专利名称：超声波水浸探伤仪探测摆臂的利记博彩app
技术领域：
本实用新型属于无损探伤检测技术领域，特别是涉及一种用于超声波水浸探伤仪 的探测摆臂，适用于水浸超声波探伤设备中。
背景技术：
对于航空器复合材料构件来说，用一般的机械和物理试验方法检测其微观破坏和 内部缺陷，检测后往往会影响构件的继续使用，因此必须采用无损检测方法。超声波水浸探 伤系统是一种五轴联动控制系统，它采用脉冲_回波模式水浸检测技术的无损检测、探伤 系统，主要用于工业加工件的缺陷检测。其检测原理是利用连接在探头机械臂(AB摆)上的 UHF探头发射超声波，并接收由工件反射回来的回波，通过分析和处理回波的相关数据进行 缺陷检测的。由于在超声波水浸探伤系统中，其结构多为悬臂梁结构，对于连接在悬臂梁末 端的AB摆机械臂来说，体积过大、质量过重势必影响检测精度。因此迫切需要研制体积小、 质量轻、高效的探测头。
实用新型内容针对上述存在的技术问题，本实用新型提供一种超声波水浸探伤仪探测摆臂，它 是通过两体积小、质量轻、轴线正交、可旋转的A、B摆机械臂连接在超声波水浸探伤设备悬 臂梁的末端，其上装夹超声波探测传感器，可以跟随在设定水距范围内对被测物体进行超 声波无损探伤。本实用新型采用的技术方案如下本实用新型包括可旋转的A、B摆机械臂，所述A、B摆机械臂安装在悬臂梁末端，A 摆机械臂安装于B摆机械臂密封外壳的凹槽中，且两摆机械臂轴线正交，A、B摆机械臂的壳 体分别通过辅助支撑和第一联轴器连接，A摆机械臂的A轴上设有用于安装探测传感器的 传感器安装孔。所述的A摆机械臂包括A摆密封外壳和安装于A摆密封外壳内的第二衬套、第二 伺服电机、第二谐波减速器、第二同步齿形带、第二主动、从动同步齿形带轮、第二编码器和 A轴，A轴两端通过第二、第三轴承座安装在A摆密封外壳内，使A轴上的传感器安装孔对应 A摆密封外壳的槽口，第二伺服电机通过第二调整支座与A摆密封外壳相联接，第二伺服电 机输出轴和第二谐波发生器的输入轴端分别连接同步齿形带轮，第二同步齿形带设置在两 同步齿形带轮上，其中第二从动同步齿形带轮通过轴承装在第二轴承座上，第二轴承座与 第二衬套、A摆密封外壳依次固定联接，第二谐波发生器装配在第二谐波减速器内，第二谐 波减速器外圈与第二衬套相联接，内齿圈和A轴连接，第二结合子一端和A轴连接，另一端 和第二谐波减速器内齿圈连接，第二编码器安装在第二伺服电机的尾端，与A摆臂电源线 连接。所述的第二衬套与A轴、第二衬套与A摆密封外壳的壳体、第三轴承座与A轴、第 三轴承座与A摆密封外壳的壳体间、A摆密封外壳的壳体与其两端盖间的配合表面均开有密封槽，内部装有密封圈。所述的B摆机械臂包括B摆密封外壳和安装于B摆密封外壳内的第一衬套、第一 伺服电机、第一谐波减速器、第一同步齿形带、第一主动、从动同步齿形带轮、第一编码器、B 轴和辅助支撑，B轴两端分别通过第一压盖和第一轴承座安装在B摆密封外壳内，第一伺服 电机通过第一调整支座与B摆密封外壳相联接，第一伺服电机输出轴和第一谐波发生器的 输入轴端分别连接同步齿形带轮，第一同步齿形带设置在两同步齿形带轮上，其中第一从 动同步齿形带轮通过轴承装在第一轴承座上，第一轴承座与第一衬套、B摆密封外壳的壳体 依次固定联接，第一谐波发生器装配在第一谐波减速器内，第一谐波减速器外齿圈与第一 衬套相联接，内齿圈和B轴连接，第一结合子一端和B轴连接，另一端和第一谐波减速器内 齿圈连接，第一衬套通过第一压盖和第一联轴器连接，第一编码器安装在第一伺服电机的 尾端；辅助支撑与B轴分置于A摆密封外壳两侧，同轴设置，分别与A摆密封外壳和B摆密 封外壳密封连接。