CN111999393A - 一种超声相控阵焊缝检测扫查器及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声相控阵焊缝检测扫查器，包括主梁箱体、行走装置、水平调节装置、垂直调节装置、夹持装置、视觉装置、安装架以及控制与检测系统；行走装置安装在主梁箱体两侧，且其上设置有编码器；水平调节装置安装在主梁箱体前端面，垂直调节装置安装在水平调节装置的输出端，夹持装置与垂直调节装置的输出端连接；视觉装置安装在主梁箱体的上表面，用于获取焊缝的图像；安装架用于将所述超声相控阵焊缝检测扫查器与其他自动化行走装置连接。本发明使得在焊缝检测过程中超声相控阵探头的前沿与焊缝之间的距离始终保持不变，且无需手动调节超声相控阵探头的位置，进一步实现了焊缝检测自动化，提高了焊缝缺陷检测的准确性、效率性、安全性。

Description

一种超声相控阵焊缝检测扫查器及其工作方法

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，具体涉及一种超声相控阵焊缝检测扫查器及其工作方法。

背景技术

由于相控阵超声能将所有典型焊接缺陷实时检出，其图像显示易读易判，检测速度和可靠性优于常规A扫描超声检测，所以目前超声相控阵检测技术已经广泛应用于焊缝缺陷检测中。

目前，焊缝缺陷检测通常采用手动操作方式。操作人员将装有探头的扫查器放到待检试件表面上，用手推动扫查器沿着焊缝的长度方向匀速行走，探头信号实时传递到相控阵仪器上，通过仪器上的扫查图谱即可得知缺陷的结构以及所在位置。在焊缝的检测过程中，如果探头与焊缝的相对位置发生变化，将会对焊缝缺陷的大小和位置测量造成非常大的影响。对于一些大型待检测设备，如大型LPG球罐、风电塔筒等设备，在检测前需要提前搭设脚手架，检测人员携带相控阵检测设备攀爬脚手架，才能进行焊缝检测操作。在此种情况下，进行焊缝检测操作，如果焊缝的走向发生明显变化，不仅手动调节探头位置操作繁琐，而且难以保证探头与焊缝之间相对位置的准确性，同时检测人员的人身安全也无法保证。综上所述，传统手工焊缝检测的安全性差，劳动强度大，效率低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种超声相控阵焊缝检测扫查器。

本发明的另一个目的在于提供上述超声相控阵焊缝检测扫查器的工作方法。

一种超声相控阵焊缝检测扫查器，包括主梁箱体、行走装置、水平调节装置、垂直调节装置、夹持装置、视觉装置、安装架以及控制与检测系统；所述行走装置安装在主梁箱体两侧，且所述行走装置上设置有编码器；所述水平调节装置安装在主梁箱体前端面，所述垂直调节装置安装在水平调节装置的输出端，所述夹持装置与垂直调节装置的输出端连接，用于固定超声相控阵探头；所述视觉装置安装在主梁箱体的上表面，用于获取焊缝的图像；所述安装架固定安装在主梁箱体的后端面，用于将所述超声相控阵焊缝检测扫查器与其他自动化行走装置连接；所述控制与检测系统用于采集编码器、超声相控阵探头的数据和视觉装置的焊缝图像数据，处理后得到超声相控阵探头前沿与焊缝之间的实时距离，根据处理结果实时控制水平调节装置、垂直调节装置的工作状态，以保证超声相控阵探头前沿与焊缝之间的距离不变。

在上述超声相控阵焊缝检测扫查器中，所述主梁箱体包括固定连接的前安装板和后安装板，所述后安装板为箱体结构，所述后安装板的箱体内部安装有电机驱动器和电源变送器，所述水平调节装置固定安装在前安装板上，所述安装架固定安装在主梁箱体的后安装板上。

进一步地，所述前安装板和后安装板通过螺钉固定连接。

在上述超声相控阵焊缝检测扫查器中，所述行走装置包括分别固定安装在主梁箱体两侧的右侧行走装置和左侧行走装置，所述右侧行走装置包括与主梁箱体一侧固定连接的右侧轮架、对称安装在右侧轮架底部的右侧磁轮，所述左侧行走装置包括与主梁箱体另一侧固定连接的左侧轮架、对称安装在左侧轮架底部的左侧磁轮、安装在左侧轮架底部的编码器，所述右侧磁轮、左侧磁轮的个数均为偶数，所述编码器的底部最低点与左侧磁轮的底部最低点位于同一水平面上。

