CN117388365A - 一种高压储氢气瓶超声相控阵自动检测*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及无损检测技术领域，尤其涉及一种高压储氢气瓶超声相控阵自动检测***，包括上料台架、第一传动机构、上料托架、滚轮旋转装置、检测小车、下料托架、第二传动机构、下料台架、导轨装置、超声相控阵检测仪和控制计算机，由第一传动机构带动上料传送托架将气瓶放置在滚轮旋转装置上，滚轮旋转装置带动气瓶旋转，检测小车沿导轨装置从气瓶的一端开始检测，检测结束后，由第二传动机构带动下料传送托架将气瓶输送到下料台架上。该***能够可靠地检测表面和内部未熔合等缺陷，可进行壁厚监测、底部熔合状态判断、弱连接及熔融深度评估，综合评估塑料内胆激光焊焊缝质量，并能实现C扫描实时成像，并可用仪器所带的软件进行精确测定。

Description

一种高压储氢气瓶超声相控阵自动检测***

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，尤其涉及一种高压储氢气瓶超声相控阵自动检测***。

背景技术

高压储氢气瓶是整个高压气态储氢***中的关键部件，目前主要有III型瓶和IV型瓶，由内胆和纤维缠绕复合材料增强层构成。IV型瓶在疲劳性能和轻量化方面相对III型瓶具有一定的优势，国外已开始推广应用，国内还在研发攻克阶段。随着储氢气瓶的服役使用，安全性能保障问题日益突显，储氢气瓶的复合材料结构易在缠绕、装配及服役过程中受到载荷作用导致损伤，例如层间分层损伤、纤维断裂、脱粘等，进而在外载荷下可能发生纤维局部屈曲，导致承载能力明显下降。

由于国内高压车载储氢气瓶所用的IV型瓶刚研制出来，激光焊接的相关技术还处于初步试用阶段，质量控制手段还未成熟，相关质量检测方法缺失，没有相关塑料内胆激光焊接缺陷的检测方法和检测装置。对此针对IV型瓶的无损检测技术存在以下技术问题：IV型瓶的无损检测技术仅仅是以视觉检测为主，视觉检测除了整体的气瓶难以检测外，气瓶塑料内胆由于直径小、壁厚小，采用多段筒节焊接制作而成，在生产成型后也很难检测，检测难度大。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中针对高压储氢气瓶IV型瓶的无损检测采用视觉检测技术存在的问题，提供一种高压储氢气瓶超声相控阵自动检测***。该***能够可靠地检测表面和内部未熔合等缺陷，可进行壁厚监测、底部熔合状态判断、弱连接及熔融深度评估，综合评估塑料内胆激光焊焊缝质量，并能实现C扫描实时成像，并可用仪器所带的软件进行精确测定。

本发明为实现其技术目的所采用的技术方案是：一种高压储氢气瓶超声相控阵自动检测***，包括上料台架、第一传动机构、上料托架、滚轮旋转装置、检测小车、下料托架、第二传动机构、下料台架、导轨装置、超声相控阵检测仪和控制计算机；

所述导轨装置由两条第一导轨组成，所述滚轮旋转装置设置在导轨装置的外侧，检测开始前，由所述第一传动机构带动所述上料传送托架将气瓶放置在所述滚轮旋转装置上，所述滚轮旋转装置带动气瓶旋转，所述检测小车沿导轨装置从气瓶的一端开始检测，检测结束后，由第二传动机构带动下料传送托架将气瓶输送到下料台架上；

所述检测小车上的水靴安装有耦合楔块与喷水装置，水靴的上端面为凹面，所述凹面的横截面为圆弧，所述圆弧的曲率与待测气瓶的外表面曲率一致，所述超声相控阵检测仪的超声相控阵探头固定在耦合楔块上，所述超声相控阵检测仪输出端与所述控制计算机输入端相连，所述控制计算机用于获取、记录所述超声相控阵探头自动扫查记录的图像信息及通过轴向伺服电机编码器和周向减速电机编码器记录的气瓶位置信息，并将三者关联起来，进而获得整个气瓶的C扫描图像。

优选地，所述上料台架、下料台架的斜条架表面设置有橡胶或塑料保护层，上料台架的斜条架前端部依次安装有移动挡瓶机构、固定挡瓶机构和挡块；

所述移动挡瓶机构包括第一气缸、第一垂直挡板、气缸座、底座、滑轨和滑块；所述第一气缸固定安装于所述气缸座上，第一垂直挡板滑动连接在气缸座一侧，并通过第一气缸带动第一垂直挡板上下伸缩移动，气缸座的底部通过滑轨和滑块连接在底座上；

所述固定挡瓶机构包括第二气缸、第二垂直挡板和气缸支架；所述第二气缸固定安装在气缸支架上，第二垂直挡板滑动连接在气缸支架一侧，并通过第二气缸带动第二垂直挡板上下伸缩移动；

所述移动挡瓶机构中的第一气缸、第一垂直挡板、气缸座位置根据气瓶直径进行调整，使得所述移动挡瓶机构和所述固定挡瓶机构之间只能滚入一个气瓶；

所述固定挡瓶机构上的第二垂直挡板缩回，气瓶从所述第二垂直挡板的位置滚到第一垂直挡板的位置，第二垂直挡板再伸出，所述移动挡瓶机构上的第一垂直挡板缩回，气瓶滚到所述挡块的位置，所述第一垂直挡板再伸出且配合挡块挡住上面的气瓶。

