一种飞机原位激光清洗辅助工装的制作方法

本发明涉及激光清洗技术领域，尤其涉及一种飞机原位激光清洗辅助工装。

背景技术：

随着激光技术的发展，激光已经被广泛应用于各行各业中，其中采用激光进行清洗便十分常见。与传统的清洗方式相比，激光清洗是一种“绿色”的清洗方法，可以避免化学清洗带来的环境污染问题，并且激光清洗是一种非接触的清洗方式，避免对清洗物体表面的机械作用力损伤，同时可以方便实现远距离操作，清洗效率高、节省时间。因此，越来越多的领域采用激光进行清洗。

飞机在服役环境中不可避免产生金属腐蚀而引发局部漆层失效，为保障飞机预期寿命需定期对腐蚀产物和失效漆层进行彻底清理。基于安全性要求，飞机原位激光清洗要求清洗位置精准可控、基体材料无损伤且非必要清洗区的原始防护体系破坏最小化，进而提出了对清洗操作过程中工作距离，移动轨迹、清洗边界精准可控的基础性要求，同时还应满足清洗定位可视化和实施操作便捷化的要求。

现有的激光清洗工具为了方便移动，多设置为手持式，但是在实际清洗过程中，随着激光清洗工具在清洗物体表面的移动，激光的出光口与清洗物体表面的距离无法控制，这使得加工效果的一致性无法保证，有的部位无法清洗干净，有的部位甚至出现表面损伤，无法满足高质量的清洗加工需求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种飞机原位激光清洗辅助工装。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种飞机原位激光清洗辅助工装,包括内部中空设置的工装本体、激光发生组件、中部镂空的支撑组件和行走组件，所述工装本体的一端设有用于激光穿过的出光孔，所述激光发生组件设置在所述工装本体内，所述支撑组件的一端与所述工装本体上设有所述出光孔的一端外壁连接，所述支撑组件的另一端安装有所述行走组件，所述行走组件的中部设有用于激光穿过并照射至清洗物体表面的通孔，所述激光发生组件出射的激光从所述出光孔穿出后依次经由所述通孔照射至清洗物体表面，并随着所述行走组件在清洗物体表面行走时对清洗物体表面进行清洗。

本发明的有益效果是：本发明的飞机原位激光清洗辅助工装，通过在所述工装本体内设置所述激光发生组件，并从所述出光孔出射激光，穿过所述行走组件上的通孔后到达清洗物体表面，通过所述行走组件可以比较方便地在清洗物体表面移动，降低劳动强度，通过所述支撑组件可以保证所述出光孔至清洗物体表面的距离恒定，并且可以实现清洗位点的恒定，提高清洗效率，保证清洗效果。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：所述激光发生组件包括激光光源、振镜、合束镜和控制器，所述激光光源产生的激光依次经过所述振镜和合束镜后从所述出光孔出射，所述控制器分别与所述激光光源和振镜电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述激光光源产生激光，并经由所述振镜和合束镜反射后穿过所述通孔并达到清洗物体表面，同时所述控制器可控制所述激光光源出射激光的参数，并控制所述振镜的工作参数，保证出射的激光符合清洗的要求。

进一步：所述的飞机原位激光清洗辅助工装还包括镜头盖，所述出光孔外壁沿激光出射方向间隔设置有多个第一导向柱，所述镜头盖内壁设置有与所述第一导向柱相匹配并一一对应的第一导向槽，所述镜头盖可拆卸设置在所述工装本体的一端，且所述镜头盖设置在所述工装本体的一端时，所述镜头盖可罩住所述出光孔，且所述第一导向柱一一对应嵌入对应的第一导向槽内。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述镜头盖可以罩住所述出光孔，在非作业状态时，可有效防止外部灰尘进入而影响所述激光发生组件的正常工作，提高所述激光发生组件工作的稳定性。

