超声波探伤仪的制作方法

本实用新型涉及管道防腐层探伤设备领域，特别涉及一种超声波探伤仪。

背景技术：

在金属试件及零件无损检测中，超声波探伤技术是一种重要手段。超声波在被检测材料中传播时，材料的声学特性和内部组织的变化对超声波的传播产生一定的影响，通过对超声波受影响程度和状况的探测从而了解材料性能和结构变化的技术称为超声检测，例如公告号为CN103543203A的中国专利中公开了一种自动超声波探伤仪，该探伤仪包括导轨部分、卡具部分和探头部分，导轨部分包括导轨外壳与滑块，卡具部分包括主动卡头与从动卡头，探头部分包括探头与探头升降架；探头部分安装在导轨部分中的滑块的顶端面上为螺栓连接，探头部分的上端从导轨部分中的导轨外壳的罩盖上的长方形通孔中伸出，卡具部分中的主动卡头与从动卡头安装在导轨部分的导轨外壳两端，探头部分中的探头的水平顶端面与主动卡头和从动卡头的回转中心连线共面，该探伤仪克服了现有超声波探伤仪难以实现探伤的三维化和自动化的问题。

在实际应用中，面对竖直不可拆卸的管道时，管道无法安装到回转装置上，该超声波探伤仪无法对管道进行探测。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种超声波探伤仪，具有可使探头自动绕着管道表面进行探测的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种超声波探伤仪，包括探头，还包括上杆，所述上杆上固定连接有托架，所述托架包括半托块，所述半托块一端与另一半托块铰接，所述半托块另一端上设有锁定件，所述探头与托架滑动连接，所述上杆上设有驱动探头绕着管道进行圆周运动的驱动机构。

通过这样设置，托架可实现开合，当托架套合到竖直不可拆卸管道上时，探头可在驱动机构的驱动下沿着托架进行圆周运动，探头可实现自动绕着管道表面进行探测。

本实用新型进一步设置：所述上杆上设有与上杆滑动连接的夹持机构，所述夹持机构包括与上杆滑动连接的上内杆和与上内杆铰接且对称设置的上夹头，所述上夹头与上杆铰接，所述上内杆上设有与上内杆固定连接的上活动板，所述上内杆上设有使上夹头处于闭合状态的上弹簧，所述上弹簧两端分别与上杆和上活动板固定连接。

通过这样的设置，上杆可通过上夹头对于管道的夹持作用进行固定，使用者可以按压上内杆调整上夹头的开合调整上杆与管道的相对位置，从而改变探头的探测位置。

本实用新型进一步设置：所述上杆上设有与上杆滑动连接的下杆，所述下杆上设有与下杆滑动连接的下内杆，所述下内杆上设有与下内杆铰接且对称设置的下夹头，所述下夹头与下杆铰接，所述下杆上设有弹扣，所述上杆沿竖向间隔设有与弹扣配合的上弹孔和下弹孔，所述上杆上设有与上杆滑动连接的上环形块和下环形块，所述上环形块位于上弹孔上方，所述下环形块处于下弹孔上方，所述上环形块上设有使下夹头打开时上环形块下降并挤压弹扣的第一联动机构，所述下环形块上设有使上夹头打开时下环形块下降并挤压弹扣的第二联动机构。

通过这样的设置，在第一联动机构的作用下，当按压下内杆使下夹头打开时上环形块向下运动挤压弹扣使弹扣弹出上弹孔，下杆在重力作用下向下运动直至弹扣弹入下弹孔，在第二联动机构的作用下，当按压上内杆使上夹头打开时下环形块向下运动挤压弹扣使弹扣弹出下弹孔，上杆在重力作用下向下运动直至弹扣弹入上弹孔。

本实用新型进一步设置：所述第一联动机构包括第一连杆，所述第一连杆与上环形块固定连接，所述第一连杆固定连接有第一竖齿条，所述第一竖齿条上设有与第一竖齿条啮合的下齿轮，所述下齿轮上设有与下齿轮啮合的第一横齿条，所述第一横齿条与下内杆固定连接。

