一种自适应探头夹持装置

技术领域

本发明涉及超声探伤装置技术领域，尤其涉及一种自适应探头夹持装置。

背景技术

目前水浸棒材探伤设备多采用多探头探测内部分层、外部区域横孔缺陷的检测方式。利用探头与工件的相对关系，可以确定探头夹持机构与工件的相对位置关系。

一般采用手动方式单独调节探头的入射角度，然后调节探头与工件外表面之间的距离(以下简称水距)，水距和角度调节好后设备便可实现正常探伤，对于不同规格的工件，工件表面的曲率不同，因此，对于一个调整好的角度和水距，只适用于一个规格的工件，不同规格的工件还需要再进行单独的调整。

在实际检测中由于工件尺寸规格的改变，可能探头不能根据工件尺寸规格自动调节，可能导致人工调节费时、不安全的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种自适应探头夹持装置，解决现有技术中人工调节探头的水距和角度费时、不安全的的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种自适应探头夹持装置，包括：

固定框，包括至少一个支架，所述支架开设有第一滑槽和两个第二滑槽，两个所述第二滑槽对称设置于所述第一滑槽的两侧；

两个探头组件，所述探头组件与所述第二滑槽一一对应设置，所述探头组件分别包括探头座和至少一个连接杆，所述探头座沿所述第二滑槽的导向可滑动连接于所述支架，所述连接杆的一端与所述探头座铰接；

升降组件，包括滑动块和直线驱动件，所述滑动块沿所述第一滑槽的导向可滑动连接于所述支架且与两个所述探头组件的所述连接杆的另一端均铰接，所述直线驱动件固定于所述支架且其输出轴连接于所述滑动块，用于驱使所述滑动块沿所述第一滑槽的导向滑动，并使得探头座沿所述第二滑槽的导向靠近或者远离所述第一滑槽。

进一步的，所述固定框包括两个支架和盖板，两个所述支架间隔设置，所述盖板的两侧分别与两个所述支架固定连接，所述盖板的一侧相对所述升降组件开设有通孔，所述直线驱动件的输出轴插设于所述通孔且固定连接于所述滑动块。

进一步的，所述第一滑槽沿所述支架的一侧的轴线设置，两个所述第二滑槽相互远离的一端不断靠近所述支架的端部。

进一步的，所述探头组件包括两个导向块，两个所述导向块设置于所述探头座的两端并分别连接于所述探头座，所述导向块与所述第二滑槽一一对应设置，所述导向块沿所述第二滑槽的导向可滑动内置于所述第二滑槽。

进一步的，所述探头组件还包括两个固定轴和两个定位轮，两个所述固定轴分别设置于所述探头座的两端，所述固定轴的一端连接于所述探头座，所述定位轮可转动连接于所述固定轴的另一端。

进一步的，所述探头座包括若干个探头，若干个所述探头均匀地固定连接于两个所述探头座。

进一步地，所述夹持装置还包括连接组件，所述连接组件包括导轨、摆动座及电机，所述导轨可滑动连接于检测装置的主体部分，所述摆动座固定连接于所述导轨的一端，所述电机固定于所述摆动座且其输出轴连接于所述支架，用于驱动所述支架沿所述电机的输出轴的轴线转动。

进一步地，所述连接组件还包括两个固定块和两个螺钉，两个所述固定块的一侧间隔设置且固定连接于所述固定框的另一侧，两个所述固定块分别开设有第三滑槽，所述摆动座相对第三滑槽开设有两个螺纹孔，所述螺纹孔与所述第三滑槽一一对应设置，所述螺钉与所述螺纹孔一一对应设置，所述螺钉的螺纹端可转动穿过所述第三滑槽并螺纹连接于所述螺纹孔，且所述螺钉的螺纹端的直径小于所述第三滑槽的宽度。

