CN105181812A - 一种超声无损检测中超声探头碰撞保护装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种超声无损检测中超声探头碰撞保护装置及方法，其中：超声探头安装在超声探头夹持件安装孔内；擦气泡装置下端安装在超声探头夹持件的另一安装孔内；擦气泡装置上端安装在擦气泡装置夹持件的安装孔内；机械保险部件下半部分与擦气泡装置夹持件固定、上半部分与导轨转接板固定；下端压紧块和上端压紧块为机械保险部件的压紧装置；机械保险连接部件上端固定在导轨转接板上、下端固定在擦气泡装置夹持件上；传感器检测部件固定在导轨转接板上。本发明在超声探头与障碍物发生碰撞时牺牲机械保险丝，以保护超声探头及其他结构。

Description

一种超声无损检测中超声探头碰撞保护装置及方法

技术领域

本发明涉及一种低压电器电触点焊接质量超声波无损检测领域，具体地说，涉及的是一种超声探头扫描运动过程中的碰撞保护装置及方法。

背景技术

在低压电器领域，利用超声波检测电接触触点的焊接质量是常用的手段和方法。超声波无损检测常采用的是水浸式聚焦探头，通过运动机构带动超声探头进行扫查。运动机构带动超声探头要通过上下垂向运动和水平面内的左右运动来完成对焦和扫查过程。由于被测工件放置在水槽中，并且被测工件形状大小各异，超声探头在进行垂向运动和水平方向的运动过程中可能会和被测工件发生碰撞。一旦发生碰撞，将会有可能导致运动机构的损坏甚至导致损坏超声探头，进而影响整个超声检测设备的正常使用。碰撞发生后，更换被损坏的构件时，更换成本较高，且会造成很大的资源损失并浪费大量的时间成本。

公开号为CN20235798U(申请号201120367976.4)的中国发明专利申请，公开了一种港机用双超声探头扫描式检测防撞装置，其特征在于包括二个超声探测器、控制器和摆动电机，主要运用超声波测距的原理对港机前方特定的区域范围内进行扫描式检测，测量超声波在反射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物之间的实际距离，将得到实际距离与设定的安全距离进行比较并作出相应反应。但是，该实用新型只可以对某一个特定的方向范围进行检测，并且，相对而言结构上比较复杂，应用在低压电器超声波无损检测领域时，又会给机构带来新的问题。

公开号为204536274U(申请号201520286406.0)的中国实用新型专利申请，公开了一种超声波探头垂直向的防撞装置，其特征在于，包括：轴承托架、L形防撞挡片、安装转接板、探头夹具、探头、光电传感器、弹性螺钉。其中，轴承托架与安装转换板通过弹性螺钉(起缓冲作用)相连，轴承托架中间装有光电传感器，安装转换板上端装有L形防撞挡片，L形防撞挡片的竖直部分在光电传感器的信号发射与接收部件之间(无意外时，不会挡住信号发送与接收)，安装转换板下端通过探头夹具与探头相连。但是，该发明只可以作为超声波探头垂直向的防碰撞装置，如果传感器失效，防碰撞作用就会失效且没有其他保护措施，稳定性相对较弱。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种超声无损检测中超声探头碰撞保护装置及方法，能够在超声探头与障碍物发生碰撞时牺牲机械保险丝，以达到保护超声探头及其他结构的目的。

为实现上述的目的，本发明采用的技术方案是：当超声探头与检测水槽内的工件发生碰撞时，传感器首先检测到信号并发出停机信号，紧急停机保护超声探头，当传感器失效或者碰撞比较严重时，本发明采用机械保险部件，避免探头及其他运动部件被损坏，进而保证超声检测设备的使用不受影响，同时更换机械保险丝简单方便省时且成本较低。

本发明提供一种超声无损检测中超声探头碰撞保护装置，所述装置包括：超声探头夹持件、擦气泡装置、擦气泡装置夹持件、传感器检测部件、传感器、机械保险部件、机械保险连接部件、上端压紧块、下端压紧块、导轨转接板、运动导轨基座、驱动机构，其中：

