CN103149104A

CN103149104A - 一种结构构件强度检测装置

Info

Publication number: CN103149104A
Application number: CN2013100413423A
Authority: CN
Inventors: 袁伟衡; 谭军; 翟传明; 刘奇; 郭佳; 李宏达
Original assignee: C+E CENTER FOR ENGINEERING RESEARCH TEST AND APPRAISAL
Current assignee: CLP Engineering Research Center Co., Ltd. detection and evaluation
Priority date: 2013-02-04
Filing date: 2013-02-04
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2033-02-04
Also published as: CN103149104B

Abstract

本发明涉及结构构件检测技术领域，特别涉及一种结构构件强度检测装置，用于提高检测结构构件强度的准确性。本发明公开了一种结构构件强度检测装置，包括：筒状壳体，固定在筒状壳体一端的前盖，固定在筒状壳体另一端的后盖，设置于筒状壳体内且一端伸出前盖的弹击杆，与弹击杆另一端固定连接的导向杆，套设于导向杆上的弹击锤，分别与弹击锤和前盖固定连接的弹击拉簧，与导向杆固定连接的导向法兰，分别与后盖和导向法兰固定连接的复位压簧，固定在导向法兰上的挂钩组件，设置于筒状壳体上的锁定按钮，设置于筒状壳体内的脱钩组件，以及设置于筒状壳体内用于测量弹击锤回弹值的标尺组件。

Description

一种结构构件强度检测装置

技术领域

本发明涉及结构构件检测技术领域，特别涉及一种结构构件强度检测装置。

背景技术

目前，检测混凝土构件强度一般采用回弹法，具体利用一种回弹仪对混凝土构件的侧面(垂直面)、底面和顶面(水平面)进行检测；回弹仪的工作原理是使用弹簧储能，释放弹簧时，将弹簧的势能转化为弹击锤的动能撞击弹击杆，根据弹击锤完成撞击后的回弹值来计算确定混凝土构件的强度。

在检测混凝土构件不同表面时，需要考虑弹击锤重力势能的影响，因此，检测得到的回弹值要分类记录，即分别记录水平弹击(0℃)时的回弹值，向下弹击(-90℃)时的回弹值，向上弹击(90℃)时的回弹值，这个分类记录的过程和后续分类输入计算时，易出现回弹值数据与检测角度不对应情况，使得计算结果出现错误，从而影响检测混凝土构件强度的准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构构件强度检测装置，用于提高检测结构构件强度的准确性。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种结构构件强度检测装置，包括：

筒状壳体；

固定在所述筒状壳体一端的前盖；

固定在所述筒状壳体另一端的后盖；

设置于所述筒状壳体内且一端伸出所述前盖的弹击杆；

与所述弹击杆另一端固定连接的导向杆，所述导向杆的横截面面积小于所述弹击杆的横截面面积；

套设于所述导向杆上，具有挂钩槽的弹击锤；

分别与所述弹击锤和所述前盖固定连接、用于拉动所述弹击锤撞击弹击杆的弹击拉簧；

与所述导向杆一端固定连接的导向法兰；

分别与所述后盖和所述导向法兰固定连接的复位压簧；

固定在所述导向法兰上、用于钩卡所述弹击锤的挂钩组件；

设置于所述筒状壳体上、用于限制所述导向法兰沿所述筒状壳体内壁向所述前盖方向运动的锁定按钮；

设置于所述筒状壳体内的脱钩组件，所述脱钩组件包括：滑动装配在所述后盖上的齿条，且所述齿条指向所述挂钩组件，一端伸出所述后盖的调节杆，所述调节杆另一端具有与所述齿条配合的齿轮；

设置于所述筒状壳体上，用于测量所述弹击锤回弹值的标尺组件。

优选地，所述弹击杆伸出端的端面为球冠状端面。

较佳地，所述弹击杆和所述导向杆为一体式结构。

优选地，所述前盖包括：固定在所述筒状壳体前端的前盖主体，固定在所述前盖主体上且具有通孔的拉簧座，所述弹击杆从所述通孔中伸出所述拉簧座外端面。

优选地，所述挂钩组件包括：固定在所述导向法兰上的基座，与所述基座铰接的挂钩，且所述挂钩的钩头穿过所述导向法兰伸向所述弹击锤，分别与所述挂钩尾部和所述基座固定连接的挂钩压簧。