进一步地，所述右侧行走装置还包括安装在右侧轮架顶部的右侧把手，所述左侧行走装置还包括安装在左侧轮架顶部的左侧把手；所述右侧磁轮为2个，所述左侧磁轮为4个。

在上述超声相控阵焊缝检测扫查器中，所述水平调节装置包括支持侧支撑座、螺母座、丝杠螺母、水平丝杠、固定侧支撑座、水平联轴器、电机架和水平调节步进电机；所述水平丝杆水平固定安装在支持侧支撑座和固定侧支撑座之间，所述螺母座与丝杠螺母固定连接且共同套装在水平丝杠上，所述丝杠螺母与水平丝杠形成螺栓螺母副；所述水平调节步进电机固定安装在电机架上，且所述水平调节步进电机通过水平联轴器与水平丝杠连接；所述支持侧支撑座、固定侧支撑座、电机架均固定安装在主梁箱体的前安装板上，所述垂直调节装置固定安装在水平调节装置的螺母座上；所述水平调节步进电机受电机驱动器的驱动进行旋转，带动螺母座水平移动，从而带动垂直调节装置水平移动。

在上述超声相控阵焊缝检测扫查器中，所述垂直调节装置包括安装座、垂直丝杠、垂直调节步进电机、光杠和夹持装置连接体；所述垂直丝杠竖直安装在安装座上，所述垂直调节步进电机固定安装在安装座的顶端，所述垂直调节步进电机通过垂直联轴器与所述垂直丝杠连接，所述光杠竖直安装在安装座上且位于垂直丝杠与安装座之间；所述安装座后部设置有用于与水平调节装置的螺母座固定连接的连接板；所述夹持装置连接体同时活动套装在垂直丝杠和光杠上，且所述夹持装置连接体与垂直丝杠形成螺栓螺母副，所述夹持装置连接体用于将夹持装置安装到垂直调节装置上；所述垂直调节步进电机受电机驱动器的驱动进行旋转，带动夹持装置连接体上下移动，从而带动夹持装置以及其上的超声相控阵探头上下移动。

进一步地，所述夹持装置连接体的形状为双耳型。

在上述超声相控阵焊缝检测扫查器中，所述夹持装置包括横梁、固定侧夹爪、调节侧夹爪、安装支座、安装销、调节旋钮和锁紧旋钮；所述固定侧夹爪的尾端与横梁的一端垂直固定连接，所述调节侧夹爪的尾端与横梁的另一端活动连接；所述调节旋钮设置在调节侧夹爪的尾端，用于调节侧夹爪在横梁上移动到所需位置时对调节侧夹爪进行固定，从而用于调节固定侧夹爪和调节侧夹爪之间的距离以满足不同探头的尺寸需求；所述锁紧旋钮分别垂直设置在固定侧夹爪和调节侧夹爪的首端，且所述锁紧旋钮的延伸线位于同一直线上，所述锁紧旋钮分别与固定侧夹爪和调节侧夹爪的首端活动连接，用于锁紧固定超声相控阵探头；所述横梁与安装支座固定连接，所述安装支座通过安装销与夹持装置连接体固定连接。

进一步地，所述锁紧旋钮分别与固定侧夹爪和调节侧夹爪的首端螺纹连接，通过分别向内旋动锁紧旋钮以锁紧固定超声相控阵探头；所述横梁通过螺栓与安装支座固定连接。

在上述超声相控阵焊缝检测扫查器中，所述视觉装置包括支撑座、调节杆、工业光源夹持架、工业光源、工业相机夹持架和工业相机；所述调节杆通过支撑座垂直固定安装在主梁箱体的上表面，所述工业光源夹持架和工业相机夹持架由下至上依次安装在调节杆上且均能沿调节杆上下移动，当工业光源夹持架和工业相机夹持架在调节杆上移动至所需位置时，分别通过相应的锁紧螺母对其进行固定；所述工业光源、工业相机分别安装在工业光源夹持架、工业相机夹持架上，且所述工业光源和工业相机的中心位于同一竖直线上。

