合束镜的固定装置和合束镜模块的制作方法

1.本技术属于激光技术领域，尤其涉及一种合束镜的固定装置和合束镜模块。


背景技术：

2.合束镜是一种半透反射镜，可将两种或多种波长的光线分别通过透射和反射的方法合成到一条光路上。合束镜广泛应用于激光器和激光加工头中，但是，合束镜固定设置，根据所需的反射角不同，采用不同的支架固定合束镜，因此，需要定制不同的支架来匹配合束镜，制作成本高，通用性差。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供合束镜的固定装置和合束镜模块，以解决现有技术中需要根据合束镜需要的反射角不同制作不同的支架，通用性差的问题。
4.第一方面，本技术实施例提供一种合束镜的固定装置，用于固定合束镜，包括：
5.第一安装座，具有第一安装件和第一夹持件，所述第一夹持件与所述第一安装件转动连接，所述第一夹持件用于固定所述合束镜的一端；
6.第二安装座，具有第二安装件和第二夹持件，所述第二夹持件与所述第二安装件转动连接，所述第二夹持件与所述第一夹持件相对设置，与所述第二夹持件用于固定所述合束镜的另一端。
7.可选的，第一夹持件包括：
8.第一连接轴，与所述第一安装件转动连接，所述第一连接轴具有第一端和第二端，所述第一端延伸出所述第一安装件；
9.第一夹紧块，设置于所述第二端上，所述第一夹持块设有第一卡槽。
10.可选的，所述第一连接轴的第一端设有“一”字槽或“十”字槽。
11.可选的，第二夹持件包括：
12.第二连接轴，与所述第二安装件转动连接；
13.第二夹紧块，与所述第二连接轴连接，所述第二夹紧块设有第二卡槽。
14.可选的，所述第一夹紧块和第二夹紧块上均设有散热翅片。
15.可选的，所述第一夹紧块和第二夹紧块上均设有安装孔，所述安装孔沿垂直于所述合束镜镜面的方向延伸，安装于所述安装孔的螺钉抵持固定所述合束镜。
16.可选的，所述第一卡槽所述第二卡槽均具有：
17.第一槽口，与所述合束镜的端部相对设置；
18.第二槽口，与所述第一槽口相邻布置，所述合束镜部分延伸出第二槽口。
19.可选的，所述第一卡槽所述第二卡槽均具有：
20.第三槽口，与所述第二槽口相对设置，所述第三槽口的槽壁上设有限位台阶，所述合束镜的一端与所述限位台阶抵接。
21.可选的，所述第二安装件包括：
22.第二滑套，套设于所述第二连接轴上，所述第二连接轴与所述第二滑套转动连接；
23.第二座体，所述第二滑套位于所述第二座体内，所述第二滑套与所述第二座体固定连接；
24.第二耳板，设置于所述第二座体一侧，所述第二耳板与所述第二连接轴的轴线平行布置；
25.和/或，所述第一安装件包括：
26.第一滑套，套设于所述第一连接轴上，所述第一连接轴与所述第一滑套转动连接；
27.第一座体，所述第一滑套位于所述第一座体内，所述第一滑套与所述第一座体固定连接；
28.第一耳板，设置于所述第一座体上，所述第一耳板垂直于所述第一连接轴的轴线。
29.第二方面，本技术实施例还提供一种合束镜模块，包括：
30.合束镜；
31.如上述任意一项所述的合束镜的固定装置，第一夹持件和第二夹持件分别固定所述合束镜的两端。
32.本技术实施例提供的合束镜的固定装置和合束镜模块，通过相对设置的第一夹持件和第二夹持件夹持固定合束镜的两端，第一夹持件与第一安装座转动连接，第二夹持件与第二安装座转动连接，转动第一夹持件和/或第二夹持件，调节合束镜的反射角度，结构较简单，操作方便，克服了现有技术中需要根据合束镜需要的反射角不同制作不同的支架，通用性差的问题，快速便捷的调节合束镜的角度，模块化，适用不同场景，通用性强。
附图说明
33.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
34.为了更完整地理解本技术及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。
35.图1为本技术实施例提供的复合激光清洗头的结构示意图。
36.图2为本技术实施例提供的复合激光清洗头的壳体的结构示意图。
37.图3为本技术实施例提供的复合激光清洗头的主体结构的结构示意图。
38.图4为图3的俯视图。
39.图5为图4中a-a剖视图。
40.图6为本技术实施例提供的复合激光清洗头的光学系统的示意图。
41.图7为本技术实施例提供的复合激光清洗头的冷却机构的结构示意图。
42.图8为本技术实施例提供的复合激光清洗头的两冷却机构组装的结构示意图。
43.图9为本技术实施例提供的复合激光清洗头中合束镜模块的结构示意图。
44.图10为图9的俯视图。
45.图11为图10中b-b剖视图。
