一种多自由度微纳加工机械臂

本发明涉及激光微纳加工机械臂，具体为一种多自由度微纳加工机械臂。

背景技术：

1、激光微纳装置是一种利用激光技术和微纳加工技术进行加工制造的装置，激光微纳装置可以应用于多个领域，如光学通信、生物医学、光电子学等，在光学通信中，激光微纳装置可以用于制造微型光纤耦合器、微型光开关等器件，实现高速、高密度的光通信，在生物医学中，激光微纳装置可以用于制造微型生物芯片、微型生物传感器等，用于生物分析和医学诊断，在光电子学中，激光微纳装置可以用于制造微型激光器、微型光调制器等器件，用于光电子集成电路的制造。

2、为此，现有技术中公开号为“cn115635187b”的一种平面微纳米精度柔性调整激光头，在x向调节机构的机体上安装x向驱动组件、减震组件以及x向传动块，将y向驱动组件安装在x向传动块上，让激光镜筒沿y向贯穿机体，将y向调节机构中的y向传动块连接于激光镜筒上，通过x向驱动组件驱动x向传动块带动y向驱动组件以及激光镜筒沿x向运动，通过y向驱动组件驱动y向传动块带动激光镜筒相对于x向传动块沿y向运动，能够对激光镜筒的x向和/或y向坐标进行调节，通过减震组件在对激光镜筒的x向坐标进行调节时，通过减少x向传动块的震动而减小激光镜筒的颤振，实现了对激光镜筒进行精调的功能，解决了无法完全解决激光头的颤振和运动超调的缺陷。

3、但是上述该平面微纳米精度柔性调整激光头在使用过程中仍然存在较为明显的缺陷：在微纳激光头的加工过程中，可能会产生各种污染物，例如灰尘、油脂、残留物等，这些污染物会附着在激光头的外表面，导致光学性能下降、损坏或故障，在加工微纳激光头的过程中，需要采取适当的清洁措施，以确保激光头的表面和内部保持清洁，但是上述装置并未设置有效的激光头保护及清洁装置，进而可能影响装置的使用寿命。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多自由度微纳加工机械臂，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种多自由度微纳加工机械臂，包括多自由度机械臂，所述多自由度机械臂的末端执行臂上活动安装有微纳加工头，所述多自由度机械臂其中的一个力臂上还开设有容置腔室，所述微纳加工头在闲置状态下收纳于容置腔室内，所述容置腔室两侧的力臂上还活动安装有密封挡板，两侧的所述密封挡板在启闭电机的驱动下相向或相离运动从而实现容置腔室的启闭；

4、所述容置腔室底部活动安装有供微纳加工头的激光头嵌入的清洁转盘，所述清洁转盘内设置有多组用以偏转清洁激光线束的折射棱镜组，多组所述折射棱镜组将从微纳加工头出射的激光线束折射至微纳加工头的激光头外侧用以完成对激光头外侧的清洁，所述清洁转盘内还开设有若干负压清洁道，若干所述负压清洁道通过管道与外接泵气装置连通，通过所述外接泵气装置形成的高压气流将激光清洁过程中形成的粉尘颗粒排出，所述清洁转盘在旋转电机的驱动下进行旋转运动。

5、优选的，两侧的所述密封挡板中部还开设有供末端执行臂力臂嵌入的密封槽，两侧的所述密封挡板相互抵靠一侧、密封挡板与末端执行臂力臂抵靠一侧、密封挡板与容置腔室周围均设置有密封胶条，通过所述密封胶条的配合使得密封挡板在关闭状态下容置腔室与外环境处于隔离状态。

6、优选的，两侧的所述密封挡板均通过开设的轨道槽与滑轨活动配合，所述滑轨固定安装在容置腔室外侧的力臂上，所述密封挡板内侧均开设有啮合齿槽，两侧密封挡板的所述啮合齿槽分别与启闭电机上安装的启闭齿轮啮合。

7、优选的，所述清洁转盘底部轴心处固定安装有动力输出轴，所述动力输出轴固定连接在旋转电机的驱动轴上。

8、优选的，用于折射激光线束的折射棱镜组包括第一折射棱镜、第二折射棱镜和第三折射棱镜，所述第三折射棱镜与激光头之间还安装有平凹柱面镜。

9、优选的，所述负压清洁道包括开设于清洁转盘侧边的第一负压清洁道以及开设于激光头正下方的第二负压清洁道，所述第一负压清洁道和第二负压清洁道与动力输出轴内开设的汇流道连通。

