多功能超声波水浸检测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种多功能超声波水浸检测系统，包括底座和水槽，所述水槽固定安装在所述底座上，所述水槽内设有以下任意两种或全部三种工装：（1）用于安装回转体工件的转台；（2）用于安装棒轴类工件的横滚架；（3）用于安装平板及曲面工件的工件摆放平台；所述工件摆放平台包括钢制框架结构的平台主体和所述平台主体上面设置的若干尼龙条，各所述尼龙条的上表面共面；所述横滚架包括水平平行间隔设置的多根滚轴，其中包括主动滚轴和从动滚轴，所述主动滚轴的一端通过带传动装置与横滚架的电机连接。本实用新型集成了对应各种类型工件的工装在同一水槽中，使得该系统无需更换或改动任何装置便可实现对所有形状的工件进行超声波评估。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种超声波水浸无损检测系统，通过计算机控制装载超声波探头 的机械臂对待评估工件进行逐点扫描成像，从而最终实现对该工件内部情况的无损评估。 多功能超声波水浸检测系统
【背景技术】
[0002] 超声波无损检测技术作为无损检测行业四大传统检测手段被广泛应用于冶金、航 空航天、船舶等领域。多功能超声水浸检测系统利用超声波成像技术可对工件内部的状态 进行评估。
[0003] 现有的多功能超声波检测系统只能够检测某一种外形(如平板、圆盘或棒材）的待 评估工件，相应的用于安装不同类型的工件的工装设置在对应的水槽中，在使用过程中需 要针对工件的具体形状来选择不同的水槽并进行更换，由于水槽重量较大，并且更换涉及 到软件及电气线路的更换，过程较为复杂。 实用新型内容
[0004] 为了克服现有技术下的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种多功能超声波 水浸检测系统，集成对应各种类型工件的工装在同一水槽中，使得该系统无需更换或改动 任何装置便可实现对所有形状的工件进行超声波评估。
[0005] 本实用新型的技术方案是：
[0006] -种多功能超声波水浸检测系统，包括底座和水槽，所述水槽固定安装在所述底 座上，所述水槽内设有以下任意两种或多于两种的工装：（1)用于安装回转体工件的转台； (2)用于安装棒轴类工件的横滚架；（3)用于安装平板及曲面工件的工件摆放平台。
[0007] 所述工件摆放平台优选包括钢制框架结构的平台主体和所述平台主体上面设置 的若干尼龙条，各所述尼龙条的上表面共面。
[0008] 所述工件摆放平台的四周或底部可设有多个支腿，相应地，所述水槽的内壁或内 侧底面上可设有对应的平台安装支座，所述工件摆放平台固定安装于所述平台安装支座 上。
[0009] 所述横滚架可以包括水平平行间隔设置的多根滚轴，其中包括主动滚轴和从动滚 轴，所述主动滚轴的一端通过带传动装置与横滚架的电机连接。
[0010] 所述转台的下方可以通过传动机构与电机连接，所述转台可采用三爪或大于三爪 的夹紧结构，所述夹紧结构的驱动控制方式可以为手动或自动驱动控制方式。
[0011] 对于前述任意一种所述的多功能超声波水浸检测系统，所述水槽内可以设有循环 水管和排水管，所述循环水管的进水口可设置在所述水槽的底部，所述循环水管的出水口 优选设置在所述水槽的上方，所述循环水管设有水泵及可拆卸的过滤装置，所述排水管设 置在所述水槽的底部，所述循环水管和排水管分别设有各自的阀门，所述循环水管的阀门 可安装在所述过滤装置和所述循环水管的进水口之间。
[0012] 所述底座的左右两端可以分别安装有左、右坚直支架，所述左、右坚直支架上分别 设有前后方向延伸的左、右水平支架，所述左、右水平支架之间安装有可前后水平方向移动 的横梁，所述横梁的左右两端分别与所述左、右水平支架活动连接，所述横梁上可设有可左 右方向水平移动的立柱，所述立柱上可安装可上下方向移动的立杆，所述立杆的下端设有 超声检测探头，所述水槽位于所述左、右坚直支架之间。
[0013] 所述超声检测探头优选采用具有三个旋转自由度的连接结构与所述立杆的下端 连接。
