本實用新型涉及一種超聲無損檢測裝置，具體是涉及一種風(fēng)電葉片超聲無損檢測裝置。

背景技術(shù)：

“風(fēng)電”作為一種環(huán)?？稍偕男履茉葱问剑陙戆l(fā)展速度非常迅速，受到國際普遍重視。我國風(fēng)能資源豐富，可開發(fā)利用的風(fēng)能儲量約10億千瓦，到2003年底全國風(fēng)力裝機約5.67億千瓦；2014年末國家能源局規(guī)劃海上總裝機容量1053萬千瓦，然而截止2015年7月底，累計完成的裝機容量6.1萬千瓦，與擬定完成的總裝機容量還相差甚遠。這意味著，國內(nèi)風(fēng)電的發(fā)展將進入快速發(fā)展模式。

“風(fēng)電葉片”是直接將風(fēng)能轉(zhuǎn)為機械能的中間環(huán)節(jié)，也是整個能量轉(zhuǎn)換歷程的關(guān)鍵原點，在整個風(fēng)力發(fā)電機組中舉足輕重。因此，它的健康與否直接關(guān)系到了風(fēng)力發(fā)電的實施及轉(zhuǎn)換效率。隨著裝機容量的增大，葉片的體積往往也會增大，考慮到能量轉(zhuǎn)換效率，其自身重量受到了制約。為此，風(fēng)電葉片制造選材上使用了大量非金屬類有機材料和復(fù)合材料，在保證足夠強度和剛度的基礎(chǔ)上，“效率”和“重量”兩大問題找到了解決“平衡點”。然而，選擇有機材質(zhì)和復(fù)合材料使用粘接工藝制造曲面狀葉片的同時又引入了質(zhì)量監(jiān)測的難題，那就是：如何確保葉片生產(chǎn)效率穩(wěn)步提高又不犧牲出廠質(zhì)量，其中，位于葉片龍骨部位的碳纖維復(fù)合材料粘接質(zhì)量又往往是監(jiān)測的重中之重。如何確保在不破壞已有的粘接狀態(tài)并獲得內(nèi)部粘接信息，是“葉片生產(chǎn)工藝”題中應(yīng)有之意。

超聲無損檢測作為一種安全的檢測技術(shù)，由于其掃描的深度大，具有A、B、C三種基本掃描方式，結(jié)合相控陣技術(shù)的日益成熟，可以檢測到葉片近外表面及以下的缺陷，近年來在風(fēng)電葉片生產(chǎn)中得到應(yīng)用拓展的契機。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對背景技術(shù)領(lǐng)域中存在的迫切需求，本實用新型的目的在于提供一種風(fēng)電葉片超聲無損檢測裝置，用于風(fēng)電葉片生產(chǎn)線的質(zhì)量監(jiān)測。

本實用新型采用的技術(shù)方案是：

本實用新型包括掃查執(zhí)行機構(gòu)、多自由度工作臺、升降機構(gòu)、懸臂式托盤、水箱組件、底盤和萬向滾輪；底盤下底面裝有多個用于滾動支撐的萬向滾輪，底盤上安裝有升降機構(gòu)，升降機構(gòu)連接懸臂式托盤，多自由度工作臺安裝在懸臂式托盤上，掃查執(zhí)行機構(gòu)固定在多自由度工作臺上，通過多自由度工作臺控制掃查執(zhí)行機構(gòu)位置的調(diào)整和定位，掃查執(zhí)行機構(gòu)上固定安裝有探頭加載臂，通過控制掃查執(zhí)行機構(gòu)上的探頭加載臂對風(fēng)電葉片進行超聲無損檢測。

所述升降機構(gòu)包括升降減速電機、Z軸電機安裝座、電機安裝板、Z軸聯(lián)軸器、兩個立柱、梯形絲桿、兩根Z軸直線導(dǎo)軌、方形軸承座、升降底座、底座軸承座、Z軸拖鏈、兩個Z軸限位傳感器和兩個Z軸緩沖塊；升降底座置于底盤上，電機安裝板位于升降底座上方，升降減速電機通過Z軸電機安裝座固定安裝在電機安裝板上，梯形絲桿上端部通過方形軸承座套裝在電機安裝板的通孔中，上端部延伸出電機安裝板后經(jīng)Z軸聯(lián)軸器與升降減速電機連接，梯形絲桿下端通過底座軸承座套裝在升降底座的通孔中，Z軸拖鏈上端安裝在電機安裝板上，下端向下懸掛并固定連接到所述懸臂式托盤上，所述懸臂式托盤與梯形絲桿連接形成絲杠螺母副；電機安裝板和升降底座之間經(jīng)兩側(cè)的立柱支撐固定，其中一側(cè)立柱的前端面固定有豎直平行安裝的Z軸直線導(dǎo)軌，所述懸臂式托盤連接到Z軸直線導(dǎo)軌上并沿Z軸直線導(dǎo)軌移動，Z軸直線導(dǎo)軌的底部設(shè)有用于防止懸臂式托盤下降碰撞的Z軸緩沖塊，Z軸直線導(dǎo)軌底部附近的立柱側(cè)壁裝有用于防止懸臂式托盤升降越程的Z軸限位傳感器，Z軸直線導(dǎo)軌上嵌裝有滑塊，滑塊與所述懸臂式托盤固定連接。

