一種便攜式蘭姆波檢測裝置的制作方法

本發明涉及一種便攜式蘭姆波檢測裝置，特別是涉及一種適用于焊縫蘭姆波無損檢測裝置。

背景技術：

焊接作為一種高效、經濟的材料加工方法，近年來在軌道交通、航空航天、石油化工等幾乎所有的工業制造領域得到了越來越廣泛的應用。焊接質量直接影響焊接結構的可靠性甚至整個產品的使用性能，隨著工業技術的發展，人們對焊接質量的安全性與穩定性也提出了更加嚴格及更高標準的要求。但是焊接過程較為復雜，很容易受到多種因素的干擾，如焊接參數波動、焊接操作不當等，都會造成較為嚴重的焊接裂紋、未焊透、未熔合等焊接缺陷，這些缺陷的存在會大大降低焊縫的可靠性，因此對焊接質量進行快速、可靠的檢測具有十分重要的意義。

傳統的焊接質量檢測是對焊件或者被抽檢的焊接部件進行拉伸、扭轉、疲勞等破壞性試驗，浪費了大量的人力和物力，即使這樣，實際工作的焊接構件中仍不可避免存在未知的安全隱患。隨著高質量、綠色制造技術的發展，焊接質量無損檢測日益受到各國學者的關注，尤其是焊接質量的超聲波C掃描檢測，更是以其安全性能好、檢測范圍廣、成像原理簡單、成像結果直觀可靠等優點成為國內外的研究熱點。

常規的超聲波C掃描檢測大多采用縱波法，探頭由二維掃描平臺帶動，需要在每個步進節點進行一次超聲縱波信號的數據采集，按預設的軌跡完成對整個焊接區域的全覆蓋式掃描檢測，獲取整個檢測區域二維超聲信號矩陣，再由計算機進行后續的超聲信號處理及成像，最終實現焊接構件的掃描檢測。顯然，機械掃描精度直接決定超聲檢測精度，但是由于機械掃描部分受機械慣性及掃描響應速度的限制，其機械部分掃描速度難以提高，因此很難同時兼顧檢測精度和檢測效率，尤其在檢測化工設備、軌道客車車體及醫療器械等大型的構件時，檢測效率較低，故其在工業的應用中大大受限。此外，為滿足大型構件的檢測，二維掃描平臺需做得足夠大，導致檢測裝置復雜笨重，不宜攜帶，這更限制了它的應用。

綜觀上述技術現狀，急需一種結構簡單、便捷可靠、檢測效率高、實用性強的焊接質量超聲檢測裝置。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種便攜式蘭姆波檢測裝置，該裝置克服了現有技術中的不足，通過激發不同模式的蘭姆波，在每個掃查點，完成兩探頭連接線上所有焊縫質量(焊縫寬度、焊接缺陷等)的檢測，提高檢測效率，同時可根據被檢測試件長度、厚度、表面曲度做出實時調整，實現了對焊縫質量的實時、精確定量檢測。

本發明的上述目的通過以下技術方案實現：探頭、探頭夾具、連接機構、行走機構、軸向調節機構、上下調節機構構成；

所述的探頭包括超聲發射探頭和超聲接收探頭，超聲發射探頭和超聲接收探頭分別通過第一螺釘與探頭夾具固連；超聲發射探頭和超聲接收探頭采用可變角度探頭，可以激發和接收不同模式的蘭姆波，在每個掃查點，完成兩探頭連接線上所有焊縫質量(焊縫寬度、焊接缺陷等)的檢測；

所述的探頭夾具上端與第一光軸固連，兩側通過滑桿實現與第一固定支架、第二固定支架的滑動連接；

所述的連接機構包括第一機架、第二機架、第三機架；其中，第一機架通過左右兩側的第一銷、第一滑軌實現與第二機架的滑動連接，并通過第一鎖緊旋鈕固定與第二機架之間的位置，第一銷與第一機架通過螺紋連接的方式固連；第二機架通過上下兩側的第二銷、第二滑軌實現與第三機架的滑動連接，并通過第二鎖緊旋鈕固定與第三機架之間的位置，第二銷通過螺紋連接的方式與第二機架固連；

