一种探伤机械结构的制作方法

本实用新型涉及探伤检测设备领域，应用于小口径、蛇形管屏、对接焊缝的检测，特别是一种探伤机械结构。

背景技术：

探伤设备的作用是探测金属材料或部件内部的裂纹或缺陷。其检查范围包括焊缝表面缺陷检查。检查焊缝表面裂纹、未焊透及焊漏等焊接质量；内腔检查。检查表面裂纹、起皮、拉线、划痕、凹坑、凸起、斑点、腐蚀等缺陷；状态检查。当某些产品(如蜗轮泵、发动机等)工作后，按技术要求规定的项目进行内窥检测；装配检查。当有要求和需要时，使用亚泰光电工业视频内窥镜对装配质量进行检查；装配或某一工序完成后，检查各零部组件装配位置是否符合图样或技术条件的要求；是否存在装配缺陷；多余物检查。检查产品内腔残余内屑，外来物等多余物。

如中国专利(公开号：CN103336056B)公开了一种龙门式钢管超声探伤机，包括控制系统，龙门架、探伤小车、旋转辊道装置、上料装置及下料装置，旋转辊道装置用于驱动待检钢管旋转，上料装置包括上料台架及单支翻料装置，单支翻料装置将待检钢管逐一装入拨料装置；下料装置包括下料台架及拨料装置，下料台架设有倾斜的台架片，拨料装置将待检钢管装入旋转辊道装置进行旋转检测，并将检测完成后钢管导入下料台架。本实用新型设置自动的上料装置及下料装置与其他部件协同动作，实现钢管的自动超声探伤检测，缩短检测过程的吊装准备及检测后将钢管吊离的时间，提高检测效率，减轻工人的劳动强度。

上述设备通过旋转被检测工件，以达成对钢管进行探伤，但此种设备如遇到需要对被检测工件侧面进行探伤，其无法实现探伤作业，即现有设备具有以下缺点：现有设备探伤范围小；现有设备不具备调焦功能，使得成像清晰度不理想等缺点。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供一种探伤机械结构，该机械结构可对工件焊口进行全角度探伤，特别是针对小口径、蛇形管屏、对接焊缝的检测。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种探伤机械结构，包括用于发出探伤射线的射线部总成、用于接收射线部发出探伤射线的接收部总成、用于支撑射线部总成的摆架总成、用于驱动摆架总成摆动的摆动驱动机构、以及支架总成，其中所述摆架总成铰接在支架总成上，摆动驱动机构的动力端连接在所述摆架总成的侧面，摆动驱动机构可驱动摆架总成摆动，并带动射线部总成侧向发出探伤射线。

作为优选的，所述一种探伤机械结构还包括固定架总成，所述接收部总成安装在固定架总成上，该固定架总成连接在摆架总成上，并在摆架总成摆动时联动固定架总成的位置随动，且接收部总成的射线接收面保持水平。

作为优选的，所述摆架总成和固定架总成通过齿轮机构、或齿形带轮机构、或链条机构可使得两个轴之间能够进行角度补偿的结构，实现固定架上的平板探测器始终保持平行于检测物。

作为优选的，所述支架总成包括支架立柱，该支架立柱上固定设置有第一齿轮；所述摆架总成包括摆架立柱，所述摆架立柱上设置有第二齿轮和第三齿轮，其中第三齿轮固定在摆架立柱上，第二齿轮通过轴承连接在摆架立柱上，并与固定架同轴摆动；所述第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮组成周转轮系，第一齿轮与第二齿轮齿数、模数相同。

作为优选的，所述摆动驱动机构的动力输出端连接在摆架立柱中段。

作为优选的，所述固定架总成与摆架总成的连接处位于摆动驱动机构与摆架总成连接处的下方。

作为优选的，所述摆架总成为龙门结构，该龙门结构包括具有滑轨的摆架上横梁，所述射线部总成架设在摆架上横梁的滑轨上，所述射线部总成由射线部水平驱动电机驱动，射线部水平驱动电机可驱动射线部总成沿滑轨自行移动；

