一种钢轨超声探伤机械臂

本技术属于钢轨超声检测，尤其涉及一种钢轨超声探伤机械臂。

背景技术：

1、轨道交通是现代城市交通体系的骨干，钢轨作为直接承受并传递列车载荷的关键部件，其内部与表面的完整性是行车安全的基础。在长期循环荷载和环境作用下，钢轨易产生疲劳裂纹、剥离掉块等多种伤损，这些缺陷若不及时发现和处理，将严重威胁运行安全。因此，钢轨探伤已成为铁路维护中不可或缺的核心环节，其核心任务是通过精准检测识别钢轨伤损，为状态维修与风险防控提供关键依据。

2、当前，钢轨探伤主要依赖于超声检测技术，通过激发超声信号并接收其反射信号来识别轨头、轨腰及轨底等关键区域的内部缺陷。现有技术多采用机械臂或多自由度机械装置驱动超声探头进行扫查，此类方案虽能实现多角度探测，但在实际应用中存在显著技术瓶颈：机械传动机构在复杂运动过程中难以维持探头与钢轨表面的动态耦合稳定性，接触压力波动会导致超声波能量传递效率显著下降，此外，传统滑轨式探伤装置虽能实现定向检测，但其刚性导向结构在应对钢轨曲面变化时适应性不足，尤其在轨距角区域的贴合度难以保持均匀，导致超声波入射角度发生偏移，进而影响缺陷信号的准确接收。

3、具体而言，机械臂关节处的阻尼特性不足，运动过程中产生的微小振动会使探头与钢轨表面形成间歇性脱离，造成超声波耦合状态的瞬时中断；接触压力调节机构多采用固定参数设计，无法根据钢轨表面粗糙度变化进行实时补偿，导致接触阻抗波动范围超过允许阈值；滑轨式探伤装置受限于导向轨道的几何约束，在钢轨接头、焊缝等特殊部位易出现探头悬空现象，且无法适应钢轨表面因长期服役形成的波浪形磨耗等复杂形变，导致超声波传播路径发生不可控偏移，最终影响缺陷定位精度与检测可靠性。

4、上述耦合状态不稳定的问题均可能导致漏检或误检，为轨道交通安全埋下隐患。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种钢轨超声探伤机械臂，以解决上述问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

3、一种钢轨超声探伤机械臂，包括：机械臂组件，所述机械臂组件的末端连接有第四驱动部，所述第四驱动部的输出端连接有超声探头，所述第四驱动部与所述超声探头之间设置有压力传感器，所述压力传感器、所述机械臂组件、所述第四驱动部、所述超声探头均与控制器电连接，所述控制器用于接收所述压力传感器的信号并根据所述压力传感器的信号控制所述第四驱动部调节所述超声探头所受的压力。

4、优选的，所述第四驱动部的输出端连接有缓冲部，所述缓冲部的活动端与所述超声探头连接，所述压力传感器位于所述缓冲部与所述超声探头之间。

5、优选的，所述缓冲部包括外壳，所述外壳的顶端开口设置，所述外壳的底端开设有通孔，所述外壳内竖直滑动连接有上滑板以及下滑板，所述下滑板靠近所述通孔，所述上滑板与所述下滑板之间设置有弹簧，所述弹簧的两端分别与所述上滑板以及所述下滑板固接，所述外壳与所述第四驱动部固接，所述第四驱动部的输出端从所述外壳的顶端伸入所述外壳内且与所述上滑板固接，所述压力传感器与所述下滑板固接，所述压力传感器的探测端伸出所述通孔且与所述超声探头可拆卸连接。

6、优选的，所述机械臂组件包括第一驱动部，所述第一驱动部的输出端连接有第一支臂，所述第一支臂远离所述第一驱动部的一端连接有第二驱动部，所述第二驱动部的输出端连接有第二支臂，所述第二支臂远离所述第二驱动部的一端连接有第三驱动部，所述第四驱动部连接在所述第三驱动部的输出端，所述第一驱动部、所述第二驱动部、所述第三驱动部均与所述控制器电连接。

7、优选的，所述机械臂组件还包括底座，所述底座包括转动基座，所述第一驱动部固定安装在所述底座的活动端，所述控制器固定安装在所述底座的活动端，所述控制器与所述底座电连接。

