六自由度超声成像装置制造方法及图纸

一种六自由度超声成像装置，包括外框架、工作台、工件支撑座、组合滑台和AB轴机动微调机构，其特征在于：所述外框架底面上设有水槽，所述工作台安装在水槽的底面上，所述工件支撑座安装在工作台上，组合滑台安装在外框架顶端，AB轴机动微调机构安装在组合滑台上；所述AB轴机动微调机构包括第一支撑座、可作A轴转动的A轴微调机构、可作B轴转动的B轴微调机构和用于安装探头的探头安装架，所述A轴微调机构安装在第一支撑座上，所述B轴微调机构安装在A轴微调机构上，探头安装架安装在B轴微调机构上。本实用新型专利技术能够精确地让探头沿X、Y、Z三坐标方向平动和作A轴、B轴转动，从而对探头的角度进行精确的微调，有效的提高检测效率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
六自由度超声成像装置
本技术涉及一种超声成像装置，更具体地说涉及一种可用于平板、圆柱体、球体和三维曲面体等工件检测的六自由度超声成像装置。
技术介绍
目前，棒材和平板类等零部件的无损检测、质量检查，通常采用超声成像装置进行检测，使用计算机控制超声换能器(探头)在工件上纵横交替搜查，将探测特定范围内(指工件内部)的反射波强度以辉度的形式连续显示出来，这样就可以绘制出工件内部缺陷横截面图形。超声成像装置通常包括框架、工件支撑机构、超声探伤机构，所述工件支撑机构、超声探伤机构分别安装在框架上。所述超声探伤机构包括探头和探头定位机构，探头安装在探头定位机构上。检测前，先将工件放置到工件支撑机构上，然后调节好探头的位置和角度，接着就可以通过探头进行检测，比如水浸聚焦常规脉冲反射式探伤。但是，现有的超声成像装置，存在很多不足之处。比如，虽然能够对探头的位置进行调节，但是探头定位机构调节探头的位置不够精确，并且探头的角度难以调节，因此操作人员在检测过程中或更换工件后都需要手动对探头进行微调，这就导致检测效率较低。而且工业上的超声探伤设备较多的采用水耦合探伤与水浸法探伤，一般的机动机构不宜置于水下工作。用于圆形柱状工件扫描的工件支撑装置，要求工件支撑装置在探头横向或者纵向移动过程中支撑起工件并保持稳定旋转，并且针对不同工件要求适应性良好，无需过多调节。但是现有的工件支撑装置在工件尺寸或外形有变化时需要调节前后支撑轮间距，操作不方便，降低了工作效率。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对现有技术探头的角度难以调节、操作不方便等缺点，提供一种六自由度超声成像装置，这种六自由度超声成像装置能够能够自动对探头的角度进行机动微调，操作非常方便。采用的技术方案如下:一种六自由度超声成像装置，包括外框架、工作台、工件支撑座、组合滑台和AB轴机动微调机构，其特征在于:所述外框架底面上设有水槽，所述工作台安装在水槽的底面上，所述工件支撑座安装在工作台上，所述组合滑台安装在外框架顶端，所述AB轴机动微调机构安装在组合滑台上；所述AB轴机动微调机构包括第一支撑座、可作A轴转动的A轴微调机构、可作B轴转动的B轴微调机构和用于安装探头的探头安装架，所述A轴微调机构安装在第一支撑座上，所述B轴微调机构安装在A轴微调机构上，所述探头安装架安装在B轴微调机构上。所述A轴微调机构可作A轴转动，B轴微调机构可作B轴转动。较优的方案，所述A轴微调机构包括第一支撑座、可作A轴转动的A轴微调机构、可作B轴转动的B轴微调机构和用于安装探头的探头安装架，所述A轴微调机构安装在第一支撑座上，所述B轴微调机构安装在A轴微调机构上，所述探头安装架安装在B轴微调机构上。所述A轴微调机构可作A轴转动，B轴微调机构可作B轴转动。