所述的行走機構包括電機、主動輪、前從動輪及后從動輪；其中，電機由四個均布的內六角螺釘固定在第三固定支架上，并通過第一軸連接帶動主動輪轉動；第二軸與第二固定支架固連，并帶動前從動輪和后從動輪轉動，前從動輪和后從動輪與主動輪配合，實現整個檢測裝置的行走；

所述的軸向調節機構包括第三固定支架、固定座、連桿、滑動連接件；其中，第三固定支架通過第三軸與第一機架轉動連接；固定座通過兩側的第二螺釘與第一機架固連；連桿與滑動連接件固連，并通過滑動連接件與滑槽的滑動，實現與第三固定支架的滑動連接，達到第三固定支架繞第一機架轉動的目的；通過第三鎖緊旋鈕的旋緊，確定連桿與固定座的相對位置，實現第三固定支架轉動角度的固定，完成無論在檢測平板試件還是曲面試件時，整個檢測裝置軸向調節作用；

所述的上下調節機構包括第四固定支架、第一固定支架、第二固定支架、第一調節彈簧、第二調節彈簧、滑桿、第一光軸、第二光軸；其中，第四固定支架通過第四軸與第三固定支架固連，可根據被檢測件的板厚，選擇第一調節孔或第二調節孔上下粗調調節機構的位置；第一固定支架通過四個螺栓安裝在第四固定支架上；滑桿、第二光軸與第二固定支架固定連接，與第一固定支架滑動連接，實現前從動輪、后從動輪、超聲發射探頭和超聲接收探頭能夠實時隨被檢測試件表面高度的波動而上下移動；第一調節彈簧通過第一光軸布置在探頭夾具和第一固定支架之間；兩個第二調節彈簧分別通過第二光軸布置在第二固定支架和第一固定支架之間；第一調節彈簧和第二調節彈簧上下微調前從動輪、后從動輪、超聲發射探頭和超聲接收探頭的同時，確保即使在對復雜幾何表面的試件檢測時，超聲發射探頭和超聲接收探頭也可以與被檢測表面保持良好耦合，實現檢測裝置的自適應掃描檢測；

所述的連接機構可以根據被檢測試件寬度，連續調節機架長度；

所述的探頭夾具、連接機構、行走機構、軸向調節機構及上下調節機構均軸對稱分布于整個裝置兩側，中間通過連接件，由兩個第三螺釘固定連接。

本發明的有益效果是：

1)整體結構簡單緊湊、便捷可靠，可連續調節機架長度，適用于一定寬度范圍內的焊接構件質量檢測，大幅度拓寬了檢測裝置的應用范圍；

2)調節機構可以實時調整探頭及從動輪位置，即使在對具有復雜幾何表面的試件檢測時，也能保證檢測過程穩定，實現了表面自適應掃描檢測，排除了人為因素干擾，重復性及檢測精度都比較高；

3)超聲探頭采用可變角度探頭，可以激發不同模式的蘭姆波，在每個掃查點，完成兩探頭連接線上所有焊縫質量(焊縫寬度、焊接缺陷等)的檢測，檢測效率高；

4)檢測裝置僅需進行一次直線行走，即可完成整個區域的焊縫質量的快速檢測，真正意義上實現了對焊縫質量的實時、精確定量檢測。

附圖說明

圖1是本發明的立體示意圖。

圖2是本發明的側視圖。

圖3是本發明實施例的平板試件檢測立體示意圖。

圖4是圖3的側視圖。

圖5是本裝置的半剖視圖。

圖6是本發明實施例的曲面試件檢測示意圖。

其中：1—超聲發射探頭；2—第一螺釘；3—第一軸；4—超聲接收探頭；5—探頭夾具；6—主動輪；7—內六角螺釘；8—第二固定支架；9—第一固定支架；10—第四固定支架；11—螺栓；12—電機；13—第一機架；14—第一鎖緊旋鈕；15—第二機架；16—第二鎖緊旋鈕；17—第三機架；18—滑槽；19—連桿；20—第三軸；21—固定座；22—第三鎖緊旋鈕；23—第二螺釘；24—第四軸；25—第一調節孔；26—后從動輪；27—第二調節孔；28—轉動軸；29—第一銷；30—第一滑軌；31—第二銷；32—第二滑軌；33—第三螺釘；34—第一光軸；35—第一調節彈簧；36—滑桿；37—第二軸；38—前從動輪；39—平板試件；40—滑動連接件；41—焊縫；42—曲面試件；43—第二光軸；44—第二調節彈簧；45—連接件。

