CN113982046B - 一种自动落锤激振器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动落锤激振器，包括一端设有开口（33）并向内延伸形成收容空间的壳体（3）、部分收容于所述收容空间内的中轴杆（2）以及收容于所述收容空间的穿心锤（4）、挂钩组件（6）和弹性件（7）；所述中轴杆沿壳体长度方向设置，并包括相对设置的第一端部（23）和第二端部（24）；所述穿心锤套设于所述中轴杆上并通过挂钩组件挂设于所述中轴杆的第一端部上，所述弹性件连接着壳体内壁与所述中轴杆的第一端部，所述外壳内壁上对应所述挂钩组件处设有脱钩触点（8），所述第二端部设有锤头。本发明所述一种自动落锤激振器可自动对桩顶进行自动锤击、产生的激振能量稳定且激振力度适宜。

Description

一种自动落锤激振器

技术领域

本发明涉及建筑桩基检测装置技术领域，特别是涉及一种自动落锤激振器。

背景技术

低应变检测法是用来检测建筑桩基完整性的一种常用的检测手段。低应变检测法的原理是通过锤击设备激振建筑桩基的桩顶，产生沿桩身传播的应力波，然后通过分析应力波在桩身的反射情况来判断桩身完整性。检测过程中，激振产生应力波的大小、幅度对低应变法检测的结果是否精确完整起到至关重要的作用。然而，现阶段实际工作中，对建筑桩基的桩顶的激振普遍通过人工用小锤敲击实现，由于人工操作存在激振能量不稳定且不同操作人员的敲击的力道轻重不一，使得对建筑基桩的桩顶的激振能量不稳定，导致采集到的数据曲线出现前后不一致、抖动过大、幅度失真等各种情况，严重影响低变量检测法的测量的准确性。

因此，如何的得到一种能够对建筑桩基的桩顶施加稳定激振能量的锤击设备是极为重要的。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种可自动对桩顶进行激振、产生的激振能量稳定且激振力度适宜的自动落锤激振器。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种自动落锤激振器，包括一端设有开口并向内延伸形成收容空间的壳体、部分收容于所述收容空间内的中轴杆以及收容于所述收容空间的穿心锤、挂钩组件和弹性件；所述中轴杆沿壳体长度方向设置，并包括相对设置的第一端部和第二端部，所述第一端部位于所述收容空间内，所述第二端部露出于所述壳体；所述穿心锤套设于所述中轴杆上并通过挂钩组件挂设于所述中轴杆的第一端部上，所述弹性件连接着壳体内壁与所述中轴杆的第一端部，所述壳体内壁上对应所述挂钩组件处设有脱钩触点，所述第二端部设有锤头。

优选地，所述弹性件与所述中轴杆同向设置；所述中轴杆还包括靠近所述第一端部设置的第一本体部以及靠近所述第二端部设置的第二本体部，所述第一本体部的直径与所述穿心锤的空心直径匹配，所述第二本体部的直径与所述穿心锤底端的直径匹配。

优选地，所述壳体包括远离所述开口设置的第一腔室以及靠近所述开口设置的第二腔室，所述第一腔室的内径与所述穿心锤的外径匹配，所述第二腔室的内径大于所述第二本体部的直径且小于所述穿心锤底部的外径，所述开口的内径与所述第二本体部的直径匹配，所述第一腔室和第二腔室的连接处形成用于承接所述穿心锤的环状平台。

优选地，所述锤头与所述第二端部可拆卸连接，所述锤头为橡胶锤头或尼龙锤头。

优选地，所述挂钩组件包括设于所述第一端部上的挂钩和连接所述挂钩与所述第一端部的第一连接件；所述挂钩包括与水平设置的水平部和自所述水平部一端向下延伸设置的竖直部，所述竖直部靠近所述穿心锤的一侧设置有与所述穿心锤锁扣的锁扣部，所述竖直部贯穿所述第一端部，所述第一端部上设置有供所述竖直部穿过的通孔；所述第一连接件设于所述第一端部远离通孔的一端；所述第一端部顶侧对应所述水平部中间区域设有支点。

优选地，所述脱钩触点与所述第一连接件对应设置。

优选地，所述穿心锤的上端设置有用于与所述锁扣部配合的凸沿。

优选地，所述锁扣部包括与所述竖直部连接的柔性臂以及设于所述柔性臂靠近所述凸沿一端的滑轮。

优选地，所述锁扣部与所述凸沿倾斜角度相同，且所述锁扣部与所述凸沿靠近的一侧设置有弹片。

优选地，还包括套设于所述壳体外部的、用于推拉所述壳体的动力套筒，所述动力套筒包括壳体以及设于所述壳体靠近所述壳体顶部内壁的伸缩杆，所述伸缩杆与所述壳体的顶部通过连接件连接。