所述懸臂式托盤包括托盤座、兩個托臂、兩根托臂直線導(dǎo)軌、兩組定位支撐筋、兩個緩沖限位塊、工作臺限位擋臂和第二Z軸拖鏈安裝板；托盤座安裝在所述升降機構(gòu)上，托盤座背面中央固定有梯形螺母，梯形螺母與梯形絲桿連接形成絲杠螺母副，梯形絲桿轉(zhuǎn)動帶動托盤座升降從而帶動懸臂式托盤升降，兩個托臂水平平行地安裝在托盤座側(cè)面，兩個托臂之間用于定距的定位支撐筋，每個托臂頂面設(shè)有托臂直線導(dǎo)軌，托臂直線導(dǎo)軌嵌裝有滑塊，滑塊與所述多自由度工作臺固定連接，使得所述多自由度工作臺沿托臂直線導(dǎo)軌水平移動；托臂的一端固定在托盤座側(cè)面并設(shè)有用于防止多自由度工作臺移動碰撞的緩沖限位塊，另一端作為自由端并設(shè)有用于限位多自由度工作臺的工作臺限位擋臂，托盤座一側(cè)上部固定有第二Z軸拖鏈安裝板，第二Z軸拖鏈安裝板與所述升降機構(gòu)連接。

所述的多自由度工作臺包括兩個X軸卡座、模組安裝臺板、左右擺動支座、兩個左右擺動限位螺釘、前后旋轉(zhuǎn)主軸、兩個前后轉(zhuǎn)動限位螺釘、兩個主軸軸承座、兩個主軸鎖緊機構(gòu)、活動工作臺、工作臺底座和Z向旋轉(zhuǎn)軸；工作臺底座固定安裝在所述懸臂式托盤上，工作臺底座中心和活動工作臺中心通過Z向旋轉(zhuǎn)軸鉸接連接，活動工作臺上設(shè)有水平的前后旋轉(zhuǎn)主軸，前后旋轉(zhuǎn)主軸兩端經(jīng)主軸軸承座鉸接安裝在活動工作臺上；模組安裝臺板底面中部固定有左右擺動支座，左右擺動支座和前后旋轉(zhuǎn)主軸的中部之間通過銷軸鉸接，銷軸垂直于前后旋轉(zhuǎn)主軸，模組安裝臺板頂面沿長度方向的兩端各固定安裝有用于連接所述掃查執(zhí)行機構(gòu)的X軸卡座。

所述的前后旋轉(zhuǎn)主軸中部銑有兩個凹槽，凹槽底面為平面，凹槽中間開有銷軸孔，銷軸兩端伸出銷軸孔鉸接到左右擺動支座的孔中。

所述的前后旋轉(zhuǎn)主軸兩端部附近的周面上部對稱地固定安裝有用于限制模組安裝臺板左右擺動角度的左右擺動限位螺釘；活動工作臺的水平面沿長度方向左右對稱銑有旋轉(zhuǎn)弧形限位槽和前后旋轉(zhuǎn)限位槽，前后旋轉(zhuǎn)主軸兩端部附近的周面下部對稱地固定安裝有用于限位前后旋轉(zhuǎn)主軸旋轉(zhuǎn)的前后轉(zhuǎn)動限位螺釘，前后轉(zhuǎn)動限位螺釘下端伸到前后旋轉(zhuǎn)限位槽中，使得前后旋轉(zhuǎn)主軸旋轉(zhuǎn)受前后旋轉(zhuǎn)限位槽范圍的限制；工作臺底座頂面兩側(cè)對稱固定有水平轉(zhuǎn)動限位螺釘，水平轉(zhuǎn)動限位螺釘伸入到活動工作臺的旋轉(zhuǎn)弧形限位槽中，使得工作臺底座中心和活動工作臺之間的旋轉(zhuǎn)受旋轉(zhuǎn)弧形限位槽范圍限制。

所述的掃查執(zhí)行機構(gòu)包括主要由滑塊和直線導(dǎo)軌構(gòu)成的X軸直線模組和Y軸直線模組以及Y軸拖鏈、第一Y軸拖鏈安裝板、第二Y軸拖鏈安裝板、Y軸固定座、X軸拖鏈、第一X軸拖鏈安裝板、第二X軸拖鏈安裝板、四個相同的限位傳感器、兩臺相同的步進電機、聯(lián)軸器、兩個吸盤安裝座、兩個吸盤安裝桿、兩個吸盤連桿和四個真空吸盤裝置；X軸直線模組的直線導(dǎo)軌固定安裝在所述多自由度工作臺并水平布置，X軸直線模組直線導(dǎo)軌兩端均延伸設(shè)有吸盤安裝座，吸盤連桿通過吸盤安裝桿豎直固定在吸盤安裝座側(cè)面，吸盤連桿上下兩端分別安裝一真空吸盤裝置；Y軸直線模組的直線導(dǎo)軌通過Y軸固定座固定在X軸直線模組的滑塊上并豎直布置，所述探頭加載臂安裝在Y軸直線模組的滑塊上，Y軸直線模組的滑塊上固定有第二Y軸拖鏈安裝板，Y軸直線模組的直線導(dǎo)軌上端固定有第一Y軸拖鏈安裝板，Y軸拖鏈的一端連接到第一Y軸拖鏈安裝板，另一端連接到第二Y軸拖鏈安裝板；X軸直線模組直線導(dǎo)軌的一端固定有第一X軸拖鏈安裝板，Y軸直線模組直線導(dǎo)軌的上端固定有第二X軸拖鏈安裝板，X軸拖鏈的一端連接到第一X軸拖鏈安裝板，另一端連接到第二X軸拖鏈安裝板。

