一种可自动调焦的管道内壁激光清洗装置制造方法及图纸

一种可自动调焦的管道内壁激光清洗装置，包括管道爬行机器人、头部光纤连接组件、电动变焦组件和可沿管道圆周方向360度旋转的旋转清洗头组件，管道爬行机器人的一端与头部光纤连接组件的激光输出端连接，另一端与电动变焦组件的激光输入端连接，头部光纤连接组件的激光输入端用于与产生激光的激光器连接，并将接入的激光通过其激光输出端出射出去，电动变焦组件的激光输出端与旋转清洗头组件的激光输入端连接，管道爬行机器人内具有供激光光束通过的第一激光传输通道，头部光纤连接组件出射的激光光束经管道爬行机器人内的第一激光传输通道输出到电动变焦组件，经电动变焦组件变焦后输出给旋转清洗头组件，并经旋转清洗头组件输出到管道内壁。

A laser cleaning device for the inner wall of the pipe with automatic focusing

【技术实现步骤摘要】
一种可自动调焦的管道内壁激光清洗装置
本专利技术涉及管道激光清洗领域，具体涉及一种可自动调焦的管道内壁激光清洗装置。
技术介绍
管道在现代工业应用及日常生活中占据着重要地位，管道被广泛应用于石油运输、天然气运输、农业灌溉等方面，管道在日常使用过程中，长时间暴露在空气中会发生锈蚀、附着油污，管道的大面积清洗对于其二次利用显得尤为重要。此时传统的清洗方法已不能满足现代的环保要求。传统清洗工业有各种各样的清洗方式，多是利用化学药剂和机械方法进行清洗。在我国环境保护法规要求越来越严格、人们环保和安全意识日益增强的今天，工业生产清洗中可以使用的化学药品种类将变得越来越少。而激光清洗具有无研磨、非接触、无热效应和适用于各种材质的物体等清洗特点，被认为是最可靠、最有效的解决办法。由于在激光清洗的过程中，同一管道内壁直径在不同位置大小不一，经由激光器发射出来的激光经过聚焦之后需要保证焦点随时定位在管道内壁表面上，针对相关技术中的问题，除手动操作外，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种可自动调焦的管道内壁激光清洗装置，解决了在管道内壁激光清洗过程中激光焦点不能自动定位在管道内壁表面，不能实现最佳效果的管道内壁清洗，降低了管道的激光清洗质量及效率的问题，本专利技术的技术方案如下：一种可自动调焦的管道内壁激光清洗装置，包括用于带动所述装置移动的管道爬行机器人、用于接入激光的头部光纤连接组件、用于对激光光束进行变焦的电动变焦组件和可沿管道圆周方向360度旋转的旋转清洗头组件，所述管道爬行机器人的一端与头部光纤连接组件的激光输出端连接，另一端与电动变焦组件的激光输入端连接，所述头部光纤连接组件的激光输入端用于与产生激光的激光器连接，并将接入的激光通过其激光输出端出射出去，所述电动变焦组件的激光输出端与所述旋转清洗头组件的激光输入端连接，所述管道爬行机器人内具有供激光光束通过的第一激光传输通道，所述头部光纤连接组件出射的激光光束经管道爬行机器人内的第一激光传输通道输出到电动变焦组件，经电动变焦组件变焦后输出给旋转清洗头组件，并经旋转清洗头组件输出到管道内壁。进一步地，所述头部光纤连接组件包括准直光隔离器、光纤锁紧块和光纤接头座，所述光纤接头座具有供激光光束通过的第二激光传输通道，所述准直光隔离器的激光输入端用于与激光器连接，激光输出端通过光纤锁紧块与光纤接头座的激光输入端连接，所述光纤接头座的激光输出端与管道爬行机器人连接，激光器发出的激光光束依次通过准直光隔离器和光纤接头座的第二激光传输通道后输出到管道爬行机器人的第一激光传输通道内。进一步地，所述光纤接头座的激光输出端与管道爬行机器人连接处设置有第一0型密封圈。进一步地，所述管道爬行机器人的第一激光传输通道的激光输入端具有第一内螺纹，激光输出端具有第二内螺纹，所述头部光纤连接组件的激光输出端具有与所述第一内螺纹匹配的第一外螺纹，所述电动变焦组件的激光输入端具有第二外螺纹，所述头部光纤连接组件与管道爬行机器人通过相互匹配的第一内螺纹和第一外螺纹螺纹连接，所述电动变焦组件与管道爬行机器人通过相互匹配的第二内螺纹和第二外螺纹螺纹连接。