CN109655527A - 一种集成式超声检测机构 - Google Patents

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肖晓晖
李杰超
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Abstract

本发明涉及一种集成式超声检测机构，该机构包括旋转压紧关节、旋转切换关节、力传感器、耦合剂涂抹模块、超声检测模块及缺陷标记模块等。通过舵机转动，实现三种功能模块的切换以及对检测壁面的贴紧。本检测机构简单紧凑，三种功能模块通过单个连接件与舵机连接，方便装配和拆卸，两个舵机之间设计安装力传感器，保证对检测壁面贴紧力的稳定和可控，三种功能模块连接末端设有被动适应机构，能保证对不平整壁面的贴紧。同时，舵机座上还设有连接孔，方便检测机构安装在机器人平台上，且减小了在移动平台上所占空间。

Description

一种集成式超声检测机构
技术领域
本发明涉及一种超声检测机构，尤其是涉及一种集成式超声检测机构。
背景技术
超声导波检测技术是一种高速度扫查、远距离传输、大范围覆盖、低成本花费的检测技术。相比常规的逐点检测，超声导波检测技术具有简便实用、经济高效的特点。目前国内外主要采用传统的压电超声方式来激发导波。但使用压电超声换能器时，必须先对检测壁面涂抹纯净均匀的耦合剂。
针对超声检测机构的研究，我国近年来研制了一些成果。专利(CN102221578A)公开一种喷水式随动超声检测机构。该机构由检测单元和轴向移动单元构成，检测单元与轴向移动单元柔性连接，检测单元在被检测物体的径向具有自由度，被检测物体径向移动时，检测单元跟随被检测物体径向运动，检测单元在轴向刚性移动。但该机构未设计耦合剂涂抹功能。专利(CN206960410U)公开一种用于燃气管道内检测的超声检测机构，包括支撑杆和两个对称固定、支撑杆两端的从动对中模块、第一驱动电机和第二驱动电机等，第一驱动电机用于驱动探头套筒沿支撑杆的轴线移动，第二驱动电机用于驱动探头展臂展开或收缩。
现阶段已公布的超声检测机构没有涉及耦合剂涂抹功能，且没有考虑检测后的缺陷标记功能。同时，现有的检测机构未考虑与移动平台的融合问题，因此有必要开发具有耦合剂涂抹、超声检测和缺陷标记于一体且方便与移动平台融合的集成式机构。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题：提出了一种集耦合剂涂抹、超声检测和缺陷标记于一体的且方面与移动平台融合的集成式超声检测机构。通过旋转压紧关节实现耦合剂涂抹模块、超声检测模块和缺陷标记模块对检测壁面的贴紧；通过旋转切换关节实现对三个模块的选择与切换；通过力传感器模块实现三个模块对检测壁面贴紧力的稳定和可控；通过旋转压紧关节舵机座上与其他零件相接的孔位，方便与移动平台的融合。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的；
一种集成式超声检测机构，其特征在于，包括带有第一舵机的旋转压紧关节、带有第二舵机的旋转切换关节；所述旋转压紧关节的输出与力传感器模块紧固连接，所述力传感器模块与旋转切换关节连接，所述旋转切换关节的输出与耦合剂涂抹模块、超声检测模块、缺陷标记模块连接。
一种集成式超声检测机构，其特征在于，包括带有第一舵机的旋转压紧关节、带有第二舵机的旋转切换关节；所述旋转压紧关节的输出与力传感器模块紧固连接，所述力传感器模块与旋转切换关节连接，所述旋转切换关节的输出与耦合剂涂抹模块、超声检测模块、缺陷标记模块连接；耦合剂涂抹模块、超声检测模块、缺陷标记模块的末端分别与被动适应机构连接；
所述旋转压紧关节包括第一舵机、第一连接架、第二连接架、第五螺栓螺母以及第一舵机座；所述第一舵机输出轴与第一连接架通过螺栓螺母紧固连接，所述第一连接架与第二连接架通过螺栓螺母紧固连接，所述旋转压紧关节通过四个第五螺栓螺母与移动平台紧固连接，两个第一舵机座通过螺栓螺母将第一舵机夹紧固定；
所述力传感器模块包括力传感器、力传感器座、第一螺栓螺母、第一弹簧和连接平板；所述力传感器通过螺丝紧固连接在力传感器座的预设中心孔位上；所述力传感器座与连接平板通过4组所述螺栓螺母和4个第一弹簧连接，所述第一弹簧套在所述第一螺栓上，所述第一螺母是防松式螺母，旋转压紧关节压紧过程中，所述第一弹簧被压缩，所述力传感器与所述连接平板接触受压而采集到变化的压紧力；
所述旋转切换关节包括第二舵机、第二舵机座和第一连接件；所述两个第二舵机座通过螺栓螺母将第二舵机夹紧固定；所述第二舵机输出轴与第一连接件通过螺钉紧固连接；
所述耦合剂涂抹模块包括第二连接件、第二弹簧、第二螺栓螺母、耦合剂盒和导管；所述第二连接件与耦合剂盒通过4个第二弹簧和四组第二螺栓螺母连接，所述第二弹簧套在所述第二螺栓上，所述第二螺母是防松式螺母，所述耦合剂盒通过第二弹簧的压缩实现与检测壁面的贴紧；所述导管与耦合剂盒连接，将耦合剂输送至耦合剂盒中；
