一种高效船体激光清洗设备及方法

1.本发明属于激光清洗设备技术领域，具体涉及一种高效船体激光清洗设备及方法。


背景技术：

2.海洋环境是一种复杂的腐蚀环境，在《iso-12944典型腐蚀环境分类表》中，海洋环境的腐蚀等级最高，腐蚀一直是困扰海洋装备的难题。船舶长期服役于恶劣的海洋环境中，船舶表面喷漆是解决船舶腐蚀问题的有效手段，但漆层的物理化学性质经过一段时间后会发生变质，出现老化、开裂和脱落等现象，直接影响船舶结构强度，当难以抵御海洋风浪的巨大冲击时，或将导致灾难性事故的发生。为了提高船舶的使用寿命与安全性，需要定期清除船体外壳表面的海洋附着物，被破坏的防污涂层和基体的锈蚀，为后续船舶表面喷漆工艺做好准备。
3.目前在船舶清洗技术中，以传统的清洗方式为主，主要包括：机械打磨、喷砂处理、高压水射流、化学清洗等。利用机械打磨效率较低，属于露天操作，且打磨产生的粉尘、噪声等污染比较大；同时受天气、温度、湿度、钢板的露点温度等环境因素影响较大，清理后不利于船舶的二次涂装作业。用喷砂设备进行喷砂处理，虽然能达到船舶涂装对于钢板的粗糙度等所需要的参数指标，但需喷砂机、磨料等设备，还需搭建临时厂房，前期的投资较大。高压水射流的清理方法利用高压水射流的冲击作用和水撬作用破坏锈蚀和涂层对钢板的附着力。但除漆后的钢板易返锈，对后续涂装作业有较大的影响。利用化学清洗的清洗成本高，需要针对不同的污染物配置不同的清洗液，通用性较差，另外在清洗液的配置过程中通常会产生大量废水、废液对环境造成污染，在清洗过程中化学试剂还会对船体有一定的腐蚀作用且化学试剂残留不易清洁，这会给未来工作带来极大困难。
4.随着激光技术的迅猛发展，新型的激光清洗技术也被开发出来。利用激光和待清洗工件表面的相互作用，使得表面上的涂层及油污瞬间从基体上剥离，从而达到清洁的目的。激光清洗也被公认为是一种最有效、最可靠的“绿色”清洗解决方案。目前，激光清洗设备主要分为手持激光清洗设备和机械自动式激光清洗设备。其中手持式激光清洗机的关键部件是手持式的激光清洗枪，可广泛应用于非标不规则的除漆除锈去污去氧化皮等。其优点是操作灵活方便，可移动式作业，其缺点是人工操作，精确度较差，一致性较差，劳动强度大，很难批量化作业。机械式激光清洗机的激光清洗枪安装在大型机械装置上(如机械手、机床等)，由机械装置自动完成预设的运动轨迹。其优点是精度高，可大批量作业，对操作人员的技术要求和劳动强度不高。其缺点是设备复杂，占用空间大，不能根据不同的船体表面质量来自动调节清洗强度。无论是手持激光清洗设备和机械自动式激光清洗设备都不能确保待清洗整个全域的均得到有效清洗，通常都是根据视觉确定手持激光清洗设备和机械自动式激光清洗设备的清洗位置。
5.在船体表面污染物的清理过程中，由于清理作业面大、清洗效果要求高，并且不同的表面，污染程度也有所不同，手持式激光清洗设备并不适用船体表面的清洗，现存的机械
式激光清洗装置也不能根据待清洗表面质量来自动调节清洗强度。因此，需要提供一种高效的船体激光清洗设备及方法，从而满足船体及复杂表面清洗的需求。


技术实现要素：

6.本发明提供一种高效船体激光清洗设备及方法，其目的在于解决现有手持激光清洗设备存在精确度较差，一致性较差，劳动强度大的问题，机械自动式激光清洗设备存在占用空间大，不能自动调节清洗强度的问题。以及手持激光清洗设备和机械自动式激光清洗设备均不能确保待清洗整个全域的均得到有效清洗。
7.技术方案：
