一种火车轮对的激光自动除锈装置及除锈方法与流程

本发明涉及激光除锈技术领域，特别指一种火车轮对的激光自动除锈装置及除锈方法。

背景技术

随着中国高铁运营里程的不断增加，车辆速度越来越快，对行车安全要求亦越来越高，这在铁路轮对检修工艺上，对车辆转向架部分的轮对探伤提出了非常高的要求，目前，大多数车辆轮对采用碱水煮洗和人工除锈的办法，缺点是工人劳动强度大，效率低下，作业时间长以及对环境的污染和对铁路职工健康的影响等存在着许多不足之处，而且新型快速客车大量使用了橡胶件，采用碱水煮洗会加速成橡胶件的老化，降低其性能，铁总车辆检修部门急需一种使用方便、效率高的轮对除锈清洗设备。

激光除铁锈就是激光清洗的原理是：激光器发射的光束需处理表面上的污染层所吸收，污染层大能量的吸收形成急剧膨胀的等离子体，而后产生冲击波，冲击波使污染物变成碎片并被剔除，不过必须根据情况调整激光参数，使光脉冲的能量密度严格处于两个阈值之间，由两个阈值产生的一个重要结果是清洗的自控性，能量密度高于第一阈值的光脉冲将一直剔除污染物，直到达到基底材料为止，对于铁路轮对除锈方式和机制，通过调整激光器的功率、能量，根据锈层或微粒的难易程度，简单的调整光斑的面积来使输出激光具被相同的能量密度，理论和除锈清洗能力，在研发过程中，有时为了将激光输送到指定的除锈位置，采用光纤来传输激光束，这样做的优点是适用范围广泛，操作方便灵活，输出的光斑能量分布也比较均匀，其缺点就是会损失一些能量，当传输距离较长时尤为明显，这样做的同时，输出光斑的模式有时会不够稳定，此外，我们还采用导光臂来传输光束，主要由透镜和反射镜传导，这样最大限度地保持了光束的形状。

结合现有技术较为成熟的激光除锈原理，现在需要一种能够专用于火车轮对除锈，操作更加便捷的激光除锈装置，针对火车轮对的形状和材质进行更加合适的清洗，能够对应不同型号的轮对，进行相应的更加自动除锈的能力，目前还没有专业清洗轮对的装置。

基于此，本发明设计了一种火车轮对的激光自动除锈装置及除锈方法，以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种火车轮对的激光自动除锈装置及除锈方法，以解决上述背景技术中提出的能够针对不同型号的火车轮对，进行不同的信息匹配，并且进行自动操作专精于轮对的除锈问题。

本发明是这样实现的：一种火车轮对的激光自动除锈装置，包括激光清洗器、测距仪和手持激光喷枪，所述激光清洗器与手持激光喷枪电性连接，所述手持激光喷枪上安装所述测距仪，所述手持激光喷枪的手柄上设置了手动开关，激光自动除锈装置还包括支撑板、竖向伸缩杆和控制器，所述激光清洗器上安装所述控制器，所述支撑板通过支撑脚与地面稳定支撑，所述竖向伸缩杆架设在支撑板的顶部，所述竖向伸缩杆的顶端安装水平伸缩杆，所述水平伸缩杆的外端安装固定件，所述手持激光喷枪与固定件连接，所述竖向伸缩杆、水平伸缩杆和手持激光喷枪均与控制器电性连接。

进一步地，所述撑脚与支撑板通过螺纹连接，所述支撑脚数量至少为三个。

进一步地，所述支撑板与竖向伸缩杆为可拆分式连接。

进一步地，所述手持激光喷枪与固定件通过卡扣连接。

进一步地，所述激光清洗器的顶部设置拉杆，所述激光清洗器的底部安装至少一对滚轮。

进一步地，所述激光清洗器的外壁安装收纳盒，所述收纳盒上设置了盒盖。

一种火车轮对的激光自动除锈方法，所述除锈方法需用到如权利要求至任一项所述的一种火车轮对的激光自动除锈装置；所述除锈方法包括以下步骤：

步骤一：将火车轮对型号、预设的手持激光喷枪移动路径以及激光清洗器输出功率的三者对应关系存入控制器；

步骤二：根据所述测距仪的测量数据手动调整手持激光喷枪与轮对距离；

步骤三：所述控制器调出需要除锈轮对的型号；

步骤四：所述控制器控制竖向伸缩杆、水平伸缩杆和手持激光喷枪按照与需要除锈轮对型号匹配的预设路径进行除锈操作，所述控制器按照需要除锈轮对型号调整激光清洗器相应的输出功率。

进一步地，所述手动开关启动时控制器失效。

本发明的有益效果是：通过控制器将伸缩杆进行水平和竖向移动，然后根据对应的车辆轮对信息，调整合适的高度、距离和功率，达到不同轮对不同的除锈操作，使除锈更加稳定和匹配，在有些位置装置无法进入的时候，可以拆下手持激光喷枪，进行手动除锈作业。

