[发明专利]一种面向水下管线的超声波探伤装置

权利要求书

1.一种面向水下管线的超声波探伤装置,其特征在于：超声波探伤装置由单自由度机械臂、超声波探伤模块和主控模块组成，所述单自由度机械臂和超声波探伤模块均为环形，所述单自由度机械臂和超声波探伤模块通过螺纹啮合进行连接，所述单自由度机械臂、超声波探伤模块分别连接主控模块；

所述单自由度机械臂包括：左臂体、右臂体、左臂体动力轴、左臂体连接销钉、左臂体动力轴连接螺杆、机械臂与探伤模块连接轴、机械臂弹性连接杆、右臂体动力轴、右臂体连接销钉、右臂体动力轴连接螺杆、螺纹连接杆、左臂体电磁铁、右臂体电磁铁；所述左臂体和右臂体结构上相同；所述左臂体连接销钉和右臂体连接销钉规格上相同，均带有标准M30螺纹；

所述左臂体动力轴和右臂体动力轴结构上相同，由空心杯伺服电机、铝制散热片、动力轴、连接杆、连接螺母构成；所述铝制散热片均匀分布于空心杯伺服电机，并通过硅脂与空心杯伺服电机表面连接；所述动力轴带有M10标准螺纹，所述连接杆两侧均有带有M22标准螺纹螺母，所述左臂体动力轴通过两侧螺母与左臂体实现啮合；所述左臂体动力轴连接螺杆与右臂体动力轴连接螺杆规格上相同，左臂体动力轴连接螺杆质心部分为一空心圆柱形凹槽，所述凹槽中带有标准M10螺纹；左臂体动力轴连接螺杆与动力轴上螺纹啮合；所述机械臂与探伤模块连接轴为一带有标准M8螺纹的螺杆；所述机械臂弹性连接杆数目为四，对称分布于机械臂上；所述螺纹连接杆为带有标准M5螺纹的螺杆，在机械臂上分别呈以半径为173mm，180mm的圆周分布；所述左臂体电磁铁与右臂体电磁铁结构上完全相同，磁性相反。

2.根据权利要求1所述的一种面向水下管线的超声波探伤装置，其特征在于：所述机械臂弹性连接杆由空心轴连接杆、左侧弹簧、右侧弹簧和管线贴合装置构成；所述左侧弹簧、右侧弹簧等效直径略大于空心轴连接杆，三者可拆分成三个单独个体；所述管线贴合装置由福来轮、左侧连接杆、右侧连接杆构成，所述左侧连接杆与右侧连接杆结构上相同，均为空心铝制材料，直径略大于空心轴连接杆，与左侧弹簧、右侧弹簧相同；所述空心轴连接杆插入左侧连接杆竖直方向空心轴中，左侧连接杆上端放置左侧弹簧，下端放置右侧弹簧。

3.根据权利要求2所述的一种面向水下管线的超声波探伤装置，其特征在于：所述超声波探伤模块包括：超声波探伤模块空心杯伺服电机、伺服电机铝制散热片、伺服电机主动力轮、伺服电机动力转换轴、超声波探伤模块动力履带、履带从动轮、探伤模块从动轴、连接凹槽、探伤模块相控阵超声波换能器；所述超声波探伤模块伺服电机通过螺丝与机械臂连接，并固定于机械臂；所述伺服电机主动力轮、伺服电机动力转换轮构成减速机齿轮，降低超声波探伤模块伺服电机输出转速，并增加输出扭矩；所述超声波探伤模块动力履带跟随伺服电机动力转换轴做正向顺时针、反向逆时针运动；所述履带从动轮均匀分布于超声波探伤模块动力履带，其直径与履带间隔相同；所述连接凹槽为表面带有标准M5螺纹的空心圆柱体，并通过螺纹啮合实现超声波探伤模块与机械臂的连接。

4.根据权利要求3所述的一种面向水下管线的超声波探伤装置，其特征在于：所述探伤模块相控阵超声波换能器包括：超声波换能器从动齿轮、超声波换能器动力轴、高精度九轴姿态传感器、相控阵超声波探头；所述探伤模块相控阵超声波换能器通过超声波换能器从动齿轮与超声波探伤模块动力履带连接，跟随超声波探伤模块动力履带运动，并由高精度九轴姿态传感器记录相控阵超声波探头的位姿信息。