一种超声波计量仪

技术领域

本发明涉及一种超声波计量仪。

背景技术

现有技术中，在测量物体内部结构时，需要使用超声波探测仪，具体操作为：将超声波探测仪与被测物体表面贴合，超声波探测仪向被测物体内部发射超声波，超声波遇到不均匀结构时，反射的超声波发生改变，进而了解到被测物体内部结构的信息，如混凝土内部缺陷或者人员腿部或手臂的骨骼状况。

然而现有技术具有以下缺点：超声波探测仪只能测量被测物体内部结构与被测物体表面之间的深度信息，不能测量被测物体内部结构其他方向的位置信息，需要操作人员人工测量超声波探测仪的位置信息，例如事先在混凝土表面使用颜料画设坐标系，然后再使用超声波探测仪测量，并记录每个测量点的坐标值，工作效率低。

发明内容

本发明的目的是，针对以上问题提供一种超声波计量仪，方便测量类似圆柱形物体内部结构的位置信息。

为达到上述目的，本发明公开了一种超声波计量仪，其包括两件形状为半圆弧形的端板，两件端板之间连接有连杆，每件端板上均安装有形状为半圆弧形的外轨道及形状为半圆弧形的内轨道，所述外轨道及内轨道上滑动连接有由第二驱动装置驱动的活动板，所述端板上安装有测量活动板位置的第二测量装置；两件活动板之间连接有沿端板轴向设置的第一梁，所述第一梁上连接有滑轨，所述滑轨上滑动连接有由第一驱动装置驱动的滑块，所述活动板上安装有测量滑块位置的第一测量装置；所述滑块上安装有由第三驱动装置驱动、沿端板径向运动的超声波探测仪，所述滑块上安装有测量超声波探测仪位置的第三测量装置。本发明在使用时，被测物体位于端板的轴线上，超声波探测仪可以沿被测物体周向运动，也可以沿被测物体轴向运动，方便测量类似圆柱形物体内部结构的位置信息；例如，用于测量混凝土圆柱的内部缺陷或者测量人员腿部或手臂的骨骼状况，为后续操作提供有价值的参考。

选优的，所述活动板靠近端板的一侧转动连接有至少两件与外轨道外缘相配合的外滑轮及至少一件与内轨道内缘相配合的内滑轮。两件外滑轮与外轨道外缘相配合，内滑轮与内轨道内缘相配合，保证活动板能够沿外轨道及内轨道运动。

选优的，所述外轨道内缘连接有齿圈，所述第二驱动装置包括安装在活动板上的第二电动机，所述第二电动机的输出端安装有与齿圈相配合的齿轮。使用时，启动第二电动机，第二电动机带动齿轮转动，进而带动活动板运动。

选优的，所述第一梁两端均转动连接有转轴，所述转轴上固定连接有带轮，所述第一梁两端的两件带轮之间缠绕有皮带，所述皮带与滑块固定连接，所述第一驱动装置包括第一电动机，所述第一电动机的输出端与转轴相连接。使用时，启动第一电动机，第一电动机带动转轴及带轮转动，进而带动皮带及滑块运动。

选优的，所述滑轨的数量为两件，所述滑块位于两件滑轨之间，所述滑块两侧开设有与滑轨相配合的滑槽。用时，滑块的两侧均能得到滑轨的导向，运动平稳。

选优的，所述第三驱动装置包括线性电动机，所述线性电动机的推杆连接有推板，所述推板通过弹性装置连接有探测仪安装板，所述超声波探测仪位于探测仪安装板上，所述推板上安装有测量探测仪安装板位置的第四测量装置。使用时，启动线性电动机，线性电动机驱动推杆运动，进而驱动推板运动，使超声波探测仪靠近被测物体，如果被测物体表面凹凸不平，超声波探测仪在移动时弹性装置补偿超声波探测仪的径向位移，保证超声波探测仪与测物体表面相贴合。

选优的，所述探测仪安装板上连接有若干导柱，所述导柱依次穿过推板及滑块、且分别与推板及滑块滑动连接。用时，若干导柱保证探测仪安装板运动平稳。

选优的，所述弹性装置包括套接在导柱上的弹簧，所述弹簧一端与推板固定连接，所述弹簧另一端与探测仪安装板固定连接。如果被测物体表面凹凸不平，超声波探测仪在移动时弹簧补偿超声波探测仪的径向位移，保证超声波探测仪与测物体表面相贴合。

