一种紧密贴合机翼曲面的新型超声波末端检测装置的制作方法

本实用新型涉及机翼表面探伤设备技术领域，具体涉及一种紧密贴合机翼曲面的新型超声波末端检测装置。

背景技术：

目前传统超声波检测方式是采用手持超声波探头，并将末端贴合在被涂敷耦合剂面进行测量，这种方式被测量物体表面可以具有一定曲面，但具有局限性，不适合测量大型物件，人工方式消耗人力，效率低；另一种方式是被检测件是平面，可以直接采用机械接触方式人工手涂耦合剂方式，这种方式缺陷就是不能检测曲面，存在较大不足。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种紧密贴合机翼曲面的新型超声波末端检测装置，解决对较为大型的检测物体进行多方位、多检测类型、多个要点的检测。

(二)技术方案

本实用新型的技术方案：一种紧密贴合机翼曲面的新型超声波末端检测装置，包括：

z向恒力伸缩机构，用于检测时提供本实用新型与机翼蒙皮的恒定贴合力，包括固定架、恒力弹簧和z向伸缩连接件；

三点法向拟合架，是根据空间曲面在网格划分时，使用三角面片拟合空间曲面的原理，即三点所构成的等边三角形，等边三角形的几何中心的法线近似这一区域空间曲面的法线，用于确定曲面法线和设置超声探头与机翼蒙皮之间的间隙距离；

水幕配流环，用于跟随探头持续提供水流，形成水幕，包括环形喷水口；

尼龙球，用于保护机翼蒙皮表面不被划伤；

超声探头及夹持机构，用于超声探头的晶片在机翼蒙皮的任意位置都能近似处于该机翼蒙皮的法向位置，包括超声探头和探头夹持架；

水管接头，连通水幕配流环，用于提供恒压的水源；

其中：固定架与外部机构螺纹连接，固定架底部固定设置有滑轨，滑轨与滑块适配滑动连接，滑块顶部固定安装有连接块，恒力弹簧通过滚轴安装在固定架内，恒力弹簧与连接块固定连接，连接块顶部固定连接有z向伸缩连接件，恒力弹簧用于提供z向伸缩连接件在z方向上向被测件方向的恒定力，z向伸缩连接件与三点法向拟合架通过铰链连接，方便三点法向拟合架调整姿态，保持轴线与被检检面处法向重合，水幕配流环通过螺钉连接固定在三点法向拟合架上，探头夹持架通过螺钉连接固定在三点法向拟合架上，超声探头通过螺纹固定在探头夹持架上，三点法向拟合架一端均嵌有尼龙球，所述尼龙球与三点法向拟合架活动连接，便于尼龙球可以在机翼蒙皮表面滚动，不会对机翼表面造成损伤；三点法向拟合架、水幕配流环、超声探头、探头夹持架同轴线重合，即三点法向拟合架的三点形成的等边三角形几何中心的法线，保证了探头晶片在产品的任意位置都能近似处于法向位置，所述尼龙球与机翼接触时，所述超声探头与机翼蒙皮表面之间留有一定间隙，用于吸附超声探头周边的水进入间隙，形成具有一定厚度的吸附水膜，形成耦合形式。

进一步地，所述三点法向拟合架的中心轴线、水幕配流环的中心轴线、超声探头的中心轴线和探头夹持架的中心轴线均重合。

进一步地，所述尼龙球与三点法向拟合架采用球铰接。

进一步地，所述超声探头与机翼蒙皮表面之间的间距范围是0.1～0.3mm。

进一步地，水幕配流环一侧均匀分布有两两对称的环形喷水口，所述环形喷水口出水口的间隙为0.1mm。

(三)有益效果

本实用新型的优点在于：

1.适用于低曲率的大型双球面物件内部探伤；

2.通过三点法向拟合架找到曲面法向，使超声探头时刻与机翼蒙皮表面保持合适的间隙及法向位置，充分保证获得稳定的超声信号；

3.水幕配流环上的环形喷水口均匀喷出水幕，在机翼蒙皮表面上均匀分布，进而为超声探头与机翼蒙皮表面之间提供一层吸附水膜，形成水耦合，隔离空气，提高了探测精度；

4.结构设置合理，衔接效果较好，便于测量及安装；

5.水幕配流环替代人工涂敷耦合剂，使得整个检测过程简单、方便、快捷，提高探测效率；

6.三点法向拟合架的三个支点可以很好的与机翼蒙皮表面接触，减少了非接触导致的探测误差，与此同时尼龙球可以很好的保护机翼蒙皮不受损伤。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的俯视图。