优选地，所述上料传送托架与下料传送托架结构保持一致；

包括有支架，在所述支架上通过轴承固定有第一转动轴和第二转动轴，所述第一转动轴和第二转动轴的一端分别固定安装有通过第二链条相连接的第一链轮和第二链轮，另一端分别相连接有第一摆臂和第二摆臂，所述第一摆臂和第二摆臂的另一端设置有送料托盘，且所述送料托盘的底部两端与之相铰接；

所述支架上固定安装有用于控制所述送料托盘停止位置的电感式接近开关；

所述第一链轮同时通过第一链条与第一传动机构或第二传动机构相连接，所述第一传动机构与第二传动机构结构一致，包括有电机、减速齿轮箱及传动轴；

所述传动轴上分布设置有若干传动链轮和支撑座，上料传送托架与下料传送托架也对应设置有若干，所述传动链轮通过第一链条与所述第一链轮相连接，支撑座对传动轴进行支撑，两者并保持转动连接；

所述传动轴进行转动时，通过第一链条带动第一链轮进行转动，在第二链条的作用下第二链轮同时进行转动，从而第一摆臂和第二摆臂带动送料托盘进行送料。

所述电机与所述减速齿轮箱之间的连接轴上设置有带制动轮弹性柱销联轴器和电力液压块式制动器，所述减速齿轮箱的输出轴与所述传动轴采用立式夹壳联轴器通过键配合连接，所述传动轴是由若干短轴通过立式夹壳联轴器连接成一体。

优选地，所述滚轮旋转装置包括辊轮组件和第三传动机构；

所述辊轮组件包括右滚轮装置、左滚轮装置，所述右滚轮装置包括右滚轮、右支座、右滑块、右滑轨和右底座，所述右滚轮转动连接在所述右支座上，所述右支座的底部通过右滑块、右滑轨滑动设置在右底座上，通过根据气瓶直径使得所述右支座和右滑块沿着所述右滑轨调整右滚轮位置，左滚轮装置包括左滚轮、左支座、左底座和从动链轮，左滚轮转动连接在所述左支座上，所述左支座固定安装在左底座上，左滚轮一端与所述从动链轮进行固定连接；

所述第三传动机构包括周向减速电机、主动链轮、第三链条、第一转动轴、弹性联轴器、第二转动轴、第三转动轴和周向减速电机编码器；

所述周向减速电机对所述主动链轮驱动，并通过第三链条带动从动链轮旋转，从而带动左滚轮旋转，所述周向减速电机连接有周向减速电机编码器，所述周向减速电机编码器的信号输出端与所述超声相控阵检测仪的位移信号输入端相连接，所述超声相控阵检测仪用于读取周向减速电机编码器的气瓶周向位置信息；

所述辊轮组件设置有多对，并通过第一转动轴、第二转动轴、第三转动轴和弹性联轴器，带动另外两对左滚轮装置的左滚轮旋转，所述右滚轮和左滚轮采用耐磨橡胶包胶，包胶厚度大于25mm。

优选地，所述检测小车包括有轴向伺服电机编码器、轴向伺服电机、减速机、齿轮、移动平台、导轨底座、上下浮动导向柱装置和喷水装置；

所述上下浮动导向柱装置包括有探头安装板、中间升降板和平移底板，所述探头安装板、中间升降板和平移底板的四周设置有导向杆，所述平移底板上方固定安装有内镶升降螺母的升降螺母座，所述升降螺母内配合连接升降丝杆，所述升降丝杆的一端穿过中间升降板的中间孔，且固定连接有第一手柄，通过所述第一手柄便于对中间升降板高度进行升降调节；

所述导向杆在所述探头安装板和中间升降板之间的位置设置有导轴和弹簧，使得所述探头安装板的高度进行调节，具有缓冲作用。

所述探头安装板下方安装有薄型气缸，所述薄型气缸轴端连接有气缸连接头，所述气缸连接头通过销轴连接有连接座，所述薄型气缸的两侧设置有短导向轴，所述短导向轴和连接座也通过销轴连接；

所述平移底板下方两侧安装有第二滑块，与所述移动平台上的第二导轨相配合，所述平移底板下方固定安装有螺母，所述螺母内配合螺纹连接有水平丝杆，所述水平丝杆一端固定连接有第二手柄，所述第二手柄通过手柄座固定于移动平台，通过转动所述第二手柄对所述平移底板进行位移调节，所述移动平台下方两侧安装有第一滑块，所述第一滑块与所述导轨底座上的第一导轨相配合；

所述减速机固定安装在所述移动平台上，且其主轴上安装的齿轮与安装在导轨底座上的齿条啮合，通过轴向伺服电机的转动带动整个检测小车沿第一导轨直线匀速前进；

所述轴向伺服电机编码器与轴向伺服电机配合安装，可对运行过程产生精确的距离计算和接受控制，显示检测小车行程，所述轴向伺服电机编码器的信号输出端与所述超声相控阵检测仪的位移信号输入端相连接，超声相控阵检测仪用于读取轴向伺服电机编码器的轴向位置信息；