优选地，所述标尺组件包括：固定在所述筒状壳体外表面上的标尺，固定在所述筒状壳体内壁上的导向轴，且所述导向轴与所述标尺相对，套设于所述导向轴上用于测量所述弹击锤的回弹值的指针块，以及一端与所述指针块固定连接的弹片，且所述弹片与所述导向轴之间具有一定的倾斜角度。

优选地，所述导向法兰包括：

法兰本体，所述法兰本体具有与所述导向杆配合的导向孔和用于限制所述挂钩摆动角度的条形孔；

固定在所述法兰本体与所述导向杆接触的端面上的长条状凸起；

以及固定在法兰本体上且伸向所述弹击锤的弹片挡板。

优选地，所述锁定按钮包括：穿过所述筒状壳体一侧壁的连接杆，所述连接杆位于所述筒状壳体外的一端具有按钮帽，所述连接杆另一端具有凸起，分别与所述筒状壳体和按钮帽固定连接的按钮压簧。

采用本发明提供的结构构件强度检测装置检测结构构件强度时，可通过调整弹击拉簧的工作长度来克服弹击锤重力势能产生的影响，使向上弹击或向下弹击时弹击到结构构件上的能量与水平弹击时一致，从而不需要分类记录不同检测角度的回弹值；更加详细地说，本发明提供的结构构件强度检测装置以水平弹击时弹击到结构构件上的弹击能量为标准量，在向上弹击时，由于弹击锤受到重力的影响，会使得弹击能量变小，因此，需要应加大弹击拉簧的工作行程，可通过减小脱钩组件中齿条的伸出长度，使向上弹击时弹击锤的脱钩位置与水平弹击时弹击锤的脱钩位置相比，靠近后盖，从而加大了弹击拉簧的工作长度，进而使向上弹击时弹击到结构构件的能量与水平弹击时一致；在向下弹击时，由于弹击锤受到重力的影响，会使得弹击能量变大，因此，需要应减小弹击拉簧的工作行程，可通过增加脱钩组件中齿条的伸出长度，使向下弹击时弹击锤的脱钩位置与水平弹击时弹击锤的脱钩位置相比，远离后盖，从而减小了弹击拉簧的工作长度，进而使向下弹击时弹击到结构构件的能量与水平弹击时一致；因此，与现有技术相比，采用本发明提供的结构构件强度检测装置检测结构构件强度时，不需要分类记录不同检测角度的回弹值，减少数据采集和计算过程出错的机率，从而提高了检测结构构件强度的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一中结构构件强度检测装置的结构示意图；

图2为图1中弹击锤的结构示意图；

图3为图1中弹击杆的结构示意图；

图4为图1中挂钩组件的结构示意图；

图5为图1中导向法兰的结构示意图；

图6为图1中锁定按钮的结构示意图。

附图标记：

1-筒状壳体，2-尾盖，3-前盖，4-弹击装置，5-导向杆，6-弹击锤，

7-弹击拉簧，8-导向法兰，9-复位压簧，10-挂钩组件，11-锁定按钮，

12-齿条，13-调节杆，14-齿轮，15-导向轴，16-指针块，17-弹片，

18-标尺，61-第一导向孔，62-挂钩槽，63-台阶面，80-法兰本体，

81-第二导向孔，83-长条状凸起，84-弹片挡板，101-基座，102-挂钩，

103-销轴，104-挂钩压簧，111-连接杆，112-限位环，113-按钮帽，

114-按钮压簧。

具体实施方式

为了提高检测结构构件强度的准确性，本发明提供了一种结构构件强度检测装置，在检测结构构件的侧面(垂直面)、底面和顶面(水平面)强度时，通过调整弹击拉簧的拉伸长度来克服弹击锤重力势能的影响，使向上弹击或向下弹击时弹击到结构构件的能量与水平弹击时一致，从而不需要分类记录不同检测角度的回弹值，减少了数据采集和计算过程出错的机率，从而提高了检测结构构件强度的准确性。

