CN109521159B - 一种用于圆形弹体表面的探伤检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于圆形弹体表面的探伤检测装置，包括轨道机构、行走机构和探测机构，行走机构是探测机构的载体，该机构将辅助探测机构完成检测工作。轨道机构提供整个装置的运行轨迹，行走机构将沿着固定轨迹运动，从而实现多自由度，全方位全覆盖的表面探伤检测任务。圆形弹体表面探伤检测装置的主要功能是通过电动机驱动，在各装置的配合下，实现在圆形弹体表面的多自由度全方位的探伤检测工作。本发明是可以在大直径的圆形弹体表面进行高效率，高精准度的探测装置。

Description

一种用于圆形弹体表面的探伤检测装置

技术领域

本发明涉及一种用于圆形弹体表面的探伤检测装置，属于探伤检测领域。

背景技术

火箭在工厂制造的过程中研发人员能够比较方便和全面的对火箭进行探伤，找出机体缺陷，但火箭在从工厂转移至发射场以及组装时难免发生细微的破损，而倘若不在发射前检查漏洞并修复，发射过程极易失败，酿成机毁人亡的惨祸。如果使用人力检查，不仅会对检查人员造成生命威胁，而供人作业的发射塔平台由于限制火箭的发射不能将火箭完全包围，所以检查人员不能对火箭进行全面的检查。甚于此考虑，开发一种能在火箭表面作业的探伤检测装置，它将用于火箭送至发射场后最后一次细致全面的检测工作。

本发明所设计的圆形弹体表面探伤检测装置主要分为三部分，行走机构、轨道机构、探测机构。行走机构是探测机构的载体，该机构将辅助探测机构完成检测工作。轨道机构提供整个装置的运行轨迹，行走机构将沿着固定轨迹运动，从而实现多自由度，全方位全覆盖的表面探伤检测任务。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种用于圆形弹体表面的探伤检测装置。

本发明的目的是这样实现的：包括轨道机构、行走机构和探测机构，

所述轨道机构包括对称设置在圆形弹体外表面两侧的通过螺栓连接的内轨道和外导轨、两个间隙调节部件，每个间隙调节部件包括底座、安装在底座上的固定钳身、设置在固定钳身上的活动钳身、安装在活动钳身上的丝杠螺母、设置在固定钳身上的丝杠、与丝杠端部固连的把手，活动钳身与固定钳身滑动配合，丝杠与丝杠螺母配合，当摇动把手时，带动活动钳身相对于固定钳身作轴向移动，在活动钳身上设置有电动机一，电动机一的输出轴上安装有小锥齿轮，在内轨道的铜套凹槽内设置有车轮轴，每个车轮轴的端部安装有大锥齿轮、每个车轮轴上安装有车轮，大锥齿轮和小锥齿轮啮合，通过摇动把手，从而改变电动机一相对位置进而改变车轮与凹槽的相对位置，使得车轮夹紧嵌在对应的内轨道的凹槽中并沿着外导轨做定轨道圆周运动，在两个间隙调节部件的底座之间设置有长型导轨；

所述行走机构包括通过螺栓连接设置在角度调节架上的新仪器舱、设置在角度调节架内并利用长螺栓连接的左、右底座部件，右底座部件包括主动轮底座和右惰轮底座，在主动轮底座上表面设置有电动机二，电动机二的输出轴连接APE减速器，APE减速器的输出轴安装主动轮，且主动轮设置在主动轮底座上，在右惰轮底座上设置有右惰轮，左底座部件包括利用长螺栓连接的从动轮底座和左惰轮底座，从动轮底座上设置有从动轮，左惰轮底座上设置有左惰轮，长型导轨卡在主动轮、从动轮、左惰轮、右惰轮之间；

所述探测机构包括设置在角度调节架上的方形载体框架、对称设置在方形载体框架上四个轴向调整部件，载体框架上设置有光杆，每个轴向调整部件包括套在光杆的直角滑块、设置在载体框架上的齿条、与直角滑块固连的齿轮、设置在齿轮轴上端的旋钮、设置在直角滑块的滑轨、与滑轨可拆卸连接的楔块架固定座、设置在楔块架固定座上的探头，齿条与齿轮啮合。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.滑轨上设置有一列至少三个螺纹孔，楔块架固定座通过螺栓安装在其中一个螺纹孔内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种用于圆形弹体表面的探伤检测装置是可以在大直径的圆形弹体表面进行高效率，高精准度的探测装置。该装置可以减小工作的时间与成本，降低人工作业的危险和难度。与此同时，此装置可以在圆形弹体表面实现沿其表面的多自由度的循环往复运动，通过实时精准地全方位检测圆形弹体表面的微小损伤，从而避免了圆形弹体在工作前，造成不必要的经济损失，使得圆形弹体能够更好实现其自身的功能。根据本发明一般适用于人工作业较为困难，要求检测精准度较高的环境，属于探伤检测领域。