进一步：所述工装本体上相对于出光孔的另一端设有与所述镜头盖相匹配的凸起部，所述凸起部外壁间隔设置有多个与所述第一导向槽相匹配的第二导向柱，当所述镜头盖盖设在所述凸起部上时，所述第二导向柱一一对应嵌入所述镜头盖的第一导向槽内。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述镜头盖可以盖设在所述凸起部上，在作业状态时，可取下镜头盖扣在所述凸起部上，以防大意遗失。

进一步：所述支撑组件包括环状套筒和两个支撑架，所述套筒套设在所述工装本体上设有所述出光孔的一端外壁上，两个所述支撑架分别设置在所述套筒的相对两侧，且所述支撑架的一端分别与所述套筒对应一侧的外壁连接固定，所述支撑架的另一端与所述行走组件对应的一侧连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述环状套筒套设在所述工装本体上，这样可以对所述支撑架的一端安装于所述工装本体上，进而保证所述行走组件的支撑稳定性，实现整个工装设备在清洗物体表面稳定行走。

进一步：所述套筒与所述工装本体上设有所述出光孔的一端外壁活动连接，且所述套筒可沿着平行于激光出射方向相对于所述工装本体的一端外壁移动，以调节清洗物体表面与出光孔之间的距离。

上述进一步方案的有益效果是：通过将所述套筒与所述工装本体上设有所述出光孔的一端外壁活动连接，这样可以方便将所述套筒沿着平行于激光出射方向相对于所述工装本体的一端外壁移动，进而调节清洗物体表面与出光孔之间的距离，保证清洗物体表面与激光的焦平面位于共面，提高激光的能量利用率，提高清洗效率。

进一步：所述工装本体的一端外壁上沿着平行于激光出射方向间隔设置有多个第三导向槽，所述套筒的内壁上设有与所述第三导向槽相匹配并一一对应的第三导向柱，所述第三导向柱一一对应嵌入对应的第三导向槽内，所述套筒的侧壁上贯穿设有腰圆孔，所述工装本体一端外壁上设有多个固定孔，所述套筒与所述工装本体通过穿过所述腰圆孔并与所述固定螺纹连接的螺柱连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过在所述工装本体的一端外壁上设置第三导向槽，并在所述套筒的内壁上设置与所述第三导向槽相匹配并一一对应的第三导向柱，这样，可以保证所述套筒在所述工装本体上移动的稳定性，且所述套筒移动的同时可以调节所述出光孔与清洗物体表面之间的距离，从而配合不同焦距，调节方便。

进一步：所述行走组件包括行走本体、两个脚轮和两个牛眼球，所述行走本体的两侧分别与所述支撑架的另一端转动连接，两个所述脚轮和两个所述牛眼球分别设置在所述行走本体的四个边角处，且两个所述脚轮和两个所述牛眼球均分别相邻设置，所述行走本体中部设有用于激光穿过并照射至清洗物体表面的所述通孔。

上述进一步方案的有益效果是：通过在所述行走本体的四周设置脚轮和牛眼球，这样可以方便所述行走本体以及整个工装设备行走，减小行走阻力，并且方便转向，同时在行走的过程中，所述激光发生组件出射的激光稳定地照射至所述行走本体的中部。

进一步：所述行走组件还包括用于对清洗物体表面的清洗区域以外的区域进行遮挡的挡片，所述行走本体内平行于其表面且穿过所述通孔的卡槽，所述挡片可拆卸设置在所述卡槽内，所述挡片的中部设有穿光孔，且所述穿光孔位于所述通孔内。

上述进一步方案的有益效果是：通过设置所述挡片，这样激光仅可从所述挡片中部的穿光孔穿过并照射至清洗物体表面，起到指示并限定照射至清洗物体表面的范围，方便控制，并且根据不同的清洗场景和需求可以更换对应不同穿光孔大小的挡片，非常方便。