进一步地，所述固定框还包括两个横板，两个所述横板分别设置于所述支架的两侧，所述横板分别连接于所述支架和所述盖板，且靠近所述摆动座的所述横板连接于所述电机的输出轴。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：将若干个探头均匀地固定连接于两个探头座，四个定位轮可转动连接于两个探头座的两端，滑动块通过第一滑槽可滑动连接于支架并与直线驱动组件的输出轴固定连接，直线驱动组件的驱动滑动块沿第一滑槽滑动，同时带动探头座沿第二滑槽滑动并带动定位轮沿工件表面运动，通过定位轮与工件表面的贴合，确定探头与工件的相对位置关系，这样通过直线驱动组件的运动到达探头自适应工件规格的目的，可能解决根据不同尺寸规格工件，人工调节水距和角度费时、不安全的问题。

附图说明

图1是本发明实施例所述自适应探头夹持装置的三维结构图；

图2是本发明实施例所述自适应探头夹持装置的正向示意图；

图3是沿图2中A－A线的剖视图；

图4是图1中B处的局部放大示意图；

图5是本发明实施例所述自适应探头夹持装置在小管径上的原理图；

图6是本发明实施例所述自适应探头夹持装置在大管径上的原理图；

图7是本发明实施例所述自适应探头夹持装置由小管径调节至大管径的原理图；

图8是本发明实施例所述自适应探头夹持装置的探头在其他任一角度情况下由小管径调节至大管径的原理图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

请参阅图1，本发明提供了一种自适应探头夹持装置，包括：固定框1、两个探头组件2、升降组件3及连接组件4。

如图1至图3所示，固定框1，包括至少一个支架11，支架11开设有第一滑槽13和两个第二滑槽14，两个第二滑槽14对称设置于第一滑槽13的两侧。

进一步地，第一滑槽13沿支架11一侧的轴线设置，两个第二滑槽14的延长线相交，且两个第二滑槽14相互远离的一端不断靠近支架11的端部方向设置，具体的，此处两个第二滑槽14呈“八”字形设置。

如图1、图3所示，固定框1包括两个支架11和盖板12，两个支架11间隔设置，盖板12的两侧分别与两个支架11固定连接。

进一步地，盖板12的一侧相对升降组件3开设有通孔，升降组件3通过通孔固定连接于固定框1。

如图1至图3所示，两个探头组件2分别与第二滑槽14一一对应设置，探头组件2分别包括探头座21和至少一个连接杆22，探头座21沿第二滑槽14的导向可滑动连接于支架1，连接杆22的一端与探头座21铰接。

进一步地，具体的，探头组件2包括两个连接杆22，两个连接杆22分别与探头座21的两端铰接。

如图4所示，探头组件2还包括两个导向块25，两个导向块25设置于探头座21的两端并分别连接于探头座21，导向块25与第二滑槽14一一对应设置，导向块25沿第二滑槽14的导向可滑动内置于第二滑槽14。

进一步地，探头座21包括若干个探头212，若干个探头212均匀地固定连接于两个探头座21。

如图1、图2所示，探头组件2还包括两个固定轴23和两个定位轮24，两个固定轴23分别设置于探头座21的两端，固定轴23的一端连接于探头座21。

进一步地，定位轮24可转动连接于固定轴23的另一端，定位轮24与工件的表面进行接触并可沿工件表面滚动，用以确定探头212与工件表面接触点的距离。

如图1至图3所示，升降组件3包括滑动块31和直线驱动件32，滑动块31沿第一滑槽13的导向可滑动连接于支架11且与两个探头组件2的连接杆22的另一端均铰接。

进一步地，直线驱动件32固定于支架11且其输出轴连接于滑动块31，用于驱使滑动块31沿第一滑槽13的导向滑动，并使得探头座21沿第二滑槽14的导向靠近或者远离第一滑槽13运动，具体的，此处直线驱动件32为电动推杆，也可以是其他形式的直线运动驱动件，此处不作过多阐述。