为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合说明书附图对本发明实施例进行详细的描述。

如图1所示，本发明实施例提供的结构构件强度检测装置，包括：

筒状壳体1；

固定在筒状壳体1一端的前盖3；

固定在筒状壳体1另一端的后盖2；

设置于筒状壳体1内且一端伸出前盖3的弹击杆4；

与弹击杆4另一端固定连接的导向杆5，导向杆5的横截面面积小于弹击杆4的横截面面积；

套设于导向杆5上，具有挂钩槽的弹击锤6；

分别与弹击锤6和前盖3固定连接、用于拉动弹击锤6撞击弹击杆4的弹击拉簧7；

与导向杆上5一端固定连接的导向法兰8；

分别与后盖2和导向法兰8固定连接的复位压簧9；

固定在导向法兰8上、用于钩卡弹击锤6的挂钩组件10；

设置于筒状壳体1上、用于限制导向法兰8沿筒状壳体1内壁向前盖3方向运动的锁定按钮11；

设置于筒状壳体1内的脱钩组件，所述脱钩组件包括：滑动装配在后盖2上的齿条12，且齿条12指向挂钩组件10，一端伸出后盖3的调节杆13，调节杆13另一端具有与齿条12配合的齿轮14；

设置于筒状壳体1上，用于测量弹击锤6回弹值的标尺组件。

更加详细地说，本发明实施例提供的结构构件强度检测装置中，筒状壳体1的形状可以是圆筒，也可以是矩形筒或其它种类多边形筒，优选地，筒状壳体1为圆筒状壳体，相应的前盖3和后盖2为圆盖，且前盖3中部开设有导向孔；弹击杆4安装在前盖3的导向孔中，弹击杆4的前端伸出前盖3，弹击杆4的后端位于筒状壳体3内，且弹击杆4可沿前盖3的导向孔运动；导向杆5与弹击杆4后端固定连接。

如图2所示，弹击锤6具有与导向杆5配合的第二导向孔61，弹击锤6后端具有挂钩槽62，即在弹击锤6朝向后盖2的端部据有挂钩槽62，在挂钩槽62侧面具有台阶面63；弹击拉簧7一端与弹击锤6固定连接，另一端与前盖3固定连接。在本实施例中，弹击杆4、导向杆5和弹击锤6的横截面形状同为圆形，且导向杆5的横截面面积小于弹击杆4的横截面面积，弹击锤6的第二导向孔61的横截面面积小于弹击杆4的横截面面积，即第二导向孔61的直径大于导向杆5的直经小于弹击杆4的直径。当然，弹击杆4、导向杆5和弹击锤6的横截面形状也可以是其它形状，例如是矩形。

导向法兰8与导向杆5固定连接，复位压簧9分别与导向法兰8和后盖2上的复位压簧座固定连接，当导向杆5和弹击杆4向前或先后运动时，通过导向法兰8可以避免导向杆5和弹击杆4晃动，从而提高导向杆5和弹击杆4向前或向后运动时的稳定性。挂钩组件10固定在导向法兰8上，且挂钩组件10的挂钩穿过导向法兰8伸向弹击锤6。脱钩组件位于筒状壳体后端，包括：滑动装配在后盖2上的齿条12，一端伸出后盖3的调节杆13，固定在调节杆13另一端的齿轮14，且齿轮14与齿条12配合，通过调节杆13可使齿轮14转动，从而带动齿条12前后运动，即调整齿条12伸出的长度。

