[发明专利]激光烧蚀远心稳定机构

说明书

本发明公开了一种激光烧蚀远心稳定机构，属于激光烧蚀装备技术领域。激光烧蚀远心稳定机构，包括：两个相同结构的平行四边形运动单元、中心杆和驱动机构，两个平行四边形运动单元均通过转动副与中心杆连接，与其他连杆通过球铰连接，其他连杆之间一次通过转动副连接，驱动机构驱动连杆做绕底部连杆的旋转运动和左右摆动，两个平行四边形运动单元中底边的两个连杆保持位置不动，激光器安装在中心杆上，即可实现激光器O点的远心稳。本发明的结构相对简单，可根据运动任务设置运动单元数目，不需传感器及伺服机构即可实现远心稳定实现远心稳定，两个运动单元的引入可减小末端惯性。

技术领域

本发明涉及激光烧蚀装备技术领域，尤其涉及一种激光烧蚀远心稳定机构。

背景技术

激光烧蚀技术是一门综合固体物理、微束技术、激光化学等学科的交叉科学，其通过飞秒-纳秒量级的脉冲激光将材料表面烧蚀，已经广泛应用于微加工、外科手术、激光点焊、X射线激光、生物分子质谱以及艺术品修复/清洁等领域。其根据被烧蚀材料环境，可分为气相烧蚀和液相烧蚀。液相烧蚀技术与气相烧蚀技术在激光与物质的相互作用机理上是类似的，唯一不同的是激光与材料相互作用所处的反应环境。在气相烧蚀技术中，主要利用激光烧蚀技术来制备微纳米颗粒、微纳米线、薄膜、纳米管和纳米壁等，还可对相同或不同的多种材料进行激光加工或焊接，在液相烧蚀技术中，激光烧蚀主要用来对材料的表面进行改造，或进行微纳米颗粒的制备。

目前无论是液相烧蚀还是气相烧蚀中所使用的激光烧蚀装置尤其是三维激光烧蚀加工存在几个问题，其中关键一点即需要解决激光烧蚀过程中聚焦点的“不动点”问题。目前很多装置基于多传感器和伺服机构来解决该问题，但其结构极其复杂，造价高昂，且现有的引入一个运动单元的远心稳定机构存在末端惯性大的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光烧蚀远心稳定机构，该机构结构简单，不需传感器及伺服机构即可实现远心稳定，且末端惯性较小。

为实现上述目的，提供以下技术方案，

本发明提供的激光烧蚀远心稳定机构，包括第一平行四边形运动单元、第二平行四边形运动单元、中心杆和驱动机构，

所述第一平行四边形运动单元和所述第二平行四边形运动单元在第一平面内且结构相同，所述第一平行四边形运动单元包括：第一连杆、第二连杆、第三连杆、第四连杆和第五连杆，所述第一连杆的一端与机架连接，另一端通过第三球铰与所述第二连杆连接，中部通过第二球铰与所述第五连杆连接，所述第一连杆、所述第二连杆、所述第四连杆和所述第五连杆依次通过转动副连接构成平行四边形，所述第二连杆、所述第三连杆、所述中心杆和所述第四连杆依次通过转动副连接构成平行四边形；所述中心杆的延长线线与所述第一连杆的延长线的交点为O点。

所述中心杆与所述第一平行四边形运动单元和所述第二平行四边形运动单元均通过转动副连接，激光器安装在所述中心杆上；

所述驱动机构能够使得所述第五连杆左右摆动以及以所述第一连杆为轴转动，使得所述中心杆上的任意点均能够以所述O点为球心转动。

进一步的，所述激光烧蚀远心稳定机构还包括第三平行四边形运动单元和/或第四平行四边形运动单元，所述第三平行四边形运动单元和所述第四平行四边形运动单元在第二平面内且结构均与所述第一平行四边形运动单元相同，所述第三平行四边形运动单元和所述第四平行四边形运动单元均通过转动副与所述中心杆连接，所述第二平面垂直于所述第一平面。

进一步的，所述第二球铰和所述第三球铰均与驱动机构传动连接，能够使所述第二连杆和所述第五连杆左右摆动；

进一步的，所述第一平行四边形运动单元和所述第二平行四边形运动单元与所述中心杆的连接位置均在所述第三平行四边形运动单元和所述第四平行四边形运动单元与所述中心杆的连接位置的内侧。