本发明通过预先将火车轮对的信息录入处理器，在除锈时提取轮对信息，人员只需要输入需要除锈轮对型号，本装置通过测距仪信息采集，控制火车轮对与激光的合适距离，并且按照与轮对型号匹配设定好路径进行除锈操作，在手动除锈作业时，控制器不控制激光清洗器。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明激光清洗器俯视图；

图3为本发明工作原理图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-激光清洗器，11-拉杆，2-收纳盒，3-支撑板，31-支撑脚，4-竖向伸缩杆，41-水平伸缩杆，5-测距仪，6-手持激光喷枪，61-手动开关，62-固定件，7-控制器。

具体实施方式

请参阅图1-3所示，本发明提供一种技术方案：一种火车轮对的激光自动除锈装置，包括激光清洗器1、测距仪5和手持激光喷枪6，激光清洗器1与手持激光喷枪6电性连接，手持激光喷枪6上安装测距仪5，手持激光喷枪6的手柄上设置了手动开关61，还包括支撑板3、竖向伸缩杆4和控制器7，激光清洗器1上安装有控制器7，支撑板3通过支撑脚31与地面稳定支撑，竖向伸缩杆4架设在支撑板3的顶部，竖向伸缩杆4的顶端安装有水平伸缩杆41，水平伸缩杆41的一端安装有固定件62，手持激光喷枪6与固定件62连接，竖向伸缩杆4、水平伸缩杆41和手持激光喷枪6均与控制器7电性连接，通过测距仪5，控制本装置与轮对保持最佳除锈距离，然后启动控制器7，控制竖向伸缩杆4和水平伸缩杆41，按照预设路线进行水平和垂直方向的移动，并且控制手持激光喷枪6进行除锈操作，常规操作不需要人手动持续操作，更加便捷，比人手动操作更加稳定可靠。

其中，支撑脚31与支撑板3通过螺纹连接，所述支撑脚31数量至少为三个，方便拆卸和安装，支撑板3与竖向伸缩杆4为可拆分式连接，方便装置携带安装，手持激光喷枪6可与固定件62通过卡扣连接，方便手持激光喷枪6自动操作或者取下手动操作，激光清洗器1的顶部设置拉杆11，激光清洗器1的底部安装了至少一对滚轮，方便激光清洗器1的便捷移动，激光清洗器1的外壁安装了收纳盒2，收纳盒2的顶部设置了盒盖，支撑板3、支撑脚31、竖向伸缩杆4、水平伸缩杆41和手持激光喷枪6均可收入收纳盒2内，方便配件收纳和保护。

一种火车轮对的激光自动除锈方法，除锈方法需用到如权利要求1至6任一项的一种火车轮对的激光自动除锈装置；除锈方法包括以下步骤：

步骤一：将火车轮对型号、预设的手持激光喷枪6移动路径以及激光清洗器1输出功率的三者对应关系存入控制器7；

步骤二：根据测距仪5的测量数据手动调整手持激光喷枪6与轮对距离；

步骤三：控制器7调出需要除锈轮对的型号；

步骤四：控制器7控制竖向伸缩杆4、水平伸缩杆41和手持激光喷枪6按照与需要除锈轮对型号匹配的预设路径进行除锈操作，控制器7按照需要除锈轮对型号调整激光清洗器1相应的输出功率，使除锈装置和轮对型号可以一一对应除锈，更加精准，根据轮对型号，按照设计好的不同路径自动进行除锈作业，更加省时省力。

其中，手动开关61启动时控制器7失效，使本装置不会被重复操作，避免人员操作时，控制器7也进行操作的隐患。

实施例的一个具体应用为：本发明在使用时将火车轮对的型号信息录入控制器7，在除锈操作时，将需要清洗的轮对型号输入控制器7，然后将支撑板3、支撑脚31、竖向伸缩杆4、水平伸缩杆41和手持激光喷枪6组装完成，然后将支撑脚31与地面插紧，使支撑板3能够更加稳定起支撑作用，测距仪5测量与需要清洗的轮对距离，然后反馈在测距仪5的显示屏上，人员将手持激光喷枪6调整到与轮对最佳的除锈距离，然后控制器7控制竖向伸缩杆4、水平伸缩杆41和手持激光喷枪6开始按照预先定好的线路开始除锈操作，移动和操作路径与轮对型号一一对应，在有些复杂工况需要手动操作时，将手持激光喷枪6与固定件62拆卸，手拿住手持激光喷枪6的手柄，对准需要除锈的部位，然后通过手控制手持激光喷枪6，使测距仪5与除锈部位尽量保持在最佳除锈距离范围内，手动开关61启动时，控制器7解除对激光除锈装置的控制，只提供激光，以避免发生重复控制造成的隐患，手动模式和自动路径操作模式，都需要对控制器7输入轮对型号，根据轮对型号，控制器7会使手持激光喷枪6提供与轮对型号相匹配的输出功率，这样操作更加灵活和方便，也对常规型号的轮对参数配合更加精准，使除锈更加便捷，当除锈操作完成，将支撑板3、支撑脚31、竖向伸缩杆4、水平伸缩杆41和手持激光喷枪6收入收纳盒2内，方便配件的收纳和保护，然后拉起拉杆11，将激光清洗器1拉动离开，滚轮使装置移动更加省力。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。