激光装置以及激光设备的制作方法

本发明涉及激光清洗技术领域，特别涉及一种激光装置和激光设备。

背景技术：

激光清洗是一种”绿色”的清洗方法，不需使用任何化学药剂和清洗液，清洗下来的废料基本上都是固体粉末，体积小，易于存放，可回收，并且激光清洗能够清除各种材料表面的各种类型的污染物，达到常规清洗无法达到的清洁度，还可以在不损伤材料表面的情况下有选择性地清洗材料表面的污染物。由于激光清洗具有以上特性，近年来，激光清洗在机械领域得到了大力发展。目前，激光清洗装置在清洗管道内壁还存在一些局限性。由于不同管道内壁的直径尺寸各不相同，因此，对于不同的管道需要使用不同类型的激光清洗装置。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种激光装置，能够用于清洗不同直径的管道内壁；另外，本发明还提出一种具有上述激光装置的激光设备。

根据本发明的第一方面实施例的激光装置，用于管道内壁激光清洗，包括：第一壳体；激光头，安装在所述第一壳体的侧部，并与所述第一壳体形成容置腔；聚焦镜片组，至少包括第一聚焦镜片和第二聚焦镜片，所述聚焦镜片组通过导向装置安装到所述容置腔内；调节装置，安装到所述第一壳体的外侧，并与所述聚焦镜片组连接，并可调节所述聚焦镜片组以使其沿导向装置移动，以使所述第一聚焦镜片和第二聚焦镜片相互之间的距离改变；反射镜组件，设置为和所述激光头一起将所述聚焦镜片组夹在之间；驱动装置，设置在所述第一壳体远离所述激光头的一侧，所述驱动装置连接有反射镜组件。

根据本发明实施例的激光装置，至少具有如下有益效果：通过在第一壳体内的容置腔设置能够相互靠近或远离的聚焦镜片组，能够调节激光束聚焦焦点的位置，从而可以适应不同的管道直径。

根据本发明的一些实施例，还包括第二壳体，所述第二壳体安装至所述第一壳体的背离所述激光头的一侧，所述驱动装置安装在所述第二壳体的背离所述第一壳体的一侧。

根据本发明的一些实施例，所述第一聚焦镜片连接至所述导向装置，所述第二聚焦镜片固定在所述容置腔内的背离所述激光头的一侧，所述第一聚焦镜片在所述导向装置的导向下沿第一壳体的长度方向相对于所述第二聚焦镜片能够往复移动；或者所述第一聚焦镜片固定在所述容置腔内的靠近所述激光头的一侧，所述第二聚焦镜片连接至所述导向装置，所述第二聚焦镜片在所述导向装置的导向下沿所述第一壳体的长度方向相对于所述第一聚焦镜片能够往复移动。

根据本发明的一些实施例，所述导向装置包括滑动台、滑动轨，所述滑动台还包括用于连接所述第一聚焦镜片的连接件，所述滑动轨固定在所述第一壳体的外侧，所述滑动台可滑动地安装至所述滑动轨，并沿着所述滑动轨往复移动。

根据本发明的一些实施例，所述调节装置连接所述滑动台，所述调节装置还包括用于安装所述调节装置的固定部，所述固定部与所述滑动台之间设置有弹性件。

根据本发明的一些实施例，所述调节装置为微分头，所述微分头的测杆连接所述滑动台，旋转所述微分头的调节钮调节所述测杆沿所述微分头的轴线移动，且所述测杆带动所述滑动台移动。

根据本发明的一些实施例，所述反射镜组件包括第一反射镜、保护镜片以及用于固定所述第一反射镜和所述保护镜片的第三壳体，所述第三壳体安装至所述驱动装置，所述第一反射镜呈角度地安装在所述第三壳体的入光口，所述保护镜片设置在所述第三壳体的出光口。

