一种核电站混凝土激光粉碎设备的制作方法

本发明涉及激光，特别是涉及一种核电站混凝土激光粉碎设备。

背景技术：

1、激光技术作为一种新型环保、无接触式的技术被广泛应用于航空、航天、船舶、石油、化工、微电子等领域，如激光切割、激光清洗、激光打孔、激光打标等；

2、由于激光能迅速产生较高强度热量，具有瞬间破坏混凝土胶结材料分子结构的功能，目前也有一些使用高标号混凝土建筑的特殊企业如核电站，为保证建筑结构及墙体内部填埋的元器件不受损，需要利用激光的无接触特点对高标号混凝土进行逐层粉碎剥离来对墙体内部进行维修，但建筑维修通常为高空作业，且部分建筑结构比较特殊，装置需要进入狭窄缝隙进行混凝土粉碎剥离，传统的人工开凿作业和粗暴的机械切割作业均无法达到理想的粉碎剥离效果，为满足市场需求，为此我们提出一种核电站混凝土激光粉碎设备。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供一种核电站混凝土激光粉碎设备，实现了利用激光破坏混凝土分子结构，在混凝土表面形成一层硅酸盐晶体，再利用打磨技术将硅酸盐结晶进行粉碎剥离，从而实现对混凝土的逐层剥离。

2、为满足上述技术目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种核电站混凝土激光粉碎设备，包括移动支撑底座装置、中间支撑臂装置、上端支撑臂装置、剥离作业头装置、剥离作业头、高压固定吸盘装置、坦克链；其连接关系是：所述移动支撑底座装置侧面与所述中间支撑臂装置侧面可移动式连接，所述中间支撑臂装置上方可移动式连接所述上端支撑臂装置，所述上端支撑臂装置上方设置所述剥离作业头装置，所述上端支撑臂装置顶部安装所述高压固定吸盘装置，所述坦克链从移动支撑底座装置下端引入，从中间支撑臂装置穿过，上端固定于剥离作业头装置内部。

4、所述移动支撑底座装置是由铁块焊接成的一个下宽上窄的内部、前部、顶部镂空的支撑底座主体、第一滑轨、第一齿轮电机、第一万向轮、第二万向轮、第三万向轮、第四万向轮、第一脚杯、第二脚杯、第三脚杯、第四脚杯组成；

5、所述第一滑轨安装于支撑底座主体内部左右两侧，其对应的第一滑块安装固定于中间支撑臂主体外部左右两侧靠近底部位置，所述第一齿轮电机安装于支撑底座主体内部左侧靠近顶端位置，其齿轮与安装于中间支撑臂主体左边外侧的第一齿条相咬合，当第一齿轮电机带动齿轮转动时，可使中间支撑臂装置沿着第一滑轨上下移动，所述第一滑轨可使中间支撑臂装置上下移动更顺畅稳定，起到导向和辅助支撑的作用，所述第一万向轮、第二万向轮、第三万向轮、第四万向轮、第一脚杯、第二脚杯、第三脚杯、第四脚杯分别对称安装于支撑底座主体的底部四个角位置，其中万向轮可使整个设备的移动变得更方便，而脚杯在设备作业时可起到支撑固定设备的作用，从而使作业更稳定。

6、所述中间支撑臂装置包括中间支撑臂主体、第一齿条、第一滑块、第二齿条、第二滑块；

7、所述中间支撑臂主体是由钢板焊接而成的一个内部中空且两端不封口的长方形的管体，所述中间支撑臂主体左侧外部安装有第一齿条，第一齿条与支撑底座主体内部左侧靠近顶端位置的第一齿轮电机的齿轮相咬合，所述第一滑块安装固定于中间支撑臂主体外部左右两侧靠近底部位置，当第一齿轮电机带动齿轮转动时，可使中间支撑臂装置沿着第一滑轨上下移动，所述第二齿条安装于中间支撑臂装置内部前面靠近右侧位置，第二齿条与安装于上端支撑臂主体右侧面底部的第二齿轮电机的齿轮相咬合，所述第二滑块安装于中间支撑臂主体内部左右两侧靠近顶部位置，其对应的第二滑轨安装于上端支撑臂主体左右两侧，当第二齿轮电机转动带动齿轮转动时，可使上端支撑臂装置沿着第二滑轨上下移动，所述第二滑轨可使上端支撑臂装置上下移动更顺畅稳定，起到导向和辅助支撑的作用；