在上述超声相控阵焊缝检测扫查器中，所述控制与检测系统包括上位机监控系统、相控阵控制系统、视觉控制系统和运动控制系统；所述相控阵控制系统采集编码器和超声相控阵探头的数据，然后将数据信息传送至上位机监控系统；所述视觉控制系统采集视觉装置拍摄的焊缝图像数据，通过图像处理后求得超声相控阵探头前沿与焊缝之间的实时距离，并将实时距离数据信息传送给上位机监控系统；所述上位机监控系统根据实时距离数据信息向运动控制系统接发送相应的运动控制指令，所述运动控制系统接收运动控制指令后，通过电机驱动器实时控制垂直调节步进电机和水平调节步进电机的工作状态，以保证超声相控阵探头的前沿与焊缝之间的距离不变。

上述超声相控阵焊缝检测扫查器的工作方法，包括以下步骤：

步骤1：进行探伤作业时，通过安装架将所述超声相控阵焊缝检测扫查器与自动化行走装置固定连接，将工业相机与视觉控制系统连接，将超声相控阵探头、编码器分别与相控阵控制系统连接，将视觉控制系统、相控阵控制系统、运动控制系统、自动化行走装置分别与上位机监控系统连接；

步骤2：在上位机监控系统中输入焊缝与超声相控阵探头前沿的距离设定值，将自动化行走装置和超声相控阵焊缝检测扫查器放置于被测体表面；

步骤3：使用调节旋钮调节固定侧夹爪和调节侧夹爪之间的距离，然后将超声相控阵探头放置在固定侧夹爪和调节侧夹爪之间，再调整两侧的锁紧旋钮以夹紧固定超声相控阵探头；

步骤4：通过上位机监控系统控制垂直调节装置使夹持装置连接体向下移动，直至使超声相控阵探头与被测体表面紧密结合；

步骤5：通过上位机监控系统控制自动化行走装置运行，从而驱动超声相控阵焊缝检测扫查器沿焊缝运动；运动过程中，相控阵控制系统采集编码器和超声相控阵探头的数据，然后将数据信息传送至上位机监控系统；同时，视觉控制系统采集视觉装置拍摄的焊缝图像数据，通过图像处理后求出超声相控阵探头前沿与焊缝之间的实时距离，将此实时距离数据信息传送给上位机监控系统；

步骤6：上位机监控系统根据距离设定值与实时距离的差值，发送移动指令给电机驱动器使其驱动水平调节步进电机，对超声相控阵探头的水平位置进行调节，从而保证超声相控阵探头前沿与焊缝之间的距离不变；

步骤7：当焊缝探测结束时，上位机监控系统发送移动指令给电机驱动器使其驱动垂直调节步进电机，将夹持装置抬起，从而减少探头表面和被测体表面的摩擦。

与现有技术相比，本发明的超声相控阵焊缝检测扫查器通过水平调节装置、垂直调节装置、夹持装置、视觉装置以及控制与检测系统实现了超声相控阵探头位置的实时自动调整，使得在焊缝检测过程中超声相控阵探头的前沿与焊缝之间的距离始终保持不变，且无需手动调节超声相控阵探头的位置，显著提高了焊缝缺陷检测的准确性和效率性，大大降低了检测人员的劳动强度；另外，本发明的超声相控阵焊缝检测扫查器进一步实现了焊缝检测自动化，提高了危险环境下的焊缝检测的安全性。