所述A轴微调机构包括可作A轴旋转的旋转套筒、第一被动齿轮、第一主动齿轮和第一驱动机构，所述旋转套筒的中轴线绕转方向为A轴，所述旋转套筒可绕其中轴线转动的安装在第一支撑座上，所述第一被动齿轮安装在旋转套筒顶端，所述第一驱动机构安装在第一支撑座上，所述第一主动齿轮安装在第一驱动机构输出轴上，并且第一主动齿轮与第一被动齿轮啮合传动；所述B轴微调机构包括第二支撑座、第二驱动机构、蜗轮、蜗杆，所述第二驱动机构安装在旋转套筒顶端，所述第二支撑座安装在旋转套筒上，所述蜗杆位于旋转套筒内，蜗杆顶端连接第二驱动机构输出轴，蜗杆底端连接第二支撑座，所述蜗轮可转动地安装在第二支撑座上，所述蜗轮与蜗杆啮合传动，所述探头安装架安装在蜗轮的转轴上，所述蜗轮的转轴为B轴。较优的方案，所述第一驱动机构为第一电机，所述第二驱动机构为第二电机。采用上述结构的AB轴机动微调机构，如果B轴转角过大会扭断探头线或导致探头与其它部件发生碰撞，而且探头及B轴的部分机构需要浸泡在水中工作，因此需要一种极限位置检测的机构对B轴功能加以完善，检测探头转动的角度是否为极限角度。因此较优的方案，所述AB轴机动微调机构还包括角度极限检测机构，所述角度极限检测机构包括支撑座、可与探头同步转动的转盘，所述转盘可转动的安装在支撑座上，其特征在于:所述角度极限检测机构还包括角度检测电路板和两个磁铁，所述角度检测电路板固定在支撑座上，角度检测电路板上设有两个与转盘中心成特定角度的霍尔传感器，所述转盘与角度检测电路板相对的端面开有两个孔，所述两个磁铁分别位于所述两个孔内(所述两个磁铁与两个霍尔传感器决定了转盘正反转极限角度的大小，转动角度范围通常为0-345° )，所述霍尔传感器输出磁极检测信号，所述角度检测电路板还包括运算电路，所述运算电路将磁极检测信号转换为数字信号，控制模块接收数字信号，处理后发出驱动控制信号(即停止输出与该磁铁对应的转动方向的驱动信号)。当转盘带着磁铁转动至与之对应的霍尔传感器的感应范围内时，霍尔传感器感应到足够强的磁场，则输出足够强的磁极检测信号，运算电路将磁极检测信号转换为数字信号，送至控制模块，控制模块就能识别转盘转动到达了极限位置，立刻停止输出该方向(顺时针或逆时针)的驱动信号，电机驱动器停止该转向的电机驱动信号，则探头转动到达该方向的角度极限位置。较优的方案，所述两个磁铁转动轨迹所在的圆柱面穿过两个霍尔传感器的中心。较优的方案，所述霍尔传感器为线性霍尔传感器。较优的方案，所述角度检测电路板表面涂覆有环氧树脂，所述环氧树脂起到防水的作用。当检测电路需置于水下工作时，环氧树脂能够对角度检测电路板起保护作用。本申请另一个目的，是提供一种工件支撑座，在工件尺寸或外形变化较小时无需调节，并且在需要调节的时候操作非常方便，具体方案如下:所述工件支撑座包括座体、工件支撑机构驱动机构、传动机构、工件支撑机构，所述工件支撑机构驱动机构、传动机构、工件支撑机构分别安装在座体上，所述工件支撑机构包括主动滚筒、主动滚筒支撑机构、被动滚筒和被动滚筒支撑机构，所述主动滚筒支撑机构安装在座体上，所述主动滚筒两端的第一转轴分别可转动的安装在主动滚筒支撑机构上，所述被动滚筒支撑机构安装在座体上，所述被动滚筒两端的第二转轴可转动的安装在被动滚筒支撑机构上；所述工件支撑机构驱动机构与传动机构相连，所述传动机构与主动滚筒一端的转轴连接。较优的方案，所述主动滚筒支撑机构包括两个第一轴承座，所述两个第一轴承座分别安装在座体上，所述主动滚筒两端的第一转轴分别可转动的安装在两个第一轴承座上。较优的方案，所述被动滚筒支撑机构包括两个第二轴承座，所述两个第二轴承座分别安装在座体上，所述被动滚筒两端的第二转轴分别可转动的安装在两个第二轴承座上。较优的方案，所述座体包括底板、驱动传动装置安装板和可调安装法兰，所述驱动传动装置安装板底端安装在底板顶面上，所述可调安装法兰安装在驱动传动装置安装板顶端。较优的方案，所述工件支撑机构驱动机构为电机，所述电机安装在可调安装法兰上。[0021 ] 更优的方案，所述电机为伺服电机或步进电机。