所述的辅助支撑包括空心轴、定位法兰及轴承压盖，空心轴和定位法兰配合安装， 轴承压盖设于定位法兰端，空心轴与A摆臂密封外壳连接，定位法兰与B摆臂密封外壳连 接。所述的B轴与第一压盖、第一衬套与B摆臂密封外壳的壳体、空心轴与A摆臂密封外壳 的壳体、空心轴与定位法兰、定位法兰与B摆臂密封外壳的壳体配合表面均开有密封槽，内 部装有密封圈。在所述B摆臂密封外壳的壳体上还设有用于定位A摆臂旋转角度的限位销， 限位销上开有密封槽，内部装有密封圈。相对于A摆臂壳体对称面，所述A轴的旋转角度范围为士37. 5°，相对于B摆臂壳 体对称面，B轴的旋转角度范围为士 112°。所述A、B摆机械臂的密封外壳材质为铝合金， 在其表面设有阳极化防腐层。本实用新型的有益效果是本实用新型体积小、重量轻、结构紧凑，且密封性好，具有防水、防腐性能。本实用新型中采用两正交、可旋转的密封A、B摆臂，任意方位定位准确。A、B摆机 械臂的外壳均采用铝合金制作，并对外壳加以阳极化防腐，不仅密度低，材质轻，强度高，塑 性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性；而且更加有效的提高了其 水中防腐性能，避免机械臂在运动过程中横梁变形。本实用新型采用空心杯微型直流电机，具有体积小惯量小、重量轻、高效、低噪、功 耗低、灵敏性好、性能高、寿命长等优点。本实用新型在所有结合面均采用密封圈结构，有效的防止了水的侵入，保证其在 水下能够正常工作而不进水。其精度高、性能好，可以满足不同复杂曲面的无损检测需求。
图1为本实用新型的装配剖视图。图2为图1的A-A剖视图。图3为图1中B摆臂壳体的结构示意图。图4为图3的左视图。图5为图1中B轴结的结构示意图。图6为图1中第一衬套的结构示意图。
5[0022]图7为图1中第一压盖结的构示意图。图8为图1中联轴器的结构示意图。图9为图8的左视图。图10为图1中定位法兰的结构示意图。图11为图10的左视图。图12为图1中空心轴的结构示意图。图13为图1中第一调整支座的结构示意图。图14为图13的左视图。图15为图2中第一轴承座的结构示意图。图16为图21的左视图。图17为图1中A摆臂壳体的结构示意图。图18为图17的B-B剖视图。图19为图2中A轴的结构示意图。图20为图19的俯视图。图21为图2中第二衬套的结构示意图。图22为图21的左视图。图23为图2中第三轴承座的结构示意图。图24为图23的左视图。图25为第二调整支座的结构示意图。图26为图25的左视图。图中1.A摆臂电源线，2.B摆臂电源线，3.悬臂梁，4.第一编码器，5.B摆臂壳 体，6.第一伺服电机，7.第一调整支座，8.第一主动同步齿形带轮，9.第一同步齿形带， 10.第一从动同步齿形带轮，11.第一谐波发生器，12.第一谐波减速器，13.结合子，14.第 一衬套，15. B轴，16.第一压盖，17.联轴器，18.第一轴承座，19.空心轴，20.定位法兰， 21.轴承压盖，22.第二伺服电机，23.A摆臂壳体，24.第二编码器，25. A轴，26.第二谐波 减速器，27.第二谐波发生器，28.第二结合子，29.第二衬套，30.第二从动同步齿形带轮， 31.第二轴承座，32.