一种无损检测用同步扫描装置和系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种无损检测用同步扫描装置和系统，包括：第一运动机构、第二运动机构、检测部件和图像处理设备，所述检测部件与所述第一运动机构、所述第二运动机构中一个连接，检测样品则与所述第一运动机构、所述第二运动机构中另一个连接，所述第一运动机构、所述第二运动机构带动所述检测样品、所述检测部件运动；所述第一运动机构与所述第二运动机构同步扫描，分别实现第一方向、第二方向的扫描轨迹；所述图像处理设备将上述第一方向、第二方向的扫描轨迹合成预定的扫描轨迹。本实用新型专利技术能有效实现快速同步扫描，既能保证良好的扫描效果，又能大大提高扫描速度。

A synchronous scanning device and system for nondestructive testing

The utility model discloses a nondestructive testing using synchronous scanning device and system: the first movement mechanism, second movement mechanism, detection device and image processing device, the detection member and the first motion mechanism, the second movement mechanism in a test sample is connected with the first movement mechanism, the the second movement mechanism in another connection, the first movement mechanism, the second movement mechanism driven by the detection of samples, the detection component movement; the first motion mechanism and the movement mechanism of second synchronous scanning, scanning path respectively to achieve the first direction and the second direction; the image processing device the scanning trajectory synthesis predetermined scanning trajectory in the first direction and the second direction. The utility model can effectively realize fast synchronous scanning, not only can guarantee good scanning effect, but also can greatly improve the scanning speed.

【技术实现步骤摘要】
一种无损检测用同步扫描装置和系统
本技术属于无损检测
的检测装置，特别涉及一种无损检测用同步扫描装置、系统。
技术介绍
无损检测是利用物质的声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷大小，位置，性质和数量等信息。它与破坏性检测相比，无损检测有以下特点。第一是具有非破坏性，因为它在做检测时不会损害被检测对象的使用性能；第二具有全面性，由于检测是非破坏性，因此必要时可对被检测对象进行100％的全面检测，这是破坏性检测办不到的；第三具有全程性，破坏性检测一般只适用于对原材料进行检测，如机械工程中普遍采用的拉伸、压缩、弯曲等，破坏性检验都是针对制造用原材料进行的，对于产成品和在用品，除非不准备让其继续服役，否则是不能进行破坏性检测的，而无损检测因不损坏被检测对象的使用性能。所以，它不仅可对制造用原材料，各中间工艺环节、直至最终产成品进行全程检测，也可对服役中的设备进行检测。无损检测包括超声波显微镜、电磁、X射线等设备。广泛应用于电接触触点焊接质量检测、关键电子器件和精密机械部件的无损检测与评估，同时也广泛用于生物组织的显微观测。无损检测中，常采用二维机械扫描机构携带检测部件完成对整个被测样品的检测。