CN109084949B - 一种用于桥梁检测的冲击落锤自动反弹爬升装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于结构监测技术领域，涉及一种用于桥梁检测的冲击落锤自动反弹爬升装置，包括上框架环、滑道柱、固定螺旋轨道、落锤、锤头、定向滑杆、激光传感器、承锤平台、承台磁力垫、落锤下磁力垫、落锤上磁力垫、下框架环、柱上磁力排斥线圈、磁力排斥杆、螺旋轨道电机、滑道柱大槽、滑道柱定向槽、错动螺旋轨道、磁力排斥线圈、力锤冲击磁力垫、冲击装置底和冲击线圈。本发明的冲击落锤自动反弹爬升装置实现了落锤冲击下落后，落锤可自动反弹并爬升到初始位置，从而保证每次的锤击力一致，且反弹爬升过程全自动完成。

Description

一种用于桥梁检测的冲击落锤自动反弹爬升装置
技术领域
本发明属于结构监测技术领域，涉及一种用于桥梁检测的冲击落锤自动反弹爬升装置。
背景技术
为保障桥梁安全，需要对桥梁进行定期检测，其中一种检测内容为测出桥梁的模态参数，例如频率、阻尼、振型，不同时期的这些参数进行对比，可了解桥梁结构的动力性能变化，从而发现异常，提前进行维护措施。
传统的模态参数检测方法是利用车行驶通过桥梁，通过提前布置在桥梁的传感器测量到卡车通过时桥梁的振动信号，进行模态参数识别，从而得到模态参数，然而此方法由于车行驶时产生的激励不平稳，用现有的方法难以对不平稳激励进行识别得到准确的模态参数信息，并且行驶通过的对桥梁的激励很小，对模态参数识别均是不利的。脉冲激励的激振力大，且现有的识别理论均是基于脉冲激励的，可准确识别到模态参数，因此，采用脉冲激励进行模态参数识别引起了桥梁检测的关注。
在进行脉冲激励时，现有工程人员常常带着力锤，在桥梁上进行锤击来实现。然而该种方法存在一定缺陷，首先人工锤击力难以控制，太大将砸坏桥面板铺装层，太小不能激出桥梁结构模态参数；第二问题是对于跨度稍大的桥梁，锤击点需要多个，耗费大量人力，且每次锤击力度难以保证一致。因此，寻找一种机器控制力锤装置，保证锤击力适中且多次锤击力度一致，是十分必要的。
发明内容
本发明的目的是开发冲击落锤自动反弹爬升装置，实现桥梁锤击检测时锤击力可控且多次锤击力度一致，重点是借鉴如何对落锤进行冲击，并且落锤下落后如何进行自动反弹并爬升到初始高度的问题。
本发明的技术方案：
一种用于桥梁检测的冲击落锤自动反弹爬升装置，包括上框架环1、滑道柱2、固定螺旋轨道3、落锤4、锤头5、定向滑杆6、激光传感器7、承锤平台8、承台磁力垫9、落锤下磁力垫10、落锤上磁力垫11、下框架环12、柱上磁力排斥线圈13、磁力排斥杆14、螺旋轨道电机15、滑道柱大槽16、滑道柱定向槽17、错动螺旋轨道18、磁力排斥线圈19、力锤冲击磁力垫20、冲击装置底座21和冲击线圈；
所述的上框架环1和下框架环12通过滑道柱2和固定螺旋轨道3固定连接，组成落锤外围框架；所述的滑道柱2和固定螺旋轨道3各两根，交替排列；所述的落锤4位于落锤外围框架内，与定向滑杆6和磁力排斥杆14连接为一体，定向滑杆6可在滑道柱定向槽17中滑动；
所述的锤头5安装在落锤4的下表面上，锤头5的内部嵌有力传感器，力传感器通过有线或无线的方式将数据传输到外部的控制器中；所述的落锤下磁力垫10共两个，分别安装在落锤4的下表面、靠近滑道柱2的位置；所述的落锤上磁力垫11共两个，分别安装在落锤4的上表面、靠近滑道柱2的位置；落锤4的上表面固定有力锤冲击磁力垫20；
所述的承锤平台8共4个，其一端固定在滑道柱2内侧，分别位于滑道柱2的上部和下部；滑道柱2上部的承锤平台8的下表面上安装有承台磁力垫9，滑道柱2下部的承锤平台8的上表面上安装有承台磁力垫9；所述的落锤下磁力垫10、落锤上磁力垫11和承台磁力垫9的位置相对应；所述的激光传感器7安装在滑道柱2上部的承锤平台8的下方，与滑道柱2固定连接；
所述的落锤上磁力垫11、落锤下磁力垫10和落锤4上的力锤冲击磁力垫20为永磁体；
所述的承台磁力垫9，内部为线圈，可通过通电与断电使磁力产生与消失；
所述的磁力排斥杆14侧边装有磁力排斥线圈19，可在反弹后与柱上磁力排斥线圈17相互排斥；
固定螺旋轨道3为阶梯形式，侧边匹配有错动螺旋轨道18，错动螺旋轨道18可通过螺旋轨道电机15沿着爬升方向往复错动；
