【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于喷水式超声检测探头夹具，主要用于多自由度超声检测系统超声探头夹持与喷水检测耦合，属于结构材料检测无损。
技术介绍
1、在高端制造业中，金属材质复杂形貌构件应用越来越普遍，在长期服役过程中受冲击载荷和自身缺陷影响常常会产生微小裂纹，裂纹会随着时间的发展逐渐延伸，最终会引起结构失效与损坏，造成巨大损失，由于新的生产加工工艺的采用，导致工件内部存在超标缺陷的可能性大大增加，而这些缺陷往往会影响其本身的内在结构或力学特性，极易造成事故。因此尽可能地早些发现结构中裂纹缺陷，并对其进行修复，将会避免很多重大事故的发生。超声检测技术具有检测范围广，扫查速度快，成像结果精度高等优点，针对多种形貌大小不一的构件而言，超声检测具有良好的穿透性和指向性，能够对多种类型构件的缺陷进行定位、定量表征。
2、传统的超声检测系统大多采取水浸式超声检测系统，系统配备三自由度龙门架结构，将被测工件淹没在水中，时使用龙门架夹持超声探头在水下对其进行检测，可保证超声声波信号的稳定激励与接收。但传统超声检测系统面存在常见弊端，其检测面积受龙门架与水箱范围限制，其检测成本高、操作繁琐，且大型工件的搬运过程存在较高危险性，难以满足日益增长的高端制造业检测需求。当前技术背景下，开发一套能够基于多自由度运动结构为主体，搭配喷水式超声检测的无损检测系统是一项重要的研究工作。
3、3d打印技术是一种新型的制作和加工工艺，这种快速成型技术是以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过3d打印机，逐层打印的方式来构造物体的
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于喷水式超声检测探头夹具，具有安装简单、结构稳定、提升检测效率等优点，完全可以满足实验分析和工程应用的需要。在实际检测时系统包含多自由度工业机械臂，因此需要一种检测夹具实现机械臂携带探头扫描的检测方式。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为一种基于喷水式超声检测探头夹具，该喷头主要由法兰转接盘1、夹具主体2组成，本专利技术包含了如下部件：法兰定位孔3、仓体定位孔4、探头孔5、橡胶圈6、注水口7、出水口8。
3、探头夹具设计整体装配示意图如图1所示，其内部结构示意图如图2所示。
4、法兰转接盘1上配有4个法兰定位孔3，主要用于连接多自由度机械臂末端法兰盘与法兰转接盘1，保障机械臂末端法兰盘定位孔中心与法兰定位孔中心时刻对齐，检测中使用机械臂连接装有探头的夹具进行检测；在法兰转接盘1与夹具主体2上周向布置仓体定位孔4用以连接法兰转接盘1与夹具主体2。夹具主体2为整个喷头的核心构件，采用一体化设计便于进行增材制造打印，其中心设有探头孔5，探头孔5向夹具主体2内部延伸10mm并对外径进行倒模，用以缓冲水压对探头的影响，避免仓内水花的产生干扰超声信号传播。探头装夹在橡胶圈6中，塞入探头孔5进行固定；夹具主体2侧面配有注水口7，用于连接外部水管，在水泵的压力下对仓体内部进行注水；夹具整体出水口8设立在夹具底部，其设计采用两段式聚焦型结构，用以控制连接后整体仓体内水流方向，且对水流进行缓冲，同时提升出水口水柱质量。
5、法兰转接盘1与机械臂末端法兰盘通过标准m5螺栓进行螺纹配合连接；
6、法兰转接盘1与夹具主体2通过标准m3螺栓在法兰定位孔3进行螺纹配合连接；
7、超声探头塞入橡胶圈6后插入探头孔5中夹紧连接；
8、注水口7与外围水管通过直插式连接。
9、为保证探头夹具整体的轻便性和稳固性，整体结构采用高度一体化设计，因检测时探头上端需连接信号接收线与探头连接器，夹具整体结构采用长杆设计风格并留有镂空作为安装空间。夹具整体均由3d打印金属使用铝合金材料制成，能够在保障充分力学性能的条件下，稳定夹持探头进行检测。并在所有装配连接孔外加装橡胶垫片用以稳固夹具整体。
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1.一种基于喷水式超声检测探头夹具，其特征在于：法兰转接盘(1)、夹具主体(2)为喷头夹具主体装配部分，法兰定位孔(3)用于定位连接法兰转接盘(1)与多自由度机械臂末端法兰盘；仓体定位孔(4)用于定位连接法兰转接盘(1)与夹具主体(2)；探头孔(5)装夹夹有超声探头的橡胶圈(6)；注水口(7)通过直插式连接外部水管在外部水泵压力下对夹具主体(2)内注水加压；出水口(8)设立在夹具主体底部喷出水流。
2.根据权利要求1所述的一种基于喷水式超声检测探头夹具，其特征在于：设计一种法兰转接盘(1)，与机械臂末端法兰盘通过标准M5螺栓进行螺纹配合连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于喷水式超声检测探头夹具，其特征在于：法兰转接盘(1)与夹具主体(2)在法兰定位孔(3)处通过标准M3螺栓进行螺纹配合连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于喷水式超声检测探头夹具，其特征在于：超声探头与橡胶圈(6)进行夹紧连接，并一同塞入探头孔(5)中夹紧。
5.根据权利要求1所述的一种基于喷水式超声检测探头夹具，其特征在于：注水口(7)与外围水管通过直插式连接
6.夹具整体结构采用3D打印技术制造，并在相应螺栓定位孔进行攻丝保障螺纹配合。
...【技术特征摘要】
1.一种基于喷水式超声检测探头夹具，其特征在于：法兰转接盘(1)、夹具主体(2)为喷头夹具主体装配部分，法兰定位孔(3)用于定位连接法兰转接盘(1)与多自由度机械臂末端法兰盘；仓体定位孔(4)用于定位连接法兰转接盘(1)与夹具主体(2)；探头孔(5)装夹夹有超声探头的橡胶圈(6)；注水口(7)通过直插式连接外部水管在外部水泵压力下对夹具主体(2)内注水加压；出水口(8)设立在夹具主体底部喷出水流。
2.根据权利要求1所述的一种基于喷水式超声检测探头夹具，其特征在于：设计一种法兰转接盘(1)，与机械臂末端法兰盘通过标准m5螺栓进行螺纹配合连接。...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋国荣，曹曦，吕炎，高杰，赵宇，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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