一种用于激光器的驱动装置的制作方法

1.本实用新型创造属于激光器驱动装置技术领域，尤其是涉及一种用于激光器的驱动装置。


背景技术：

2.目前，现有的应用于激光器的驱动装置存在能源消耗大、容易损坏、旋转不稳定的技术问题。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型创造旨在克服现有技术中存在的缺陷，提出一种用于激光器的驱动装置和驱动方法。
4.提供一种驱动装置，包括：旋转式螺线管，所述旋转式螺线管包括旋转轴、永久磁铁、双极性脉冲发生装置、第一电磁铁和第二电磁铁，所述永久磁铁呈圆环形，所述旋转轴贯穿所述永久磁铁的内圆环，所述第一电磁铁和所述第二电磁铁呈半圆弧形，所述第一电磁铁和所述第二电磁铁可卡合住永久磁铁的侧壁，且各自可与所述永久磁铁的二分之一外径相吻合；所述第一电磁铁和所述永久磁铁相靠近的两侧磁性相同，所述第二电磁铁和所述永久磁铁相靠近的两侧磁性相同，所述第一电磁铁和所述第二电磁铁远离所述永久磁铁的外侧均连接有线圈，所述线圈连接有双极性脉冲发生装置，所述双极性脉冲发生装置用于对所述线圈连续或间断地提供正、负双极性脉冲电压，所述正、负双极性脉冲电压形成的波形种类能够切换，所述波形种类包括矩形波和正弦波，所述正、负双极性脉冲电压的脉冲宽度和频率可调节。
5.采用正、负双极性脉冲电压、正负相互抵消，可增加整个系统的稳定性，从而实现更为精准的旋转或摆动。通过双极性脉冲发生装置用于对所述线圈进行间歇性的正负双极性控制，温度越高，永磁铁的分子运动越激烈，分子之间无序的碰撞也就越剧烈，这样就打破了分子的有序的平衡，磁性也就会减弱很多，到达一定温度临界值后，磁性会完全消失。
6.可选的，所述双极性脉冲发生装置用于向线圈提供正、负双极性脉冲电压的参数，所述参数能够为：频率10～300hz、通电时长0.1～3ms、电压
±
10～50v。
7.可选的，还包括第一弹性组件，所述第一弹性组件连接于所述旋转轴的前端，所述第一弹性组件用于限制所述旋转轴的最大旋转周期，并对所述旋转轴施加与旋转方向相反的恢复力。
8.可选的，还包括第二弹性组件，所述第二弹性组件连接于所述旋转轴的后端，所述永久磁铁位于所述第一弹性组件和第二弹性组件之间。
9.可选的，在通过所述双极性脉冲发生装置对所述旋转式螺线管提供电压时，提供电压的时长为3～5ms。
10.可选的，所述第一弹性组件能够由第一拉弹簧和第二拉弹簧构成，所述第二弹性组件为弹簧。
11.可选的，还包括锥形铝台，所述锥形铝台一端与旋转轴相连接，所述锥形铝台的另外一端与待驱动的部件相连接。
12.在本实施例中，由于在实际场景中待驱动的部件可能精密部件，在旋转轴、第一拉弹簧和第二拉弹簧配合使用的时候容易触碰到精密部件，为了防止精密部件损毁，因此设置了锥形铝台，用于保护精密部件。
13.可选的，所述第一拉弹簧和所述第二拉弹簧的终端通过螺丝固定于所述锥形铝台。
14.可选的，还包括第一弹性组件，所述第一弹性组件的一端连接于所述旋转轴的前端，所述第一弹性组件的另一端连接有装载盒，所述装载盒内可添加或减少重量部件，以改变所述第一弹性组件的最大旋转角度。
15.提供一种驱动方法，可通过上述任意一项、任意两项及两项以上的用于激光器的驱动装置来实现。
16.步骤s10，通过正、负双极性脉冲电压对线圈进行连续供电，永久磁铁旋转，通过温度传感器实时检测第一旋转式螺线管的温度，判断所述温度是否大于或等于预设温度；
17.步骤s20，若是，则采用间断供电的方式，直至所述温度小于预设温度；
18.或，停止对所述第一旋转式螺线管，转为对第二旋转式螺线管进行供电，并通过所述温度传感器实时检测所述第二旋转式螺线管的温度，直至所述温度小于预设温度。
19.本实用新型的有益效果为：用于激光器的驱动装置和驱动方法由于能够采用间断地提供正、负双极性脉冲电压的方式，因此，整个装置的温度会保持在相对稳定的范围内，不会随着持续做功而导致温度持续升高，避免了永磁铁磁力的消退，保证了旋转的稳定性。
附图说明