冲击装置底座21与上框架环1固定上，冲击线圈与冲击装置底座21固定，形成螺钉结构，冲击线圈位于上框架环1内。
本发明的有益效果：本发明的冲击落锤自动反弹爬升装置实现了落锤冲击下落后，落锤可自动反弹并爬升到初始位置，从而保证每次的锤击力一致，且反弹爬升过程全自动完成。
附图说明
图1是冲击落锤自动反弹装置三维整体示意图。
图2是落锤三维示意图。
图3是承锤平台和承台磁力垫三维示意图。
图4是磁力排斥杆与磁力排斥线圈。
图5是滑道柱三维示意图。
图6是螺旋轨道三维示意图。
图7是冲击装置示意图。
图中：1上框架环；2滑道柱；3固定螺旋轨道；4落锤；5锤头(含力传感器)；6定向滑杆；7激光传感器；8承锤平台；9承台磁力垫；10落锤下磁力垫；11落锤上磁力垫；12下框架环；13柱上磁力排斥线圈；14磁力排斥杆；15螺旋轨道电机；16滑道柱大槽；17滑道柱定向槽；18错动螺旋轨道；19磁力排斥线圈；20力锤冲击磁力垫；21冲击装置底座。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。
一种用于桥梁检测的冲击落锤自动反弹装置，主要由1上框架环、2滑道柱、3固定螺旋轨道、4落锤、5锤头(含力传感器)、6定向滑杆、7激光传感器、8承锤平台、9承台磁力垫、10落锤下磁力垫、11落锤上磁力垫、12下框架环、13柱上磁力排斥线圈、14磁力排斥杆、15螺旋轨道电机、16滑道柱大槽、17滑道柱定向槽、18错动螺旋轨道、19磁力排斥线圈等组成。
落锤外围框架由上框架环1、下框架环12、两根滑道柱2、两个固定螺旋轨道3固定连接组成；落锤4两侧各与一个磁力排斥杆14固定连接为一体；落锤4两侧各与一个定向滑杆6固定连接为一体，定向滑杆6可深入到滑道柱2内的滑道柱定向槽17，可使落锤4沿着滑道柱2向下滑动；落锤4上有锤头5，锤头5内嵌力传感器(未画出)，落锤4与锤头5连接面上固定有落锤下磁力垫10，落锤4上表面固定有落锤上磁力垫11，落锤上磁力垫11与落锤下磁力垫10为永磁体；落锤4的上表面固定有力锤冲击磁力垫20；滑道柱2上端装有伸出的承锤平台8和激光传感器7，该承锤平台8上的承台磁力垫9朝下；下框架环12装有伸出的承锤平台8，这些承锤平台8上的承台磁力垫9朝上；承锤平台8上的承台磁力垫9内部为线圈，可通过通电与断电使磁力产生与消失；磁力排斥杆14侧边的磁力排斥线圈19与柱上磁力排斥线圈可通过通电产生磁力而相互排斥，使定向滑杆6从滑道柱2内的滑道柱大槽16排斥出，到固定螺旋轨道3；螺旋轨道电机15通电时可旋转，带动错动螺旋轨道18沿着固定螺旋轨道3往复错动；冲击装置底座21与上框架环1固定在一起，冲击线圈与冲击装置底座21固定在一起。
初始时，滑道柱2上端伸出承锤平台8上的朝下承台磁力垫9通电，产生磁力，与落锤4上表面的落锤上磁力垫11吸附在一起，保证落锤4不掉落；当需要进行冲击锤击激励时，冲击线圈通电产生排斥力，排斥力锤冲击磁力垫20，同时将承锤平台8上端朝下的承台磁力垫9断电，使落锤4沿着滑道柱2上的滑道柱定向槽方向下落，当落锤4上表面通过激光传感器7时，激光传感器7给控制器(未画出)信号，通过控制器命令冲击线圈断电，当锤头5落到地面时，里面的力传感器将产生力的测试数据，可通过有线或无线的方式传输出去，输入到控制器(未画出)中，当控制器发现力传感器的测试数据到达最大开始减小时，将下框架环12伸出的承锤平台8上的承台磁力垫9内部线圈通电，产生磁力，与对应贴近的落锤下磁力垫10产生斥力，使落锤4反弹。当落锤4反弹到一定高度不能再上升时(该高度可通过提前计算确定)，磁力排斥杆14上的磁力排斥线圈19通电，同时滑道柱2内滑道柱大槽16中的柱上磁力排斥线圈13通电，从而磁力排斥线圈19与柱上磁力排斥线圈13产生排斥力，使得落锤4产生旋转，定向滑杆6从滑道柱大槽16中横向排斥出来，到达固定螺旋轨道3上，初始位置状态固定螺旋轨道3与错动螺旋轨道18重合，共同承担定向滑杆6。当定向滑杆6到达固定轨道3上时，螺旋轨道电机15通电，带动错动螺旋轨道18沿着固定螺旋轨道3往复错动，错动方向为固定螺旋轨道3的爬升方向，错动距离为一个台阶长度，当达到爬升方向的下一个台阶位置时反向错动，回到初始位置。