一种四轴并联反射镜式建筑外墙激光清洗机的制作方法

一种四轴并联反射镜式建筑外墙激光清洗机
1.技术领域：
2.本发明涉及激光清洗设备领域，尤其涉及一种建筑外墙激光清洗装置。


背景技术：

3.激光清洗技术是利用高能的激光束照射工件外表面，使表面的锈斑和污物瞬间蒸发或剥离，从而达到洁净的工艺过程。激光清洗技术具有绿色、清洗效果佳、使用范围广等优点，与传统的机械清洗法、化学清洗法和超声波清洗法不同、它不需要任何破坏臭氧层的有机溶剂，无污染，无噪声，对人体和环境无害，是一种绿色清洗技术，将来有望局部或完全代替传统清洗方法成为21世纪最具开展潜力的绿色清洗技术。
4.目前建筑外墙清洗基本上采用人工吊板方式和擦窗方式进行除尘，这种建筑外墙的清洗方式清洗难度大，对安全措施的要求高，造成危险概率高，同时清洗时需要消耗大量的水资源，不利于环保，经济成本高。本发明涉及一种四轴并联反射镜式建筑外墙激光清洗装置，操作简单、清洗效果好、安全程度高，克服了传统清洗方式的缺点。


技术实现要素：

5.本发明涉及一种四轴并联反射镜式建筑外墙激光清洗装置，主要包括数控卷筒、四轴并联反射镜、振镜箱、吸盘臂与吸盘组件、光束与光点位置图像传感器、光纤激光器等。
6.一种四轴并联反射镜式建筑外墙激光清洗机，主要由移动机体，吊篮振镜箱移动系统，激光清洗系统组成。移动箱体上主要安装有数控移送脚轮、钢丝绳数控卷筒、零件支撑杆，光束与光点位置图像传感器、光纤激光器。吊篮振镜箱移动系统主要组成部分有吊篮钢丝绳数控卷筒、吊篮钢丝绳、吊篮振镜箱、电缆线数控卷盘、电缆线、吸盘臂、带微型真空泵的吸盘。激光清洗系统主要组成部分有光纤激光器、四轴并联反射镜、聚焦准直镜、场镜、振镜箱。通过控制钢丝绳数控卷筒、以及利用数控脚轮移动箱体，来变换清洗位置。
7.结构一，设置清洗机移动机体
8.移动箱体两侧安装有脚轮支架，其上安装有数控移送脚轮，箱体顶部末端安装有钢丝绳数控卷筒安装架，箱体顶部前端安装有零件支撑杆，底部前端安装有光束与光点位置图像传感器，其反馈信号用于控制四轴并联动板的空间位置与角度，箱体内部安装有光纤激光器以及装置的总体控制系统。
9.结构二，设置吊篮振镜箱移动系统及其相关组件
10.钢丝绳数控卷筒支撑杆两侧分别安装有右吊篮钢丝绳数控卷筒、左吊篮钢丝绳数控卷筒，吊篮钢丝绳缠绕在卷筒上。吊篮钢丝绳滑轮通过左滑轮轴承和右滑轮轴承安装在摆板上，吊篮钢丝绳通过滑轮连接到振镜箱两侧吊耳板的吊耳环上。摆板步进电机端法兰由螺钉固定在摆板上，摆板步进电机轴端法兰由螺钉固定在上横梁上。电缆线数控卷盘安装在电缆线数控卷盘支撑杆，卷盘上的电缆线连接到振镜箱上。振镜箱通过吸盘臂和带微型真空泵的吸盘吸附在建筑外墙上，以保持稳定。电缆线数控卷盘安装在电缆线数控卷盘支撑杆上，卷盘上的电缆线连接到振镜箱上。通过控制左右吊篮钢丝绳数控卷筒来调整吊
篮振镜箱的高度与斜角，利用摆板步进电机驱动摆板摆动，使吊篮角度适应于清洗的窗面。
11.结构三，设置激光清洗系统及其相关组件
12.四轴并联定板安装在支撑杆上，数控伸缩杆两端分别与四轴并联定板、四轴并联动板连接，直角反射镜安装于四轴并联动板上。由移动机体中的激光发生器产生的激光束通过四轴并联动板上直角反射镜折射，射入安装在振镜箱上的聚焦准直镜，最后通过振镜箱上场镜照射到建筑外墙上。
13.以上结构综合形成了一种四轴并联反射镜式建筑外墙激光清洗装置。
14.本发明的核心内容：