所述超声探头夹持件设置有安装孔，其中一个安装孔用于安装超声探头，另一个安装孔安装所述擦气泡装置的下端；所述擦气泡装置的上端安装在所述擦气泡装置夹持件的安装孔内；

所述机械保险部件的下半部分与所述擦气泡装置夹持件固定，所述机械保险部件的上半部分与所述导轨转接板固定；

所述上端压紧块固定在所述导轨转接板上，并压紧所述机械保险部件的上半部分；

所述下端压紧块固定在所述擦气泡装置夹持件上，并压紧所述机械保险部件的下半部分；

所述机械保险连接部件的上端固定在所述导轨转接板上，所述机械保险连接部件的下端固定在所述擦气泡装置夹持件上；

所述传感器检测部件固定在所述导轨转接板上，并随所述导轨转接板上下运动；

所述导轨转接板与驱动机构连接，所述传感器固定在所述运动导轨基座上，正常工作时，传感器检测部件不会挡住传感器发出的信号，传感器的接收端接收传感器的发射端发出的信号。

优选地，所述擦气泡装置夹持件有两个凸台面，所述机械保险部件的下端和一侧分别紧靠擦气泡装置的两个凸台面进行定位。

优选地，所述机械保险部件的形状设计为折弯状。更优选的，所述机械保险部件的形状为Z字型。

优选地，所述机械保险部件的材料为刚度大、脆性大的材料。更优选地，所述机械保险部件的材料为陶瓷、大理石或者石英。

优选地，所述机械保险部件连接方式为可拆卸方式。

优选地，所述机械保险连接部件的形状为薄片。更优选地，所述机械保险连接部件的材料为铁。

优选地，所述传感器检测部件为金属薄片。

优选地，所述传感器为光电传感器。

正常工作时，机械保险部件的上端与导轨转接板相连，下端与擦气泡装置夹持件连接，同时，机械保险连接部件的上端与导轨转接板相连，下端与擦气泡装置夹持件相连接。此时，传感器检测不到传感器检测部件，超声探头可以正常的进行扫查。

本发明还提供一种超声无损检测中超声探头碰撞保护方法，具体如下：

当超声探头与检测水槽内的工件或其他物体发生碰撞时，导轨转接板带动传感器检测部件向上运动，由于传感器检测部件的阻挡，传感器接收端接收不到发出端发出的信号，传感器发出停机信号，超声波无损检测整机的运动机构紧急停止，阻止了超声探头或者其他机构的损坏。

如果传感器发生故障，即使超声探头发生了碰撞，超声波无损检测整机的运动机构并没有停止，此时超声探头继续运动，带动所述超声探头夹持件、擦气泡装置以及导轨转接板等继续运动，由于机械保险部件的脆性很高，且由于机械保险部件设计的形状，当超声探头发生碰撞时，不管是来自水平面的碰撞还是来自垂直方向的碰撞，机械保险部件都会发生断裂，释放了应力，进而保护了超声探头和其他的运动部件不被损坏，同时，由于机械保险连接部件有一定的机械强度，当机械保险部件发生脆性断裂以后，机械保险连接部件仍然可以保持上部分导轨转接板和下部分擦气泡装置夹持件的连接，使得下部分的擦气泡装置和超声探头不会掉落导致超声探头和擦气泡装置的损坏。同时，进行更换时，只需将机械保险部件上连接的螺栓拆开卸下断裂的机械保险部件换上完整的机械保险部件并再次用螺栓拧紧，调整好定位和夹紧即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过采用光电传感器和机械保险部件，光电传感器首先起作用，检测到发生碰撞时，紧急停机保护探头和其他运动机构，在光电传感器失效或者超声探头发生强烈碰撞的情况下，机械保险部件起作用，在发生碰撞时，机械保险部件断裂破坏，释放因超声探头碰撞产生的应力，避免了超声探头和其他运动构件的损坏，且机械保险部件断裂以后，机械保险连接部件可以维持机构的整体连接状态，并且，机械保险陶瓷片更换方便快捷，成本较低。

