一种角度可调的超声波探头装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种角度可调的超声波探头装置。本发明专利技术包括探头、平台、探头角度调节机构以及底座，所述探头安装在平台上，所述探头角度调节机构包括至少一个安装在平台与底座之间的角度调节单元，所述角度调节单元包括转动部件以及固定在底座上的伸缩驱动组件，所述转动部件由十字轴式万向节头构成，所述万向节头一端与所述平台固定，所述万向节头另一端与所述伸缩驱动组件的伸缩端固定连接，所述伸缩驱动组件上下伸缩运动带动所述万向节头进行转向运动从而实现探头角度的调节。本发明专利技术通过角度调节机构，有效提升了探头的探测范围，实现了对探头倾斜角度的控制，提高了超声波检测的可靠性和降低检测人员的劳动强度。

An Angle-adjustable Ultrasound Probe Device

The invention relates to an ultrasonic probe device with adjustable angle. The invention comprises a probe, a platform, a probe angle adjusting mechanism and a base. The probe is mounted on a platform. The probe angle adjusting mechanism comprises at least one angle adjusting unit installed between the platform and the base. The angle adjusting unit comprises a rotating component and a telescopic driving component fixed on the base. The rotating component is composed of a cross-axis universal joint head. One end of the universal joint head is fixed with the platform, the other end of the universal joint head is fixed with the telescopic end of the telescopic driving component, and the telescopic motion of the telescopic driving component drives the universal joint head to steer so as to realize the adjustment of the probe angle. By means of an angle adjusting mechanism, the detection range of the probe is effectively raised, the tilt angle of the probe is controlled, the reliability of the ultrasonic detection is improved, and the labor intensity of the inspector is reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种角度可调的超声波探头装置
本专利技术属于超声波无损检测领域，具体涉及一种角度可调的超声波探头装置。
技术介绍
超声波无损检测是在不损坏零件或原材料工作状态的前提下，使用超声波对不能被直观检测到的表面和内部质量进行检查的一种检测手段。超声波检测的原理是：如果金属中有气孔、裂纹、分层等缺陷(缺陷中有气体)，超声波传播到金属与缺陷的界面处时，就会全部或部分反射，反射回来的超声波被探头接收，通过仪器内部的电路处理，在仪器的荧光屏上就会显示出不同高度和有一定间距的波形，可以根据波形的变化特征判断缺陷在零件中的深度、位置和形状。超声波检测的优点是检测厚度大、灵敏度高、速度快、成本低、对人体无害，并且能对缺陷进行定位和定量。超声波由超声探头产生及接收，探头对探测效果有决定性的作用。现有的超声波检测装置通常是由检测人员手工进行操作、记录和标记。通常零件被置于待检测平台上，检测人员手持检测标准规定的超声波探头，在涂有耦合剂的零件上往复运动，进行检验标准规定的检测。