15.整机结构：移动箱体两侧安装有脚轮支架、数控移送脚轮，箱体顶部末端安装有钢丝绳数控卷筒支撑杆，箱体顶部前端安装有竖支杆，底部前端安装有光束与光点位置图像传感器，箱体内部安装有系统控制装置，以及光纤激光器，上横梁、电缆线数控卷盘支撑杆、四轴并联定板支撑杆通过焊接相互连接，最终焊接到竖支杆上，钢丝绳数控卷筒支撑杆两侧分别安装有右吊篮钢丝绳数控卷筒、左吊篮钢丝绳数控卷筒，吊篮钢丝绳缠绕在卷筒上，吊篮钢丝绳滑轮通过左滑轮轴承和右滑轮轴承安装在摆板上，吊篮钢丝绳通过滑轮连接到振镜箱两侧吊耳板的吊耳环上，摆板步进电机端法兰由螺钉固定在摆板上，摆板步进电机轴端法兰由螺钉固定在上横梁上，电缆线数控卷盘安装在电缆线数控卷盘支撑杆，卷盘上的电缆线连接到振镜箱上，四轴并联定板安装在四轴并联定板支撑杆，数控伸缩杆分别与四轴并联定板、四轴并联动板连接，直角反射镜安装于四轴并联动板上，焊接加强板将吸盘臂焊接在电机轴端法兰上，电机轴端法兰由螺钉固定在振镜箱上，微型真空泵安装于吸盘臂上，并通过弹性摆转铰支座与吸盘碗体相连接，吸盘碗橡胶口安装在吸盘碗体碗口处，保证吸盘的密封效果，振镜箱通过吸盘臂和带微型真空泵的吸盘吸附在建筑外墙上，以保持稳定，激光束通过直角反射镜折射，射入安装在振镜箱上的聚焦准直镜，最后通过振镜箱上场镜照射到建筑外墙上。
16.利用四轴并联反射镜对光纤激光器输出的激光束实施空间三维全角度跟踪反射到吊篮上的聚焦准直镜上，再由振镜扫描输出激光束，实施激光清洗。吊篮振镜箱首先通过减速机步进电机调整摆臂角度，然后启动吸盘臂上微型真空泵，将吸盘碗抽真空，使吸盘碗吸附在清洗窗面，以保持稳定。吊篮振镜箱通过控制安装在移动机体上的左右吊篮钢丝绳数控卷筒来调整吊篮振镜箱的高度与斜角。根据光束与光点位置图像传感器的反馈信号控制数控伸缩杆的移动，调整四轴并联动板的空间位置与角度，实时将激光束反射到吊篮上的聚焦准直镜上。工作人员通过控制吊篮钢丝绳数控卷筒以及数控移送脚轮来变换清洗的位置。在清洗的过程中，电缆线数控卷盘会根据吊篮振镜箱移动的方位，自动控制电缆线的收放。
17.在工作时，将清洗机箱体的移动到合适的位置，将振镜箱等外部装置移动到距离建筑外墙合适的距离，通过转动左右两侧的吊篮钢丝绳数控卷筒，来控制吊篮钢丝绳的收放，使吊篮振镜箱到达合适的位置，使用减速机步进电机调整摆臂角度，从而改变吊篮角度，然后启动吸盘臂上微型真空泵，将吸盘碗抽真空，使吸盘碗靠紧清洗窗面，稳定吊篮振镜箱，启动清洗机，光纤激光器产生激光，调整数控伸缩杆，使四轴并联反射镜将激光束跟踪反射到吊篮上的聚焦准直镜上，再由振镜扫描激光，实施激光清洗，在清洗过程中，通过左右吊篮钢丝绳数控卷筒控制吊篮振镜箱的高度与斜角，利用摆板步进电机驱动摆板摆
动，使吊篮角度适应于清洗的窗面，利用光束与光点位置图像传感器的反馈信号控制四轴并联动板的空间位置与角度，实时将激光束反射到吊篮上的聚焦准直镜上，控制数控移送脚轮移动箱体，变换清洗位置，在振镜箱移动的过程中，根据吊篮振镜箱移动的方位，系统自动控制电缆线数控卷盘，来控制电缆线的收放。
附图说明：
18.附图为本专利的结构图：图1是本专利四轴并联反射镜式建筑外墙激光清洗装置整体结构图，图2是吸盘臂与吸盘组件结构图，图3是左右滑轮摆动支撑杆组件结构图，其中分别为：1.电缆线数控卷盘，2.四轴并联定板支撑杆3.电缆线，4.四轴并联定板，5.数控伸缩杆， 6.四轴并联动板，7.直角反射镜，8.吊篮钢丝绳，9.激光束，10.聚焦准直镜，11.吊耳环，12. 吊耳板，13.振镜箱，14.场镜，15.吸盘臂，16.带微型真空泵的吸盘，17.电缆线数控卷盘支撑杆，18.吊篮钢丝绳滑轮，19.