通过这样的设置，当按压下内杆时，第一竖齿条在齿轮齿条传动作用下向下运动，第一竖齿条带动上环形块向下运动挤压弹扣。

本实用新型进一步设置：所述第二联动机构包括第二连杆，所述第二连杆与下环形块固定连接，所述第二连杆固定连接有第二竖齿条，所述第二竖齿条上设有与第二竖齿条啮合的上齿轮，所述上齿轮上设有与上齿轮啮合的第二横齿条，所述第二横齿条与上活动板固定连接。

通过这样的设置，当按压上活动板时，第二竖齿条在齿轮齿条传动作用下向下运动，第二竖齿条带动下环形块向下运动挤压弹扣。

本实用新型进一步设置：所述托架上设有与托架升降连接的第一楔形块和第二楔形块，所述探头绕着管道做圆周运动时挤压第一楔形块和第二楔形块向下运动，所述第一楔形块与第一连杆固定连接，第二楔形块与第二连杆固定连接，所述第一楔形块和第二楔形块固定连接有使第一楔形块和第二楔形块处于上升状态的复位弹簧，所述复位弹簧与托架固定连接。

通过这样的设置，探头在驱动机构驱动下转动的过程中会交替挤压第一楔形块和第二楔形块，当第一楔形块受到探头挤压向下运动时，第一连杆向下运动并带动下内杆朝下夹头方向运动，下夹头打开同时第一连杆带动下杆向下运动，当第二楔形块受到探头挤压向下运动时，第二连杆向下运动并带动上内杆朝上夹头方向运动，上夹头打开同时第二连杆带动上杆向下运动。

本实用新型进一步设置：所述上夹头固定连接有具有弹性的延伸块，所述延伸块上设有与延伸块固定连接的直杆，所述直杆与托架固定连接。

通过这样的设置，当使用者按压上活动板使上夹头打开时，上夹头带动托架一同打开。

本实用新型进一步设置：所述驱动机构包括电机，所述电机与上杆固定连接，所述托架上设有与托架滑动连接的转块，所述转块包括半转块，所述转块与探头固定连接，所述转块上设有齿，所述电机输出轴上设有与转块啮合的主动轮。

通过这样的设置，电机驱动主动轮使转块在啮合作用下带动探头做圆周运动，此时探头能够自动绕着管道探测。

本实用新型进一步设置：所述上弹孔和下弹孔的距离不小于探头竖向宽度。

通过这样的设置，在每次探头随着上杆下落的过程中，探头下落距离不小于探头竖向探测的宽度，则在探测过程中不会出现探头对已探测区域的重复探测。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：当电机启动时，电机驱动主动轮转动使转块在啮合作用下带动探头进行圆周运动，此时探头可自动绕着管道表面进行探测。

附图说明

图1是本实施例的整体结构图；

图2 是本实施例中伸缩机构的结构图；

图3是本实施例中探测机构的结构图；

图4是本实施例中传动机构的结构图；

图5是本实施例的侧视图。

附图标记：1、伸缩机构；2、探测机构；3、夹持机构；4、上杆；5、下杆；6、弹扣；7、上弹孔；8、下弹孔；9、上夹具；10、下夹具；11、上夹头；12、上内杆；13、上固定杆；14、上弹簧；15、上活动板；16、下夹头；17、下内杆；18、下固定杆；19、下弹簧；20、下活动板；21、探头；22、转动机构；23、托架；24、电机；25、转块；26、半转块；27、托板；28、主动轮；29、齿；30、半托块；31、螺钉；32、螺栓；33、延伸块；34、直杆；35、凸块；36、滑槽；37、第一楔形块；38、第二楔形块；39、凹槽；40、第一细杆；41、第二细杆；42、复位弹簧；43、第一连杆；44、第一竖齿条；45、下固定块；46、下齿轮；47、第一横齿条；48、上环形块；49、第二连杆；50、第二竖齿条；51、上固定块；52、上齿轮；53、第二横齿条；54、下环形块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