附图说明

图1、图2为本发明一优选实施例的整体结构示意图；

图3为本发明一优选实施例的机械保险部件的结构示意图；

图中：1为超声探头，2为擦气泡装置，3为超声探头夹持件，4为擦气泡装置夹持件，5为下端压紧块，6为机械保险部件，7为上端压紧块，8为机械保险连接部件，9为传感器检测部件，10为传感器，11为导轨转接板，12为丝杠，13为丝杠螺母，14为电机，15为导轨基座。

具体实施方式

以下对本发明的技术方案作进一步的说明，以下的说明仅为理解本发明技术方案之用，不用于限定本发明的范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

如图1-2所示，本实施例提供一种超声无损检测中超声探头碰撞保护装置，所述装置包括：擦气泡装置2、超声探头夹持件3、擦气泡装置夹持件4、下端压紧块5、机械保险部件6、上端压紧块7、机械保险连接部件8、传感器检测部件9、传感器10、导轨转接板11、丝杠12、丝杠螺母13、电机14和导轨基座15，其中：

所述超声探头夹持件3设置有两个安装孔，超声探头1安装于所述超声探头夹持件3的其中一个安装孔内，并通过螺栓紧固；

所述擦气泡装置2的下端安装在所述超声探头夹持件3的另一个安装孔内，并通过螺栓紧固；

所述擦气泡装置夹持件4设置有一个安装孔，所述擦气泡装置2的上端安装在所述擦气泡装置夹持件4的安装孔内，并通过螺栓紧固；

所述擦气泡装置夹持件4有两个凸台面，作为所述机械保险部件6的两个定位面；

所述机械保险部件6下半部分通过两个螺栓与所述擦气泡装置夹持件4固定，且所述机械保险部件6的下端和一侧分别紧靠所述擦气泡装置夹持件4的两个凸台面进行定位；所述机械保险部件6的上半部分通过两个螺栓与所述导轨转接板11固定；

所述下端压紧块5和所述上端压紧块7作为所述机械保险部件6的压紧装置：所述下端压紧块5通过螺栓固定在所述擦气泡装置夹持件4上，并与所述机械保险部件6的下端斜面部分紧靠；所述上端压紧块7通过螺栓固定在所述导轨转接板11上，并与所述机械保险部件6的上端斜面部分紧靠；

所述机械保险连接部件8的上端通过螺栓固定在所述导轨转接板11上，所述机械保险连接部件8的下端通过螺栓固定在所述擦气泡装置夹持件4上；

所述传感器检测部件9固定在所述导轨转接板11上，并随所述导轨转接板11上下运动；

所述传感器10固定在导轨基座15上；正常工作时，传感器检测部件9不会挡住传感器10发出的信号，传感器10的接收端可以接收到传感器10的发射端发出的信号；

所述导轨转接板11通过多个螺栓与所述丝杠螺母13固定连接；所述丝杠螺母13与所述丝杠12相配合；所述丝杠12由所述电机14驱动。所述导轨基座15固定在机架上。

所述机械保险部件6的形状为折弯状；本实施例中，所述机械保险部件6的形状为Z字型。当超声探头在空间内任意方向发生碰撞时，Z字型的机械保险部件都会发生断裂破坏。如图3所示。

所述机械保险部件6的材料为刚度大、脆性大的材料，本实施例中，所述机械保险部件6的材料为陶瓷、或大理石或者是石英材料。在连接超声探头的其他构件发生破坏之前，机械保险部件就已经发生破坏，释放了由于碰撞带来的应力，避免了机械部件和超声探头的进一步破坏。

本实施例中，所述机械保险连接部件8的形状为薄片，所述机械保险连接部件8的材料为铁。所述机械保险连接部件的作用是，当超声探头发生碰撞且所述机械保险部件6发生断裂保护之后，所述机械保险连接部件8继续保持所述导轨转接板11和所述擦气泡装置夹持件4的连接。

