CN203479254U - 六自由度超声成像装置的角度极限检测机构 - Google Patents

Abstract

一种六自由度超声成像装置的角度极限检测机构，包括支撑座、可与探头同步转动的转盘，所述转盘可转动的安装在支撑座上，其特征在于：所述角度极限检测机构还包括角度检测电路板和两个磁铁，所述角度检测电路板固定在支撑座上，角度检测电路板顶面设有两个霍尔传感器，所述两个磁铁分别安装在转盘底面，并且两个磁铁与两个霍尔传感器一一对应；所述霍尔传感器输出磁极检测信号，所述角度检测电路板还包括运算电路，运算电路将磁极检测信号转换成数字信号，控制模块接收数字信号、处理后发出驱动控制信号。本实用新型能够避免探头与其它部件碰撞，其结构比较简单、成本低、易于实现。

Description

六自由度超声成像装置的角度极限检测机构

技术领域

本实用新型涉及一种探头的定位机构，更具体地说涉及一种能够检测探头转动的角度是否达到极限位置的六自由度超声成像装置的角度极限检测机构。 

背景技术

棒材和平板类零部件的无损检测、质量检查，通常采用超声成像装置进行检测较为方便。超声成像装置通常包括框架、工件支撑机构、超声探伤机构，所述工件支撑机构、超声探伤机构分别安装在框架上。所述超声探伤机构包括探头和探头定位机构，探头安装在探头定位机构上。 

检测前，先将工件放置到工件支撑机构上，然后调节好探头的位置和角度，再通过探头进行检测，比如水浸聚焦常规脉冲反射式探伤。 

现有的超声成像装置，虽然能够对探头的位置进行手动调节，但是手动定位机构调节探头的位置不够精确，探头角度的调节也比较麻烦。操作人员在检测过程中或更换工件后都需要手动对探头进行调整，工作效率较低。 

为此，申请人对现有超声成像装置进行了改进，将探头的手动定位机构改进为机动微调机构，使探头角度的调节更加精确与方便。其方法是采用电机驱动机构使探头做A轴与B轴方向的转动。但是，B轴转角过大会扭断探头线或导致探头与其它部件发生碰撞，而且探头及B轴的部分机构需要浸泡在水中工作，因此需要一种极限位置检测的机构对B轴功能加以完善，而目前的接近开关、对射开关、编码器等检测元件存在定位精度不高、或是体积较大、或是难以防水等问题，很难应用到上述机动微调机构上。 

发明内容    

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术难以限制机动微调机构的转动角度、探头容易与其它部件发生碰撞的不足之处，提供一种六自由度超声成像装置的角度极限检测机构，这种六自由度超声成像装置的角度极限检测机构能够检测探头的转动是否到达角度极限位置。采用的技术方案如下：

一种六自由度超声成像装置的角度极限检测机构，包括支撑座、可与探头同步转动的转盘，所述转盘可转动的安装在支撑座上，其特征在于：所述角度极限检测机构还包括角度检测电路板和两个磁铁，所述角度检测电路板固定在支撑座上，角度检测电路板上设有两个霍尔传感器，所述转盘与角度检测电路板相对的端面开有两个孔，所述两个磁铁分别位于所述两个孔内（所述两个磁铁与两个霍尔传感器决定了转盘正反转极限角度的大小，转动角度范围通常为0-345°），所述霍尔传感器输出磁极检测信号，所述角度检测电路板还包括运算电路，所述运算电路将磁极检测信号转换为数字信号，控制模块接收数字信号，处理后发出驱动控制信号（即停止输出与该磁铁对应的转动方向的驱动信号）。当转盘带着磁铁转动至与之对应的霍尔传感器的感应范围内时，霍尔传感器感应到足够强的磁场，则输出足够强的磁极检测信号，运算电路将磁极检测信号转换为数字信号，送至控制模块，控制模块就能识别转盘转动到达了极限位置，立刻停止输出该方向（顺时针或逆时针）的驱动信号，电机驱动器停止该转向的电机驱动信号，则探头转动到达该方向的角度极限位置。