本发明实施例提供的结构构件强度检测装置的原理是，通过调整弹击拉簧7的工作长度来排除弹击锤6重力势能的变化对结构构件强度检测装置弹击到结构构件上的能量值的影响，使检测不同检测角度时，结构构件强度检测装置始终释放相同的能量，即可得到相同弹击能量的回弹值数据，计算时不必进行角度修正。具体实施时，使用本发明实施例提供的结构构件强度检测装置水平弹击时，此时弹击到结构构件上的能量为标准量；当向上弹击时，由于弹击锤6向上运动，会使得弹击能量变小，因此，需要应加大弹击拉簧7的工作行程，使向上弹击时弹击到结构构件的能量与水平弹击时一致；当向下弹击时，由于弹击锤6向下运动，会使得弹击能量变大，所以应减短弹击拉簧7的工作行程，使向下弹击时弹击到结构构件的能量与水平弹击时一致。

通过脱钩组件可调节弹击拉簧7的工作行程，即通过调整齿条12伸出长度调整弹击拉簧7释放时的位置，弹击拉簧7的工作行程决定了弹击拉簧7储存的释放的能量的大小，在本发明实施中，以水平弹击时弹击到结构构件上的能量为标准量，弹击拉簧7储存和释放的能量为：

E＝L(F1+F2)/2

其中，E为弹击拉簧7储存和释放的能量，J；F1为弹击拉簧7最短时的拉力，N；F2为弹击拉簧7最长时的拉力，N；L为弹击拉簧工作时的工作长度，m。

为使向下或向上弹击时弹击到结构构件上的能量与水平弹击时一致，需要调节弹簧的工作长度L，具体可通过如下公式计算得出：

Mgh＝(F2+F2+ΔF)/2

ΔF＝kΔL

h＝L+ΔL

其中，M为弹击锤6质量，kg；g为重力加速度，9.8m/s²；h为弹击锤6自释放至弹击弹击杆4之间的行程；ΔL为弹簧拉簧7的调节长度，m；ΔF为因弹簧拉簧7的工作长度改变导致的最大拉力的变化量，N；k为弹簧的刚度，N/m。

通过上述公式即可得出弹簧拉簧7的工作长度调节量，下面以水平弹击时弹击到结构构件的能量E＝2.207J为例，其中，k＝785N/m，通过计算得到弹簧拉簧7的工作长度调节量与弹击锤6质量关系见下表。

弹击锤重量(kg)	向上弹击调节量(mm)	向下弹击调节量(mm)
			0.3	3.09	2.92
0.4	4.16	3.86
			0.5	5.24	4.78
0.6	6.35	5.68
			0.7	7.48	6.56

0.8	8.63	7.42
			0.9	9.80	8.27
1.0	11.00	9.10

具体使用时，可将水平弹击时调节杆13设置在中间档位，垂直向下弹击时调节杆13设置在靠近前盖3的前档位，垂直向上弹击时调节杆13设置在靠近后盖3的后档位，其中前档位与向下弹击调节量对应，后档位与向上弹击调节量对应。当然也可以在调节杆13圆周方向上设置调节量刻度，以便于调节弹簧拉簧7的工作长度。

本发明实施例提供的结构构件强度检测装置的使用方法：

首先，根据将要检测的结构构件的情况选择合适档位，当将检测结构构件的垂直面时，即水平弹击时将调节杆13设置在中间档位；当将检测结构构件的底面时，即向下弹击时将调节杆13设置在靠近前盖3的前档位；当将检测结构构件的顶面时，即向上弹击时将调节杆13设置在靠近后盖2的后档位。

然后，先将导向法兰8解除锁定状态，在结构构件表面挤压弹击杆4使弹击杆4向后运动，弹击拉簧7蓄能，当挂钩装置10与脱钩组件接触后释放弹击锤6，弹击锤6在弹击拉簧7作用下撞击弹击杆4，弹击锤6回弹后得到相应的回弹值；重复上述过程得到其他测试点的回弹值。

检测完毕后，按压弹击杆4使导向法兰8至锁定按钮11位置，按下锁定按钮11将导向法兰8锁定，装箱保管。

从上述技术方案可知，采用本发明实施例提供的结构构件强度检测装置，可通过调整弹击拉簧7的工作长度来排除弹击锤6重力势能的变化对结构构件强度检测装置弹击到结构构件上的能量值的影响，使向上弹击或向下弹击时弹击到结构构件上的能量与水平弹击时一致，不需要分类记录不同检测角度的回弹值，减少记录和输入数据出现错误的机率，从而提高了检测结构构件强度的准确性。

