CN113049411A - 一种测量木材强度的智能化装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测量木材强度的智能化装置及使用方法,该装置包括:外壳,外壳的内部设有固定底座;拉拔单元,设置在固定底座上,拉拔单元的底部与探测针相连接,拉拔单元能够驱动探测针伸出并贯入到木材中;测量单元,测量单元能够对木材进行测量并获得测量数据;控制单元,与拉拔单元和测量单元相连接,控制单元能够控制拉拔单元动作,且控制单元还能够收集测量数据;APP程序单元,用于设置测量信息和测量参数,且APP程序单元还能够对控制单元的测量数据进行分析处理。本发明能实现自动加力,操作方便灵活,节省了检测人员体力,提高了检测效率、检测精度和智能化水平。
Description
技术领域
本发明涉及木质材料强度检测技术领域,尤其涉及一种测量木材强度的智能化装置及使用方法。
背景技术
木材是我国历史悠久的建筑材料,基于木材建造的木结构具有施工周期短、耐久性好、抗震性能强、设计布置灵活、保温节能、环保等特色,常见于建筑、桥梁、路轨枕木等土木工程领域。我国既有和新建木结构工程种类多样,传统木结构建筑、桥梁具有独特的历史和人文价值,是中华文明的重要载体。但木结构建筑、桥梁在服役期内受环境和人为因素的影响,易造成性能退化或者内部损伤,严重影响木结构的安全性能,亟须技术进行检测和评估。木材强度反映了其密度和弹性模量等材料参数,直接影响木结构的质量和使用寿命,是木结构建筑检测的一项重要内容。当前木材强度等级检测一般采用人力压缩弹簧将探测针以恒定速率射入木材,通过人眼读取探测针射入深度预测木材强度,检测人员费时费力,检测效率低,自动化、智能化水平低。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种检测效率高,自动化和智能化水平高的测量木材强度的智能化装置及使用方法。
一种测量木材强度的智能化装置,其包括:
外壳,所述外壳的内部设有固定底座;
拉拔单元,设置在所述固定底座上,所述拉拔单元的底部与探测针相连接,所述拉拔单元能够驱动所述探测针伸出并贯入到木材中;
测量单元,所述测量单元能够对所述木材进行测量并获得测量数据;
控制单元,与所述拉拔单元和测量单元相连接,所述控制单元能够控制所述拉拔单元动作,且所述控制单元还能够收集测量数据;
APP程序单元,用于设置测量信息和测量参数,且所述APP程序单元还能够对所述控制单元的测量数据进行分析处理。
在其中一个实施例中,所述外壳上设有把手,所述把手上设有电源、加载按钮、USB接口和释放按钮;
所述加载按钮、所述USB接口和释放按钮与所述控制单元相连接,所述加载按钮能够发出加载信号至所述控制单元,控制所述拉拔单元对探测针自动加力至预设值;所述USB接口能够导出测量数据;所述释放按钮能够发出释放信号至所述控制单元,控制所述拉拔单元将探测针贯入木材之中。
在其中一个实施例中,所述外壳的底部设有底座,所述底座的外端面上设有尖头。
在其中一个实施例中,所述拉拔单元包括挂钩、工作弹簧、连接杆、可移动支座和连接头;
所述连接杆的一端与千斤顶相连接,所述连接杆的另一端经连接头与所述探测针相连接;
所述可移动支座固定在所述连接头上,且所述可移动支座与所述固定底座之间围合成一安装腔,所述工作弹簧设置在所述安装腔内,且所述工作弹簧套设在所述连接杆上;
所述挂钩连接在所述连接杆上,当所述千斤顶加载至预设值时,所述挂钩自动弹出挂在所述固定底座上。
在其中一个实施例中,所述测量单元包括无线传输模块、深度测量表和数据采集模块;
所述深度测量表能够检测所述探测针贯入所述木材的深度,所述数据采集模块能够采集所述深度数据,并经所述无线传输模块传送至所述APP程序单元中。
在其中一个实施例中,所述App程序单元包括无线连接设备、语音识别模块、测量设置模块、信息录入模块、数据采集模块、数据分析模块、数据浏览模块和数据导出模块,所述无线连接设备与所述无线传输模块相配合;
其中,所述语音识别模块能够识别语音指令;所述测量设置模块能够对测量参数进行设置;所述信息录入模块能够录入测量信息;数据采集模块能够对测量数据进行采集;数据分析模块能够对测量数据进行分析;数据浏览模块能够对测量数据进行浏览;数据导出模块能够导出测量数据。
一种测量木材强度的智能化装置的使用方法,其包括以下步骤:
S1、确定木材检测区域,设置测量信息和测量参数;
S2、按下加载按钮,控制拉拔单元自动加力至预设值,并使深度测量表归零;
S3、将尖头置于木材之中,直至底座与木材之间无缝隙,按下释放按钮,将探测针贯入木材之中,利用数据采集模块自动采集第i个测量点处的探测针贯入木材深度,通过无线传输模块将测量数据传至APP程序单元中;
S4、基于APP程序单元中的数据分析软件,自动分析被检测木材在第i个测量点处的强度和损伤情况,生成电子版检测报告。
在其中一个实施例中,所述探测针的推动力范围是5N-10N,误差为0.1N。
在其中一个实施例中,所述步骤S2中,所述拉拔单元的自动加力时间低于0.5秒,连续工作时间不低于3.0小时。
在其中一个实施例中,所述步骤S4中,数据分析软件可以对比分析同一类型木材在不同测点处的探测针贯入木材深度,显示为测点编号-木材深度曲线。
上述测量木材强度的智能化装置及使用方法,在使用时,APP程序单元可以设置测量信息和测量参数,然后,控制单元根据测量参数控制拉拔单元动作,使探测针达到设定测量位置,接着,通过测量单元对木材进行测量并获得测量数据,测量数据再经APP程序单元分析处理获得木材的强度,其能实现自动加力,操作方便灵活,节省了检测人员体力,提高了检测效率、检测精度和智能化水平。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的测量木材强度的智能化装置的框架示意图;
图2是本发明的测量木材强度的智能化装置的App程序单元的框架示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参阅图1-2所示,本发明一实施例提供一种测量木材强度的智能化装置,其包括:外壳15、拉拔单元7、测量单元、控制单元6和APP程序单元22。
所述外壳15的内部设有固定底座9;所述拉拔单元7设置在所述固定底座9上,所述拉拔单元7的底部与探测针14相连接,所述拉拔单元7能够驱动所述探测针14伸出并贯入到木材中;所述测量单元能够对所述木材进行测量并获得测量数据;所述控制单元6与所述拉拔单元7和测量单元相连接,所述控制单元6能够控制所述拉拔单元7动作,且所述控制单元6还能够收集测量数据;所述APP程序单元22用于设置测量信息和测量参数,且所述APP程序单元22还能够对所述控制单元的测量数据进行分析处理。
本实施例中,所述探测针14可采用高速工具钢制成,直径为2.5mm,长度规格有40mm、60mm、80mm和100mm等,可根据不同木材的木质强度选择探测针14的长度。
上述的测量木材强度的智能化装置,在使用时,APP程序单元22可以设置测量信息和测量参数,然后,控制单元6根据测量参数控制拉拔单元7动作,使探测针14达到设定测量位置,接着,通过测量单元对木材进行测量并获得测量数据,测量数据再经APP程序单元22分析处理获得木材的强度,其能实现自动加力,操作方便灵活,节省了检测人员体力,提高了检测效率、检测精度和智能化水平。
在本发明一实施例中,所述外壳15上设有把手1,所述把手1上设有电源2、加载按钮3、USB接口4和释放按钮5;本实施例中,把手1设置在所述外壳15的顶部,以方便操作,在一些实施例中,把手1也外壳15的中部等位置处。
所述加载按钮3、所述USB接口4和释放按钮5与所述控制单元6相连接,所述加载按钮3能够发出加载信号至所述控制单元6,控制所述拉拔单元7对探测针14自动加力至预设值;所述USB接口4能够对电源2进行充电;所述释放按钮5能够发出释放信号至所述控制单元6,控制所述拉拔单元7将探测针14贯入木材之中。可选地,加载按钮3和释放按钮5可设置在所述把手1的左右两侧,如此,方便了加载按钮3和释放按钮5的按压操作。
在本发明一实施例中,所述外壳15的底部设有底座17,所述底座17的外端面上设有尖头18。具体地,当需要将探测针14贯入木材中时,可将尖头18置于木材之中,直至底座17与木材之间无缝隙,然后,按下释放按钮5,将探测针14贯入木材之中,如此,可以保证底座17与木材之间定位的准确性,并且提高探测针14贯入深度的测量精度。
在本发明一实施例中,所述拉拔单元7包括挂钩8、工作弹簧10、连接杆11、可移动支座12和连接头13;