这种检测方法劳动强度大，检测结果受操作人员的技术水平、疲劳程度、情绪波动等因素影响，检测结果是通过检验人员手工根据仪器指示的指标进行记录，手工对缺陷点进行标记，误差往往比较大。此外，对于零件缺陷部位，需要长时间将探头固定在该部位进行各个角度的测量，不仅增加操作人员的劳动强度，浪费人力，而且长时间手持，位置难免发生变化，不可避免的会影响检测效果。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种角度可调的超声波探头装置。该装置可以提高超声波检测的可靠性，降低检测人员的劳动强度。为了实现本专利技术的目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种角度可调的超声波探头装置，包括探头、平台、探头角度调节机构以及底座，所述探头安装在平台上，所述探头角度调节机构包括至少一个安装在平台与底座之间的角度调节单元，所述角度调节单元包括转动部件以及固定在底座上的伸缩驱动组件，所述转动部件由十字轴式万向节头构成，所述万向节头一端与所述平台固定，所述万向节头另一端与所述伸缩驱动组件的伸缩端固定连接，所述伸缩驱动组件上下伸缩运动带动所述万向节头进行转向运动从而实现探头角度的调节。进一步的技术方案：所述伸缩驱动组件包括壳体、贯穿所述壳体顶部的销轴以及位于所述壳体内且与所述销轴同轴布置的弹簧Ⅰ与弹簧Ⅱ，所述弹簧Ⅰ与弹簧Ⅱ之间设有固定在壳体底部的隔热筒，所述销轴上端构成所述伸缩端，所述销轴下端形成导向罩，所述导向罩下端延伸至弹簧Ⅰ与弹簧Ⅱ之间且与所述隔热筒上端重叠布置；所述弹簧Ⅰ与弹簧Ⅱ由双程记忆材料构成，所述弹簧Ⅰ在通电加热时缩短并带动所述销轴向下运动，所述弹簧Ⅱ在通电加热时伸长并带动所述销轴向上运动，所述销轴侧面设有限制销轴向上运动距离的台肩。进一步的技术方案：所述探头角度调节机构包括3个或4个或5个角度调节单元。进一步的技术方案：所述壳体底部为密封压螺，所述密封压螺端面设有供所述弹簧Ⅰ的电连导线穿过的第一通孔以及供所述弹簧Ⅱ的电连导线穿过的第二通孔，所述第一通孔、第二通孔分别通过耐高温密封胶灌封。进一步的技术方案：所述导向罩内侧由阶梯孔构成，所述阶梯孔中小孔的侧面设有螺纹，所述弹簧Ⅰ通过所述螺纹与导向罩连接，所述阶梯孔中大孔与弹簧Ⅰ外侧面间隙配合，所述弹簧Ⅰ下端与壳体底部固定；所述弹簧Ⅱ两端均为自由状态，所述弹簧Ⅱ上端作用在所述销轴侧面的台肩上，所述弹簧Ⅱ下端作用在所述壳体底部。进一步的技术方案：所述弹簧Ⅰ与弹簧Ⅱ由CuZnAl双程记忆合金材料或TiNi双程记忆合金材料构成。进一步的技术方案：所述隔热筒插接在密封压螺内端面上并通过耐高温密封胶灌封固定。进一步的技术方案：所述角度调节单元设置多个且上下串联布置，位于上方的角度调节单元的底座构成位于下方的角度调节单元的平台。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术工作原理：当探头需要对待检测物体的某个部位进行检测时，此时角度调节单元中的伸缩驱动组件均处于原始状态，若干个均匀分布的角度调节单元之间相互平衡，与伸缩驱动组件一一对应的转动部件也处于原始状态即平台处于水平状态，本专利技术装置的探头正对准待检测部位。当需要对待检测部位的另一角度或者其他部位进行检测时，由于角度调节单元中伸缩驱动组件有的实现伸长运动，有的实现缩短运动，相应的与伸缩驱动组件关联的转动部件随之实现转动，最终整个角度调节机构的原始状态被打破，并达到一个新的平衡，此时平台呈现具有一定倾斜角度的最终状态。本专利技术通过角度调节机构，有效提升了探头的探测范围，实现了对探头倾斜角度的控制，提高了超声波检测的可靠性并降低检测人员的劳动强度。(2)本专利技术所述伸缩驱动组件的工作过程为：只需通过控制系统向伸缩驱动组件发电指令，由于伸缩驱动组件内部具有的弹簧Ⅰ和弹簧Ⅱ分别具有加热缩短和加热伸长的特性，则给某一个伸缩驱动组件中的弹簧Ⅰ供电时，弹簧Ⅰ通电受热，开始缩短，弹簧Ⅰ受热变形时产生的抗力远大于弹簧Ⅱ受压时自身产生的抗力，弹簧Ⅰ带动弹簧Ⅱ以及与弹簧Ⅰ固定连接的销轴一起实现缩短运动，该伸缩驱动组件最终实现缩短运动功能；与此同时，给另外的伸缩驱动组件中的弹簧Ⅱ供电时，弹簧Ⅱ通电受热，开始伸长，弹簧Ⅱ受热变形时产生的抗力远大于弹簧Ⅰ受拉自身产生的抗力，弹簧Ⅱ带动弹簧Ⅰ与销轴一起实现伸长运动，该伸缩驱动组件最终实现伸长运动功能。本专利技术所述伸缩驱动组件相比于传统液压伸缩结构更简单、更轻便，集成在超声波探头装置中便于携带和使用，其使得探头角度调节更为准确。