所述接收部总成架设在固定架总成上，该固定架总成包括固定架导轨，所述接收部总成由接收部水平驱动电机驱动，接收部水平驱动电机可驱动接收部总成沿滑轨自行移动，且所述固定架导轨和所述摆架上横梁的滑轨相互平行。

作为优选的，所述射线部总成和/或接收部总成内置有伸缩机构，该伸缩机构驱动所述射线部总成的射线发射端和/或接收部总成的射线接收面垂向位移。

作为优选的，所述摆架总成的侧面设有限位组件，该限位组件的两限位端与所述支架总成配合使用，该限位组件用于限制摆架总成的极限摆动角度。

作为优选的，所述摆架总成位于极限摆动位置时，所述射线部总成发出的探伤射线与竖直面之间的夹角为30°。

使用本实用新型的有益效果是：

本机械结构可以针对大型的，或含有复杂缺陷的检测物进行探伤，结构合理，稳固，检测效率高。

本机械结构通过摆架总成可侧向发射探伤射线，可侧向检测焊缝缺陷。在射线部总成摆动后，为将接收部总成的接受面能够接受到探伤射线，通过和摆架总成联动的固定架总成，使得射线部总成和接收部总成位置匹配。

本机械结构在总体上看通过控制射线部总成在X向、Y向移动，以及通过摆架总成控制射线部总成在X向上的摆动、通过摆动转轴部控制射线部总成在Y向上的转动，以实现对工件顶面、四周侧面等多个角度、多个维度的探伤。另外通过接收部总成和射线部总成的内置伸缩装置，调整探伤对焦效果。本装置可对工件进行多角度、多维度的探伤，同时可保障探伤对焦准确，探伤效果清晰。

本结构特别是适合针对小口径、蛇形管屏、对接焊缝的检测，如果管屏放置的不正的情况，可以旋转接收部总成调正。

附图说明

图1为本实用新型一种探伤机械结构整体结构示意图。

图2为本实用新型一种探伤机械结构检测室结构示意图。

图3为本实用新型一种探伤机械结构检测总成示意图。

图4为本实用新型一种探伤机械结构齿轮传动齿轮机构示意图。

图5为本实用新型一种探伤机械结构支架总成结构示意图。

图6为本实用新型一种探伤机械结构固定架总成结构示意图。

图7为本实用新型一种探伤机械结构摆架总成结构示意图。

图8为本实用新型一种探伤机械结构接收部总成结构示意图。

图9为本实用新型一种探伤机械结构射线部总成另一角度的结构示意图。

图10为本实用新型一种探伤机械结构射线部总成的结构示意图。

图11为本实用新型一种探伤机械结构摆架总成X向摆动效果示意图。

图12为本实用新型一种探伤机械结构射线源Y向旋转效果示意图。

图13为图12中B部局部放大图。

图14为射线部总成摆动后探伤效果示意图。

图15为射线部总成摆动后、旋转后、摆动加旋转后的探伤效果示意图。

附图标记包括：

100-工件输出轨道，200-防护耳房，300-检测室，310-检测室主体，320- 进料口，330-侧滑门，340-换气管道，400-支架总成，410-支架底座，420- 支架立柱，430-支架导轨，440-选择摆角电机，450-支架驱动齿条，460- 支架驱动电机，470-支架从动齿轮，500-固定架总成，510-固定架导轨， 520-固定架立柱，530-固定架连接柱，600-摆架总成，610-摆架下横梁， 620-摆架立柱，630-摆架上横梁，640-摆架连接柱，650-限位组件，660- 摆动齿轮组，700-接收部总成，710-下载台，720-上载台，730-转动齿轮组，740-射线接收组件，750-光栅载台升降驱动装置，760-光栅载台升降齿条，770-光栅载台升降导向柱，780-光栅载台升降导套，790-下安装板，791-光栅载台平移滑块，792-光栅载台平移驱动齿轮，800-射线部总成， 810-射线部载台，821-射线部水平滑块，822-射线部水平驱动电机，823- 射线部水平驱动齿轮，831-射线部垂向驱动电机，832-射线部垂向齿条， 833-射线部垂向导杆，840-射线发生器，850-射线光栅组件，860-射线源旋转组件，861-摆动驱动齿轮，862-摆动转轴部，863-摆动从动齿轮， 870-电缆，880-电缆支架；G1-第一齿轮，G2-第二齿轮，G3-第三齿轮。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的典型实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。