本实施例中，所述传感器检测部件9为金属薄片，当所述超声探头1发生垂直方向的碰撞时，所述金属薄片9会随着导轨转接板11向上运动，挡住所述传感器10发射端发出的信号。

本实施例中，所述传感器10为光电传感器，所述光电传感器10检测到所述传感器检测部件9时，表明超声探头发生碰撞，所述光电传感器10将停机信号发送给超声波检测整机，紧急停机保护探头和其他运动机构。

本实施例所述装置正常工作时，机械保险部件6的上半部分与所述导轨转接板11相连、所述机械保险部件6的下半部分与所述擦气泡装置夹持件4连接；同时所述机械保险连接部件8的上端与所述导轨转接板11相连、所述机械保险连接部件8下端与所述擦气泡装置夹持件4相连接；此时所述超声探头1进行正常的对焦和扫查功能，所述传感器10检测不到所述传感器检测部件9，超声检测设备可以维持正常的运行。

当所述超声探头1与检测水槽内的工件或其他物体发生碰撞时，所述超声探头1向上或在水平面内发生位移，经过所述超声探头夹持件3、所述擦气泡装置2、所述擦气泡装置夹持件4传递给所述机械保险部件6和所述导轨转接板11，由于所述传感器检测部件9随着所述导轨转接板11上下运动，一旦所述传感器检测部件9阻挡住了所述传感器10，使得所述传感器10接收端接收不到所述传感器10发射端发出的信号，超声检测整个机器就会发生紧急停机，阻止了所述超声探头1和其他机构的进一步碰撞和损坏。

如果所述传感器10发生故障，即使所述超声探头1发生了碰撞，所述传感器10并没有检测到，或者所述传感器10并没有发出及时的停机信号，此时所述超声探头1继续运动，带动所述超声探头夹持件3、所述擦气泡装置2、所述擦气泡装置夹持件4、所述机械保险部件6继续运动，由于所述机械保险部件6的脆性很高，且由于所述机械保险部件6的特殊的形状使然，当所述超声探头1发生碰撞时，不管是来自水平面的碰撞还是来自垂直方向的碰撞，所述机械保险部件6都会发生断裂，提前释放了应力，进而保护了所述超声探头1和其他的运动部件不被损坏；同时，由于所述机械保险连接部件8有一定的机械强度，当所述机械保险部件6发生脆性断裂以后，所述机械保险连接部件8仍然可以保持所述导轨转接板11和所述擦气泡装置夹持件4的连接，使得下部分的所述擦气泡装置2和所述超声探头1不会掉落而造成损坏。进一步的，更换所述机械保险部件6时，只需将损坏的所述机械保险部件6上连接的螺栓拆开，卸下断裂的所述机械保险部件6换上完整的新的机械保险部件6并再次用螺栓拧紧，调整好所述下端压紧块5和所述上端压紧块7的夹紧即可。

本发明提出的一种超声无损检测中超声探头碰撞保护装置，当超声探头与检测水槽内的工件发生碰撞时，传感器首先检测到信号并发出停机信号，紧急停机保护超声探头，当传感器失效或者碰撞比较严重时，本发明提供一种机械保险部件，避免探头及其他运动部件被损坏，进而保证超声检测设备的使用不受影响，同时更换机械保险丝简单方便省时且成本较低。因此，该装置能够在超声探头与障碍物发生碰撞时牺牲机械保险丝，以达到保护超声探头及其他结构的目的。

本实施例附图中，相同的附图标记代表相同的零部件或作用同等的零部件，且描述中使用的“上”、“下”等类似的术语仅指相对于图形而言，目的是为了方便地描述本发明。

以上所述仅为本发明的部分实施例而已，并非对本发明的技术范围做任何限制，凡在本发明的精神和原则之内做的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超声无损检测中超声探头碰撞保护装置，其特征在于包括：超声探头夹持件、擦气泡装置、擦气泡装置夹持件、传感器检测部件、传感器、机械保险部件、机械保险连接部件、上端压紧块、下端压紧块、导轨转接板、运动导轨基座和驱动机构，其中：