10、优选的，所述动力输出轴一侧开设有与汇流道连通的出气孔，所述出气孔外的动力输出轴外套设有排气轴套，所述排气轴套经排气杆与外部设置的外接泵气装置连通。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

12、本发明直接在多自由度机械臂上设置供微纳加工头容纳的空间，微纳加工头在闲置状态下得以收纳入容置空间内，从而对微纳加工头进行保护，同时，容置空间内还设置有对微纳加工头外侧进行清洁的清洁转盘，该清洁转盘利用微纳加工头的出射激光作为清洁光源，通过多次折射方式改变激光的出射方向，进而作用在激光头外侧，配合清洁转盘的旋转从而作用在整个激光头外部，该种清洁方式的设置巧妙而简洁，适合广泛推广。

技术特征：

1.一种多自由度微纳加工机械臂，包括多自由度机械臂，所述多自由度机械臂的末端执行臂上活动安装有微纳加工头，其特征在于：所述多自由度机械臂其中的一个力臂上还开设有容置腔室，所述微纳加工头在闲置状态下收纳于容置腔室内，所述容置腔室两侧的力臂上还活动安装有密封挡板，两侧的所述密封挡板在启闭电机的驱动下相向或相离运动从而实现容置腔室的启闭；

2.根据权利要求1所述的一种多自由度微纳加工机械臂，其特征在于：两侧的所述密封挡板中部还开设有供末端执行臂力臂嵌入的密封槽，两侧的所述密封挡板相互抵靠一侧、密封挡板与末端执行臂力臂抵靠一侧、密封挡板与容置腔室周围均设置有密封胶条，通过所述密封胶条的配合使得密封挡板在关闭状态下容置腔室与外环境处于隔离状态。

3.根据权利要求2所述的一种多自由度微纳加工机械臂，其特征在于：两侧的所述密封挡板均通过开设的轨道槽与滑轨活动配合，所述滑轨固定安装在容置腔室外侧的力臂上，所述密封挡板内侧均开设有啮合齿槽，两侧密封挡板的所述啮合齿槽分别与启闭电机上安装的启闭齿轮啮合。

4.根据权利要求1所述的一种多自由度微纳加工机械臂，其特征在于：所述清洁转盘底部轴心处固定安装有动力输出轴，所述动力输出轴固定连接在旋转电机的驱动轴上。

5.根据权利要求4所述的一种多自由度微纳加工机械臂，其特征在于：用于折射激光线束的折射棱镜组包括第一折射棱镜、第二折射棱镜和第三折射棱镜，所述第三折射棱镜与激光头之间还安装有平凹柱面镜。

6.根据权利要求5所述的一种多自由度微纳加工机械臂，其特征在于：所述负压清洁道包括开设于清洁转盘侧边的第一负压清洁道以及开设于激光头正下方的第二负压清洁道，所述第一负压清洁道和第二负压清洁道与动力输出轴内开设的汇流道连通。

7.根据权利要求6所述的一种多自由度微纳加工机械臂，其特征在于：所述动力输出轴一侧开设有与汇流道连通的出气孔，所述出气孔外的动力输出轴外套设有排气轴套，所述排气轴套经排气杆与外部设置的外接泵气装置连通。

技术总结
本发明提供一种多自由度微纳加工机械臂，包括多自由度机械臂，所述多自由度机械臂的末端执行臂上活动安装有微纳加工头，所述多自由度机械臂其中的一个力臂上还开设有容置腔室，所述清洁转盘内设置有多组用以偏转清洁激光线束的折射棱镜组，多组所述折射棱镜组将从微纳加工头出射的激光线束折射至微纳加工头的激光头外侧用以完成对激光头外侧的清洁，通过所述外接泵气装置形成的高压气流将激光清洁过程中形成的粉尘颗粒排出，本发明对微纳加工头进行保护，同时，清洁转盘利用微纳加工头的出射激光作为清洁光源，通过多次折射方式改变激光的出射方向，进而作用在激光头外侧，该种清洁方式的设置巧妙而简洁，适合广泛推广。

技术研发人员：梁一铭,秦子怡,杨继宇,沈羽凡,焦润泽,刘志伟,吴静雯,张琛光
受保护的技术使用者：武汉工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16