一种多方向激光清洗装置及方法与流程

本公开涉及激光清洗设备领域，特别涉及一种多方向激光清洗装置及方法。

背景技术：

激光清洗技术相比较传统的清洗技术有着精确高效，绿色环保的优点。随着激光清洗设备的更新换代，激光清洗技术也日益成熟、应用领域愈加的广泛。手持式激光清洗装置有灵活性好，简便易携带的优点，但是存在清洗角度难找，精确对焦困难的问题。

发明人发现，在手持激光清洗设备工作时，由于激光发射位置的单一性，操作人员通常需要整体调整激光清洗设备的角度来确定合适的清洗角度，尤其对于狭窄空间内的工作面进行清理时，难以调整设备至所需的姿态；对于相垂直的底面、侧面进行清理时需要大幅度调整设备姿态，增加了工作的难度；激光输出的聚焦光斑是否作用在工作面上并没有明确的参考，往往只能通过经验和工作时的调整来寻找最佳聚焦点，降低了工作效率。

技术实现要素：

本公开的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种多方向激光清洗装置及方法，可调反光镜能够改变激光传输路径，调整清洗激光的输出方向，使得激光输出方向与工作面保持垂直，方便对设备姿态的掌握，扩大激光清洗作用范围。

本公开的第一目的是提供一种多方向激光清洗装置，采用以下技术方案：

包括：

反射镜，转动安装在壳体内，能够反射激光源输出的激光至不同的振镜机构；

振镜机构，设有至少两组，安装在壳体内，每组振镜机构输出端分别配合有安装在壳体不同方向侧壁上的聚焦透镜，用于输出激光到目标区域；

测距仪，与聚焦透镜对应安装在壳体上，用于测取聚焦透镜与目标区域的间距。

进一步地，所述反射镜通过连接杆连接调节旋钮，调节旋钮位于壳体外，并与反射镜转动轴线同轴设置。

进一步地，围绕旋钮侧面的壳体上设有刻度，对应旋钮上预设的基准点标记旋钮的旋转角度。

进一步地，所述壳体为立方体结构，其中一个聚焦透镜安装在立方体壳体的一个侧面上，另一个聚焦透镜安装在另一个与其相邻的侧面上，两个聚焦透镜输出方向垂直。

进一步地，每组振镜机构包括至少两个振镜，振镜分别安装在壳体内，用于导向反射镜反射的激光至聚焦透镜。

进一步地，所述壳体通过握持杆连接有手持部，握持杆内部设有通道，激光源安装在手持部内，其输出的激光能够穿过通道作用于反射镜。

进一步地，所述手持部上安装有显示屏和把手，显示屏连接测距仪。

本公开的第二目的是提供一种激光清洗方法，利用如上所述的多方向激光清洗装置，包括以下步骤：

依据目标区域选定振镜机构、聚焦透镜和测距仪，调整反射镜；

调整反射镜至工作位置，使得激光源输出到反射镜上激光能够反射至选定的振镜机构，依据聚焦透镜的焦距，结合测距仪调整壳体与目标区域的间距；

开启激光源，对目标区域进行激光清洗，清洗过程中保持壳体与目标区域间距；

切换工作振镜机构、聚焦透镜和测距仪时，关闭激光源并重新调整反射镜。

进一步地，所选定工作的聚焦透镜的轴线与目标区域垂直；预先确定聚焦透镜的焦点位置。

进一步地，对每组振镜机构对应的反射镜工作位置进行标记，通过调整反射镜工作位置改变工作的聚焦透镜。

与现有技术相比，本公开具有的优点和积极效果是：

(1)可调反光镜能够改变激光传输路径，调整清洗激光的输出方向，使得激光输出方向与工作面保持垂直，方便对设备姿态的掌握，扩大激光清洗作用范围；

(2)在每个聚焦透镜的一侧均设置测距仪，通过测距仪测取聚焦透镜与工作面之间的间距，从而能够直观掌握激光聚焦位置，解决了手持式激光清洗设备对焦困难、精度差的问题，通过测距仪能够明确清洗时激光的焦点位置，提高清洗效率，减少使用难度；

(3)激光清洗装置设有多个不同朝向的聚焦透镜，能够适应不同的工作面输出激光进行清洗，能够清洗水平、垂直等多角度工作面上的污染物，扩大了激光清洗装置的应用范围，满足狭窄空间内工作面的清洗需求。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例1、2中激光清洗装置的整体结构示意图；