8、优选的，所述控制器包括plc控制器。

9、优选的，所述第一驱动部、所述第二驱动部、所述第三驱动部均包括舵机，所述第一驱动部、所述第二驱动部、所述第三驱动部的轴线平行设置。

10、优选的，所述第四驱动部包括直线电机。

11、与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和技术效果：

12、本实用新型通过压力传感器实时监测超声探头与钢轨表面的接触压力，控制器根据压力传感器的信号控制第四驱动部调节超声探头所受的压力，从而确保探头在移动过程中与钢轨表面持续保持均匀、稳定的贴合状态，解决了现有技术中接触压力不稳定导致的超声波耦合状态不一致问题，有效减少了检测信号衰减，提高了钢轨探伤的准确性与效率。

1.一种钢轨超声探伤机械臂，其特征在于，包括：机械臂组件，所述机械臂组件的末端连接有第四驱动部（8），所述第四驱动部（8）的输出端连接有超声探头（11），所述第四驱动部（8）与所述超声探头（11）之间设置有压力传感器（10），所述压力传感器（10）、所述机械臂组件、所述第四驱动部（8）、所述超声探头（11）均与控制器（2）电连接，所述控制器（2）用于接收所述压力传感器（10）的信号并根据所述压力传感器（10）的信号控制所述第四驱动部（8）调节所述超声探头（11）所受的压力。

2.根据权利要求1所述的一种钢轨超声探伤机械臂，其特征在于：所述第四驱动部（8）的输出端连接有缓冲部（9），所述缓冲部（9）的活动端与所述超声探头（11）连接，所述压力传感器（10）位于所述缓冲部（9）与所述超声探头（11）之间。

3.根据权利要求2所述的一种钢轨超声探伤机械臂，其特征在于：所述缓冲部（9）包括外壳（901），所述外壳（901）的顶端开口设置，所述外壳（901）的底端开设有通孔，所述外壳（901）内竖直滑动连接有上滑板（904）以及下滑板（903），所述下滑板（903）靠近所述通孔，所述上滑板（904）与所述下滑板（903）之间设置有弹簧（902），所述弹簧（902）的两端分别与所述上滑板（904）以及所述下滑板（903）固接，所述外壳（901）与所述第四驱动部（8）固接，所述第四驱动部（8）的输出端从所述外壳（901）的顶端伸入所述外壳（901）内且与所述上滑板（904）固接，所述压力传感器（10）与所述下滑板（903）固接，所述压力传感器（10）的探测端伸出所述通孔且与所述超声探头（11）可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的一种钢轨超声探伤机械臂，其特征在于：所述机械臂组件包括第一驱动部（3），所述第一驱动部（3）的输出端连接有第一支臂（4），所述第一支臂（4）远离所述第一驱动部（3）的一端连接有第二驱动部（5），所述第二驱动部（5）的输出端连接有第二支臂（6），所述第二支臂（6）远离所述第二驱动部（5）的一端连接有第三驱动部（7），所述第四驱动部（8）连接在所述第三驱动部（7）的输出端，所述第一驱动部（3）、所述第二驱动部（5）、所述第三驱动部（7）均与所述控制器电连接。

5.根据权利要求4所述的一种钢轨超声探伤机械臂，其特征在于：所述机械臂组件还包括底座（1），所述底座（1）包括转动基座，所述第一驱动部（3）固定安装在所述底座（1）的活动端，所述控制器（2）固定安装在所述底座（1）的活动端，所述控制器（2）与所述底座（1）电连接。

6.根据权利要求1所述的一种钢轨超声探伤机械臂，其特征在于：所述控制器（2）包括plc控制器。

7.根据权利要求5所述的一种钢轨超声探伤机械臂，其特征在于：所述第一驱动部（3）、所述第二驱动部（5）、所述第三驱动部（7）均包括舵机，所述第一驱动部（3）、所述第二驱动部（5）、所述第三驱动部（7）的轴线平行设置。

8.根据权利要求1所述的一种钢轨超声探伤机械臂，其特征在于：所述第四驱动部（8）包括直线电机。