具體實施方式

請參閱圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6所示，本實施例包括有探頭、探頭夾具5、連接機構、行走機構、軸向調節機構、上下調節機構；

所述的探頭包括超聲發射探頭1和超聲接收探頭4，超聲發射探頭1和超聲接收探頭4分別通過第一螺釘2與探頭夾具5固連；超聲發射探頭1和超聲接收探頭4采用可變角度探頭，可以激發和接收不同模式的蘭姆波，在每個掃查點，完成兩探頭連接線上所有焊縫41質量(焊縫寬度、焊接缺陷等)的檢測；

所述的探頭夾具5上端與第一光軸34固連，兩側通過滑桿36實現與第一固定支架9、第二固定支架8的滑動連接；

所述的連接機構包括第一機架13、第二機架15、第三機架17；其中，第一機架13通過左右兩側的第一銷29、第一滑軌30實現與第二機架15的滑動連接，并通過第一鎖緊旋鈕14固定與第二機架15之間的位置，第一銷29與第一機架13通過螺紋連接的方式固連；第二機架15通過上下兩側的第二銷31、第二滑軌32實現與第三機架17的滑動連接，并通過第二鎖緊旋鈕16固定與第三機架17之間的位置，第二銷31通過螺紋連接的方式與第二機架15固連；

所述的行走機構包括電機12、主動輪6、前從動輪38及后從動輪26；其中，電機12由四個均布的內六角螺釘7固定在第三固定支架28上，并通過第一軸3連接帶動主動輪6轉動；第二軸37與第二固定支架8固連，并帶動前從動輪38和后從動輪26轉動，前從動輪38和后從動輪26與主動輪6配合，實現整個檢測裝置的行走；

所述的軸向調節機構包括第三固定支架28、固定座21、連桿19、滑動連接件40；其中，第三固定支架28通過第三軸20與第一機架13轉動連接；固定座21通過兩側的第二螺釘23與第一機架13固連；連桿19與滑動連接件40固連，并通過滑動連接件40與滑槽18的滑動，實現與第三固定支架28的滑動連接，達到第三固定支架28繞第一機架13轉動的目的；通過第三鎖緊旋鈕22的旋緊，確定連桿19與固定座21的相對位置，實現第三固定支架28轉動角度的固定，完成無論在檢測平板試件39還是曲面試件42時，整個檢測裝置軸向調節作用；

所述的上下調節機構包括第四固定支架10、第一固定支架9、第二固定支架8、第一調節彈簧35、第二調節彈簧44、滑桿36、第一光軸34、第二光軸43；其中，第四固定支架10通過第四軸24與第三固定支架28固連，可根據被檢測件的板厚，選擇第一調節孔25或第二調節孔27上下粗調調節機構的位置；第一固定支架9通過四個螺栓11安裝在第四固定支架10上；滑桿36、第二光軸43與第二固定支架8固定連接，與第一固定支架9滑動連接，實現前從動輪38、后從動輪26、超聲發射探頭1和超聲接收探頭4能夠實時隨被檢測試件表面高度的波動而上下移動；第一調節彈簧35通過第一光軸34布置在探頭夾具5和第一固定支架9之間；兩個第二調節彈簧44分別通過第二光軸43布置在第二固定支架8和第一固定支架9之間；第一調節彈簧35和第二調節彈簧44上下微調前從動輪38、后從動輪26、超聲發射探頭1和超聲接收探頭4的同時，確保即使在對復雜幾何表面的試件檢測時，超聲發射探頭1和超聲接收探頭4也可以與被檢測表面保持良好耦合，實現檢測裝置的自適應掃描檢測；

所述的連接機構可以根據被檢測試件寬度，連續調節機架長度；

所述的探頭夾具、連接機構、行走機構、軸向調節機構及上下調節機構均軸對稱分布于整個裝置兩側，中間通過連接件45，由兩個第三螺釘33固定連接。