[0014] 进一步地，所述横梁上可以设有用于所述立柱导向的直线导轨，所述立柱上可以 设有与所述横梁上的直线导轨配合的滑块或滑槽，所述立柱与所述立柱的驱动电机优选通 过滚珠丝杠传动连接；所述横梁的一端可以设有滑块或滑槽，另一端可以设有用于支撑所 述横梁运动的滚轮，与所述横梁上设有滑块或滑槽的一端对应的所述左/右水平支架上设 有与所述横梁上的滑块或滑槽配合的直线导轨，与所述横梁上设有滚轮的一端对应的所述 右/左水平支架上设有与所述滚轮配合的导向槽，所述横梁与所述横梁的驱动电机优选通 过滚珠丝杠传动连接；所述立柱上可设有用于所述立杆导向的直线导轨或滑套，在所述立 杆上可以设有与所述立柱上的直线导轨配合的滑块或滑槽，或者所述立杆可以穿过所述滑 套并与所述滑套内壁间隙配合，所述立杆与所述立杆的驱动电机优选通过蜗轮蜗杆传动连 接。
[0015] 所述多功能超声波水浸检测系统还可以包括超声检测仪、工控机、控制器和驱动 器，所述超声检测仪的控制信号输入端连接所述工控机的控制信号输出端，所述超声检测 仪的控制信号输出端连接所述超声检测探头的控制信号输入端，所述超声检测探头的检测 信号输出端可以连接所述超声检测仪的检测信号输入端，所述超声检测仪的检测信号输出 端连接所述工控机的检测信号输入端，所述工控机的控制信号输出端连接所述控制器的控 制信号输入端，所述控制器的控制信号输出端连接所述驱动器的控制信号输入端，所述驱 动器的控制信号输出端连接所述各驱动电机，或连接所述各驱动电机和所述工装的各所述 电机，所述工控机内装载有用于系统控制、采集数据分析和生成、打印数据报告的软件。
[0016] 本实用新型的有益效果为：由于集成了各种外形工件的对应工装模块在同一水槽 中，无需更换水槽或改动任何装置，更无需改变电气控制的已有设计便可实现对所有形状 的工件的超声波评估，克服了现有技术下只是特别针对某种工件类型进行设计或是针对不 同工件需进行模块拆装的技术缺陷。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是本实用新型的一个实施例的结构示意图；
[0018] 图2是本实用新型的另一个实施例的结构示意图；
[0019] 图3是图1中的工件摆放平台俯视结构示意图。
【具体实施方式】
[0020] 参见图1、2,本实用新型提供了一种多功能超声波水浸检测系统，包括底座1，为 了保证所述扫查器的整体及运动的稳定性，所述底座需要有足够的刚度，可以采用碳钢制 成；所述底座的左右两端分别安装有左、右坚直支架2,所述左、右坚直支架上分别设有前 后方向延伸的左、右水平支架3,为了保证所述左右坚直支架的制成强度和稳定性，所述左 右坚直支架的数量可以分别为两个或多个，平行设置；所述左、右水平支架之间安装有可前 后水平方向移动的横梁4,所述横梁的左右两端分别与所述左、右水平支架活动连接，所述 横梁上可设有可左右方向水平移动的立柱5,所述立柱上可安装可上下方向移动的立杆6， 所述立杆的下端设有超声检测探头7,所述超声检测探头采用具有三个旋转自由度的连接 结构与所述立杆的下端连接，以实现所述超声检测探头的自由转动。
[0021] 由于所述的横梁和立柱在运行过程需要足够的运行稳定性和运行刚度且需要尽 量降低噪音，优选在所述横梁上设有用于所述立柱导向的直线导轨，所述立柱上可以设有 与所述横梁上的直线导轨配合的滑块或滑槽，所述立柱与所述立柱的驱动电机优选通过滚 珠丝杠传动连接；由于所述左、右水平支架之间具有一定距离，为了保证所述横梁运动时的 运行稳定性及运行刚度，在所述横梁的一端设有滑块或滑槽，另一端设有用于支撑所述横 梁运动的滚轮，与所述横梁上设有滑块或滑槽的一端对应的所述左/右水平支架上设有与 所述横梁上的滑块或滑槽配合的直线导轨，与所述横梁上设有滚轮的一端对应的所述右/ 左水平支架上设有与所述滚轮配合的导向槽，所述横梁与所述横梁的驱动电机优选通过滚 珠丝杠传动连接；用于所述立杆的运动方向为上下方向，在其运行过程中除了需要有足够 的稳定性和运行刚度以及尽量降低噪音意外，还需要克服电机断电时自身重力的影响，因 此在所述立柱上设有用于所述立杆导向的直线导轨或滑套，在所述立杆上设有与所述立柱 上的直线导轨配合的滑块或滑槽，或者使所述立杆穿过所述滑套并与所述滑套内壁间隙配 合，所述立杆与所述立杆的驱动电机优选通过蜗轮蜗杆传动连接。