第二同步齿形带，33.第二主动同步齿形带轮，34. A壳体凹槽，35.密封 槽，36.定位销孔，37. B轴安装腔，38.第一电机安装腔，39.辅助支撑安装孔，40.密封圈， 41.传感器安装孔，42.第三轴承座，43.联轴器安装孔，44.空心轴安装孔，45.第二电机安 装腔，46. A轴安装腔，47.第一壳体盖，48.第二壳体盖，49.连接孔，50.第一安装孔，51.第 一端盖，52.第二端盖，53.槽口，54.定位台，55.第二安装孔，56.第三安装孔，57.第四安 装孔，58.第一调整孔，59.第二调整支座，60.第五安装孔，61.第二调整孔，63.限位销。
具体实施方式
实施例如图1所示，本实用新型包括可旋转的A、B摆机械臂，所述A、B摆机械臂 安装在悬臂梁3末端，A摆机械臂置于B摆机械臂的壳体凹槽34内，且其两摆机械臂轴线 正交，A、B摆机械臂的外壳分别通过辅助支撑和联轴器17连接，A摆机械臂的A轴上设有 用于安装探测传感器的传感器安装孔41。工作时，在A摆轴上安装有探测传感器，在检测过 程中，可以通过A、B两轴的旋转使得超声波探头在不同角度、方位来对被测工件进行扫描，从而达到检测复杂外形零件的目的。如图1所示，所述的B摆机械臂包括B摆密封外壳和安装于B摆密封外壳内的第 一伺服电机6、第一编码器4、第一谐波减速器12、第一谐波发生器11、第一同步齿形带9、第 一主动、从动同步齿形带轮8、10、第一衬套14、联轴器17、B轴15、第一压盖16、第一轴承座 18和辅助支撑，如图1、图3、图4所示，B摆密封外壳包括B摆臂壳体5和安装在B摆臂壳 体5端部的第一壳体盖47和第二壳体盖48，之间的配合面间设有密封圈40，B轴15两端 分别通过第一压盖16和第一轴承座18安装在B摆臂壳体5的B轴安装腔37内，第一伺服 电机6置于B摆臂壳体5的第一电机安装腔38内，通过第一调整支座7与B摆臂壳体5相 联接，第一伺服电机6的输出轴和第一谐波发生器11的输入轴端分别连接同步齿形带轮， 第一同步齿形带9设置在两同步齿形带轮上，其中第一从动同步齿形带轮8通过轴承安装 在第一轴承座18上，第一轴承座18与第一衬套14、B摆臂壳体5依次固定联接，第一压盖 16 —端和第一衬套14连接，另一端通过联轴器17和A摆臂密封外壳连接，第一谐波发生 器11装配在第一谐波减速器12内，第一谐波减速器12外齿圈通过过盈配合与第一衬套14 相联接，其内齿圈和B轴15通过轴位螺钉连接，第一结合子13为榫槽结构，一端和B轴15 连接，另一端和第一谐波减速器12的内齿圈连接，通过第一结合子13传递动力，第一编码 器4安装在第一伺服电机6的尾端，与B摆臂电源线2连接；辅助支撑与B轴15同轴设置， 分置于A摆臂密封外壳两侧，包括空心轴19、定位法兰20及轴承压盖21，其中空心轴19与 A摆臂密封外壳连接，定位法兰20与B摆臂壳体5连接，轴承压盖21设于定位法兰20端， 所述空心轴19与A摆臂密封外壳、空心轴19定位法兰20间及定位法兰20与B摆臂壳体 5间均设有密封圈，空心轴19用于通过电线。相对于B摆臂壳体5的对称面，B轴15的旋 转角度范围为士 112°。在所述B摆臂壳体5上还设有用于定位A摆臂旋转角度的限位销63，限位销63上 开有密封槽35，内部装有密封圈40。所述的B轴15与第一压盖16、第一衬套14与B摆臂 壳体5的配合表面均开有密封槽35，内部装有密封圈40。