一种悬挂式船体焊缝超声波检测装置的制作方法

本发明涉及船舶焊缝检测领域，具体涉及一种悬挂式船体焊缝超声波检测装置。

背景技术：

近年来，造船业对船舶焊接技术提出了更高的要求，船舶焊接是保证船体安全的重要一步，船舶焊缝无损检测是在不损害被检测对象的前提下，借助超声波和x射线检测技术对材料的内部结构缺陷进行检查。但是船体外形比较庞大，任一个纵截面自上而下型线弧度连续变化，呈现出上宽下窄的形状，这给船舶焊缝检测带来了较大的困难。传统的方法是检测人员采用高空作业的方式，通过搭脚手架进行逐层检查，人员操作很不方便，高空作业也易造成伤害事故，安全隐患很大。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种悬挂式船体焊缝超声波检测装置，以解决上述现有技术的问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种悬挂式船体焊缝超声波检测装置，其包括：两根水平平行设置的横杆，其中一个横杆的底部设有摄像头；可伸缩竖杆，其顶端可转动地悬挂于两根横杆之间，且底端与用于固定超声波探测仪探头的弯管连接；可伸缩斜杆，其顶端可转动地悬挂于两根横杆之间，且底端与可伸缩竖杆连接；设置在两根横杆末端的滑动组件；用于供所述滑动组件滑动的轨道；及设置在所述轨道下方的支撑架；所述滑动组件的滑动方向与可伸缩竖杆和可伸缩斜杆转动所在平面垂直。

上述的悬挂式船体焊缝超声波检测装置，其中，所述可伸缩竖杆和可伸缩斜杆分别包括多节从外向内依次嵌套的套筒；最外层套筒内的底部设置有步进电机；所述步进电机轴上安装有绕线轮，其通过拉索穿过最外层套筒和最内层套筒之间的套筒底部后与最内层套筒的底部连接；每个所述套筒的底部固定有弹簧板；所述弹簧板通过弹簧与下一节套筒连接。

上述的悬挂式船体焊缝超声波检测装置，其中，所述套筒外的底部设有定位滑板；所述套筒内的顶部设有定位挡板；所述定位滑板与定位挡板配合，用以防止套筒滑出。

上述的悬挂式船体焊缝超声波检测装置，其中，所述滑动组件包括四个平行排列且相互连接的圆柱轴，其中两个圆柱轴分别与两根横杆的末端连接，另外两个圆柱轴设置于上述两个圆柱轴的下方；每个圆柱轴上套设有两个滚珠轴承；每个滚珠轴承外套设有滚轮。

上述的悬挂式船体焊缝超声波检测装置，其中，所述轨道的上表面设有两个供位于上方的两个所述圆柱轴上的滚轮滑动的上轨道滑槽；所述轨道的下表面同样设有两个供位于下方的两个所述圆柱轴上的滚轮滑动的下轨道滑槽。

上述的悬挂式船体焊缝超声波检测装置，其中，所述轨道一端的上方设有上轨道步进电机，其轴上设有通过拉索与滑动组件相连的绕线轮；所述轨道另一端的下方设有下轨道步进电机，其轴上设有通过拉索与滑动组件相连的绕线轮。

上述的悬挂式船体焊缝超声波检测装置，其中，所述支撑架具有四根支腿，靠近船舷侧的两根支腿与地面垂直，远离船舷侧的两根支腿与竖直方向呈一定倾斜角。

上述的悬挂式船体焊缝超声波检测装置，其中，远离船舷侧的两根支腿上端通过横梁连接，下端通过横轴连接；所述横梁上设有操作平台；所述操作平台上设有所述摄像头的显示屏和控制盘；所述控制盘上设有用于控制可伸缩竖杆和可伸缩斜杆的步进电机、上轨道步进电机和下轨道步进电机的按钮。

上述的悬挂式船体焊缝超声波检测装置，其中，所述横轴上设有用于稳定支撑架的脚踏板；所述脚踏板连接有竖轴；所述竖轴的另一端固定在所述操作平台的底部。

上述的悬挂式船体焊缝超声波检测装置，其中，所述四根支腿的底部分别设有一个万向轮。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明可以直接悬挂在船舷一侧，检测人员仅仅在甲板上进行检测操控，极大地降低高空作业带来的危险，大大提高了船舶检验效率，检测装置可以随船舶焊缝的位置进行调节以适应船体不同曲面处焊缝的检测，结构简单，操作方便。

