專利名稱：旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸中心孔超聲掃查機(jī)械手的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種無損檢測(cè)技術(shù)中使用的超聲探頭驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，屬機(jī)械類。
目前，在旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸中心孔無損檢測(cè)技術(shù)中使用的一種有代表性的超聲探頭驅(qū)動(dòng)裝置是ZZC-1型轉(zhuǎn)子中心孔超聲檢測(cè)裝置。它的缺點(diǎn)有(1)用鋼絲拉動(dòng)探頭，必須打開被測(cè)中心孔兩端的堵頭，操作不方便。(2)需用全油浸耦合，耗油多而臟。(3)用彈簧支撐探頭，不能保持探頭對(duì)被測(cè)壁面的恒定壓力且探頭對(duì)中不好，影響測(cè)量準(zhǔn)確性。
本實(shí)用新型的目的是提供一種使探頭能穩(wěn)定地帖附在被測(cè)孔壁表面，保持良好耦合狀態(tài)，并能自動(dòng)進(jìn)行逐點(diǎn)掃查的一種機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是單端進(jìn)入被測(cè)軸中心孔，操作方便；適應(yīng)孔徑范圍大；探頭對(duì)中好，耦合狀態(tài)穩(wěn)定；耦合油循環(huán)使用消耗少且干凈，操作輕巧，掃查精度高。
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)方案是至少有中心桿，氣動(dòng)的橋式支撐，氣壓施力的探頭，綜合線纜，萬向節(jié)，剛性連桿，驅(qū)動(dòng)頭，單立柱升降臺(tái)等部件組成；在中心桿上裝有一個(gè)中間套筒，在中間套筒的兩端用鉸鏈對(duì)稱地連接著兩套橋式支撐，在橋式支撐的另一端也有鉸鏈與各自的滑套相連接，滑套與中心桿滑配合并與裝在兩側(cè)支撐氣缸的活塞相連接，每套橋式支撐有2對(duì)經(jīng)軸承活鉸連接的支臂；在中間套筒上裝有探頭氣缸，探頭氣缸的活塞之端部裝有帶聚油橡皮碗的可更換的超聲探頭；中心桿的一端用一個(gè)萬向節(jié)與剛性連桿連接，剛性連桿帶有傳動(dòng)條與驅(qū)動(dòng)頭中的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相配合；驅(qū)動(dòng)頭安裝在單立柱升降臺(tái)上。其中驅(qū)動(dòng)頭的結(jié)構(gòu)是由軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和周向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所構(gòu)成，有兩種實(shí)現(xiàn)方案，一種是齒輪傳動(dòng)的驅(qū)動(dòng)頭結(jié)構(gòu)它的軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是由固定在齒盤上的軸向電機(jī)經(jīng)傘齒輪帶動(dòng)軸向齒輪與裝在剛性連桿上的齒條相嚙合；周向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是固定在外殼底座上的周向電機(jī)帶動(dòng)周向齒輪與套裝在帶齒條的剛性連桿上的齒盤相嚙合。另一種是摩擦輪傳動(dòng)的驅(qū)動(dòng)頭結(jié)構(gòu)，其軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是由固定在摩擦盤上的軸向電機(jī)經(jīng)傘齒輪帶動(dòng)軸向摩擦輪與裝在剛性連桿上的摩擦條相配合；周向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是固定在外殼底座上的周向電機(jī)帶動(dòng)周向摩擦輪與套裝在帶摩擦條的剛性連桿上的摩擦盤相配合。中間套筒上所裝探頭氣缸的數(shù)量為M，其中M＝1～2。每根剛性連桿長(zhǎng)度為1米，它的一端設(shè)有為互相連接的卡頭，另一端設(shè)有與卡頭相配合的卡槽，使剛性連桿可以互相連接，共有N根剛性連桿，其中N＝1～10。


圖1，旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸中心孔超聲掃查機(jī)械手的原理結(jié)構(gòu)圖圖1a，機(jī)械手的整體原理結(jié)構(gòu)圖圖1b，C-C剖面圖圖2，齒輪傳動(dòng)的驅(qū)動(dòng)頭結(jié)構(gòu)示意圖圖3，摩擦輪傳動(dòng)的驅(qū)動(dòng)頭結(jié)構(gòu)示意圖圖中101……支撐氣缸201……外殼
