超声检测与成像系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及无损检测技术领域，公开了一种超声检测与成像系统及方法，包括机械臂和固定于机械臂末端的超声探头，还包括超声探测仪器和脉冲生成装置，脉冲生成装置分别与机械臂和超声探测仪器通信连接，脉冲生成装置包括嵌入式控制器，嵌入式控制器用于接收机械臂发送的末端位置信息、将末端位置信息转换为扫查轴脉冲和步进轴脉冲并将扫查轴脉冲和步进轴脉冲发送至超声探测仪器进行成像。本发明专利技术提供的一种超声检测与成像系统及方法，通过设置嵌入式控制器实时获取机械臂的位置信息，并将机械臂的末端位置信息转换为扫查轴脉冲和步进轴脉冲发送给超声探测仪器，可顺利实现超声探测仪器的成像。

【技术实现步骤摘要】
超声检测与成像系统及方法
本专利技术涉及无损检测
，特别是涉及一种超声检测与成像系统及方法。
技术介绍
超声无损检测在石油化工、航空航天、船舶车辆等工业领域的无损探伤中有着广泛的应用。传统的无损检测方法主要依赖人工扫查，自动化程度低，导致扫查效率低，且可能出现漏检的问题。为确保检验结果的准确并提高检测效率，逐渐有厂商开始推出适用于不同材料的自动化超声检测设备。对于板材类的材料可使用直线运动单元携带超声探头进行检测，而对于形状更复杂的曲面工件需要使用专用的多轴设备或通用机械臂贴合工件曲面进行扫查。由于制造专用的多轴设备成本过高，目前大多使用通用的关节型机械臂来实现复杂零件的探伤扫查。超声检测仪器以二维方式成像，为了准确成像在进行自动扫查时需要生成两路外部脉冲信号，分别是步进轴脉冲和扫查轴脉冲。通用机械臂无法直接将末端的运动转换为脉冲输入到检测仪器中，导致超声检测仪器不能成像，从而限制了通用型机械臂在对曲面等复杂工件的超声检测中的应用。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种超声检测与成像系统及方法，用于解决或部分解决通用机械臂无法直接将末端的运动转换为脉冲输入到检测仪器中，导致超声检测仪器不能成像，从而限制了通用型机械臂在对曲面等复杂工件的超声检测中应用的问题。本专利技术实施例提供一种超声检测与成像系统，包括机械臂和固定于所述机械臂末端的超声探头，还包括超声探测仪器和脉冲生成装置，所述脉冲生成装置分别与所述机械臂和超声探测仪器通信连接，所述脉冲生成装置包括嵌入式控制器，所述嵌入式控制器用于接收所述机械臂发送的末端位置信息、将末端位置信息转换为扫查轴脉冲和步进轴脉冲并将扫查轴脉冲和步进轴脉冲发送至所述超声探测仪器进行成像。在上述方案的基础上，所述脉冲生成装置还包括壳体、直流电源模块和电源接口，所述嵌入式控制器和所述直流电源模块设于所述壳体的内部，所述电源接口设于所述壳体的表面，所述电源接口与所述直流电源模块相连。在上述方案的基础上，所述脉冲生成装置还包括电源控制模块和开关按钮，所述电源控制模块包括单片机，所述直流电源模块与所述单片机相连，所述开关按钮与所述单片机的数字输入端口相连，所述单片机通过IO端口与所述嵌入式控制器相连且所述单片机同时通过数字输出端口与所述嵌入式控制器相连。在上述方案的基础上，所述脉冲生成装置还包括数字信号转换板，所述嵌入式控制器与所述数字信号转换板相连，所述数字信号转换板与所述超声探测仪器相连。在上述方案的基础上，所述脉冲生成装置还包括状态指示灯，所述状态指示灯与所述嵌入式控制器相连。在上述方案的基础上，所述脉冲生成装置还包括第一接口和第二接口，所述第一接口和所述第二接口分别与所述嵌入式控制器相连，所述机械臂与所述第一接口相连，所述超声探测仪器与所述第二接口相连。在上述方案的基础上，所述脉冲生成装置通过以太网或串行总线与所述机械臂通信连接，所述脉冲生成装置通过通信线缆与所述超声探测仪器相连。本专利技术实施例提供一种基于上述超声检测与成像系统的超声检测与成像方法，包括：机械臂带动超声探头按照预设路径对待测材料进行扫查；实时获取机械臂的末端位置信息；将机械臂的末端位置信息转换为扫查轴脉冲信号和步进轴脉冲信号；根据扫查轴脉冲信号和步进轴脉冲信号，分别发送扫查轴脉冲和步进轴脉冲至超声探测仪器进行成像。在上述方案的基础上，将机械臂的末端位置信息转换为扫查轴脉冲信号和步进轴脉冲信号包括：根据机械臂末端移动的预设路径，确定扫查路径和步进路径；根据扫查路径上机械臂的末端位置信息，获取机械臂末端在扫查路径上的位移，并根据预设的扫查分辨率，获取扫查轴脉冲信号；根据步进路径上机械臂的末端位置信息，获取机械臂末端在步进路径上的位移，并根据预设的步进分辨率，获得步进轴脉冲信号。在上述方案的基础上，以机械臂末端在预设间隔时间产生的直线位移分别作为机械臂末端在扫查路径上的位移以及机械臂末端在步进路径上的位移。本专利技术实施例提供的一种超声检测与成像系统及方法，设置脉冲生成装置用于连接机械臂和超声探测仪器，通过设置嵌入式控制器可分别实现与机械臂和超声探测仪器之间的通信信号传输，可实时获取机械臂的位置信息，并将机械臂的末端位置信息转换为扫查轴脉冲和步进轴脉冲发送给超声探测仪器，可顺利实现超声探测仪器的成像，实现通用型机械臂在对曲面等复杂工件进行超声检测中的顺利应用，提高对复杂工件超声检测的便捷性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的超声检测与成像系统的示意图；图2为本专利技术实施例中超声探测仪器的成像路径示意图；图3为本专利技术实施例中脉冲生成装置的示意图；图4为本专利技术实施例中待测工件的剖面轮廓线示意图。附图标记说明：其中，1、机械臂；2、超声探测仪器；3、脉冲生成装置；4、超声探头；5、待测工件；301、嵌入式控制器；302、壳体；303、直流电源模块；304、电源控制模块；305、开关按钮；306、电源接口；307、第二接口；308、第一接口；309、状态指示灯；310、数字信号转换板。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本专利技术实施例提供一种超声检测与成像系统，参考图1，该系统包括机械臂1和固定于机械臂1末端的超声探头4，还包括超声探测仪器2和脉冲生成装置3，脉冲生成装置3分别与机械臂1和超声探测仪器2通信连接，脉冲生成装置3包括嵌入式控制器301，嵌入式控制器301用于接收机械臂1发送的末端位置信息、将末端位置信息转换为扫查轴脉冲和步进轴脉冲并将扫查轴脉冲和步进轴脉冲发送至超声探测仪器2进行成像。本专利技术实施例提供的一种超声检测与成像系统，设置机械臂1带动超声探头4对待测材料进行扫查检测。机械臂1可为通用机械臂1，利用机械臂1可实现对曲面等形状复杂工件的扫查检测。该系统设置脉冲生成装置3主要用于将通用型机械臂1的运动转换为对应的脉冲发送给超声探测仪器2，使得超声探测仪器2可根据脉冲顺利实现成像。...