更优的方案，所述伺服电机为带编码器的伺服电机，所述步进电机为带编码器的步进电机。较优的方案，所述传动机构包括主动轮、被动轮和同步带，所述主动轮安装在电机的输出轴上，所述被动轮安装在主动滚筒一端的转轴上，同步带连接主动轮和被动轮。更优的方案，所述传动机构还包括张紧轮，所述张紧轮安装在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六自由度超声成像装置，包括外框架、工作台、工件支撑座、组合滑台和AB轴机动微调机构，其特征在于：所述外框架底面上设有水槽，所述工作台安装在水槽的底面上，所述工件支撑座安装在工作台上，所述组合滑台安装在外框架顶端，所述AB轴机动微调机构安装在组合滑台上；所述AB轴机动微调机构包括第一支撑座、可作A轴转动的A轴微调机构、可作B轴转动的B轴微调机构和用于安装探头的探头安装架，所述A轴微调机构安装在第一支撑座上，所述B轴微调机构安装在A轴微调机构上，所述探头安装架安装在B轴微调机构上。

【技术特征摘要】
1.一种六自由度超声成像装置，包括外框架、工作台、工件支撑座、组合滑台和AB轴机动微调机构，其特征在于:所述外框架底面上设有水槽，所述工作台安装在水槽的底面上，所述工件支撑座安装在工作台上，所述组合滑台安装在外框架顶端，所述AB轴机动微调机构安装在组合滑台上；所述AB轴机动微调机构包括第一支撑座、可作A轴转动的A轴微调机构、可作B轴转动的B轴微调机构和用于安装探头的探头安装架，所述A轴微调机构安装在第一支撑座上，所述B轴微调机构安装在A轴微调机构上，所述探头安装架安装在B轴微调机构上。2.如权利要求1所述的六自由度超声成像装置，其特征在于:所述A轴微调机构包括可作A轴旋转的旋转套筒、第一被动齿轮、第一主动齿轮和第一驱动机构，所述旋转套筒的中轴线的绕转方向为A轴，所述旋转套筒可绕其中轴线转动的安装在第一支撑座上，所述第一被动齿轮安装在旋转套筒顶端，所述第一驱动机构安装在第一支撑座上，所述第一主动齿轮安装在第一驱动机构输出轴上，并且第一主动齿轮与第一被动齿轮哨合；所述B轴微调机构包括第二支撑座、第二驱动机构、蜗轮、蜗杆，所述第二驱动机构安装在旋转套筒顶端，所述第二支撑座安装在旋转套筒上，所述蜗杆位于旋转套筒内，蜗杆顶端连接第二驱动机构输出轴，蜗杆底端连接第二支撑座，所述蜗轮可转动的安装在第二支撑座上，所述蜗轮与蜗杆啮合，所述探头安装架安装在蜗轮的转轴上，所述蜗轮的转轴为B轴。3.如权利要求2所述的六自由度超声成像装置，其特征在于:所述第一驱动机构为第一电机，所述第二驱动机构为第二电机。4.如权利要求2所述的六自由度超声成像装置，其特征在于:所述AB轴机动微调机构还包括角度极限检测机构，所述角度极限检测机构包括支撑座、可与探头同步转动的转盘，所述转盘可转动的安装在支撑座上，其特征在于:所述角度极限检测机构还包括角度检测电路板和两个磁铁，所述角度检测电路板固定在支撑座上，角度检测电路板上设有两个与转盘中心成特定角度的霍尔传感器，所述转盘与角度检测电路板相对的端面开有两个孔，所述两个磁铁分别位于所述两个孔内，所述霍尔传感器输出磁极检测信号，所述角度检测电路板还包括运算电 路，所述运算电路将磁极检测信号转换为数字信号，控制模块接收数字信号，处理后发出驱动控制信号。5.如权利要求1所述的六自由度超声成像装置，其特征在于:所述工件支撑座包括座体、工件支撑机构驱动机构、传动机构、工件支撑机构，所述工件支撑机构驱动机构、传动机构、工件支撑机构分别安装在座体上，所述工件支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁旭升，郑伟和，陈美君，杜南开，陈坤裕，刘壮耀，陈伟，
申请(专利权)人：广东汕头超声电子股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：