如图2所示，夹持装置还包括连接组件4，连接组件4包括导轨41、摆动座42及电机43，导轨41可滑动连接于检测装置的主体部分。

进一步地，摆动座42固定连接于导轨41的一端，电机43固定于摆动座42且其输出轴连接于支架11，用于驱动支架11沿电机43的输出轴的轴线转动。

如图2、图3所示，连接组件4还包括两个固定块44和两个螺钉45，两个固定块44的一侧间隔设置且固定连接于固定框1的另一侧，两个固定块44分别开设有第三滑槽441，摆动座42相对第三滑槽441开设有两个螺纹孔，螺纹孔与第三滑槽441一一对应设置，螺钉45与螺纹孔一一对应设置。

进一步地，螺钉45的螺纹端可转动穿过第三滑槽441并螺纹连接于螺纹孔，且螺钉44的螺纹端的直径小于第三滑槽441的宽度，第三滑槽的长为第三滑槽441的长度方向，第三滑槽441的宽为垂直第三滑槽441的长度方向。

如图2所示，固定框1还包括横板，横板的两侧分别与支架11和盖板12连接形成固定框1，横板相对电机43开设有第三通孔，电机43的输出轴可转动连接于支架11、另一端固定连接于摆动座42。

进一步地，当工件表面出现弯曲时，通过电机43驱动固定框1相对摆动座42发生转动，达到定位轮24与工件表面始终接触的目的。

本发明的具体工作流程，直线驱动件32的输出轴与滑动块31的一侧固定连接，滑动块31沿第一滑槽13滑动能通过连接杆22带动探头座21沿第二滑槽14滑动，若干个探头212均匀地固定连接于探头座21，且探头座21固定连接于固定框1且只能沿第二滑槽14滑动，用以驱动探头座21靠近或远离工件运动，同时该夹持装置与无损检查装置的主体部分通过连接组件4连接，当工件表面出现弯曲时，由于螺钉45螺纹端的直径小于第三滑槽441的宽度，电机43驱动固定框1在第三滑槽441内发生一定角度的旋转，改变螺钉45与螺纹孔的拧紧程度，可以限制电机43继续带动固定框1旋转，通过旋转达到将定位轮24始终与工件表面接触的目的。

进一步地，检测装置主体部分在气缸的驱动作用或重力下，先靠近工件表面的方向运动，四个定位轮24分别与工件表面进行贴合，通过依靠工件表面与定位轮24接触，可以确定探头与工件的相对位置关系，即可以确定水距的值并保证为理论值。

当工件的尺寸规格发生改变时，使用人员通过直线驱动件32驱动滑动块31沿远离或靠近工件的方向滑动，连接杆22的两端分别与滑动块31和探头座21铰接，连接杆22带动探头座21沿靠近工件表面的方向运动，并始终保持与工件表面的接触。

夹持工具自适应工件尺寸规格的运动原理如下；

当确定探头的入射角度为0°，即探头的延长线经过工件的中心，如图4所示，对于小规格工件，有如下公式：

式中：α-两个滚轮接触角对应的中心角，单位弧度；

R1-小规格工件外圆半径，单位mm；

X1-滚轮与小规格工件之间的接触点之间的距离，单位mm。

进一步地，如图5所示，对于大规格工件，有如下公式：

式中：α-两个滚轮接触角对应的中心角，单位弧度；

R2-大规格工件外圆半径，单位mm；

X2-滚轮与大规格工件之间的接触点之间的距离，单位mm。

如图6所示，将小规格工件、大规格工件同轴放置，即夹持装置由小管径工件调节至大管径工件时，探头座21沿第二滑槽14滑动，但并未改变入射角度，此时有：

进一步地，由以上可以得知，只要通过任一规格的工件，对工件外径R1和接触距X1进行标定，后续只要按公式

同理，如图7所示，入射角不为0°的情况下，当入射角为任一值时，探头与工件表面的水距为定值，只要探头中心的垂直声线通过定位轮24与工件的接触点，同样，夹持装置由小管径工件调节至大管径工件时，也可以按照

使用人员最初通过任一规格的工件，对改工件的外径R1、接触距X1及水距进行标定，当工件的规格进行改变时，不论探头的入射角是否为0°，都可以通过外径R1、接触距X1及水距的关系进行确定，到达在任意规格工件检测时，角度和水距都是理论值的目的。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。