进一步：所述行走组件还包括锁紧弹簧销，所述锁紧弹簧销设置在所述行走本体表面，且所述锁紧弹簧销插入所述行走组件内的卡槽内，并可将所述挡片锁紧。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述锁紧弹簧销可以将插入所述行走组件内的卡槽内的所述挡片锁紧，保证工作时所述挡片及其中部的穿光孔的位置相位稳定，保证清洗的精准性。

进一步：所述的飞机原位激光清洗辅助工装还包括测距仪，所述测距仪设置在所述工装本体上，并用于测量所述工装本体一端的出光孔与清洗物体表面之间的距离，所述测距仪与所述激光发生组件电连接。

上述进一步方案的有益效果是：通过所述测距仪可以实时测量出光孔与清洗物体表面之间的距离，这样方便所述激光发生组件在出光孔与清洗物体表面之间的距离在工作范围内时出光，超出工作范围时自动断光，保证提高激光清洗设备的安全性，也有利于提高能量的利用率。

附图说明

图1为本发明一实施例的飞机原位激光清洗辅助工装的结构示意图一；

图2为本发明一实施例的激光发生组件的结构示意图；

图3为本发明一实施例的飞机原位激光清洗辅助工装的结构示意图二；

图4为本发明一实施例的飞机原位激光清洗辅助工装的结构示意图三；

图5为本发明一实施例的飞机原位激光清洗辅助工装的结构示意图四；

图6为本发明一实施例的挡片的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、工装本体，2、激光发生组件，3、支撑组件，4、行走组件，5、镜头盖，6、测距仪，7、手持部，8、转接板；

11、凸起部，21、激光光源，22、振镜，23、合束镜，24、控制器，31、套筒，32、支撑架，41、行走本体，42、脚轮，43、牛眼球，44、挡片，45、锁紧弹簧销。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种飞机原位激光清洗辅助工装,包括内部中空设置的工装本体1、激光发生组件2、中部镂空的支撑组件3和行走组件4，所述工装本体1的一端设有用于激光穿过的出光孔，所述激光发生组件2设置在所述工装本体1内，所述支撑组件3的一端与所述工装本体1上设有所述出光孔的一端外壁连接，所述支撑组件3的另一端安装有所述行走组件4，所述行走组件4的中部设有用于激光穿过并照射至清洗物体表面的通孔，所述激光发生组件2出射的激光从所述出光孔穿出后依次经由所述通孔照射至清洗物体表面，并随着所述行走组件4在清洗物体表面行走时对清洗物体表面进行清洗。

本发明的飞机原位激光清洗辅助工装，通过在所述工装本体1内设置所述激光发生组件2，并从所述出光孔出射激光，穿过所述行走组件3上的通孔后到达清洗物体表面，通过所述行走组件4可以比较方便地在清洗物体表面移动，降低劳动强度，通过所述支撑组件3可以保证所述出光孔至清洗物体表面的距离恒定，并且可以实现清洗位点的恒定，提高清洗效率，保证清洗效果。

实际中，本发明中，所述工装本体1的另一端设有手持部7，且所述手持部7与所述工装本体1组合形成“7”字形结构，方便手持移动，体积小，携带方便。

如图2所示，在本发明的一个或多个实施例中，所述激光发生组件2包括激光光源21、振镜22、合束镜23和控制器24，所述激光光源21产生的激光依次经过所述振镜22和合束镜23后从所述出光孔出射，所述控制器24分别与所述激光光源21和振镜22电连接。通过所述激光光源21产生激光，并经由所述振镜22和合束镜23反射后穿过所述通孔并达到清洗物体表面，同时所述控制器24可控制所述激光光源21出射激光的参数，并控制所述振镜的工作参数，保证出射的激光符合清洗的要求。

