[發(fā)明專(zhuān)利]一種曲板Y型接頭結(jié)構(gòu)參數(shù)自動(dòng)測(cè)量裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310224851.X
• 申請(qǐng)日: 2013-06-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103267499A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁龍雙;李曉紅;張俊;王瑞璇;史亞琨
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01B17/02
• 分類(lèi)號(hào): G01B17/02;G01B21/22;G01B21/20
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種板與板Y型接頭結(jié)構(gòu)參數(shù)的自動(dòng)測(cè)量裝置，尤其涉及一種針對(duì)兩個(gè)板的夾角隨長(zhǎng)度方向上板的厚度及曲率的變化而變化的Y型接頭能一次性同時(shí)完成超聲探傷所需結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)量的一種曲板Y型接頭結(jié)構(gòu)參數(shù)自動(dòng)測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

超聲檢測(cè)法具有靈敏度高、檢測(cè)范圍大、檢測(cè)速度快等優(yōu)點(diǎn)，它不僅可以檢測(cè)材料或構(gòu)件的表面缺陷，還可以檢測(cè)內(nèi)部缺陷，對(duì)裂紋、疊層和分層等平面狀缺陷具有很強(qiáng)的檢出能力，作為一種優(yōu)良的無(wú)損檢測(cè)方法被廣泛應(yīng)用在工業(yè)檢測(cè)中。

板與板焊接的Y形接頭是結(jié)構(gòu)中常用接頭型式，若兩個(gè)板之間的夾角在長(zhǎng)度方向上隨板厚度以及曲率的變化而變化，超聲檢測(cè)接頭缺陷時(shí)，會(huì)因?yàn)榻宇^角度、板厚、曲率的幾何參數(shù)未知，無(wú)法確定檢測(cè)參數(shù)而不能探傷。為能使用超聲檢測(cè)法對(duì)曲板Y型接頭進(jìn)行探傷，需要對(duì)曲板Y型接頭兩板的厚度、曲率以及夾角進(jìn)行測(cè)量。

水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪中葉片與上冠或下環(huán)的接頭作為曲板Y型接頭的典型代表，接頭兩板夾角隨長(zhǎng)度方向上板的厚度及曲率的變化而變化，且轉(zhuǎn)輪流道狹長(zhǎng)、空間小。用量角器和超聲測(cè)厚儀可測(cè)量?jī)砂宓慕嵌群秃穸龋枚鄠€(gè)直尺組合的方式可測(cè)量板的曲率，用皮尺可測(cè)量從焊縫端點(diǎn)沿焊縫方向的距離。也可使用電磁測(cè)量、激光測(cè)量等技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)測(cè)量或進(jìn)行三維空間復(fù)原后提取超聲探傷所需參數(shù)。

使用上述人工測(cè)量方式，需先進(jìn)行測(cè)量點(diǎn)定位，再單一測(cè)量該測(cè)量點(diǎn)處厚度、角度和曲率，轉(zhuǎn)輪流道狹長(zhǎng)，測(cè)量不便、工作量大、效率低，測(cè)量誤差大、重復(fù)性差，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。使用電磁測(cè)量、激光測(cè)量等儀器，空間限制以至測(cè)量難度大，儀器昂貴以至測(cè)量成本高，超聲探傷只需要Y型接頭沿長(zhǎng)度方向上兩板厚度、曲率和夾角的參數(shù)，空間復(fù)原則存在大部分無(wú)用工作。超聲探傷才是目的，而測(cè)量結(jié)構(gòu)參數(shù)便花費(fèi)了主要人力物力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的：