所述喷水装置包括潜水泵、高压胶管和喷头，所述高压胶管与供水坑中的潜水泵连接且装在检测小车拉动的拖链盘内，所述潜水泵、高压胶管用于为所述超声相控阵探头提供耦合用水，耦合用水通过喷头喷涂于被检测的气瓶表面上，所述喷头也固定在耦合楔块上。

优选地，所述超声相控阵探头位于气瓶下部位置，根据对称设置的右滚轮和左滚轮，最小瓶径形成100-110°夹角支撑，转动时右滚轮和左滚轮之间还设置有最小为100-110mm间隙，此间隙可安放探头水靴在底部，用喷水法进行稳定检测。

优选地，还包括间歇阻挡送料装置，所述间歇阻挡送料装置包括有凸型板，所述凸型板通过板体悬空固定在上料台架的一端上方，所述凸型板的一侧通过滑条进行滑动连接有L型滑槽板，且其边缘部分通过连接柱固定连接有承接板，通过滑条的设置，可使得L型滑槽板的横板部分滑动卡在所述凸型板上。

所述L型滑槽板的横板部分一侧固定连接有调节板，所述调节板设置有两组，两组所述调节板关于所述L型滑槽板的横板部分中心对称，且两组调节板之间平行空有间隙，一组所述调节板的最低处和另一组所述调节板的最高处均设置有滚轮，所述滚轮一侧固定连接有导杆，所述导杆与所述承接板贯穿连接，且导杆一端与承接板之间通过压簧进行弹性连接，另一端固定连接有铲板，所述压簧套在所述导杆一端外壁，且同时顶在所述滚轮一侧，从而使得所述滚轮始终顶在所述调节板上；调节板设置为类似与三角形的结构，滚轮能在调节板边上行走，在与压簧的配合下，能够使得导杆一上一下，从而使得铲板一上一下，便于将气瓶两端的瓶口进行阻挡，从而将整体的气瓶位置进行阻挡。

所述L型滑槽板的竖板部分与所述凸型板之间通过丝杆和套筒进行连接，所述丝杆一端固定在L型滑槽板的竖板部分，另一端螺纹连接在所述套筒内部，所述套筒转动设置在所述凸型板内部，且其通过驱动电机进行驱动转动，所述驱动电机通过安装板固定在所述凸型板上；通过启动电机使其带动套筒进行转动，丝杆一端固定在L型滑槽板的竖板部分，另一端螺纹连接在所述套筒内部，并且L型滑槽板的横板部分滑动卡在所述凸型板上，当套筒进行转动时，能够使得丝杆进行移动，从而使得L型滑槽板进行移动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该压储氢气瓶超声相控阵自动检测***，通过检测小车与多个机构的结合，不仅自动化程度高，而且采用接触式相控阵超声检测方法外加喷水式耦合，实现气瓶缺陷的超声相控阵自动检测，能够可靠地检测表面和内部未熔合等缺陷，可进行壁厚监测、底部熔合状态判断、弱连接及熔融深度评估，综合评估塑料内胆激光焊焊缝质量，并能实现C扫描实时成像，并可用仪器所带的软件进行精确测定，不仅使精度提高，而且减少了人为误差，检测可靠性，极大提高了检测效率及检测灵活性，适用面较宽检测精度及检测效率也得到极大提升。

