【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人与激光清洗领域，尤其涉及一种六爪爬行机器人激光清洗装置及其方法。
技术介绍
1、激光清洗技术是指采用高能激光束照射工件表面，使表面的污物、锈斑或涂层发生瞬间蒸发或剥离，从而达到洁净化的工艺过程。激光和我们身边的光线(可见光和不可见光)没有什么不同，只不过激光是利用谐振腔把光聚集在同一个方向上，并且有较单纯的波长，协调性等性能更好，因此理论上所有波长的光都可以用来形成激光，但实际上受限于能够激发的介质不多，因此能够产生稳定且适合工业生产的激光光源相当有限。被广泛使用的是nd，yag激光、二氧化碳激光和准分子激光。
2、目前，在飞机除漆、船舶除锈和模具除油等应用中存在大型工件的清洗难题。由于工件表面不是平面，因此清洗这些工件多采用人工方式进行，比如机械摩擦清洗、化学腐蚀清洗、强力冲击清洗等，但采用人工清洗不但费用高不环保，而且清洁效果也不够理想。美国也有采用三维激光扫描技术获取工件表面的点云信息，进而规划路径进行激光清洗的，但该方法需要花费较大的成本，设备研制周期较长，并且不可以实时跟随曲面。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种六爪爬行机器人激光清洗装置及其方法。本专利技术设有两个激光清洗装置，通过设置光路调节装置可以改变第一激光装置发出的第一激光束的焦点位置，增加第一激光器装置的适用性，第二激光器装置在云台装置作用下可进行全方位激光清洗，通过调控激光工艺参数，可以在不损伤基材表面的基础上，有效去除污染物，使表面复旧如新；激
2、本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
3、一种六爪爬行机器人激光清洗装置，包括机器人主体、清洗装置、光路调节装置和控制系统；
4、所述机器人主体包括第一层基板、第二层基板和第三层基板；所述第一层基板与第二层基板之间通过固定块连接；所述第二层基板与第三层基板之间通过伸缩块连接，用于改变第二层基板与第三层基板之间的距离；
5、所述清洗装置包括第一激光器装置和第二激光器装置，所述第一激光器装置和第二激光器装置均安装在第三层基板一端，所述第二激光器装置通过云台装置与第三层基板连接，通过云台装置使第二激光器装置转动；所述第一激光器装置发出的第一激光束在光路调节装置的作用下，聚焦在待清洗表面；所述光路调节装置用于调节第一激光束焦点位置；
6、所述光路调节装置包括电动滑杆和反光镜，所述反光镜安装在电动滑杆上，所述反光镜通过传动轴与角度舵机连接，所述角度舵机用于调整反光镜旋转角度；所述电动滑杆可移动安装在第三层基板另一端，在电动滑杆驱动系统的驱动下，使所述电动滑杆沿所述第三层基板长度方向作往复直线运动；
7、所述控制系统分别控制第一激光器装置产生第一激光束和第二激光器装置产生第二激光；所述控制系统控制光路调节装置改变第一激光束的焦点位置。
8、进一步地，沿机器人主体两侧设有若干液压撑杆装置，所述液压撑杆装置包括液压伸缩杆和吸盘；所述液压伸缩杆用于调节机器人主体与待清洗表面之间的距离；所述吸盘用于吸附在待清洗表面。
9、进一步地，在所述第一层基板一端设有激光测距仪，所述激光测距仪用于测量激光测距仪与待清洗表面之间的距离。
10、进一步地，所述第一层基板中间还设有激光器清洗范围定位柱，用于确定激光清洗位置。
11、进一步地，在所述第三层基板上还设有放射探伤系统和高速摄像机，所述放射探伤系统和高速摄像机分别位于第二激光器装置两侧；所述放射探伤系统用于检测清洗表面是否存在损伤；所述高速摄像机用于获取清洗表面形貌图像。
12、一种六爪爬行机器人激光清洗装置的加工方法，包括如下步骤：
13、根据激光测距仪测量值调节液压伸缩杆和伸缩块伸长量，使第一激光束的聚焦到待加工表面区域；
14、通过激光测距仪确定待加工表面区域中的污渍厚度；
15、当污渍厚度小于等于第一设定值时，控制系统控制光路调节装置使第一激光器装置对待加工表面区域中的污渍进行激光清洗；
16、当污渍厚度大于第一设定值时，控制系统控制光路调节装置使第一激光器装置对待加工表面区域中的污渍进行预清洗，用于去除一半污渍厚度；控制系统控制第二激光器装置以预清洗区域为中心，向四周扩大清洗区域。
17、进一步地，当待清洗区域厚度大于第一设定值，且小于等于第二设定值时，第一激光器装置对待清洗表面预清洗后，第一激光器装置和第二激光器装置同时清洗污渍，第一激光束的焦点与第二激光束的焦点之间相距150μm；
18、当待清洗区域厚度大于第二设定值，且小于等于第三设定值时，第一激光器装置对待清洗表面预清洗后，第一激光器装置和第二激光器装置同时清洗污渍，第一激光束的焦点与第二激光束的焦点之间相距100μm；
19、当待清洗区域厚度大于第三设定值，且小于等于第四设定值时，第一激光器装置对待清洗表面预清洗后，第一激光器装置和第二激光器装置同时清洗污渍，第一激光束的焦点与第二激光束的焦点之间相距50μm；
20、当待清洗区域厚度大于第四设定值时，第一激光器装置对待清洗表面预清洗后，第一激光器装置和第二激光器装置同时清洗污渍，第一激光束的焦点与第二激光束的焦点重合，叠加清洗污渍表面。