所述连接杆11的一端与千斤顶相连接,所述连接杆11的另一端经连接头13与所述探测针14相连接;可选地,所述连接杆11和所述探测针14通过所述连接头13中的螺母进行连接。
所述可移动支座12固定在所述连接头13上,且所述可移动支座12与所述固定底座9之间围合成一安装腔,所述工作弹簧10设置在所述安装腔内,且所述工作弹簧10套设在所述连接杆11上;
所述挂钩8连接在所述连接杆11上,当所述千斤顶加载至预设值时,所述挂钩8自动弹出挂在所述固定底座9上。
需要说明的是,所述拉拔单元7通过电机驱动千斤顶,对所述连接杆11施加拉拔力使其产生位移,所述可移动支座12随所述连接杆11同向移动,使得所述工作弹簧10同步产生弹性变形,到达设定值时,所述挂钩8同步打开,置于所述固定底座9之上,实现本发明的自动加力。
在本发明一实施例中,所述测量单元包括无线传输模块19、深度测量表20和数据采集模块21;所述深度测量表20能够检测所述探测针14贯入所述木材的深度,所述数据采集模块21能够采集所述深度数据,并经所述无线传输模块19传送至所述APP程序单元22中。具体地,所述深度测量表20采用数显方式显示测量数据,最大量程不小于120mm,测量精度为0.01mm;当所述千斤顶加载至预设值时,挂钩8自动弹出挂在固定底座9之上,此时,深度测量表20自动归零。
在本发明一实施例中,所述App程序单元22包括无线连接设备221、语音识别模块222、测量设置模块223、信息录入模块224、数据采集模块225、数据分析模块226、数据浏览模块227和数据导出模块228,所述无线连接设备221与所述无线传输模块19相配合;
其中,所述语音识别模块222能够识别语音指令;所述测量设置模块223能够对测量参数进行设置;所述信息录入模块224能够录入测量信息;数据采集模块225能够对测量数据进行采集;数据分析模块226能够对测量数据进行分析;数据浏览模块227能够对测量数据进行浏览;数据导出模块228能够导出测量数据。
本发明一实施例提供一种测量木材强度的智能化装置的使用方法,其包括以下步骤:
S1、确定木材检测区域,设置测量信息和测量参数;具体地,测量信息包括项目名称、地点、木材类型、装置编号、检测人员、日期及测点布置和编号等信息;测量参数包括加力大小、加力预设值、加力持续时间等。
S2、按下加载按钮3,控制拉拔单元7自动加力至预设值,并使深度测量表20归零;
S3、将尖头18置于木材之中,直至底座17与木材之间无缝隙,按下释放按钮5,将探测针14贯入木材之中,利用数据采集模块21自动采集第i个测量点处的探测针14贯入木材深度,通过无线传输模块19将测量数据传至APP程序单元22中;
S4、基于APP程序单元22中的数据分析软件,自动分析被检测木材在第i个测量点处的强度和损伤情况,生成电子版检测报告。
本实施例中,所述探测针14的推动力范围是5N-10N,误差为0.1N。可以通过所述APP程序单元22中的测量设置模块223进行参数预置。
可选地,所述步骤S2中,所述拉拔单元7的自动加力时间低于0.5秒,连续工作时间不低于3.0小时。
可选地,所述步骤S4中,数据分析软件可以对比分析同一类型木材在不同测点处的探测针14贯入木材深度,显示为测点编号-木材深度曲线。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种测量木材强度的智能化装置,其特征在于,包括:
外壳(15),所述外壳(15)的内部设有固定底座(9);
拉拔单元(7),设置在所述固定底座(9)上,所述拉拔单元(7)的底部与探测针(14)相连接,所述拉拔单元(7)能够驱动所述探测针(14)伸出并贯入到木材中;
测量单元,所述测量单元能够对所述木材进行测量并获得测量数据;
控制单元(6),与所述拉拔单元(7)和测量单元相连接,所述控制单元(6)能够控制所述拉拔单元(7)动作,且所述控制单元(6)还能够收集测量数据;
APP程序单元(22),用于设置测量信息和测量参数,且所述APP程序单元(22)还能够对所述控制单元的测量数据进行分析处理。
2.如权利要求1所述的测量木材强度的智能化装置,其特征在于,所述外壳(15)上设有把手(1),所述把手(1)上设有电源(2)、加载按钮(3)、USB接口(4)和释放按钮(5);
