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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113714221A(43)申请公布日2021.11.30(21)申请号202111096090.5(22)申请日2021.09.17(71)申请人深圳技术大学地址518118广东省深圳市坪山区兰田路3002号(72)发明人杨焕曹宇郑秀宏何承志王萌李春波杨灿伍叶全(74)专利代理机构北京中北知识产权代理有限公司11253代理人陈孝政(51)Int.Cl.B08B9/043(2006.01)B08B7/00(2006.01)B23K26/082(2014.01)B23K26/064(2014.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种用于多尺寸内径管道内壁清洗的装置(57)摘要本发明提供了一种用于多尺寸内径管道内壁清洗的装置,包括运动控制单元和激光传输扫描单元;所述运动控制单元包括可移动主机平台、垂直固定支杆、水平支杆、第一伺服电机和第一滚珠丝杆;所述激光传输扫描单元包括光纤激光器、传输光纤、激光头、支架、凹透镜、凸透镜、第二伺服电机、第二滚珠丝杆、丝杠滑块、镜架、反射镜、反射镜架、扫描振镜、锥反镜、石英罩、支板和可调节旋钮。本发明采用新颖的基于前聚焦振镜系统的管道内表面激光清洗新技术,结合锥反镜将激光焦平面转换成为沿管道内侧的环形面,巧妙地将三维曲面加工分解成二维扫描,将整个加工过程进行简化,解决了传统激光清洗技术难以应用于管道内表面清洗的瓶颈难题。CN113714221ACN113714221A权利要求书1/1页1.一种用于多尺寸内径管道内壁清洗的装置,其特征在于,包括运动控制单元和激光传输扫描单元;所述运动控制单元包括可移动主机平台(1)、垂直固定支杆(2)、水平支杆(3)、第一伺服电机(4)和第一滚珠丝杆(5);所述垂直固定支杆(2)固定在可移动主机平台(1)上,水平支杆(3)位于激光清洗管道(20)的中轴线处,第一伺服电机(4)固定在水平支杆(3)上,并通过联轴器与第一滚珠丝杆(5)的一端连接,第一滚珠丝杆(5)通过丝杆滑块与垂直固定支杆(2)连接,通过第一伺服电机(4)驱动第一滚珠丝杆(5)能够使水平支杆(3)水平运动;所述激光传输扫描单元包括光纤激光器(6)、传输光纤(7)、激光头(8)、支架(9)、凹透镜(10)、凸透镜(14)、第二伺服电机(11)、第二滚珠丝杆(12)、丝杠滑块(13)、镜架(15)、反射镜(17)、反射镜架(18)、扫描振镜(19)、锥反镜(21)、石英罩(22)、支板(23)和可调节旋钮(24);所述光纤激光器(6)安装固定在可移动主机平台(1)上,通过传输光纤(7)将激光束(16)导入激光头(8),传输光纤(7)固定在水平支杆(3)上,激光头(8)通过支架(9)固定在水平支杆(3)上,激光束(16)经激光头(8)出射后通过凹透镜(10)扩束后再经过凸透镜(14)进行聚焦;凹透镜(10)通过丝杆滑块(13)安装在滚珠丝杠(12)上,凸透镜(14)通过镜架(15)固定在水平支杆(3)上,通过固定在水平支杆(3)上的第二伺服电机(11)驱动第二滚珠丝杆(12)转动可控制凹透镜(10)和凸透镜(14)之间的距离,从而控制激光束(16)经过凸透镜(14)后的聚焦角度,以便控制激光束(16)最终的光斑尺寸和聚焦位置;所示扫描振镜(19)安装在水平支杆(3)的一端,且扫描振镜(19)的零点光轴与电动水平支杆(3)的中心轴重合;所述反射镜(17)通过反射镜支架(18)安装固定在扫描振镜(19)上,沿管道(20)轴向传播的激光束(16)经反射镜(17)反射进入扫描振镜(19),通过扫描振镜(19)实现对激光束(16)聚焦光斑的运动控制;所述锥反镜(21)为圆锥状,且圆锥面镀有反射薄膜,所述反射薄膜要求对激光束(16)的反射率高于99.5%;扫描振镜(19)出射的聚焦光束经锥反镜(21)沿管道(20)的径向反射后,实现光束在管道(20)内壁处的聚焦;所述石英罩(22)为单边开口另外一边封闭的石英管,且侧壁对激光束(16)的透过率要求高于99%,石英罩(22)右侧封闭端用于固定锥反镜(21),石英罩(22)左侧开口端连接两个可调节旋钮(24),其中一个可调节轩钮(24)直接固定在扫描振镜(19)上,另外一个可调节轩钮(24)通过支板(23)固定在扫描振镜(19)上,通过可调节旋钮(24)能够控制锥反镜(21)与扫描振镜(19)之间的距离,从而实现不同内径尺寸管道的清洗。2CN113714221A说明书1/4页一种用于多尺寸内径管道内壁清洗的装置技术领域[0001]本发明属于激光加工技术领域,具体涉及用于管道内壁涂层、污垢、氧化层和其他有害物质去除的一种用于多尺寸内径管道内壁清洗的装置。背景技术[0002]管道内表面清