扫描机构的执行器一般都采用直线电机或旋转电机加精密滚珠丝杠。传统的二维机械扫描模式为栅格扫描模式，扫描轴负责扫描，每扫描完一行，步进轴运动一次，步进大小为一个像素所对应的大小。为了提高扫描超声波显微成像的速度，德国KSI公司采用了多探头同时扫描方案，即每个探头扫描一个子区域，然后将各个子区域拼接起来，形成最终的扫描结果。采用N个探头，那么扫描时间就可以节约N倍。但是明显增加了成本。公开号为CN102608208A的中国技术专利，公开了一种基于双轴联动式的栅格扫描模式，通过两轴联动缩短了扫描和步进的时间，但是本质上仍然是步进栅格扫描模式，提升的扫描效率有限。目前，国外大公司提高效率的方式都是在现有的栅格扫描模式下对每个电机的硬件结构提出优化，在满足运动精度的前提下，尽可能地提高X或Y电机的速度。但是这种方式不能根本性的显著提高电机速度，电机速度的最大值受限于光栅频率和分辨率。因此，采用常规的技术思路即通过栅格扫描模式下的技术改进，已经很难再提升扫描速度，这制约了整个行业的进一步发展，成为了整个行业的技术难题。
技术实现思路
针对上述现有技术中的缺陷，本技术的目的是设计一种无损检测用同步扫描装置和系统，摒弃了常规的技术思路，能有效实现快速同步扫描，既能保证良好的扫描效果，又能大大提高扫描速度。根据本技术的第一目的，提供一种无损检测用同步扫描装置，所述装置包括：第一运动机构、第二运动机构、检测部件和图像处理设备，其中：所述第一运动机构沿第一方向运动，所述第二运动机构沿第二方向运动；所述第一运动机构为实现往返直线运动的运动机构；所述第二运动机构为实现第二方向步进运动、匀速直线运动或变速直线运动的机构；所述检测部件与所述第一运动机构、所述第二运动机构中一个连接，检测样品则与所述第一运动机构、所述第二运动机构中另一个连接，所述第一运动机构、所述第二运动机构带动所述检测样品、所述检测部件运动；所述第一运动机构与所述第二运动机构同步扫描，分别实现第一方向、第二方向的扫描轨迹；所述图像处理设备连接所述检测部件，并将上述第一方向、第二方向的扫描轨迹合成预定的扫描轨迹。更优选地，所述第一运动机构为凸轮连杆机构、曲柄滑块机构、螺旋副机构、圆柱槽凸轮机构、凸轮连杆传动机构、圆柱端面凸轮机构、齿轮齿条机构中任一种或多种，和/或，所述第二运动机构为水平运动机构、垂直运动机构的一种或多种。更优选地，所述装置进一步包括：平衡机构，所述平衡机构与所述第一运动机构对称布置，并与所述第一运动机构运动方向相反，以产生与所述第一运动机构大小相等、方向相反的作用力，从而抵消所述第一运动机构的作用力。进一步优选地，所述凸轮连杆机构，包括：第一驱动部件、第一凸轮、第一滚子、第一弹簧、第一连杆、第一滑动部件和第一导向部件，其中：所述第一驱动部件的输出轴与所述第一凸轮的一侧连接，所述第一连杆的一端连接所述第一滚子，所述第一连杆与所述第一滚子之间设置所述第一弹簧，所述第一弹簧使所述第一滚子与所述第一凸轮的轮廓保持接触；所述第一导向部件与所述第一滑动部件配合，所述第一滑动部件在所述第一导向部件内往复运动；所述检测部件或检测样品与所述第一连杆连接；所述第一驱动部件驱动所述第一凸轮旋转，所述第一弹簧使得所述第一滚子与所述第一凸轮接触，带动所述第一连杆摆动，所述第一连杆带动所述第一滑动部件在所述第一导向部件内实现第一方向往复直线运动，进而带动所述检测部件或检测样品完成第一方向往复直线运动。进一步优选地，对应于所述凸轮连杆机构所采用的平衡机构，包括：所述平衡凸轮、平衡滚子、平衡弹簧、平衡连杆、平衡滑动部件、平衡导向部件以及平衡质量块，其中：所述平衡凸轮与所述第一驱动部件的输出轴连接，且所述平衡凸轮的安装方向与所述第一凸轮的安装方向相反；所述平衡连杆的一端连接所述平衡滚子；所述平衡滚子、所述平衡连杆之间设置平衡弹簧，所述平衡弹簧使得所述平衡滚子与所述平衡凸轮的轮廓保持接触；所述平衡导向部件与所述平衡滑动部件配合，所述平衡滑动部件在所述平衡导向部件内往复运动；所述平衡质量块与所述平衡连杆连接；所述第一驱动部件驱动所述平衡凸轮旋转，所述平衡弹簧使得所述平衡滚子与所述平衡凸轮接触，并带动所述平衡连杆摆动，所述平衡连杆带动所述平衡滑动部件在所述平衡导向部件内实现往复直线运动，进而带动所述平衡质量块完成往复直线运动。进一步优选地，所述凸轮连杆机构及其对应的平衡机构中，至少具有以下一种特征：-第一滑动部件为滑块；-所述平衡滑动部件为滑块；-所述第一导向部件为导轨；-所述平衡导向部件为导轨。