附图说明

图1为悬挂式船体焊缝超声波检测装置的结构示意图；

图2为可伸缩竖杆和可伸缩斜杆的安装示意图；

图3为可伸缩竖杆和可伸缩斜杆的原理示意图；

图4为滑动组件侧面连接示意图；

图5为滑动组件的结构示意图；

图6为滑动组件与轨道配合滑动的示意图；

图7为支撑架的结构示意图；

图8为操作平台的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过具体实施例对本发明作进一步的描述，这些实施例仅用于说明本发明，并不是对本发明保护范围的限制。

如图1和图2所示，本发明提供了一种悬挂式船体焊缝超声波检测装置，其包括：两根水平平行设置的横杆1，截面为矩形；两根横杆1的一端均打孔，可使可伸缩竖杆2绕转轴3转动；两根横杆1中间位置均打孔，可使可伸缩斜杆6绕转轴7转动；其中一个横杆1的底部设有广角摄像头4；可伸缩竖杆2，其顶端打孔，通过一转轴3可转动地悬挂于两根横杆1之间，且底端为攻外螺纹，与另一口径稍大的设有内螺纹的弯管5连接，该弯管5用于固定超声波探测仪的探头，上述广角摄像头4可以用来观测探头运动情况以及焊缝的位置，起到总揽全局的效果；可伸缩斜杆6，其顶端打孔，通过另一转轴7转动地悬挂于两根横杆1之间，且底端与可伸缩竖杆2的上端进行螺栓紧固；设置在两根横杆1末端的滑动组件8；用于供所述滑动组件8滑动的轨道9；及设置在所述轨道9下方的支撑架10；所述滑动组件8的滑动方向与可伸缩竖杆2和可伸缩斜杆6转动所在平面垂直。

特别地，可伸缩竖杆2的上端焊接一个套管11，套管11上平行于多节套筒14轴线方向焊接两平板12。可伸缩斜杆6的底端焊接环形件13，环形件13置于可伸缩竖杆2上套管11的两平板12之间，并用螺栓紧固。

如图3所示，所述可伸缩竖杆2和可伸缩斜杆6为空心，内部可以走数据线，分别包括多节从外向内依次嵌套的套筒14；最外层套筒内的底部设置有步进电机15；所述步进电机15轴上安装有绕线轮16，其通过拉索17穿过最外层套筒和最内层套筒之间的套筒底部后与最内层套筒的底部连接；每个所述套筒14的底部固定有弹簧板18；所述弹簧板18通过弹簧19与下一节套筒14连接，每根弹簧19均处于压缩状态。正常情况下，绕线轮16对可伸缩杆件的拉力与弹簧板18上处于压缩状态的弹簧19的弹力处于平衡状态，当步进电机15工作时，绕线轮16对杆件的拉力小于弹簧19的弹力时，可伸缩杆件在弹力作用下被推出，直到步进电机15停止工作。

通过控制可伸缩竖杆2和可伸缩斜杆6的步进电机15，实现可伸缩斜杆6的伸缩和可伸缩竖杆2的伸长，可伸缩斜杆6牵动可伸缩竖杆2转动一个角度，角度大小根据船体的弧度进行调节。

所述套筒14外的底部设有定位滑板20；所述套筒14内的顶部设有定位挡板21；所述定位滑板20与定位挡板21配合，用以防止套筒14滑出。

如图4和图5所示，所述滑动组件8包括四个平行排列且相互连接的圆柱轴22，其中两个圆柱轴22分别与两根横杆1的末端连接，另外两个圆柱轴22设置于上述两个圆柱轴22对应的下方；每个圆柱轴22上套设有两个滚珠轴承；每个滚珠轴承外套设有滚轮23。

如图6所示，所述轨道9分为上轨道面与下轨道面，每个轨道面均设置成双轨，上轨道面和下轨道面分别放置两个上述的圆柱轴22。所述轨道9的上表面设有两个供四个圆柱轴22中位于上方的两个所述圆柱轴22上的滚轮23滑动的上轨道滑槽24；所述轨道9的下表面同样设有两个供四个圆柱轴22中位于下方的两个所述圆柱轴22上的滚轮23滑动的下轨道滑槽；上轨道滑槽24和下轨道滑槽的方向与横杆1垂直。特别地，下轨道面对应的两个圆柱轴22通过一连接轴25制作成一体；四个圆柱轴22上下左右由三个垫片26通过螺栓紧固为一体。

