CN112067692A - 一种用于探伤机器人的超声波探头预紧和越障机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于探伤机器人的超声波探头预紧和越障机构，主要包括固定板、底部固定板、垂直导向座、滑动轴承、压簧、导向轴、滑动支架、超声波探头和V型固定座，顶部固定板和底部固定板分别通过螺栓和垂直导向座连接；直线轴承通过螺栓和滑动支架连接，且套在导向轴上；导向轴上下端分别嵌入到顶部固定板和底部固定板的安装孔中；压簧上端位于顶部固定板内侧圆槽中，下端顶住直线轴承的底座；超声波探头通过圆孔嵌入到V型固定块中；V型固定块通过两侧螺栓和滑动支架连接。底部固定板可以和探伤机器人连接。通过压簧压缩为探头提供压力；在遇到障碍情况下下，探头可以提升，减少探头卡住的风险。

Description

一种用于探伤机器人的超声波探头预紧和越障机构
技术领域
本发明属探伤机器人领域，具体来说，涉及一种用于探伤机器人的超声波探头预紧和越障机构。
背景技术
近年来，随着工业发展，特种设备使用数量急剧增长。在大型金属设备（如球罐、贮罐）结构中，焊缝结构是最薄弱的，极易出现缺陷从而带来极大的安全隐患，在焊接部件和结构中，裂缝会导致使用寿命和性能的损失，在进行检测为了确保使用的安全性，需要定期检查焊缝。常规检测需要搭设脚手架，周期长、人工费高昂，且人工检测对操作人员的专业水平要求较高，操作失误极易对人身造成危险。通过爬壁机器人可以有效代替人工测试，提升工作效率。
到目前为止，国内外已经研究了不同种类能够攀爬墙壁垂直表面的爬壁机器人。使用真空吸盘的机器人可以在几乎所有类型的墙壁上移动，只要表面条件平滑且其吸附力易于控制。然而，由于它总是必须通过真空泵或具有喷射器的压缩机产生真空，因此持续需要巨大的能量来维持稳定的壁吸附姿势，因此其实际使用的可行性相当有限。磁吸附也是另一种研究较多的吸附方式，分为永磁体吸附和电磁吸附。磁吸附较为可靠，但是其只能满足磁性壁面的爬壁，一般材料壁面还有许多特殊金属壁面如奥氏体不锈钢等也不能使用磁吸附。最近也提出使用弹性体进行吸附，但吸附力是有限的，并且还不太实用。
目前，爬壁机器人作为探伤机器人载体已经可以实现运行，但在超声波探伤领域，需要解决超声波探头的贴合问题、耦合剂问题和越障问题，一直没有很好的解决方式。
发明内容
为解决上述问题，本发明公开了用于探伤机器人的超声波探头预紧和越障机构，该机构提供四组探头，可以任意选择；通过压簧压缩为探头提供压力；在遇到障碍情况下下，探头可以提升，减少探头卡住的风险。
一种用于探伤机器人的超声波探头预紧和越障机构，该机构包括顶部固定板、通过垂直导向座连接的底部固定板、四组独立的子机构，每个子机构包括固定在顶部固定板和底部固定板之间的导向轴、安装在所述导向轴上的滑动轴承、与所述滑动轴承连接的滑动支架、与所述滑动支架连接的V型固定座、位于所述滑动轴承和顶部固定板之间的压簧、嵌入所述V型固定座的超声波探头，所述顶部固定板和垂直导向座上端通过螺栓连接，所述的底部固定板和垂直导向座下端通过螺栓连接，底部固定板可以通过螺栓和探伤机器人车体连接。
进一步，子机构中的导向轴上端固定在顶部固定板孔中，下端固定在底部固定板孔中，其中所述垂直导向座上包括两个平行设置且结构相同的第一垂直导向座和第二垂直导向座；其中所述导向轴与第一垂直导向座和第二垂直导向座均保持平行。
进一步，滑动轴承通过螺栓和滑动支架连接，且可以在导向轴上自由上下移动；压簧套接在导向轴上且上端固定在顶部固定板圆槽中，下端位于滑动轴承底座上。
进一步，V型固定座两侧倾斜角度为45度，且上端面设置有注水孔，为超声波探伤提供耦合剂；V型固定座通过两侧螺栓和滑动支架连接。
进一步，子机构两两对称安装，并可自由选择使用；运行状态下，V型固定座受压簧压力，紧贴工作面；遇到障碍时，V型固定座通过倾斜面受力上升，带动压簧收缩；越过障碍后，V型固定座受压簧压力恢复到正常位置。
有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
（1） 四个超声波探头的配合方式，可以自由选择任意两个使用或用作备用，同时V型固定座可以为超声波探伤提供耦合剂输入。
（2）通过滑动轴承和压簧的配合，在正常运行过程中，可以为探头提供压力，保证和待测工作面紧贴。
（3）在遇到障碍或焊缝时，探头受力可以提升，防止卡住；越过障碍后，压簧提供压力使得探头回到正常状态。
附图说明
图1为本发明三维结构示意图。
图2为本发明的前视图和右视图。
图3为本发明越障状态示意图。
图4为本发明配合探伤机器人工作示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图1和图2所示，本实施提供一种用于探伤机器人的超声波探头预紧和越障机构，该机构包括顶部固定板1、通过垂直导向座3连接的底部固定板2、四组独立的子机构，每个子机构包括固定在顶部固定板1和底部固定板2之间的导向轴9、安装在所述导向轴9上的滑动轴承5、与所述滑动轴承5连接的滑动支架4、与所述滑动支架4连接的V型固定座8、位于所述滑动轴承5和顶部固定板1之间的压簧6、嵌入所述V型固定座8的超声波探头7，所述的顶部固定板1和垂直导向座3上端通过螺栓连接，所述的底部固定板2和垂直导向座3下端通过螺栓连接，底部固定板2可以通过螺栓和探伤机器人车体连接。
其中子机构中的导向轴9上端固定在顶部固定板1孔中，下端固定在底部固定板2孔中，其中所述垂直导向座3上包括两个平行设置且结构相同的第一垂直导向座301和第二垂直导向座302；其中所述导向轴9与第一垂直导向座301和第二垂直导向座302均保持平行。
其中滑动轴承5通过螺栓和滑动支架4连接，且可以在导向轴9上自由上下移动；压簧6套接在导向轴9上且上端固定在顶部固定板1圆槽中，下端位于滑动轴承5底座上，且中间为导向轴9。
进一步，V型固定座8两侧倾斜角度为45度，且上端面设置有注水孔，为超声波探伤提供耦合剂；V型固定座8通过两侧螺栓和滑动支架4连接。
如图3所示，子机构两两对称安装，并可自由选择使用；运行状态下，V型固定座8受压簧6压力，紧贴工作面；越障时，V型固定座8通过倾斜面受力上升，带动压簧6收缩；越过障碍后，V型固定座8受压簧6压力恢复到正常位置。
如图4所示为上述机构配合探伤机器人工作，上述机构工作过程是：在正常运行过程中，探头紧贴待测工作表面；在遇到障碍或焊缝时，通过V型固定座倾角受力，探头沿导向轴向上滑动；越过障碍后，探头受压簧压力，沿导向轴向下滑动回到正常状态。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims (5)

