一种深探式炮管内壁激光清洗机器人系统技术方案

本发明专利技术涉及一种深探式炮管内壁激光清洗机器人系统。该系统包括：激光清洗光学系统和爬行系统，所述激光清洗光学系统套接在所述爬行系统内部，所述爬行系统包括行走支架和行走流利条，所述行走支架的形状为中空的圆柱筒，所述行走支架上设置行走流利条，所述行走流利条用于满足不同的炮管内壁直径需求。本发明专利技术能够通过机器实现对炮管内壁进行清洗，提高清洗效率，节省劳动力，减少环境污染。

【技术实现步骤摘要】
一种深探式炮管内壁激光清洗机器人系统
本专利技术涉及炮管清洗领域，特别是涉及一种深探式炮管内壁激光清洗机器人系统。
技术介绍
世界上没有任何国家的部队拥有炮膛清洁的标准化先进设备及规范流程。火炮身管的清洁保养一般采用比较原始的手工作业清洁方法，其清洁效果粗糙，劳动强度大且费时费力。而且这种清洁方法完全依赖操作人员的操作水平，导致清洁后的效果并不令人满意，环境污染比较严重。通常，传统手工炮膛清洗操作方式采用长杆加刷头(抹布)进行清洁及上油，不可避免地导致对炮管内壁的刮擦损伤，致使炮管使用寿命降低。如果将炮管整体卸下并对内壁附着污物层进行彻底清洁，则过程非常繁琐，且会浪费大量人力，清洁成本非常高。此外，日新月异的武器及弹药技术大大增加了由炮膛内污垢导致武器系统故障的可能性。因此亟需一种快捷、高效、绿色的设备系统来完成这项工作。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种深探式炮管内壁激光清洗机器人系统，能够通过机器人系统实现对炮管内壁的优质高效绿色清洗，节省劳动力，节约资源消耗。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种深探式炮管内壁激光清洗机器人系统，包括：激光清洗光学系统和爬行系统，所述激光清洗光学系统套接在所述爬行系统内部，所述爬行系统包括行走支架和行走流利条，所述行走支架的形状为中空的圆柱筒，所述行走支架上设置行走流利条，所述行走流利条用于满足不同的炮管直径需求。可选地，所述激光清洗光学系统包括依次设置的基座、调焦锁紧圆筒、调焦套筒、中空旋转电机、电机座和激光旋转座，所述激光旋转座内设置反射镜座、反射镜、保护镜片和导向槽，所述调焦套筒内设置聚焦镜片和聚焦镜座，其中所述调焦套筒、所述中空旋转电机、所述电机座通过螺栓固定到所述行走支架上，所述激光旋转座通过螺栓固定到所述中空旋转电机内侧，实现旋转运动。可选地，所述行走流利条上设置三向履带式微型稳步电机，所述三向履带式微型稳步电机用于将所述行走流利条与所述行走支架的间距向外伸缩，以满足不同口径炮管清洗的需求。可选地，所述炮管内壁激光清洗机器人装置还包括：位移传感器，所述位移传感器安装在所述行走支架上，所述位移传感器用于确定所述爬行系统位于炮膛内的爬行位置。可选地，所述炮管内壁激光清洗机器人装置还包括：推进系统，所述推进系统与所述基座连接，所述推进系统用于推进所述激光清洗光学系统和所述爬行系统在所述炮膛内前进。可选地，所述炮管内壁激光清洗机器人装置还包括：摄像喷气除尘机器人系统，所述摄像喷气除尘机器人系统与所述激光旋转座连接。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供一种深探式炮管内壁激光清洗机器人装置，包括：激光清洗光学系统和爬行系统，所述激光清洗光学系统套接在所述爬行系统内部，所述爬行系统包括行走支架和行走流利条，所述行走支架的形状为中空的圆柱筒，所述行走支架上设置行走流利条，所述行走流利条用于满足不同的炮管内壁直径需求。通过爬行系统与激光清洗光学系统耦合成炮管内壁激光清洗机器人装置，实现激光清洗能量的纵向推进和螺旋扫描，从而能够通过机器人系统实现对炮管内壁的清洗，效率高，节省劳动力。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术深探式炮管内壁激光清洗机器人装置组成结构图；图2为本专利技术激光清洗光学系统和爬行系统套接示意图；图3为本专利技术激光清洗光学系统组成示意图一；图4为本专利技术激光清洗光学系统组成示意图二；图5为本专利技术爬行系统组成示意图；图6为本专利技术摄像喷气除尘机器人系统组成示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种深探式炮管内壁激光清洗机器人系统，能够通过机器人系统实现对炮管内壁的清洗，提高清洗效率，节省劳动力。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。使激光光束能聚焦扫描到膛壁表面，并能平稳地沿管道向前爬行是现有技术的难点问题，也是实现炮管内壁激光清洗机器人系统功能的关键环节。为此，本专利技术设计研制激光束360度可偏转光学系统和可视化身管柔性爬行系统2，使激光束以螺旋辐照的方式聚焦到炮膛表面，实现清洗的目的。研发的激光束360度偏转光学系统，面向100-205mm口径身管，利用振镜的偏转使激光光束以螺旋激光的方式辐照于待清洗炮膛表面，清洗光束360度偏转，聚焦透镜的焦距S＝d+D/2sinα(身管内径为D，d为聚焦透镜的中心和反射镜18中心之间的距离；α为反射镜18的法线与电动机主轴夹角)，通过精确控制激光输出功率和光路输出配比，使光学传输系统与运载平台设备相配合，机动灵活地到达待洗工件表面任意一点。图1为本专利技术深探式炮管内壁激光清洗机器人系统组成结构图。如图1所示，一种深探式炮管内壁激光清洗机器人系统包括：激光清洗光学系统1和爬行系统2，所述激光清洗光学系统1套接在所述爬行系统2内部，所述爬行系统2包括行走支架21和行走流利条22，所述行走支架21的形状为中空的圆柱筒，所述行走支架21上设置行走流利条22，所述行走流利条22用于满足不同炮管内壁直径需求。所述激光清洗光学系统1包括依次设置的基座11、调焦锁紧圆筒12、调焦套筒13、中空旋转电机14、电机座15和激光旋转座16，所述激光旋转座16内设置反射镜座17、反射镜18、保护镜片(图中未标注)和导向槽(图中未标注)，所述调焦套筒13内设置聚焦镜片19和聚焦镜座20，其中所述调焦套筒13、所述中空旋转电机14、所述电机座15通过螺栓固定到所述行走支架21上，所述激光旋转座16通过螺栓固定到所述中空旋转电机14内侧，实现旋转运动。本专利技术中的激光清洗光学系统1中的激光束360度偏转，利用振镜的偏转使激光光束以螺旋激光的方式辐照于待清洗炮膛表面，通过精确控制激光的输出功率和光路输出配比，实现光学传输系统与可自动化运载平台设备相配合，机动灵活地到达待洗工件表面任意一点，实现清洗的目的。所述行走流利条22上设置三向履带式微型稳步电机，所述三向履带式微型稳步电机用于将所述行走流利条22与所述行走支架21的间距向外伸缩，以满足不同口径炮管清洗的需求。本专利技术中的爬行系统2为可径向爬行8m、纵向100-205mm直径可调的身管爬行系统2，所述行走流利条22采用履带式结构，通过采用三向履带式微型稳步电机推动模式，实现履带与行走支架21间的间距向外伸缩，满足了不同口径炮管清洗的需求，所述爬行系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深探式炮管内壁激光清洗机器人系统，其特征在于，包括：激光清洗光学系统和爬行系统，所述激光清洗光学系统套接在所述爬行系统内部，所述爬行系统包括行走支架和行走流利条，所述行走支架的形状为中空的圆柱筒，所述行走支架上设置行走流利条，所述行走流利条用于满足不同的炮管内壁直径需求。/n