附图说明

图1本装置的总体结构示意图。

图2为图1的侧视结构示意图。

图3为上料台架的结构示意图。

图4为可移动挡瓶机构的结构示意图。

图5为图4的侧视结构示意图。

图6为挡瓶机构的结构示意图。

图7为第一或第二传动机构结构示意图。

图8为上料托架或下料托架结构示意图。

图9为图8的侧视结构示意图。

图10为图8的俯视结构示意图。

图11为右滚轮装置结构示意图。

图12为图11的侧视结构示意图。

图13为左滚轮装置结构示意图。

图14为图13的侧视结构示意图。

图15为第三传动机构结构示意图。

图16为检测小车结构示意图。

图17为图16的侧视结构示意图。

图18为图16的俯视结构示意图。

图19为图2中间歇阻挡送料装置的放大结构示意图。

图20为间歇阻挡送料装置阻挡状态下的侧视结构示意图。

其中：1-上料台架；2-第一传动机构；3-上料托架；4-滚轮旋转装置；5-检测小车；6-下料托架；7-第二传动机构；8-下料台架；9-导轨装置；10-斜条架；11-保护层；12-移动挡瓶机构；13-固定挡瓶机构；14-挡块；15-第一气缸；16-第一垂直挡板；17-气缸座；18-底座；19-滑轨；20-滑块；21-第二气缸；22-第二垂直挡板；23-气缸支架；24-电机；25-电力液压块式制动器；26-带制动轮弹性柱销联轴器；27-减速齿轮箱；28-立式夹壳联轴器；29-支撑座；30-传动轴；31-第一链条；32-传动链轮；33-送料托盘；34-第一摆臂；35-第一链轮；36-第一转动轴；37-第二链条；38-第二摆臂；39-第二链轮；40-第二转动轴；41-支架；42-电感式接近开关；43-右滚轮；44-右支座；45-右滑块；46-右滑轨；47-右底座；48-左滚轮；49-左支座；50-左底座；51-从动链轮；52-周向减速电机；53-主动链轮；54-第三链条；55-第一转动轴；56-弹性联轴器；57-第二转动轴；58-第三转动轴；59-喷头；60-周向减速电机编码器；61-水靴；62-探头安装板；63-中间升降板；64-升降丝杆；65-升降螺母座；66-平移底板；67-水平丝杆；68-移动平台；69-第一导轨；70-第一滑块；71-第二手柄；72-螺母；73-导向杆；74-升降螺母；75-第一手柄；76-第二导轨；77-第二滑块；78-导轴；79-薄型气缸；80-短导向轴；81-连接座；82-气缸连接头；83-销轴；84-轴向伺服电机编码器；85-轴向伺服电机；86-减速机；87-齿轮；88-齿条；89-导轨底座；90-超声相控阵探头；91-凸型板；92-调节板；93-滚轮；94-压簧；95-导杆；96-铲板；97-连接柱；98-承接板；99-板体；100-L型滑槽板；101-驱动电机；102-滑条；103-丝杆；104-套筒。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例一

请参阅图1-18，一种高压储氢气瓶超声相控阵自动检测***，包括上料台架1、第一传动机构2、上料托架3、滚轮旋转装置4、检测小车5、下料托架6、第二传动机构7、下料台架8、导轨装置9、超声相控阵检测仪和控制计算机；

导轨装置9由两条第一导轨69组成，滚轮旋转装置4设置在导轨装置9的外侧，检测开始前，由第一传动机构2带动上料传送托架3将气瓶放置在滚轮旋转装置4上，滚轮旋转装置4带动气瓶旋转，检测小车5沿导轨装置9从气瓶的一端开始检测，检测结束后，由第二传动机构7带动下料传送托架6将气瓶输送到下料台架8上；

检测小车5上的水靴61安装有耦合楔块93与喷水装置，水靴61的上端面为凹面，凹面的横截面为圆弧，圆弧的曲率与待测气瓶的外表面曲率一致，超声相控阵检测仪的超声相控阵探头90固定在耦合楔块93上，超声相控阵探头90位于气瓶下部位置，根据对称设置的右滚轮43和左滚轮48，最小瓶径形成100-110°夹角支撑，转动时右滚轮43和左滚轮48之间还设置有最小为100-110mm间隙，此间隙可安放探头水靴61在底部，用喷水法进行稳定检测；

超声相控阵检测仪输出端与控制计算机输入端相连，控制计算机用于获取、记录超声相控阵探头90自动扫查记录的图像信息及通过轴向伺服电机编码器84和周向减速电机编码器60记录的气瓶位置信息，并将三者关联起来，进而获得整个气瓶的C扫描图像。

进一步地，上料台架1、下料台架8的斜条架10表面设置有橡胶或塑料保护层11，上料台架1的斜条架10前端部依次安装有移动挡瓶机构12、固定挡瓶机构13和挡块14；

移动挡瓶机构12包括第一气缸15、第一垂直挡板16、气缸座17、底座18、滑轨19和滑块20；第一气缸15固定安装于气缸座17上，第一垂直挡板16滑动连接在气缸座17一侧，并通过第一气缸15带动第一垂直挡板16上下伸缩移动，气缸座17的底部通过滑轨19和滑块20连接在底座18上；

固定挡瓶机构13包括第二气缸21、第二垂直挡板22和气缸支架23；第二气缸21固定安装在气缸支架23上，第二垂直挡板22滑动连接在气缸支架23一侧，并通过第二气缸21带动第二垂直挡板22上下伸缩移动；

移动挡瓶机构12中的第一气缸15、第一垂直挡板16、气缸座17位置根据气瓶直径进行调整，使得移动挡瓶机构12和固定挡瓶机构13之间只能滚入一个气瓶；

固定挡瓶机构13上的第二垂直挡板22缩回，气瓶从第二垂直挡板22的位置滚到第一垂直挡板16的位置，第二垂直挡板22再伸出，移动挡瓶机构12上的第一垂直挡板16缩回，气瓶滚到挡块14的位置，第一垂直挡板16再伸出且配合挡块14挡住上面的气瓶。

进一步地，上料传送托架3与下料传送托架6结构保持一致；

包括有支架41，在支架41上通过轴承固定有第一转动轴36和第二转动轴40，第一转动轴36和第二转动轴40的一端分别固定安装有通过第二链条37相连接的第一链轮35和第二链轮39，另一端分别相连接有第一摆臂34和第二摆臂38，第一摆臂34和第二摆臂38的另一端设置有送料托盘33，且送料托盘33的底部两端与之相铰接；

支架41上固定安装有用于控制送料托盘33停止位置的电感式接近开关42；

第一链轮35同时通过第一链条31与第一传动机构2或第二传动机构7相连接，第一传动机构2与第二传动机构7结构一致，包括有电机24、减速齿轮箱27及传动轴30；

传动轴30上分布设置有若干传动链轮32和支撑座29，上料传送托架3与下料传送托架6也对应设置有若干，传动链轮32通过第一链条31与第一链轮35相连接，支撑座29对传动轴30进行支撑，两者并保持转动连接；