附图说明

图1是本发明超声相控阵焊缝检测扫查器的正面示意图；

图2是本发明超声相控阵焊缝检测扫查器的背面示意图；

图3是本发明中主梁箱体的前安装板示意图；

图4是本发明中主梁箱体的后安装板示意图；

图5是本发明中行走装置的右侧行走装置示意图；

图6是本发明中行走装置的左侧行走装置示意图；

图7是本发明中水平调节装置示意图；

图8是本发明中垂直调节装置示意图；

图9是本发明中夹持装置示意图；

图10是本发明中视觉装置示意图；

图11是本发明中安装架示意图；

图12是本发明中控制与检测系统示意图；

其中：

1-主梁箱体，2-行走装置，3-水平调节装置，4-垂直调节装置，5-夹持装置，6-视觉装置，7-安装架，11-前安装板，111-右侧轮架安装孔，112-电机架安装孔，113-后安装板连接孔，114-固定侧支撑座安装孔，115-左侧轮架安装孔，116-支持侧支撑座安装孔，12-后安装板，121-右侧轮架安装孔，122-前安装板安装孔，123-电机驱动器，124-走线孔，125-导轨，126-电源变送器，127-左侧轮架安装孔，21-右侧轮架，22-右侧磁轮，23-右侧把手，24-左侧轮架，25-左侧把手，26-编码器，27-左侧磁轮，31-支持侧支撑座，32-螺母座，33-丝杠螺母，34-水平丝杠，35-固定侧支撑座，36-水平联轴器，37-电机架，38-水平调节步进电机，41-堵块，42-垂直调节步进电机，43-盖板，44-垂直丝杠，45-安装座，46-光杠，47-夹持装置连接体，51-横梁，52-固定侧夹爪，53-调节侧夹爪，54-安装支座，55-安装销，56-锁紧旋钮，57-调节旋钮，61-支撑座，62-调节杆，63-工业光源夹持架，64-工业光源，65-工业相机夹持架，66-工业相机，71-后安装座，711-后端孔，72-前支撑架，721-矩形安装孔。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至12所示，本发明的一种超声相控阵焊缝检测扫查器，包括主梁箱体1、行走装置2、水平调节装置3、垂直调节装置4、夹持装置5、视觉装置6、安装架7以及控制与检测系统；所述行走装置2安装在主梁箱体1两侧，且所述行走装置2上设置有编码器26；所述水平调节装置3安装在主梁箱体1前端面，所述垂直调节装置4安装在水平调节装置3的输出端，所述夹持装置5与垂直调节装置4的输出端连接，用于固定超声相控阵探头；所述视觉装置6安装在主梁箱体1的上表面，用于获取焊缝的图像；所述安装架7固定安装在主梁箱体1的后端面，用于将所述超声相控阵焊缝检测扫查器与其他自动化行走装置连接；所述控制与检测系统用于采集编码器26、超声相控阵探头的数据和视觉装置6的焊缝图像数据，处理后得到超声相控阵探头前沿与焊缝之间的实时距离，根据处理结果实时控制水平调节装置3、垂直调节装置4的工作状态，以保证超声相控阵探头前沿与焊缝之间的距离不变。

如图3和4所示，所述主梁箱体1包括前安装板11和后安装板12；所述前安装板11上开设有右侧轮架安装孔111、电机架安装孔112、后安装板连接孔113、固定侧支撑座安装孔114、左侧轮架安装孔115和支持侧支撑座安装孔116；所述后安装板12为箱体结构，在所述后安装板12上开设有右侧轮架安装孔121、前安装板安装孔122和左侧轮架安装孔127，在后安装板12的箱体内部开设有走线孔124和导轨125，在导轨125上安装有电机驱动器123和电源变送器126，所述电机驱动器123用于驱动水平调节装置3和垂直调节装置4的步进电机，所述电源变送器126的电源线通过走线孔124引出主梁箱体1，通过所述前安装板安装孔122和所述后安装板连接孔113之间的螺钉能够将所述前安装板11和后安装板12连接成一体，所述水平调节装置3固定安装在前安装板11上，所述安装架7固定安装在主梁箱体的后安装板12上。

如图11所示，所述安装架7包括后安装座71和前支撑架72，所述后安装座71上开设有后端孔711，可通过螺栓与其他自动化行走装置连接；所述前支撑架72上开设有矩形安装孔721，可通过螺栓与主梁箱体1连接。

如图5和6所示，所述行走装置2包括分别固定安装在主梁箱体两侧的右侧行走装置和左侧行走装置，所述右侧行走装置包括与主梁箱体1一侧固定连接的右侧轮架21、2个对称安装在右侧轮架21底部的右侧磁轮22和安装在右侧轮架21顶部的右侧把手23，所述左侧行走装置包括与主梁箱体1另一侧固定连接的左侧轮架24、安装在左侧轮架24顶部的左侧把手25、安装在左侧轮架24底部的编码器26和4个对称安装在左侧轮架24底部的左侧磁轮27，其中所述编码器26的底部最低点与左侧磁轮27的底部最低点位于同一水平面上；所述右侧轮架21通过右侧轮架安装孔111、121固定在主梁箱体1上，所述左侧轮架24通过左侧轮架安装孔115和127固定在主梁箱体1上。