选优的，所述连杆上开设有若干销钉孔，所述端板上安装有若干霍尔感应器，所述活动板上安装有能够与霍尔感应器相配合的磁体。使用时，可以将两件本发明并在一起，使用销钉穿过两件连杆，形成桶状结构，绕被测物体一周，实现对被测物体的360度测量，当活动板从一件本发明运动到另一件本发明上时，利用霍尔感应器及磁体重新定位活动板，修正活动板通过两件本发明连接处时的运动误差。

选优的，所述外轨道一端开设有第一缺口，所述外轨道另一端具有与第一缺口相配合的第一凸起；所述内轨道一端开设有第二缺口，所述内轨道另一端具有第二凸起。使用时，两件本发明并在一起，一件外轨道的第一缺口与另一件外轨道的第一凸起相配合，一件内轨道的第二缺口与另一件内轨道的第二凸起相配合，提高外轨道或内轨道之间的连接精度，方便活动板从一件本发明运动到另一件本发明上。

综上所述，本发明的有益效果在于：本发明在使用时，被测物体位于端板的轴线上，超声波探测仪可以沿被测物体周向运动，也可以沿被测物体轴向运动，方便测量类似圆柱形物体内部结构的位置信息；例如，用于测量混凝土圆柱的内部缺陷或者测量人员腿部或手臂的骨骼状况，为后续操作提供有价值的参考。

附图说明

图1是本发明一种超声波计量仪的结构示意图；

图2是图1中截面A-A的结构示意图；

图3是图1中截面B-B的结构示意图；

图4是图1中截面C-C的结构示意图；

图5是图1中截面D-D的结构示意图；

图6是图1中截面E-E的结构示意图；

图7是图1中截面F-F的结构示意图；

图8是图7中局部G的结构示意图。

图中：1、端板；2、连杆；3、霍尔感应器；4、外轨道；5、销钉孔；6、第一梁；7、转轴安装板；8、转轴；9、带轮；10、第一电动机；11、皮带；12、活动板；13、外滑轮；14、内滑轮；15、第二电动机；16、磁体；17、滑轨；18、滑块；19、导柱；20、线性电动机；21、内轨道；22、第一缺口；23、第二凸起；24、第二缺口；25、第一凸起；26、齿轮；27、第二梁；28、第一测距传感器；29、超声波探测仪；30、探测仪安装板；31、推杆；32、第二测距传感器；33、推板；34、弹簧。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，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申请中的具体含义。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：

如图1到8所示，一种超声波计量仪，包括两件形状为半圆弧形、且相互平行的端板1，两件端板1之间连接有两件垂直于端板1的连杆2，具体的，一件连杆2的一端与一件端板1的一端固定连接，此连杆2的另一端与另一件端板1的一端固定连接；另一件连杆2的一端与一件端板1的一端固定连接，另一件连杆2的另一端与另一件端板1的一端固定连接。

每件端板1上均安装有形状为半圆弧形的外轨道4及形状为半圆弧形的内轨道21，具体的，内轨道21与外轨道4位于同一平面内、且内轨道21位于外轨道4内侧，内轨道21的圆心与外轨道4的圆心相重合。外轨道4及内轨道21上滑动连接有由第二驱动装置驱动的活动板12，选优的，活动板12的形状为矩形，端板1上安装有测量活动板12位置的第二测量装置。

选优的，外轨道4及内轨道21截面形状的均为T字形，活动板12靠近端板1的一侧转动连接有至少两件与外轨道4外缘相配合的外滑轮13及至少一件与内轨道21内缘相配合的内滑轮14，外滑轮13及内滑轮14的截面形状的均为工字形。两件外滑轮13与外轨道4外缘相配合，内滑轮14与内轨道21内缘相配合，保证活动板12能够沿外轨道4及内轨道21运动。

选优的，外轨道4内缘或内轨道21外缘连接有齿圈，第二驱动装置包括安装在活动板12上的第二电动机15，第二电动机15安装在活动板12远离端板1的一侧，第二电动机15的输出端穿过端板1，第二电动机15的输出端安装有与齿圈相配合的齿轮26。使用时，启动第二电动机15，第二电动机15带动齿轮26转动，进而带动活动板12运动。

选优的，第二测量装置可以直接利用第二电动机15，第二电动机15采用步进电动机，监控第二电动机15的转动数，即可计算出齿轮26的转动数，进而计算出活动板12的线位移及角位移。

两件活动板12之间连接有两件沿端板1轴向设置的第一梁6及两件第二梁27，第一梁6位于第二梁27外侧。两件第一梁6及两件第二梁27与活动板12的四个角一一对应设置，此结构稳定，减少活动板12运动时第一梁6及第二梁27的变形。