8.一种高效船体激光清洗设备，该清洗设备的激光清洗装置位于举升装置的上面，举升装置的下方的两端分别与激光发生装置和除尘过滤装置固定连接，举升装置、除尘过滤装置和激光发生装置均固定于工作支撑装置上，激光发生装置通过光纤电缆束与激光清洗装置相连接，工作支撑装置下方固定行走装置，工作支撑装置的外部侧壁上对称固定设置支腿装置；
9.激光清洗装置的整体框架为框体结构，框体结构的四周固定有上下步进电机，上下步进电机的输出端连接上下控制丝杠，上下控制丝杠上螺纹连接上下移动框架，上下移动框架的一条边上的两端固定设置有左右步进电机，左右步进电机的输出端连接左右移动丝杠，两个左右移动丝杠上螺纹连接移动架，移动架上固定设置有导轨，导轨的两侧固定齿条，齿条啮合内置齿轮电机，内置齿轮电机上固定激光器，激光器上端固定监测装置，激光器工作面的两侧均固定有吸嘴，吸嘴通过吸尘管与除尘过滤装置相连通。
10.进一步的，内置齿轮电机下方还设置有托轮，托轮与导轨相卡接。
11.进一步的，举升装置包括上横杆、上连杆、第一连接轴、连接架、举升电机、下横杆、下连杆、调节轴、调节滑块、第二连接轴，相对的上横杆之间固定有对称设置的上连杆，上连杆的一端连接第一连接架的一端，上连杆的另一端通过卡接在其上的调节滑块轴连接第二连接架的一端，多个第一连接架与第二连接架交叉设置形成平行四边形伸缩结构，上横杆两侧相对的第一连接架和第二连接架的两端和交叉处部均通过第一连接轴轴连接，最低端的第一连接架或第二连接架的末端轴连接于下连杆上，第二连接架或第一连接架的末端通过卡接在下连杆上的调节滑块轴连接于下连杆上，下连杆的两端固定于对称设置的下横杆上，下横杆两侧相对连接有调节滑块的第一连接架或第二连接架之间固定连接第二连接轴，下横杆上固定有举升电机，举升电机的输出轴固定连接调节轴的一端，调节轴的另一端与第二连接轴固定连接。
12.进一步的，工作支撑装置的四个方位安装着支腿架，支腿架上均通过支腿座与蜘蛛液压支腿装置相连接，蜘蛛液压支腿装置包括支腿调整油缸体、连接块、支腿主连杆、支腿下连杆和支腿，支腿调整油缸体的缸体固定于支腿座上，支腿调整油缸体的支腿调整活塞杆通过销轴连接的连接块固定于支腿的上端，支腿座上还通过销轴分别连接支腿主连杆和支腿下连杆的一端，支腿主连杆和支腿下连杆平行设置，支腿主连杆和支腿下连杆的另一端销轴连接于支腿的上端。
13.进一步的，支腿的下端配备着方形支腿垫。
14.一种高效船体激光清洗设备的方法，步骤为：
15.步骤一：设备移动至待清洗区域，监测装置获得整体框架对应区域的数据；
16.步骤二：通过监测装置反馈的数据，控制系统通过通电时间模型和扫描速度模型控制激光器的移动距离和扫描强度对整体框架对应区域进行清洗；
17.步骤三：通过举升装置和/或行走装置移动激光清洗装置，将待清洗全域分成若干像素框，像素框即为随着激光清洗装置的移动整体框架对应的每一个框架区域，依次清洗每一个像素框，至清洗完待清洗全域；
18.步骤四：全部清洗工作完成，激光器复位。
19.进一步的，通电时间模型体现如下：
[0020][0021]
式中：t-内置齿轮电机的通电时间s；l-激光器与船体初始距离mm；l
1-激光器移动后的距离mm；α-测距修正系数；m-内置齿轮模数；z
1-内置齿轮齿数；β-齿轮齿条传动间隙补偿系数；p-内置齿轮的电机极对数；s-转差；f-电流频率hz。进一步的，扫描速度模型体现如下：
[0022][0023]
式中：v-扫描速度m/s；p
b-上下控制丝杠的螺距mm；p-上下步进电机的功率w；r-上下控制丝杠的半径mm；w-负载的质量kg；k
1-上下步进电机与上下控制丝杠的调节系数；k
2-上下控制丝杠间的调节系数。
[0024]
本发明的有益效果：
[0025]