如图7所示，所述水平调节装置3包括支持侧支撑座31、螺母座32、丝杠螺母33、水平丝杠34、固定侧支撑座35、水平联轴器36、电机架37和水平调节步进电机38；所述水平丝杆34水平固定安装在支持侧支撑座31和固定侧支撑座35之间，所述螺母座32与丝杠螺母33固定连接且共同套装在水平丝杠34上，所述丝杠螺母33与水平丝杠34形成螺栓螺母副；所述水平调节步进电机38固定安装在电机架37上，所述电机架37通过电机架安装孔112安装到主梁箱体1的前安装板11上，所述水平调节步进电机38通过水平联轴器36与水平丝杠34连接，所述固定侧支撑座35通过固定侧支撑座安装孔114与主梁箱体1的前安装板11连接，所述支持侧支撑座31通过支持侧支撑座安装孔116与主梁箱体1的前安装板11连接，所述垂直调节装置4固定安装在水平调节装置3的丝杠螺母座32上，所述水平调节步进电机38受电机驱动器123的驱动进行旋转，带动螺母座32水平移动，从而带动垂直调节装置4水平移动。

如图8所示，所述垂直调节装置4包括堵块41、垂直调节步进电机42、盖板43、垂直丝杠44、安装座45、光杠46和夹持装置连接体47；所述垂直丝杠44竖直安装在安装座45上，所述垂直调节步进电机42固定安装在安装座45的顶端，所述垂直调节步进电机42通过垂直联轴器与垂直丝杠44连接，所述盖板43用于密封；所述光杠46竖直安装在安装座45上且位于垂直丝杠44与安装座45之间，所述光杠46一端与安装座45固定，另一端通过堵块41固定；所述安装座45后部设置有用于与水平调节装置3的螺母座32固定连接的连接板；所述夹持装置连接体47同时活动套装在垂直丝杠44和光杠46上，且所述夹持装置连接体47与垂直丝杠44形成螺栓螺母副，所述夹持装置连接体47的形状为双耳型，所述夹持装置连接体47用于将夹持装置5安装到垂直调节装置4上；所述垂直调节步进电机42受电机驱动器123的驱动进行旋转，带动夹持装置连接体47上下移动，从而带动夹持装置5以及其上的超声相控阵探头上下移动。

如图9所示，所述夹持装置5包括横梁51、固定侧夹爪52、调节侧夹爪53、安装支座54、安装销55、调节旋钮56和锁紧旋钮57；所述固定侧夹爪52的尾端与横梁51的一端通过螺栓垂直固定连接，所述调节侧夹爪53的尾端与横梁51的另一端活动连接，所述调节旋钮56设置在调节侧夹爪53的尾端，用于调节侧夹爪53在横梁51上移动到所需位置时对调节侧夹爪53进行固定，从而用于调节固定侧夹爪52和调节侧夹爪53之间的距离，以满足不同探头的尺寸需求；所述锁紧旋钮57分别垂直设置在固定侧夹爪52和调节侧夹爪53的首端，且所述锁紧旋钮57的延伸线位于同一直线上，所述锁紧旋钮57分别与固定侧夹爪52和调节侧夹爪53的首端螺纹连接，通过分别向内旋动锁紧旋钮57以锁紧固定超声相控阵探头；所述横梁51与安装支座54通过螺栓固定连接，所述安装支座54通过安装销55与夹持装置连接体47固定连接。

如图10所示，所述视觉装置6包括支撑座61、调节杆62、工业光源夹持架63、工业光源64、工业相机夹持架65和工业相机66，所述调节杆62通过支撑座61垂直固定安装在主梁箱体1的上表面，所述工业光源夹持架63和工业相机夹持架65由下至上依次安装在调节杆62上且均能沿调节杆62上下移动，当工业光源夹持架63和工业相机夹持架65在调节杆62上移动至所需位置时，分别通过相应的锁紧螺母对其进行固定；所述工业光源64、工业相机66分别安装在工业光源夹持架63、工业相机夹持架65上，且所述工业光源64和工业相机66的中心位于同一竖直线上。