附图说明

图1：表面探伤检测装置总体主视图；

图2：轨道机构连接方式局部放大图；

图3：轨道机构中的内轨道局部三维立体结构放大图；

图4：表面探伤检测装置总体俯视图；

图5：表面探伤检测装置总体仰视图；

图6：探测机构与轨道机构连接方式仰视图；

图7：探测装置与轨道机构连接方式轴测图；

图8：表面探伤检测装置中探测装置主视图；

图9：表面探伤检测装置中探测装置俯视图；

图10：表面探伤检测装置中行走机构部分结构立体图：

图11：表面探伤检测装置中探测装置剖面视图；

图12：探测装置中轴向调整部件剖面视图；

图13：探测装置中轴向调整部件主视图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

结合图1至图13，本发明的圆形弹体表面探伤检测装置包括：1-探测装置，2-小锥齿轮，3-轴承端盖，4-大锥齿轮，5-内轨道，6-深沟球轴承，7-车轮，8-车轮轴，9-把手，10-电动机一，11-长型导轨，12-间隙调节部件，13-外导轨，14-卡链，15-卡扣等。

圆形弹体表面探伤检测装置的主要功能是通过电动机驱动，在各装置的配合下，实现在圆形弹体表面的多自由度全方位的探伤检测工作。外导轨13与内轨道5通过螺纹连接安装固定在圆形弹体表面上，通过卡链14和卡扣15的连接来实现轨道机构的安装与拆卸，并可调整轨道与圆形弹体表面的微小距离，间隙调节部件12的固定底座与长型导轨11螺栓连接，间隙调节部件12，长型导轨11，内轨道5，外导轨13，卡链14，卡扣15构成了轨道机构。电动机一10来驱动小锥齿轮2，通过齿轮传动，将动力传给大锥齿轮4，利用深沟球轴承6来进行固定和润滑，同时利用轴承端盖3来固定深沟球轴承6，从而驱动车轮轴8上的车轮7沿着外导轨13做沿着圆形弹体表面的定轨道圆周运动。同时，为了避免车轮7在工作时脱离，将车轮7嵌在内轨道5中的凹槽形状的铜套内，如附图3所示，通过顺时针以及逆时针摇动把手9，从而利用间隙调节部件12来改变电动机一10的相对位置，进而改变车轮7与凹槽的相对位置，同时利用滑动摩擦以及内轨道5中凹槽形状的铜套的嵌套使得车轮7夹紧并沿着固定轨道做圆周运动，同时轨道机构为探伤检测装置提供运行的固定轨道。两侧为完全对称结构，由于圆形弹体表面过长，跨距过大，所以可能产生两边运行不同步的现象，故利用完全对称的结构，同时采用双电机驱动，能够使的两侧车轮7能够同时运行，并且间隙调节部件12的设计，使得两侧的车轮7能够夹紧内轨道5，从而保证了探伤检测装置1运行的平稳以及精准性。

探测装置如附图4至图11所示，探测装置主要由1-1APE减速器,1-2连动杆，1-3连接杆，1-4螺栓，1-5压紧扳手底座，1-6角度调节架，1-7支撑板，1-8轴向调整部件，1-9光杆，1-10导向杆，1-11连杆旋钮，1-12支撑板1，1-13连杆，1-14支撑板2,1-15防水堵头，1-16内六角螺钉，1-17把手底座，1-18惰轮，1-19左惰轮底座，1-20从动轮底座，1-21长螺栓，1-22主动轮底座，1-23主动轮，1-24螺栓1,1-25内六角螺钉，1-26挡板，1-27连接件，1-28新仪器舱底板，1-29新仪器舱，1-30电动机二，1-31主动轮挡圈，1-32螺栓2,1-33沉头螺钉，1-34右惰轮底座，1-35垫圈，1-36端盖，1-37惰轮垫圈，1-38连接杆1,1-39连接杆2,1-40沉头螺钉1，1-41线卡子，1-42电线固定，1-43长螺栓，1-44内六角螺钉，1-45螺钉头导轨，1-46转接线，1-47连接件，1-48探头插头及其他辅助零件构成。