较优的方案，所述各磁铁转动轨迹所在的圆柱面分别穿过与该磁铁对应的霍尔传感器的中心。 

较优的方案，所述霍尔传感器为线性霍尔传感器。 

较优的方案，所述角度检测电路板表面涂覆有环氧树脂层，所述环氧树脂层起到防水的作用。当检测电路需置于水下工作时，所述环氧树脂层的环氧树脂能够对角度检测电路板起保护作用。 

本实用新型对照现有技术的有益效果是，体积小、精度高、容易实现防水，并且结构比较简单、成本低、易于实现。 

附图说明   

图1是本实用新型优选实施例的结构示意图；

图2是图1所示优选实施例的控制原理方框图。

具体实施方式  

下面接合图1、2举一实施例加以说明。

实施例1 

如图1、2所示，本优选实施例中的六自由度超声成像装置的角度极限检测机构，包括支撑座1、可与功能部件（探头）同步转动的转盘2、角度检测电路板3和两个磁铁4。

所述转盘2属于机械单元的零件，转盘2可转动的安装在支撑座1上，所述角度检测电路板3安装在支撑座1上，所述角度检测电路板3上表面设有与转盘2顺时针转动极限角度、逆时针转动极限角度对应的两个霍尔传感器5，分别定义为第一霍尔传感器、第二霍尔传感器，所述转盘2的底面开有两个磁铁安装孔6（图中只能看见1个，并且为了便于观察，将该磁铁安装孔6剖开），所述两个磁铁安装孔6安装有两个磁铁4，分别定义为第一磁铁、第二磁铁。所述两个磁铁4转动轨迹所在的圆柱面穿过两个霍尔传感器5的中心，并且两个磁铁4与两个霍尔传感器5一一对应。 

当第一磁铁靠近第一霍尔传感器或者第二磁铁靠近第二霍尔传感器时，对应的霍尔传感器5就会感应到磁极检测信号。所述角度检测电路板3还包括运算电路，运算电路可将磁极检测信号转换成数字信号，控制模块接收、处理数字信号，并控制电机驱动器驱动电机运转，电机带动机械单元运动。当机械单元的转盘2带着第一磁铁转动接近第一霍尔传感器时，第一霍尔传感器感应到足够强的磁极检测信号，经过角度检测电路板3的运算电路的运算处理，将磁极信号转换为数字信号，角度检测电路板3输出顺时针转动极限到位的数字信号，控制模块读取数字信号就能得知转盘2转动至顺时针方向的角度极限位置，则控制模块立刻停止输出电机驱动器的正转控制信号，转盘2到达顺时针方向的角度极限位置，控制模块只能输出反转控制信号，这就实现了转盘2顺时针转动极限角度的检测和运动控制。转盘2逆时针转动极限角度的检测和运动控制的过程与此类似。 

所述角度检测电路板3表面涂覆有环氧树脂。所述环氧树脂的起到防水的作用。当检测电路需置于水下工作时，环氧树脂能够对角度检测电路板3起保护作用。 

所述霍尔传感器5采用线性霍尔传感器，磁铁4选用表磁为6000高斯的磁铁，磁铁4磁极表面与霍尔传感器5表面距离2mm以内，则机构的重复定位精度可达到0.015mm（0.1°）。 

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型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，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。 

Claims (4)

1.一种六自由度超声成像装置的角度极限检测机构，包括支撑座、可与探头同步转动的转盘，所述转盘可转动的安装在支撑座上，其特征在于：所述角度极限检测机构还包括角度检测电路板和两个磁铁，所述角度检测电路板固定在支撑座上，角度检测电路板上设有两个霍尔传感器，所述转盘与角度检测电路板相对的端面开有两个孔，所述两个磁铁分别位于所述两个孔内，所述霍尔传感器输出磁极检测信号，所述角度检测电路板还包括运算电路，所述运算电路将磁极检测信号转换为数字信号，控制模块接收数字信号，处理后发出驱动控制信号。

2.如权利要求1所述的六自由度超声成像装置的角度极限检测机构，其特征在于：所述各磁铁转动轨迹所在的圆柱面分别穿过与该磁铁对应的霍尔传感器的中心。

3.如权利要求1所述的六自由度超声成像装置的角度极限检测机构，其特征在于：所述霍尔传感器为线性霍尔传感器。

4.如权利要求1所述的六自由度超声成像装置的角度极限检测机构，其特征在于：所述角度检测电路板表面涂覆有环氧树脂层。

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