本发明产生的有益效果至少包括：

1. 本发明所述自动落锤激振器，通过按压壳体，带动相关部件进行一系列的联动，使得穿心锤对第二本体部产生作用力，所述第二本体部又将作用力传递给锤头，使得锤头对桩顶产生作用力，从而实现了对基桩的桩顶的自动锤击；所述自动落锤激振器对基桩的桩顶产生的作用力与采用的穿心锤的自身重力有关，采用相同重量的穿心锤对桩顶的作用力保持恒定，进一步保证了激振能量的稳定性，进而保证了检测过程中得到的数据结果的准确性，提高了检测作业的效率。

2. 本发明所述锤头为橡胶锤头或尼龙锤头，避免了锤头对桩顶产生连击，避免了对检测结果产生的不良影响，进一步保证了检测结构的准确性。

3. 本发明所述中轴杆包括第一本体部和第二本体部，所述第一本体部与第二本体部的直径不同，所述第一本体部对穿心锤起到导向作用，保证了穿心锤滑移方向不会发生偏移，所述第二本体部将穿心锤产生的作用力进行传递。

4. 本发明所述壳体底部设置有开口，所述开口既可以供所述中轴杆进行滑移又能够对所述中轴杆起到引导作用，使得所述中轴杆与桩顶保持垂直状态。

附图说明

图1为自动落锤激振器的示意图。

图2为实施例1所述锁扣部的示意图。

图3为实施例2所述锁扣部的示意图。

图4为所述壳体下压状态的示意图。

图5为所述穿心锤落下后的状态示意图。

图6为所述动力套筒的示意图。

图7为挂钩组件的示意图。

其中，1为锤头，2为中轴杆、21为第一本体部、22为第二本体部、23为第一端部、24为第二端部，3为壳体、31为第一腔室、32为第二腔室、33为开口，4为穿心锤，5为支点，6为挂钩组件、61为挂钩、611为水平部、612为竖直部、613为锁扣部，62为第一连接件，7为弹性件，8为脱钩触点，9为动力套筒、91为套壳、92为伸缩杆。

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。

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。

实施例

图1为自动落锤激振器的示意图，如图1所示，所述自动落锤激振器包括一端设有开口33并向内延伸形成收容空间的壳体3、部分收容于所述收容空间内的中轴杆2以及收容于所述收容空间的穿心锤4、挂钩组件6和弹性件7；所述中轴杆沿壳体3长度方向设置，并包括相对设置的第一端部23和第二端部24，所述第一端部23位于所述收容空间内，所述第二端部24露出于所述壳体3；所述穿心锤4套设于所述中轴杆2上并通过挂钩组件6挂设于所述中轴杆2的第一端部23上，所述弹性件7连接着壳体3内壁与所述中轴杆的第一端部23，所述壳体内壁上对应所述挂钩组件处设有脱钩触点8，所述第二端部24设有锤头。

所述弹性件7与所述中轴杆2同向设置；所述中轴杆2还包括靠近所述第一端部23设置的第一本体部21以及靠近所述第二端部24设置的第二本体部22，所述第一本体部21的直径与所述穿心锤4的空心直径匹配，所述第二本体部22的直径与所述穿心锤4底端的直径匹配。

所述壳体3包括远离所述开口设置的第一腔室31以及靠近所述开口设置的第二腔室32，所述第一腔室31的内径与所述穿心锤4的外径匹配，所述第二腔室32的内径大于所述第二本体部22的直径且小于所述穿心锤4底部的外径，所述开口33的内径与所述第二本体部22的直径匹配，所述第一腔室31和第二腔室32的连接处形成用于承接所述穿心锤4的环状平台。

所述锤头1与所述第二端部24可拆卸连接，所述锤头1为橡胶锤头或尼龙锤头。所述锤头1与所述第二端部24通过螺纹连接，所述锤头1为橡胶锤头或尼龙锤头，可避免锤头1对桩顶产生连击。所述顶部为远离桩顶方向，所述底部为靠近桩顶的方向。

所述穿心锤4的重量可以根据实际检测要求进行选择，同样的对应的锁扣部613也可根据承受作用力情况进行对应调整。

所述弹性件7为弹簧，所述弹簧的一端与所述壳体3顶壁连接，一端与所述中轴杆2顶部连接；所述第一连接件62为压缩弹簧，所述压缩弹簧一端与所述挂钩组件6连接，一端与所述中轴杆顶部连接。