根据本发明的一些实施例，所述反射镜与所述激光头的轴线的夹角为大于等于30度且小于45度。

根据本发明的一些实施例，所述聚焦镜片组的焦距调整范围为75mm-1000mm。

根据本发明的第二方面实施例的激光设备，包括：激光器；光纤；以及上述的激光装置，所述光纤连接所述激光器和所述激光头。

根据本发明实施例的激光设备，至少具有如下有益效果：结构简单，操作简便，可以适应不同管道内壁的激光清洗。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明的一种实施例的激光装置的右视图；

图2是图1中a-a处的剖面示意图；

图3是根据本发明的一种实施例的激光装置的立体图；

图4是根据本发明的一种实施例的激光设备的立体图/

附图标记：

激光装置100、光纤200、激光器300、第一壳体110、激光头120、导向装置130、调节装置140、聚焦镜片组150、驱动装置160、反射镜组件170、容置腔180、固定部190、突出件19、滑动轨131、滑动台132、连接件133、弹性件134、测杆141、调节钮142、第二壳体111、第一聚焦镜片151、第二聚焦镜片152、第一反射镜171、保护镜片172、第三壳体173。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参考图1、图2，根据本发明实施例的激光装置100，用于管道内壁激光清洗，包括第一壳体110、激光头120、聚焦镜片组150、调节装置140、反射镜组件170以及驱动装置160；激光头120，安装在第一壳体110的侧部，并与第一壳体110形成容置腔180；聚焦镜片组150，至少包括第一聚焦镜片151和第二聚焦镜片152，聚焦镜片组150通过导向装置130安装到容置腔180内；调节装置140，安装到第一壳体110的外侧，并与聚焦镜片组150连接，并可调节聚焦镜片组150以使其沿导向装置130移动，以使第一聚焦镜片151和第二聚焦镜片152相互之间的距离改变；反射镜组件170，设置为和激光头120一起将聚焦镜片组150夹在之间；驱动装置160，设置在第一壳体110远离激光头120的一侧，所述驱动装置160连接有反射镜组件170。

通过在第一壳体110内的容置腔180设置能够相互靠近或远离的聚焦镜片组150，能够调节激光束聚焦焦点的位置，从而可以适应不同的管道直径。

参考图2，在本实施例中，第一壳体110用于安装激光头120、导向装置130、调节装置140、聚焦镜片组150以及驱动装置160。激光头120从第一壳体110的左侧安装到第一壳体110，激光头120至少部分容置在第一壳体110中，并且激光头120的右侧与第一壳体110形成容置腔180；导向装置130设置在第一壳体110上例如第一壳体110的上部，导向装置130能够沿着左右方向在第一壳体110往复移动，聚焦镜片组150和导向装置130连接，并可容置在容置腔180中，导向装置130驱动聚焦镜片组150，且第一聚焦镜片151和第二聚焦镜片152设置为能够在导向装置130的带动下相对地靠近或者远离，从而对激光头120射出的激光光束的聚焦焦点进行调节。为了调节聚焦镜片组150的移动距离和路径，在第一壳体110安装调节装置140，例如在第一壳体110的上部，调节装置140连接聚焦镜片组150，使得第一聚焦镜片151和第二聚焦镜片152在导向装置130的导向下相互地靠近或者远离。为了使激光光束能够周向环绕管道内壁进行激光清洗，设置有驱动装置160，位于第一壳体110的右侧，驱动装置160能够绕激光头120的轴线转动。驱动装置160的右侧连接有反射镜组件170，激光光束从激光头120射出后，依次穿过聚焦镜片组150、驱动装置160，最终从反射镜片组件射出，从而清洗管道内壁。