所述的探頭加載臂包括耐磨靴、超聲波探頭、探頭座后座、探頭頂絲、兩個抱桿、轉(zhuǎn)向連桿、牽引座、兩個緩沖片、導(dǎo)桿固定座、兩根彈簧導(dǎo)桿、兩根彈簧、U型滑塊、探頭座導(dǎo)向桿、五個自潤滑軸承、導(dǎo)桿限位擋板、前端蓋板、后端蓋板、兩根滑塊導(dǎo)桿、滑塊導(dǎo)桿擋板、緊湊型氣缸和加載臂安裝座；加載臂安裝座內(nèi)端面安裝在所述掃查執(zhí)行機構(gòu)的Y軸直線模組的滑塊上，加載臂安裝座外端面前方設(shè)有U型滑塊和滑塊導(dǎo)桿擋板，兩根平行的滑塊導(dǎo)桿一端固定在加載臂安裝座外端面，另一端之間穿過U型滑塊固定在滑塊導(dǎo)桿擋板，緊湊型氣缸缸體固定在兩根滑塊導(dǎo)桿之間的加載臂安裝座外端面，緊湊型氣缸的氣缸桿與U型滑塊固定連接，緊湊型氣缸運行帶通U型滑塊沿滑塊導(dǎo)桿方向移動；平行的兩根彈簧導(dǎo)桿和探頭座導(dǎo)向桿的一端均活動穿過U型滑塊與導(dǎo)桿限位擋板固定連接，另一端與導(dǎo)桿固定座固定連接，探頭座導(dǎo)向桿位于兩根彈簧導(dǎo)桿之間，導(dǎo)桿固定座和U型滑塊之間的兩根彈簧導(dǎo)桿均套有彈簧；導(dǎo)桿固定座與牽引座固定連接，兩個緩沖片分別裝在牽引座兩側(cè)的矩形槽內(nèi)，轉(zhuǎn)向連桿中部鉸接通過銷軸在牽引座豎直的鉸接孔，轉(zhuǎn)向連桿水平布置，轉(zhuǎn)向連桿兩端分別與一抱桿的一端連接，兩個抱桿和耐磨靴有限位地活動鉸接；耐磨靴的前端面中間裝有超聲波探頭，超聲波探頭周圍一圈均布設(shè)有出水孔，耐磨靴的正上方設(shè)有進水口，進水口與水箱組件連接，探頭座后座經(jīng)探頭頂絲固定在耐磨靴后端面。

所述水箱組件包括箱體、蓋板、液位傳感器、水泵和水管；水泵固定在箱體的底部，箱體頂面一側(cè)開有出水口和水泵電源接口，靠近出水口的頂面另一側(cè)設(shè)有蓋板，水泵與出水口之間通過水管連接，水泵經(jīng)電線與水泵電源接口連接，使得水泵通過水泵電源接口供電，出水口經(jīng)水管與所述耐磨靴的進水口連接；箱體側(cè)壁開有溢流口和供水口，溢流口位于供水口上方，箱體底面開有排水口，液位傳感器置于箱體內(nèi)且靠近箱體內(nèi)壁，液位傳感器接口設(shè)在箱體頂面。

本實用新型根據(jù)風(fēng)電葉片的生產(chǎn)工藝和自身異形曲面的特征，設(shè)計了一種五自由度的二維超聲掃查執(zhí)行機構(gòu)。在葉片的不同曲面段，通過調(diào)整二維超聲掃查執(zhí)行機構(gòu)的各個自由度的姿態(tài)，使得超聲波探頭與葉片待檢區(qū)域完全貼合。貼合后，啟動真空發(fā)生組件，掃查執(zhí)行機構(gòu)兩端的真空吸盤裝置吸附到葉片表面，通過觸摸屏設(shè)置超聲探頭掃描范圍和超聲儀器的聲學(xué)檢測參數(shù)后，啟動水泵供水后，待耦合水穩(wěn)定后啟動二維掃查執(zhí)行機構(gòu)進入自動區(qū)域掃描，超聲探頭沿葉片表面行進過程中超聲儀器實時顯示檢測結(jié)果。當設(shè)定的掃描區(qū)域完全覆蓋后，超聲儀器顯示整個掃描區(qū)域的二維C掃圖像，通過分析圖像顏色的深淺，確定檢測區(qū)域內(nèi)是否存在缺陷。