这里，所述振镜22包括x振镜和y振镜，所述x振镜和y振镜沿着光路方向顺次间隔设置在所述激光光源21与所述合束镜23之间，所述x振镜和y振镜的初始位置分别与所述合束镜23的位置平行，且所述x振镜的初始位置与激光束的夹角为45度，所述合束镜23与测距仪6出射的指示光光束之间的夹角为45°。通过设置x振镜和y振镜，可以分别在x轴方向和y轴方向分别与所述激光光源21出射的激光进行偏转，从而使得激光顺利的入射至所述合束镜23，并反射至清洗物体表面，这样可以比较方便的调节激光的方向和偏转角度。

可选地，在本发明的一个或多个实施例中，所述的飞机原位激光清洗辅助工装还包括镜头盖5，所述出光孔外壁沿激光出射方向间隔设置有多个第一导向柱，所述镜头盖5内壁设置有与所述第一导向柱相匹配并一一对应的第一导向槽，所述镜头盖5可拆卸设置在所述工装本体1的一端，且所述镜头盖5设置在所述工装本体1的一端时，所述镜头盖5可罩住所述出光孔，且所述第一导向柱一一对应嵌入对应的第一导向槽内。通过设置所述镜头盖5可以罩住所述出光孔，在非作业状态时，可有效防止外部灰尘进入而影响所述激光发生组件2的正常工作，提高所述激光发生组件2工作的稳定性。

可选地，在本发明的一个或多个实施例中，所述工装本体1上相对于出光孔的另一端设有与所述镜头盖5相匹配的凸起部11，所述凸起部11外壁间隔设置有多个与所述第一导向槽相匹配的第二导向柱，当所述镜头盖5盖设在所述凸起部11上时，所述第二导向柱可一一对应嵌入所述镜头盖5的第一导向槽内。通过设置所述镜头盖5可以盖设在所述凸起部11上，在作业状态时，可取下镜头盖5扣在所述凸起部11上，以防大意遗失。

如图3至图5所示，在本发明的一个或多个实施例中，所述支撑组件包括环状套筒31和两个支撑架32，所述套筒31套设在所述工装本体1上设有所述出光孔的一端外壁上，两个所述支撑架32分别设置在所述套筒31的相对两侧，且所述支撑架32的一端分别与所述套筒31对应一侧的外壁连接固定，所述支撑架32的另一端与所述行走组件4对应的一侧连接。通过所述环状套筒31套设在所述工装本体1上，这样可以对所述支撑架32的一端安装于所述工装本体1上，进而保证所述行走组件4的支撑稳定性，实现整个工装设备在清洗物体表面稳定行走。

可选地，在本发明的一个或多个实施例中，所述套筒31与所述工装本体1上设有所述出光孔的一端外壁活动连接，且所述套筒31可沿着平行于激光出射方向相对于所述工装本体1的一端外壁移动，以调节清洗物体表面与出光孔之间的距离。通过将所述套筒31与所述工装本体1上设有所述出光孔的一端外壁活动连接，这样可以方便将所述套筒31沿着平行于激光出射方向相对于所述工装本体1的一端外壁移动，进而调节清洗物体表面与出光孔之间的距离，保证清洗物体表面与激光的焦平面位于共面，提高激光的能量利用率，提高清洗效率。

具体地，在本发明的一个或多个实施例中，所述工装本体1的一端外壁上沿着平行于激光出射方向间隔设置有多个第三导向槽，所述套筒31的内壁上设有与所述第三导向槽相匹配并一一对应的第三导向柱，所述第三导向柱一一对应嵌入对应的第三导向槽内，所述套筒31的侧壁上贯穿设有腰圆孔，所述工装本体1一端外壁上设有多个固定孔，所述套筒31与所述工装本体1通过穿过所述腰圆孔并与所述固定螺纹连接的螺柱连接。通过在所述工装本体1的一端外壁上设置第三导向槽，并在所述套筒31的内壁上设置与所述第三导向槽相匹配并一一对应的第三导向柱，这样，可以保证所述套筒31在所述工装本体1上移动的稳定性，且所述套筒31移动的同时可以调节所述出光孔与清洗物体表面之间的距离，从而配合不同焦距，调节方便。