进一步优选地，所述曲柄滑块机构，包括第一驱动部件、第一曲柄、第一连杆、第一滑动部件和第一导向部件，其中：所述第一驱动部件的输出端与所述第一曲柄的一端连接，所述第一连杆的一端与所述第一曲柄的另一端连接，所述第一连杆的另一端与所述第一滑动部件连接；所述第一导向部件与所述第一滑动部件配合，所述第一滑动部件在所述第一导向部件内往复运动；所述检测部件或检测样品与所述第一滑动部件连接；所述第一驱动部件驱动所述第一曲柄旋转，所述第一曲柄带动所述第一连杆摆动，所述第一连杆带动所述第一滑动部件在所述第一导向部件内做往复直线运动，进而带动固定在所述第一滑动部件上的所述检测部件或检测样品完成第一方向往复直线运动。进一步优选地，对应于所述曲柄滑块机构所采用的平衡机构，包括：平衡曲柄、平衡连杆、平衡导向部件、平衡滑动部件以及平衡质量块，其中：所述平衡曲柄与第一驱动部件的输出轴连接，且所述平衡曲柄的安装方向与第一曲柄的安装方向相反，所述平衡连杆的一侧与所述平衡曲柄连接，所述平衡连杆的另一侧与所述平衡滑动部件连接，所述平衡滑动部件与所述平衡导向部件配合，所述平衡质量块固定在所述平衡滑动部件上。所述第一驱动部件驱动所述平衡曲柄转动，所述平衡曲柄带动所述平衡连杆摆动，所述平衡连杆带动所述平衡滑动部件在所述平衡导向部件内实现往复直线运动，进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无损检测用同步扫描装置，其特征在于：所述装置包括：第一运动机构、第二运动机构、检测部件和图像处理设备，其中：所述第一运动机构沿第一方向运动，所述第二运动机构沿第二方向运动；所述第一运动机构为实现往返直线运动的运动机构；所述第二运动机构为实现第二方向步进运动、匀速直线运动或变速直线运动的机构；所述检测部件与所述第一运动机构、所述第二运动机构中一个连接，检测样品则与所述第一运动机构、所述第二运动机构中另一个连接，所述第一运动机构、所述第二运动机构带动所述检测样品、所述检测部件运动；所述第一运动机构与所述第二运动机构同步扫描，分别实现第一方向、第二方向的扫描轨迹；所述图像处理设备连接所述检测部件，并将上述第一方向、第二方向的扫描轨迹合成预定的扫描轨迹。

【技术特征摘要】
1.一种无损检测用同步扫描装置，其特征在于：所述装置包括：第一运动机构、第二运动机构、检测部件和图像处理设备，其中：所述第一运动机构沿第一方向运动，所述第二运动机构沿第二方向运动；所述第一运动机构为实现往返直线运动的运动机构；所述第二运动机构为实现第二方向步进运动、匀速直线运动或变速直线运动的机构；所述检测部件与所述第一运动机构、所述第二运动机构中一个连接，检测样品则与所述第一运动机构、所述第二运动机构中另一个连接，所述第一运动机构、所述第二运动机构带动所述检测样品、所述检测部件运动；所述第一运动机构与所述第二运动机构同步扫描，分别实现第一方向、第二方向的扫描轨迹；所述图像处理设备连接所述检测部件，并将上述第一方向、第二方向的扫描轨迹合成预定的扫描轨迹。2.根据权利要求1所述的无损检测用同步扫描装置，其特征在于：所述第一运动机构为凸轮连杆机构、曲柄滑块机构、螺旋副机构、圆柱槽凸轮机构、凸轮连杆机构、圆柱端面凸轮机构、齿轮齿条机构中任一种或多种，和/或，所述第二运动机构为水平运动机构、垂直运动机构的一种或多种。3.根据权利要求2所述的无损检测用同步扫描装置，其特征在于：所述凸轮连杆机构，包括：第一驱动部件、第一凸轮、第一滚子、第一弹簧、第一连杆、第一滑动部件和第一导向部件，其中：所述第一驱动部件的输出轴与所述第一凸轮的一侧连接，所述第一连杆的一端连接所述第一滚子，所述第一连杆与所述第一滚子之间设置所述第一弹簧，所述第一弹簧使所述第一滚子与所述第一凸轮的轮廓保持接触；所述第一导向部件与所述第一滑动部件配合，所述第一滑动部件在所述第一导向部件内往复运动；所述检测部件或检测样品与所述第一连杆连接；所述第一驱动部件驱动所述第一凸轮旋转，所述第一弹簧使得所述第一滚子与所述第一凸轮接触，带动所述第一连杆摆动，所述第一连杆带动所述第一滑动部件在所述第一导向部件内实现第一方向往复直线运动，进而带动所述检测部件或检测样品完成第一方向往复直线运动。4.根据权利要求3所述的一种无损检测用同步扫描装置，其特征在于：所述装置进一步包括：平衡机构，所述平衡机构与所述第一运动机构对称布置，并与所述第一运动机构运动方向相反，以产生与所述第一运动机构大小相等、方向相反的作用力，从而抵消所述第一运动机构的作用力。5.