如图3所示，优选地，弹击杆4伸出端的端面为球冠状端面。对应的弹击杆46伸出端的球冠状端面的半径也不同；即弹击杆的杆头为球冠形表面，且球冠的球心位于弹击杆轴线上，优选地，弹击杆6的球冠状端面的半径R为25mm。较佳地，弹击杆4和导向杆5为一体式结构。

继续参见图1，为了便于安装弹击拉簧7，优选地，前盖3包括：固定在筒状壳体1前端的前盖主体31，固定在前盖主体31上且具有通孔的拉簧座32，弹击杆4从拉簧座32的通孔中伸出拉簧座32外端面。安装弹击拉簧7时，可先将弹击拉簧7与拉簧座32固定连接，然后再将拉簧座32安装在前盖主体31上。

如图4所示，挂钩组件10包括：固定在导向法兰8上的基座101，与基座101铰接的挂钩102，且挂钩102的钩头穿过导向法兰8伸向弹击锤6，分别与挂钩102尾部和基座101固定连接的挂钩压簧103。当导向法兰8向前盖3方向运动时，带动挂钩组件10向前盖3方向运动，挂钩102可钩卡在弹击锤6的挂钩槽上；当导向法兰8向后盖2方向运动时，带动挂钩组件10向后盖2方向运动，当挂钩102与齿条12接触后，挂钩102与弹击锤6的挂钩槽脱离，释放弹击锤6。

继续参见图1以及图5，优选地，标尺组件包括：固定在筒状壳体1外表面上的标尺18，固定在筒状壳体内壁上的导向轴15，且所导向轴15与标尺18相对，套设于导向轴15上用于测量弹击锤6的回弹值的指针块16，以及一端与指针块16固定连接的弹片17，且弹片17与导向轴15之间具有一定的倾斜角度。指针块16和弹片17向前盖3方向运动由导线法兰8带动，指针块16和弹片17向后盖2方向运动由弹击锤6回弹时带动；具体地，当弹击拉簧7处于自由状态时，弹击锤6抵在弹击杆4后端，当导线法兰8在复位压簧9作用下向前盖3方向运动时，导线法兰8与指针块16接触，从而带动指针块16和弹片17向前盖方向运动，弹片17将先被导线法兰8的弹片挡板84压迫向导向轴15方向摆动，当挂钩102钩卡住弹击锤6的挂钩槽62时，指针块16指向标尺18零位，弹片17末端位于弹击锤6的台阶面63侧上方；当按压弹击杆4使导向法兰8后退时，使弹击拉簧7蓄能，指针块16不动指继续向标尺18的零位，当弹片挡板84与弹击锤6对弹片17的压迫取消后，弹片17与导向轴15之间的倾斜角度恢复原位；当弹击锤6被释放撞击弹击杆4后，弹击锤6回弹时台阶面63与弹片17接触，带动指针块16沿导向轴15向后盖2方向运动，弹击锤6回弹的最大位置，指针块16和弹片17停止在导向轴15上，通过读取指针块16指向标尺18位置，即可获得弹击锤6回弹值。

如图5所示，导向法兰包括：法兰本体80，法兰本体80具有与导向杆5配合的导向孔81和用于限制挂钩102摆动角度的条形孔82；固定在法兰本体80与导向杆5接触的端面上的长条状凸起83；以及固定在法兰本体80上且伸向弹击锤6的弹片挡板84。采用弹片挡板84可增加测量弹击锤6回弹值时的可靠性，具体地，当导向法兰8向前盖3方向运动时，首先弹片挡板84与弹片17接触，压使弹片17不能与弹击锤6的台阶面63接触，法兰本体80带动指针块16运动直至标尺15零位，挂钩102与弹击锤6的挂钩槽钩卡后，弹击锤6和导向法兰8向后盖2方向运动蓄能，指针块16停留在标尺15零位，当弹击锤6撞击弹击杆4后回弹时，弹片17与弹击锤6的台阶面63接触，带动指针块沿标尺15滑动，弹击锤6回弹至最大位置后，指针块16停留在该位置，从而可得到弹击锤6回弹值。