一種曲板Y型接頭結(jié)構(gòu)參數(shù)自動(dòng)測(cè)量裝置，其特征在于，包括磁吸附爬行主體、設(shè)置在磁吸附爬行主體上的測(cè)量機(jī)構(gòu)、耦合劑添加機(jī)構(gòu)以及控制機(jī)構(gòu)；所述磁吸附爬行主體包括支架組件和磁吸附爬行組件，所述支架組件包括底板、固定在底板上的底板鉸接座、側(cè)板、固定在側(cè)板上的側(cè)板鉸接座；所述底板和側(cè)板通過(guò)兩個(gè)鉸接座鏈接在一起；所述底板和側(cè)板上均設(shè)有測(cè)量機(jī)構(gòu)；所述底板和側(cè)板上均設(shè)有磁吸附爬行組件；所述底板上設(shè)有耦合劑添加機(jī)構(gòu)；所述控制機(jī)構(gòu)分別與測(cè)量機(jī)構(gòu)、耦合劑添加機(jī)構(gòu)以及磁吸附爬行組件電連接。

本發(fā)明裝置能在此結(jié)構(gòu)下沿著Y型接頭長(zhǎng)度方向軌跡運(yùn)行，并記錄沿焊縫方向的運(yùn)行距離，并且在該距離下同時(shí)測(cè)量?jī)砂搴穸取A角和兩板各自的曲率。測(cè)量空間狹小，裝置整體尺寸小。測(cè)量裝置運(yùn)行時(shí)適應(yīng)被測(cè)Y型接頭兩板的夾角和曲率的不斷變化，滿(mǎn)足多姿態(tài)環(huán)境下平穩(wěn)運(yùn)行。裝置沿焊縫行走一次便可完成沿焊縫每一個(gè)距離處兩板的夾角、厚度和曲率的測(cè)量，使用方便，測(cè)量成本低，省時(shí)省力。

在上述的一種曲板Y型接頭結(jié)構(gòu)參數(shù)自動(dòng)測(cè)量裝置，所述磁吸附爬行組件包括兩個(gè)固定在底板后部的后輪座、安裝在兩個(gè)后輪座之間的軸承、兩端安裝在軸承上的軸、以及安裝在軸上的兩個(gè)全向輪；直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)與配接減速箱，減速箱和全向輪的軸通過(guò)齒輪傳動(dòng)，編碼器與齒輪連接獲得全向輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度；該磁吸附爬行組件還包括安裝底板前部的一套前輪，安裝側(cè)板的三套側(cè)邊輪以及通過(guò)螺栓安裝于底板下部?jī)蓚€(gè)全向輪之間的方形永磁鐵。

在上述的一種曲板Y型接頭結(jié)構(gòu)參數(shù)自動(dòng)測(cè)量裝置，所述前輪和側(cè)邊輪結(jié)構(gòu)相同，均包括：通過(guò)萬(wàn)向節(jié)和側(cè)板或底板連接的中間片；所述中間片呈三角形狀，靠近三個(gè)角分別安裝一個(gè)萬(wàn)向球，三個(gè)萬(wàn)向球中部安裝一個(gè)圓形永磁鐵，所述圓形永磁鐵和中間片固定。

在上述的一種曲板Y型接頭結(jié)構(gòu)參數(shù)自動(dòng)測(cè)量裝置，所述測(cè)量機(jī)構(gòu)由包括角度測(cè)量組件、厚度測(cè)量組件和距離測(cè)量組件；角度測(cè)量組件包括兩套三軸陀螺儀及加速度傳感器單元；第一套三軸陀螺儀及加速度傳感器單元安裝于底板上，第二套三軸陀螺儀及加速度傳感器安裝于側(cè)板上。

在上述的一種曲板Y型接頭結(jié)構(gòu)參數(shù)自動(dòng)測(cè)量裝置，厚度測(cè)量組件包括固定片、三個(gè)厚度測(cè)量萬(wàn)向球、短彈簧、直線軸承和超聲測(cè)厚探頭；固定片為三角形板，三個(gè)厚度測(cè)量萬(wàn)向球分別安裝于固定片的三個(gè)角附近，超聲測(cè)厚探頭通過(guò)短彈簧穿過(guò)固定片上的直線軸承，并布置于三個(gè)厚度測(cè)量萬(wàn)向球之間，三個(gè)厚度測(cè)量萬(wàn)向球使固定片和被測(cè)面距離恒定，短彈簧使超聲測(cè)厚探頭和被測(cè)面良好貼合，且短彈簧壓縮量固定使超聲測(cè)厚探頭壓力恒定。