根据权利要求4所述的一种无损检测用同步扫描装置，其特征在于：所述平衡机构，包括：所述平衡凸轮、平衡滚子、平衡弹簧、平衡连杆、平衡滑动部件、平衡导向部件以及平衡质量块，其中：所述平衡凸轮与所述第一驱动部件的输出轴连接，且所述平衡凸轮的安装方向与所述第一凸轮的安装方向相反；所述平衡连杆的一端连接所述平衡滚子；所述平衡滚子、所述平衡连杆之间设置平衡弹簧，所述平衡弹簧使得所述平衡滚子与所述平衡凸轮的轮廓保持接触；所述平衡导向部件与所述平衡滑动部件配合，所述平衡滑动部件在所述平衡导向部件内往复运动；所述平衡质量块与所述平衡连杆连接；所述第一驱动部件驱动所述平衡凸轮旋转，所述平衡弹簧使得所述平衡滚子与所述平衡凸轮接触，并带动所述平衡连杆摆动，所述平衡连杆带动所述平衡滑动部件在所述平衡导向部件内实现往复直线运动，进而带动所述平衡质量块完成往复直线运动。6.根据权利要求2所述的一种无损检测用同步扫描装置，其特征在于：所述曲柄滑块机构，包括第一驱动部件、第一曲柄、第一连杆、第一滑动部件和第一导向部件，其中：所述第一驱动部件的输出端与所述第一曲柄的一端连接，所述第一连杆的一端与所述第一曲柄的另一端连接，所述第一连杆的另一端与所述第一滑动部件连接；所述第一导向部件与所述第一滑动部件配合，所述第一滑动部件在所述第一导向部件内往复运动；所述检测部件或检测样品与所述第一滑动部件连接；所述第一驱动部件驱动所述第一曲柄旋转，所述第一曲柄带动所述第一连杆摆动，所述第一连杆带动所述第一滑动部件在所述第一导向部件内做往复直线运动，进而带动固定在所述第一滑动部件上的所述检测部件或检测样品完成第一方向往复直线运动。7.根据权利要求6所述的一种无损检测用同步扫描装置，其特征在于：所述装置进一步包括：平衡机构，所述平衡机构与所述第一运动机构对称布置，并与所述第一运动机构运动方向相反，以产生与所述第一运动机构大小相等、方向相反的作用力，从而抵消所述第一运动机构的作用力。8.根据权利要求7所述的一种无损检测用同步扫描装置，其特征在于：所述平衡机构包括：平衡曲柄、平衡连杆、平衡导向部件、平衡滑动部件以及平衡质量块，其中：所述平衡曲柄与第一驱动部件的输出轴连接，且所述平衡曲柄的安装方向与第一曲柄的安装方向相反，所述平衡连杆的一侧与所述平衡曲柄连接，所述平衡连杆的另一侧与所述平衡滑动部件连接，所述平衡滑动部件与所述平衡导向部件配合，所述平衡质量块固定在所述平衡滑动部件上；所述第一驱动部件驱动所述平衡曲柄转动，所述平衡曲柄带动所述平衡连杆摆动，所述平衡连杆带动所述平衡滑动部件在所述平衡导向部件内实现往复直线运动，进而带动固定在所述平衡滑动部件上的所述平衡质量块完成往复直线运动。9.根据权利要求2所述的一种无损检测用同步扫描装置，其特征在于：所述螺旋副机构，包括第一驱动部件、支座、第一带轮、第一丝杠座、第一丝杠、第一运动导板和第一导轨，其中：所述第一驱动部件安装在所述支座上，所述第一驱动部件通过所述第一带轮与所述第一丝杠连接并驱动所述第一丝杠；所述第一丝杠的两端分别固定在所述第一丝杠座上；所述第一运动导板与所述第一丝杠、所述第一导轨连接；所述第一运动导板连接所述检测部件或检测样品；所述第一导轨保证所述第一运动导板带动所述检测部件或检测样品进行第一方向往复直线运动；所述第一驱动部件驱动所述第一带轮旋转，所述第一带轮带动所述第一丝杠旋转，所述第一丝杠带动所述第一运动导板沿所述第一导轨方向进行往复直线运动，进而带动所述检测部件或检测样品完成第一方向往复直线运动。10.根据权利要求9所述的一种无损检测用同步扫描装置，其特征在于：所述装置进一步包括：平衡机构，所述平衡机构与所述第一运动机构对称布置，并与所述第一运动机构运动方向相反，以产生与所述第一运动机构大小相等、方向相反的作用力，从而抵消所述第一运动机构的作用力。11.根据权利要求10所述的一种无损检测用同步扫描装置，其特征在于：所述平衡机构包括：平衡带轮、平衡丝杠座、平衡导轨、平衡丝杠、平衡运动导板、平衡质量块，其中：所述平衡带轮通过传送带与第一带轮连接；所述平衡带轮连接所述平衡丝杠；所述平衡丝杠的两端固定在所述平衡丝杠座上；所述平衡运动导板与所述平衡丝杠、所述平衡导轨连接；所述平衡运动导板连接所述平衡质量块；所述平衡导轨保证所述平衡运动导板带动所述平衡质量块进行往复直线运动；所述第一驱动部件驱动所述第一带轮旋转，所述第一带轮通过传送带带动所述平衡带轮旋转，所述平衡带轮带动所述平衡丝杠旋转，所述平衡丝杠带动所述平衡运动导板沿所述平衡导轨方向进行往复直线运动，进而带动固定在所述平衡运动导板上的所述平衡质量块进行往复直线运动；所述平衡丝杠的旋向与所述第一丝杠的旋向相反，从而所述平衡质量块与所述检测部件或检测样品的运动方向相反。12....

【专利技术属性】
技术研发人员：裘揆，张国方，李进春，黄威，
申请(专利权)人：上海和伍精密仪器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31