如图1-图15所示，一种探伤机械结构，包括用于发出探伤射线的射线部总成800、用于接收射线部发出探伤射线的接收部总成700、用于支撑射线部总成800的摆架总成600、用于驱动摆架总成600摆动的摆动驱动机构、以及支架总成400，其中摆架总成600铰接在支架总成400上，摆动驱动机构的动力端连接在摆架总成600的侧面，摆动驱动机构可驱动摆架总成600 摆动，并带动射线部总成800侧向发出探伤射线。

一种探伤机械结构还包括固定架总成500，接收部总成700安装在固定架总成500上，该固定架总成500连接在摆架总成600上，并在摆架总成600 摆动时联动固定架总成500的位置随动，且接收部总成700的射线接收面保持水平。

摆架总成600和固定架总成500通过齿轮机构联动，该齿轮作为角度补偿机构。

支架总成400包括支架立柱420，该支架立柱420上固定设置有第一齿轮G1；摆架总成600包括摆架立柱620，摆架立柱620上设置有第二齿轮 G2和第三齿轮G3，其中第三齿轮G3固定在摆架立柱620上，第二齿轮G2 通过轴承连接在摆架立柱620上，第一齿轮G1和第三齿轮G3通过第二齿轮 G2传动。

在本实施例中，支架从动齿轮470即为第一齿轮G1，摆动齿轮组660 即为第二齿轮G2和第三齿轮G3。

摆动驱动机构的动力输出端连接在摆架立柱620中段。

固定架总成500与摆架总成600的连接处位于摆动驱动机构与摆架总成600连接处的下方。

摆架总成600为龙门结构，该龙门结构包括具有滑轨的摆架上横梁630，射线部总成800架设在摆架上横梁630的滑轨上，射线部总成800内置有射线部水平驱动电机822，射线部水平驱动电机822可驱动射线部总成800沿滑轨自行移动；

接收部总成700架设在固定架总成500上，该固定架总成500包括固定架导轨510，接收部总成700由接收部水平驱动电机驱动，接收部水平驱动电机可驱动接收部总成700沿滑轨自行移动，且固定架导轨510和摆架上横梁630的滑轨相互平行。

射线部总成800和/或接收部总成700内置有伸缩机构，该伸缩机构驱动射线部总成800的射线发射端和/或接收部总成700的射线接收面垂向位移。

摆架总成600的侧面设有限位组件650，该限位组件650的两限位端与支架总成400配合使用，该限位组件650用于限制摆架总成600的极限摆动角度。

摆架总成600的极限摆动位置时，射线部总成800发出的探伤射线与竖直面之间的夹角为30°-45°。

本机械结构通过摆架总成600可侧向发射探伤射线，可侧向检测焊缝缺陷。在射线部总成800摆动后，为将接收部总成700的接受面能够接受到探伤射线，通过和摆架总成600联动的固定架总成500，使得射线部总成800 和接收部总成700位置匹配。

图14为射线部总成800摆动后探伤效果示意图。图15为射线部总成800 摆动后、旋转后、摆动加旋转后的组合探伤效果示意图。

如下详细描述本机械结构的总体结构和配合使用结构。

本实施了提供一种一种探伤机械结构，包括用于发出探伤射线的射线部总成800、用于接收射线部总成800发出探伤射线的接收部总成700、以及摆架总成600，其中射线部总成800设置在摆架总成600上，该摆架组件可带动射线部总成800在X方向上偏移，使得射线部总成800的射线发射端X方向上斜向朝向待检测工件，且接收部总成700的射线接收端与射线部总成800 的射线发射端始终相对。