进一步地，所述电动变焦组件包括电动变焦聚焦镜固定座、电动变焦聚焦镜固定环、电动变焦聚焦镜、第一锁紧螺栓和第二锁紧螺栓，电动变焦聚焦镜固定座具有供激光光束通过的第三激光传输通道，所述电动变焦聚焦镜固定环具有供激光光束通过的第四激光传输通道，所述电动变焦聚焦镜固定座的激光输入端与管道爬行机器人连接，所述电动变焦聚焦镜固定环的激光输入端与电动变焦聚焦镜固定座的激光输出端连接，所述电动变焦聚焦镜的激光输入端与电动变焦聚焦镜固定环的激光输出端连接，所述电动变焦聚焦镜的激光输出端与旋转清洗头组件连接，入射的激光光束依次通过电动变焦聚焦镜固定座的第三激光传输通道和电动变焦聚焦镜固定环的第四激光传输通道输出到电动变焦聚焦镜，经电动变焦聚焦镜变焦后输出到旋转清洗头组件。进一步地，所述电动变焦组件还包括第一锁紧螺栓和第二锁紧螺栓，所述电动变焦聚焦镜固定座的激光输入端通过第一锁紧螺栓与管道爬行机器人连接，所述电动变焦聚焦镜固定环的激光输入端通过第二锁紧螺栓与电动变焦聚焦镜固定座的激光输出端连接。进一步地，所述电动变焦组件还包括用于向电动变焦聚焦镜固定座的第三激光传输通道中输入保护气体的气管接头，所述气管接头一端连通到电动变焦聚焦镜固定座的第三激光传输通道中，另一端用于与外部保护气体产生装置连通。进一步地，所述电动变焦组件还包括密封钣金和密封锁紧块，所述密封钣金和密封锁紧块安装于电动变焦聚焦镜固定座上。进一步地，所述旋转清洗头组件包括步进电机固定座、步进电机和用于将入射的激光光束的方向改变90度后输出的激光反射装置，所述步进电机的输出轴与激光反射装置连接，用以带动激光反射装置旋转，所述步进电机通过步进电机固定座连接与所述电动变焦组件连接，所述步进电机固定座具有供激光光束通过的第五激光传输通道，所述步进电机均具有供激光光束通过的第六激光传输通道，入射的激光光束依次通过所述步进电机固定座的第五激光传输通道和步进电机的第六激光传输通道后进入激光反射装置，并经激光反射装置反射后输出到管道内壁。进一步地，所述激光反射装置包括反射镜和用于固定反射镜的反射镜安装座，所述反射镜安装于所述反射镜安装座上，且所述反射镜镜面与入射激光光束成45度角，所述步进电机的输出轴与激光反射装置的反射镜安装座连接，用以带动反射镜安装座旋转。进一步地，所述装置还包括中转连接块、连接板、旋转头锁紧块、反射镜防尘盖、第二0型密封圈，所述步进电机固定座通过所述的连接板与所述的中转连接块连接，并通过所述中转连接块与所述电动变焦组件连接，所述步进电机的输出轴通过旋转头锁紧块与反射镜安装座连接，所述反射镜通过所述的反射镜防尘盖及所述第二0型密封圈固定在所述的反射镜安装座上。进一步地，所述装置还包括保护镜、保护镜压紧块、清洗头保护盖和气管单向阀，所述的保护镜通过所述的保护镜压紧块固定在反射镜安装座上，所述的气管单向阀固定在反射镜安装座上，所述清洗头保护盖与所述反射镜安装座连接。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术，激光光束从头部光纤连接组件的准直光隔离器中出射，经过电动变焦组件变焦之后，再经过旋转清洗头组件输出到管道内壁，旋转清洗头组件的步进电机通过旋转带动旋转清洗头组件的头部反射镜安装座做圆周360度旋转，配合管道爬行机器人前进后退，使激光射出的路线为螺旋式，即可达到管道激光清洗的效果，同时，对于同一管道不同位置处内壁直径不同的情况，通过电动变焦聚焦镜改变聚焦镜形状(曲率)，从而改变其焦距可使其可适应不同管道直径的激光清洗。附图说明图1是本专利技术实施例提供的可自动调焦管道内壁激光清洗装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的头部光纤连接组件的爆炸图；图3是本专利技术实施例提供的电动变焦组件的爆炸图；图4是本专利技术实施例提供的旋转清洗头组件的爆炸图；附图标记说本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可自动调焦的管道内壁激光清洗装置，其特征在于，包括用于带动所述装置移动的管道爬行机器人、用于接入激光的头部光纤连接组件、用于对激光光束进行变焦的电动变焦组件和可沿管道圆周方向360度旋转的旋转清洗头组件，所述管道爬行机器人的一端与头部光纤连接组件的激光输出端连接，另一端与电动变焦组件的激光输入端连接，所述头部光纤连接组件的激光输入端用于与产生激光的激光器连接，并将接入的激光通过其激光输出端出射出去，所述电动变焦组件的激光输出端与所述旋转清洗头组件的激光输入端连接，所述管道爬行机器人内具有供激光光束通过的第一激光传输通道，所述头部光纤连接组件出射的激光光束经管道爬行机器人内的第一激光传输通道输出到电动变焦组件，经电动变焦组件变焦后输出给旋转清洗头组件，并经旋转清洗头组件输出到管道内壁。/n