20.图1是本实用新型旋转式螺线管示意图；
21.图2是本实用新型第一弹性组件和第二弹性组件示意图；
22.图3是本实用新型系统一实施例示意图；
23.图4是本实用新型系统另一实施例示意图。
具体实施方案
24.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“内”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“连接”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
25.下面结合附图对本实用新型进行进一步说明：
26.参照图1，在本实用新型的一实施例中，提供一种用于激光器的驱动装置，包括：
27.包括旋转式螺线管10，所述旋转式螺线管10包括旋转轴14、永久磁铁25、双极性脉冲发生装置21、第一电磁铁23和第二电磁铁24，所述永久磁铁25呈圆环形，所述旋转轴14贯穿所述永久磁铁25的内圆环，所述第一电磁铁23和所述第二电磁铁24呈半圆弧形，所述第一电磁铁23和所述第二电磁铁24可卡合住永久磁铁25的侧壁，且各自可与所述永久磁铁25的二分之一外径相吻合；所述第一电磁铁23和所述永久磁铁25相靠近的两侧磁性相同，所述第二电磁铁24和所述永久磁铁25相靠近的两侧磁性相同，所述第一电磁铁23和所述第二电磁铁24远离所述永久磁铁25的外侧均连接有线圈26，所述线圈26连接有双极性脉冲发生装置21，所述双极性脉冲发生装置21用于对所述线圈26连续或间断地提供正、负双极性脉冲电压22，所述正、负双极性脉冲电压22形成的波形种类能够切换，所述波形种类包括矩形波和正弦波，所述正、负双极性脉冲电压22的脉冲宽度和频率可调节；
28.参照图2，在本实施例中，一方面，所述双极性脉冲发生装置21用于对所述线圈26连续或间断地提供正、负双极性脉冲电压22指的是：在用于激光器的驱动装置中既可以只存在单独的一种模式，连续模式或间断模式中的任意一种；也可以是存在连续模式和间断模式，即两种模式之间可以任意切换。
29.在一个实施例中，所述双极性脉冲发生装置21用于向线圈26提供正、负双极性脉冲电压22的参数，所述参数能够为：频率10～300hz、通电时长0.1～3ms、电压
±
10～50v；
30.在本实施例中，不需要连续地向线圈26供电，可减少发热的产生，而当参数输出为10～300hz、0.1～3ms、
±
10～50v时，会形成矩形波，旋转轴14旋转成矩形波状，旋转螺线管2的发热温度上升可控制在10度以内，降低了对旋转式螺线管10的损害度。
31.在一个实施例中，还包括第一弹性组件，所述第一弹性组件连接于所述旋转轴14的前端，所述第一弹性组件用于限制所述旋转轴14的最大旋转周期，并对所述旋转轴14施加与旋转方向相反的恢复力；
32.在本实施例中，能够通过将最大50v的高压矩形波22作为脉冲波形提供给电磁铁的线圈26，旋转轴14瞬间以高扭矩进行高速旋转；本第一弹性组件由两个拉弹簧16和17构成，两个拉弹簧16和17在旋转轴上强烈弹性变形，所以在脉冲波形22变为0v的瞬间，高速旋转反转；之后，由于反极性为-50v的脉冲波形22施加到线圈26上，因此进一步增强了旋转反转方向动作，以实现高速获得大振幅的目的；另外，在10～30hz的低频率下，虽然该动作在阶梯状上不自然地动作，但当超过30hz时，则会进行稳定的正弦动作；实际摆动焊接速度最好是铝板50hz，不锈钢100hz，需要秒速50mm（50mm/s）以上的高速焊接的300 hz，另外，可以通过调节脉冲宽度或电压振幅来任意调整该摆动量。根据库仑定律两磁场间的力，为两磁极的乘积除以距离平方，因此只须施以少许电力进可使得电磁铁产生磁力，第一弹性组件产生的与旋转方向相反的力可以带动旋转轴14反向旋转。在反向旋转的时候，停止供电，可通过红外感应设备检测是否发生了反向旋转以及旋转的状态。
33.参照图2，在一个实施例中，还包括第二弹性组件15，所述第二弹性组件15连接于所述旋转轴14的后端，所述永久磁铁25位于所述第一弹性组件和第二弹性组件15之间；