传动轴30进行转动时，通过第一链条31带动第一链轮35进行转动，在第二链条37的作用下第二链轮39同时进行转动，从而第一摆臂34和第二摆臂38带动送料托盘33进行送料。

电机24与减速齿轮箱27之间的连接轴上设置有带制动轮弹性柱销联轴器26和电力液压块式制动器25，减速齿轮箱27的输出轴与传动轴30采用立式夹壳联轴器28通过键配合连接，传动轴30是由若干短轴通过立式夹壳联轴器28连接成一体。

进一步地，滚轮旋转装置4包括辊轮组件和第三传动机构；

辊轮组件包括右滚轮装置、左滚轮装置，右滚轮装置包括右滚轮43、右支座44、右滑块45、右滑轨46和右底座47，右滚轮43转动连接在右支座44上，右支座44的底部通过右滑块45、右滑轨46滑动设置在右底座47上，通过根据气瓶直径使得右支座44和右滑块45沿着右滑轨46调整右滚轮43位置，左滚轮装置包括左滚轮48、左支座49、左底座50和从动链轮51，左滚轮48转动连接在左支座49上，左支座49固定安装在左底座50上，左滚轮48一端与从动链轮51进行固定连接；

第三传动机构包括周向减速电机52、主动链轮53、第三链条54、第一转动轴55、弹性联轴器56、第二转动轴57、第三转动轴58和周向减速电机编码器60；

周向减速电机52对主动链轮53驱动，并通过第三链条54带动从动链轮51旋转，从而带动左滚轮48旋转，周向减速电机52连接有周向减速电机编码器60，周向减速电机编码器60的信号输出端与超声相控阵检测仪的位移信号输入端相连接，超声相控阵检测仪用于读取周向减速电机编码器60的气瓶周向位置信息；

辊轮组件设置有多对，并通过第一转动轴55、第二转动轴57、第三转动轴58和弹性联轴器56等，带动另外左滚轮装置的左滚轮48旋转，右滚轮43和左滚轮48采用耐磨橡胶包胶，包胶厚度大于25mm。

进一步地，检测小车5包括有轴向伺服电机编码器84、轴向伺服电机85、减速机86、齿轮87、移动平台68、导轨底座89、上下浮动导向柱装置和喷水装置；

上下浮动导向柱装置包括有探头安装板62、中间升降板63和平移底板66，探头安装板62、中间升降板63和平移底板66的四周设置有导向杆73，平移底板66上方固定安装有内镶升降螺母74的升降螺母座65，升降螺母74内配合连接升降丝杆64，升降丝杆64的一端穿过中间升降板63的中间孔，且固定连接有第一手柄75，通过第一手柄75便于对中间升降板63高度进行升降调节；

导向杆73在探头安装板62和中间升降板63之间的位置设置有导轴78和弹簧92，使得探头安装板62的高度进行调节,具有缓冲作用；

探头安装板62下方安装有薄型气缸79，薄型气缸79轴端连接有气缸连接头82，气缸连接头82通过销轴83连接有连接座81，薄型气缸79的两侧设置有短导向轴80，短导向轴80和连接座81也通过销轴83连接；

平移底板66下方两侧安装有第二滑块77，与移动平台68上的第二导轨76相配合，平移底板66下方固定安装有螺母72，螺母72内配合螺纹连接有水平丝杆67，水平丝杆67一端固定连接有第二手柄71，第二手柄71通过手柄座固定于移动平台68，通过转动第二手柄71对平移底板66进行位移调节，移动平台68下方两侧安装有第一滑块70，第一滑块70与导轨底座89上的第一导轨69相配合；

减速机86固定安装在移动平台68上，且其主轴上安装的齿轮87与安装在导轨底座89上的齿条88啮合，通过轴向伺服电机85的转动带动整个检测小车5沿第一导轨69直线匀速前进；

轴向伺服电机编码器84与轴向伺服电机85配合安装，可对运行过程产生精确的距离计算和接受控制，显示检测小车5行程，轴向伺服电机编码器84的信号输出端与超声相控阵检测仪的位移信号输入端相连接，超声相控阵检测仪用于读取轴向伺服电机编码器84的轴向位置信息；

喷水装置包括潜水泵、高压胶管和喷头59，高压胶管与供水坑中的潜水泵连接且装在检测小车5拉动的拖链盘内，潜水泵、高压胶管用于为超声相控阵探头90提供耦合用水，耦合用水通过喷头59喷涂于被检测的气瓶表面上，喷头59也固定在耦合楔块93上。

具体地、使用时，检测开始前由第一传动机构2带动上料传送托架3将气瓶放置在滚轮旋转装置4，移动检测小车5至气瓶的下方，使超声相控阵探头90位于气瓶正下方，根据气瓶直径通过第一手柄75调整超声相控阵探头90的高度，使得超声相控阵探头90与气瓶表面处于耦合接触状态，设置超声相控阵检测仪的检测参数，利用滚轮旋转装置4实现气瓶的转动，检测小车5沿导轨装置9移动，对气瓶进行检测，控制计算机获取和记录检测数据和位置，获得整个气瓶的C扫描图像，最后对扫描图像进行分析和结果判读。

