便携式激光除锈机制造技术

本发明专利技术公开了一种便携式激光除锈机，其包括激光系统、光束调整系统和传导光纤；所述激光系统和光束调整系统通过传导光纤相连接；所述激光系统包括带背带的主机壳、位于主机壳内的激光器、控制板和输出镜；所述控制板的相应输出端接激光器的数据接口；所述激光器的输出端设有输出镜；所述光束调整系统包括光隔离通道和光整形探头；所述光隔离通道包括带把手的光通道壳体和设置于光通道壳体内的隔离套管，所述光通道壳体的一端设有卡环，其另一端连接光整形探头；所述光整形探头内自与光通道壳体连接处依次设有扩束镜、扫描振镜和聚光系统；所述聚光系统包括镜架、F-Q场镜圈和F-Q透镜。本发明专利技术的优点是结构简单，使用方便，安全稳定，便于野外作业。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种便携式激光除锈机，其包括激光系统、光束调整系统和传导光纤；所述激光系统和光束调整系统通过传导光纤相连接；所述激光系统包括带背带的主机壳、位于主机壳内的激光器、控制板和输出镜；所述控制板的相应输出端接激光器的数据接口；所述激光器的输出端设有输出镜；所述光束调整系统包括光隔离通道和光整形探头；所述光隔离通道包括带把手的光通道壳体和设置于光通道壳体内的隔离套管，所述光通道壳体的一端设有卡环，其另一端连接光整形探头；所述光整形探头内自与光通道壳体连接处依次设有扩束镜、扫描振镜和聚光系统；所述聚光系统包括镜架、F-Q场镜圈和F-Q透镜。本专利技术的优点是结构简单，使用方便，安全稳定，便于野外作业。【专利说明】便携式激光除锈机
本专利技术涉及一种便携式激光除锈机，适用于野外移动作业，属于工业除锈
。
技术介绍
虽然激光除锈除漆在国内外均有些应用，但是通常都是体积庞大、采用工控计算机控制、多采用二氧化碳激光器，采用水冷技术连续工作时间受限制等不便于携带和野外作业使用；国外也有类似小型化的产品，但是价格昂贵、自身激光功率小(通常不超过20W)、工作效率低下不能满足市场需求，不能得到大范围的使用推广。目前，市场上激光器通常采用脉冲光纤激光器，在其主振荡级和放大器之间都带有光纤耦合的光学隔离器以保护由于光信号反馈而造成主振荡级的损坏。目前带尾纤能承受2W以上的光学隔离器价格都很高，而且插入损耗大。传统的激光清洗设备所使用的多是准分子激光器或YAG激光器，不仅体积庞大，还需要配套相应的冷却设施，不便于维护和移动，非专业技术人员不易操作，且运行成本高，应用范围有限，仅在特定环境下使用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供了一种结构简单，使用方便，安全稳定，便于野外作业的便携式激光除锈机。本专利技术解决其技术问题采用如下技术方案: 本专利技术包括激光系统、光束调整系统和传导光纤；所述激光系统和光束调整系统通过传导光纤相连接； 所述激光系统包括带有背带的主机壳、位于主机壳内的激光器、控制板以及输出镜；所述控制板的相应输出端接激光器的数据接口 ；所述激光器的输出端设有输出镜； 所述光束调整系统包括光隔离通道和光整形探头；所述光隔离通道包括带有把手的光通道壳体和设置于光通道壳体内的隔离套管，所述光通道壳体的一端设有卡环，其另一端连接光整形探头； 所述传导光纤的一端通过输出镜连接激光器的输出端，其另一端依次穿过卡环、隔离套管接入光整形探头；所述光整形探头内自与光通道壳体连接处依次设有扩束镜、扫描振镜和聚光系统； 所述聚光系统包括镜架、F-Q场镜圈和F-Q透镜，所述F-Q透镜似于F-Q场镜圈内，所述F-Q场镜圈通过镜架与光整形探头固定； 所述控制板包括FPGA芯片及其外围的线驱动器、光耦、高速光耦和差分驱动器；所述FPGA芯片的相应I/O单向接口依次经线驱动器、高速光耦与激光器的相应输入端连接，所述FPGA芯片的相应I/0单向接口依次经高速光耦、差分驱动器与扫描振镜的数据接口连接。所述激光器包括主振荡器和功率放大器；所述主振荡器的输出端接功率放大器的输入端，所述主振荡器采用光纤耦合的声光调制器；所述激光器的调Q方式采用光纤耦合的声光调Q方式；所述主振荡器采用单模Yb双包层光纤，所述功率放大器采用大纤芯的Yb双包层光纤。所述声光调制器的光纤末端熔接光纤端帽并进行斜面抛光，所述斜面上设有镀膜。所述光整形探头与光通道壳体之间设有转接板；所述转接板中心设有用于穿过传导光纤的孔，所述孔上设有扩束镜；所述转接板一面与光通道壳体固定，其另一面设有与光整形探头相匹配的连接凸槽，所述光整形探头上设有与之对应的连接凹槽。所述光整形探头还包括出光保护盖。所述传导光纤位于激光系统和光束调整系统之间的部分上套有可伸缩的弹簧保护管。所述光整形探头上安装有LED照明灯，所述FPGA芯片的相应I/O单向接口依次经线驱动器、光耦与LED照明灯连接。所述光通道壳体上设置有用于显示激光参数的LED显示屏，所述FPGA芯片的相应I/o单向接口依次经线驱动器、光耦与LED显示屏连接。