如图5所示，为B轴15，一端为与联轴器17相配合的结构，另一端设有第一结合 子13，其上设有轴承定位台54。如图6所示，为第一衬套14，其一端为与第一压盖16相配 合的结构，一端为与第一轴承座18相配合的结构，其内孔一端为与轴承相配合的第三安装 孔56，另一端为与第一谐波减速器12的外齿圈相配合的第二安装孔55。如图7所示，为第 一压盖16，其大径端与第一衬套14相配合，内孔与B轴的轴承定位台54相配合。如图8、 图9所示，为联轴器17，一端与A摆臂密封外壳的联轴器安装孔43相配合，另一端沿圆周 设有与A摆臂密封外壳连接的第一安装孔50。如图10、图11所示，为定位法兰20，其一端 与B摆臂壳体5相配合，另一端设有与B摆臂壳体5连接的安装孔，其内孔与空心轴19相 配合。如图12所示，为空心轴19，其一端与定位法兰20相配合，另一端与A摆臂密封外壳 的空心轴安装孔44相配合。如图13、图14所示，为第一调整支座7，其上一端设有与第一 伺服电机相配合的第四安装孔57，另一端设有与B摆臂壳体5连接的第一调整孔58，其与 壳体5间为可调整连接，通过调整电机轴线的位置，达到调整同步齿形带张紧的目的。如图 15、16所示，为第一轴承座18，一端设有与谐波发生器相配合的连接孔49，另一端为与从动 同步齿形带轮相配合的结构。本实用新型中所述的A摆机械臂包括A摆臂密封外壳和安装于A摆臂密封外壳内的第二衬套29、第二伺服电机22、第二谐波减速器26、第二谐波发生器27、第二同步齿形带 32、第二主动、从动同步齿形带轮33、30、第二编码器24和A轴25，A摆臂密封外壳包括A摆 臂壳体23及置于A摆臂壳体23两端的第一端盖51和第二端盖52，A摆臂壳体23与其两 端盖间的配合表面均开有密封槽35，内部装有密封圈40。A轴25两端分别通过第二、第三 轴承座31、42安装在A摆臂密封外壳内，使A轴25上的传感器安装孔46对应外壳的槽口 53，第二伺服电机22通过第二调整支座59与A摆臂壳体23相联接，第二伺服电机22输出 轴和第二谐波发生器27的输入轴端分别连接同步齿形带轮，第二同步齿形带32设置在两 同步齿形带轮上，其中第二从动同步齿形带轮30通过轴承安装在第二轴承座31上，且与第 二谐波发生器27通过螺钉联接；第二轴承座31与第二衬套29、A摆臂壳体23依次固定联 接，第二谐波发生器27装配在第二谐波减速器26内，第二谐波减速器26外齿圈通过过盈 配合与第二衬套29相联接，其内齿圈和A轴25通过轴位螺钉连接，第二结合子28结构与 第一结合子13相同，一端和A轴25连接，另一端和第二谐波减速器26内齿圈连接，通过第 二结合子28传递动力，第二编码器24安装在第二伺服电机22的尾端，与A摆臂电源线1 连接。如图2所示，所述A轴25与第二衬套29、第二衬套29与A摆臂壳体23、第三轴承 座42与A轴25、第三轴承座42与A摆臂壳体23、A摆臂壳体23与其两端盖间的配合表面 均开有密封槽35，内部装有密封圈40。如图17、18所示，为A摆臂壳体23，其内部设有第 二电机安装腔45和A轴安装腔46，所述A轴安装腔46与A轴25的轴线相垂直的截面为V 型或U型槽口 53， 使A轴25工作时，相对于A摆壳体23的对称面，所述A轴25的旋转 角度范围为士37. 5° ；与A轴轴线相垂直的两个侧面分别开有空心轴安装孔44和联轴器 安装孔43。