一种超声波探伤仪，如图1和图2所示，包括伸缩机构1、探测机构2和夹持机构3，伸缩机构包括上杆4和下杆5，下杆5上设有弹扣6，上杆4上设有供弹扣6固定的上弹孔7和下弹孔8，上杆4和下杆5通过弹扣6与上弹孔7和下弹孔8的配合进行固定，当按压弹扣6使弹扣6弹出上弹孔7和下弹孔8时，上杆4和下杆5和发生相对滑动；当上杆4固定时，按压弹扣6使弹扣6弹出上弹孔7，则下杆5在重力作用下向下运动直至弹扣6弹入下弹孔8进行固定，当下杆5固定时，按压弹扣6使弹扣6弹入下弹孔8，则上杆4在重力作用下向下运动直至弹孔弹入上弹孔7进行固定，通过上杆4和下杆5的伸缩使伸缩机构1能够在重力作用下缓慢向下行进。

夹持机构3包括上夹具9和下夹具10，上夹具9包括上夹头11和上内杆12，上内杆12与上夹头11铰接，上杆4上设有上固定杆13，上固定杆13与上夹头11铰接，上内杆12穿过上杆4与上杆4滑动连接，上内杆12在靠近上杆4一端设有上弹簧14，上内杆12在靠近上弹簧14一端设有上活动板15，上弹簧14与上杆4侧壁固定连接，正常状态下，上夹头11处于闭合状态，当推动上活动板15使上活动板15朝上杆4方向运动并挤压上弹簧14时，上内杆12朝上夹头11方向运动，上夹头11在铰接作用下打开，当松开上活动板15时，在上弹簧14回复力的作用下上内杆12带动上夹头11复位，上夹头11夹合；下夹具10包括下夹头16和下内杆17，下内杆17与下夹头16铰接，下杆5上设有下固定杆18，下固定杆18与下夹头16铰接，下内杆17穿过下杆5与下杆5滑动连接，下内杆17在近下杆5一端设有下弹簧19，下内杆17在近下弹簧19一端设有下活动板20，下弹簧19与下杆5侧壁固定连接，正常状态下，下夹头16处于闭合状态，当推动下活动板20使下活动板20朝下杆5方向运动并挤压下弹簧19时，下内杆17朝下夹头16方向运动，下夹头16在铰接作用下打开，当松开下活动板20时，在下弹簧19回复力的作用下，下内杆17带动下夹头16复位，下夹头16闭合。

如图3所示，探测机构2包括探头21、使探头21绕着管道转动的转动机构22和托起转动机构22的托架23，转动机构22包括电机24和转块25，转块25由两个半转块26组成，上杆4外壁上设有托起电机24的托板27，电机24与托板27固定连接，电机24上设有主动轮28，转块25外壁上设有与主动轮28啮合的齿29，探头21设置在转块25下方，探头21与转块25固定连接；托架23由两个半托块30组成，两个半托块30的一头相互铰接，另一头上设有螺钉31和螺栓32，通过螺钉31与螺栓32的配合使两个半托块30闭合，上夹头11侧壁上设有延伸块33，延伸块33为弹性材料，延伸块33下方设有直杆34，托架23与直杆34固定连接，转块25下方设有凸块35，托架23上设有供凸块35滑动的滑槽36；当两个半转块26的连接处和两个半托块30的连接处处于竖直对应位置时，取下螺钉31和螺栓32后，拉开两个半托块30使两半托块30绕着铰接点旋转，两个半转块26随着半托块30同步打开，当托架23和转块25处于闭合状态时，启动电机24后，转块25在啮合作用下随着电机24上的主动轮28转动，转块25下方的凸块35沿着托架23上的滑槽36进行滑动。