1、本发明利用激光清洗设备对船体进行清洗，可广泛适用于各种船体结构及其他较大面积平面物体的应用领域，对激光清洗的高效实施有一定实际意义。2、本发明方案简单可行，成本相对较低，清洗精度高，可实现激光清洗设备在较大面积的船体或其他平面上自动化清洗，从而提高清洗效果和效率。3、本发明的整体结构紧凑，将待清洗区域像素化，确保待清洗全域均被检查和清洗，确保清洗效果和效率，同时不仅可以适用于船体外大的工作空间，对于船舱内的小工作空间同样适用。4、本发明设有除尘过滤装置，将清洗产生的粉尘和尾气进行沉降和过滤处理，可边清洗边除尘，有助于加快清洗进度，减少污染，提高清洗效率，不破坏环境，满足绿色、节能、环保的要求。5、本发明的行走装置采用的是履带底盘，可以增大受力面积，减少对地面的损伤。6、本发明的举升装置采用的是剪叉式，举升更加平稳，将激光发生装置和除尘过滤装置放在行走装置上方的平台上，降低整体设备的重心，使整机更加稳定。7、本发明的支腿采用的是蜘蛛式液压支腿，其操作简单，动作迅速，稳定性好，易于调平。配置方形支腿垫，不会对易受影响的场所造成侵害，同时可以提高产品的稳定性。
附图说明
[0026]
图1为本发明一个实施例用于高效船体激光清洗设备的结构示意图；
[0027]
图2为本发明一个实施例用于高效船体激光清洗设备中清洗装置结构示意图；
[0028]
图3为本发明一个实施例用于高效船体激光清洗设备中举升装置结构示意图；
[0029]
图4为本发明一个实施例用于高效船体激光清洗设备中下半部分整体结构示意图；
[0030]
图5为本发明一个应用实施例中激光清洗系统的高效船体激光清洗设备的操作流程图；
[0031]
1-激光清洗装置，101-整体框架，102-第一上下控制丝杠，110-第二上下控制丝杠，113-第三上下控制丝杠，117-第四上下控制丝杠，103-上下移动框架，104-第一上下步进电机、109-第二上下步进电机、112-第三上下步进电机、115-第四上下步进电机，105-底板，106-第一左右步进电机，116-第二左右步进电机，107-第一过线槽、111-第二过线槽，108-第一左右移动丝杠，114-第二左右移动丝杠，118-监测装置，119-第一吸嘴，121-第二吸嘴，120-激光器，122-控制前后移动齿条，123-含内置齿轮的电机，124-导轨，125-托轮，126-移动架；2-举升装置，201-上横杆，202-第一连接轴，203-第一连接架，204-举升电机，205-减速器，206-联轴器，207-下横杆，208-下连杆，209-调节轴，210-调节滑块，211-第二连接轴，212-第二连接架，213-上连杆；
[0032]
3-除尘过滤装置，301-除尘过滤装置盖，302-废气入口；
[0033]
4-工作支撑装置，401-支腿架；
[0034]
5-行走装置，501-橡胶履带，502-调节滚轮，503-托架；
[0035]
6-回转装置；
[0036]
7-激光发生装置，701-激光发生装置盖，702-激光光纤出口；
[0037]
8-支腿装置，801-支腿座，802-支腿调整油缸体，803-支腿调整活塞杆，804-连接块，805-销轴，806-支腿主连杆，807-支腿下连杆，809-支腿，808-方型支腿垫。
具体实施方式
[0038]
下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。
[0039]
