專(zhuān)利名稱(chēng)：超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)探頭支架裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軸類(lèi)零件超聲波自動(dòng)探傷技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)探頭支架裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
超聲波自動(dòng)探傷裝置，特別是在采用壓電超聲檢測(cè)的軸類(lèi)零件類(lèi)零件的探傷工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，例如用于軌道交通車(chē)輛軸類(lèi)零件的自動(dòng)探傷裝置等。已有的超聲波自動(dòng)探傷裝置的探頭通常是直接固定在探頭支架上的，且探頭支架與探傷手臂固定連接，軸類(lèi)零件通常采用車(chē)床加工而成，由于在加工中，通常會(huì)設(shè)計(jì)成正誤差的加工精度，并且，對(duì)于不同的加工階段的軸類(lèi)零件，同一型號(hào)的零件的軸徑也會(huì)不同，這樣當(dāng)探傷零件的尺寸存在誤差時(shí)，探頭與零件表面將很難實(shí)現(xiàn)較好的耦合，且由于自動(dòng)探傷過(guò)程少有人工的干涉，探傷掃查過(guò)程速度較快，如果出現(xiàn)耦合不好、探頭跳動(dòng)，容易使得超聲波形出現(xiàn)偏低或出現(xiàn)噪聲等，導(dǎo)致誤探或漏探，影響自動(dòng)探傷的探傷結(jié)果，造成不可預(yù)知的損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)探頭支架裝置，該裝置適合存在加工尺寸誤差的軸類(lèi)零件的自動(dòng)探傷，同時(shí)不影響探頭在工件表面的相對(duì)滑移運(yùn)動(dòng)，使探頭具有較好的穩(wěn)定性。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:本發(fā)明所述的超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)探頭支架裝置，包括探頭底座、兩個(gè)導(dǎo)向輪單元、兩個(gè)壓緊連桿單元、活動(dòng)連接板和探頭臂；所述的探頭底座中心設(shè)置有探頭孔，探頭孔中設(shè)有探頭導(dǎo)向套；探頭固定安裝在探頭導(dǎo)向套中，探頭導(dǎo)向套在探頭孔中上下滑動(dòng)；所述的兩個(gè)導(dǎo)向輪單元相對(duì)探頭孔中心線(xiàn)對(duì)稱(chēng)布置，每個(gè)導(dǎo)向輪單元包括導(dǎo)向輪、導(dǎo)向輪座和導(dǎo)向輪連桿；所述的導(dǎo)向輪安裝在導(dǎo)向輪座上，所述的導(dǎo)向輪座與導(dǎo)向輪連桿固定連接，導(dǎo)向輪座安裝在探頭底座中，并與探頭底座滑動(dòng)配合；所述的兩個(gè)壓緊連桿單元相對(duì)探頭孔中心線(xiàn)對(duì)稱(chēng)布置，每個(gè)壓緊連桿單元包括壓緊連桿和壓緊彈簧，所述的壓緊彈簧套設(shè)在壓緊連桿上，所述的壓緊連桿的上端與活動(dòng)連接板固定連接；所述的探頭臂與活動(dòng)連接板之間固定連接。所述的探頭底座還包括探頭接觸座，所述的探頭接觸座固定連接在探頭底座下方的中心位置，中心線(xiàn)與所述探頭孔的中心線(xiàn)重合，底部具有圓弧形曲面結(jié)構(gòu)。所述的導(dǎo)向輪單元還包括導(dǎo)向輪壓緊彈簧，所述的導(dǎo)向輪壓緊彈簧套設(shè)在導(dǎo)向輪連桿上。所述的導(dǎo)向輪單元還包括導(dǎo)向輪連桿套，導(dǎo)向輪連桿套固定在探頭底座上部，并與導(dǎo)向輪連桿滑動(dòng)配合。所述的壓緊連桿單元還包括壓緊連桿套，固定在探頭底座上，并與壓緊連桿滑動(dòng)配合。
所述探頭支架裝置還包括耦合液接頭座，耦合液接頭座固定在探頭底座的側(cè)面，所述的耦合液接頭座頂部設(shè)有耦合液管接頭，內(nèi)部設(shè)有耦合液流通孔。所述的探頭底座上安裝有至少一個(gè)防撞傳感器；防撞傳感器采用電磁接近傳感器、機(jī)械觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、電容接近傳感器和激光傳感器中的一種或幾種的組合。