所述超声检测模块包括第三连接件、第四连接件、超声探头、第三弹簧、第三螺栓螺母、第五连接件；所述第三连接件与第四连接件通过螺栓螺母紧固连接；所述两个第五连接件通过螺栓螺母将超声探头夹紧固定；所述第四连接件与第五连接件通过4个第三弹簧和4组第三螺栓螺母连接，所述第三弹簧套在所述第三螺栓上，所述第三螺母是防松式螺母，所述超声探头通过第三弹簧的压缩实现与检测壁面的贴紧；
所述缺陷标记模块包括第六连接件、第四弹簧、第四螺栓螺母、第七连接件、标记装置；两个第七连接件通过螺栓螺母将标记装置夹紧固定；所述第六连接件与第七连接件通过4个第四弹簧和4组第四螺栓螺母连接，所述第四弹簧套在所述第四螺栓上，所述第四螺母是防松式螺母，所述标记装置通过第四弹簧的压缩实现与检测壁面的贴紧。
在上述的一种集成式超声检测机构，所述耦合剂盒采用多孔结构，且有效面积与超声探头和检测壁面的接触面积相等，实现一次性涂抹耦合剂。
在上述的一种集成式超声检测机构，所述标记装置采用半自动印章，实现旋转压紧关节压紧时对检测壁面的标记。
因此，本发明具有如下优点:1.集成式的设计方法，减小了检测机构的尺寸；2.两个旋转关节实现耦合剂涂抹、超声检测及缺陷标记三个模块的切换和对检测壁面的贴紧，减少了控制的自由度数目；3.力传感器模块，实现了三个功能模块对检测壁面贴紧力的稳定和可控；4.三个功能模块上设有被动适应机构，实现对不平整壁面的贴紧；5.旋转压紧模块的舵机座上设有与其它零件相接的孔位，方便检测机构与移动平台的融合。
附图说明
图1是本发明集成式超声检测机构的外观图。
图2是本发明集成式超声检测机构的爆炸示意图。
具体实施方案
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
本发明中，提供一种集成式超声检测机构，为了满足结构简单紧凑、控制难度低、对壁面贴紧力的稳定和可控、能实现完整的检测任务、能适应不平整壁面及能与移动平台融合的要求，集成式超声检测机构使用旋转压紧关节、旋转切换关节、力传感器模块、耦合剂涂抹模块、超声检测模块、缺陷标记模块、连接架、连接件实现对壁面的贴紧和检测功能。其所述集成式超声检测机构中，旋转压紧关节由舵机驱动，带动连接架转动，实现耦合剂涂抹、超声检测、缺陷标记三个模块对壁面的贴紧，并通过被动适应机构实现对不平整壁面的良好接触，旋转切换关节由舵机驱动，带动连接件转动，实现对三个功能模块的切换，力传感器模块通过螺栓螺母与旋转压紧关节和旋转切换关节紧固连接，实现三个功能模块对壁面贴紧力的稳定和可控。
本发明中，一种集成式超声检测机构的外观和结构分别如图1和图2所示。该集成式超声检测机构主要零部件包括：1、第一舵机2、第一连接架3、第二舵机4、第二连接架5、力传感器6、力传感器座7、第一螺栓螺母8、第一弹簧9、连接平板10、第二舵机座11、第一连接件12、第六连接件13、第四弹簧14、第四螺栓螺母15、第七连接件16、标记装置17、第三连接件18、第四连接件19、超声探头20、第三弹簧21、第三螺栓螺母22、第五连接件23、第二连接件24、第二弹簧25、第二螺栓螺母26、耦合剂盒27、导管28、第五螺栓螺母29、第一舵机座。
第一舵机1通过螺栓螺母连接在第一舵机座29上，第一舵机1与第一连接架1进行配接，第一连接架2与第二连接架4通过螺栓螺母紧固连接；第二连接架4与力传感器座6通过螺栓螺母紧固连接；力传感器5与力传感器座6通过螺钉紧固连接，力传感器座6与连接平板9通过第一螺栓螺母7和第一弹簧8连接，可保证旋转压紧关节压紧过程中力传感器数据的可用性；连接平板9与第二舵机座10通过螺栓螺母紧固连接；第二舵机3与第二舵机座10通过螺栓螺母紧固连接，第二舵机3与第一连接件11通过螺钉紧固连接，可实现耦合剂涂抹模块、超声检测模块和缺陷标记模块的切换；第一连接件11与第六连接件12通过螺栓螺母紧固连接，第七连接件15与标记装置16通过螺栓螺母紧固连接，第六连接件12与第七连接件15通过第四弹簧13和第四螺栓螺母14连接，可实现标记装置对检测壁面的贴紧；第一连接件11与第三连接件17通过螺栓螺母紧固连接，第三连接件17与第四连接件18通过螺栓螺母紧固连接，超声探头19与第五连接件22通过螺栓螺母紧固连接，第四连接件18与第五连接件22通过第三弹簧20和第三螺栓螺母21连接，可实现超声探头19对检测壁面的贴紧；第一连接件11与第二连接件23通过螺栓螺母紧固连接，耦合剂盒26与导管27紧固连接，第二连接件23与耦合剂盒26通过第二弹簧24和第二螺栓螺母连接，可实现耦合剂盒对检测壁面的贴紧；第一舵机座29通过第五螺栓螺母28与移动平台紧固连接；标记装置16、超声探头19和耦合剂盒26处于同一轴线。
本文总所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (3)