【技术特征摘要】
1.一种可自动调焦的管道内壁激光清洗装置，其特征在于，包括用于带动所述装置移动的管道爬行机器人、用于接入激光的头部光纤连接组件、用于对激光光束进行变焦的电动变焦组件和可沿管道圆周方向360度旋转的旋转清洗头组件，所述管道爬行机器人的一端与头部光纤连接组件的激光输出端连接，另一端与电动变焦组件的激光输入端连接，所述头部光纤连接组件的激光输入端用于与产生激光的激光器连接，并将接入的激光通过其激光输出端出射出去，所述电动变焦组件的激光输出端与所述旋转清洗头组件的激光输入端连接，所述管道爬行机器人内具有供激光光束通过的第一激光传输通道，所述头部光纤连接组件出射的激光光束经管道爬行机器人内的第一激光传输通道输出到电动变焦组件，经电动变焦组件变焦后输出给旋转清洗头组件，并经旋转清洗头组件输出到管道内壁。


2.根据权利要求1所述的可自动调焦的管道内壁激光清洗装置，其特征在于，所述头部光纤连接组件包括准直光隔离器、光纤锁紧块和光纤接头座，所述光纤接头座具有供激光光束通过的第二激光传输通道，所述准直光隔离器的激光输入端用于与激光器连接，激光输出端通过光纤锁紧块与光纤接头座的激光输入端连接，所述光纤接头座的激光输出端与管道爬行机器人连接，激光器发出的激光光束依次通过准直光隔离器和光纤接头座的第二激光传输通道后输出到管道爬行机器人的第一激光传输通道内。


3.根据权利要求2所述的可自动调焦的管道内壁激光清洗装置，其特征在于，所述光纤接头座的激光输出端与管道爬行机器人连接处设置有第一0型密封圈。


4.根据权利要求1所述的可自动调焦的管道内壁激光清洗装置，其特征在于，所述管道爬行机器人的第一激光传输通道的激光输入端具有第一内螺纹，激光输出端具有第二内螺纹，所述头部光纤连接组件的激光输出端具有与所述第一内螺纹匹配的第一外螺纹，所述电动变焦组件的激光输入端具有第二外螺纹，所述头部光纤连接组件与管道爬行机器人通过相互匹配的第一内螺纹和第一外螺纹螺纹连接，所述电动变焦组件与管道爬行机器人通过相互匹配的第二内螺纹和第二外螺纹螺纹连接。


5.根据权利要求1所述的可自动调焦的管道内壁激光清洗装置，其特征在于，所述电动变焦组件包括电动变焦聚焦镜固定座、电动变焦聚焦镜固定环、电动变焦聚焦镜、第一锁紧螺栓和第二锁紧螺栓，电动变焦聚焦镜固定座具有供激光光束通过的第三激光传输通道，所述电动变焦聚焦镜固定环具有供激光光束通过的第四激光传...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳洁，王法平，李春旺，张炜，
申请(专利权)人：武汉武钢华工激光大型装备有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42