本實用新型具有的有益效果是：

本實用新型是具有五自由度的二維超聲掃查執(zhí)行機構(gòu)，使得面向被檢對象的超聲波探頭能夠適應(yīng)風(fēng)電葉片各個區(qū)段的曲率，確保超聲波探頭至被檢對象的水耦合距離可靠穩(wěn)定大大減少掃查過程中的缺陷誤報率。

同時，本實用新型的探頭加載臂中引入緊湊型氣缸，使得探頭加載臂在面向被檢對象法線法向上獲得兩級伸縮。引入兩級使得耐磨靴的磨損量大大減小，提高耐磨靴的使用壽命。移動式的底盤加之掛載的水箱組件，使得整個設(shè)備可隨意移動，滿足移動式檢測的需求。

本實用新型的X軸直線模組兩端延伸端裝有真空吸盤裝置，檢測時吸附在被檢對象表面，使得掃查執(zhí)行機構(gòu)調(diào)整好的姿態(tài)被可靠鎖定，探頭加載臂與被檢對象表面獲得可靠壓緊力。

整個裝置可有效監(jiān)測風(fēng)電葉片復(fù)合材料和龍骨的粘接質(zhì)量，及時發(fā)現(xiàn)粘接面處可能存在的脫粘、鼓包、氣孔等缺陷，確保葉片安裝服役前的質(zhì)量安全。

本實用新型具有多自由度的姿態(tài)調(diào)整能力，符合風(fēng)電葉片的結(jié)構(gòu)特點，易于實施。本實用新型可應(yīng)用于風(fēng)電、造船和軍工等領(lǐng)域。

附圖說明

圖1是檢測設(shè)備三維圖。

圖2是升降機構(gòu)圖。

圖3是懸臂式托盤側(cè)視圖。

圖4是懸臂式托盤俯視圖。

圖5是多自由度工作臺活動狀態(tài)立體圖一。

圖6是多自由度工作臺活動狀態(tài)立體圖二。

圖7是活動工作臺的俯視圖。

圖8是掃查執(zhí)行機構(gòu)的立體圖。

圖9是掃查執(zhí)行機構(gòu)的側(cè)視圖。

圖10是探頭加載臂的側(cè)視圖。

圖11是探頭加載臂的立體圖。

圖12是水箱結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、多自由度工作臺，2、掃查執(zhí)行機構(gòu)，3、升降機構(gòu)，4、懸臂式托盤，5、探頭加載臂，6、水箱組件，7、萬向滾輪，8、底盤；

2、掃查執(zhí)行機構(gòu)：209、吸盤安裝座，210、步進電機，211、X軸拖鏈，212、Y軸拖鏈，213、第一Y軸拖鏈安裝板，215、Y軸直線模組，216、吸盤連桿，217、真空吸盤裝置，218、Y軸固定座，219、第二Y軸拖鏈安裝板，220、X軸直線模組，221、限位傳感器，222、聯(lián)軸器，223、吸盤安裝桿，224、第一X軸拖鏈安裝板，225、第二X軸拖鏈安裝板；

5、探頭加載臂：526、耐磨靴，527、探頭座后座，528、探頭頂絲，529、緩沖片，530、自潤滑軸承，531、緊湊型氣缸，532、加載臂安裝座，533、導(dǎo)桿限位擋板，534、后端蓋板，535、前端蓋板，536、滑塊導(dǎo)桿擋板，537、探頭座導(dǎo)向桿，538、抱桿，539、超聲波探頭，540、轉(zhuǎn)向連桿，541、牽引座，542、滑塊導(dǎo)桿，543、U型滑塊，544、彈簧，545、彈簧導(dǎo)桿，546、導(dǎo)桿固定座；

4、懸臂式托盤：447、第二Z軸拖鏈安裝板，448、托盤座，449、托臂，450、工作臺限位擋臂，451、托臂直線導(dǎo)軌，452、定位支撐筋，453、緩沖限位塊，454、梯形螺母；

1、多自由度工作臺：154、X軸卡座，155、模組安裝臺板，156、左右擺動支座，157、左右擺動限位螺釘，158、主軸軸承座，159、Z向旋轉(zhuǎn)軸，160、工作臺底座，161、活動工作臺，162、前后轉(zhuǎn)動限位螺釘，163、主軸鎖緊機構(gòu)，164、前后旋轉(zhuǎn)主軸，165、水平轉(zhuǎn)動限位螺釘；

3、升降機構(gòu)：365、升降減速電機，366、Z軸聯(lián)軸器，367、Z軸電機安裝座，368、立柱，369、梯形絲桿，370、Z軸緩沖塊，371、底座軸承座，372、Z軸限位傳感器，373、升降底座，374、Z軸拖鏈，375、Z軸直線導(dǎo)軌，376、方形軸承座，377、電機安裝板；