本专利技术还包括移动电源箱，所述移动电源箱顶部设有提手，其底部设有万向轮；所述移动电源箱的输出端与控制板和激光器的电源端相连接。所述控制板还包括SDRAM存储器、USB接口模块和开关电源芯片；所述SDRAM存储器、USB接口模块与FPGA芯片的相应端口双向数据总线连接；所述FPGA芯片的型号为EP2C20F484，所述SDRAM存储器的型号为IC42S16160C，所述USB接口模块的型号为CY7C68013，所述开关电源芯片的型号为SC4519。本专利技术产生的有益效果是: (I)本专利技术采用激光除锈除漆方式，与传统工艺相比无噪音、污染小、无损耗配件、精确度高，通过激光系统和光束调整系统的改进解决了激光除锈设备小型化的问题，设备结构设计合理，可单人肩负作业；激光器不仅有激光输出，还设有红外输出，能够清楚准确的对除锈位置预先定位，预览工作区域，使用方便。(2)本专利技术使用扩束镜增大了激光光束直径，减小了发散角，使高斯光束聚焦得更好，保证光束的准直性；通过控制板使扫描振镜的反射角度使激光束偏转，使激光聚焦点沿平行或垂直方向扫描输出激光，通过调节扫描振镜的镜头的上下位置，调节激光扫描范围的大小；光通道壳体内设有隔离套管，屏蔽自然光形成暗箱，同时起到汇聚扩束光的作用。(3)本专利技术采用光纤耦合的声光调制器，使得主振荡器和一级功率放大器之间无光学隔离器，过去采用半导体激光器要达到足够的激光输出功率，需要多级放大，而每级放大器之间都需要加光学隔离器，本专利技术节约成本，稳定性高。(4)本专利技术中声光调制器的光纤末端熔接光纤端帽并进行斜面抛光，并在斜面上设有镀膜，使光纤末端可以很方便地跟其它光纤元件熔接在一起，且可以很好的抑制光纤内非线性效应，使激光输出更稳定，激光器效率的提升。(5)本专利技术中控制板采用嵌入式控制方式，基于ARM+DSP架构，操作简单，设有LED显示屏，交互界面好，效率高性能好。(6)本专利技术能够进行输出功率和扫描速度的调节，可针对不同材质加工件调整不同加工功率，有效提高工作效率，减少对加工件的磨损。(7)根据需要更换不同的光整形探头，不同的光整形探头使得出光方向三维可调，即使在狭小的操作空间也能保证灵活使用，不留死角。(8)光整形探头上安装有LED照明灯方便夜间作业，设有出光保护盖，避免激光误开造成危险。【专利附图】【附图说明】附图1为本专利技术的结构原理框图。附图2为本专利技术中控制板的结构原理图。附图3为本专利技术中光束调整系统的结构示意图。附图4为本专利技术中光整形探头的结构示意图。附图5为本专利技术中控制板的控制流程图。其中，I光通道壳体、2光整形探头、3转接板、4隔离套管、5卡环、6扩束镜、7扫描振镜、8镜架、9 F-Q场镜圈、10 F-Q透镜、11出光保护盖、12 LED照明灯、13 LED显示屏、14背带。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术进行进一步说明: 由图1飞所示的实施例可知，它包括激光系统、光束调整系统和传导光纤；所述激光系统和光束调整系统通过传导光纤相连接； 所述激光系统包括带有背带的主机壳、位于主机壳内的激光器、控制板以及输出镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式激光除锈机，其特征在于：包括激光系统、光束调整系统和传导光纤；所述激光系统和光束调整系统通过传导光纤相连接；所述激光系统包括带有背带的主机壳、位于主机壳内的激光器、控制板以及输出镜；所述控制板的相应输出端接激光器的数据接口；所述激光器的输出端设有输出镜；所述光束调整系统包括光隔离通道和光整形探头；所述光隔离通道包括带有把手的光通道壳体（1）和设置于光通道壳体（1）内的隔离套管（4），所述光通道壳体（1）的一端设有卡环（5），其另一端连接光整形探头（2）；所述传导光纤的一端通过输出镜连接激光器的输出端，其另一端依次穿过卡环（5）、隔离套管（4）接入光整形探头（2）；所述光整形探头（2）内自与光通道壳体（1）连接处依次设有扩束镜（6）、扫描振镜（7）和聚光系统；所述聚光系统包括镜架（8）、F‑Q场镜圈（9）和F‑Q透镜（10），所述F‑Q透镜（10）位于F‑Q场镜圈（9）内，所述F‑Q场镜圈（9）通过镜架（8）与光整形探头（2）固定；所述控制板包括FPGA芯片及其外围的线驱动器、光耦、高速光耦和差分驱动器；所述FPGA芯片的相应I/O单向接口依次经线驱动器、高速光耦与激光器的相应输入端连接，所述FPGA芯片的相应I/O单向接口依次经高速光耦、差分驱动器与扫描振镜（7）的数据接口连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李良春，牛正一，厦福君，郑登明，宋桂飞，吕晓明，吴会磊，张文亮，高飞，王陆，
申请(专利权)人：中国人民解放军总装备部军械技术研究所，
类型：发明
国别省市：河北;13