如图12所示，所述控制与检测系统包括上位机监控系统、相控阵控制系统、视觉控制系统和运动控制系统；所述相控阵控制系统采集编码器和超声相控阵探头的数据，然后将数据信息传送至上位机监控系统；所述视觉控制系统采集视觉装置拍摄的焊缝图像数据，通过图像处理后求得超声相控阵探头前沿与焊缝之间的实时距离，并将实时距离数据信息传送给上位机监控系统；所述上位机监控系统根据实时距离数据信息向运动控制系统接发送相应的运动控制指令，所述运动控制系统接收运动控制指令后，通过电机驱动器实时控制垂直调节步进电机和水平调节步进电机的工作状态，以保证超声相控阵探头的前沿与焊缝之间的距离不变。

本发明超声相控阵焊缝检测扫查器的工作方法，包括以下步骤：

步骤1：进行探伤作业时，通过安装架将所述超声相控阵焊缝检测扫查器与自动化行走装置固定连接，将工业相机与视觉控制系统连接，将超声相控阵探头、编码器分别与相控阵控制系统连接，将视觉控制系统、相控阵控制系统、运动控制系统、自动化行走装置分别与上位机监控系统连接；

步骤2：在上位机监控系统中输入焊缝与超声相控阵探头前沿的距离设定值，将自动化行走装置和超声相控阵焊缝检测扫查器放置于被测体表面；

步骤3：使用调节旋钮调节固定侧夹爪和调节侧夹爪之间的距离，然后将超声相控阵探头放置在固定侧夹爪和调节侧夹爪之间，再调整两侧的锁紧旋钮以夹紧固定超声相控阵探头；

步骤4：通过上位机监控系统控制垂直调节装置使夹持装置连接体向下移动，直至使超声相控阵探头与被测体表面紧密结合；

步骤5：通过上位机监控系统控制自动化行走装置运行，从而驱动超声相控阵焊缝检测扫查器沿焊缝运动；运动过程中，相控阵控制系统采集编码器和超声相控阵探头的数据，然后将数据信息传送至上位机监控系统；同时，视觉控制系统采集视觉装置拍摄的焊缝图像数据，通过图像处理后求出超声相控阵探头前沿与焊缝之间的实时距离，将此实时距离数据信息传送给上位机监控系统；

步骤6：上位机监控系统根据距离设定值与实时距离的差值，发送移动指令给电机驱动器使其驱动水平调节步进电机，对超声相控阵探头的水平位置进行调节，从而保证超声相控阵探头前沿与焊缝之间的距离不变；

步骤7：当焊缝探测结束时，上位机监控系统发送移动指令给电机驱动器使其驱动垂直调节步进电机，将夹持装置抬起，从而减少探头表面和被测体表面的摩擦。

本发明的超声相控阵焊缝检测扫查器通过水平调节装置、垂直调节装置、夹持装置、视觉装置以及控制与检测系统实现了超声相控阵探头位置的实时自动调整，使得在焊缝检测过程中超声相控阵探头的前沿与焊缝之间的距离始终保持不变，且无需手动调节超声相控阵探头的位置，显著提高了焊缝缺陷检测的准确性和效率性，大大降低了检测人员的劳动强度；另外，本发明的超声相控阵焊缝检测扫查器进一步实现了焊缝检测自动化，提高了危险环境下的焊缝检测的安全性。

本发明公开和提出的方法，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变条件路线等环节实现，尽管本发明的方法和制备技术已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和技术路线进行改动或重新组合，来实现最终的制备技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。

Claims (10)