圆形弹体表面探伤检测装置由行走机构和探测机构构成，行走机构是探测机构的载体，带动探测机构在圆形弹体表面进行探伤检测工作。首先行走机构中包含4个行走轮，其中一个行走轮为主动轮并由电动机二1-30驱动，由APE减速器1-1减速后，传递动力给主动轮1-23，主动轮1-23由主动轮底座1-22以及主动轮挡圈1-31进行固定。主动轮底座1-22与从动轮底座1-20通过长螺栓1-43进行螺栓连接固定，使得主动轮1-22带动左惰轮进行运动，同时另外两个惰轮1-18分别通过左惰轮底座1-19与从动轮底座1-20的长螺栓连接，以及主动底座1-22与右惰轮底座1-34的长螺栓连接使得4个车轮连接固定在一起，同时惰轮1-18通过惰轮垫圈1-37来进行固，同时主动轮挡圈1-31与主动轮座1-22通过沉头螺钉固定。通过螺栓1-4使得连接件1-27与压紧扳手底座1-5相连，右惰轮所在的轴上安装端盖1-36、轴承、压紧扳手底座1-5，如附图10所示，利用压紧扳手底座1-5中的弹簧所提供的弹簧力来调整主动轮底座1-22与右惰轮底座1-34在水平面上的相对位置，从而保证两者在同一水平面上，同理从动轮座1-20与左惰轮底座1-19也利用弹簧所提供的弹簧力来调整两者的相对位置，从而保证4个行走轮能处于同一平面内。此外，新仪器舱1-29以及新仪器舱底板1-28组成新仪器舱。新仪器舱内部装有探测所需要的仪器，其中包括1-41线卡子，1-42电线固定，1-45螺钉头导轨，1-46转接线，1-47连接件，1-48探头插头，当探测机构的探头在圆形弹体表面进行探伤检测工作时，将信号传输给新仪器舱中的部件，将电信号进行处理并进行实时检测和监控，为实现精准的探测功能做准备工作。角度调节架1-6是连接行走机构与探测机构的重要零部件。

探测机构主要由方形载体框架以及轴向调整部件1-8构成。方形载体框架包含1-7支撑板，1-9光杆，1-10导向杆，1-11连杆旋钮，1-12支撑板1，1-13连杆，1-14支撑板2。

轴向调整部件1-8如附图12，图13所示，主要包括1-8-1旋钮，1-8-2旋钮轴，1-8-3滑轨，1-8-4直角滑块，1-8-5齿轮，1-8-6齿条，1-8-7楔块架固定座，1-8-8相控阵楔块架a-1，1-8-9相控阵楔块架a-2,1-8-10TOFD楔块架a-1，1-8-11弹簧及其他辅助零件构成。轴向调整的目的是在探测机构到达指定探测点时，利用轴向调整部件来提供精准位姿，从而确保探测的准确性。直角滑块1-8-4是整个轴向调整部件的载体，在直角滑块1-8-4上加工开合口，使得直角滑块1-8-4能够沿着光杆1-9做循环往复的直线运动，通过手动调整旋钮1-8-1，动力由旋钮轴1-8-2经过齿轮1-8-5和齿条1-8-6的齿轮传动来提供整个装置的动力。滑轨1-8-3为探头的载体，同时，滑轨1-8-3上设置有一列至少三个螺纹孔，使得在进行探伤检测工作时，可以通过改变楔块架固定座与滑轨的相对位置，从而改变探头与圆形弹体表面的相对位置，使得探测结果更加精准，滑轨1-8-3与楔块架固定座1-8-7通过螺纹连接固定，楔块架固定座1-8-7对探测所需的1-8-8相控阵楔块架a-1，1-8-9相控阵楔块架a-2,1-8-10TOFD楔块架a-1起支撑固定作用。同时弹簧1-8-11提供浮动调整所需的力，使得轴向调整部件1-8能够实现全方位全覆盖的探测工作。

此圆形弹体表面探伤检测装置的工作过程如下：

(1)轨道安装工作过程：首先在圆形弹体表面安装外导轨13长型导轨11以及内轨道5，通过卡扣15和卡链14来固定。此后安装间隙调节部件12以及电机10，大小锥齿轮，车轮7等，轨道机构安装完毕。

(2)夹紧工作过程：在长型导轨11上安装探伤检测装置，通过调整行走机构中的4个行走轮的相对位置，主动轮底座1-22和从动轮底座1-20通过长螺栓1-43连接固定，通过调整螺栓位置，从而来调整两个底座之间的距离，此外，两底座分别与惰轮底座1-34通过螺栓连接固定，另有连动杆1-2以及压紧扳手底座1-5连接着左右底座与左右惰轮底座1-34，通过弹簧力，来使得惰轮1-18与两个主动行走轮靠近，调整4个车轮直接的相对位置，使得4个行走轮处于同一水平面内，另外，左右惰轮底座通过长螺栓1-32与角度调节架1-6连接，角度调节架1-6此处开有长型孔，可以调整4个行走轮在z轴方向的相对位置。惰轮1-18的行走位置加工成凹凸的形状，方便行走轮能够夹紧长型导轨11两侧，实现循环往复的直线运动。