21、进一步地，通过高速摄像机识别待加工表面区域的曲率，
22、当待加工表面区域的曲率小于等于第五设定值时，控制系统控制光路调节装置使第一激光器装置对待加工表面区域中的污渍进行激光清洗；
23、当待加工表面区域的曲率大于第五设定值时，控制系统控制云台装置使第二激光器装置产生的第二激光束可从任意角度对待加工表面区域中的污渍进行清洗。
24、进一步地，通过放射探伤系统对加工后的表面区域进行扫描，控制系统根据扫描结果判断清洗表面是否损伤曲面基材。
25、本专利技术的有益效果在于：
26、1.本专利技术所述的六爪爬行机器人激光清洗装置及其方法，通过在机器爪和液压伸缩杆下方设置吸盘，使得六爪机器人能够很好的吸附在曲面上，确保在清洗过程中具有很好的稳定性。
27、2.本专利技术所述的六爪爬行机器人激光清洗装置及其方法，通过设置两个激光清洗装置，其中一个激光清洗装置设置在云台上，可以实现对曲面进行无死角清洗，同时两个激光清洗装置同时作用于污渍表面进行清洗，提高了工作效率。
28、3.本专利技术所述的六爪爬行机器人激光清洗装置及其方法，通过在机器人主体两侧设置液压撑杆装置以及在第二层基板喝第三层基板之间设置伸缩块，可以调节第三层基板与待清洗曲面之间的距离，实现变焦操作。
29、4.本专利技术所述的六爪爬行机器人激光清洗装置及其方法，通过设置可沿电动导轨移动的电动滑杆，使本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种六爪爬行机器人激光清洗装置，其特征在于，包括机器人主体、清洗装置、光路调节装置和控制系统；
2.根据权利要求1所述的六爪爬行机器人激光清洗装置，其特征在于，沿机器人主体两侧设有若干液压撑杆装置(6)，所述液压撑杆装置(6)包括液压伸缩杆(17)和吸盘(18)；所述液压伸缩杆(17)用于调节机器人主体与待清洗表面之间的距离；所述吸盘(18)用于吸附在待清洗表面。
3.根据权利要求1所述的六爪爬行机器人激光清洗装置，其特征在于，在所述第一层基板(2)一端设有激光测距仪(3)，所述激光测距仪(3)用于测量激光测距仪(3)与待清洗表面之间的距离。
4.根据权利要求1所述的六爪爬行机器人激光清洗装置，其特征在于，所述第一层基板(2)中间还设有激光器清洗范围定位柱(1)，用于确定激光清洗位置。
5.根据权利要求1所述的六爪爬行机器人激光清洗装置，其特征在于，在所述第三层基板(8)上还设有放射探伤系统(9)和高速摄像机(11)，所述放射探伤系统(9)和高速摄像机(11)分别位于第二激光器装置(10)两侧；所述放射探伤系统(9)用于检测清洗
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的六爪爬行机器人激光清洗装置的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的六爪爬行机器人激光清洗装置的加工方法，其特征在于，当待清洗区域厚度大于第一设定值，且小于等于第二设定值时，第一激光器装置(13)对待清洗表面预清洗后，第一激光器装置(13)和第二激光器装置(10)同时清洗污渍，第一激光束的焦点与第二激光束的焦点之间相距150μm；
8.根据权利要求6所述的六爪爬行机器人激光清洗装置的加工方法，其特征在于，通过高速摄像机(11)识别待加工表面区域的曲率，
9.根据权利要求6所述的六爪爬行机器人激光清洗装置的加工方法，其特征在于，通过放射探伤系统(9)对加工后的表面区域进行扫描，控制系统根据扫描结果判断清洗表面是否损伤曲面基材。
...【技术特征摘要】
1.一种六爪爬行机器人激光清洗装置，其特征在于，包括机器人主体、清洗装置、光路调节装置和控制系统；
2.根据权利要求1所述的六爪爬行机器人激光清洗装置，其特征在于，沿机器人主体两侧设有若干液压撑杆装置(6)，所述液压撑杆装置(6)包括液压伸缩杆(17)和吸盘(18)；所述液压伸缩杆(17)用于调节机器人主体与待清洗表面之间的距离；所述吸盘(18)用于吸附在待清洗表面。
3.根据权利要求1所述的六爪爬行机器人激光清洗装置，其特征在于，在所述第一层基板(2)一端设有激光测距仪(3)，所述激光测距仪(3)用于测量激光测距仪(3)与待清洗表面之间的距离。
4.根据权利要求1所述的六爪爬行机器人激光清洗装置，其特征在于，所述第一层基板(2)中间还设有激光器清洗范围定位柱(1)，用于确定激光清洗位置。
5.根据权利要求1所述的六爪爬行机器人激光清洗装置，其特征在于，在所述第三层基板(8)上还设有放射探伤系统(9)和高速摄像机(11)，所述放射探伤系统(9...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈兰，杨志伟，张新洲，任旭东，周王凡，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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