本发明实现激光清洗设备在较大面积，较复杂结构的船体上自动化清洗，而且本设备尤其可以根据船体表面情况来自动调整激光器到船体之间的距离。从而提高清洗效果和效率。本发明广泛适用于激光清洗各种船体内外结构以及其他较大面积平面物体的应用领域，对于激光清洗的高效施工具有一定的实际意义。
[0040]
如图1-4所示，一种高效船体激光清洗设备，包括：激光清洗装置1、举升装置2、除尘过滤装置3、工作支撑装置4、行走装置5、激光发生装置7、支腿装置8。激光清洗装置1位于举升装置2的上面，整体框架101通过燕尾槽连接上下控制丝杠102，举升装置2的下方的两端分别与激光发生装置7和除尘过滤装置3固定连接，举升装置2、除尘过滤装置3和激光发生装置7均固定于工作支撑装置4上，激光发生装置7通过光纤电缆束与激光清洗装置1相连接，工作支撑装置4下方固定行走装置5，工作支撑装置4的外部侧壁上对称固定设置支腿装置8。
[0041]
作为另一种实施例，本实施例的装置还可以设置有回转装置6，举升装置2的下方中部焊接回转装置6，回转装置6固定于工作支撑装置4上，举升装置2的下方的两端分别与激光发生装置7和除尘过滤装置3固定连接，激光发生装置7和除尘过滤装置3与工作支撑装置4之间存在间隙，其他结构不做变化。这样设置的目的，便于通过回转装置6的转动带动举升装置2转动，以便于更好的适应清洗环境。
[0042]
激光清洗装置1，包括整体框架101，上下控制丝杠102，上下移动框架103，上下步进电机104，底板105，左右步进电机106，第一过线槽107，左右移动丝杠108，监测装置118，吸嘴119，激光器120，齿条122，内置齿轮电机123，导轨124，托轮125、移动架126。
[0043]
整体框架101为框体结构，框体结构下方固定有底板105，框体结构的四周固定有上下步进电机104，上下步进电机104的输出端连接上下控制丝杠102，上下控制丝杠102由上下步进电机104来控制顺时针或者逆时针旋转，四个上下控制丝杠102上螺纹连接上下移动框架103，四个上下步进电机104同时运动，带动上下移动框架103运动，从而实现上下移动框架103进行整体上下移动，激光器120就可以实现上下的清洗。上下移动框架103的一条边上的两端固定设置有左右步进电机106，左右步进电机106的输出端连接左右移动丝杠108，两个左右移动丝杠108上螺纹连接移动架126，移动架126上固定设置有导轨124，导轨124的两侧固定齿条122，齿条122啮合内置齿轮电机123，内置齿轮电机123下方还设置有托轮125，托轮125与导轨124相卡接，拖轮125的存在可以保证激光器120在导轨上的往复运动的安全性，进而实现激光器的前后移动。内置齿轮电机123上固定激光器120，激光器120上端固定监测装置118，激光器120工作面的两侧均固定有吸嘴119，吸嘴119通过吸尘管与除尘过滤装置3相连通。吸嘴119用来回收激光清洗后的污尘，并通过吸尘管输送到除尘过滤装置3中。由左右步进电机106正反转来控制左右移动丝杠108顺时针还是逆时针旋转，进而实现激光器120在导轨124上的左右(如图1所示的左右)移动，由此激光器120就可以实现左右方向的清洗。底板105上开设的条形孔，便于电缆线和吸尘管路的连接。
[0044]