实施例二

请参阅图1、2、19和图20，在上述实施例的基础上，该高压储氢气瓶超声相控阵自动检测***，还包括间歇阻挡送料装置，所述间歇阻挡送料装置包括有凸型板91，所述凸型板91通过板体99悬空固定在上料台架1的一端上方，所述凸型板91的一侧通过滑条102进行滑动连接有L型滑槽板100，且其边缘部分通过连接柱97固定连接有承接板98，通过滑条102的设置，可使得L型滑槽板100的横板部分滑动卡在所述凸型板91上。

所述L型滑槽板100的横板部分一侧固定连接有调节板92，所述调节板92设置有两组，两组所述调节板92关于所述L型滑槽板100的横板部分中心对称，且两组调节板92之间平行空有间隙，一组所述调节板92的最低处和另一组所述调节板92的最高处均设置有滚轮93，所述滚轮93一侧固定连接有导杆95，所述导杆95与所述承接板98贯穿连接，且导杆95一端与承接板98之间通过压簧94进行弹性连接，另一端固定连接有铲板96，所述压簧94套在所述导杆95一端外壁，且同时顶在所述滚轮93一侧，从而使得所述滚轮93始终顶在所述调节板92上；调节板92设置为类似与三角形的结构，滚轮93能在调节板92边上行走，在与压簧94的配合下，能够使得导杆95一上一下，从而使得铲板96一上一下，便于将气瓶两端的瓶口进行阻挡，从而将整体的气瓶位置进行阻挡。

所述L型滑槽板100的竖板部分与所述凸型板91之间通过丝杆103和套筒104进行连接，所述丝杆103一端固定在L型滑槽板100的竖板部分，另一端螺纹连接在所述套筒104内部，所述套筒104转动设置在所述凸型板91内部，且其通过驱动电机101进行驱动转动，所述驱动电机101通过安装板固定在所述凸型板91上；通过启动电机101使其带动套筒104进行转动，丝杆103一端固定在L型滑槽板100的竖板部分，另一端螺纹连接在所述套筒104内部，并且L型滑槽板100的横板部分滑动卡在所述凸型板91上，当套筒104进行转动时，能够使得丝杆103进行移动，从而使得L型滑槽板100进行移动。

具体地、使用时，每两个凸型板91成一组且之间通过连接板进行连接为一体，通过启动电机101使其带动套筒104进行转动，从而通过得丝杆103使得L型滑槽板100进行移动，L型滑槽板100进行移动时，带动两组调节板92进行移动，调节板92进行移动时，滚轮93能在调节板92边上行走，在与压簧94的配合下，能够使得导杆95一上一下，从而使得铲板96一上一下，便于将气瓶两端的瓶口进行阻挡，从而将整体的气瓶位置进行阻挡，实现气瓶一个一个且可间歇的进行送料。

该实施例中的方案可以与其他实施例中的方案进行选择性的组合使用。

实施例三

请参阅图1-20，在上述实施例的基础上，本实施例还提供了一种高压储氢气瓶超声相控阵自动检测方法，具体步骤如下：

S1、气瓶通过间歇阻挡送料装置进行单独的且间歇的在上料台架1上进行输送，第一传动机构2带动上料传送托架将气瓶放置在滚轮旋转装置4；

S2、移动检测小车5至气瓶的下方，使超声相控阵探头90位于气瓶正下方；

S3、通过第一手柄75调整超声相控阵探头90的高度，使得超声相控阵探头90与气瓶表面处于耦合接触状态，

S4、启动潜水泵，自动调节压缩弹簧78高度使得喷水装置89喷出的耦合用水适量地附于被检气瓶表面上；

S5、设置超声相控阵检测仪的检测参数，校准超声相控阵检测仪，调节扫查灵敏度；

S6、利用滚轮旋转装置4实现气瓶的转动，检测小车5沿导轨装置9移动，对气瓶进行自动扫查，同时轴向伺服电机编码器84和周向减速电机编码器60获得位置信息，控制计算机获取和记录检测数据和位置信息，记录下完整扫查数据；

S7、建立超声相控阵探头90自动扫查记录的图像信息及轴向伺服电机编码器84和周向减速电机编码器60记录编码器记录的气瓶位置信息关联关系，获得整个气瓶的C扫描图像；

S8、随着检测小车5的行进，直至检测小车5移动到另一端，获得整个气瓶的C扫描图像，实现该工件的超声相控阵自动检测，最后对扫描图像进行分析和结果判读。

该实施例中的方案可以与其他实施例中的方案进行选择性的组合使用。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本发明的专利保护范围。因此，基于本发明的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构、等效流程或等效功能变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本发明专利的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高压储氢气瓶超声相控阵自动检测***，其特征在于：包括上料台架（1）、第一传动机构（2）、上料托架（3）、滚轮旋转装置（4）、检测小车（5）、下料托架（6）、第二传动机构（7）、下料台架（8）、导轨装置（9）、超声相控阵检测仪和控制计算机；