如图19、20所示，为A轴25，其沿径向一侧开有传感器安装孔41，沿轴向一端 连接有第二结合子28，另一端轴径及端面与轴承配合，用于安装轴承，在开有传感器安装孔 41两侧的轴面上开有密封槽35，用于放置密封圈40。如图21、22所示，为第二衬套29，其 一端为与A轴25相配合，另一端与第二轴承座31相配合，其上开有与A摆臂壳体23相配 合的安装孔，在其外径的圆周面上开有密封槽35，用于放置密封圈40。如图23、24所示，为 第三轴承座42，其内孔为与A轴25相配合的结构，外径为与A摆臂壳体23相配合结构，其 与A摆壳体23的配合面上开有密封槽35。第二轴承座31与第一轴承座18结构相同。如 图25、26所示，为第二调整支座，其上一端设有与第二伺服电机相配合的第五安装孔60，另 一端设有与A摆臂壳体23连接的调整孔61，其与A摆臂壳体23间为可调整连接，通过调整 第二伺服电机轴线的位置，达到调整同步齿形带张紧的目的。本实用新型中A、B摆机械臂摆轴的工作原理相同，均是电机动力经过同步带传输 到摆轴上，再经过减速机后实现A、B轴的转动。各部件之间的通过螺钉连接，在必要的接触 面加工环形密封槽。本实用新型中采用的第一、第二伺服电机6、22均为微型直流电机，型 号为FAULHABER 3557K024CS ；第一、第二谐波减速器12、26均采用日本的HDUC-8-50-2A-R 型谐波减速器。第一、第二编码器4、24均采用美国HP公司的HDES-5523A12型光学增量编 码器，具有较高的分辨率、可重复性和可靠性。本实用新型在使用时，在A轴25上安装好探测传感器，操纵探头工作端，对准需要 检测的零件，发射出超声波，使得超声波探头在不同角度、方位来对被测工件进行扫描，根 据不同的回声来检测复杂外形零件。[0051] 本实用新型中A轴25和B轴15可以同时旋转，也可以单独旋转；其工作过程分 别通过电源线启动电机，电机通过同步带带动谐波减速器工作，从而带动A轴25和B轴15旋转。
权利要求超声波水浸探伤仪探测摆臂，其特征是包括可旋转的A、B摆机械臂，所述A、B摆机械臂安装在悬臂梁末端，A摆机械臂安装于B摆机械臂密封外壳的凹槽中，且两摆机械臂轴线正交，A、B摆机械臂的壳体分别通过辅助支撑和第一联轴器连接，A摆机械臂的A轴上设有用于安装探测传感器的传感器安装孔。
2.根据权利要求1所述的超声波水浸探伤仪探测摆臂，其特征是所述的A摆机械臂 包括A摆密封外壳和安装于A摆密封外壳内的第二衬套、第二伺服电机、第二谐波减速器、 第二同步齿形带、第二主动、从动同步齿形带轮、第二编码器和A轴，A轴两端通过第二、第 三轴承座安装在A摆密封外壳内，使A轴上的传感器安装孔对应A摆密封外壳的槽口，第二 伺服电机通过第二调整支座与A摆密封外壳相联接，第二伺服电机输出轴和第二谐波发生 器的输入轴端分别连接同步齿形带轮，第二同步齿形带设置在两同步齿形带轮上，其中第 二从动同步齿形带轮通过轴承装在第二轴承座上，第二轴承座与第二衬套、A摆密封外壳依 次固定联接，第二谐波发生器装配在第二谐波减速器内，第二谐波减速器外圈与第二衬套 相联接，内齿圈和A轴连接，第二结合子一端和A轴连接，另一端和第二谐波减速器内齿圈 连接，第二编码器安装在第二伺服电机的尾端，与A摆臂电源线连接。
3.根据权利要求2所述的超声波水浸探伤仪探测摆臂，其特征是所述的第二衬套与A 轴、第二衬套与A摆密封外壳的壳体、第三轴承座与A轴、第三轴承座与A摆密封外壳的壳 体间、A摆密封外壳的壳体与其两端盖间的配合表面均开有密封槽，内部装有密封圈。