1.一种集成式超声检测机构，其特征在于，包括带有第一舵机(1)的旋转压紧关节、带有第二舵机(3)的旋转切换关节；所述旋转压紧关节的输出与力传感器模块紧固连接，所述力传感器模块与旋转切换关节连接，所述旋转切换关节的输出与耦合剂涂抹模块、超声检测模块、缺陷标记模块连接；耦合剂涂抹模块、超声检测模块、缺陷标记模块的末端分别与被动适应机构连接；
所述旋转压紧关节包括第一舵机(1)、第一连接架(2)、第二连接架(4)、第五螺栓螺母(28)以及第一舵机座(29)；所述第一舵机(1)输出轴与第一连接架(2)通过螺栓螺母紧固连接，所述第一连接架(2)与第二连接架(4)通过螺栓螺母紧固连接，所述旋转压紧关节通过四个第五螺栓螺母(28)与移动平台紧固连接，两个第一舵机座(29)通过螺栓螺母将第一舵机(1)夹紧固定；
所述力传感器模块包括力传感器(5)、力传感器座(6)、第一螺栓螺母(7)、第一弹簧(8)和连接平板(9)；所述力传感器(5)通过螺丝紧固连接在力传感器座(6)的预设中心孔位上；所述力传感器座(6)与连接平板(9)通过4组所述螺栓螺母(7)和4个第一弹簧(8)连接，所述第一弹簧(8)套在所述第一螺栓(7)上，所述第一螺母(7)是防松式螺母，旋转压紧关节压紧过程中，所述第一弹簧(9)被压缩，所述力传感器(5)与所述连接平板(9)接触受压而采集到变化的压紧力；
所述旋转切换关节包括第二舵机(3)、第二舵机座(10)和第一连接件(11)；所述两个第二舵机座(10)通过螺栓螺母将第二舵机(3)夹紧固定；所述第二舵机(3)输出轴与第一连接件(11)通过螺钉紧固连接；
所述耦合剂涂抹模块包括第二连接件(23)、第二弹簧(24)、第二螺栓螺母(25)、耦合剂盒(26)和导管(27)；所述第二连接件(23)与耦合剂盒(26)通过4个第二弹簧(24)和四组第二螺栓螺母(25)连接，所述第二弹簧(24)套在所述第二螺栓(25)上，所述第二螺母(25)是防松式螺母，所述耦合剂盒(26)通过第二弹簧(24)的压缩实现与检测壁面的贴紧；所述导管(27)与耦合剂盒(26)连接，将耦合剂输送至耦合剂盒中；
所述超声检测模块包括第三连接件(17)、第四连接件(18)、超声探头(19)、第三弹簧(20)、第三螺栓螺母(21)、第五连接件(22)；所述第三连接件(17)与第四连接件(18)通过螺栓螺母紧固连接；所述两个第五连接件(22)通过螺栓螺母将超声探头(19)夹紧固定；所述第四连接件(18)与第五连接件(22)通过4个第三弹簧(20)和4组第三螺栓螺母(21)连接，所述第三弹簧(20)套在所述第三螺栓(21)上，所述第三螺母(21)是防松式螺母，所述超声探头(19)通过第三弹簧(20)的压缩实现与检测壁面的贴紧；
所述缺陷标记模块包括第六连接件(12)、第四弹簧(13)、第四螺栓螺母(14)、第七连接件(15)、标记装置(16)；两个第七连接件(15)通过螺栓螺母将标记装置(16)夹紧固定；所述第六连接件(12)与第七连接件(15)通过4个第四弹簧(13)和4组第四螺栓螺母(14)连接，所述第四弹簧(13)套在所述第四螺栓(14)上，所述第四螺母(14)是防松式螺母，所述标记装置通过第四弹簧(13)的压缩实现与检测壁面的贴紧。
2.根据权利要求1所述的一种集成式超声检测机构，其特征在于，所述耦合剂盒(26)采用多孔结构，且有效面积与超声探头(19)和检测壁面的接触面积相等，实现一次性涂抹耦合剂。
3.根据权利要求2所述的一种集成式超声检测机构，其特征在于，所述标记装置(16)采用半自动印章，实现旋转压紧关节压紧时对检测壁面的标记。
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