(3)轴向调整工作过程：在行走机构夹紧长型导轨11的条件下，接下来进行圆形弹体表面的探测工作，当探测装置到达某一位置，即将进行探伤检测时，手动调整轴向调整装置中的旋钮1-8-1，通过旋钮轴1-8-2将动力传递给齿轮1-8-5以及齿条1-8-6，从而实现在某一位置的固定作用，通过调整滑轨1-8-3与楔块架固定座1-8-7的相对位置来调整探头与圆形弹体表面的微小距离，使得探测工作更加精准。

(4)探测工作过程：在整个装置处于初始条件下，摇动两侧把手9，使得车轮7与内轨道5处于夹紧状态，无过大间隙，其次驱动电机10，使得电机驱动小锥齿轮2，通过齿轮传动实现车轮7沿着外导轨13做沿着圆形弹体表面的定轨道圆周运动并带动长型导轨11运动，与此同时，行走机构夹紧长型导轨11两侧做循环往复的直线运动，从而实现多方位多自由度的探伤检测工作。

圆形弹体表面探伤装置的主要功能是进行圆形弹体表面的探伤检测工作，避免造成不必要的损失。圆形弹体直径为φ5000mm·，长约7000mm,重量级别为100～300t，圆形弹体表面探伤检测装置的设计参数为：探伤检测装置整体尺寸(长×宽×高)为1840×1445×6320mm；重量：25kg；爬行速度：1850mm/min；伟普300w电机；额定功率28.5KW；同步转速108r/min；额定转矩24.3Nm。

Claims (2)

1.一种用于圆形弹体表面的探伤检测装置，其特征在于：包括轨道机构、行走机构和探测机构，

所述轨道机构包括对称设置在圆形弹体外表面两侧的通过螺栓连接的内轨道和外导轨、两个间隙调节部件，每个间隙调节部件包括底座、安装在底座上的固定钳身、设置在固定钳身上的活动钳身、安装在活动钳身上的丝杠螺母、设置在固定钳身上的丝杠、与丝杠端部固连的把手，活动钳身与固定钳身滑动配合，丝杠与丝杠螺母配合，当摇动把手时，带动活动钳身相对于固定钳身作轴向移动，在活动钳身上设置有电动机一，电动机一的输出轴上安装有小锥齿轮，在内轨道的铜套凹槽内设置有车轮轴，每个车轮轴的端部安装有大锥齿轮、每个车轮轴上安装有车轮，大锥齿轮和小锥齿轮啮合，通过摇动把手，从而改变电动机一相对位置进而改变车轮与凹槽的相对位置，使得车轮夹紧嵌在对应的内轨道的凹槽中并沿着外导轨做定轨道圆周运动，在两个间隙调节部件的底座之间设置有长型导轨；

所述行走机构包括通过螺栓连接设置在角度调节架上的新仪器舱、设置在角度调节架内并利用长螺栓连接的左、右底座部件，右底座部件包括主动轮底座和右惰轮底座，在主动轮底座上表面设置有电动机二，电动机二的输出轴连接APE减速器，APE减速器的输出轴安装主动轮，且主动轮设置在主动轮底座上，在右惰轮底座上设置有右惰轮，左底座部件包括利用长螺栓连接的从动轮底座和左惰轮底座，从动轮底座上设置有从动轮，左惰轮底座上设置有左惰轮，长型导轨卡在主动轮、从动轮、左惰轮、右惰轮之间；

所述探测机构包括设置在角度调节架上的方形载体框架、对称设置在方形载体框架上四个轴向调整部件，载体框架上设置有光杆，每个轴向调整部件包括套在光杆的直角滑块、设置在载体框架上的齿条、与直角滑块固连的齿轮、设置在齿轮轴上端的旋钮、设置在直角滑块的滑轨、与滑轨可拆卸连接的楔块架固定座、设置在楔块架固定座上的探头，齿条与齿轮啮合。

2.根据权利要求1所述的一种用于圆形弹体表面的探伤检测装置，其特征在于：滑轨上设置有一列至少三个螺纹孔，楔块架固定座通过螺栓安装在其中一个螺纹孔内。

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