第一梁6靠近另一件第一梁6的一侧连接有滑轨17，滑轨17上滑动连接有由第一驱动装置驱动的滑块18，活动板12上安装有测量滑块18位置的第一测量装置。

选优的，滑轨17的数量为两件，滑块18位于两件滑轨17之间，滑块18两侧开设有与滑轨17相配合的滑槽。使用时，滑块18的两侧均能得到滑轨17的导向，运动平稳。

选优的，第一梁6两端均连接有转轴安装板7，两件第一梁6同一端的两件转轴安装板7之间转动连接有转轴8，每件转轴8上固定连接有两件带轮9，第一梁6两端的两件带轮9之间缠绕有皮带11，两件皮带11平行设置，皮带11与滑块18固定连接，第一驱动装置包括第一电动机10，第一电动机10安装在其中一件转轴安装板7上，第一电动机10的输出端与转轴8相连接。使用时，启动第一电动机10，第一电动机10带动转轴8及带轮9转动，进而带动皮带11及滑块18运动。

选优的，第一测量装置可以直接利用第一电动机10，第一电动机10采用步进电动机，监控第一电动机10的转动数，即可计算出带轮9的转动数，进而计算出滑块18的线位移。

当然，第一测量装置也可以采用安装在活动板12上的第一测距传感器28，选优的，第一测距传感器28采用激光测距仪，激光测距仪为现有技术，在此不再赘述。

滑块18上安装有由第三驱动装置驱动、沿端板1径向运动的超声波探测仪29，滑块18上安装有测量超声波探测仪29位置的第三测量装置。

选优的，第三测量装置可以直接利用线性电动机20，线性电动机20采用步进电动机，监控线性电动机20的转动数，即可计算出超声波探测仪29的线位移。

选优的，第三驱动装置包括线性电动机20，线性电动机20的推杆31连接有推板33，推板33通过弹性装置连接有探测仪安装板30，超声波探测仪29位于探测仪安装板30上，推板33上安装有测量探测仪安装板30位置的第四测量装置。

使用时，启动线性电动机20，线性电动机20驱动推杆31运动，进而驱动推板33运动，使超声波探测仪29靠近被测物体，如果被测物体表面凹凸不平，超声波探测仪29在移动时弹性装置缓冲超声波探测仪29的径向位移，保证超声波探测仪29与测物体表面相贴合。

选优的，第四测量装置包括第二测距传感器32，第二测距传感器32采用激光测距仪， 激光测距仪为现有技术，在此不再赘述。

选优的，探测仪安装板30上连接有若干导柱19，导柱19依次穿过推板33及滑块18、且分别与推板33及滑块18滑动连接。使用时，若干导柱19保证探测仪安装板30运动平稳。

选优的，弹性装置包括套接在导柱19上的弹簧34，弹簧34一端与推板33固定连接，弹簧34另一端与探测仪安装板30固定连接。如果被测物体表面凹凸不平，超声波探测仪29在移动时弹簧34补偿超声波探测仪29的径向位移，保证超声波探测仪29与测物体表面相贴合。

本发明在使用时，被测物体位于端板1的轴线上，超声波探测仪29可以沿被测物体周向运动，也可以沿被测物体轴向运动，方便测量类似圆柱形物体内部结构的位置信息；例如，用于测量混凝土圆柱的内部缺陷或者测量人员腿部或手臂的骨骼状况，为后续操作提供有价值的参考。

选优的，连杆2上开设有若干销钉孔5，端板1上安装有若干霍尔感应器3，活动板12上安装有能够与霍尔感应器3相配合的磁体16。使用时，可以将两件本发明并在一起，使用销钉穿过两件连杆2，形成桶状结构，绕被测物体一周，实现对被测物体的360度测量，当活动板12从一件本发明运动到另一件本发明上时，利用霍尔感应器3及磁体16重新定位活动板12，修正活动板12通过两件本发明连接处时的运动误差。

外轨道4一端开设有第一缺口22，外轨道4另一端具有与第一缺口22相配合的第一凸起25；内轨道21一端开设有第二缺口24，内轨道21另一端具有第二凸起23。使用时，两件本发明并在一起，一件外轨道4的第一缺口22与另一件外轨道4的第一凸起25相配合，一件内轨道21的第二缺口24与另一件内轨道21的第二凸起23相配合，提高外轨道4或内轨道21之间的连接精度，方便活动板12从一件本发明运动到另一件本发明上。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。