1.一种超声相控阵焊缝检测扫查器，其特征在于：包括主梁箱体、行走装置、水平调节装置、垂直调节装置、夹持装置、视觉装置、安装架以及控制与检测系统；所述行走装置安装在主梁箱体两侧，且所述行走装置上设置有编码器；所述水平调节装置安装在主梁箱体前端面，所述垂直调节装置安装在水平调节装置的输出端，所述夹持装置与垂直调节装置的输出端连接，用于固定超声相控阵探头；所述视觉装置安装在主梁箱体的上表面，用于获取焊缝的图像；所述安装架固定安装在主梁箱体的后端面，用于将所述超声相控阵焊缝检测扫查器与其他自动化行走装置连接；所述控制与检测系统用于采集编码器、超声相控阵探头的数据和视觉装置的焊缝图像数据，处理后得到超声相控阵探头前沿与焊缝之间的实时距离，根据处理结果实时控制水平调节装置、垂直调节装置的工作状态，以保证超声相控阵探头前沿与焊缝之间的距离不变。

2.根据权利要求1所述的超声相控阵焊缝检测扫查器，其特征在于：所述主梁箱体包括固定连接的前安装板和后安装板，所述后安装板为箱体结构，所述后安装板的箱体内部安装有电机驱动器和电源变送器，所述水平调节装置固定安装在前安装板上，所述安装架固定安装在主梁箱体的后安装板上。

3.根据权利要求2所述的超声相控阵焊缝检测扫查器，其特征在于：所述行走装置包括分别固定安装在主梁箱体两侧的右侧行走装置和左侧行走装置，所述右侧行走装置包括与主梁箱体一侧固定连接的右侧轮架、对称安装在右侧轮架底部的右侧磁轮，所述左侧行走装置包括与主梁箱体另一侧固定连接的左侧轮架、对称安装在左侧轮架底部的左侧磁轮、安装在左侧轮架底部的编码器，所述右侧磁轮、左侧磁轮的个数均为偶数，所述编码器的底部最低点与左侧磁轮的底部最低点位于同一水平面上。

4.根据权利要求3所述的超声相控阵焊缝检测扫查器，其特征在于：所述右侧行走装置还包括安装在右侧轮架顶部的右侧把手，所述左侧行走装置还包括安装在左侧轮架顶部的左侧把手；所述右侧磁轮为2个，所述左侧磁轮为4个。

5.根据权利要求3所述的超声相控阵焊缝检测扫查器，其特征在于：所述水平调节装置包括支持侧支撑座、螺母座、丝杠螺母、水平丝杠、固定侧支撑座、水平联轴器、电机架和水平调节步进电机；所述水平丝杆水平固定安装在支持侧支撑座和固定侧支撑座之间，所述螺母座与丝杠螺母固定连接且共同套装在水平丝杠上，所述丝杠螺母与水平丝杠形成螺栓螺母副；所述水平调节步进电机固定安装在电机架上，且所述水平调节步进电机通过水平联轴器与水平丝杠连接；所述支持侧支撑座、固定侧支撑座、电机架均固定安装在主梁箱体的前安装板上，所述垂直调节装置固定安装在水平调节装置的螺母座上；所述水平调节步进电机受电机驱动器的驱动进行旋转，带动螺母座水平移动，从而带动垂直调节装置水平移动。

6.根据权利要求5所述的超声相控阵焊缝检测扫查器，其特征在于：所述垂直调节装置包括安装座、垂直丝杠、垂直调节步进电机、光杠和夹持装置连接体；所述垂直丝杠竖直安装在安装座上，所述垂直调节步进电机固定安装在安装座的顶端，所述垂直调节步进电机通过垂直联轴器与所述垂直丝杠连接，所述光杠竖直安装在安装座上且位于垂直丝杠与安装座之间；所述安装座后部设置有用于与水平调节装置的螺母座固定连接的连接板；所述夹持装置连接体同时活动套装在垂直丝杠和光杠上，且所述夹持装置连接体与垂直丝杠形成螺栓螺母副，所述夹持装置连接体用于将夹持装置安装到垂直调节装置上；所述垂直调节步进电机受电机驱动器的驱动进行旋转，带动夹持装置连接体上下移动，从而带动夹持装置以及其上的超声相控阵探头上下移动。