46.图12为本技术实施例提供的合束镜模块的第一夹持件的结构示意图。
47.图13为本技术实施例提供的气刀机构的结构示意图。
48.图14为本技术实施例提供的气刀的侧视图。
49.图15为图14中c-c剖视图。
具体实施方式
50.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
51.本技术实施例提供合束镜模块，以解决现有技术中需要根据合束镜需要的反射角不同制作不同的支架，通用性差的问题。
52.本技术实施例提供的合束镜模块可以应用于激光器和激光加工头中，如激光焊接头、激光清洗头或激光打标头，本技术实施例中以应用于一种复合激光清洗头为例进行说明。
53.参见图1、图2、图3、图4和图5所示，图1为本技术实施例提供的复合激光清洗头的结构示意图，图2为本技术实施例提供的复合激光清洗头的壳体的结构示意图，图3为本技术实施例提供的复合激光清洗头的主体结构的结构示意图，图4为图3的俯视图，图5为图4中a-a剖视图。
54.本技术实施例提供一种复合激光清洗头，包括壳体100、出光组件200和光学系统300。
55.参见图2和图3所示，上述的壳体100内设有容纳空间，壳体100上设有第一开口110、第二开口120和第三开口130，第一开口110处设有第一激光接头140，第一激光接头140通过法兰盘与壳体100连接，第二开口120处设有第二激光接头150，第二激光接头150通过法连盘与壳体100连接，第一激光接头140用于连接外部的脉冲激光器，脉冲激光器产生的脉冲光经第一激光接头140准直后射入壳体100内，第一激光接头140为qcs接头，第二激光接头150用于连接外部的连续激光器，连续激光器产出的连续激光经第二激光接头150准直后射入壳体100内，第二激光接头150为qbh接头。
56.参见图5所示，上述的光学系统300位于壳体100内，与壳体100可拆卸连接，光学系统300具有第一振镜模块310、第二振镜模块320、合束镜模块330和场镜模块340，第一振镜模块310位于第一激光接头140之后，第二振镜模块320位于第二激光接头150之后，合束镜模块330位于第一振镜模块310和第二振镜模块320之后，场镜模块340位于合束镜模块330之后，场镜模块340的出光侧与第三开口130相对设置。
57.参见图5所示，上述的出光组件200具有保护镜210，第三开口130处安装出光组件200，保护镜210封堵第三开口130。场镜模块340射出的光经保护镜210射出，保护镜210与壳体100密封连接，可以内形成密闭空间，防止激光清洗头加工过程中的碎屑、灰尘进入壳体100内，保护壳体100内的光学系统300，提供了光学系统300的可靠性和使用寿命。
58.可以理解的是，第一激光接头140射出的脉冲激光经第一振镜模块310摆动后照射到合束镜模块330，第二激光接头150射出的连续激光经第二振镜模块320摆动照射到合束镜模块，脉冲激光经合束镜模块330反射，照射到场镜340，连续激光经合束镜模块330透射，照射到场镜340，场镜340对脉冲光和连续光进行聚焦后射出，在进行激光清洗时，可以只利
用连续激光或者脉冲激光，也可先利用连续激光对加工件进行与清洗，再利用脉冲激光进行完全清洗，可根据不同类型的待激光件选择不同的出光模式，适用范围广，清洗效果好。
59.需要说明的是，参见图6所示，图6为本技术实施例提供的复合激光清洗头的光学系统的示意图，上述的光学系统300还可以包括多个反射镜，利用反射镜改变连续激光和脉冲激光的传播方向，以合理利用壳体100内的空间，布置第一振镜模块310、第二振镜模块320和合束镜模块330。本技术实施例中，壳体100由第一侧面、第二侧面、第三侧面、第四侧面、第五侧面和第六侧面围合呈的箱体结构，第一侧面与第三侧面相对，第二侧面与第四侧面相对，第五侧面与第六侧面相对，第一侧面、第二侧面和第五侧面三者相邻连接，其中，第一开口110和第二开口120开设在第一侧面上，第一激光接头140和第二激光接头150与第一侧面连接，第三开口130设置在第三侧面上，第一振镜模块310的振镜电机311安装于第二侧面上，振镜电机311的输出端延伸至壳体100内，第一振镜模块310的振镜镜片312位于壳体100内，位于第一激光接头140之后，第二振镜模块320的振镜电机311安装于第四侧面上，振镜电机311的输出端延伸至壳体100内，第二振镜模块320的振镜镜片312位于壳体100内，位于第二激光接头150之后，壳体100内设置3台反射镜，分别为第一反射镜353、第二反射镜351和第三反射镜352，第一反射镜353安装于第五侧面上，第一反射镜353位于第二激光接头150和第二振镜模块320之间，第二激光接头150射出的连续激光经第一反射镜353反射后射向第二振镜模块320，经第二振镜模块320射向合束镜模块330，第二反射镜351安装于第六侧面上，第二反射镜351位于第一激光接头140和第一振镜模块310之间，第一激光接头140射出的脉冲激光经第二反射镜351反射后射向第一振镜模块310，第三反射镜352安装于第二侧面上，第三反射镜352位于第一振镜模块310和合束镜模块330之间，第一振镜模块310射出的脉冲激光经第三反射镜352反射后射向合束镜模块330，合理利用壳体100内的空间，结构紧凑。