摆板，20.光束与光点位置图像传感器，21.移动箱体，22. 上横梁，23.竖支杆，24.光纤激光器，25.脚轮安装架26.数控移送脚轮，27.右吊篮钢丝绳数控卷筒，28.钢丝绳数控卷筒支撑杆29.左吊篮钢丝绳数控卷筒，30.高楼，31.带减速机步进电机，32.带减速机步进电机端法兰，33.带减速机步进电机轴，34.电机轴端法兰，35.焊接加强板，36.吸盘碗橡胶口，37.吸盘碗体，38.弹性摆转铰支座，39.微型真空泵，40.右滑轮轴承，41.吊篮钢丝绳右滑轮，42.摆板步进电机轴端法兰，43.摆板步进电机端法兰，44. 摆板步进电机，45.吊篮钢丝绳左滑轮，46.左滑轮轴承，47.摆板步进电机轴，48.螺钉。
具体实施方式：
19.一种四轴并联反射镜式建筑外墙激光清洗装置，本发明的具体实施方式为：移动箱体21 两侧安装有脚轮支架25、数控移送脚轮26，箱体顶部末端安装有钢丝绳数控卷筒支撑杆28，箱体顶部前端安装有竖支杆23，底部前端安装有光束与光点位置图像传感器20，箱体内部安装有系统控制装置，以及光纤激光器24。上横梁22、电缆线数控卷盘支撑杆17、四轴并联定板支撑杆2通过焊接相互连接，最终焊接到竖支杆23上。钢丝绳数控卷筒支撑杆28两侧分别安装有右吊篮钢丝绳数控卷筒27、左吊篮钢丝绳数控卷筒29，吊篮钢丝绳8缠绕在卷筒上。吊篮钢丝绳滑轮18通过左滑轮轴承46和右滑轮轴承40安装在摆板19上，吊篮钢丝绳 8通过滑轮18连接到振镜箱13两侧吊耳板12的吊耳环11上。摆板步进电机端法兰43由螺钉固定在摆板19上，摆板步进电机轴端法兰42由螺钉固定在上横梁22上。电缆线数控卷盘 1安装在电缆线数控卷盘支撑杆17，卷盘上的电缆线3连接到振镜箱13上。四轴并联定板4 安装在四轴并联定板支撑杆2，数控伸缩杆5分别与四轴并联定板4、四轴并联动板6连接，直角反射镜7安装于四轴并联动板6上。焊接加强板35将吸盘臂15焊接在电机轴端法兰34 上，电机轴端法兰34由螺钉固定在振镜箱上。微型真空泵39安装于吸盘臂15上，并通过弹性摆转铰支座38与吸盘碗体37相连接，吸盘碗橡胶口36安装在吸盘碗体37碗口处，保证吸盘的密封效果。振镜箱13通过吸盘臂15和带微型真空泵的吸盘16吸附在建筑外墙上，以保持稳定。激光束9通过直角反射镜7折射，通过安装在振镜箱13聚焦准直镜10，最后通过振镜箱上场镜14照射到建筑外墙上。
20.工作过程：在工作时，工作人员首先需要将清洗机箱体21的移动到合适的位置。将振镜箱13等外部装置移动到距离建筑外墙合适的距离，通过转动左右两侧的吊篮钢丝绳数
控卷筒 27、29，来控制吊篮钢丝绳8的收放，使吊篮振镜箱13到达合适的位置，使用减速机步进电机31调整摆臂15角度，然后启动吸盘臂15上的微型真空泵39，将吸盘碗37抽真空，使吸盘碗37靠紧清洗窗面，稳定吊篮振镜箱13。启动清洗机，光纤激光器24产生激光，调整数控伸缩杆5，使四轴并联反射镜7将激光束跟踪反射到吊篮上的聚焦准直镜10上，再由振镜扫描激光，实施激光清洗。在清洗过程中，通过左右吊篮钢丝绳数控卷筒27、29控制吊篮振镜箱的高度与斜角，利用摆板步进电机47驱动摆板19摆动，使吊篮角度适应于清洗的窗面，利用光束与光点位置图像传感器20的反馈信号控制四轴并联动板6的空间位置与角度，实时将激光束反射到吊篮上的聚焦准直镜10上，控制数控移送脚轮26移动箱体，变换清洗位置。在振镜箱13移动的过程中，根据吊篮振镜箱13移动的方位，系统自动控制电缆线数控卷盘 1，来控制电缆线3的收放。