所述轨道9一端的上方设有上轨道步进电机27，其轴上设有通过拉索与滑动组件8中靠近该上轨道步进电机27的圆柱轴22相连的绕线轮，向右拉动滑动组件8在轨道9上平移；所述轨道9另一端的下方设有下轨道步进电机28，其轴上设有通过拉索与滑动组件8中靠近该下轨道步进电机28的圆柱轴22相连的绕线轮，向左拉动滑动组件8在轨道9上平移。上轨道步进电机27和下轨道步进电机28分别置于轨道9的两侧，可以沿着相反的方向拉动滑动组件8。下轨道步进电机28通过步进电机架29固定在支撑架10上；在一根圆柱轴22上的两个滚轮23之间焊接一个环形件30，用以穿过所述拉索，进而与上轨道步进电机27或下轨道步进电机28的绕线轮相连。每个圆柱轴22上还分别焊接有环状套筒件31，上下对应的两个圆柱轴22通过环状套筒件31及螺栓连接。

如图7和图8所示，轨道9搭在支撑架10上，所述支撑架10具有四根支腿32，靠近船舷侧的两根支腿与地面垂直，远离船舷侧的两根支腿与竖直方向呈一定倾斜角，四根支腿32由中间的一根连接杆33固定。所述的支撑架10靠近船舷侧的一侧与甲板面垂直，便于倚靠船舷，支撑架10四个支腿32下端螺栓紧固四个万向轮34，可使装置在甲板面上自由移动。

特别地，远离船舷侧的两根支腿上端单独通过一根横梁35连接，下端通过横轴36连接；所述横梁35上水平设有操作平台37；所述操作平台37上设有所述广角摄像头4的显示屏38和控制盘39；所述控制盘39上设有用于控制可伸缩竖杆2和可伸缩斜杆6的步进电机15、上轨道步进电机27和下轨道步进电机28的按钮。

所述操作平台37用于对船体焊缝检测工作进行实时跟踪，通过广角摄像头4收集视频信息，并通过数据线传输到显示屏38上，检测人员通过观察显示屏38来操纵控制盘39上的按钮。具体地，控制盘39上有8个按钮，按钮40控制检测开始，按钮41控制检测停止，按钮42控制横杆1左移，按钮43控制横杆1右移，按钮44控制可伸缩斜杆6收，按钮45控制可伸缩斜杆6放，按钮46控制可伸缩竖杆2向上收，按钮47控制可伸缩竖杆2向下放。

所述横轴36上设有用于稳定支撑架10的脚踏板48，检测员工作时脚踩踏板用以平衡整个装置，防止装置前倾。所述脚踏板48连接有方形截面的竖轴49；所述竖轴49的另一端固定在所述操作平台37的底部，用于支撑操作平台37。检测人员工作时脚踩脚踏板48，用来平衡装置受力，防止前倾，目视显示屏38，手动操作控制盘39。在轨道9长度范围内检测完焊缝之后，可以通过万向轮34推动装置整体移动，换地点再进行检测。靠近船舷的一侧的支腿32与甲板垂直，可以最大程度地贴近船舷，竖轴49与操作平台37垂直，并与横轴36通过圆管连接，圆管上焊接脚踏板48，这样设计可以充分利用装置的空间。

综上所述，采用步进电机控制的自动伸缩杆，根据需要灵活调整伸缩杆机构的长度，从而控制超声波探头与船体的角度和距离，以适应不同部位船体曲面的变化。采用横杆与轨道固定装置，通过步进电机拉动横杆水平移动，增大船体水平方向焊缝检测的范围。通过倒挂式广角摄像头在显示屏上显示超声波探头与船体表面的相对位置，方便检测员直观地了解现场的检测情况。通过在船舶甲板上对操作平台控制盘相应步进电机的操作，检测员可方便地控制超声波探头的位置，并记录和保存船体焊缝的检测数据，操作安全、方便。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。