60.参见图5所示，第一振镜模块310和第二振镜模块320均包括振镜电机311、振镜镜片312和风冷机构313，振镜电机311与壳体100连接，振镜电机311的输出端连接振镜镜片312，振镜电机311用于驱动振镜镜片312摆动，风冷机构313，安装于壳体100内，用于向振镜镜片312吹冷气。
61.通过在壳体100内安装风冷机构313向振镜镜片312吹冷气，带走振镜镜片312多余的热量，游戏降低振镜镜片312的温度，避免振镜镜片312的温升过高，保护光学系统300的关键光学元器件，避免振镜镜片312损坏，提高了复合激光清洗头的可靠性。
62.参见图7和图8所示，图7为本技术实施例提供的复合激光清洗头的冷却机构的结构示意图，图8为本技术实施例提供的复合激光清洗头的两冷却机构组装的结构示意图。
63.上述的风冷机构313具有冷却座3130和气嘴3131，安装于壳体100内，冷却座3130设有进气口、风道和出气孔，风道连通进气口和出气孔，冷却座3130用于连通外部冷风气源，气嘴3131安装于冷却座3130上，气嘴3131上设有锥面31310，锥面31310上开设蜂窝状的出气孔31311，出气孔31311位于振镜镜片312旁。
64.需要说明的是，参见图8所示，第一振镜模块310和第二振镜模块320均具有上述的风冷机构313，第一振镜模块310的冷却座3130与第二振镜模块320的冷却座3130通过气排块3132连接呈一体，壳体100上设有进气口，气排块3132内设有气体通道，气体通道与进气口连通，气排块3132连通壳体100上的进气口和冷却座3130上的进气口，为了方便第一振镜
模块310和第二振镜模块320的安装和维护。作为变形的，第一振镜模块310和第二振镜模块320的风冷机构313也可以单独设置，对应的壳体100上设有分别与对应的风冷机构313连通的进气口。
65.另外，参见图7所示，气嘴3131背离冷却座3130的一侧设置锥面31310，锥面31310上开设蜂窝状的出气孔31311，增加了冷却座3130出气孔31311的气压和气流面积，提高了风冷机构313对振镜镜片312的冷却效果。作为变形的，风冷机构313也可以为反射镜或合束镜模块330冷却降温。
66.参见图2所示，上述的壳体100包括第一子壳160、第二子壳170和水冷板180，第一开口110、第二开口120设置于第一子壳160上，第一激光接头140和第二激光接头150与第一子壳160连接，第一振镜模块310、第二振镜模块320、合束镜模块330分别与第一子壳160相连，且位于第一子壳160内，第一子壳160的侧壁开设水冷通道，第一子壳160上设有管接头，管接头与水冷通道连通，第二子壳170与第一子壳160连接，第三开口130设置于第二子壳170上，场镜模块340安装于第二子壳170内，水冷板180安装于第二子壳170上，第二子壳体170的第二侧面和第四侧面上均设置有水冷板180，水冷板180内设有水冷通道，水冷板180上设有管接头，管接头与水冷通道连通。
67.可以理解的是，通过设置在第一子壳体160内的水冷通道和设置在第二子壳体170上的水冷板180，形成水循环，将复合激光清洗头运行时产生的热量吸收，给复合激光清洗头进行冷却降温，保证复合激光清洗头正常工作，提高了复合激光清洗头可靠性和使用寿命。
68.参见图1所示，复合激光清洗头还包括气刀抽尘组件400，具有气刀机构410和抽尘机构420，气刀机构410包括支架411和多个气刀412，支架411位于第三开口130的出光侧，支架411与壳体100连接，多个气刀412沿第三开口130的出光方向间隔安装于支架411上，气刀412沿垂直于第三开口130出光方向吹出的气流方向，抽尘机构420位于第三开口130的出光侧，与气刀412相对设置。
