CN116183415A - 一种回弹式硬度检测设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及检测设备技术领域，具体涉及一种回弹式硬度检测设备，包括弹击杆、弹击拉簧、弹击锤、导杆、筒体、显示仪和触发单元，在弹击杆抵接至混凝土表面，调整筒体处于倾斜状态，转动触发块预设角度，在推动筒体向混凝土靠近的过程中，弹击拉簧逐渐被拉伸，且在弹击锤抵接至螺旋套时，弹击拉簧开始复位，弹击拉簧的弹性势能加上弹击锤自身的重力势能共同作为弹击锤撞击弹击杆的初始能量，则筒体在水平状态时，弹击锤撞击弹击杆的初始能量为弹击拉簧自身的弹性势能，在调整触发块的角度后，确保筒体在水平状态和倾斜状态时，弹击锤撞击弹击杆的初始能量相同，进而确保对混凝土墙体硬度的检测数据更加准确。

Description

一种回弹式硬度检测设备

技术领域

本发明涉及检测设备技术领域，具体涉及一种回弹式硬度检测设备。

背景技术

随着我国城市化进程的不断推进，城市建设中回弹式硬度检测设备应用已越来越广泛。回弹式硬度检测设备主要用于检测一般建筑构件、桥梁构件等各种混凝土结构的强度。现有的回弹式硬度检测设备通常为回弹仪，常规的回弹仪包括筒体和弹击锤，弹击锤上固定设置有弹击杆，筒体上具贯穿筒体的贯穿孔，贯穿孔内安装有能够沿筒体轴线滑动的弹击杆，弹击锤与筒体的内端之间通过弹击拉簧连接，弹击杆沿贯穿孔滑动时能够对弹击拉簧进行蓄力，在弹击拉簧拉伸预设长度时，弹击拉簧开始复位，弹击拉簧的复位牵引弹击锤对弹击杆进行敲击，敲击弹击锤后并反弹，根据弹击锤反弹的距离判断混凝土的强度。

非水平使用回弹仪时，弹击拉簧复位时需要对弹击锤的重力进行作用，导致弹击锤对弹击杆进行敲击后回弹的距离发生变化，导致对混凝土强度的检测不准确。

发明内容

本发明提供一种回弹式硬度检测设备，以解决现有的回弹仪检测混凝土强度不准确的问题。

本发明的一种回弹式硬度检测设备采用如下技术方案：

一种回弹式硬度检测设备，包括弹击杆、弹击拉簧、弹击锤、导杆、筒体、显示仪和触发单元；

筒体内部中空，筒体具有上端和下端；弹击杆同轴贯穿筒体的下端，筒体的下端固定设置有连接块，连接块同轴滑动连接于弹击杆；导杆同轴设置于筒体内部，导杆的下端连接于弹击杆的上端；弹击锤滑动套设于导杆上，弹击拉簧的两端分别连接于弹击锤和连接块；显示仪用于显示弹击锤撞击弹击杆后沿导杆滑动的最大距离；触发单元包括触发块，触发块同轴贯穿筒体的上端，触发块与筒体转动连接，触发块的下端同轴固定设置有螺旋套，螺旋套的下端面为螺旋端面，螺旋套的下端面的任意位置均能够触发弹击锤沿导杆滑动。

进一步地，还包括锁止单元，锁止单元用于阻碍弹击锤在导杆上滑动，在螺旋套的下端面抵接锁止单元时，使锁止单元解除对弹击锤在导杆上滑动的阻碍。

进一步地，锁止单元包括锁止杆和锁止钩；导杆的上端固定设置有支撑盘，支撑盘与筒体内周壁滑动连接；弹击锤的上端固定设置有凸台；锁止杆中部与支撑盘转动连接，锁止杆的一端与支撑盘之间设置有第一弹性件；锁止钩与锁止杆的一端固定连接，锁止钩能够扣接凸台，锁止钩扣接凸台时，弹击锤不能沿导杆滑动；在触发块向支撑盘靠近的过程中，螺旋套能够对锁止杆进行挤压。