具体地，当将聚焦镜片组150的相对距离设置较近时，激光光束从激光头120射出，此时通过聚焦镜片组150后的激光光束能够聚焦在距离激光头120较远的位置，因此，激光光束通过聚焦镜片后经过反射组件反射出的聚焦光束较长，从而达到清洗大直径管道内壁的效果；反之，当将聚焦镜片组150的相对距离设置较远时，激光光束从激光头120射出，此时通过聚焦镜片组150后的激光光束能够聚焦在距离激光头120较近的位置，因此，激光光束通过聚焦镜片后经过反射组件反射出的聚焦光束较短，从而达到清洗小直径管道内壁的效果。另外，因为反射镜组件170与激光头120一起将聚焦镜片组150夹在之间，且反射镜组件170直接与驱动装置160连接，由此，激光头120、聚焦镜片150、驱动装置160与反射镜组件170均同轴设置，使得激光头120射出的光路均位于激光头120的轴线上。

驱动装置160可以为中空电机。中空电机能够带动反射镜组件170高速转动，使聚焦后的激光光束在管道内壁上形成高速的环状螺旋线，同时，通过移动激光装置100，可以达到清洗管道内壁的目的，极大提高了管道清洗的效率。通过设置中空电机，能够减小激光装置100的体积，使得激光装置100的结构更加紧凑。

参照图3，在一些实施例中，为了使得激光装置100的结构更加紧凑，并且能够置入直径较小的管道内，激光装置100还包括第二壳体111，第二壳体111安装至第一壳体110的背离激光头120的一侧，并且，驱动装置160安装在第二壳体111的背离第一壳体110的一侧。具体地，第二壳体111安装在第一壳体110的右侧，驱动装置160安装在第二壳体111的右侧，第二壳体111可以设置为宽度小于第一壳体110的中空的圆柱形状、四棱柱形状等形状，只要能够使得激光光束从第二壳体111内部穿过即可，并且，设置宽度小于第一壳体110的第二壳体111，能够一定程度上减小激光装置100的体积，使得激光装置100伸入管道内壁时更加便捷。。

参照图2与图3，可以想到的是，第一聚焦镜片151与导向装置130连接，设置在容置腔180内的左侧，并且能够随着导向装置130在容置腔180中沿着左右方向往复移动，第二聚焦镜片152可以设置在容置腔180的右侧，例如第一聚焦镜片151的右侧，并且固定在第一壳体110。第一聚焦镜片151在导向装置130的带动下能够相对于第二聚焦镜片152靠近或者远离，从而使得聚焦焦点的位置随之改变。当清洗较大直径的管道内壁时，第一聚焦镜片151在导向装置130的带动下移动至靠近第二聚焦镜片152的位置，此时，激光光束通过第一聚焦镜片151和第二聚焦镜片152后的聚焦焦点较远，从反射镜组件170中射出的光束也较长；当清洗较小直径的管道内壁时，第一聚焦镜片151在导向装置130的带动下移动至远离第二聚焦镜片152的位置，此时，激光光束通过第一聚焦镜片151和第二聚焦镜片152后的聚焦焦点较近，从反射镜组件170中射出的光束也较短。通过这样的设计，能够使得激光装置100适应不同直径的管道内壁的清洗。

当然，技术人员也可以适应性地改变第一聚焦镜片151和第二聚焦镜片152的安装关系，也可以达到同样的清洗效果。例如，可以将第一聚焦镜片151固定在容置腔180内的左侧，第二聚焦镜片152位于容置腔180的右侧，连接至导向装置130，且第二聚焦镜片152能够在导向装置130的带动下沿左右方向相对于第一聚焦镜片151靠近或者远离。