102……中心桿202……驅(qū)動(dòng)齒條103……滑套 203……軸向齒輪104……橋式支撐 204……傘齒輪105……探頭氣缸 205……軸向電機(jī)106……中間套筒 206……配重107……探頭 207……軸向光柵108……聚油橡膠碗208……周向驅(qū)動(dòng)齒盤109……軸承活鉸 209……周向光柵110……支臂 210……周向齒輪111……萬向節(jié)211……周向電機(jī)112……剛性連桿 212……底座113……驅(qū)動(dòng)頭302……軸向摩擦條114……單立柱升降臺(tái) 303……軸向摩擦輪115……被測(cè)孔壁假象線308……周向摩擦輪盤116……綜合線纜 310……周向摩擦輪117……耦合油管118……壓縮空氣管119……測(cè)量信號(hào)線以下用實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明實(shí)施例1被測(cè)軸中心孔徑為70毫米長(zhǎng)度為2米。所用的機(jī)械手是如圖1所示的，在一個(gè)中心桿(102)上裝有一個(gè)中間套筒(106)，在中間套筒(106)的兩端用鉸鏈對(duì)稱地連接著兩套橋式支撐(104)，在橋式支撐(104)的另一端也有鉸鏈與各自的滑套(103)相連接，滑套(103)與中心桿(102)滑配合并與裝在兩側(cè)支撐氣缸(101)的活塞相連接，每套橋式支撐(104)有2對(duì)經(jīng)軸承活鉸(109)連接的支臂(110)；在中間套筒(106)上裝有2個(gè)探頭氣缸(105)，探頭氣缸(105)的活塞之端部裝有氣壓施力的帶聚油橡皮碗(108)的超聲探頭(107)，一個(gè)是深層探頭，另一個(gè)是淺層探頭，；中心桿(102)的一端用一個(gè)萬向節(jié)(111)與1根剛性連桿(112)連接，剛性連桿(112)所裝的傳動(dòng)條是齒條(202)與驅(qū)動(dòng)頭(113)中的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相配合；驅(qū)動(dòng)頭(113)安裝在單立柱升降臺(tái)(114)上。測(cè)量用的綜合線纜(116)掛在萬向節(jié)(111)附近，綜合線纜(116)中包括耦合油管(117)，壓縮空氣管(118)，測(cè)量信號(hào)線(119)。聚油橡皮碗(108)中的耦合油經(jīng)耦合油管(117)循環(huán)使用。壓縮空氣管(118)與支撐氣缸(101)和探頭氣缸相通，在掃查時(shí)為各氣缸中的活塞用氣壓施力。驅(qū)動(dòng)頭的結(jié)構(gòu)是由軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和周向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所構(gòu)成，本實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)頭結(jié)構(gòu)是齒輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，它的軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是圖2所示出的，由固定在齒盤(208)上的軸向電機(jī)(205)經(jīng)傘齒輪(204)帶動(dòng)軸向齒輪(203)與裝在剛性連桿(112)上的齒條(202)相嚙合，因軸向電機(jī)(205)隨齒盤(208)做周向轉(zhuǎn)動(dòng)，需在它對(duì)稱的地方安裝配重(206)；周向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是固定在外殼(201)的底座(212)上的周向電機(jī)(211)帶動(dòng)周向齒輪(210)與套裝在帶齒條(202)的剛性連桿(112)上的齒盤(208)相嚙合。軸向光柵(207)和周向光柵(209)是為記錄掃查距離設(shè)置的。
實(shí)施例2被測(cè)孔徑為100毫米，長(zhǎng)度為5米。所用的機(jī)械手在萬向節(jié)(111)后與4根用卡頭和卡槽(任何型式的常規(guī)卡頭和卡槽)互相連接的剛性連桿(112)相連接，剛性連桿(112)上所裝的傳動(dòng)條是圖3所示的摩擦條(302)。本實(shí)施例的軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是圖3所示出的，由固定在摩擦盤(308)上的軸向電機(jī)(205)經(jīng)傘齒輪(204)帶動(dòng)軸向摩擦輪(303)與裝在剛性連桿(112)上的摩擦條(302)相配合；周向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是固定在外殼(201)的底座(212)上的周向電機(jī)(211)帶動(dòng)周向摩擦輪(310)與套裝在帶摩擦條(302)的剛性連桿(112)上的摩擦盤(308)相嚙合。其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1完全相同。
實(shí)施例3被測(cè)孔徑為220毫米，長(zhǎng)度為10米。所用的機(jī)械手在萬向節(jié)(111)后與9根用卡頭和卡槽互相連接的剛性連桿(112)相連接，剛性連桿(112)上所裝的傳動(dòng)條是圖2所示的齒條(202)，本實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)頭的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1完全相同。