图2为本公开实施例1、2中激光清洗装置内部结构示意图；

图3为本公开实施例1、2中振镜的结构示意图；

图4为本公开实施例1、2中反射镜与旋钮的配合示意图；

图5为本公开实施例1、2中激光清洗装置内部激光光路的示意图。

图中，1、激光测距仪显示屏；2、激光开关；3、手持部分一；4、旋钮；5、聚焦透镜一；6、测距仪出光口；7、聚焦透镜二；8、手持部分二；9、导向反射镜；10、反射镜；11、振镜一；12、振镜二；13、壳体；14、测距仪；15、振镜三；16、振镜四；17、连接杆；18、电机；19、固定座；20、反射镜安装架；21、刻度。

具体实施方式

实施例1

本公开的一种典型的实施方式中，如图1-图5所示，提出了一种多方向激光清洗装置。

参见图1，多方向激光清洗装置包括：

壳体13，零件固定或者连接在壳体外侧或内侧；为零件提供支撑和保护。

振镜机构，通过固定安装座安装在壳体内侧，设置有至少两组，每组振镜机构输出端均分别配合有对应的聚焦透镜。

反射镜10，旋钮3设置在壳体外侧，旋钮底座与壳体通过螺钉固定，反射镜10位于壳体内侧，反射镜外部套设有反射镜安装架20，中间通过连接杆17与旋钮连接。通过扭动旋钮带动旋转反射镜达到激光从不同聚焦透镜出射的目的。旋钮底座上有刻度21；用来标记旋转反射镜的旋转角度。

聚焦透镜，其数目与振镜机构相对应，接收振镜机构出射的激光并进行聚焦后输出。

激光测距仪14，用来测量聚焦透镜中心到工作面的距离，使得壳体与工作面的间距能够满足聚焦需求。

如图1、图2所示，壳体为立方体结构，以壳体上安装有两组振镜机构并配合有两个聚焦透镜为例，两个聚焦透镜安装在立方体壳体的一组相邻侧面上，从而实现双方向出光，振镜机构出射的激光通过对应的聚焦透镜聚焦后输出。

可以理解的是，立方体结构的相邻侧面为相互垂直的结构，因此，两个聚焦透镜输出激光的方向相互垂直，在清理竖直工作面时，使用图1、图2中右侧的聚焦透镜一5输出激光，在清理水平工作面时，使用图1、图2中下侧的聚焦透镜二7输出激光，根据所清理的工作面的方向，确定输出的聚焦透镜，能够使壳体保持良好的输出姿态，方便操作者手持对不同工作面进行清洗。

可以理解的是，在本实施例中，所述聚焦透镜的焦距均为254mm，在其他实施方式中，可以根据需求选择其他焦距的聚焦透镜。

区别于现有的激光输出方向可调的激光清洗设备，在本实施例中的聚焦透镜的朝向为多种朝向，分别用于对应竖直、水平或近似竖直、近似水平的工作面的清理，现有的激光清洗设备多通过转动壳体的方式来调节其输出方向，实现在竖直面内多个输出方向的调整，而无法适应不同走向的不同工作面。

需要特别指出的是，在本实施例中以两个聚焦透镜为例进行描述，在其他的实施方式中，还可以增加聚焦透镜的数目并对应增加振镜机构的数目，其中至少两个聚焦透镜安装在壳体的一组相邻面上，其他聚焦透镜安装在壳体的其他侧面上，使其轴线能够与待清理的工作面垂直，扩大聚焦透镜的作用范围。

如图4所示，对于反射镜的结构，其通过连接杆连接调节旋钮，调节旋钮位于壳体外，并与反射镜转动轴线同轴设置；

围绕旋钮侧面的壳体上设有刻度，对应旋钮上预设的基准点标记旋钮的旋转角度。

可以理解的是，通过调整反射镜对激光源输出的激光路径进行调整，可以对每组振镜机构对应的反射镜工作位置进行标记，在切换工作振镜机构时，调整反射镜工作位置时，依据标记进行快速调整和切换。

在本实施例中，对旋钮配置有旋钮底座，因此其刻度可以布置在旋钮底座上，为了方便对刻度的记录，可以在刻度上做出相应的角度标记或数字标记，比如，采用钟表刻度，当开关指示3-9点直线时，激光从聚焦透镜二7发出，记为位置1；当开关指示5-11点直线时，激光从聚焦透镜一5发出，记为位置2。

对于振镜机构，每组振镜机构包括至少两个振镜，振镜分别安装在壳体内，用于导向反射镜反射的激光至聚焦透镜。

如图1、图5所示，以每组振镜机构包括两个振镜为例，振镜分别通过固定安装座固定在壳体内侧，两组振镜机构共包括四个振镜，每个振镜都由振镜片、电机18、固定座19和连接线组成。

