一种基于摇杆实现光束扫描的方法与装置与流程

文档序号:14302917阅读:155来源:国知局

本发明涉及一种光束扫描设备,具体的说,涉及一种基于摇杆实现光束扫描的方法与装置,属于激光清洗、驱鸟、表演、演示等技术领域。



背景技术:

激光清洗作为一种新型表面清洗技术,具有无机械接触、无基底损伤、绿色环保、运行成本低等优点,在模具清洗、电子元器件制备、文物保护与修复、除漆除锈等领域应用前景十分广阔。因此,激光清洗技术及设备的研究与开发已经引起国内外研究人员的高度关注。

激光清洗主要是利用了激光能量密度高的特性,即将一束聚焦激光束直接辐照污染物(或漆、锈等),使污染物产生熔化、气化或者震动等物理或化学变化,从而使污染物与被污染物体脱离。在对大面积污染物(或漆、锈等)进行清洗(或清除)时,为降低激光清洗设备成本或减小设备体积,通常是使单一光束在某一个方向上快速来回运动,使辐照光束在待清洗物表面形成线状光斑,然后再使线状光斑运动,从而达到对整个污染面进行清洗的目的。因此,如何给激光束设计一种速度快、效率高、寿命长、结构简单且成本低的一维扫描装置是推动激光清洗技术快速发展与应用的关键问题之一。

目前,使激光束快速扫描的方法与装置主要有平台扫描、振镜扫描和转镜扫描三种,其工作原理及优缺点具体如下:

平台扫描。通过移动平台带动激光束或待清洗物体发生平面运动,使激光束与待清洗物体发生相对运动,从而达到清洗目的。该方式原理简单,但设备占用空间大,不利于实现便携式操作。

振镜扫描。该方式常用于激光加工与标刻系统,具体方法是将一束激光打到振镜上,通过振镜的来回快速摆动使反射光斑变成线状光斑。该方式比平台扫描方式占用体积小,扫描速度快。但是,来回快速摆动的运动方式不仅会限制振镜的摆动速度还会影响振镜电机的使用寿命。

多面转镜扫描。为克服振镜扫描存在的缺陷,多面转镜装置与技术在某些领域得到发展和应用。由于转镜是单方向转动,所以电机使用寿命长易于实现。但是,多面转镜也存在一定缺陷:其一,制作工艺要求高,造价高昂;其二,光束入射点(或反射点)随反射面的转动而变化,不利于光束的均匀辐照;其三,扫描范围(或角度)不易改变,因为转镜的扫面范围(或角度)由反射面的数目决定。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是针对以上不足,提供一种基于摇杆实现光束扫描的方法与装置,结构简单、易于实现、制造成本低;除激光清洗外,本发明也可用在自动激光驱鸟器、激光表演等光束扫描领域。

为解决以上技术问题,本发明采用以下技术方案:一种基于摇杆实现光束扫描的方法,包括反射镜片,反射镜片以固定转轴为中心,左右摆动,通过反射镜片的摆动使反射光对扫描物体进行扫描,实现光束扫描。

本发明还提供一种基于摇杆实现光束扫描的装置,包括支架、反射镜片、固定转轴和摇杆,所述反射镜片设置于支架内,所述固定转轴设置在支架上且用于固定支架,所述摇杆带动支架摆动。

一种优化方案,所述反射镜片的反射面与支架的固定转轴的中心重合,入射光打在反射镜片的反射面上与固定转轴中心重合的位置。

进一步地,还包括电机转轴和转盘,所述转盘固定在电机转轴上,所述转盘上安装偏心轴,所述摇杆上一端开设有与偏心轴滑动穿装配合的长条孔,所述摇杆的另一端部连接支架。

进一步地,所述转盘单向旋转。

本发明采用以上技术方案后,与现有技术相比,具有以下优点:

本发明在工作中电机只需单向旋转即完成光束往复扫描,延长了电机的使用寿命,简化了电机的控制系统;提高了光束往复扫描的速度与均匀性;电机单向旋转过程中使光束由一固定点出发完成角扫描,易于扫描光束的聚焦及聚焦后的均匀性;扫描效率高,扫描范围或角度改变调节方便;整体结构简单、体积小、造价低、易于实现,易于保证整个系统长时间的稳定性;除激光清洗外,该方法与装置也可用在自动激光驱鸟器、激光表演等光束扫描领域。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明扫描装置的结构示意图;

图中,

1-反射镜片,2-摇杆,3-支架,4-转盘,5-电机转轴,6-偏心轴,7-长条孔,8-固定转轴。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图说明本发明的具体实施方式。

实施例1一种基于摇杆实现光束扫描的方法

本发明提供一种基于摇杆实现光束扫描的方法,包括反射镜片1,反射镜片1以固定转轴8为中心左右摆动,通过反射镜片1的摆动使反射光对扫描物体进行扫描,实现光束扫描。

具体的,启动电机,电机转轴5带动转盘4顺向或者逆向旋转,转盘4带动偏心轴6旋转;

摇杆2的一端通过固定转轴8固定,摇杆2的另一端通过长条孔7与偏心轴6配合滑动转动,摇杆2以固定转轴8为中心上下摆动;

支架3通过摇杆2的带动以固定转轴8为中心轴向转动,实现光束扫描。

通电后电机单向旋转,带动转盘4上的偏心轴6做圆周运动,偏心轴6的圆周运动使摇杆3绕固定转轴8往复摆动,进而带动反射镜片1绕固定转轴8往复摆动,这样就使反射光束绕固定转轴8完成角扫描。

实施例2一种基于摇杆实现光束扫描的装置

如图1所示,本发明提供一种基于摇杆实现光束扫描的装置,包括反射镜片1、固定转轴8、支架3、摇杆2和转盘4,摇杆2带动支架3摆动。

所述转盘4固定在电机转轴5上,所述转盘4上安装偏心轴6,所述摇杆2上一端开设有与偏心轴6滑动穿装配合的长条孔7,所述摇杆2的另一端部连接有支架3,所述支架3内设置有反射镜片1。所述固定转轴8设置在支架3上,用于固定支架3。

所述反射镜片1的反射面与支架3的固定转轴8的中心重合。

入射光束照射在反射镜片1上,反射镜片1固定在带有摇杆2的支架3上,固定在电机转轴5上的转盘4通过电机的单向旋转就带动摇杆2上下摆动,摇杆2的上下摆动同时使反射镜片1跟随支架3绕固定转轴8左右来回摆动,从而使反射光在一定范围实现扫描,在待清洗物体表面形成线状光斑,提高清洗效率。

本发明通过电机的单向转动实现了光束的往复扫描,不仅大大降低了对电机的性能要求,而且还大大提高的电机的运行寿命,同时还大大简化了控制系统(包括硬件和软件);

反射镜片1的反射面与支架3的固定转轴8中心重合,使反射镜片1绕固定转轴8旋转,这样只要入射光打在反射镜片1的反射面上与固定转轴8中心重合的位置,就能保证入射点位置不会随镜片的摆动发生变化,从而实现光束均匀扫描。

改变光束扫描范围或角度十分方便,只需调整电机转轴5与支架的固定转轴8的距离即可。

本发明在工作中电机只需单向旋转即完成光束往复扫描,延长了电机的使用寿命,简化了电机的控制系统;提高了光束往复扫描的速度与均匀性;电机单向旋转过程中使光束由一固定点出发完成角扫描,易于扫描光束的聚焦及聚焦后的均匀性;扫描效率高,扫描范围或角度改变调节方便;整体结构简单、体积小、造价低、易于实现,易于保证整个系统长时间的稳定性;除激光清洗外,该方法与装置也可用在自动激光驱鸟器、激光表演等光束扫描领域。

以上所述为本发明最佳实施方式的举例,其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准,任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换,也在本发明的保护范围之内。

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