[發明專利]一種面向水下管線的超聲波探傷裝置

有效

• 申請號: 202110261612.6
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113049683B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 言淳愷;郭九榕;周亮亮;楊慧;華亮;顧菊平;蔣欣越;王力予;劉旺朋;湯紫洋;施可昕;劉凱文
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: G01N29/265
• 分類號: G01N29/265;G01N29/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種面向水下管線的超聲波探傷裝置,其特征在于：超聲波探傷裝置由單自由度機械臂、超聲波探傷模塊和主控模塊組成，所述單自由度機械臂和超聲波探傷模塊均為環形，所述單自由度機械臂和超聲波探傷模塊通過螺紋嚙合進行連接，所述單自由度機械臂、超聲波探傷模塊分別連接主控模塊；

所述單自由度機械臂包括：左臂體、右臂體、左臂體動力軸、左臂體連接銷釘、左臂體動力軸連接螺桿、機械臂與探傷模塊連接軸、機械臂彈性連接桿、右臂體動力軸、右臂體連接銷釘、右臂體動力軸連接螺桿、螺紋連接桿、左臂體電磁鐵、右臂體電磁鐵；所述左臂體和右臂體結構上相同；所述左臂體連接銷釘和右臂體連接銷釘規格上相同，均帶有標準M30螺紋；

所述左臂體動力軸和右臂體動力軸結構上相同，由空心杯伺服電機、鋁制散熱片、動力軸、連接桿、連接螺母構成；所述鋁制散熱片均勻分布于空心杯伺服電機，并通過硅脂與空心杯伺服電機表面連接；所述動力軸帶有M10標準螺紋，所述連接桿兩側均有帶有M22標準螺紋螺母，所述左臂體動力軸通過兩側螺母與左臂體實現嚙合；所述左臂體動力軸連接螺桿與右臂體動力軸連接螺桿規格上相同，左臂體動力軸連接螺桿質心部分為一空心圓柱形凹槽，所述凹槽中帶有標準M10螺紋；左臂體動力軸連接螺桿與動力軸上螺紋嚙合；所述機械臂與探傷模塊連接軸為一帶有標準M8螺紋的螺桿；所述機械臂彈性連接桿數目為四，對稱分布于機械臂上；所述螺紋連接桿為帶有標準M5螺紋的螺桿，在機械臂上分別呈以半徑為173mm，180mm的圓周分布；所述左臂體電磁鐵與右臂體電磁鐵結構上完全相同，磁性相反。

2.根據權利要求1所述的一種面向水下管線的超聲波探傷裝置，其特征在于：所述機械臂彈性連接桿由空心軸連接桿、左側彈簧、右側彈簧和管線貼合裝置構成；所述左側彈簧、右側彈簧等效直徑略大于空心軸連接桿，三者可拆分成三個單獨個體；所述管線貼合裝置由福來輪、左側連接桿、右側連接桿構成，所述左側連接桿與右側連接桿結構上相同，均為空心鋁制材料，直徑略大于空心軸連接桿，與左側彈簧、右側彈簧相同；所述空心軸連接桿插入左側連接桿豎直方向空心軸中，左側連接桿上端放置左側彈簧，下端放置右側彈簧。

3.根據權利要求2所述的一種面向水下管線的超聲波探傷裝置，其特征在于：所述超聲波探傷模塊包括：超聲波探傷模塊空心杯伺服電機、伺服電機鋁制散熱片、伺服電機主動力輪、伺服電機動力轉換軸、超聲波探傷模塊動力履帶、履帶從動輪、探傷模塊從動軸、連接凹槽、探傷模塊相控陣超聲波換能器；所述超聲波探傷模塊伺服電機通過螺絲與機械臂連接，并固定于機械臂；所述伺服電機主動力輪、伺服電機動力轉換輪構成減速機齒輪，降低超聲波探傷模塊伺服電機輸出轉速，并增加輸出扭矩；所述超聲波探傷模塊動力履帶跟隨伺服電機動力轉換軸做正向順時針、反向逆時針運動；所述履帶從動輪均勻分布于超聲波探傷模塊動力履帶，其直徑與履帶間隔相同；所述連接凹槽為表面帶有標準M5螺紋的空心圓柱體，并通過螺紋嚙合實現超聲波探傷模塊與機械臂的連接。

4.根據權利要求3所述的一種面向水下管線的超聲波探傷裝置，其特征在于：所述探傷模塊相控陣超聲波換能器包括：超聲波換能器從動齒輪、超聲波換能器動力軸、高精度九軸姿態傳感器、相控陣超聲波探頭；所述探傷模塊相控陣超聲波換能器通過超聲波換能器從動齒輪與超聲波探傷模塊動力履帶連接，跟隨超聲波探傷模塊動力履帶運動，并由高精度九軸姿態傳感器記錄相控陣超聲波探頭的位姿信息。