所述加载按钮(3)、所述USB接口(4)和释放按钮(5)与所述控制单元(6)相连接,所述加载按钮(3)能够发出加载信号至所述控制单元(6),控制所述拉拔单元(7)对探测针(14)自动加力至预设值;所述USB接口(4)能够导出测量数据;所述释放按钮(5)能够发出释放信号至所述控制单元(6),控制所述拉拔单元(7)将探测针(14)贯入木材之中。
3.如权利要求1或2所述的测量木材强度的智能化装置,其特征在于,所述外壳(15)的底部设有底座(17),所述底座(17)的外端面上设有尖头(18)。
4.如权利要求1所述的测量木材强度的智能化装置,其特征在于,所述拉拔单元(7)包括挂钩(8)、工作弹簧(10)、连接杆(11)、可移动支座(12)和连接头(13);
所述连接杆(11)的一端与千斤顶相连接,所述连接杆(11)的另一端经连接头(13)与所述探测针(14)相连接;
所述可移动支座(12)固定在所述连接头(13)上,且所述可移动支座(12)与所述固定底座(9)之间围合成一安装腔,所述工作弹簧(10)设置在所述安装腔内,且所述工作弹簧(10)套设在所述连接杆(11)上;
所述挂钩(8)连接在所述连接杆(11)上,当所述千斤顶加载至预设值时,所述挂钩(8)自动弹出挂在所述固定底座(9)上。
5.如权利要求1所述的测量木材强度的智能化装置,其特征在于,所述测量单元包括无线传输模块(19)、深度测量表(20)和数据采集模块(21);
所述深度测量表(20)能够检测所述探测针(14)贯入所述木材的深度,所述数据采集模块(21)能够采集所述深度数据,并经所述无线传输模块(19)传送至所述APP程序单元(22)中。
6.如权利要求5所述的测量木材强度的智能化装置,其特征在于,所述App程序单元(22)包括无线连接设备(221)、语音识别模块(222)、测量设置模块(223)、信息录入模块(224)、数据采集模块(225)、数据分析模块(226)、数据浏览模块(227)和数据导出模块(228),所述无线连接设备(221)与所述无线传输模块(19)相配合;
其中,所述语音识别模块(222)能够识别语音指令;所述测量设置模块(223)能够对测量参数进行设置;所述信息录入模块(224)能够录入测量信息;数据采集模块(225)能够对测量数据进行采集;数据分析模块(226)能够对测量数据进行分析;数据浏览模块(227)能够对测量数据进行浏览;数据导出模块(228)能够导出测量数据。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的测量木材强度的智能化装置的使用方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、确定木材检测区域,设置测量信息和测量参数;
S2、按下加载按钮(3),控制拉拔单元(7)自动加力至预设值,并使深度测量表(20)归零;
S3、将尖头(18)置于木材之中,直至底座(17)与木材之间无缝隙,按下释放按钮(5),将探测针(14)贯入木材之中,利用数据采集模块(21)自动采集第i个测量点处的探测针(14)贯入木材深度,通过无线传输模块(19)将测量数据传至APP程序单元(22)中;
S4、基于APP程序单元(22)中的数据分析软件,自动分析被检测木材在第i个测量点处的强度和损伤情况,生成电子版检测报告。
8.如权利要求7所述的测量木材强度的智能化装置的使用方法,其特征在于,所述探测针(14)的推动力范围是5N-10N,误差为0.1N。
9.如权利要求7所述的测量木材强度的智能化装置的使用方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述拉拔单元(7)的自动加力时间低于0.5秒,连续工作时间不低于3.0小时。
10.如权利要求7所述的测量木材强度的智能化装置的使用方法,其特征在于,所述步骤S4中,数据分析软件可以对比分析同一类型木材在不同测点处的探测针(14)贯入木材深度,显示为测点编号-木材深度曲线。
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- 2021-03-22 CN CN202110301019.XA patent/CN113049411A/zh active Pending
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