7.根据权利要求6所述的超声相控阵焊缝检测扫查器，其特征在于：所述夹持装置包括横梁、固定侧夹爪、调节侧夹爪、安装支座、安装销、调节旋钮和锁紧旋钮；所述固定侧夹爪的尾端与横梁的一端垂直固定连接，所述调节侧夹爪的尾端与横梁的另一端活动连接；所述调节旋钮设置在调节侧夹爪的尾端，用于调节侧夹爪在横梁上移动到所需位置时对调节侧夹爪进行固定，从而用于调节固定侧夹爪和调节侧夹爪之间的距离以满足不同探头的尺寸需求；所述锁紧旋钮分别垂直设置在固定侧夹爪和调节侧夹爪的首端，且所述锁紧旋钮的延伸线位于同一直线上，所述锁紧旋钮分别与固定侧夹爪和调节侧夹爪的首端活动连接，用于锁紧固定超声相控阵探头；所述横梁与安装支座固定连接，所述安装支座通过安装销与夹持装置连接体固定连接。

8.根据权利要求7所述的超声相控阵焊缝检测扫查器，其特征在于：所述视觉装置包括支撑座、调节杆、工业光源夹持架、工业光源、工业相机夹持架和工业相机；所述调节杆通过支撑座垂直固定安装在主梁箱体的上表面，所述工业光源夹持架和工业相机夹持架由下至上依次安装在调节杆上且均能沿调节杆上下移动，当工业光源夹持架和工业相机夹持架在调节杆上移动至所需位置时，分别通过相应的锁紧螺母对其进行固定；所述工业光源、工业相机分别安装在工业光源夹持架、工业相机夹持架上，且所述工业光源和工业相机的中心位于同一竖直线上。

9.根据权利要求8所述的超声相控阵焊缝检测扫查器，其特征在于：所述控制与检测系统包括上位机监控系统、相控阵控制系统、视觉控制系统和运动控制系统；所述相控阵控制系统采集编码器和超声相控阵探头的数据，然后将数据信息传送至上位机监控系统；所述视觉控制系统采集视觉装置拍摄的焊缝图像数据，通过图像处理后求得超声相控阵探头前沿与焊缝之间的实时距离，并将实时距离数据信息传送给上位机监控系统；所述上位机监控系统根据实时距离数据信息向运动控制系统接发送相应的运动控制指令，所述运动控制系统接收运动控制指令后，通过电机驱动器实时控制垂直调节步进电机和水平调节步进电机的工作状态，以保证超声相控阵探头的前沿与焊缝之间的距离不变。

10.权利要求9所述的超声相控阵焊缝检测扫查器的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：进行探伤作业时，通过安装架将所述超声相控阵焊缝检测扫查器与自动化行走装置固定连接，将工业相机与视觉控制系统连接，将超声相控阵探头、编码器分别与相控阵控制系统连接，将视觉控制系统、相控阵控制系统、运动控制系统、自动化行走装置分别与上位机监控系统连接；

步骤2：在上位机监控系统中输入焊缝与超声相控阵探头前沿的距离设定值，将自动化行走装置和超声相控阵焊缝检测扫查器放置于被测体表面；

步骤3：使用调节旋钮调节固定侧夹爪和调节侧夹爪之间的距离，然后将超声相控阵探头放置在固定侧夹爪和调节侧夹爪之间，再调整两侧的锁紧旋钮以夹紧固定超声相控阵探头；

步骤4：通过上位机监控系统控制垂直调节装置使夹持装置连接体向下移动，直至使超声相控阵探头与被测体表面紧密结合；

步骤5：通过上位机监控系统控制自动化行走装置运行，从而驱动超声相控阵焊缝检测扫查器沿焊缝运动；运动过程中，相控阵控制系统采集编码器和超声相控阵探头的数据，然后将数据信息传送至上位机监控系统；同时，视觉控制系统采集视觉装置拍摄的焊缝图像数据，通过图像处理后求出超声相控阵探头前沿与焊缝之间的实时距离，将此实时距离数据信息传送给上位机监控系统；

步骤6：上位机监控系统根据距离设定值与实时距离的差值，发送移动指令给电机驱动器使其驱动水平调节步进电机，对超声相控阵探头的水平位置进行调节，从而保证超声相控阵探头前沿与焊缝之间的距离不变；

步骤7：当焊缝探测结束时，上位机监控系统发送移动指令给电机驱动器使其驱动垂直调节步进电机，将夹持装置抬起，从而减少探头表面和被测体表面的摩擦。

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