8、所述上端支撑臂装置包括上端支撑臂主体、第二滑轨、第三滑轨、第三齿条、第二齿轮电机；所述上端支撑臂主体是由钢板焊接而成的一个内部中空的长方体，所述第二滑轨安装固定于上端支撑臂主体的左右两侧，对上端支撑臂装置升降起支撑和导向作用，同时对剥离作业头装置起辅助支撑作用，当剥离作业头装置作业时可以使其更稳定，所述第三滑轨安装固定于上端支撑臂主体的前面中部位置，用于支撑引导剥离作业头装置上下移动，所述第三齿条安装于第三滑轨的两条轨道之间，并与安装于剥离作业头装置上的第三齿轮电机的齿轮相咬合，当第三齿轮电机转动带动齿轮转动时，可使整个剥离作业头装置上下移动，从而可实现装置的纵向作业，所述第二齿轮电机安装于上端支撑臂主体右侧面靠近底部位置，其齿轮与安装于中间支撑臂装置内部前面的第二齿条相咬合，为上端支撑臂装置的上下移动提供动力。

9、所述剥离作业头装置包括丝杆电机、上滑块安装座、上支撑臂、丝杆、剥离作业头、下支撑臂、下滑块安装座、第三齿轮电机、第一支撑块、第二支撑块、第一固定支架、第二固定支架、第四齿轮电机；

10、所述上支撑臂一端与上滑块安装座活动连接，上滑块安装座底部左右两侧分别设有与第三滑轨相对应的滑块，下支撑臂一端与下滑块安装座活动连接，下滑块安装座底部左右两侧分别设有与第三滑轨相对应的滑块，其两侧内部设有与第二滑轨相对应的滑块，所述上支撑臂和下支撑臂的另一端与第一固定支架活动连接，第二固定支架固定在第一固定支架上，形成一个可搭载剥离作业头的支架，在第二固定支架上安装有第四齿轮电机，其齿轮与安装在剥离作业头后面的第四齿条相咬合，当第四齿轮电机转动带动齿轮转动，可以使剥离作业头沿安装在作业头安装座后面的第四滑轨左右移动，从而实现剥离作业头的横向作业，所述丝杆电机安装固定于上滑块安装座左侧，与丝杆电机相连接的丝杆另一端固定于下滑块安装座顶部中空位置，当丝杆电机转动时，通过丝杆带动上滑块安装座沿着第三滑轨上下移动，从而可使剥离作业头向深度方向移动，实现深度方向作业，所述上支撑臂和下支撑臂下面中间位置分别设有第一支撑块和第二支撑块，防止上滑块安装座向下滑块安装座移动时，上支撑臂与下支撑臂重叠而损坏线路、管路，同时也可使搭载剥离作业头的支架作业更稳定，所述第三齿轮电机安装固定于下滑块安装座下侧位置，其齿轮与第三齿条相咬合，当第三齿轮电机转动带动齿轮转动时，可带动整个剥离作业头装置沿着第三滑轨上下移动，从而实现剥离作业头的纵向作业。

11、所述剥离作业头包括4个磨刀、4个水管喷头、气动滑盖、作业头安装座、环形吹气孔、激光射出孔、后盖、反射镜驱动电机、反射镜、防护镜片、摄像头、激光头固定孔、第四滑轨、第四齿条、管线接入口；

12、所述作业头安装座安装固定在第二固定支架上，分镜头和打磨两部分，为减少打磨过程对镜头部分的污染，将镜头部分设在作业头安装座的上端，打磨部分设在作业头安装座的下端，镜头部分内部设有激光头固定孔，用于固定激光头，所述激光头固定孔的上端设有激光射出孔，激光射出孔的后面安装有起防护及固定作用的后盖，所述后盖内部安装有一个反射镜，后盖外部安装有一个与反射镜相连接的反射镜驱动电机，当出光时，反射镜在反射镜驱动电机的驱动下可使入射激光从激光射出孔射出扫射到待粉碎剥离混凝土表面上，从而实现激光的无接触作业，所述激光射出孔设有防护镜片，防止灰尘及杂质进入激光镜头腔体内，且防护镜片外侧设有环形吹气孔，作业时接通高压气泵，从环形吹气孔内产生向外吹出的气流，从而减少镜头污染，所述激光射出孔的下面设有摄像头，可实现作业前的精准定位，亦可对作业后的剥离效果进行监测，在摄像头的下面位置设有一个气动滑盖，所述气动滑盖与高压气泵连接，当激光作业或摄像头观测时气动滑盖打开，当激光停止作业或停止观测时气动滑盖闭合，防止激光镜头和摄像头被污染；