如图4和图5所示，托架23上设有第一楔形块37和第二楔形块38，在探头21运动路径上第一楔形块37和第二楔形块38的斜面方向相同，托架23上设有供第一楔形块37和第二楔形块38嵌入的凹槽39，第一楔形块37和第二楔形块38下方分别设有第一细杆40和第二细杆41，第一细杆40和第二细杆41上设有复位弹簧42，复位弹簧42两端分别与凹槽39和第一楔形块37和第二楔形块38固定连接，复位弹簧42使第一楔形块37和第二楔形块38弹出凹槽39；第一细杆40下方连接有第一连杆43，第一连杆43上设有第一竖齿条44，上杆4上设有下固定块45，下固定块45上设有下齿轮46，下齿轮46与下固定块45转动连接，下齿轮46与第一竖齿条44啮合，下齿轮46下方设有第一横齿条47与下齿轮46啮合，第一横齿条47与下活动板20固定连接，当探头21绕着管道转动至第一楔形块37处时，探头21挤压第一楔形块37使第一楔形块37带动第一细杆40向下运动，第一竖齿条44在第一连杆43的带动下向下运动，第一横齿条47在齿轮齿条的传动下拉动下活动板20朝下杆5方向运动，下内杆17朝下夹头16运动，下夹头16在铰接作用下打开，此时下夹头16不再夹紧管道；第一连杆43上设有上环形块48，上环形块48与上杆4滑动连接，上环形块48的位置稍高于上弹孔7，在第一连杆43往下运动的同时，上环形块48向下运动并挤压弹扣6使弹扣6弹出上弹孔7，此时上杆4和下杆5可发生相对滑动，由于下夹头16不再夹紧管道，而上夹头11夹紧管道，下杆5在重力作用下向下运动直至弹扣6弹入下弹孔8进行固定，此时第一横齿条47脱离下齿轮46不再与下齿轮46啮合，下内杆17在下弹簧19回复力的作用下推动下活动板20向外运动，下夹头16回复夹紧状态；当探头21离开第一楔形块37后，第一楔形块37在复位弹簧42回复力的作用下向上运动，第一细杆40向上运动复位，第一连杆43带动上环形块48复位。

第二细杆41下方连接有第二连杆49，第二连杆49上设有第二竖齿条50，上杆4上设有上固定块51，上固定块51上设有上齿轮52，上齿轮52与上固定块51转动连接，上齿轮52与第二竖齿条50啮合，上齿轮52下方设有第二横齿条53与上齿轮52啮合，第二横齿条53与上活动板15固定连接，当探头21绕着管道转动至第二楔形块38处时，探头21挤压第二楔形块38使第二楔形块38带动第二细杆41向下运动，第二竖齿条50在第二连杆49的带动下向下运动，第二横齿条53在齿轮齿条的传动下拉动上活动板15朝上杆4方向运动，上内杆12朝上夹头11方向运动，上夹头11在铰接作用下打开，此时上夹头11不再夹紧管道；第二连杆49上设有下环形块54，下环形块54与上杆4滑动连接，下环形块54的位置稍高于下弹孔8，在第二连杆49往下运动的同时，下环形块54向下运动并挤压弹扣6使弹扣6弹出下弹孔8，此时上杆4和下杆5可发生相对滑动，由于上夹头11不再夹紧管道，而下夹头16夹紧管道，上杆4在重力作用下向下运动直至弹扣6弹入上弹孔7进行固定；此时下齿轮46向下运动与第一横齿条47再次啮合，当探头21离开第二楔形块38后，第二楔形块38在复位弹簧42回复力的作用下向上运动，第一细杆40向上运动复位，第一连杆43带动第二竖齿条50向上运动复位，在齿轮齿条传动的作用下上活动板15带动上内杆12向外运动，上夹头11在铰接作用下再次闭合夹紧管道，同时下环形块54随着第二连杆49上升复位；通过探头21绕管道运动循环挤压第一楔形块37和第二楔形块38，使探头21在完成管道一圈探测后能够随着上杆4向下运动进入下一个管道探测圈，不断循环重复此过程，解决了垂直管道在无法拆卸时探伤仪难以自动探测管道的问题，也提高了探头21的探测覆盖面积。