举升装置2为现有的伸缩结构，举升装置2是一个非常重要的连接装置，连接激光清洗装置1和工作支撑装置4，通过举升装置2可以将整个激光清洗装置1进行大范围的升高，来进行激光清洗工作。本实施例中举升装置2包括上横杆201、上连杆213、第一连接轴202、连接架203、举升电机204、减速器205、联轴器206，下横杆207、下连杆208、调节轴209、调节滑块210、第二连接轴211，两个相对的上横杆201固定于激光清洗装置1的底板105上，两个相对的上横杆201之间固定有两个对称的上连杆213，上连杆213的一端连接第一连接架203的一端，上连杆213的另一端通过卡接在其上的调节滑块210轴连接第二连接架212的一端，第一连接架203与第二连接架212交叉设置形成平行四边形伸缩结构，上横杆201两侧相对的第一连接架203和第二连接架212的两端和交叉处部均通过第一连接轴202轴连接，也即第一连接架203与第二连接架212通过滚珠轴承连接可组成一个x型结构，x型结构再通过第一连接轴202的连接组成一个双x型结构，将多个双x型结构进行连接便组成了举升剪叉部分。以举升装置2的一侧为例，最低端的第一连接架203或第二连接架212的末端轴连接于下连杆208上，第二连接架212或第一连接架203的末端通过卡接在下连杆208上的调节滑块210轴连接于下连杆208上，下连杆208的两端固定于对称设置的下横杆207上，下横杆207两侧相对连接有调节滑块20的第一连接架203或第二连接架212之间固定连接第二连接轴211，下横杆207上固定有举升电机204，举升电机204与减速器205相连，举升电机204的联轴器206将减速器205和下横杆207相连接，联轴器206连接调节轴209，调节轴209与第二连接轴211固定连接。
[0045]
整个举升装置的动力传递如下：通过举升电机204正转，将动力通过减速器205和联轴器206传递给调节轴209，调节轴209伸长带动第二连接轴211移动，第二连接轴211带动调节滑块210和向左移动，带动整个剪叉机构做收回运动。通过举升电机204反转，将动力通
过减速器205和联轴器206传递给调节轴209，调节轴209收回带动第二连接轴211移动，第二连接轴211带动调节滑块210向右移动，从而带动整个剪叉机构做举升运动。通过举升电机204的正反转来实现整个举升装置的举起和收回。
[0046]
工作支撑装置4中部通过螺栓与回转装置6固定连接，工作支撑装置4的一侧安装激光发生装置7，另一侧安装除尘过滤装置3。激光发生装置7上的激光发生装置盖701和箱体是通过螺栓连接，激光光纤出口702连接的是电缆线，通过电缆线与激光器120连接，保证激光发射。除尘过滤装置3的除尘过滤装置盖301和箱体也是通过螺栓连接，废气入口302接的是废气回收的管道，通过管道与吸嘴119连接，从而将清洗后产生的粉尘进行回收。
[0047]
在工作支撑装置4的四个方位安装着支腿架401，4个支腿架401上均通过支腿座801与蜘蛛液压支腿装置8相连接，蜘蛛液压支腿装置8包括支腿调整油缸体802、连接块804、支腿主连杆806、支腿下连杆807和支腿809，支腿调整油缸体802的缸体固定于支腿座801上，支腿调整油缸体802的支腿调整活塞杆803通过销轴连接的连接块804固定于支腿809的上端，支腿调整油缸体802用来调节液压支腿维持整机平衡；支腿座801上还通过销轴分别连接支腿主连杆806和支腿下连杆807的一端，支腿主连杆806和支腿下连杆807平行设置，支腿主连杆806和支腿下连杆807的另一端销轴连接于支腿809的上端，支腿主连杆806和支腿下连杆807共同组成蜘蛛液压支腿的上腿部分；支腿809的下端配备着方形支腿垫808，用来增大受力面积，减小对地面的伤害。
[0048]
在工作支撑装置4的下方设置为行走装置5，行走装置5为现有结构，主要包括橡胶履带501，橡胶履带501是由托架503和调节滚轮502支撑起来的。
[0049]
如图5所示，一种应用实施中激光清洗系统的激光清洗的高效船体激光清洗设备的步骤，包括以下步骤：