如图6所示，优选地，上述锁定按钮11包括：穿过筒状壳体1一侧壁的连接杆111，连接杆111一端具有凸起另一端具有按钮帽113，套设于连接杆111上的限位环112，且限位环112与筒状壳体1固定连接，分别与限位环112和按钮帽113固定连接的按钮压簧114。按压按钮帽113，可以使连接杆111的凸起与导向法兰8的长条状凸起83接触，从而锁定导向法兰8向前盖3方向运动；当按压弹击杆4使导向法兰8后退时，连接杆11的凸起与导向法兰8的长条状凸起83脱开，按钮压簧114复位，带动连接杆111和按钮帽113复位。

值得一提的是，本发明实施例提供的结构构件强度检测装置中，易损部件弹击锤6、弹击杆4和挂钩102一般采用材质硬、耐磨的金属，例如不锈钢；其它部件可以采用较轻塑料或金属合金，例如铝合金等。

综上所述，采用本发明提供的结构构件强度检测装置检测结构构件强度时，可通过调整弹击拉簧的工作长度来克服弹击锤重力势能产生的影响，使向上弹击或向下弹击时弹击到结构构件的能量与水平弹击时一致，从而不需要分类记录不同检测角度的回弹值；与现有技术相比，采用本发明提供的结构构件强度检测装置检测结构构件强度时，减少数据采集和计算过程出错的机率，从而提高了检测结构构件强度的准确性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种结构构件强度检测装置，其特征在于，包括：

筒状壳体；

固定在所述筒状壳体一端的前盖；

固定在所述筒状壳体另一端的后盖；

设置于所述筒状壳体内且一端伸出所述前盖的弹击杆；

套设于所述导向杆上，具有挂钩槽的弹击锤；

与所述导向杆一端固定连接的导向法兰；

分别与所述后盖和所述导向法兰固定连接的复位压簧；

固定在所述导向法兰上、用于钩卡所述弹击锤的挂钩组件；

2.如权利要求1所述的结构构件强度检测装置，其特征在于，所述弹击杆伸出端的端面为球冠状端面。

3.如权利要求2所述的结构构件强度检测装置，其特征在于，所述弹击杆和所述导向杆为一体式结构。

4.如权利要求1所述的结构构件强度检测装置，其特征在于，所述前盖包括：固定在所述筒状壳体前端的前盖主体，固定在所述前盖主体上且具有通孔的拉簧座，所述弹击杆从所述通孔中伸出所述拉簧座外端面。

5.如权利要求1所述的结构构件强度检测装置，其特征在于，所述挂钩组件包括：固定在所述导向法兰上的基座，与所述基座铰接的挂钩，且所述挂钩的钩头穿过所述导向法兰伸向所述弹击锤，分别与所述挂钩尾部和所述基座固定连接的挂钩压簧。

6.如权利要求1所述的结构构件强度检测装置，其特征在于，所述标尺组件包括：固定在所述筒状壳体外表面上的标尺，固定在所述筒状壳体内壁上的导向轴，且所述导向轴与所述标尺相对，套设于所述导向轴上用于测量所述弹击锤的回弹值的指针块，以及一端与所述指针块固定连接的弹片，且所述弹片与所述导向轴之间具有一定的倾斜角度。

7.如权利要求5或6所述的结构构件强度检测装置，其特征在于，所述导向法兰包括：

以及固定在法兰本体上且伸向所述弹击锤的弹片挡板。

8.如权利要求1所述的结构构件强度检测装置，其特征在于，所述锁定按钮包括：穿过所述筒状壳体一侧壁的连接杆，连接杆一端具有凸起另一端具有按钮帽，套设于所述连接杆上的限位环，且所述限位环与所述筒状壳体固定连接，分别与所述限位环和所述按钮帽固定连接的按钮压簧。