具体工作过程：在探测管道前，上夹头11、下夹头16、转块25和托架23都处于闭合状态，弹扣6处于上弹孔7中；当需要对管道进行探测时，首先将托架23上的螺钉31和螺栓32拧下，同时按压上活动板15和下活动板20，上内杆12和下内杆17分别朝上夹头11和下夹头16运动，上夹头11和下夹头16在铰接作用下打开，托架23在直杆34的带动下随着上夹头11打开，转块25随着托架23运动同步打开，当上夹头11、下夹头16、托架23和转块25全部打开后，将上夹头11和下夹头16套在待测管道表面，松开上活动板15和下活动板20，上内杆12在上弹簧14的回复力作用下朝上活动板15方向运动，上夹头11在铰接作用下闭合夹紧管道，下内杆17在下弹簧19的回复力作用下朝下活动板20方向运动，下夹头16在铰接作用下闭合夹紧管道，托架23和转块25在直杆34的带动下闭合，将螺钉31和螺栓32拧回到托架23上使托架23闭合固定。

启动电机24后，主动轮28带动转块25转动，转块25下方的凸块35沿着托架23上的滑槽36滑动，转块25下方的探头21随着转块25转动；当探头21转动到第一楔形块37时，探头21加压第一楔形块37向下运动，第一细杆40带动第一连杆43和第一竖齿条44向下运动，在齿轮齿条传动作用下，第一横齿条47带动下活动板20朝下杆5方向运动，在铰接作用下，下夹头16打开，同时第一连杆43带动上环形块48向下运动并挤压弹扣6，弹扣6弹出上弹孔7使上杆4和下杆5可发生相对活动，下杆5在重力作用下向下运动直至弹扣6进入下弹孔8进行固定，第一横齿条47随着下杆5一起向下运动脱离下齿轮46，第一横齿条47不再与下齿轮46啮合，下活动板20在下弹簧19回复力的作用下向外运动，下内杆17向外运动并使下夹头16再次闭合夹紧管道；当探头21转动离开第一楔形块37后，第一楔形块37在复位弹簧42回复力的作用下复位，上环形块48在第一连杆43的带动下上升复位。

当探头21继续转动到第二楔形块38处时，探头21挤压第二楔形块38使第二楔形块38向下运动，第二连杆49带动第二竖齿条50向下运动，在齿条齿轮传动下第二横齿条53推动上活动板15向里运动，上内杆12朝上夹头11方向运动并使上夹头11打开，同时第二连杆49带动下环形块54向下运动挤压弹扣6，弹扣6弹入下弹孔8使上杆4和下杆5发生相对滑动，上杆4在重力作用下向下运动直至弹扣6弹入上弹孔7进行固定；当弹扣6转动离开第二楔形块38后，第二楔形块38在复位弹簧42的回复力作用下复位，第二连杆49上升带动第一竖齿条44复位，在齿轮齿条作用下第二横齿条53和上活动板15向外运动拉动上内杆12，在铰接作用下上夹头11闭合夹紧管道，下环形块54随着第二连杆49上升复位，同时下齿轮46随着上杆4同步运动再次与第一横齿条47啮合。通过探头21循环挤压第一楔形块37和第二楔形块38，探头21在完成一圈管道表面的探测后能够自动下降进入下一个探测圈，不断循环使探头21完成对整个管道表面的探测。

当探测完毕后，关闭电机24使转块25不再转动，手动调节转块25使两半转块25的连接处与两半托块30的连接处处于对应位置，拧下螺钉31和螺栓32后，同时按压上活动板15和下活动板20使上夹头11和下夹头16打开，上夹头11带动托架23和转块25打开，便可将超声波探伤仪取下。