所述导轨装置（9）由两条第一导轨（69）组成，所述滚轮旋转装置（4）设置在导轨装置（9）的外侧，检测开始前，由所述第一传动机构（2）带动所述上料传送托架（3）将气瓶放置在所述滚轮旋转装置（4）上，所述滚轮旋转装置（4）带动气瓶旋转，所述检测小车（5）沿导轨装置（9）从气瓶的一端开始检测，检测结束后，由第二传动机构（7）带动下料传送托架（6）将气瓶输送到下料台架（8）上；

所述检测小车（5）上的水靴（61）安装有耦合楔块（93）与喷水装置，所述超声相控阵检测仪的超声相控阵探头（90）固定在耦合楔块（93）上，所述超声相控阵检测仪输出端与所述控制计算机输入端相连，所述控制计算机用于获取、记录所述超声相控阵探头（90）自动扫查记录的图像信息及通过轴向伺服电机编码器（84）和周向减速电机编码器（60）记录的气瓶位置信息，并将三者关联起来，进而获得整个气瓶的C扫描图像。

2.根据权利要求1所述的一种高压储氢气瓶超声相控阵自动检测***，其特征在于：所述上料台架（1）、下料台架（8）的斜条架（10）表面设置有保护层（11），上料台架（1）的斜条架（10）前端部依次安装有移动挡瓶机构（12）、固定挡瓶机构（13）和挡块（14）；

所述移动挡瓶机构（12）包括第一气缸（15）、第一垂直挡板（16）、气缸座（17）、底座（18）、滑轨（19）和滑块（20）；

所述固定挡瓶机构（13）包括第二气缸（21）、第二垂直挡板（22）和气缸支架（23）；

所述移动挡瓶机构（12）中的第一气缸（15）、第一垂直挡板（16）、气缸座（17）位置根据气瓶直径进行调整，使得所述移动挡瓶机构（12）和所述固定挡瓶机构（13）之间只能滚入一个气瓶；

所述固定挡瓶机构（13）上的第二垂直挡板（22）缩回，气瓶从所述第二垂直挡板（22）的位置滚到第一垂直挡板（16）的位置，第二垂直挡板（22）再伸出，所述移动挡瓶机构（12）上的第一垂直挡板（16）缩回，气瓶滚到所述挡块（14）的位置，所述第一垂直挡板（16）再伸出且配合挡块（14）挡住上面的气瓶。

3.根据权利要求1所述的一种高压储氢气瓶超声相控阵自动检测***，其特征在于：所述上料传送托架（3）与下料传送托架（6）结构保持一致；

包括有支架（41），在所述支架（41）上通过轴承固定有第一转动轴（36）和第二转动轴（40），所述第一转动轴（36）和第二转动轴（40）的一端分别固定安装有通过第二链条（37）相连接的第一链轮（35）和第二链轮（39），另一端分别相连接有第一摆臂（34）和第二摆臂（38），所述第一摆臂（34）和第二摆臂（38）的另一端设置有送料托盘（33），且所述送料托盘（33）的底部两端与之相铰接；

所述支架（41）上固定安装有用于控制所述送料托盘（33）停止位置的电感式接近开关（42）；

所述第一链轮（35）同时通过第一链条（31）与第一传动机构（2）或第二传动机构（7）相连接，所述第一传动机构（2）与第二传动机构（7）结构一致，包括有电机（24）、减速齿轮箱（27）及传动轴（30）；

所述传动轴（30）上分布设置有若干传动链轮（32）和支撑座（29），所述传动链轮（32）通过第一链条（31）与所述第一链轮（35）相连接；

所述电机（24）与所述减速齿轮箱（27）之间的连接轴上设置有带制动轮弹性柱销联轴器（26）和电力液压块式制动器（25），所述减速齿轮箱（27）的输出轴与所述传动轴（30）采用立式夹壳联轴器（28）通过键配合连接，所述传动轴（30）是由若干短轴通过立式夹壳联轴器（28）连接成一体。

4.根据权利要求1所述的一种高压储氢气瓶超声相控阵自动检测***，其特征在于：所述滚轮旋转装置（4）包括辊轮组件和第三传动机构；

所述辊轮组件包括右滚轮装置、左滚轮装置，所述右滚轮装置包括右滚轮（43）、右支座（44）、右滑块（45）、右滑轨（46）和右底座（47），通过根据气瓶直径使得所述右支座（44）和右滑块（45）沿着所述右滑轨（46）调整右滚轮（43）位置，左滚轮装置包括左滚轮（48）、左支座（49）、左底座（50）和从动链轮（51）；

所述第三传动机构包括周向减速电机（52）、主动链轮（53）、第三链条（54）、第一转动轴（55）、弹性联轴器（56）、第二转动轴（57）、第三转动轴（58）和周向减速电机编码器（60）；

所述周向减速电机（52）对所述主动链轮（53）驱动，并通过第三链条（54）带动从动链轮（51）旋转，从而带动左滚轮（48）旋转，所述周向减速电机（52）连接有周向减速电机编码器（60），所述周向减速电机编码器（60）的信号输出端与所述超声相控阵检测仪的位移信号输入端相连接，所述超声相控阵检测仪用于读取周向减速电机编码器（60）的气瓶周向位置信息。

