[实用新型]一种超声相控阵探头的夹持与定位装置

说明书

技术领域

本实用新型是一种超声相控阵探头的夹持与定位装置，用于超声相控阵方法的手动检测，属于无损检测与评价技术领域。

背景技术

先进复合材料以其优异的性能，现已广泛应用于航空、航天器和各种武器装备，对促进结构的轻量化、小型化和高性能化起了至关重要的作用。目前先进复合材料已经与铝合金、钛合金、合金钢一起成为航空航天的四大结构材料。随着复合材料的不断发展，形状和结构越来越复杂的构件不断出现，譬如复合材料整体化结构包含腹板、R角结构和内部的肋结构，对这种复杂结构进行全面无损检测，是一个巨大的挑战。其中，对于R角的检测，普通探头和常规扫查方式难以完成，而且检测结果往往要求可视化，为了解决该问题，采用超声相控阵方法实施检测，但是首先需要解决检测的可达性和稳定性以及探头的定位，目前的探头辅助装置，要么不具备对不同R角型面进行检测的通用性，要么检测的稳定性差，影响检测结果重复性，要么不具备探头定位装置或定位装置对不同结构的适应性差、使用不便、结构复杂，总之，目前尚缺少专门用于R角检测的、适用角度范围大、姿态稳定、适应不同结构、具有位置跟踪与反馈功能的探头辅助装置，因而对该装置的研制显得尤为重要。

该装置需要满足以下条件：

1.具有对R角检测的可达性，能够触及和检测不同构件的R角部位；

2.具有探头夹持功能，能够稳固的夹持超声相控阵探头；

3.能够提供探头位置信息，以便生成超声相控阵检测的扫描图像，而且结构紧凑、小巧。

发明内容

本实用新型正是针对上述现有技术状况和需求设计提供了一种超声相控阵探头的夹持与定位装置，其目的是配合超声相控阵检测方法对R角结构进行检测，以简单、紧凑、可靠地方式解决超声相控阵探头的夹持和定位问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种超声相控阵探头的夹持与定位装置，其特征在于：该装置包括探头夹持组件(1)和一维定位组件(2)，探头夹持组件(1)由楔块(11)、基座(12)、前盖(13)、后盖(14)和支撑脚(15)组成，前盖(13)、后盖(14)分别安装在基座(12)的两侧，探头(3)通过螺钉固接在前盖(13)上并位于前盖(13)、后盖(14)之间，楔块(11)固定安装在前盖(13)、后盖(14)之间，楔块(11)的内侧与探头(3)的工作面吻合，外侧与被检测工件的R角型面吻合，该两处接触面间涂有耦合剂，通过以上结构使本装置具备了对R角检测的可达性。支撑在被检测工件的R角型面上、用于稳定探头(3)姿态的支撑脚(15)安装在前盖(13)的外侧。该两个支撑脚(15)可以根据实际检测的R角张开合适角度，然后由螺钉锁紧，使该张开角度保持不变，从而保证了在检测R角时探头(3)的姿态稳定不变，后盖(14)的外侧与一维定位组件(2)连接；

一维定位组件(2)由编码器(21)、轴承座(22)、轴承(23)、挡圈(24)、中心轴(25)、滚轮(26)和锁紧螺母(27)组成，其中，轴承座(22)上加工有轴承孔，该轴承孔与探头(3)工作时的扫查方向垂直，中心轴(25)通过轴承(23)穿过轴承孔，并由挡圈(24)固定中心轴(25)的轴向位置，中心轴(25)接近被检测工件的R角型面的一端通过锁紧螺母(27)安装滚轮(26)，滚轮(26)的滚动面与被检测工件的型面接触，滚动轨迹与探头(3)工作时的扫查方向一致，中心轴(25)的另一端与固定在轴承座(22)上的编码器(21)的输入端连接，轴承座(22)上设置有一块与后盖(14)的外侧连接的安装板，安装板上加工有用于安装连接的长槽(221)，轴承座(22)通过长槽(221)可以上下移动位置，以调整滚轮(26)的位置来保证楔块(11)的外侧与被检测工件的R角型面吻合，该结构使得本实用新型能够适应不同的被检测构件。

通过移动探头夹持组件(1)移动探头(3)，同时带动滚轮(26)滚动，滚轮(26)的滚动通过中心轴(25)传递给编码器(21)，编码器(21)产生探头(3)的位置信号。

上述装置能够适应不同构件的R角检测，利用滚轮驱动编码器反馈位置信息，可实现R角的超声相控阵手动、可视化扫查。

本实用新型技术方案的优点是：

1.探头(3)前端楔块(11)的两个工作面被加工成曲面以分别贴合超声相控阵探头的工作面和被检测R角的型面，使对R角的检测具有了可达性。

2.两个支撑脚(15)可以根据实际检测的R角张开合适角度，并由螺钉锁紧，保证了检测时探头(3)的姿态稳定不变。该结构简单，便于实施，使用方便，适应性强，可以用于不同张开角度的R角。