[0050]
步骤一：开始，设备移动至待清洗区域，监测装置118获得整体框架101对应区域的数据；
[0051]
在不工作的时候，支腿装置8和举升装置2均是收回的，当接收到清洗指令，通过行走装置5的橡胶履带501带动整体到达指定工作地点，然后支腿装置8展开，撑起整个工作装置，同时维持整机的稳定性。举升装置2在举升电机207的带动下开始展开，带动整个激光清洗装置1升高，升高到达指定位置。
[0052]
步骤二：清洗，通过监测装置118反馈的数据，控制系统通过通电时间模型和扫描速度模型控制激光器120的移动距离和扫描强度；
[0053]
激光器120在四个上下控制丝杠102的共同带动下移动到框架整体最高位置。与此同时，左右控制丝杠108带动激光器120移动到最右侧，导轨124控制激光器120移动适当位置，此时激光器120就移动到了整个框架的最右上方，然后激光发生装置7开始产生激光束，除尘过滤装置3开始吸气，收起清洗后的废料，然后在上下控制丝杠102的共同控制下，激光器120从上至下，将激光清洗工作进行，当激光器120走到整体框架的下方，左右控制丝杠108控制激光器120向左移动，再由上下控制丝杠102的控制，自下而上的进行激光清洗工作，如此往复，进行s形扫描激光清洗，保证清洗表面的完整性，不会遗漏未清洗的地方，最终完成一个整体框架101对应的区域内激光清洗。
[0054]
在激光清洗过程中，监测装置118实时监测船体表面状况并测距，实时调整激光器的位置，保证清洗过程和清洗质量。
[0055]
监测装置118是由带红外测距功能的摄像头组成，监测装置118可以360度旋转，以此可以用来监测船体表面污染物的实时情况，将船体的情况进行反馈并根据船体的情况来控制激光器120到船体之间的距离来控制离焦量，以此来提高激光清洗船体的质量和效率。具体实现方式如下：监测装置118根据污染图像，反馈电信号到plc，plc发送电信号控制内置齿轮电机123通电时间t来控制电机转动的圈数，从而控制内置齿轮电机123在齿条122上的移动，以此来带动激光器120进行前后移动。通电时间模型体现如下：
[0056][0057]
式中：t-内置齿轮电机123的通电时间s；l-激光器与船体初始距离mm；l
1-激光器移动后的距离mm；α-测距修正系数；m-内置齿轮模数；z
1-内置齿轮齿数；β-齿轮齿条传动间隙补偿系数；p-内置齿轮的电机极对数；s-转差；f-电流频率hz。
[0058]
此处针对不同清洗表面污染物厚度不同所需激光清洗的不同强度，可以通过控制其激光器120的扫描速度v来实现对所需不同清洗强度的调节，具体实现方式如下：通过上下步进电机104的功率来进行调节上下移动框架103的上下移动速度变化，进而来调剂激光清洗的扫描速度v。在物体表面，激光停留时间，也就是作用于表面的时间越长，激光能量汇聚的越多，清洗强度就越大。
[0059]
降低扫描速度，相当于增加了激光作用于表面的时间，所以速度越慢，清洗强度越大激光器120的扫描速度模型体现如下：
[0060][0061]
式中：v-扫描速度m/s；p
b-上下控制丝杠102的螺距mm；p-上下步进电机104的功率w；r-上下控制丝杠102的半径mm；w-负载的质量kg；k
1-上下步进电机104与上下控制丝杠102的调节系数；k
2-上下控制丝杠间的调节系数。
[0062]
步骤三：通过举升装置2和/或行走装置5移动激光清洗装置1，将待清洗全域分成若干像素框，像素框即为每一个整体框架101对应的框架区域，依次清洗每一个像素框；
[0063]