4.根据权利要求1所述的超声波水浸探伤仪探测摆臂，其特征是所述的B摆机械臂 包括B摆密封外壳和安装于B摆密封外壳内的第一衬套、第一伺服电机、第一谐波减速器、 第一同步齿形带、第一主动、从动同步齿形带轮、第一编码器、B轴和辅助支撑，B轴两端分 别通过第一压盖和第一轴承座安装在B摆密封外壳内，第一伺服电机通过第一调整支座与 B摆密封外壳相联接，第一伺服电机输出轴和第一谐波发生器的输入轴端分别连接同步齿 形带轮，第一同步齿形带设置在两同步齿形带轮上，其中第一从动同步齿形带轮通过轴承 装在第一轴承座上，第一轴承座与第一衬套、B摆密封外壳的壳体依次固定联接，第一谐波 发生器装配在第一谐波减速器内，第一谐波减速器外齿圈与第一衬套相联接，内齿圈和B 轴连接，第一结合子一端和B轴连接，另一端和第一谐波减速器内齿圈连接，第一衬套通过 第一压盖和第一联轴器连接，第一编码器安装在第一伺服电机的尾端；辅助支撑与B轴分 置于A摆密封外壳两侧，同轴设置，分别与A摆密封外壳和B摆密封外壳密封连接。
5.根据权利要求4所述的超声波水浸探伤仪探测摆臂，其特征是所述的辅助支撑包 括空心轴、定位法兰及轴承压盖，空心轴和定位法兰配合安装，轴承压盖设于定位法兰端， 空心轴与A摆臂密封外壳连接，定位法兰与B摆臂密封外壳连接。
6.根据权利要求4所述的超声波水浸探伤仪探测摆臂，其特征是所述的B轴与第一 压盖、第一衬套与B摆臂密封外壳的壳体、空心轴与A摆臂密封外壳的壳体、空心轴与定位 法兰、定位法兰与B摆臂密封外壳的壳体配合表面均开有密封槽，内部装有密封圈。
7.根据权利要求4所述的超声波水浸探伤仪探测摆臂，其特征是在所述B摆臂密封 外壳的壳体上还设有用于定位A摆臂旋转角度的限位销，限位销上开有密封槽，内部装有 密封圈。
8.根据权利要求1所述的超声波水浸探伤仪探测摆臂，其特征是相对于A摆臂壳体 对称面，所述A轴的旋转角度范围为士 37.5°，相对于B摆臂壳体对称面，B轴的旋转角度范围为士 112°。
9.根据权利要求1所述的超声波水浸探伤仪探测摆臂，其特征是所述A、B摆机械臂 的密封外壳材质为铝合金，在其表面设有阳极化防腐层。
专利摘要超声波水浸探伤仪探测摆臂，属于无损探伤检测技术领域。包括可旋转的A、B摆机械臂，所述A、B摆机械臂安装在悬臂梁末端，A摆机械臂安装于B摆机械臂密封外壳的凹槽中，且两摆机械臂轴线正交，A、B摆机械臂的壳体分别通过辅助支撑和第一联轴器连接，A摆机械臂的A轴上设有用于安装探测传感器的传感器安装孔。本实用新型体积小、重量轻、结构紧凑，密封性好，具有防水、防腐性能；任意方位定位准确。本实用新型在所有结合面均采用密封圈结构，有效的防止水的侵入，保证其在水下能够正常工作而不进水。其精度高、性能好，可以满足不同复杂曲面的无损检测需求。A、B摆臂的外壳均采用铝合金，并对外壳加以阳极化防腐，提高了其水中防腐性能。
文档编号G01N29/26GK201583527SQ20092028834
公开日2010年9月15日 申请日期2009年12月23日 优先权日2009年12月23日
发明者刘飞, 单方威, 夏筱筠, 宋佳, 杨振辉, 柏松, 梁兆群, 田滨滨, 赵宗理, 陆廼田 申请人:中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司