错动螺旋轨道18由初始位置承担着定向滑杆6向固定螺旋轨道3爬升方向错动一个台阶，将定向滑杆6向爬升方向提升一个台阶的高度，并搁置在固定螺旋轨道3的台阶上，然后错动螺旋轨道18反向错动回复到初始位置，此时定向滑杆6搁置在固定螺旋轨道3上不再跟随错动轨道18回到初始位置。以此类推，随着错动螺旋轨道18往复错动，每次错动均会带动定向滑杆6爬升一个台阶，从而逐步带动落锤4逐步提升。当落锤4上表面通过滑道柱2上端的激光传感器7时，激光传感器7给控制器(未画出)信号，通过控制器命令该处的承台磁力垫9内部线圈通电，产生磁力，吸附落锤上磁力垫11，使得落锤4回到原始高度，以备下次的锤击测试，此时落锤4相比于下落锤击前沿着落锤4柱体中轴线旋转了180度。这样，通过控制器(未画出)控制实现落锤4的冲击下落、自动反弹和自动爬升。

Claims (2)

1.一种用于桥梁检测的冲击落锤自动反弹爬升装置，其特征在于，所述的用于桥梁检测的冲击落锤自动反弹爬升装置包括上框架环(1)、滑道柱(2)、固定螺旋轨道(3)、落锤(4)、锤头(5)、定向滑杆(6)、激光传感器(7)、承锤平台(8)、承台磁力垫(9)、落锤下磁力垫(10)、落锤上磁力垫(11)、下框架环(12)、柱上磁力排斥线圈(13)、磁力排斥杆(14)、螺旋轨道电机(15)、滑道柱大槽(16)、滑道柱定向槽(17)、错动螺旋轨道(18)、磁力排斥线圈(19)、力锤冲击磁力垫(20)、冲击装置底座(21)和冲击线圈；
所述的上框架环(1)和下框架环(12)通过滑道柱(2)和固定螺旋轨道(3)固定连接，组成落锤外围框架；所述的滑道柱(2)和固定螺旋轨道(3)各两根，交替排列；所述的落锤(4)位于落锤外围框架内，与定向滑杆(6)和磁力排斥杆(14)连接为一体，定向滑杆(6)在滑道柱(2)的定向槽(17)中滑动；
所述的锤头(5)安装在落锤(4)的下表面上，锤头(5)的内部嵌有力传感器，力传感器通过有线或无线的方式将数据传输到外部的控制器中；所述的落锤下磁力垫(10)共两个，分别安装在落锤(4)的下表面、靠近滑道柱(2)的位置；所述的落锤上磁力垫(11)共两个，分别安装在落锤(4)的上表面、靠近滑道柱(2)的位置；落锤(4)的上表面固定有力锤冲击磁力垫(20)；
所述的承锤平台(8)共4个，其一端固定在滑道柱(2)内侧，分别位于滑道柱(2)的上部和下部；滑道柱(2)上部的承锤平台(8)的下表面上安装有承台磁力垫(9)，滑道柱(2)下部的承锤平台(8)的上表面上安装有承台磁力垫(9)；所述的落锤下磁力垫(10)、落锤上磁力垫(11)和承台磁力垫(9)的位置相对应；所述的激光传感器(7)安装在滑道柱(2)上部的承锤平台(8)的下方，与滑道柱(2)固定连接；
所述的承台磁力垫(9)，内部为线圈，通过通电与断电使磁力产生与消失；
所述的磁力排斥杆(14)侧边装有磁力排斥线圈(19)，在反弹后与柱上磁力排斥线圈(17)相互排斥；
固定螺旋轨道(3)为阶梯形式，侧边匹配有错动螺旋轨道(18)，错动螺旋轨道(18)通过螺旋轨道电机(15)沿着爬升方向往复错动；
冲击装置底座(21)与上框架环(1)固定上，冲击线圈与冲击装置底座(21)固定，形成螺钉结构，冲击线圈位于上框架环(1)内。
2.根据权利要求1所述的用于桥梁检测的冲击落锤自动反弹爬升装置，其特征在于，所述的落锤上磁力垫(11)、落锤下磁力垫(10)和落锤(4)上的力锤冲击磁力垫(20)为永磁体。
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Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2665700Y (zh) * 2003-12-30 2004-12-22 中国科学院沈阳计算技术研究所 能够受计算机远程控制的落锤冲击试验机控制器
CN1710396A (zh) * 2005-06-10 2005-12-21 苏州东菱振动试验仪器有限公司 冲击试验台活塞式高加速度冲击响应锤
CN101738348A (zh) * 2009-12-31 2010-06-16 大连理工大学 磁性开关控制落锤式冲击试验台
JP2012000717A (ja) * 2010-06-17 2012-01-05 Bridge Engineering:Kk 打撃工具