1.一种用于探伤机器人的超声波探头预紧和越障机构，其特征在于，该机构包括顶部固定板（1）、通过垂直导向座（3）连接的底部固定板（2）、四组独立的子机构，每个子机构包括固定在顶部固定板（1）和底部固定板（2）之间的导向轴（9）、安装在所述导向轴（9）上的滑动轴承（5）、与所述滑动轴承（5）连接的滑动支架（4）、与所述滑动支架（4）连接的V型固定座（8）、位于所述滑动轴承（5）和顶部固定板（1）之间的压簧（6）、嵌入所述V型固定座（8）的超声波探头（7），所述的顶部固定板（1）和垂直导向座（3）上端通过螺栓连接，所述底部固定板（2）和垂直导向座（3）的下端通过螺栓连接，底部固定板（2）可以通过螺栓和探伤机器人车体连接。
2.根据权利要求1所述的用于探伤机器人的超声波探头预紧和越障机构，其特征在于，所述子机构中的导向轴（9）的上端固定在顶部固定板（1）的孔中，下端固定在底部固定板（2）的孔中；其中所述垂直导向座（3）上包括两个平行设置且结构相同的第一垂直导向座（301）和第二垂直导向座（302）；其中所述导向轴（9）与第一垂直导向座（301）和第二垂直导向座（302）均保持平行。
3.根据权利要求1所述的用于探伤机器人的超声波探头预紧和越障机构，其特征在于，所述滑动轴承（5）通过螺栓和滑动支架（4）连接，且可以在导向轴（9）上自由上下移动；压簧（6）套接在导向轴（9）上且其中上端固定在顶部固定板（1）圆槽中，下端位于滑动轴承（5）底座上。
4.根据权利要求1所述的用于探伤机器人的超声波探头预紧和越障机构，其特征在于，所述V型固定座（8）两侧倾斜角度为45度，且上端面设置有注水孔，为超声波探伤提供耦合剂；V型固定座（8）通过两侧螺栓和滑动支架（4）连接。
5.根据权利要求1所述的用于探伤机器人的超声波探头预紧和越障机构，其特征在于，所述子机构两两对称安装，并可自由选择使用；运行状态下，V型固定座（8）受压簧（6）压力，紧贴工作面；越障时，V型固定座（8）通过倾斜面受力上升，带动压簧（6）收缩；越过障碍后，V型固定座（8）受压簧（6）压力恢复到正常位置。
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