【技术保护点】
1.一种超声检测与成像系统，包括机械臂和固定于所述机械臂末端的超声探头，其特征在于，还包括超声探测仪器和脉冲生成装置，所述脉冲生成装置分别与所述机械臂和超声探测仪器通信连接，所述脉冲生成装置包括嵌入式控制器，所述嵌入式控制器用于接收所述机械臂发送的末端位置信息、将末端位置信息转换为扫查轴脉冲和步进轴脉冲并将扫查轴脉冲和步进轴脉冲发送至所述超声探测仪器进行成像。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声检测与成像系统，包括机械臂和固定于所述机械臂末端的超声探头，其特征在于，还包括超声探测仪器和脉冲生成装置，所述脉冲生成装置分别与所述机械臂和超声探测仪器通信连接，所述脉冲生成装置包括嵌入式控制器，所述嵌入式控制器用于接收所述机械臂发送的末端位置信息、将末端位置信息转换为扫查轴脉冲和步进轴脉冲并将扫查轴脉冲和步进轴脉冲发送至所述超声探测仪器进行成像。


2.根据权利要求1所述的超声检测与成像系统，其特征在于，所述脉冲生成装置还包括壳体、直流电源模块和电源接口，所述嵌入式控制器和所述直流电源模块设于所述壳体的内部，所述电源接口设于所述壳体的表面，所述电源接口与所述直流电源模块相连。


3.根据权利要求2所述的超声检测与成像系统，其特征在于，所述脉冲生成装置还包括电源控制模块和开关按钮，所述电源控制模块包括单片机，所述直流电源模块与所述单片机相连，所述开关按钮与所述单片机的数字输入端口相连，所述单片机通过IO端口与所述嵌入式控制器相连且所述单片机同时通过数字输出端口与所述嵌入式控制器相连。


4.根据权利要求1所述的超声检测与成像系统，其特征在于，所述脉冲生成装置还包括数字信号转换板，所述嵌入式控制器与所述数字信号转换板相连，所述数字信号转换板与所述超声探测仪器相连。


5.根据权利要求1所述的超声检测与成像系统，其特征在于，所述脉冲生成装置还包括状态指示灯，所述状态指示灯与所述嵌入式控制器相连。


6.根据权利要求1所述的超声检测与成像系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王利峰，沈晨，刘洪澎，
申请(专利权)人：关键智慧北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11