【技术特征摘要】
1.一种深探式炮管内壁激光清洗机器人系统，其特征在于，包括：激光清洗光学系统和爬行系统，所述激光清洗光学系统套接在所述爬行系统内部，所述爬行系统包括行走支架和行走流利条，所述行走支架的形状为中空的圆柱筒，所述行走支架上设置行走流利条，所述行走流利条用于满足不同的炮管内壁直径需求。


2.根据权利要求1所述的深探式炮管内壁激光清洗机器人系统，其特征在于，所述激光清洗光学系统包括依次设置的基座、调焦锁紧圆筒、调焦套筒、中空旋转电机、电机座和激光旋转座，所述激光旋转座内设置反射镜座、反射镜、保护镜片和导向槽，所述调焦套筒内设置聚焦镜片和聚焦镜座，其中所述调焦套筒、所述中空旋转电机、所述电机座通过螺栓固定到所述行走支架上，所述激光旋转座通过螺栓固定到所述中空旋转电机内侧，实现旋转运动。


3.根据权利要求1所述的深探式炮管内壁激光清洗机器人系统，其特征在于，所述行走流利条上...

【专利技术属性】
技术研发人员：王思捷，乔玉林，杜娴，赵阳，李静，王瑞，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军装甲兵学院，
类型：发明
国别省市：北京;11