CN203310590U (zh) * 2013-05-15 2013-11-27 湖南大学 一种用于桥面板动力检测的自由落锤反弹控制装置
CN204535949U (zh) * 2015-05-07 2015-08-05 济南臻固土木工程有限公司 荷载自动冲击试验装置
CN105547631A (zh) * 2015-12-08 2016-05-04 江南大学 气动力锤模块
JP2016080381A (ja) * 2014-10-10 2016-05-16 古河機械金属株式会社 打音検査装置
CN105953996A (zh) * 2016-06-30 2016-09-21 东南大学 一种基于冲击振动的桥梁检测评估方法与设备
CN106248334A (zh) * 2016-07-28 2016-12-21 苏州高通机械科技有限公司 一种带升降工作台的冲击试验装置
CN107179172A (zh) * 2017-06-08 2017-09-19 福州市公路局 基于冲击锤的桥梁桥墩冲刷状况监测系统及方法
CN108037025A (zh) * 2017-12-05 2018-05-15 河海大学 一种测试材料疲劳强度的多次冲击落锤装置和方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201035416A (en) * 2009-03-26 2010-10-01 Accuracy Structural Technology Corp Method for evaluating bridge safety with vibration measurement
US9970844B2 (en) * 2013-09-30 2018-05-15 Omnitek Partners Llc Mechanical high-G shock testing machines

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2665700Y (zh) * 2003-12-30 2004-12-22 中国科学院沈阳计算技术研究所 能够受计算机远程控制的落锤冲击试验机控制器
CN1710396A (zh) * 2005-06-10 2005-12-21 苏州东菱振动试验仪器有限公司 冲击试验台活塞式高加速度冲击响应锤
CN101738348A (zh) * 2009-12-31 2010-06-16 大连理工大学 磁性开关控制落锤式冲击试验台
JP2012000717A (ja) * 2010-06-17 2012-01-05 Bridge Engineering:Kk 打撃工具
CN203310590U (zh) * 2013-05-15 2013-11-27 湖南大学 一种用于桥面板动力检测的自由落锤反弹控制装置
JP2016080381A (ja) * 2014-10-10 2016-05-16 古河機械金属株式会社 打音検査装置
CN204535949U (zh) * 2015-05-07 2015-08-05 济南臻固土木工程有限公司 荷载自动冲击试验装置
CN105547631A (zh) * 2015-12-08 2016-05-04 江南大学 气动力锤模块
CN105953996A (zh) * 2016-06-30 2016-09-21 东南大学 一种基于冲击振动的桥梁检测评估方法与设备
CN106248334A (zh) * 2016-07-28 2016-12-21 苏州高通机械科技有限公司 一种带升降工作台的冲击试验装置
CN107179172A (zh) * 2017-06-08 2017-09-19 福州市公路局 基于冲击锤的桥梁桥墩冲刷状况监测系统及方法
CN108037025A (zh) * 2017-12-05 2018-05-15 河海大学 一种测试材料疲劳强度的多次冲击落锤装置和方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
落锤式弯沉仪在桥梁损伤识别中的应用;陈健云等;《河南水利》;20050930(第9期);第40页 *

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