车110；

电磁吸附单元120，设置在所述遥控小车；

光斑整形单元130，设置在所述遥控小车；

光纤140，连接所述光斑整形单元；

镜头防护单元150，设置在所述遥控小车。

优选的，上述的激光清洗装置中，所述光斑整形单元包括：准直镜、光斑整形面镜以及平场聚焦镜。

优选的，上述的激光清洗装置中，所述光斑整形面镜为扫描振镜或旋转多面镜，整形后的线光斑长度为30mm～500mm。

优选的，上述的激光清洗装置中，所述光纤连接脉冲激光器，所述脉冲激光器的脉冲宽度为10ns～300ns，平均功率为400W～4000W，脉冲频率为10kHz～100kHz。

优选的，上述的激光清洗装置中，所述电磁吸附单元包括：电磁铁及电流控制器。

优选的，上述的激光清洗装置中，所述遥控小车具体包括：

车身、车轮、控制元件、转向电机、驱动电机以及机械传动机构。

优选的，上述的激光清洗装置中，还包括：

吸尘单元，设置在所述遥控小车上。

优选的，上述的激光清洗装置中，所述吸尘单元包括：吸尘器、出气管道和吸尘罩。

优选的，上述的激光清洗装置中，所述镜头防护单元包括：镜头防护罩、空气压缩机及连接管道。

本实用新型实施例具有以下技术效果：

1)本实用新型实施例中，将产生最终激光清洗光束的光斑整形单元130设置在遥控小车上，遥控小车设置电磁吸附单元从而能在垂直的船体表面爬行，由于遥控小车行进过程中与船体表面保持等距，使得激光光束的照射稳定，不会产生人为手持设备的距离误差，使得清洗效果稳定。

2)遥控小车可以进行自动化行走设定，使得清洗过程操作更加简便，清洗效率更高。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是本实用新型一个实施例的激光清洗装置的结构图；

图2是本实用新型一个实施例的激光清洗装置的清洗操作示意图。

具体实施方式

图1是本实用新型一个实施例的激光清洗装置的结构图，如图1所示，本实用新型实施例提供一种船体表面油漆的激光清洗装置，包括：

遥控小车110；

电磁吸附单元120，设置在所述遥控小车；

光斑整形单元130，设置在所述遥控小车；

光纤140，连接所述光斑整形单元；

镜头防护单元150，设置在所述遥控小车。

可见，本实用新型实施例中，将产生最终激光清洗光束的光斑整形单元130设置在遥控小车上，遥控小车设置电磁吸附单元从而能在垂直的船体表面爬行，由于遥控小车行进过程中与船体表面保持等距，使得激光光束的照射稳定，不会产生人为手持设备的距离误差，使得清洗效果稳定。而且，遥控小车可以进行自动化行走设定，降低对操作人员的技术要求和劳动强度，增加激光清洗效率。

在本实用新型的另一个实施例中，所述光斑整形单元130包括：准直镜、光斑整形面镜以及平场聚焦镜。所述光斑整形面镜为扫描振镜或旋转多面镜，整形后的线光斑长度为30mm～500mm。

所述光纤140连接到脉冲激光器，所述脉冲激光器的脉冲宽度为10ns～300ns，平均功率为400W～4000W，脉冲频率为10kHz～100kHz。

在本实用新型的另一个实施例中，所述电磁吸附单元120包括：电磁铁及电流控制器。具体的，电磁铁是设置在车身下方，例如设置在车轮组架上，这样更加靠近船身，提供更大的吸附力。

在本实用新型的另一个实施例中，所述遥控小车具体包括：

车身、车轮111、控制元件112、转向电机113、驱动电机以及机械传动机构。其中机械传动机构将来自转向电机的动力传递给前车轮，将来自驱动电机的动力传递给后车轮，并由控制元件进行控制，根据遥控信号或者预设路径进行行走。

在本实用新型的另一个实施例中，激光清洗装置，还包括：吸尘单元，设置在所述遥控小车上。具体的，是设置在镜头防护单元150附近，将激光清洗过程中产生的烟尘吸除掉，防止污染船身和环境。所述吸尘单元包括：吸尘器、出气管道和吸尘罩。

在本实用新型的另一个实施例中，所述镜头防护单元150包括：镜头防护罩、空气压缩机及连接管道。

图2是本实用新型一个实施例的激光清洗装置的清洗操作示意图。如图2所示，遥控小车在垂直的船体侧壁210上爬行，并用激光清洗掉船体侧壁210表面的漆面211。

可见，本发明实施例，是针对清除船体表面油漆时所遇到的种种困难，提供一种激光清洗船舶漆的装置，使得清洗过程操作更加简便，清洗效率更高。本发明实施例，采用电磁吸附式爬行小车负载激光清洗头对竖直方向的船体侧面油漆进行清洗，操作人员通过远程控制小车的行走方向，使小车在船板的侧壁自由移动，从而实现激光清洗船舶油漆的效果。同时启动镜头防护单元与吸尘单元，使得清洗作业不污染环境。

在进行船舶油漆清洗作业时，操作者通过手持式控制器控制小车，控制信号被车身上的控制元件112接收，控制转向电机和驱动电机的运动，其中转向电机113控制小车的移动方向，驱动电机(图未显示)控制小车的移动速度。操作者通过遥控控制器，使爬行小车行驶至船板待清洗的区域，然后向镜头防护罩内通入保护气。

激光清洗镜头的结构，包括防护罩、吸尘罩、进气管(位于图1中光纤的下方)、出气管(位于图1中光纤的下方)及光斑整形单元。其中镜头防护罩与吸尘罩采用同轴结构，在激光清洗油漆的过程中，向进气管通入保护气体，保护气从镜头防护罩的出口流出。吸尘器与出气管连通，使吸尘罩与防护罩之间的区域产生负压，从而清除激光清洗后产生的固体颗粒。

同时启动激光器与吸尘器。此时激光光束在激光器中产生，并通过光纤导入准直镜，经过准直后的光束通过光斑整形面镜调整成线光斑，并经过平场聚焦镜汇聚于待清洗的船舶油漆层表面。

爬行小车带动激光头使线光斑移动，控制小车的移动速度，从而实现激光线光斑在油漆层表面的均匀扫描，从而达到清洗油漆层的目的。

由上可知，本实用新型具有以下优势：

1)本实用新型实施例中，将产生最终激光清洗光束的光斑整形单元130设置在遥控小车上，遥控小车设置电磁吸附单元从而能在垂直的船体表面爬行，由于遥控小车行进过程中与船体表面保持等距，使得激光光束的照射稳定，不会产生人为手持设备的距离误差，使得清洗效果稳定。

2)遥控小车可以进行自动化行走设定，使得清洗过程操作更加简便，清洗效率更高。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。