参照图3，可以想到的是，导向装置130包括滑动台132、滑动轨131，以及连接件133。滑动轨131可以沿第一壳体110的长度方向固定在第一壳体110的上部，在滑动轨131上可滑动地安装有滑动台132，滑动台132还包括用于连接第一聚焦镜片151的连接件133。具体地，连接件133可以为可拆卸的安装至滑动台132，连接件133可以从滑动台132延伸至套设在第一壳体110的外侧，同时连接第一聚焦镜片151，使得第一聚焦镜片151能够在容置腔180中移动，可选地，连接件133也可以构造为从滑动台132伸入第一壳体110内部，只要能够连接第一聚焦镜片151且带动第一聚焦镜片151在容置腔180中移动即可。通过这样的设计，不仅可以支撑第一聚焦镜片151，而且可以引导第一聚焦镜片151在容置腔180中移动。可选地，导向装置130可以为滚轮直线导轨、圆柱直线导轨或者滚珠直线导轨。

继续参照图3，在一些实施例中，调节装置140连接滑动台132，通过调节滑动台132的移动距离，间接调节第一聚焦镜片151的移动距离。为了固定调节装置140，在第一壳体110安装有固定部190，固定部190可以设置在导向装置130的左侧，调节装置140安装在固定部190上。为了限制第一聚焦镜片151往复运动的自由度，固定部190与滑动台132之间连接有弹性件134；具体地，弹性件134可以选择为弹簧，在图1中，固定部190的前后两侧设置有突出件191，滑动台132的前后两侧同样设置有突出件191，滑动台132之间通过突出件191连接2件弹簧，需要说明的是，弹簧的数量为至少一件即可，当弹簧设置有1件时，突出件191设置在固定部190和滑动台132的相对侧面，同样可以达到限制第一聚焦镜片151移动的效果。

在一些实施例中，为了提高导向装置130的移动精度，调节装置140为微分头，微分头最小可以调节到0.001mm。微分头的测杆141连接滑动台132，旋转微分头的调节钮142能够调节测杆141沿微分头的轴线移动的距离，从而能够使得测杆141带动滑动台132以同样的移动距离进行移动。通过设置微分头，可以更加精确地调节聚焦的焦点位置。

参照图2与图3，可以想到的是，反射镜组件170包括第一反射镜171、保护镜片172以及用于固定第一反射镜171和保护镜片172的第三壳体173，第三壳体173能够安装至驱动装置160，第三壳体173设置有入光口和出光口，第一反射镜171可以呈角度地设置在第三壳体173的入光口处，保护镜片172设置在第三壳体173的出光口处。激光头120射出的激光光束经过第一聚焦镜片151和第二聚焦镜片152射向第一反射镜171，并在第一反射镜171处发生反射，之后从保护镜片172处射出，从而达到清洗管道内壁的作用。通过设置保护镜片172，能够防止清洗后的废料落入反射镜组件170中，避免废料、灰尘等污染第一反射镜171，防止激光光束的光路发生变化。

在一些实施例中，为了防止清洗后的废料以及灰尘落在保护镜片172，反射镜与激光头120的轴线的夹角设置为为大于等于30度且小于45度，这样的设计能够保证激光光束从出光口射出后位于激光装置100的前方，从而防止清洗后的灰尘落在激光装置100上，避免保护镜片172积灰，确保出光功率不受影响。

可以想到的是，聚焦镜片组150的焦距调整范围为75mm-1000mm。具体地，第一聚焦镜片151和第二聚焦镜片152之间的距离通过导向装置130设置为可调节，从而使得第一聚焦镜片151与第二聚焦镜片152的焦距调节范围在75mm至1000mm之间，也就是激光光束的聚焦距离在75mm至1000mm之间，因此，能够完成内径在100mm至2000mm之间的管道内壁清洗。

参照图4，根据本发明实施例的激光设备，用于管道内壁激光清洗，包括激光器300、光纤200，以及上述实施例中的激光装置100，光纤200连接激光器300和激光头120。

激光器300产生激光光束后，由光纤200将激光光束传输至激光头120，激光头120将激光光束射出后，依次经由第一聚焦镜片151、第二聚焦镜片152以及第一反射镜171，最后从保护镜片172将激光光束射出，从而管道内壁激光清洗。该激光设备的结构简单，操作简便，可以适应不同管道内壁的激光清洗。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。