一种环形激光清洗头的制作方法

本技术涉及激光清洗领域，具体涉及一种环形激光清洗头。

背景技术：

1、市面上已有的管道内环形激光清洗头大多为点光斑输出形式，这种清洗头对负载其的行走机构要求极高，需行走速度稳定均匀，否则会导致清洗不均匀，且内壁清洗呈线条螺旋状。亦有少量通过旋转头部增加振镜实现线清洗的环形清洗头，但头部结构复杂，传动结构件多，导致设备不稳定，无法精确速度控制和转角控制，此外，由于管道内部进行激光清洗时会产生大量的烟尘，上述已有方案都存在防护镜片易沾灰经激光烧蚀后存在易炸裂的缺陷。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是提供一种环形激光清洗头，以克服上述现有技术中的不足。

2、本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种环形激光清洗头，包括：中空无刷电机、固定罩、旋转基座、振镜和第一镜片；固定罩和旋转基座分别布置在中空无刷电机的两端，且分别与中空无刷电机的定子和转子相固定；旋转基座内具有一端开口，另一端封闭的光通道，固定罩上具有贯穿固定罩的光通道，旋转基座内的光通道的开口端与中空无刷电机的中空内腔连通，固定罩上的光通道与中空无刷电机的中空内腔连通，振镜固定在旋转基座内的光通道中，旋转基座上正对振镜出光口设置通光孔，旋转基座上的通光孔内设置第一镜片。

3、本实用新型的有益效果是：

4、中空无刷电机启动，通过中空无刷电机使得旋转基座进行360°转动，激光光束经光通道入射进振镜内，通过振镜高频摆动，将激光光斑转为激光线条，再经第一镜片照射在目标物上；

5、本实用新型所述环形激光清洗头，具备传动精度高、可调速、可360°旋转激光清洗等特性，可以提高旋转清洗控制精度，从而解决激光旋转清洗头结构复杂、传动精度低、转动调速范围受限的问题，此外，可以提升激光清洗质量；

6、环形激光清洗头尺寸相对缩小，从而应用于直径为100mm～300mm的小管径内壁激光清洗；

7、通过整个结构，可以保护内部光路洁净，扩大应用范围。

8、在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

9、进一步，还包括：滑环、头部控制板和振镜控制板，滑环布置在固定罩与旋转基座之间，且滑环的公母板分别与旋转基座和固定罩相固定，头部控制板与滑环的公板电连接，振镜控制板分别与振镜和头部控制板电连接。

10、采用上述进一步的有益效果为：通过滑环可以确保在中空无刷电机驱动旋转基座进行360°转动时，外部设备始终能为头部控制板和振镜控制板供电以及与头部控制板和振镜控制板建立信号传输，从而进一步确保外部设备可以通过振镜控制板控制振镜进行工作。

11、进一步，还包括：罩盖、第二镜片、气泵、气管、气嘴和空气滤芯，旋转基座背离中空无刷电机的一端设置罩盖，罩盖上正对振镜出光口设置通光孔，罩盖上的通光孔内设置第二镜片，罩盖外部固定遮盖第二镜片的气嘴，空气滤芯遮盖着罩盖上的进气口，气泵布置在罩盖内，气泵与头部控制板电连接，气管的一端气泵相连通，气管的另一端与气嘴的内腔连通。

12、采用上述进一步的有益效果为：从振镜所射出的激光可以依次经第一镜片、第二镜片和气嘴后照射向目标物，在气泵开启时，可以持续提供一定流量的气体，以对第二镜片形成正压保护，从而防止清洗灰尘进入气嘴损坏第二镜片，此外，在气泵运行时，空气滤芯将对进入罩盖内的空气进行过滤，以过滤大量清洗灰尘，使得气泵输出气体足够洁净，且不影响第二镜片，自带气泵，从而可以无需外接气源。

13、进一步，第二镜片采用增透镜片。

14、采用上述进一步的有益效果为：可以减小激光光束的光衰，从而确保激光清洗效果。

15、进一步，气嘴上具有与气管相连接的接头。

16、采用上述进一步的有益效果为：方便气管与气嘴之间进行拆装。

17、进一步，还包括：通光固定轴，固定罩背离中空无刷电机的一端设置通光固定轴，固定罩上的光通道与通光固定轴的内腔连通。

18、采用上述进一步的有益效果为：通过通光固定轴可以将清洗头固定在不同的爬行机构上，以负载该清洗头在管道内行走。

19、进一步，还包括：聚焦镜片，聚焦镜片布置在通光固定轴的内腔中。

20、采用上述进一步的有益效果为：激光光束通过聚焦镜片聚焦，然后再经光通道入射进振镜内，聚焦镜片一方面可以对激光光束进行聚焦，以提升清洗效率，另一方面可以阻挡灰尘进入光通道内，从而确保内部光路洁净。

21、进一步，还包括：中控板和电机控制板，中控板和电机控制板分别固定在通光固定轴上，滑环的母板与中控板电连接。

22、采用上述进一步的有益效果为：中控板的控制信号可以通过滑环传输给头部控制板，再由头部控制板向振镜控制板发送控制信号，最终由振镜控制板控制振动工作，此外，头部控制板也可以控制气泵运行；通过电机控制板实现中空无刷电机的供电和信号控制，中空无刷电机扭矩、速度、位置控制模式任意切换，抗干扰性强，可为头部的旋转提供稳定的输出动力。