图7为挂钩组件的示意图，如图7所示，所述挂钩组件6包括设于所述第一端部23上的挂钩61和连接所述挂钩61与所述第一端部23的第一连接件62，也即所述挂钩设于所述第一端部23顶部与所述壳体3顶壁间；所述挂钩61包括与水平设置的水平部611和自所述水平部一端向下延伸设置的竖直部612，也即所述水平部与所述第一端面23的顶面平行设置，所述竖直部与所述水平部611一端垂直设置，所述竖直部612靠近所述穿心锤4的一侧设置有与所述穿心锤4锁扣的锁扣部613，所述竖直部612贯穿所述第一端部23，所述第一端部23上设置有供所述竖直部612穿过的通孔；所述第一连接件62设于所述第一端部23远离通孔的一端；所述第一端部23顶侧对应所述水平部611中间区域设有支点5。所述支点5对所述水平部611起到支承作用，为所述水平部611的旋转提供支点。

所述通孔的截面面积大于所述竖直部612的截面面积，所述通孔既为所述竖直部612的位置变化提供空间，又对所述竖直部的旋转起到限位作用，进而对所述竖直部连接的水平部的旋转角度进行限定，防止挂钩组件6由通孔处脱出。

所述脱钩触点8与所述第一连接件62对应设置。所述的对应设置指的是所述脱钩触点与所述第一连接件62设置于所述支点的同一侧，当所述水平部与所述脱钩触点8相接触并且所述脱钩触点8对所述水平部产生作用力，使得所述第一连接件62受力压缩，此时所述水平部611由于杠杆原理，使得设有竖直部612的一端翘起，从而使得所述锁扣部613与所述穿心锤4脱离连接，所述穿心锤下落。

所述穿心锤4的上端设置有用于与所述锁扣部613配合的凸沿。

图2为实施例1所述锁扣部的示意图，如图2所示，所述锁扣部613包括与所述竖直部612连接的柔性臂以及设置于所述柔性臂靠近所述凸沿一端的滑轮。当所述水平部611受力发生倾斜后，所述柔性臂在受力后变形，加速穿心锤与所述挂钩组件6的脱离，使得穿心锤4能够顺利下落；所述滑轮起到导向作用，减小柔性臂与所述穿心锤的凸沿之间的作用力。所述锁扣部613与所述凸沿倾斜角度相同。

实施例

本实施例与实施例1相比较，区别在于本实施例中锁扣部613的结构与实施例1中所述锁扣部613结构不同。图3为实施例2所述锁扣部的示意图，如图3所示，所述锁扣部613与所述凸沿倾斜角度相同，且所述锁扣部613与所述凸沿靠近的一侧设置有弹片；所述锁扣部613与所述凸沿倾斜角度相同。当挂钩组件6的水平部611靠近壳体3顶壁，并受到脱钩触点8的作用力发生倾斜后，所述水平部611远离所述脱钩触点8的一端，即与竖直部612连接的一端向靠近所述壳体3顶壁的方向倾斜后，所述锁扣部613与穿心锤4上的凸沿配合的角度发生变化，当所述凸沿与锁扣部上的弹片接触后，挤压弹片，使得弹片受压凹陷，在凸沿与锁扣部间形成一定的避让空间，加快了穿心锤与挂钩组件的脱离速度。

实施例

本发明上述实施例中所述自动落锤激振器，还可包括套设于所述壳体3外部的、用于推拉所述壳体3的动力套筒9；图6为所述动力套筒的示意图，如图6所示，所述动力套筒9包括套壳91以及设置于所述套壳91顶部的伸缩杆92，所述伸缩杆92与所述壳体3的顶部通过连接件连接。所述伸缩杆92为电动伸缩杆；所述壳体3顶部设置有与所述伸缩杆92连接的把手，所述连接件一端与所述把手连接、另一端与所述伸缩杆底端连接。

本发明所述自动落锤激振器的操作方法及工作原理如下所述：

初始状态：中轴杆2以及与所述中轴杆连接的锤头1的中心轴与桩顶平面垂直设置，弹性件7处于自然放松状态，所述穿心锤4与所述挂钩组件6连接，且所述穿心锤4与所述壳体3顶壁的距离最远，所述第一连接件62处于自然放松状态，所述挂钩组件6的水平部611与第一端部23平行，所述竖直部612与所述穿心锤4的中心轴线平行。

操作过程：向下按压壳体3，使得壳体3向着靠近桩顶所处平面的方向移动，使得弹性件7受压收缩，所述壳体3沿着与所述中轴杆2中心轴平行的方向滑移，使得所述中轴杆2插入所述壳体3内部的长度增大，即锤头1与壳体3顶壁间的距离减小。图4为所述壳体下压状态的示意图，如图4所示，当脱钩触点8与水平部611接触，且未使得第一连接件62受力收缩时，所述第二端部24靠近所述壳体3的底端，所述挂钩组件6带动穿心锤4位于第一腔室31的上部，水平部611与第一端部23平行，所述竖直部612与所述中轴杆2的中心轴平行。

