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一种车载激光冲击强化装置

阅读:758发布:2020-05-13

专利汇可以提供一种车载激光冲击强化装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种新型车载 激光冲击强化 装置,包括 汽车 、 水 箱、操控系统、机械手臂、 喷嘴 、视觉 传感器 、光路系统、 激光器 、电源、转台、 工作台 ;转台安装在工作台上,转台能够绕Z轴转动,工作台为三 自由度 工作台,能够实现X、Y、Z轴的移动,工作台位于汽车上;外光路系统、激光器位于转台上,水箱、操控系统、机械手臂、电源位于汽车上;电源为操控系统、水箱中的水 泵 、外光路系统、激光器供电;激光器连接光路系统,激光器发射激光,激光通过光路系统得到 激光束 ,激光束作用于 工件 上,工件上有约束层;本发明对于户外的大型管道,冲击效果好,对于不便在室内作业的工件也有很好的效果。,下面是一种车载激光冲击强化装置专利的具体信息内容。

1.一种车载激光冲击强化装置,包括汽车箱、操控系统、机械手臂、喷嘴、视觉传感器、光路系统、激光器、电源、转台、工作台
转台安装在工作台上,转台能够绕Z轴转动,工作台为三自由度工作台,能够实现X、Y、Z轴的移动,工作台位于汽车上;
外光路系统、激光器位于转台上,水箱、操控系统、机械手臂、电源位于汽车上;
电源为操控系统、水箱中的水、外光路系统、激光器供电;
激光器连接光路系统,激光器发射激光,激光通过光路系统得到激光束,激光束作用于工件上,工件上有约束层;
水箱内设有水泵,水箱的开关由操控系统进行控制,水箱的出水口连接喷嘴,当操控系统控制开关及阀门打开,通过水泵,将水从喷嘴输出;
机械手臂的一端固定在汽车上,喷嘴夹持在机械手臂的另外一端上,视觉传感器固定在喷嘴的前面;
操控系统内设有激光束的预备行走路线,操控系统控制激光器开启,通过操控系统调节转台X、Y、Z方向移动、转台Z轴转动,激光束按照预备行走路线开始冲击,操控系统控制水箱的开关及阀门,使得与水箱连接的喷嘴喷水,水覆盖激光束冲击区域,视觉传感器采集激光束作用于工件的光信号,并且将光信号传输回操控系统,操控系统将光信号转换成实时画面,操控人员根据实时画面,通过操控机械手臂移动,使得喷嘴喷出的水覆盖激光束冲击区域。
2.根据权利要求1所述的一种车载激光冲击强化装置,转台转动度为正负90度。
3.根据权利要求1所述的一种车载激光冲击强化装置,电源为汽车的电系统或储能装置。

说明书全文

一种车载激光冲击强化装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种车载激光冲击强化装置。

背景技术

[0002] 激光冲击强化技术,也称激光喷丸技术。当高功率密度(GW/cm2量级)、短脉冲(10~30ns量级)的激光通过透明约束层作用于金属表面所涂覆的能量吸收涂层时,涂层吸收激光能量迅速气化几乎同时形成大量稠密的高温(>10K)、高压(>1GPa)等离子体。该等离子体继续吸收激光能量急剧升温膨胀,然后爆炸形成高强度冲击波并作用于金属表面。当冲击波的峰值压超过材料的动态屈服强度时,材料发生塑性变形并在表层产生平行于材料表面的拉应力。激光作用结束后,由于冲击区域周围材料的反作用,其力学效应表现为材料表面获得较高的残余压应力。残余压应力会降低交变载荷中的拉应力平,使平均应力水平下降,从而提高疲劳裂纹萌生寿命。同时残余压应力的存在,可引起裂纹的闭合效应,从而有效降低疲劳裂纹扩展的驱动力,延长疲劳裂纹扩展寿命。
[0003] 但由于现在激光冲击强化设备多数是安装在室内的,不能满足户外或厂房内大型工件实验要求。