射线部总成800内置有射线源旋转组件860，该射线源旋转组件860可带动射线部总成800的射线发射端在Y方向上偏移，使得射线部总成800的射线发射端Y方向上斜向朝向待检测工件，且在平面内X方向与Y方向相互垂直。

摆架总成600还包括沿着Y方向设置的摆架上横梁630，该摆架上横梁 630内置滑轨，射线部总成800可移动的设置在摆架上横梁630的滑轨上，使得射线部总成800可沿摆架上横梁630的滑轨在Y方向移动。

一种探伤机械结构还包括沿X方向设置的支架导轨430，摆架总成600 可移动的设置在支架导轨430上并可带动射线部总成800沿X方向移动。

摆架总成600内置有限位组件650，该限位组件650用于限制摆架总成 600的极限摆动角度。

一种探伤机械结构还包括固定架总成500，该固定架总成500内置有沿 Y方向设置的固定架导轨510，接收部总成700可滑动固定架导轨510上。

接收部总成700包括载台、转动齿轮组730、射线接收组件740和光栅载台转动驱动机构，射线接收组件740可转动的设置在载台上，光栅载台转动驱动机构的动力端通过转动齿轮组730连接射线接收组件740，并可带动射线接收组件740绕Z轴转动。

接收部总成700的射线接收端可垂向伸缩，射线部总成800的射线发射端可沿着射线部总成800的安装基部伸缩，使得控制接收部总成700的射线接收端和射线部总成800的射线发射端的间距调整，以控制探伤对焦。

接收部总成700包括接收部载台、射线接收组件740、光栅载台升降齿条760和光栅载台升降驱动机构，该光栅载台升降齿条760垂直的固定在接收部载台上，光栅载台升降驱动机构的动力端与光栅载台升降齿条760齿啮合，并带动射线接收组件740垂向升降。

射线部总成800包括射线部载台810、射线部垂向驱动电机831、射线部垂向齿条832和射线发生器840，射线部垂向驱动电机831固定在射线部载台810上，射线部垂向齿条832下端连接射线发生器840，射线部垂向驱动电机831的动力端与射线部垂向齿条832齿啮合，以驱动射线发生器840沿着射线部载台810为基准垂向移动。

本机械结构在总体上看通过控制射线部总成800在X向、Y向移动，以及通过摆架总成600控制射线部总成800在X向上的摆动、通过摆动转轴部 862控制射线部总成800在Y向上的转动，以实现对工件顶面、四周侧面多个角度、多个维度的探伤。另外通过接收部总成700和射线部总成800的内置伸缩装置，调整探伤对焦效果。本装置可对工件进行多角度、多维度的探伤，同时可保障探伤对焦准确，探伤效果清晰。

具体的，如图1所示，本装置具有工件输出轨道100，该工件输出轨道 100可将待检测的工件在X方向上将工件运输进入到前端的防护耳房200、检测室300和后端的防护耳房200。如图2所示，本装置中检测室300包括检测室主体310，检测室主体310为立方体状的房屋结构，检测室主体310 正面开设进料口320，对应的进料口320所在壁的背面设置有出料口，进料口320和出料口正相对，工件输出轨道100贯穿的设置在进料口320和出料口，使得待检测的工件通过工件输出轨道100进入到检测室300内。

在检测室主体310的侧面设置有侧滑门330，工作人员可通过开启侧滑门330的方式检测维修内部机构。在检测室主体310的顶面设有换气管道 340，该换气管道340与检测室主体310的内部连通，检测室主体310内部的热量通过换气管道340可快速排出。作为优选的，在换气管道340内部或者换气管道340的开口端部附近设置主动排风部件，可主动的驱动检测室主体 310内的空气通过换气管道340排出测试室。