所述的導(dǎo)向輪座上安裝有至少一個(gè)防撞傳感器；防撞傳感器采用電磁接近傳感器、機(jī)械觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、電容接近傳感器和激光傳感器中的一種或幾種的組合。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和突出性效果:本發(fā)明采用對(duì)稱(chēng)布置的雙彈簧、雙導(dǎo)向輪機(jī)構(gòu)和活動(dòng)連接板等，綜合實(shí)現(xiàn)了一種超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)探頭支架裝置。該裝置通過(guò)彈簧的壓緊作用，使探頭沿所測(cè)軸的徑向隨時(shí)位于最佳探測(cè)位置，同時(shí)彈簧具有一定的預(yù)緊壓力，減小探頭在工件表面徑向的跳動(dòng)，達(dá)到耦合壓緊目的；通過(guò)雙導(dǎo)向輪機(jī)構(gòu)使探頭在工件表面平滑移動(dòng)，方便保持探頭對(duì)中，探頭支架穩(wěn)定性高；采用活動(dòng)連接板便于快速調(diào)節(jié)探頭中心位置；采用防撞傳感器提高了探頭裝置的安全性。該裝置可作為軸類(lèi)零件自動(dòng)探傷系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，適合存在加工尺寸誤差的軸類(lèi)零件的自動(dòng)探傷，從而實(shí)現(xiàn)高柔性、高可靠性的自動(dòng)探傷系統(tǒng)。


圖1是本發(fā)明所述的超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)探頭支架的正面視圖。圖2是圖1所示實(shí)施例的側(cè)面剖視圖。圖3是圖1所示實(shí)施例的探頭底座部分放大視圖。圖4是圖1所示實(shí)施例的三維外觀圖。圖5是圖1所示實(shí)施例的三維外觀圖。圖6是圖1所示實(shí)施例的探頭支架與被探零件之間緊密耦合時(shí)的正視圖。圖7是圖1所示實(shí)施例的探頭支架與被探零件之間的相互位置與運(yùn)動(dòng)關(guān)系三維外觀圖。在圖1至圖7中:1-探頭底座； 10-探頭；11-探頭接觸座；12-探頭導(dǎo)向套；2-導(dǎo)向輪單元；21-導(dǎo)向輪；22-導(dǎo)向輪座；23-導(dǎo)向輪連桿；24-導(dǎo)向輪壓緊彈簧； 25-導(dǎo)向輪連桿套；3-壓緊連桿單元；31-壓緊連桿套；32-壓緊彈簧；33-壓緊連桿；4-活動(dòng)連接板；5-探頭臂；51-活動(dòng)連接板調(diào)整螺母；6-固定連接座；7-耦合液接頭座 71-耦合液管接頭；72-耦合液流通孔；8-防撞傳感器；9-被探零件。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明具體結(jié)構(gòu)、工作原理的內(nèi)容。本發(fā)明所述的超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)探頭支架裝置的一種實(shí)施例，如圖1、圖2、圖
3、圖4和圖5所示，包括探頭底座1、兩個(gè)導(dǎo)向輪單元2、兩個(gè)壓緊連桿單元3、活動(dòng)連接板4和探頭臂5 ;所述的探頭底座I中心設(shè)置有探頭孔13，探頭孔13中設(shè)有探頭導(dǎo)向套12 ;探頭10固定安裝在探頭導(dǎo)向套12中，探頭導(dǎo)向套12在探頭孔13中上下滑動(dòng)；所述的兩個(gè)導(dǎo)向輪單元2相對(duì)探頭孔13中心線(xiàn)對(duì)稱(chēng)布置，每個(gè)導(dǎo)向輪單元2包括導(dǎo)向輪21、導(dǎo)向輪座22和導(dǎo)向輪連桿23 ;所述的導(dǎo)向輪21安裝在導(dǎo)向輪座22上，所述的導(dǎo)向輪座22與導(dǎo)向輪連桿23固定連接，導(dǎo)向輪座22安裝在探頭底座I中，并與探頭底座I滑動(dòng)配合；所述的兩個(gè)壓緊連桿單元3相對(duì)探頭孔13中心線(xiàn)對(duì)稱(chēng)布置，每個(gè)壓緊連桿單元3包括壓緊連桿33和壓緊彈簧32，所述的壓緊彈簧32套設(shè)在壓緊連桿33上，所述的壓緊連桿34的上端與活動(dòng)連接板4固定連接；所述的探頭臂5與活動(dòng)連接板4之間固定連接。所述的探頭底座I還包括探頭接觸座11，所述的探頭接觸座11固定連接在探頭底座I下方的中心位置，中心線(xiàn)與所述探頭孔13的中心線(xiàn)重合，底部具有圓弧形曲面結(jié)構(gòu)。所述的導(dǎo)向輪單元2還包括導(dǎo)向輪壓緊彈簧24，所述的導(dǎo)向輪壓緊彈簧24套設(shè)在導(dǎo)向輪連桿23上。所述的導(dǎo)向輪單元2還包括導(dǎo)向輪連桿套25，導(dǎo)向輪連桿套25固定在探頭底座I上部，并與導(dǎo)向輪連桿23滑動(dòng)配合。所述的壓緊連桿單元3還包括壓緊連桿套31，固定在探頭底座I上，并與壓緊連桿33滑動(dòng)配合。