在本发明的一个或多个实施例中，所述行走组件4包括行走本体41、两个脚轮42和两个牛眼球43，所述行走本体41的两侧分别与所述支撑架32的另一端转动连接，两个所述脚轮42和两个所述牛眼球43分别设置在所述行走本体41的四个边角处，且两个所述脚轮42和两个所述牛眼球43均分别相邻设置，所述行走本体41中部设有用于激光穿过并照射至清洗物体表面的所述通孔。通过在所述行走本体41的四周设置脚轮42和牛眼球43，这样可以方便所述行走本体41以及整个工装设备行走，减小行走阻力，并且方便转向，同时在行走的过程中，所述激光发生组件2出射的激光稳定地照射至所述行走本体41的中部。

如图6所示，在本发明的一个或多个实施例中，所述行走组件4还包括用于对清洗物体表面的清洗区域以外的区域进行遮挡的挡片44，所述行走本体41内平行于其表面且穿过所述通孔的卡槽，所述挡片44可拆卸设置在所述卡槽内，所述挡片44的中部设有穿光孔，且所述穿光孔位于所述通孔内。通过设置所述挡片44，这样激光仅可从所述挡片44中部的穿光孔穿过并照射至清洗物体表面，起到指示并限定照射至清洗物体表面的范围，方便控制，并且根据不同的清洗场景和需求可以更换对应不同穿光孔大小的挡片44，非常方便。

可选地，在本发明的一个或多个实施例中，所述行走组件4还包括锁紧弹簧销45，所述锁紧弹簧销45设置在所述行走本体41表面，且所述锁紧弹簧销45插入所述行走组件4内的卡槽内，并可将所述挡片44锁紧。通过所述锁紧弹簧销45可以将插入所述行走组件4内的卡槽内的所述挡片44锁紧，保证工作时所述挡片44及其中部的穿光孔的位置相位稳定，保证清洗的精准性。

在本发明的一个或多个实施例中，所述的飞机原位激光清洗辅助工装还包括测距仪6，所述测距仪6设置在所述工装本体1上，并用于测量所述工装本体1一端的出光孔与清洗物体表面之间的距离，所述测距仪6与所述激光发生组件2电连接。通过所述测距仪6可以实时测量出光孔与清洗物体表面之间的距离，这样方便所述激光发生组件2在出光孔与清洗物体表面之间的距离在工作范围内时出光，超出工作范围时自动断光，保证提高激光清洗设备的安全性，也有利于提高能量的利用率。

所述测距仪6出射的指示光照射至清洗物体表面后沿原路返回，并被所述测距仪6接收，这样通过测距仪与出光孔之间的相对位置关系即可测出出光孔与清洗物体表面之间的距离。

实际中，所述测距仪6通过转接板8与所述工装本体1的外壁连接。为了方便调节所述测距仪，所述转接板8上设有腰圆孔，所述测距仪6通过穿过所述腰圆孔的螺柱固定，这样松开螺柱，即可比较方便的对所述测距仪6进行微调，使得所述测距仪6出射的指示光能顺利的到达行走本体1中部的通孔内，进而方便测量出光孔与清洗物体表面之间的距离。

本发明的实施例中，所述测距仪6设置在所述工装本体1外，是基于测距仪6的体积相对于所述工装本体1较大，不方便置于所述工装本体1内，实际中，如果不考虑整个工装设备的体积，可以将所述测距仪6设置于所述工装本体1内，以使得整个工装设备的整体性更好。

需要指出的是，当所述测距仪6设置于所述工装本体1内时，可以将所述出射的指示光与所述激光光源21出射并照射至清洗物体表面的激光同轴设置，这样可以准确得到出光孔到清洗物体表面的距离，即便清洗物体表面为非平面时，依然可以精确测得出光孔到清洗物体中心点的距离。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。