5.根据权利要求1所述的一种高压储氢气瓶超声相控阵自动检测***，其特征在于：所述检测小车（5）包括有轴向伺服电机编码器（84）、轴向伺服电机（85）、减速机（86）、齿轮（87）、移动平台（68）、导轨底座（89）、上下浮动导向柱装置和喷水装置；

所述上下浮动导向柱装置包括有探头安装板（62）、中间升降板（63）和平移底板（66），所述探头安装板（62）、中间升降板（63）和平移底板（66）的四周设置有导向杆（73），所述平移底板（66）上方固定安装有内镶升降螺母（74）的升降螺母座（65），所述升降螺母（74）内配合连接升降丝杆（64），所述升降丝杆（64）的一端穿过中间升降板（63）的中间孔，且固定连接有第一手柄（75）；

所述导向杆（73）在所述探头安装板（62）和中间升降板（63）之间的位置设置有导轴（78）和弹簧（92），使得所述探头安装板（62）的高度进行调节；

所述探头安装板（62）下方安装有薄型气缸（79），所述薄型气缸（79）轴端连接有气缸连接头（82），所述气缸连接头（82）通过销轴（83）连接有连接座（81），所述薄型气缸（79）的两侧设置有短导向轴（80），所述短导向轴（80）和连接座（81）也通过销轴（83）连接；

所述平移底板（66）下方两侧安装有第二滑块（77），与所述移动平台（68）上的第二导轨（76）相配合，所述平移底板（66）下方固定安装有螺母（72），所述螺母（72）内配合螺纹连接有水平丝杆（67），所述水平丝杆（67）一端固定连接有第二手柄（71），所述第二手柄71通过手柄座固定于移动平台（68），通过转动所述第二手柄（71）对所述平移底板（66）进行位移调节，所述移动平台（68）下方两侧安装有第一滑块（70），所述第一滑块（70）与所述导轨底座（89）上的第一导轨（69）相配合；

所述减速机（86）固定安装在所述移动平台（68）上，且其主轴上安装的齿轮（87）与安装在导轨底座（89）上的齿条（88）啮合，通过轴向伺服电机（85）的转动带动整个检测小车（5）沿第一导轨（69）直线匀速前进；

所述轴向伺服电机编码器（84）与轴向伺服电机（85）配合安装，可对运行过程产生精确的距离计算和接受控制，显示检测小车（5）行程，所述轴向伺服电机编码器（84）的信号输出端与所述超声相控阵检测仪的位移信号输入端相连接，超声相控阵检测仪用于读取轴向伺服电机编码器（84）的轴向位置信息；

所述喷水装置包括潜水泵、高压胶管和喷头（59），所述高压胶管与供水坑中的潜水泵连接且装在检测小车（5）拉动的拖链盘内，所述潜水泵、高压胶管用于为所述超声相控阵探头（90）提供耦合用水，耦合用水通过喷头（59）喷涂于被检测的气瓶表面上，所述喷头（59）也固定在耦合楔块（93）上。

6.根据权利要求1所述的一种高压储氢气瓶超声相控阵自动检测***，其特征在于：所述超声相控阵探头（90）位于气瓶下部位置，根据对称设置的右滚轮（43）和左滚轮（48），最小瓶径形成100-110°夹角支撑，转动时右滚轮（43）和左滚轮（48）之间还设置有最小为100-110mm间隙，此间隙可安放探头水靴（61）在底部，用喷水法进行稳定检测。

7.根据权利要求1所述的一种高压储氢气瓶超声相控阵自动检测***，其特征在于：还包括间歇阻挡送料装置，所述间歇阻挡送料装置包括有凸型板（91），所述凸型板（91）通过板体（99）悬空固定在上料台架（1）的一端上方，所述凸型板（91）的一侧通过滑条（102）进行滑动连接有L型滑槽板（100），且其边缘部分通过连接柱（97）固定连接有承接板（98）；

所述L型滑槽板（100）的横板部分一侧固定连接有调节板（92），所述调节板（92）设置有两组，两组所述调节板（92）关于所述L型滑槽板（100）的横板部分中心对称，且两组调节板（92）之间平行空有间隙，一组所述调节板（92）的最低处和另一组所述调节板（92）的最高处均设置有滚轮（93），所述滚轮（93）一侧固定连接有导杆（95），所述导杆（95）与所述承接板（98）贯穿连接，且导杆（95）一端与承接板（98）之间通过压簧（94）进行弹性连接，另一端固定连接有铲板（96），所述压簧（94）套在所述导杆（95）一端外壁，且同时顶在所述滚轮（93）一侧，从而使得所述滚轮（93）始终顶在所述调节板（92）上；

所述L型滑槽板（100）的竖板部分与所述凸型板（91）之间通过丝杆（103）和套筒（104）进行连接，所述丝杆（103）一端固定在L型滑槽板（100）的竖板部分，另一端螺纹连接在所述套筒（104）内部，所述套筒（104）转动设置在所述凸型板（91）内部，且其通过驱动电机（101）进行驱动转动，所述驱动电机（101）通过安装板固定在所述凸型板（91）上。