例如，清洗步骤二中清洗完区域下方的区域，控制举升装置2下降一个整体框架101的距离，可稍微有些许重叠，以保证清洗无遗漏，再重复步骤二，完成两个框架大小面积的清洗。
[0064]
拼接所以框架位置成片，由此就可以完成整个竖向的清洗工作，然后收起支腿装置8，通过橡胶履带501向前走一个工作框架的距离，同样保证清洗区域相邻并在边缘处少量重叠，落下支腿装置8，重复以上步骤，以此来完成整个清洗区域的清洗。
[0065]
步骤四：在全部清洗工作完成后，激光器复位。
[0066]
举升装置在电机带动下收回，然后支腿装置8收回，整个装置在橡胶履带501带动下，离开工作区域，整个清洗工作完成。
[0067]
虽然以上结合附图描述了本发明的具体实施方式，但是本领域普通技术人员应当理解，以上仅是举例说明，可以对这些实施方式做出多种变形或修改，而不背离本发明的原理和实质。本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

技术特征：
1.一种高效船体激光清洗设备，其特征在于：该清洗设备的激光清洗装置(1)位于举升装置(2)的上面，举升装置(2)的下方的两端分别与激光发生装置(7)和除尘过滤装置(3)固定连接，举升装置(2)、除尘过滤装置(3)和激光发生装置(7)均固定于工作支撑装置(4)上，激光发生装置(7)通过光纤电缆束与激光清洗装置(1)相连接，工作支撑装置(4)下方固定行走装置(5)，工作支撑装置(4)的外部侧壁上对称固定设置支腿装置(8)；激光清洗装置(1)的整体框架(101)为框体结构，框体结构的四周固定有上下步进电机(104)，上下步进电机(104)的输出端连接上下控制丝杠(102)，上下控制丝杠(102)上螺纹连接上下移动框架(103)，上下移动框架(103)的一条边上的两端固定设置有左右步进电机(106)，左右步进电机(106)的输出端连接左右移动丝杠(108)，两个左右移动丝杠(108)上螺纹连接移动架(126)，移动架(126)上固定设置有导轨(124)，导轨(124)的两侧固定齿条(122)，齿条(122)啮合内置齿轮电机(123)，内置齿轮电机(123)上固定激光器(120)，激光器(120)上端固定监测装置(118)，激光器(120)工作面的两侧均固定有吸嘴(119)，吸嘴(119)通过吸尘管与除尘过滤装置(3)相连通。2.根据权利要求1所述的一种高效船体激光清洗设备，其特征在于：内置齿轮电机(123)下方还设置有托轮(125)，托轮(125)与导轨(124)相卡接。3.根据权利要求1所述的一种高效船体激光清洗设备，其特征在于：举升装置(2)包括上横杆(201)、上连杆(213)、第一连接轴(202)、连接架(203)、举升电机(204)、下横杆(207)、下连杆(208)、调节轴(209)、调节滑块(210)、第二连接轴(211)，相对的上横杆(201)之间固定有对称设置的上连杆(213)，上连杆(213)的一端连接第一连接架(203)的一端，上连杆(213)的另一端通过卡接在其上的调节滑块(210)轴连接第二连接架(212)的一端，多个第一连接架(203)与第二连接架(212)交叉设置形成平行四边形伸缩结构，上横杆(201)两侧相对的第一连接架(203)和第二连接架(212)的两端和交叉处部均通过第一连接轴(202)轴连接，最低端的第一连接架(203)或第二连接架(212)的末端轴连接于下连杆(208)上，第二连接架(212)或第一连接架(203)的末端通过卡接在下连杆(208)上的调节滑块(210)轴连接于下连杆(208)上，下连杆(208)的两端固定于对称设置的下横杆(207)上，下横杆(207)两侧相对连接有调节滑块(210)的第一连接架(203)或第二连接架(212)之间固定连接第二连接轴(211)，下横杆(207)上固定有举升电机(204)，举升电机(204)的输出轴固定连接调节轴(209)的一端，调节轴(209)的另一端与第二连接轴(211)固定连接。