69.示例性的，参见图1所示，抽尘机构420包括连接杆421和抽风嘴422，连接杆421的一端与壳体100连接，连接杆421的另一端连接抽风嘴422，抽风嘴422位于第三开口130的出光侧，抽风嘴422与气刀412相对设置，气刀412向抽风嘴422侧吹风，将激光清洗头清洗过程中灰尘、碎屑吹向抽风嘴422，抽风嘴422吸尘，保护激光清洗头内的保护镜210和场镜模块340，不会受到加工过程中产生的碎屑和灰尘的污染或破坏，提高复合激光头的工作精度和使用寿命。
70.参见图13、图14和图15所示，图13为本技术实施例提供的气刀机构的结构示意图，图14为本技术实施例提供的气刀的侧视图，图15为图14中c-c剖视图。
71.上述的气刀412包括本体4120，设有进气口4121和出气口4122，本体4120内形成气腔4123，进气口4121、出气口4122分别与气腔4123连通，出气口4122的一长边侧壁沿气流方向朝背离本体4120的方向延伸，侧壁延伸的距离l1与出气口宽度l2的比值在3-200之间。
72.可以理解的是，将出气口4122的一侧侧壁41220延伸出出气口4122，形成科恩达效应，气流速度损失小，大大提高了出气口4122流出的气体的气压，出气口4122流出的气压是进气口4121的气压的40倍，防止加工过程中工件表面飞溅的灰尘、残渣落到保护镜表面，避免损伤保护镜。
73.上述的侧壁41220延伸的距离与出气口4122宽度的比值与出气口4122流出的气体的气压呈正比，可以根据需要调整侧壁41220延伸的距离与出气口4122宽度的比值，设计不同的气刀412的结构。
74.其中，侧壁41220延伸的距离在1-10毫米之间，出气口4122宽度在0.05-0.3毫米之间。
75.为了更清楚的说明合束镜模块330的结构，以下将结合附图对合束镜模块330进行介绍。
76.参见图9所示，图9为本技术实施例提供的复合激光清洗头中合束镜模块的结构示意图。
77.本技术实施方式提供的合束镜模块330包括合束镜331、第一安装座332和第二安装座333。
78.上述的第一安装座332具有第一安装件3320和第一夹持件3321，第一夹持件3321与第一安装件3320转动连接，合束镜331的一端与第一夹持件3321固定连接，第一安装件3320安装于壳体100内，第一安装件3320可以安装于壳体100的第五侧面上。
79.上述的第二安装座333具有第二安装件3330和第二夹持件3331，第二夹持件3331与第二安装件3330转动连接，第二夹持件3331与第一夹持件3321相对设置，合束镜331的另一端与第二夹持件3331固定连接，第二安装件3330安装于壳体100内，第二安装件3330安装于壳体100的第六侧面上。
80.可以理解的是，可根据合束镜331的使用场景需要，通过转动第一夹持件3321和第二夹持件3331，可以调节合束镜331的角度，调节操作方便，合束镜331的适用范围光。
81.参见图10和图11所示，图10为图9的俯视图，图11为图10中b-b剖视图。
82.在上述实施方式的基础上，第一夹持件3321包括第一连接轴33210和第一夹紧块33211。
83.第一连接轴33210与第一安装件3320转动连接，第一连接轴33210具有第一端和第二端，第一端背离合束镜331，第一端延伸出第一安装件3320和壳体100，第一端延伸出壳体100的第五侧面，可通过第一端调节合束镜331的角度，操作便捷。
84.第一夹紧块33211设置于第二端上，第一夹紧块33211设有第一卡槽33212，合束镜331安装于第一卡槽33212。
85.可以理解的是，第一夹紧块33211上设置第一卡槽33212，合束镜331与第一夹紧块33211卡合连接，方便合束镜33的安装和拆卸。
86.第二夹持件3331包括第二连接轴33310和第二夹紧块33311，第二连接轴33310与第二安装件3330转动连接，第二夹紧块33311与第二连接轴33310连接，第二夹紧块33311设有第二卡槽33312，合束镜331安装于第二卡槽33312。
87.需要说明的是，第二夹持件3331的结构也可以与第一夹持件3321相同。
88.在上述实施方式的基础上，参见图9所示，第一连接轴33210的第一端设有“一”字槽或“十”字槽。
89.需要说明的是，壳体100上开设有与第一连接轴33210相对于的通孔，第一连接轴33210的第一端位于通孔内，壳体100的外形美观，通过在第一连接轴33210的第一端设有“一”字槽或“十”字槽，采用一字批头或者十字批头的螺丝刀旋转第一连接轴33210，来调节
合束镜331的角度，操作方便。
90.在上述实施方式的基础上，参见图11所示，第一夹紧块33211和第二夹紧块33311上均设有散热翅片33213。
91.可以理解的是，合束镜331在使用过程中也会发热产生热量，通过在第一夹紧块33211和第二夹紧块33311上设置散热翅片33213给合束镜331散热，避免合束镜331发热烧毁，提高了合束镜331的使用寿命。