图3为本实用新型的环形喷水口正视图。

图4为本实用新型的三点法向拟合架立体图。

附图标记：固定架1、恒力弹簧2、z向伸缩连接件3、三点法向拟合架4、水幕配流环5、尼龙球6、超声探头7、探头夹持架8、环形喷水口9、水管接头10、滑块11、连接块12、滑轨13。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1、请参阅图1-图4，一种紧密贴合机翼曲面的新型超声波末端检测装置，包括固定架1、恒力弹簧2、z向伸缩连接件3、三点法向拟合架4、水幕配流环5、尼龙球6、超声探头7、探头夹持架8、环形喷水口9、水管接头10、滑块11、连接块12、滑轨13；其中：固定架1与外部机构螺纹连接，固定架1底部固定设置有滑轨13，滑轨13与滑块11适配滑动连接，滑块11顶部固定安装有连接块12，便于z向伸缩连接件3沿z方向移动，恒力弹簧2通过滚轴安装在固定架1内，恒力弹簧2与连接块12固定连接，连接块12顶部固定连接有z向伸缩连接件3，恒力弹簧2用于提供z向伸缩连接件3在z方向上向被测件方向的恒定力，z向伸缩连接件3与三点法向拟合架4通过铰链连接(球铰接)，方便三点法向拟合架4调整姿态，保持轴线与被检检面处法向重合，水幕配流环5通过螺钉连接固定在三点法向拟合架4上，水幕配流环5一侧均匀分布有两两对称的环形喷水口9，用于均匀喷出水幕，探头夹持架8通过螺钉连接固定在三点法向拟合架4上，超声探头7通过螺纹固定在探头夹持架8上，三点法向拟合架4一端均嵌有尼龙球6；所述尼龙球6与三点法向拟合架4活动连接，便于尼龙球6可以在机翼蒙皮表面滚动，不会对机翼表面造成损伤，所述尼龙球6与机翼接触时，所述超声探头7与机翼蒙皮表面之间留有一定间隙，用于吸附超声探头7周边的水进入间隙，形成具有一定厚度的吸附水膜，由于吸附式水膜没有空气，且水流连续，形成耦合形式，便于测量，所述三点法向拟合架的中心轴线、水幕配流环的中心轴线、超声探头的中心轴线和探头夹持架的中心轴线均重合，充分保证获得稳定的超声信号。

进一步地，所述超声探头与机翼蒙皮表面之间的间距范围是0.1～0.3mm，用于吸附超声探头7周边的水进入间隙，极易形成具有一定厚度的吸附水膜。

工作原理：

本实用新型通过机构安装在机翼蒙皮上后，恒力弹簧2施加恒定力，使尼龙球6与机翼蒙皮保持紧密接触，从水管接头10中注入水，水经过水幕配流环5上的环形喷水口9均匀喷出水幕，在机翼蒙皮表面上均匀分布；由于超声探头7并不与机翼蒙皮表面紧密贴合，而是留有一定的间隙，会吸附超声探头7周边的水进入间隙之间，形成具有一定厚度的吸附水膜，这个吸附式水膜没有空气，水流连续，形成水耦合形式，利于超声波探伤检测，三点法向拟合架4上安装的三个支点尼龙球6均可以滚动，不会对机翼蒙皮表面造成损伤。本实用新型移动时，由于恒力弹簧2给与恒定的力，可保持三个支点尼龙球6与机翼蒙皮表面接触，通过三点法向拟合架4找到曲面法向，使超声探头7时刻与机翼蒙皮表面保持合适的间隙及法向位置，充分保证获得稳定的超声信号。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。