本机械结构中的支架总成400、固定架总成500、摆架总成600、接收部总成700和射线部总成800均设置在检测室300内。

如图5所示，本实施例中，支架总成400包括支架底座410、支架立柱 420、支架导轨430、选择摆角电机440、支架驱动齿条450、支架驱动电机 460和支架从动齿轮470，其中支架底座410为水平设置的网格状框架，支架底座410左右两侧分别设置有支架导轨430，对应的在支架底座410上设置滑块，使得支架底座410可沿着支架导轨430在X方向上滑动，支架底座410 主体在Y方向上延伸。在支架底座410中部的位置设有支架驱动齿条450，对应的在支架底座410的中间位置设置支架驱动电机460，支架驱动电机460 的动力端安装有齿轮，该齿轮和支架驱动齿条450齿啮合，使得支架底座410 可在X方向上平移，在支架底座410两端设置竖直向上延伸的支架立柱420，两个支架立柱420的顶端分别设置选择摆角电机440和支架从动齿轮470，其中选择摆角电机440可驱动摆架总成600摆动，支架从动齿轮470作为摆架总成600的从动连接件。

在其他实施例中，支架导轨430可以替换成其他导向结构，例如导向柱装置，支架驱动齿条450和支架驱动电机460配合总成可以替换成电缸、气缸、齿轮传动组件等类似动力装置。

如图6所示，固定架总成500包括固定架导轨510、固定架立柱520、固定架连接柱530，其中固定架导轨510沿Y方向延伸，固定架导轨510的两端部分别设置向上延伸的固定架立柱520，在每一立柱的外侧设置固定架连接柱530，固定架连接柱530的外环面设置轴承。

如图7所示，摆架总成600包括摆架下横梁610、两个摆架立柱620、摆架上横梁630、摆架连接柱640、限位组件650和摆动齿轮组660，其中摆架下横梁610的两端与与摆架立柱620的下端连接，摆架立柱620的上端与摆架上横梁630的两端连接，使得摆架上横梁630、摆架下横梁610和两个摆架立柱620组成龙门结构，在两个摆架立柱620的外侧面设置摆架连接柱 640，摆架连接柱640垂直于摆架连接柱640的外侧面，在一个摆架立柱620 的外侧面设置限位组件650，在另一个摆架立柱620的外侧面设置摆动齿轮组660。

其中限位组件650包括弧形的板状主体，在板状主体的两端分别设置限位头，以限制摆动龙门结构的摆动极限角度，后叙将详细描述其工作原理。

如图3所示，将支架总成400摆放在平面上后，通过摆架连接柱640插装到支架从动齿轮470内部中空位置，支架从动齿轮470内部中空位置内置轴承，使得摆架总成600可以支架总成400为底座在X方向上摆动。

可以看到选择摆角电机440设置在靠近摆架立柱620靠近中间的位置，使得选择摆角电机440输出较小的扭力，即可驱动龙门结构转动。摆动齿轮组660和支架从动齿轮470配合。

在龙门结构转动过程中，限位组件650两端的限位头分别位于一个支架立柱420之间，在龙门结构转动到极限位置是，一个限位头抵接在支架立柱 420侧面，通过两个限位头和支架立柱420的相对位置，限制龙门结构的极限转动角度。

在其他实施例中，固定架总成500通过两端的固定架连接柱530连接在摆架立柱620上，其中固定架连接柱530上的轴承外环固定在摆架立柱620 上，如图3所示，在龙门结构摆动到移动角度时，固定架总成500根据自身的重力向下垂，使得固定架立柱520始终保持垂直的状态，固定架导轨510 的导轨面也始终保持在朝上的位置。

如图8所示，接收部总成700包括下载台710、上载台720、转动齿轮组 730、射线接收组件740、光栅载台升降驱动装置750、光栅载台升降齿条760、光栅载台升降导向柱770、光栅载台升降导套780、下安装板790、光栅载台平移滑块791和光栅载台平移驱动齿轮792。

其中，下载台710和上载台720相对平行，在上载台720的顶面设有转动齿轮组730，光栅载台升降驱动装置750设置在下载台710和上载台720 之间，下载台710的地面设置光栅载台平移滑块791和光栅载台平移驱动齿轮792。