[0022] 所述左、右坚直支架、所述左、右水平支架、所述横梁和所述底座构成了所述多功 能超声波水浸检测系统的基本的空间框架，该空间框架内设置有水槽，所述水槽具体固定 在所述左、右坚直支架之间的所述底座上，用于放置工件及承装水作为耦合剂。通过所述横 梁、立柱和立杆的自由移动可以将所述超声检测探头定位在上述空间框架所围成的立体空 间内的任意位置，同时配合所述超声检测探头的空间任意角度的转动和摆动，可以实现对 工件任意位置和方位的检测。
[0023] 按照工件的形状特点大体上可以把工件分为：回转体工件、棒轴类工件和平板类 工件和其他带有多曲面的不规则工件(简称为曲面工件)。为了实现对多种形状工件的超 声波评估，所述多功能超声波水浸检测系统的所述水槽内设有以下任意两种或全部三种工 装：（1)用于安装回转体工件的转台8 ;(2)用于安装棒轴类工件的横滚架9 ;(3)用于安装 平板及曲面工件的工件摆放平台10。优选在水槽中同时设有上述全部工装。
[0024] 所述工件摆放平台用于摆放平板类工件及曲面工件，如图3所示，包括钢制框架 结构的平台主体101和所述平台主体上面设置的若干尼龙条102,各所述尼龙条的上表面 共面。所述工件摆放平台的四周或底部可设有多个(如6个)支腿103,相应地，所述水槽的 内壁或内侧底面上可设有对应的平台安装支座，所述工件摆放平台固定安装于所述平台安 装支座上。
[0025] 所述横滚架用于摆放并旋转棒轴类工件，其包括水平平行间隔设置的多根滚轴， 其中包括主动滚轴和从动滚轴，所述主动滚轴的一端通过带传动装置与横滚架的电机连 接。工作时，棒轴类工件放置于主动滚轴和从动滚轴之间的空隙之上，电机通过带传动装置 带动主动滚轴旋转，主动滚轴带动工件旋转，从动滚轴在工件的带动下随工件旋转，二者间 不产生相对运动，避免划伤工件外表面。
[0026] 所述转台用于摆放回转体工件，如盘类工件或长径比较小的轴类工件。所述转台 的下方可以通过传动机构与电机连接，所述转台可采用三爪或大于三爪的夹紧结构，所述 夹紧结构的驱动控制方式可以为手动或自动驱动控制方式。采用三爪夹紧结构其对中性较 好，而薄壁工件更适于采用大于三爪的夹紧结构，可以有效减小装夹变形，但夹紧结构比三 爪夹紧结构复杂一些，如果采用手动夹紧方式，作业效率较三爪夹紧结构低一些。
[0027] 同一水槽中每一种工装可以设置有多个，且同一种工装可以设置成相同规格或不 同规格，也可以配备与水槽中安装的工装同种类不同规格的备用工装。例如，当待检曲面工 件尺寸较大致使水槽内原有工件摆放平台不够放置工件时，也可以将水槽内原有的部分或 全部工装取出，换上更大规格的工件摆放平台。为了便于检测时观察，所述水槽的侧壁特别 是前侧壁除必要的加强结构外优选采用透明有机玻璃制作。
[0028] 所述水槽内可以设有循环水管和排水管，所述循环水管的进水口可设置在所述水 槽的底部，所述循环水管的出水口优选设置在所述水槽的上方，所述循环水管设有水泵及 可拆卸的过滤装置，通过所述循环水管和水泵可以使所述水槽内的循环，同时通过所述过 滤装置将所述水槽内的杂物滤出，所述排水管设置在所述水槽的底部，所述循环水管和排 水管分别设有各自的阀门，所述循环水管的阀门可安装在所述过滤装置和所述循环水管的 进水口之间，以方便在所述循环水管上取下所述过滤装置时对所述循环水管截流。
[0029] 检测时，将工件放置于对应的工装上，将所述水槽内注满水后即可进行检测。
[0030] 所述多功能超声波水浸检测系统还可以包括超声检测仪、工控机、控制器和驱动 器，所述超声检测仪的控制信号输入端连接所述工控机的控制信号输出端，所述超声检测 仪的控制信号输出端连接所述超声检测探头的控制信号输入端，所述超声检测探头的检测 信号输出端可以连接所述超声检测仪的检测信号输入端，所述超声检测仪的检测信号输出 端连接所述工控机的检测信号输入端，所述工控机的控制信号输出端连接所述控制器的控 制信号输入端，所述控制器的控制信号输出端连接所述驱动器的控制信号输入端，所述驱 动器的控制信号输出端连接所述各驱动电机，或连接所述各驱动电机和所述工装的各所述 电机，所述工控机内装载有用于系统控制、采集数据分析和生成、打印数据报告的软件，方 便对系统的整体控制，所述工控机还可以配置有显示器。