6、水箱組件：693、箱體，694、蓋板，695、出水口，696、水泵電源口，697、液位傳感器接口，698、溢流口，699、供水口，6100、液位傳感器，6101、排水口，6102、水泵，6103、水管，6104、粘接可疑區(qū)。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示，本實用新型包括掃查執(zhí)行機構(gòu)2、多自由度工作臺1、升降機構(gòu)3、懸臂式托盤4、水箱組件6、底盤8和萬向滾輪7；底盤8置于地面，底盤8下底面裝有多個用于滾動支撐的萬向滾輪7，底盤8上安裝有升降機構(gòu)3，升降機構(gòu)3連接懸臂式托盤4，懸臂式托盤4通過升降機構(gòu)3上下移動，多自由度工作臺1安裝在懸臂式托盤4上，掃查執(zhí)行機構(gòu)2固定在多自由度工作臺1上，通過多自由度工作臺1控制掃查執(zhí)行機構(gòu)2位置的調(diào)整和定位，掃查執(zhí)行機構(gòu)2上固定安裝有探頭加載臂5，通過控制掃查執(zhí)行機構(gòu)2上的探頭加載臂5對風(fēng)電葉片進行超聲無損檢測。

如圖2所示，升降機構(gòu)3包括升降減速電機365、Z軸電機安裝座367、電機安裝板377、Z軸聯(lián)軸器366、兩個立柱368、梯形絲桿369、兩根Z軸直線導(dǎo)軌375、方形軸承座376、升降底座373、底座軸承座371、Z軸拖鏈374、兩個Z軸限位傳感器372和兩個Z軸緩沖塊370。升降底座373置于底盤8，電機安裝板377位于升降底座373上方，升降減速電機365通過Z軸電機安裝座367固定安裝在電機安裝板377上，梯形絲桿369上端部通過方形軸承座376套裝在電機安裝板377的通孔中，上端部延伸出電機安裝板377后經(jīng)Z軸聯(lián)軸器366與升降減速電機365連接，梯形絲桿369下端通過底座軸承座371套裝在升降底座373的通孔中，Z軸拖鏈374上端安裝在電機安裝板377上，下端向下懸掛并固定連接到所述懸臂式托盤4上，Z軸拖鏈374用于安放電機線纜、氣管和水管，所述懸臂式托盤4與梯形絲桿369連接形成絲杠螺母副。

電機安裝板377和升降底座373之間經(jīng)兩側(cè)的立柱368支撐固定，立柱68的兩端分別固定在電機安裝板77和升降底座73之間，其中一側(cè)立柱68的前端面固定有豎直平行安裝的Z軸直線導(dǎo)軌375，所述懸臂式托盤4連接到Z軸直線導(dǎo)軌375上并沿Z軸直線導(dǎo)軌375移動，Z軸直線導(dǎo)軌375的底部設(shè)有用于防止懸臂式托盤4下降碰撞的Z軸緩沖塊370，Z軸直線導(dǎo)軌375底部附近的立柱368側(cè)壁裝有用于防止懸臂式托盤4升降越程的Z軸限位傳感器372，Z軸直線導(dǎo)軌375上嵌裝有滑塊，滑塊與所述懸臂式托盤4固定連接，使得懸臂式托盤4沿Z軸直線導(dǎo)軌375上下移動；

如圖3和圖4所示，懸臂式托盤4包括托盤座448、兩個托臂449、兩根托臂直線導(dǎo)軌451、兩組定位支撐筋452、兩個緩沖限位塊453、工作臺限位擋臂450和第二Z軸拖鏈安裝板447；托盤座448安裝在所述升降機構(gòu)3的Z軸直線導(dǎo)軌375的滑塊上，托盤座448后部側(cè)面固定有梯形螺母454，梯形螺母454與梯形絲桿369連接形成絲杠螺母副，梯形絲桿369轉(zhuǎn)動帶動托盤座448升降從而帶動懸臂式托盤4升降，兩個托臂449水平平行地安裝在托盤座448側(cè)面，兩個托臂449之間連接用于固定的定位支撐筋452，每個托臂449頂面設(shè)有托臂直線導(dǎo)軌451，托臂直線導(dǎo)軌451嵌裝有滑塊，滑塊與所述多自由度工作臺1的工作臺底座60固定連接，使得所述多自由度工作臺1沿托臂直線導(dǎo)軌451水平移動。

托臂449的一端固定在托盤座448側(cè)面并設(shè)有用于防止多自由度工作臺1移動碰撞的緩沖限位塊453，另一端作為自由端并設(shè)有用于限位多自由度工作臺1的工作臺限位擋臂450，托盤座448一側(cè)上部固定有第二Z軸拖鏈安裝板447，第二Z軸拖鏈安裝板447與所述升降機構(gòu)3的Z軸拖鏈374連接。

如圖5和圖6所示，多自由度工作臺1包括兩個X軸卡座154、模組安裝臺板155、左右擺動支座156、兩個左右擺動限位螺釘157、前后旋轉(zhuǎn)主軸164、兩個前后轉(zhuǎn)動限位螺釘162、兩個主軸軸承座158、兩個主軸鎖緊機構(gòu)163、活動工作臺161、工作臺底座160和Z向旋轉(zhuǎn)軸159。

工作臺底座160固定安裝在所述懸臂式托盤4的托臂直線導(dǎo)軌451的滑塊上，工作臺底座160中心和活動工作臺161中心通過Z向旋轉(zhuǎn)軸159鉸接連接，活動工作臺161上設(shè)有水平的前后旋轉(zhuǎn)主軸164，前后旋轉(zhuǎn)主軸164兩端經(jīng)主軸軸承座158鉸接安裝在活動工作臺161上，前后旋轉(zhuǎn)主軸164兩端伸出主軸軸承座158的軸承后通過主軸鎖緊機構(gòu)163周向鎖緊。