所述超声探头夹持件设置有安装孔，其中一个安装孔用于安装超声探头，另一个安装孔安装所述擦气泡装置的下端；所述擦气泡装置的上端安装在所述擦气泡装置夹持件的安装孔内；

所述机械保险部件的下半部分与所述擦气泡装置夹持件固定，所述机械保险部件的上半部分与所述导轨转接板固定；

所述上端压紧块固定在所述导轨转接板上，并压紧所述机械保险部件的上半部分；

所述下端压紧块固定在所述擦气泡装置夹持件上，并压紧所述机械保险部件的下半部分；

所述机械保险连接部件的上端固定在所述导轨转接板上，所述机械保险连接部件的下端固定在所述擦气泡装置夹持件上；

所述传感器检测部件固定在所述导轨转接板上，并随所述导轨转接板上下运动；

所述导轨转接板与驱动机构连接，所述传感器固定在所述运动导轨基座上，正常工作时，传感器检测部件不会挡住传感器发出的信号，传感器的接收端接收传感器的发射端发出的信号。

2.根据权利要求1所述的一种超声无损检测中超声探头碰撞保护装置，其特征在于，所述擦气泡装置夹持件有两个凸台面，所述机械保险部件的下端和一侧分别紧靠擦气泡装置的两个凸台面进行定位。

3.根据权利要求1所述的一种超声无损检测中超声探头碰撞保护装置，其特征在于，所述机械保险部件的形状设计为折弯状。

4.根据权利要求3所述的一种超声无损检测中超声探头碰撞保护装置，其特征在于，所述机械保险部件的形状为Z字型。

5.根据权利要求1所述的一种超声无损检测中超声探头碰撞保护装置，其特征在于，所述机械保险部件的材料为陶瓷、大理石或者石英，机械保险部件连接方式为可拆卸方式。

6.根据权利要求1所述的一种超声无损检测中超声探头碰撞保护装置，其特征在于，所述机械保险连接部件的形状为薄片。

7.根据权利要求6所述的一种超声无损检测中超声探头碰撞保护装置，其特征在于，所述机械保险连接部件的材料为铁。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种超声无损检测中超声探头碰撞保护装置，其特征在于，所述传感器检测部件为金属薄片，所述传感器为光电传感器。

9.根据权利要求1-7任一项所述的一种超声无损检测中超声探头碰撞保护装置，其特征在于，所述驱动机构包括丝杠、丝杠螺母以及电机，所述导轨转接板与丝杠螺母连接固定；所述丝杠螺母与所述丝杠相配合；所述丝杠由所述电机驱动。

10.一种采用权利要求1-9任一项所述装置的超声无损检测中超声探头碰撞保护方法，其特征在于：当超声探头与检测水槽内的工件或其他物体发生碰撞时，导轨转接板带动传感器检测部件向上运动，由于传感器检测部件的阻挡，传感器接收端接收不到发出端发出的信号，传感器发出停机信号，超声波无损检测整机紧急停止，阻止了超声探头或者其他机构的损坏；

如果传感器发生故障，即使超声探头发生了碰撞，超声波无损检测整机并没有停止，此时超声探头继续运动，带动所述超声探头夹持件、擦气泡装置以及导轨转接板继续运动，机械保险部件的脆性高和机械保险部件形状，当超声探头发生碰撞时，机械保险部件会发生断裂，释放应力，进而保护超声探头和其他的运动部件不被损坏，同时，机械保险连接部件有一定的机械强度，当机械保险部件发生脆性断裂以后，机械保险连接部件保持上部分导轨转接板和下部分擦气泡装置夹持件的连接，使得下部分的擦气泡装置和超声探头不会掉落导致超声探头和擦气泡装置的损坏。