34.在本实施例中，设置第二弹性组件15的目的是：使得第一弹性组件、第二弹性组件15和旋转螺线管2中的磁铁（即永久磁铁25、第一电磁铁23和第二电磁铁24）构成的旋转力
的力平衡位置成为旋转原点。基于旋转螺线管2的特性，随着接近旋转原点，永久磁铁25的吸引力几乎消失，存在旋转原点不能精确确定的问题，因此只要稍微碰一下，旋转原点就会发生偏离；另外，在实际场景中旋转轴14的前端一般要连接待驱动的部件，例如反射镜，增加待驱动的部件后，由于重量过重，因此会破坏重量平衡，也会导致旋转原点移动。为了解决上述问题，在以往的例子中，也有通电到线圈26进行电磁固定的方法，但是在电磁固定中，旋转螺线管2的磁力根据温度和时间而变化，所以难以固定微米级的旋转原点，而在本实施例中，为了解决此问题，在永久磁铁25的后端安装了第二弹性组件15，若旋转轴14瞬间以高扭矩进行高速旋转，则第二弹性组件15由于发生形变而产生变形力；
35.若第二弹性组件15恢复自然长度，则上述变形力也会消失，因此由于第二弹性组件15的存在，第一弹性组件和第二弹性组件15之间会产生协同促进的作用，既可以使得旋转原点保持相对稳定的状态、不轻易发生位移，又可以和第一弹性组件一同作用以增加反转时的反转速度，例如，在激光器中，旋转轴14的前端可连接反射镜，激光光束发射到反射镜，由反射镜改变激光光束的传播路径，在旋转轴14旋转时即可以使得激光束的传播角度更加精确，从而实现更精细化、更精准的焊接、熔覆或切割的效果。
36.参照图1-2，在一个实施例中，在通过所述双极性脉冲发生装置21对所述旋转式螺线管10提供电压时，提供电压的时长为3～5ms。
37.在一个实施例中，所述第一弹性组件能够由第一拉弹簧16和第二拉弹簧17构成，所述第二弹性组件15为弹簧。
38.在一个实施例中，还包括锥形铝台7，所述锥形铝台7一端与旋转轴14相连接，所述锥形铝台7的另外一端与待驱动的部件相连接。
39.在本实施例中，由于在实际场景中待驱动的部件可能精密部件，在旋转轴14、第一拉弹簧16和第二拉弹簧17配合使用的时候容易触碰到精密部件，为了防止精密部件损毁，因此设置了锥形铝台7，用于保护精密部件。
40.参照图2和图3，在一个实施例中，所述第一拉弹簧16和所述第二拉弹簧17的终端通过螺丝18固定于所述锥形铝台7。
41.在本实施例中，旋转轴14瞬间大幅旋转，致使第一拉弹簧16和第二拉弹簧17将相反方向的拉力作为势能蓄积在上述弹簧弹性中，随即作为反转驱动力来利用，即在不通电时也能获得反转力。所以能够降低能量的消耗量，从而抑制发热现象的产生，由于温度会保持在相对平稳的范围内，因此磁性也会保持在相对平稳的范围内，因此旋转轴14相对平稳地旋转；
42.锥形铝台7相当于承载反射镜8的载体，避免弹簧第一拉弹簧16和第二拉弹簧17在发生形变时误碰到反射镜8，导致反射镜8损毁；第一拉弹簧16和第二拉弹簧17终端处的螺丝18相当于弹簧钟摆的锤，在发生形变时便于将第一拉弹簧16和第二拉弹簧17的变形力共同集中在弹簧钟摆的锤处，从而对锥形铝台7施加更大的力。
43.参照图4，在一个实施例中，还包括第一弹性组件，所述第一弹性组件的一端连接于所述旋转轴14的前端，所述第一弹性组件的另一端连接有装载盒，所述装载盒内可添加或减少重量部件，以改变所述第一弹性组件的最大旋转角度。
44.在本实施例中，还可在用于激光器的驱动装置的一侧设置阻挡机构，即将第一弹性组件限制在自然状态下，在旋转轴14带动第一弹性组件旋转时，第一弹性组件在达到受
力极限时会带动装载盒发生位移，为了防止装载盒发生位移，将阻挡机构设置在装载盒和第一弹性组件之间，第一弹性组件可穿过阻挡机构，而装载盒被阻挡机构阻挡住，防止装载盒误碰到旋转轴14。
45.尽管通过以上实施例对本实用新型进行了揭示，但是本实用新型的范围并不局限于此，在不偏离本实用新型构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。