4.根据权利要求1所述的一种高效船体激光清洗设备，其特征在于：工作支撑装置(4)的四个方位安装着支腿架(401)，支腿架(401)上均通过支腿座(801)与蜘蛛液压支腿装置(8)相连接，蜘蛛液压支腿装置(8)包括支腿调整油缸体(802)、连接块(804)、支腿主连杆(806)、支腿下连杆(807)和支腿(809)，支腿调整油缸体(802)的缸体固定于支腿座(801)上，支腿调整油缸体(802)的支腿调整活塞杆(803)通过销轴连接的连接块(804)固定于支腿(809)的上端，支腿座(801)上还通过销轴分别连接支腿主连杆(806)和支腿下连杆(807)的一端，支腿主连杆(806)和支腿下连杆(807)平行设置，支腿主连杆(806)和支腿下连杆(807)的另一端销轴连接于支腿(809)的上端。5.根据权利要求1所述的一种高效船体激光清洗设备，其特征在于：支腿(809)的下端配备着方形支腿垫(808)。
6.一种如权利要求1所述的高效船体激光清洗设备的方法，其特征在于：步骤为：步骤一：设备移动至待清洗区域，监测装置(118)获得整体框架(101)对应区域的数据；步骤二：通过监测装置(118)反馈的数据，控制系统通过通电时间模型和扫描速度模型控制激光器(120)的移动距离和扫描强度对整体框架(101)对应区域进行清洗；步骤三：通过举升装置(2)和/或行走装置(5)移动激光清洗装置(1)，将待清洗全域分成若干像素框，像素框即为随着激光清洗装置(1)的移动整体框架(101)对应的每一个框架区域，依次清洗每一个像素框，至清洗完待清洗全域；步骤四：全部清洗工作完成，激光器复位。7.跟据权利要求6所述的高效船体激光清洗设备的方法，其特征在于：通电时间模型体现如下：式中：t-内置齿轮电机(123)的通电时间s；l-激光器与船体初始距离mm；l
1-激光器移动后的距离mm；α-测距修正系数；m-内置齿轮模数；z
1-内置齿轮齿数；β-齿轮齿条传动间隙补偿系数；p-内置齿轮的电机极对数；s-转差；f-电流频率hz。8.跟据权利要求6所述的高效船体激光清洗设备的方法，其特征在于：扫描速度模型体现如下：式中：v-扫描速度m/s；p
b-上下控制丝杠(102)的螺距mm；p-上下步进电机(104)的功率w；r-上下控制丝杠(102)的半径mm；w-负载的质量kg；k
1-上下步进电机(104)与上下控制丝杠(102)的调节系数；k
2-上下控制丝杠间的调节系数。

技术总结
本发明涉及一种高效船体激光清洗设备及方法，该清洗设备的激光清洗装置位于举升装置的上面，举升装置下方的两端分别与激光发生装置和除尘过滤装置固定连接，举升装置、除尘过滤装置和激光发生装置均固定于工作支撑装置上，激光发生装置通过光纤电缆束与激光清洗装置相连接，工作支撑装置下方固定行走装置，工作支撑装置的外部侧壁上对称固定设置支腿装置。本发明解决现有机械自动式激光清洗设备存在占用空间大，不能自动调节清洗强度的问题，不能确保待清洗整个全域的均得到有效清洗的问题。问题。问题。


技术研发人员：刘伟军 纪冬 王蔚 卞宏友 王静 王佳
受保护的技术使用者：沈阳工业大学
技术研发日：2023.02.02
技术公布日：2023/3/14