[0031] 通过所述多功能超声波水浸检测系统对工件进行检测的过程是：按照工件形状选 择适宜的摆放装置，装夹好工件，通过仿形形成3D模型文件，再将该工件的3D模型文件导 入计算机的软件之中进行仿形路线的计算，完成轨迹计算后，设定好各参数便可执行超声 波检测。
[0032] 本实用新型所称的"上、下"、"左、右"和"前、后"仅仅是为说明组成本实用新型的 各部分间的相对位置关系，并不构成对本实用新型的各部分的绝对方位的限定。
【权利要求】
1. 一种多功能超声波水浸检测系统，包括底座和水槽，其特征在于所述水槽固定安装 在所述底座上，所述水槽内设有以下两种或多于两种工装：（1)用于安装回转体工件的转 台；（2)用于安装棒轴类工件的横滚架；（3)用于安装平板及曲面工件的工件摆放平台。
2. 如权利要求1所述的多功能超声波水浸检测系统，其特征在于所述工件摆放平台包 括钢制框架结构的平台主体和所述平台主体上面设置的若干尼龙条，各所述尼龙条的上表 面共面。
3. 如权利要求2所述的多功能超声波水浸检测系统，其特征在于所述工件摆放平台的 四周或底部设有多个支腿，相应地，所述水槽的内壁或内侧底面上设有对应的平台安装支 座，所述工件摆放平台固定安装于所述平台安装支座上。
4. 如权利要求1所述的多功能超声波水浸检测系统，其特征在于所述横滚架包括水平 平行间隔设置的多根滚轴，其中包括主动滚轴和从动滚轴，所述主动滚轴的一端通过带传 动装置与横滚架的电机连接。
5. 如权利要求1所述的多功能超声波水浸检测系统，其特征在于所述转台的下方通过 传动机构与电机连接，所述转台采用三爪或大于三爪的夹紧结构，所述夹紧结构的驱动控 制方式为手动或自动驱动控制方式。
6. 如权利要求1、2、3、4或5所述的多功能超声波水浸检测系统，其特征在于所述水槽 设有循环水管和排水管，所述循环水管的进水口设置在所述水槽的底部，所述循环水管的 出水口设置在所述水槽的上方，所述循环水管设有水泵及可拆卸的过滤装置，所述排水管 设置在所述水槽的底部，所述循环水管和排水管分别设有各自的阀门，所述循环水管的阀 门安装在所述过滤装置和所述循环水管的进水口之间。
7. 如权利要求6所述的多功能超声波水浸检测系统，其特征在于所述底座的左右两端 分别安装有左、右坚直支架，所述左、右坚直支架上分别设有前后方向延伸的左、右水平支 架，所述左、右水平支架之间安装有可前后水平方向移动的横梁，所述横梁的左右两端分别 与所述左、右水平支架活动连接，所述横梁上设有可左右方向水平移动的立柱，所述立柱上 安装有可上下方向移动的立杆，所述立杆的下端设有超声检测探头，所述水槽位于所述左、 右坚直支架之间。
8. 如权利要求7所述的多功能超声波水浸检测系统，其特征在于所述超声检测探头采 用具有三个旋转自由度的连接结构与所述立杆的下端连接。
9. 如权利要求8所述的多功能超声波水浸检测系统，其特征在于所述横梁上设有用于 所述立柱导向的直线导轨，所述立柱上设有与所述横梁上的直线导轨配合的滑块或滑槽， 所述立柱与所述立柱的驱动电机通过滚珠丝杠传动连接；所述横梁的一端设有滑块或滑 槽，另一端设有用于支撑所述横梁运动的滚轮，与所述横梁上设有滑块或滑槽的一端对应 的所述左/右水平支架上设有与所述横梁上的滑块或滑槽配合的直线导轨，与所述横梁上 设有滚轮的一端对应的所述右/左水平支架上设有与所述滚轮配合的导向槽，所述横梁与 所述横梁的驱动电机通过滚珠丝杠传动连接；所述立柱上设有用于所述立杆导向的直线导 轨或滑套，在所述立杆上设有与所述立柱上的直线导轨配合的滑块或滑槽，或者所述立杆 穿过所述滑套并与所述滑套内壁间隙配合，所述立杆与所述立杆的驱动电机通过蜗轮蜗杆 传动连接。
【文档编号】G01N29/04GK203849205SQ201320842321
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】张鹏, 李志军, 潘晨燕, 黄鑫 申请人:北京欧宁航宇检测技术有限公司