23、进一步，第一镜片采用增透镜片。

24、采用上述进一步的有益效果为：可以减小激光光束的光衰，从而确保激光清洗效果。

25、进一步，还包括：滑动密封圈，固定罩与旋转基座之间设置滑动密封圈，滑环处在滑动密封圈所围区域内。

26、采用上述进一步的有益效果为：固定罩与旋转基座在相对转动的同时，防止灰尘进入内腔导致滑环短路。

技术特征：

1.一种环形激光清洗头，其特征在于，包括：中空无刷电机(1)、固定罩(2)、旋转基座(3)、振镜(4)和第一镜片(5)；所述固定罩(2)和旋转基座(3)分别布置在中空无刷电机(1)的两端，且分别与中空无刷电机(1)的定子和转子相固定；所述旋转基座(3)内具有一端开口，另一端封闭的光通道，所述固定罩(2)上具有贯穿固定罩(2)的光通道，所述旋转基座(3)内的光通道的开口端与所述中空无刷电机(1)的中空内腔连通，所述固定罩(2)上的光通道与所述中空无刷电机(1)的中空内腔连通，所述振镜(4)固定在所述旋转基座(3)内的光通道中，所述旋转基座(3)上正对振镜(4)出光口设置通光孔，所述旋转基座(3)上的通光孔内设置第一镜片(5)。

2.根据权利要求1所述的一种环形激光清洗头，其特征在于，还包括：滑环(6)、头部控制板(7)和振镜控制板(8)，所述滑环(6)布置在所述固定罩(2)与旋转基座(3)之间，且所述滑环(6)的公母板分别与所述旋转基座(3)和固定罩(2)相固定，所述头部控制板(7)与所述滑环(6)的公板电连接，所述振镜控制板(8)分别与所述振镜(4)和所述头部控制板(7)电连接。

3.根据权利要求2所述的一种环形激光清洗头，其特征在于，还包括：罩盖(9)、第二镜片(10)、气泵(11)、气管(12)、气嘴(13)和空气滤芯(14)，所述旋转基座(3)背离中空无刷电机(1)的一端设置罩盖(9)，所述罩盖(9)上正对振镜(4)出光口设置通光孔，所述罩盖(9)上的通光孔内设置第二镜片(10)，所述罩盖(9)外部固定遮盖第二镜片(10)的气嘴(13)，所述空气滤芯(14)遮盖着所述罩盖(9)上的进气口，所述气泵(11)布置在所述罩盖(9)内，所述气泵(11)与所述头部控制板(7)电连接，所述气管(12)的一端所述气泵(11)相连通，所述气管(12)的另一端与所述气嘴(13)的内腔连通。

4.根据权利要求3所述的一种环形激光清洗头，其特征在于，所述第二镜片(10)采用增透镜片。

5.根据权利要求3所述的一种环形激光清洗头，其特征在于，所述气嘴(13)上具有与气管(12)相连接的接头(15)。

6.根据权利要求2所述的一种环形激光清洗头，其特征在于，还包括：通光固定轴(16)，所述固定罩(2)背离中空无刷电机(1)的一端设置通光固定轴(16)，所述固定罩(2)上的光通道与所述通光固定轴(16)的内腔连通。

7.根据权利要求6所述的一种环形激光清洗头，其特征在于，还包括：聚焦镜片(17)，所述聚焦镜片(17)布置在所述通光固定轴(16)的内腔中。

8.根据权利要求6所述的一种环形激光清洗头，其特征在于，还包括：中控板(18)和电机控制板(19)，所述中控板(18)和电机控制板(19)分别固定在所述通光固定轴(16)上，所述滑环(6)的母板与所述中控板(18)电连接。

9.根据权利要求2所述的一种环形激光清洗头，其特征在于，所述第一镜片(5)采用增透镜片。

10.根据权利要求2所述的一种环形激光清洗头，其特征在于，还包括：滑动密封圈(20)，所述固定罩(2)与所述旋转基座(3)之间设置滑动密封圈(20)，所述滑环(6)处在滑动密封圈(20)所围区域内。

技术总结
本技术涉及环形激光清洗头，固定罩和旋转基座分别布置在中空无刷电机的两端，且分别与中空无刷电机的定子和转子相固定；旋转基座内具有一端开口，另一端封闭的光通道，固定罩上具有贯穿固定罩的光通道，旋转基座内的光通道的开口端与中空无刷电机的中空内腔连通，固定罩上的光通道与中空无刷电机的中空内腔连通，振镜固定在旋转基座内的光通道中，旋转基座上正对振镜出光口设置通光孔，旋转基座上的通光孔内设置第一镜片。本技术的有益效果为：具备传动精度高、可调速、可360°旋转激光清洗等特性，可以提高旋转清洗控制精度，环形激光清洗头尺寸相对缩小，从而应用于小管径内壁激光清洗，通过整个结构，可以保护内部光路洁净。

技术研发人员：李震,周炜,王亦军,叶小威
受保护的技术使用者：宝宇（武汉）激光技术有限公司
技术研发日：20230506
技术公布日：2024/1/14