所述探頭支架裝置還包括耦合液接頭座7，耦合液接頭座7固定在探頭底座I的側(cè)面，所述的耦合液接頭座7頂部設(shè)有耦合液管接頭71，內(nèi)部設(shè)有耦合液流通孔72，耦合液通過(guò)耦合液管接頭71流入，流經(jīng)耦合液流通孔72，在探頭底座I上，有同樣的耦合液流通孔72,與探頭孔13連通，耦合液從探頭孔13和探頭10之間的縫隙流出，噴淋到待探零件的表面上，在探頭與待探零件之間形成一層耦合液膜。所述的探頭底座I上安裝有至少一個(gè)防撞傳感器8 ;防撞傳感器8采用電磁接近傳感器、機(jī)械觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、電容接近傳感器和激光傳感器中的一種或幾種的組合。防撞傳感器8位于探頭底座I的下邊緣位置，本實(shí)施例中，防撞傳感器8采用電磁接近傳感器，該防撞傳感器在遇到臺(tái)階或突起等大于當(dāng)前探測(cè)軸直徑的位置時(shí)，將會(huì)向外設(shè)控制系統(tǒng)發(fā)送碰撞信號(hào)。所述的導(dǎo)向輪座22上安裝有至少一個(gè)防撞傳感器8 ;防撞傳感器8采用電磁接近傳感器、機(jī)械觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、電容接近傳感器和激光傳感器中的一種或幾種的組合。本實(shí)施例中，防撞傳感器8采用電磁接近傳感器，該防撞傳感器在遇到臺(tái)階或突起等大于當(dāng)前探測(cè)軸直徑的位置時(shí)，將會(huì)向外設(shè)控制系統(tǒng)發(fā)送碰撞信號(hào)。本實(shí)施例的工作原理，如圖6和圖7所示，敘述如下:所述的探頭支架裝置，沿待探軸類(lèi)零件的徑向方向移動(dòng)，使探頭與軸類(lèi)零件的表面接觸，同時(shí)使導(dǎo)向輪壓緊彈簧24和壓緊彈簧33產(chǎn)生壓縮，導(dǎo)向輪與軸類(lèi)零件表面接觸，耦合液通過(guò)耦合液接頭座7內(nèi)的耦合液流通孔72滲入探頭與探頭底座之間的縫隙中，并從探頭10和被探零件表面的空隙流出，在探頭10和被探零件之間形成耦合液膜；被探零件沿軸中心轉(zhuǎn)動(dòng)，探頭支架裝置帶動(dòng)探頭10沿被探零件的軸向方向移動(dòng)。
本發(fā)明采用對(duì)稱(chēng)布置的雙彈簧、雙導(dǎo)向輪機(jī)構(gòu)和活動(dòng)連接板等，綜合實(shí)現(xiàn)了一種超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)探頭支架裝置。該裝置通過(guò)彈簧的壓緊作用，使探頭沿所測(cè)軸的徑向隨時(shí)位于最佳探測(cè)位置，同時(shí)彈簧具有一定的預(yù)緊壓力，減小探頭在工件表面徑向的跳動(dòng)，達(dá)到耦合壓緊目的；通過(guò)雙導(dǎo)向輪機(jī)構(gòu)使探頭在工件表面平滑移動(dòng)，方便保持探頭對(duì)中，探頭支架穩(wěn)定性高；采用活動(dòng)連接板便于快速調(diào)節(jié)探頭中心位置；采用防撞傳感器提高了探頭裝置的安全性。該裝置可作為軸類(lèi)零件自動(dòng)探傷系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，適合存在加工尺寸誤差的軸類(lèi)零件的自動(dòng)探傷，從而實(shí)現(xiàn)高柔性、高可靠性的自動(dòng)探傷系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)探頭支架裝置，其特征在于:所述裝置包括探頭底座(I)、兩個(gè)導(dǎo)向輪單元(2)、兩個(gè)壓緊連桿單元(3)、活動(dòng)連接板(4)和探頭臂(5);所述的探頭底座(I)中心設(shè)置有探頭孔(13)，探頭孔(13)中設(shè)有探頭導(dǎo)向套(12)，探頭(10)固定安裝在探頭導(dǎo)向套(12)中，探頭導(dǎo)向套(12)在探頭孔(13)中上下滑動(dòng)；所述的兩個(gè)導(dǎo)向輪單元(2)相對(duì)探頭孔(13)中心線(xiàn)對(duì)稱(chēng)布置，每個(gè)導(dǎo)向輪單元(2)包括導(dǎo)向輪(21)、導(dǎo)向輪座(22)和導(dǎo)向輪連桿(23)，所述的導(dǎo)向輪(21)安裝在導(dǎo)向輪座(22)上，所述的導(dǎo)向輪座(22)與導(dǎo)向輪連桿(23)固定連接，導(dǎo)向輪座(22)安裝在探頭底座(I)中，并與探頭底座(I)滑動(dòng)配合；所述的兩個(gè)壓緊連桿單元(3)相對(duì)探頭孔(13)中心線(xiàn)對(duì)稱(chēng)布置，每個(gè)壓緊連桿單元(3)包括壓緊連桿(33)和壓緊彈簧(32)，所述的壓緊彈簧(32)套設(shè)在壓緊連桿(33)上，所述的壓緊連桿(34)的上端與活動(dòng)連接板(4)固定連接；所述的探頭臂(5)與活動(dòng)連接板(4)固定連接。