權(quán)利要求1，旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸中心孔超聲掃查機(jī)械手，其特征在于至少有中心桿，橋式支撐，探頭，綜合線纜，萬向節(jié)，剛性連桿，驅(qū)動(dòng)頭，單立柱升降臺(tái)等部件組成；在中心桿上裝有一個(gè)中間套筒，在中間套筒的兩端用鉸鏈對(duì)稱地連接著兩套橋式支撐，在橋式支撐的另一端也有鉸鏈與各自的滑套相連接，滑套與中心桿滑配合并與裝在兩側(cè)支撐氣缸的活塞相連接，每套橋式支撐有2對(duì)經(jīng)軸承活鉸連接的支臂；在中間套筒上裝有探頭氣缸，探頭氣缸的活塞之端部裝有帶聚油橡皮碗的可更換的探頭；中心桿的一端用一個(gè)萬向節(jié)與剛性連桿連接，剛性連桿帶有傳動(dòng)條與驅(qū)動(dòng)頭中的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相配合；驅(qū)動(dòng)頭安裝在單立柱升降臺(tái)上，綜合線纜掛在萬向節(jié)附近。
2，如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸中心孔超聲掃查機(jī)械手，其特征在于中間套筒上所裝探頭氣缸的數(shù)量為M，其中M＝1～2。
3，如權(quán)利要求1和2所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸中心孔超聲掃查機(jī)械手，其特征在于每根剛性連桿長(zhǎng)度為1米，其一端設(shè)有為互相連接的卡頭，另一端設(shè)有與卡頭相配合的卡槽，共有N根剛性連桿，其中N＝1～10。
4，如權(quán)利要求1和2和3所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸中心孔超聲掃查機(jī)械手，其特征在于所述的綜合線纜中包括耦合油管，壓縮空氣管，測(cè)量信號(hào)線；其中耦合油管與聚油橡皮碗相通，壓縮空氣管與支撐氣缸和探頭氣缸相通，測(cè)量信號(hào)線與探頭相連接。
5，如權(quán)利要求1或2或3或4所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸中心孔超聲掃查機(jī)械手，其特征在于其驅(qū)動(dòng)頭的結(jié)構(gòu)是齒輪傳動(dòng)的驅(qū)動(dòng)頭結(jié)構(gòu)由軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和周向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所構(gòu)成，其軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是由固定在齒盤上的軸向電機(jī)經(jīng)傘齒輪帶動(dòng)軸向齒輪與裝在剛性連桿上的齒條相嚙合；周向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是固定在外殼底座上的周向電機(jī)帶動(dòng)周向齒輪與套裝在帶齒條的剛性連桿上的齒盤相嚙合。
6，如權(quán)利要求1或2或3或4所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸中心孔超聲掃查機(jī)械手，其特征在于其驅(qū)動(dòng)頭的結(jié)構(gòu)是摩擦傳動(dòng)的驅(qū)動(dòng)頭結(jié)構(gòu)，由軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和周向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所構(gòu)成，其軸向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是由固定在摩擦盤上的軸向電機(jī)經(jīng)傘齒輪帶動(dòng)軸向摩擦輪與裝在剛性連桿上的摩擦條相配合；周向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是固定在外殼底座上的周向電機(jī)帶動(dòng)周向摩擦輪與套裝在帶摩擦條的剛性連桿上的摩擦盤相配合。
專利摘要旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸中心孔超聲掃查機(jī)械手,在一個(gè)中心桿上裝有兩套氣動(dòng)的橋式支撐和1～2個(gè)氣壓施力的探頭,中心桿的一端有一個(gè)萬向節(jié)與N根帶傳動(dòng)條的,可插接的剛性連桿連接,剛性連桿隨安裝在單位柱升降臺(tái)上的驅(qū)動(dòng)頭做360°和沿軸長(zhǎng)方向移動(dòng),可用于超聲掃查成象。其優(yōu)點(diǎn)有:單端進(jìn)入被測(cè)軸中心孔,操作方便;適應(yīng)孔徑范圍大;探頭對(duì)中好,耦合狀態(tài)穩(wěn)定;耦合油循環(huán)使用消耗少且干凈,操作輕巧,掃查粗度高。
文檔編號(hào)B25J1/04GK2399173SQ9925524
公開日2000年10月4日 申請(qǐng)日期1999年11月26日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月26日
發(fā)明者張志永, 楊文峰, 宿修平, 蘇德瑞, 曹鳴珂, 姚鵬遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:北京電力科學(xué)研究院