(3)本专利技术通过设置伸缩驱动组件和转动部件相互匹配工作，通过控制伸缩驱动组件的伸缩运动，打破整个机构的平衡关系，转动部件将伸缩驱动组件的伸缩运动转换为转动，通过采用输入不同的电压和电流等方式，可以调节伸缩驱动组件内弹簧的伸缩量，从而达到将平台上探头调节到不同的倾斜角度，有效提升了超声波探头装置的角度可控性和兼容性。(4)本专利技术的一种角度可调的超声波探头装置，伸缩驱动组件采用双程形状记忆合金弹簧驱动，双程形状记忆合金弹簧具有伸缩功能，并且断电冷却后状态可恢复，可反复多次使用，降低了应用成本。(5)本专利技术将角度调节机构进行串联使用，探头角度调节范围更大，角度调节的灵活性更高，具有较好的推广应用价值。附图说明图1是本专利技术初始状态示意图；图2是本专利技术探头倾斜工作状态示意图；图3是本专利技术伸缩驱动组件原始状态示意图；图4是是本专利技术伸缩驱动组件伸长状态示意图；图5是是本专利技术伸缩驱动组件缩短状态示意图；图6是本专利技术转动部件组装后的结构示意图；图7是本专利技术转动部件爆炸图；图8是本专利技术探头结构示意图(探头的内部卡板、线缆等元件未示出)。附图中标记的含义如下：1—伸缩驱动组件；1-1—销轴；1-2—弹簧Ⅰ；1-3—弹簧Ⅱ；1-4—隔热筒；1-5—壳体；1-6—压螺；2—转动部件；2-1—转动体；2-2—十字轴；2-3—连接轴；2-4—螺母；3—探头；4—平台；5—底座。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术技术方案做出更为具体的说明：如图1、2所示：本专利技术包括探头3、平台4、探头角度调节机构以及底座5，所述探头3安装在平台4上，所述探头角度调节机构包括至少一个安装在平台4与底座5之间的角度调节单元(根据实际情况进行设置，如1个、2个、3个、4个等，本专利技术优选为3个或4个或5个)，所述角度调节单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种角度可调的超声波探头装置，其特征在于：包括探头(3)、平台(4)、探头角度调节机构以及底座(5)，所述探头(3)安装在平台(4)上，所述探头角度调节机构包括至少一个安装在平台(4)与底座(5)之间的角度调节单元，所述角度调节单元包括转动部件(2)以及固定在底座(5)上的伸缩驱动组件(1)，所述转动部件(2)由十字轴式万向节头构成，所述万向节头一端与所述平台(4)固定，所述万向节头另一端与所述伸缩驱动组件(1)的伸缩端固定连接，所述伸缩驱动组件(1)上下伸缩运动带动所述万向节头进行转向运动从而实现探头(3)角度的调节。

【技术特征摘要】
1.一种角度可调的超声波探头装置，其特征在于：包括探头(3)、平台(4)、探头角度调节机构以及底座(5)，所述探头(3)安装在平台(4)上，所述探头角度调节机构包括至少一个安装在平台(4)与底座(5)之间的角度调节单元，所述角度调节单元包括转动部件(2)以及固定在底座(5)上的伸缩驱动组件(1)，所述转动部件(2)由十字轴式万向节头构成，所述万向节头一端与所述平台(4)固定，所述万向节头另一端与所述伸缩驱动组件(1)的伸缩端固定连接，所述伸缩驱动组件(1)上下伸缩运动带动所述万向节头进行转向运动从而实现探头(3)角度的调节。2.如权利要求1所述的角度可调的超声波探头装置，其特征在于：所述伸缩驱动组件(1)包括壳体(1-5)、贯穿所述壳体(1-5)顶部的销轴(1-1)以及位于所述壳体(1-5)内且与所述销轴(1-1)同轴布置的弹簧Ⅰ(1-2)与弹簧Ⅱ(1-3)，所述弹簧Ⅰ(1-2)与弹簧Ⅱ(1-3)之间设有固定在壳体(1-5)底部的隔热筒(1-4)，所述销轴(1-1)上端构成所述伸缩端，所述销轴(1-1)下端形成导向罩，所述导向罩下端延伸至弹簧Ⅰ(1-2)与弹簧Ⅱ(1-3)之间且与所述隔热筒(1-4)上端重叠布置；所述弹簧Ⅰ(1-2)与弹簧Ⅱ(1-3)由双程记忆材料构成，所述弹簧Ⅰ(1-2)在通电加热时缩短并带动所述销轴(1-1)向下运动，所述弹簧Ⅱ(1-3)在通电加热时伸长并带动所述销轴(1-1)向上运动，所述销轴(1-1)侧面设有限制销轴(1-1)向上运动...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓燕燕，陈贤洮，张保中，周先勤，李开亚，徐万宝，刘程远，
申请(专利权)人：合肥通用机械研究院有限公司，合肥通用机械研究院特种设备检验站有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34