模組安裝臺板155底面中部固定有左右擺動支座156，左右擺動支座156和前后旋轉(zhuǎn)主軸164的中部之間通過銷軸鉸接，銷軸垂直于前后旋轉(zhuǎn)主軸164，模組安裝臺板155頂面沿長度方向的兩端各固定安裝有用于連接所述掃查執(zhí)行機構(gòu)2的X軸卡座154。

如圖5所示，前后旋轉(zhuǎn)主軸164中部銑有兩個凹槽，凹槽底面為平面，凹槽中間開有銷軸孔，銷軸套裝在銷軸孔中，銷軸兩端伸出銷軸孔鉸接到左右擺動支座156的孔中。前后旋轉(zhuǎn)主軸164兩端部附近的周面上部對稱地固定安裝有用于限制模組安裝臺板155左右擺動角度的左右擺動限位螺釘157。

如圖7所示，活動工作臺61的水平面沿長度方向左右對稱銑有旋轉(zhuǎn)弧形限位槽和前后旋轉(zhuǎn)限位槽，前后旋轉(zhuǎn)主軸164兩端部附近的周面下部對稱地固定安裝有用于限位前后旋轉(zhuǎn)主軸164旋轉(zhuǎn)的前后轉(zhuǎn)動限位螺釘162，前后轉(zhuǎn)動限位螺釘162下端伸到前后旋轉(zhuǎn)限位槽中，使得前后旋轉(zhuǎn)主軸164旋轉(zhuǎn)受前后旋轉(zhuǎn)限位槽范圍的限制；工作臺底座160頂面兩側(cè)對稱固定有水平轉(zhuǎn)動限位螺釘165，水平轉(zhuǎn)動限位螺釘165伸入到活動工作臺161的旋轉(zhuǎn)弧形限位槽中，使得工作臺底座160中心和活動工作臺161之間的旋轉(zhuǎn)受旋轉(zhuǎn)弧形限位槽范圍限制。

多自由度工作臺1、懸臂式托盤4和升降機構(gòu)3形成具有五個自由度的平臺，五個自由度指的是水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動±18°、豎直面內(nèi)左右擺動±18°、前后翻轉(zhuǎn)±18°、前后水平移動和Z軸方向的升降。

如圖8和圖9所示，掃查執(zhí)行機構(gòu)2包括主要由滑塊和直線導(dǎo)軌構(gòu)成的X軸直線模組20和Y軸直線模組215以及Y軸拖鏈212、第一Y軸拖鏈安裝板213、第二Y軸拖鏈安裝板219、Y軸固定座218、X軸拖鏈211、第一X軸拖鏈安裝板224、第二X軸拖鏈安裝板225、四個相同的限位傳感器221、兩臺相同的步進電機210、聯(lián)軸器222、兩個吸盤安裝座209、兩個吸盤安裝桿223、兩個吸盤連桿216和四個真空吸盤裝置217。

X軸直線模組220的直線導(dǎo)軌固定安裝在所述多自由度工作臺1并水平布置，X軸直線模組220被所述多自由度工作臺1的兩個X軸卡座154卡合；X軸直線模組220直線導(dǎo)軌兩端均延伸設(shè)有吸盤安裝座209，吸盤連桿216通過吸盤安裝桿223豎直固定在吸盤安裝座209側(cè)面，吸盤連桿216上下兩端分別安裝一真空吸盤裝置217，吸盤的開口方向朝向正前方的風(fēng)電葉片吸附對象。

Y軸直線模組215的直線導(dǎo)軌通過Y軸固定座218固定在X軸直線模組220的滑塊上并豎直布置，所述探頭加載臂5安裝在Y軸直線模組215的滑塊上，Y軸直線模組215的滑塊上固定有第二Y軸拖鏈安裝板219，Y軸直線模組215的直線導(dǎo)軌上端固定有第一Y軸拖鏈安裝板213，Y軸拖鏈212的一端連接到第一Y軸拖鏈安裝板213，另一端連接到第二Y軸拖鏈安裝板219。

X軸直線模組220直線導(dǎo)軌的一端固定有第一X軸拖鏈安裝板224，Y軸直線模組215直線導(dǎo)軌的上端固定有第二X軸拖鏈安裝板225，X軸拖鏈211的一端連接到第一X軸拖鏈安裝板224，另一端連接到第二X軸拖鏈安裝板225。Y軸拖鏈212和X軸拖鏈211用于安裝步進電機210和限位傳感器221線纜以及氣管和水管。

X軸直線模組220和Y軸直線模組215的兩端均設(shè)有用于滑塊移動檢測的限位傳感器221。Y軸直線模組215或者X軸直線模組220直線導(dǎo)軌的任一端安裝有一臺步進電機210，步進電機通過帶傳動機構(gòu)連接X軸直線模組220的滑塊，步進電機運行帶動滑塊沿直線導(dǎo)軌移動。吸盤安裝桿223的兩端有一段螺紋，吸盤安裝桿223一端穿過吸盤連桿216中間孔固定后，另一端固定在吸盤安裝座9上，四個真空吸盤裝置217尾端經(jīng)氣管連接氣源，氣管穿過吸盤安裝桿223進入X軸拖鏈211后連接氣源。

