(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211012795.9 (22)申请日 2022.08.23 (71)申请人 武汉理工大 学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 申请人 武汉锐泽科技发展 有限公司 (72)发明人 刘兆冰　于耀耀　刘景藩　柳春雷　 (74)专利代理 机构 武汉智嘉联合知识产权代理 事务所(普通 合伙) 42231 专利代理师 姜婷 (51)Int.Cl. B08B 7/00(2006.01) B08B 13/00(2006.01) (54)发明名称 一种大幅面激光清洗系统和方法 (57)摘要 本申请公开了一种大幅面激光清洗系统和 方法， 所述系统包括： 若干个平行设置的激光单 元； 激光单元包括驱动控制模块、 激光发射器、 波 束调整模块和位置反馈模块； 驱动控制模块用于 接收待清洗部位的目标位置和位置反馈模块发 送的位置反馈信号， 根据目标位置和位置反馈信 号对波束调整模块进行转向控制； 激光发射器用 于发射初始激光束； 波束调整模块用于对初始激 光束进行反射， 输出清洗激光束， 对清洗激光束 进行光路调整， 将清洗激光束照射到待清洗部 位； 位置反馈模块用于确定清洗激光束的实际清 洗位置， 根据实际清洗位置发送位置反馈信号。 本发明通过各激光单元的协调控制， 扩大了激光 发射束的偏转范围， 提高了清洗大幅面污物的精 准性和效率。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 115254804 A 2022.11.01 CN 115254804 A 1.一种大幅面激光清洗系统， 其特征在于， 包括若干个平行设置的激光单元； 所述激光 单元包括驱动控制模块、 激光发射器、 波 束调整模块和位置反馈模块； 所述驱动控制模块， 用于接收待清洗部位的目标位置和所述位置反馈模块发送的位置 反馈信号， 根据所述目标位置和位置反馈信号对所述波 束调整模块进行转向控制； 所述激光发射器， 用于发射初始激光束； 所述波束调 整模块， 用于对所述初始激光束进行反射， 输出清洗激光束， 并在所述驱动 控制模块的控制下对所述清洗激光束进行光路调整， 将所述清洗激光束照射到所述待清洗 部位； 所述位置反馈模块， 用于确定所述清洗激光束的实 际清洗位置， 并根据所述实 际清洗 位置向所述驱动控制模块发送位置反馈信号。 2.根据权利要求1所述的大幅面激光清洗系统， 其特征在于， 所述波束调整模块包括X 振镜、 Y振镜和反射镜； 所述X振镜， 用于在所述驱动控制模块控制下产生X轴向偏转； 所述Y振镜， 用于在所述驱动控制模块控制下产生Y轴向偏转； 所述反射镜， 用于对经 过所述Y振镜反射后的激光束 进行聚焦， 输清洗 激光束。 3.根据权利要求2所述的大幅面激光清洗系统， 其特征在于， 所述X振镜包括X转向镜片 和第一微型步进电机； 所述Y振镜包括Y转向镜片和第二 微型步进电机； 所述X转向镜片用于在第一 微型步进电机控制下沿X轴偏转； 所述Y转向镜片用于在第二 微型步进电机控制下沿Y轴偏转； 所述第一微型步进电机和第二微型步进电机分别用于在所述驱动控制模块的控制下 对X转向镜片和Y转向镜片进行偏转角度调整。 4.根据权利要求3所述的大 幅面激光清洗系统， 其特征在于， 所述驱动控制模块包括滤 波模块、 信号比较模块、 反馈控制单 元和指向控制单 元； 所述滤波模块， 用于接收所述位置反馈模块发送的位置反馈信号， 并对所述位置反馈 信号进行低通滤波， 得到滤波信号； 所述信号比较模块， 用于接收所述目标位置和所述滤波模块发送的滤波信号， 根据所 述目标位置和所述滤波信号， 得到误差信号； 所述反馈控制单元， 用于接收待清洗部位的目标位置和所述信号比较模块发送的误差 信号， 确定所述 位置反馈模块的目标增量， 将所述目标增量传输给 所述指向控制单 元； 所述指向控制单元， 用于根据 所述反馈控制器发送的目标增量确定所述波束调 整模块 中X振镜所需的X轴角度增量和Y振镜所需的Y轴角度增量， 并根据所述X轴角度增量和Y轴角 度增量对所述X振镜和Y振镜进行角度调整。 5.根据权利要求4所述的大 幅面激光清洗系统， 其特征在于， 所述指向控制单元包括矩 阵变换模块和参数调整模块； 所述矩阵变换模块， 用于提取 所述目标增量的雅可比矩阵； 所述参数调 整模块， 用于根据 所述目标增量的雅可比确定所述第 一微型步进电机和第 二微型步进电机的调整参数， 并根据所述调整参数对所述X振镜和Y振镜进行角度调整。 6.根据权利要求4所述的大幅面激光清洗系统， 其特征在于， 所述反馈控制器为PID控 制器。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115254804 A 27.根据权利要求2所述的大 幅面激光清洗系统， 其特征在于， 所述位置反馈模块包括分 束镜和多个位置传感器； 所述分束镜用于接收所述初始激光束经过所述X振镜和Y振镜后从所述反射镜透射出 的定位激光束， 并将所述定位激光束传输 到所述位置传感器； 所述位置传感器， 用于根据所述定位激光束确定所述清洗激光的实 际清洗位置， 并根 据所述实际清洗位置向所述驱动控制模块发送位置反馈信号。 8.根据权利要求1所述的大幅面激光清洗系统， 其特征在于， 还包括若干个Z轴调整单 元， 所述Z轴调整单 元与所述激光单 元相匹配； 所述Z轴调 整单元用于在所述驱动控制模块控制下， 使所述激光发射器、 波束调整模块 和位置反馈模块沿Z轴进行移动。 9.根据权利要求8所述的大幅面激光清洗系统， 其特征在于， 所述Z轴调整单元包括Z轴 滑轨和Z轴控制电机； 所述Z轴滑轨， 用于为所述激光发射器、 波束调整模块和位置反馈模块沿Z轴进行上下 移动提供滑动轨道； 所述Z轴控制电机， 用于在所述驱动控制模块控制下， 使所述激光发射器、 波束调整模 块和位置反馈模块沿所述Z轴滑轨进行移动。 10.一种大幅面激光清洗方法， 采用权利要求1 ‑9任一所述的大幅面激光清洗系统， 其 特征在于， 包括： 通过系统控制器将待清洗 部位的目标位置发送给多个激光单 元； 所述激光单元通过激光发射器发射初始激光束， 所述初始激光束经过波束调整模块反 射后输出清洗 激光束； 通过位置反馈模块确定所述清洗激光束的实际清洗位置， 并根据 所述实际清洗位置向 驱动控制模块发送位置反馈信号； 通过驱动控制模块根据所述目标位置和所述位置反馈信号对所述波束调整模块进行 转向控制； 通过波束调 整模块在所述驱动控制模块的控制下对所述清洗激光束进行光路调 整， 将 所述清洗 激光束照射到所述待清洗 部位。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115254804 A 3