上载台720和下载台710之间设置驱动的射线接收组件740转动的动力装置，该动力装置的转动端与转动齿轮组730对接，使得驱动的射线接收组件740转动的动力装置通过转动齿轮组730变速，进而驱动射线接收组件740 在水平方向上旋转。

结合图9所示，在上载台720的底面的四个边角处分别设置光栅载台升降导向柱770，在下载台710垂向对应的位置设置光栅载台升降导套780，通过光栅载台升降导套780和光栅载台升降导向柱770配合，限制上载台720 和下载台710只能单方向移动，不能旋转和偏移。光栅载台升降齿条760垂直的固定在接收部载台上，光栅载台升降驱动机构的动力端与光栅载台升降齿条760齿啮合，并带动射线接收组件740垂向升降。

下安装板790主体向下延伸，在下安装板790的侧面和下载台710的底面均设置有光栅载台平移滑块791，光栅载台平移滑块791安装在固定架导轨510上，在连接方向上控制接收部总成700的移动方向，避免接收部总成 700在固定架导轨510上移动时产生偏转和晃动。

在固定架导轨510的侧面设有齿条，该齿条和光栅载台平移驱动齿轮792 吃啮合，光栅载台平移驱动齿轮792和光栅平移驱动电机的动力端对接，即可驱动接收部总成700在Y方向上移动。

如图9所示，射线部总成800包括射线部载台810、射线部水平滑块821、射线部水平驱动电机822、射线部水平驱动齿轮823、射线部垂向驱动电机 831、射线部垂向齿条832、射线部垂向导杆833、射线发生器840、射线光栅组件850、射线源旋转组件860、摆动驱动齿轮861、摆动从动齿轮863、摆动转轴部862、电缆870和电缆支架880。

具体的，射线部载台810上设有射线部水平驱动电机822、射线部水平滑块821和射线部垂向驱动电机831。射线部总成800安装在摆架上横梁630，摆架上横梁630上设置有导轨和齿条，其中齿条和射线部水平驱动齿轮823 齿啮合。射线部水平驱动电机822驱动射线部水平驱动齿轮823转动，使得射线部水平滑块821可在摆架上横梁630的导轨上滑动。

射线部垂向驱动电机831的动力端通过齿轮和射线部垂向齿条832对接，其中射线部垂向齿条832竖直设置，射线部垂向齿条832和射线部垂向驱动电机831的动力端的齿轮齿啮合，射线部垂向齿条832的下端连接在射线发生器840的顶面，在射线部垂向驱动电机831转动时，驱动射线发生器840 上下移动。

为了保证射线发生器840垂向移动位置精确，在射线部载台810的边角处设置与射线部垂向导杆833的射线部垂向导套，在射线发生器840的顶面设置与射线部垂向导套配合使用的射线部垂向导杆833，使得射线发生器840 的伸缩过程中不会偏移。

可以看到，射线发生器840右侧为射线光栅组件850，射线发生器840 的左侧连接有对射线发生器840提供电能的电缆870，射线部总成800的最顶部设置电缆支架880，电缆870通过电缆支架880支撑，避免电缆870对射线部总成800其他组件形成影响。

如图11所示，在摆架总成600摆动时，其摆动的效果可参考A2、A3 位置。再次过程中，接收部总成700可以根据固定架总成500产生小范围的移动，但固定架总成500的射线接收面始终朝上。

如图12所示，射线发生器840发射射线还可以在Y向偏移。另外通过图11所示，射线部总成800和接收部总成700相互成为一组，在一个龙门结构内可以有多组射线部总成800和接收部总成700。

如图13所示，射线光栅组件850尾部设有转轴组件，在转轴组件的外环面套装有摆动从动齿轮863，摆动驱动电机的动力端连接摆动驱动齿轮861，摆动驱动齿轮861和摆动从动齿轮863齿啮合。在摆动驱动电机的带动下，摆动驱动齿轮861带动摆动从动齿轮863转动，进而带动射线光栅组件850 旋转。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本实用新型的构思，均属于本实用新型的保护范围。