2.如權(quán)利要求1所述的超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)探頭支架裝置，其特征在于:所述的探頭底座(I)還包括探頭接觸座(11 )，所述的探頭接觸座(11)固定連接在探頭底座(I)下方的中心位置，中心線(xiàn)與所述探頭孔(13)的中心線(xiàn)重合，底部具有圓弧形曲面結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)探頭支架裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)向輪單元(2)還包括導(dǎo)向輪壓緊彈簧(24)，所述的導(dǎo)向輪壓緊彈簧(24)套設(shè)在導(dǎo)向輪連桿(23)上。
4.如權(quán)利要求3所述的超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)探頭支架裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)向輪單元(2)還包括導(dǎo)向輪連桿套(25)，導(dǎo) 向輪連桿套(25)固定在探頭底座(I)上部，并與導(dǎo)向輪連桿(23)滑動(dòng)配合。
5.如權(quán)利要求1所述的超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)探頭支架裝置，其特征在于:所述的壓緊連桿單元(3)還包括壓緊連桿套(31)，固定在探頭底座(I)上，并與壓緊連桿(33)滑動(dòng)配口 ο
6.如權(quán)利要求1所述的超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)探頭支架裝置，其特征在于:該裝置還包括耦合液接頭座(7)，耦合液接頭座(7)固定在探頭底座(I)的側(cè)面，所述的耦合液接頭座(7 )頂部設(shè)有耦合液管接頭(71)，內(nèi)部設(shè)有耦合液流通孔(72 )。
7.如權(quán)利要求1所述的超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)探頭支架裝置，其特征在于:所述的探頭底座(I)上安裝有至少一個(gè)防撞傳感器(8);防撞傳感器(8)采用電磁接近傳感器、機(jī)械觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、電容接近傳感器和激光傳感器中的一種或幾種的組合。
8.如權(quán)利要求1所述的超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)探頭支架裝置，其特征在于:所述的導(dǎo)向輪座(22 )上安裝有至少一個(gè)防撞傳感器(8 );防撞傳感器(8 )采用電磁接近傳感器、機(jī)械觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、電容接近傳感器和激光傳感器中的一種或幾種的組合。
全文摘要
超聲波自動(dòng)探傷系統(tǒng)探頭支架裝置，屬于軸類(lèi)零件超聲波探傷技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括探頭底座、兩個(gè)導(dǎo)向輪單元、兩個(gè)壓緊連桿單元、活動(dòng)連接板和探頭臂；該裝置采用對(duì)稱(chēng)布置的雙彈簧、雙導(dǎo)向輪機(jī)構(gòu)和活動(dòng)連接板等，通過(guò)彈簧的壓緊作用，使探頭沿所探軸類(lèi)零件的徑向隨時(shí)位于最佳探傷位置，減小探頭在工件表面徑向的跳動(dòng)，提高探頭的耦合能力，達(dá)到耦合壓緊目的；通過(guò)雙導(dǎo)向輪單元使探頭在工件表面平滑移動(dòng)，方便調(diào)節(jié)探頭對(duì)中，探頭支架穩(wěn)定性高；采用活動(dòng)連接板便于快速調(diào)節(jié)探頭中心位置；采用防撞傳感器提高了探頭裝置的安全性。本發(fā)明可作為軸類(lèi)零件自動(dòng)探傷系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，適合存在加工尺寸誤差的軸類(lèi)零件的自動(dòng)探傷。
文檔編號(hào)G01N29/265GK103217482SQ20131011099
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月1日
發(fā)明者孫振國(guó), 鄒誠(chéng), 張文增, 陳強(qiáng), 杜學(xué)鋼, 王曉娜, 高成旺 申請(qǐng)人:清華大學(xué), 北京博力加機(jī)電技術(shù)發(fā)展中心