如圖10和圖11所示，探頭加載臂5包括耐磨靴526、超聲波探頭539、探頭座后座527、探頭頂絲528、兩個抱桿538、轉(zhuǎn)向連桿540、牽引座541、兩個緩沖片529、導(dǎo)桿固定座546、兩根彈簧導(dǎo)桿545、兩根彈簧544、U型滑塊543、探頭座導(dǎo)向桿537、五個自潤滑軸承530、導(dǎo)桿限位擋板533、前端蓋板535、后端蓋板534、兩根滑塊導(dǎo)桿542、滑塊導(dǎo)桿擋板536、緊湊型氣缸531和加載臂安裝座532。

加載臂安裝座532內(nèi)端面安裝在所述掃查執(zhí)行機構(gòu)2的Y軸直線模組215的滑塊上，加載臂安裝座532外端面前方設(shè)有U型滑塊543和滑塊導(dǎo)桿擋板536，兩根平行的滑塊導(dǎo)桿542一端固定在加載臂安裝座532外端面，另一端之間穿過U型滑塊543固定在滑塊導(dǎo)桿擋板536，緊湊型氣缸531缸體固定在兩根滑塊導(dǎo)桿542之間的加載臂安裝座532外端面，緊湊型氣缸531的氣缸桿與U型滑塊543固定連接，緊湊型氣缸531運行帶動U型滑塊543沿滑塊導(dǎo)桿542方向移動；滑塊導(dǎo)桿542經(jīng)自潤滑軸承530套在U型滑塊543的通孔中。

平行的兩根彈簧導(dǎo)桿545和探頭座導(dǎo)向桿537的一端均活動穿過U型滑塊543與導(dǎo)桿限位擋板533固定連接，另一端與導(dǎo)桿固定座546固定連接，探頭座導(dǎo)向桿537位于兩根彈簧導(dǎo)桿545之間，導(dǎo)桿固定座546和U型滑塊543之間的兩根彈簧導(dǎo)桿545均套有彈簧544。

導(dǎo)桿固定座546與牽引座541固定連接，兩個緩沖片529分別裝在牽引座541兩側(cè)的矩形槽內(nèi)，緩沖片529用于限制轉(zhuǎn)向連桿540水平面內(nèi)擺角，轉(zhuǎn)向連桿540中部鉸接通過銷軸在牽引座541豎直的鉸接孔，轉(zhuǎn)向連桿540水平布置，轉(zhuǎn)向連桿540兩端分別與一抱桿538的一端連接，兩個抱桿538和耐磨靴526有限位地活動鉸接。

耐磨靴526的前端面中間是圓形超聲波探頭出口，內(nèi)裝有超聲波探頭539，超聲波探頭539周圍一圈均布設(shè)有出水孔，耐磨靴526的正上方設(shè)有進水口，進水口與水箱組件6連接，探頭座后座527經(jīng)探頭頂絲528固定在耐磨靴526后端面。

U型滑塊543前后兩個端面分別裝有前端蓋板535和后端蓋板534，前端蓋板535和導(dǎo)桿固定座546端面之間的彈簧導(dǎo)桿545套有彈簧544。兩個抱桿538另一端開有限位圓弧槽和通孔，通孔安裝轉(zhuǎn)動銷釘使得抱桿538和耐磨靴526鉸接，限位圓弧槽安裝限位銷釘，限位銷釘固定在耐磨靴526上，使得抱桿538和耐磨靴526之間旋轉(zhuǎn)限位。

對于探頭加載臂在面向被檢對象法線法向上獲得兩級伸縮具體來說，本實用新型的緊湊型氣缸伸縮為第一級，檢測開始前緊湊型氣缸收縮，耐磨靴僅輕微壓在被檢對象上，超聲波探頭進入被檢區(qū)域后迅速伸出使得超聲波探頭貼近被檢對象表面，檢測結(jié)束后緊湊型氣缸重新收縮，耐磨靴恢復(fù)輕壓表面狀態(tài)；第二級為探頭加載臂上的彈簧，這級用于耐磨靴檢測過程中始終貼合被檢對象表面。

如圖12所示，水箱組件6包括箱體693、蓋板694、液位傳感器6100、水泵6102和水管6103；水泵6102固定在箱體693的底部，箱體693頂面一側(cè)開有出水口695和水泵電源接口696，靠近出水口695的頂面另一側(cè)設(shè)有蓋板694，水泵6102與出水口695之間通過水管6103連接，水泵6102經(jīng)電線與水泵電源接口696連接，使得水泵6102通過水泵電源接口696供電，出水口695經(jīng)水管與所述耐磨靴526的進水口連接；箱體693側(cè)壁開有溢流口698和供水口699，溢流口698位于供水口699上方，箱體693底面開有排水口6101，液位傳感器6100置于箱體693內(nèi)且靠近箱體內(nèi)壁，液位傳感器接口697設(shè)在箱體693頂面。