发明内容

[0004] 本发明的目的是为了解决上述问题,提出一种车载激光冲击强化装置,为户外或厂房内大型构件进行激光冲击强化作业而设计。
[0005] 一种车载激光冲击强化装置,包括汽车、水箱、操控系统、机械手臂、喷嘴、视觉传感器、光路系统、激光器、电源、转台、工作台
[0006] 转台安装在工作台上,转台能够绕Z轴转动,工作台为三自由度工作台,能够实现X、Y、Z轴的移动,工作台位于汽车上;
[0007] 外光路系统、激光器位于转台上,水箱、操控系统、机械手臂、电源位于汽车上;
[0008] 电源为操控系统、水箱中的水、外光路系统、激光器供电;
[0009] 激光器连接光路系统,激光器发射激光,激光通过光路系统得到激光束,激光束作用于工件上,工件上有约束层;
[0010] 水箱内设有水泵,水箱的开关由操控系统进行控制,水箱的出水口连接喷嘴,当操控系统控制开关及阀门打开,通过水泵,将水从喷嘴输出;
[0011] 机械手臂的一端固定在汽车上,喷嘴夹持在机械手臂的另外一端上,视觉传感器固定在喷嘴的前面;
[0012] 操控系统内设有激光束的预备行走路线,操控系统控制激光器开启,通过操控系统调节转台X、Y、Z方向移动、转台Z轴转动,激光束按照预备行走路线开始冲击,操控系统控制水箱的开关及阀门,使得与水箱连接的喷嘴喷水,水覆盖激光束冲击区域,视觉传感器采集激光束作用于工件的光信号,并且将光信号传输回操控系统,操控系统将光信号转换成实时画面,操控人员根据实时画面,通过操控机械手臂移动,使得喷嘴喷出的水覆盖激光束冲击区域。
[0013] 本发明的优点在于:
[0014] 本发明能够实现户外或厂房内大型构件的激光冲击强化,且对于不便在室内作业的工件也有很好的效果。附图说明
[0015] 图1是本发明的结构示意图;
[0016] 图2是本发明转台系统的示意图。
[0017] 图中:
[0018] 1-汽车 2-水箱 3-操控室
[0019] 4-机械手臂 5-喷嘴 6-视觉传感器
[0020] 7-约束层 8-工件 9-激光束
[0021] 10-光路系统 11-激光器 12-电源
[0022] 13-转台 14-工作台

具体实施方式

[0023] 下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0024] 本发明是一种车载激光冲击强化装置,如图1所示,包括汽车1、水箱2、操控系统3、机械手臂4、喷嘴5、视觉传感器6、光路系统10、激光器11、电源12、转台13、工作台14。
[0025] 转台13安装在工作台14上,如图2所示,转台13能够绕Z轴转动,转动度为正负90度,工作台14为三自由度工作台,能够实现X、Y、Z轴的移动。
[0026] 工作台14位于汽车1上。
[0027] 外光路系统10、激光器11位于转台13上,水箱2、操控系统3、机械手臂4、电源12位于汽车1上。
[0028] 电源12为操控系统3、水箱2中的水泵、外光路系统10、激光器11供电,电源12为汽车1的电力系统或储能装置(例如电瓶)。
[0029] 激光器11连接光路系统10,激光器11发射激光,激光通过光路系统10得到激光束9,激光束9作用于工件8上,工件8上有约束层7。结合转台13、工作台14,实现激光束9在X、Y、Z轴的平移以及绕Z轴的转动。
[0030] 激光器11、光路系统10采用现有部件,采用现有市面上整套的带激光器11以及光路系统10的激光冲击强化装置,例如比如镭宝光电SGR-Extra-25。
[0031] 水箱2为存贮水的设备,水箱2内设有水泵,通过水泵将水通过开关以及阀门输出,水箱2的开关及阀门由操控系统3进行控制,水箱2的出水口连接喷嘴5。
[0032] 机械手臂4的一端固定在汽车1上,喷嘴5夹持在机械手臂4的另外一端上,视觉传感器6通过固定杆,固定在喷嘴5的前面。
[0033] 操控系统3内设有激光束9的预备行走路线,操控系统3控制激光器11开启,激光束9按照预备行走路线开始冲击,操控系统3控制水箱2的开关及阀门,使得与水箱2连接的喷嘴5喷水,水覆盖激光束9冲击区域,视觉传感器6采集激光束9作用于工件8的光信号,并且将光信号传输回操控系统3,操控系统3将光信号转换成实时画面,操控人员根据实时画面,通过操控系统3调节转台X、Y、Z方向移动,操控机械手臂4移动,使得喷嘴5喷出的水覆盖激光束9冲击区域。
[0034] 工作过程:
[0035] 激光冲击前,通过操控系统3调节转台13和工作平台的位置14获得所需直径的光斑,通过操作系统3调节机械手臂4的位置,使激光冲击光斑中心、喷射中心和工件8预处理位置重合。打开高压水箱装置2,水流稳定后,打开激光器10,对工件8进行冲击处理。输出激光束9通过操作系统3的控制实现X、Y、Z轴的平移以及绕Z轴的转动,同时视觉传感器6采集激光束9作用于工件8的光信号,并且将光信号传输回操控系统3,操控系统3将光信号转换成实时画面,操作系统3再通过转台13和工作台14控制,实现喷嘴5位置的快速自动调节,同时操控系统3也将调节机械手臂4,实现喷嘴5的快速调节,从而实现工件多点连续冲击。
[0036] 本发明将激光冲击强化装置安装在移动的汽车1上,具有很大的便捷性。
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