继续下压壳体3，脱钩触点8对与其相邻的水平部的一端的作用力增大，使得第一连接件62受力收缩，使得水平部611绕支点5旋转，所述竖直部612带动锁扣部613与穿心锤4的配合角度发生变化，使得锁扣部613由穿心锤4的凸沿脱出，最终使得所述穿心锤4在自身重力的作用下朝锤头方向落下。图5为所述穿心锤落下后的状态示意图，如图5所示，壳体3被下压至最下方，弹性件7处于压缩状态，第一连接件62处于压缩状态，水平部611倾斜，所述穿心锤下落至第一腔室31与第二腔室32的连接处，所述穿心锤4的底端对第二本体部22产生作用力，使得第二本体部22带动锤头1对桩顶产生作用力。

撤销对壳体3的下压作用力，使得弹性件7回弹至初始状态，第一连接件62也恢复到自然放松状态，水平部611与第一端部23保持水平，锤头1远离壳体3顶壁，锁扣部613再次与穿心锤的凸沿配合连接。

通过对壳体3的多次按压，可实现对桩顶的多次锤击。

若使用动力套筒9，对壳体3的下压工作则由伸缩杆92的伸长实现；所述动力套筒9由连接架进行固定连接，防止了壳体3在操作过程中发生倾斜，提高了自动落锤激振器操作的稳定性以及自动化程度。

以上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。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (3)

1.一种自动落锤激振器，其特征在于，包括一端设有开口（33）并向内延伸形成收容空间的壳体（3）、部分收容于所述收容空间内的中轴杆（2）以及收容于所述收容空间的穿心锤（4）、挂钩组件（6）和弹性件（7）；所述中轴杆沿壳体（3）长度方向设置，并包括相对设置的第一端部（23）和第二端部（24），所述第一端部（23）位于所述收容空间内，所述第二端部（24）露出于所述壳体（3）；所述穿心锤（4）套设于所述中轴杆（2）上并通过挂钩组件（6）挂设于所述中轴杆（2）的第一端部（23）上，所述弹性件（7）连接着壳体（3）内壁与所述中轴杆的第一端部（23），所述壳体内壁上对应所述挂钩组件处设有脱钩触点（8），所述第二端部（24）设有锤头；

所述弹性件（7）与所述中轴杆（2）同向设置；所述中轴杆（2）还包括靠近所述第一端部（23）设置的第一本体部（21）以及靠近所述第二端部（24）设置的第二本体部（22），所述第一本体部（21）的直径与所述穿心锤（4）的空心直径匹配，所述第二本体部（22）的直径与所述穿心锤（4）底端的直径匹配；所述壳体（3）包括远离所述开口设置的第一腔室（31）以及靠近所述开口设置的第二腔室（32），所述第一腔室（31）的内径与所述穿心锤（4）的外径匹配，所述第二腔室（32）的内径大于所述第二本体部（22）的直径且小于所述穿心锤（4）底部的外径，所述开口（33）的内径与所述第二本体部（22）的直径匹配，所述第一腔室（31）和第二腔室（32）的连接处形成用于承接所述穿心锤（4）的环状平台；

所述挂钩组件（6）包括设于所述第一端部（23）上的挂钩（61）和连接所述挂钩（61）与所述第一端部（23）的第一连接件（62）；所述挂钩（61）包括水平设置的水平部（611）和自所述水平部一端向下延伸设置的竖直部（612），所述竖直部（612）靠近所述穿心锤（4）的一侧设置有与所述穿心锤（4）锁扣的锁扣部（613），所述竖直部（612）贯穿所述第一端部（23），所述第一端部（23）上设置有供所述竖直部（612）穿过的通孔；所述第一连接件（62）设于所述第一端部（23）远离通孔的一端；所述第一端部（23）顶侧对应所述水平部（611）中间区域设有支点（5）；

所述穿心锤（4）的上端设置有用于与所述锁扣部（613）配合的凸沿；

所述锁扣部（613）包括与所述竖直部（612）连接的柔性臂以及设置于所述柔性臂靠近所述凸沿一端的滑轮；

或者所述锁扣部（613）与所述凸沿倾斜角度相同，且所述锁扣部（613）与所述凸沿靠近的一侧设置有弹片；

还包括套设于所述壳体（3）外部的、用于推拉所述壳体（3）的动力套筒（9），所述动力套筒（9）包括套壳（91）以及设置于所述套壳（91）顶部的伸缩杆（92），所述伸缩杆（92）与所述壳体（3）的顶部通过连接件连接。

2.根据权利要求1所述一种自动落锤激振器，其特征在于，所述锤头（1）与所述第二端部（24）可拆卸连接，所述锤头（1）为橡胶锤头或尼龙锤头。

3.根据权利要求1所述一种自动落锤激振器，其特征在于，所述脱钩触点（8）与所述第一连接件（62）对应设置。

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