掃查執(zhí)行機構(gòu)2上的兩個步進電機210運行帶動探頭加載臂5沿被檢對象表面移動，設(shè)置探頭加載臂5掃描軌跡和區(qū)域范圍，X軸直線模組220和Y軸直線模組215兩端安裝的限位傳感器221可防止探頭加載臂5越程。

掃查執(zhí)行機構(gòu)2運行時，步進電機210的脈沖反饋信號輸入提供掃描坐標信息。

升降減速電機365驅(qū)動梯形絲桿369帶動掃查執(zhí)行機構(gòu)2升降，升降機構(gòu)3兩端安裝的Z軸限位傳感器372可防止升降越程。

超聲波探頭539在掃查過程中必須啟動水泵6102供水，自動檢測啟動前必須確保超聲波探頭539周圍的出水孔出水流暢，水位由液位傳感器6100實時監(jiān)測。

本實用新型裝置對于被測風(fēng)電葉片的超聲無損檢測分為以下幾步實現(xiàn)：

第一步，檢測前的準備。超聲波檢測需要使用水作為耦合劑。檢測開始前，需要準備耦合用水。將外部供水口與水箱6的供水口699相連，并通入潔凈的檢測耦合水，至溢流口698有水溢出停止通水。

第二步，姿態(tài)調(diào)整定位。在中控臺上，檢檢測模式切換到手動模式。移動設(shè)備主體，到達葉片檢測區(qū)，啟動掃查執(zhí)行機構(gòu)2使得探頭加載臂5回零，啟動升降機構(gòu)3調(diào)整掃查執(zhí)行機構(gòu)2的高度，使得超聲波探頭539的掃查軌跡在葉片高度方向上能夠覆蓋復(fù)合材料和龍骨的粘接區(qū)，擰松主軸鎖緊機構(gòu)163，通過移動設(shè)備主體，在水平面內(nèi)左右轉(zhuǎn)動、高度方向左右擺動、前后翻轉(zhuǎn)掃查執(zhí)行機構(gòu)2，使得耐磨靴526姿態(tài)完全貼合待檢區(qū)域，擰緊主軸鎖緊機構(gòu)163，保持好掃查執(zhí)行機構(gòu)2當前的姿態(tài)，啟動真空吸盤裝置217直至完全吸附葉片表面，啟動水泵6102，超聲波探頭539周圍噴出水后，啟動X軸直線模組220，左右移動探頭加載臂5，觀察葉片表面波信號波動幅度以確保耦合穩(wěn)定，若波動較大需要微調(diào)掃查執(zhí)行機構(gòu)的姿態(tài)，否則掃查執(zhí)行機構(gòu)2的調(diào)整結(jié)束。

第三步，自動掃查。在手動模式下，通過控制X軸直線模組220和Y軸直線模組215移動探頭加載臂5至待檢區(qū)域，啟動緊湊型氣缸531推出耐磨靴526，使得耐磨靴526壓緊待檢區(qū)表面，彈簧544進一步壓縮，超聲波探頭539表面與待檢區(qū)表面距離達到檢測要求距離，此時開啟水泵6102供水并啟動超聲儀器A掃，調(diào)整通道增益，使得超聲波探頭539采集的表面回波幅值達到屏幕的80％左右，信噪比保證靈敏度余量50dB以上，設(shè)置被檢對象材質(zhì)聲速，移動檢測閘門A和B，根據(jù)檢測區(qū)域的檢測深度，設(shè)定檢測閘門的寬度，設(shè)置并啟用深度幅值補償(DAC)功能，超聲檢測參數(shù)設(shè)定結(jié)束，啟用超聲儀器的扇形掃描、B掃描和C掃描。在中控臺上設(shè)定X軸直線模組220和Y軸直線模組215兩個方向的掃描區(qū)域的大小和步進量后，切換到自動掃查模式并啟動檢測，掃查執(zhí)行機構(gòu)2開始按設(shè)定的區(qū)域進行自動掃查，掃描結(jié)束后，生成檢測結(jié)果，在檢測結(jié)果中，若存在粘接可疑區(qū)，移動探頭至可疑區(qū)所在位置，定點掃查該區(qū)域，若檢測結(jié)果與上次掃描結(jié)果相同，則認定此粘接區(qū)不合格，否則認為此處合格。

第四步，檢測結(jié)束工作。在中控臺上將檢測模式切換至手動模式，啟動控制X軸直線模組220和Y軸直線模組215，探頭加載臂5回零，關(guān)閉水泵6102，真空吸盤裝置217脫離葉片，該待檢測區(qū)域檢測完畢。若未完成整個葉片檢測，則移動設(shè)備主體到下一區(qū)段，并根據(jù)新區(qū)段葉片的曲率特征，重新調(diào)整掃查執(zhí)行機構(gòu)2的姿態(tài)，若曲率變化不大，那么可沿用上次的姿態(tài)。姿態(tài)調(diào)整完畢后，啟動真空吸盤裝置217，重復(fù)上述第三步自動掃查，直至整個葉片檢測完畢后。葉片全部檢測結(jié)束，探頭加載臂5回零，升降機構(gòu)3回零，關(guān)閉控制系統(tǒng)，切斷中控臺電源。