其中一组振镜机构配置有导向反射镜9，一路激光依次经过反射镜10、导向反射镜9、振镜一11、振镜二12、聚焦透镜一5后输出到外部，作用于第一工作面；

另一路激光依次经过反射镜10、振镜四16、振镜三15、聚焦透镜二7后输出到外部，作用于第二工作面。

计算机通过控制电机转动带动振镜片偏转来改变光束的出射方向。

壳体通过握持杆连接有手持部，握持杆内部设有通道，激光源安装在手持部内，其输出的激光能够穿过通道作用于反射镜；激光源选用激光发射器；所述手持部上安装有显示屏和把手，激光测距仪显示屏1连接测距仪；还设置有作为激光开关2的控制按钮，通过控制按钮控制激光发射器的启停。

握持杆作为手持部分一3，把手作为手持部分二8，使用者的双手放分别抓握手持部分一3和手持部分二8，并保持显示屏朝上，方便对其显示数据进行观察，并方便对控制按钮进行控制。

在配置测距仪后，以聚焦透镜出光头与激光测距仪出光口6的距离为30mm为例，聚焦透镜焦距254mm，因此激光测距仪显示屏数值为284mm时，表明激光聚焦点在工作面表面上。

以上述配置两个聚焦透镜为例，两个聚焦透镜布置在壳体相邻的一组侧面上，采用一套控制电路控制两套激光测距仪14发射装置的设计，激光测距仪出光口分别位于壳体的右侧与下侧。用来测量激光测距仪出光口6到工作面的距离。

通过手持结构配合激光测距仪，对复杂工作环境下的工作面进行清理，有垂直墙面的的涂鸦污染物，有水平面的锈蚀，微细颗粒污染物，还有岩石空隙的多角度的凹槽下的污染。

对于如凹槽结构的狭窄空间进行清理时，将壳体探入凹槽内，通过聚焦透镜一输出的激光作用于凹槽结构的底面，通过聚焦透镜二输出的激光作用于凹槽结构的侧面，从而避免了将装置整体转动调整位置的问题，满足狭窄空间内的清理需求。

相比较只有一个聚焦透镜的手持式激光清洗头，使用者在使用时不需要多角度的转动或者需要特定的姿势清洗污染物，只需要优先选用合适的出光口，就可以轻松实现清洗任务。

实施例2

本公开的另一典型实施方式中，如图1-图5所示，提出了一种激光清洗方法，利用如实施例1中所述的多方向激光清洗装置。

包括以下步骤：

依据目标区域选定振镜机构、聚焦透镜和测距仪14，调整反射镜10；

调整反射镜10至工作位置，使得激光源输出到反射镜上激光能够反射至选定的振镜机构，依据聚焦透镜的焦距，结合测距仪14调整壳体13与目标区域的间距；

开启激光源，对目标区域进行激光清洗，清洗过程中保持壳体13与目标区域间距；

切换工作振镜机构、聚焦透镜和测距仪时，关闭激光源并重新调整反射镜。

进一步地，在进行聚焦透镜的选择时，所选定工作的聚焦透镜的轴线与目标区域垂直；预先确定聚焦透镜的焦点位置。

具体的，结合附图5及实施例1，激光清洗方法的步骤如下：

步骤一：将旋钮旋转到“位置1”，打开激光测距仪，将下侧聚焦透镜对准污染物；

步骤二：读取激光测距仪显示屏数值，确定激光出光口与工作面的距离，最后将激光开关打开，清洗类似水平面污染物；

步骤三；清洗完成，关闭激光开关，盖好聚焦透镜防尘盖；

步骤四：将旋钮旋转到“位置2”，控制激光测距仪的右侧激光发射器工作，双手握住手持部分；

步骤五：将右侧聚焦透镜对准污染物，根据激光测距仪显示屏数值确定清洗高度，最后将激光开关打开，清洗类似垂直墙面污染物；

步骤六：清洗完成，关闭激光开关，盖好聚焦透镜防尘盖；

步骤七：针对类似水平面上污染物，重复步骤1～3，针对类似垂直墙面上污染物，重复步骤4～6。

相比较传统的手持式激光清洗设备，本实施例可以解决手持式激光清洗角度难找的问题，可以轻松的清洗水平垂直等多角度的污染物，减少了劳动者的使用难度，扩大了手持式激光清洗装置的应用范围，面对各种角度的污染物都可以应对自如；

通过激光测距仪显示屏上精确的数值，让劳动者精确掌控激光聚焦位置，解决了手持式激光清洗装置对焦困难的问题，可以明确清洗时激光的焦点位置，提高了清洗的效率，减少了使用者的难度。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。