13、所述4个磨刀安装在作业头安装座的前面，用于打磨混凝土表面经激光高温作用后形成硅酸盐晶体，每个磨刀的后上方分别安装一个水管喷头，当激光作业和打磨时，水管喷头同时对墙面进行喷雾作业，一是对墙面进行降温，可以使被激光高温作用后的混凝土迅速形成硅酸盐晶体，同时防止墙体温度太高而损坏埋在墙体内的电子元器件，二是可以使用激光作业和打磨作业过程中产生的大量烟尘快速沉降，减少污染；

14、所述第四滑轨穿过第一固定支架和第二固定支架固定安装在作业头安装座的后面，所述第四齿条亦穿过第一固定支架和第二固定支架固定安装在作业安装座的后面并与安装在第二固定支架上的第四齿轮电机的齿轮相咬合，当第四齿轮电机转动带动齿轮转动，可使剥离作业头沿第四滑轨左右移动，从而实现剥离作业头的横向作业。所述作业头安装座的正下方中间位置设有管线接入口，用于激光头、摄像头、气管管线的接入。

15、所述高压固定吸盘装置设在上端支撑臂装置的顶部，包括高压吸盘底座、高压吸盘，所述高压吸盘底座固定安装在上端支撑臂装置的顶部，内部安装有与高压吸盘相连接的丝杆电机，所述高压吸盘安装在高压吸盘底座的正前方并与高压气泵上的真空发生器连接，高压吸盘可通过高压吸盘底座内部的丝杆电机进行前后伸缩，在进行打磨作业前，将高压吸盘伸出并贴紧墙壁，打开气泵，使高压吸盘牢固的吸附在墙壁上，可使剥离作业头打磨作业时更稳定，打磨好后，将高压吸盘收缩回原位。

16、所述坦克链从支撑底座主体的下端引入，从中间支撑臂装置穿过，上端固定于作业头安装座，用于牵引及保护设备内置的气管、水管及电缆线，避免气管、水管及电缆线在上下往复运动的过程中脱落或损坏，可保证设备正常运行，同时减少了设备故障的发生，增加了设备的安全性。

17、所述移动支撑底座、中间支撑臂主体、上端支撑臂主体、高压吸盘底座、作业头安装座等的表面均设置有防锈涂层，可以提高其耐腐蚀性，有利于增加其使用寿命。

18、与现有技术相比，本发明能达到的有益效果是：

19、1、本发明的装置能实现不同高度位置的作业，同时实现剥离作业头纵向精准作业，实现剥离作业头深度方向精准作业，实现剥离作业头的横向精准作业。

20、2、本发明的装置作业时实现混凝土的快速剥离，且减少激光作业及打磨作业过程中产生的烟尘，有效的改善了作业环境，同时对墙体起降温作用，防止高温损坏埋在墙体内部的元器件，不仅能实现建筑墙体混凝土任意高度位置的粉碎剥离作业，还可实现任意形状和任意深度的粉碎剥离作业，作业过程可控性很高，对整个建筑结构无损伤，安全可靠，剥离面平整美观，不仅替代了效率低下的人工开凿作业和粗暴的机械切割作业，还可以减少人员的高强度工作，有利于减轻工作压力，同时无需人工高空作业，有利于提高工作安全系数。

21、3、本发明的剥离作业头采用小型化设计，具有能进入特殊建筑结构中人员无法进入的狭窄缝隙中作业的特点；设备自带摄像头，可实现作业前的精准定位且可实时观测剥离效果，防止过度粉碎剥离而损坏埋在建筑墙体内部的元器件，设备采用坦克链对气管、水管及电缆线进行防护，减少了设备故障的发生、增加了设备的安全性，设备表面涂有防锈涂层，增加了设备的耐腐蚀性从而延长了设备的寿命。

22、4、本发明的一体化设计，自动化程度高、作业稳定、安全可靠、结构简单、易操作、成本低、耐腐蚀、寿命长、便于拆装维护和维修，且能适应更多的建筑墙体混凝土的粉碎剥离场景，完成不同要求的混凝土粉碎剥离作业。