92.其中，第一夹紧块33211和第二夹紧块33311可以由金属材料制作而成，金属材料导热快，散热性能好。
93.在一些实施方式中，参见图11所示，第一夹紧块33211和第二夹紧块33311上均设有安装孔33214，安装孔33214沿垂直于合束镜331镜面的方向延伸，安装于安装孔33214的螺钉抵持固定合束镜331。
94.可以理解的是，通过螺钉与安装孔33214连接，抵持固定合束镜331于卡槽内，方便合束镜331的拆卸与安装，操作简单。作为变形的，合束镜331也可以与第一卡槽33212和第二卡槽33312紧配合，利用卡合力固定合束镜331。
95.在上述实施方式的基础上，参见图12所示，图12为本技术实施例提供的合束镜模块的第一夹持件的结构示意图，第一卡槽33212和第二卡槽33312均具有第一槽口332120和第二槽口332121，第一槽口332120与合束镜331的端部相对设置，第二槽口332121与第一槽口332120相邻布置，合束镜331部分延伸出第二槽口332121，合束镜331从第二槽口332121进入第一卡槽33212第二卡槽33312内，且合束镜331部分延伸出第一卡槽33212第二卡槽33312。
96.可以理解的是，合束镜331从第二槽口332121进入第一卡槽33212第二卡槽33312内，合束镜331部分位于第一卡槽33212第二卡槽33312外，第一卡槽33212和第二卡槽33312的尺寸小于合束镜331端部的尺寸，第一夹紧块33211和第二夹持件3331的结构尺寸较小，占用壳体100内的空间较小，合理利用壳体100内的有限空间。
97.需要说明的是，第一卡槽33212和第二卡槽33312可以只设置第一槽口332120，合束镜331的端部从第一槽口332120进入对应的第一卡槽33212和第二卡槽33312内，此时，第一卡槽33212和第二卡槽33312与合束镜331端部的尺寸对应。
98.在上述实施方式的基础上，参见图12所示，第一卡槽33212和第二卡槽33312均设有第三槽口332122，第三槽口332122与第二槽口332121相对设置，第三槽口332122的槽壁上设有限位台阶332123，合束镜331的一端与限位台阶332123抵接。
99.可以理解的是，当合束镜331从第二槽口332121进入对应的第一卡槽33212和第二卡槽33312内时，当合束镜331的边缘与第三槽口332122的限位台阶332123抵接时，说明合束镜331装配到位，合束镜331属于精密光学仪器，通过限位台阶332123定位合束镜331，保证了合束镜331的装配精度，合束镜331的安装操作方便。
100.在一些实施方式中，参见图10和图11所示，第二安装件3330包括第二滑套33300、第二座体33301和第二耳板33302。第二滑套33300套设于第二连接轴33310上，第二连接轴33310与第二滑套33300转动连接，第二滑套33300位于第二座体33301内，第二滑套33300与第二座体33301固定连接，第二耳板33302设置于第二座体33301一侧，第二耳板33302与第二连接轴33310的轴线平行布置。
101.可以理解的是，第二连接轴33310与第二座体33301通过第二滑套33300连接，第二座体33301通过第二耳板33302与壳体100连接，连接结构简单，组装方便。另外，第一安装件3320的结构可以与第二安装件3330的结构相同。
102.在一些实施方式中，第一安装件3320包括第一滑套33200、第一座体33201和第一耳板33202，第一滑套33200套设于第一连接轴33210上，第一连接轴33210与第一滑套33200转动连接，第一滑套33200位于第一座体33201内，第一滑套33200与第一座体33201固定连接，第一连接轴33210的第一端延伸出第一座体33201，第一耳板33202设置于第一座体33201上，第一耳板33202垂直于第一连接轴33210的轴线。
103.可以理解的是，第一安装件3320的结构可以与第二安装件3330的结构相同。
104.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
105.在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。
106.以上对本技术实施例所提供的合束镜的固定装置和合束镜模块进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。