进一步地，触发块与筒体之间设置有摩擦套，使触发块不能自主在筒体上转动。

进一步地，支撑盘与筒体的上端面之间固定连接有复位件，复位件用于驱动支撑盘恢复至初始位置。

进一步地，筒体的上端面固定设置有第一刻度线，第一刻度线绕触发块周向均匀分布。

进一步地，显示仪为显示块，筒体周壁设置内外贯穿的滑槽，滑槽沿筒体的轴线方向延伸，显示块滑动设置于滑槽内，在弹击锤敲击弹击杆后沿导杆的向上滑动，显示块同步沿滑槽滑动。

进一步地，筒体的周壁上设置有第二刻度线，第二刻度线处于滑槽的一侧。

进一步地，上述的一种回弹式硬度检测设备，能够执行以下步骤：

S100：控制筒体处于倾斜状态；

S200：转动触发块预设角度，改变弹击拉簧的最大拉伸长度；

S300：读取显示仪的数据；

S400：根据弹击锤的重量，通过计算得出在没有弹击锤重力的影响下，显示仪应有的数据；

S500：重复进行多次测量，确定出实验数据的准确性。

进一步地，在步骤400之后还包括：

S410：根据显示仪上的实际数据，计算得出弹击杆抵接混凝土时，弹击锤对弹击杆敲击过程中的第一能量损耗比；

S420：通过计算出的第一能量损耗比和显示仪上应有的数据，计算出在筒体保持原有倾斜状态时，弹击锤在敲击弹击杆前弹击拉簧的形变量；

S430：转动触发块适当角度，改变弹击拉簧的最大拉伸长度等于S420中计算出的弹击锤在敲击弹击杆前弹击拉簧的形变量，并读取显示仪的实际数据；

S440：对比S430中显示仪中读取的实际数据与S400中显示仪应有的数据进行对比。

本发明的有益效果是：本发明的一种回弹式硬度检测设备包括弹击杆、弹击拉簧、弹击锤、导杆、筒体、显示仪和触发单元，在弹击杆抵接至混凝土表面，调整筒体处于倾斜状态，转动触发块预设角度，螺旋套距离弹击锤之间的距离减小，则在推动筒体向混凝土靠近的过程中，弹击拉簧逐渐被拉伸，且在弹击锤抵接至螺旋套时，弹击拉簧开始复位，弹击拉簧的弹性势能加上弹击锤自身的重力势能共同作为弹击锤撞击弹击杆的初始能量，则筒体在水平状态时，弹击锤撞击弹击杆的初始能量为弹击拉簧自身的弹性势能，在调整触发块的角度后，确保筒体在水平状态和倾斜状态时，弹击锤撞击弹击杆的初始能量相同，进而确保对混凝土墙体硬度的检测数据更加准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种回弹式硬度检测设备的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的一种回弹式硬度检测设备另一视角的结构示意图；

图3为本发明另一实施例提供的一种回弹式硬度检测设备的俯视图；

图4为图3中A-A方向的剖视图；

图5为图4中B处的局部放大图。

图中：110、筒体；120、弹击杆；130、连接块；140、导杆；150、弹击锤；151、凸台；160、弹击拉簧；210、触发块；220、螺旋套；230、把手；310、锁止杆；320、锁止钩；330、第一导轨；340、支撑盘；410、显示块；420、滑槽；510、复位弹簧。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1至图5所示，本发明实施例提供的一种回弹式硬度检测设备包括弹击杆120、弹击拉簧160、弹击锤150、导杆140、筒体110、显示仪、触发单元和锁止单元。

筒体110内部中空，筒体110中空的内部为安装腔，筒体110竖直设置，使得筒体110具有上端下端，筒体110的上端设置有连通安装腔的第一开口，筒体110的下端设置有连通安装腔的第二开口。弹击杆120穿过第二开口向安装腔内部延伸，弹击杆120与筒体110同轴设置。第二开口处固定设置有连接块130，连接块130与弹击杆120侧壁滑动连接。导杆140同轴设置于安装腔内部，导杆140的下端与弹击杆120的上端固定连接，弹击杆120的直径大于导杆140的直径，导杆140与弹击杆120同轴设置。弹击锤150具有一定的重量，弹击锤150同轴套设于导杆140的外侧，弹击锤150能够沿导杆140上下滑动。弹击拉簧160同轴设置于安装腔内，弹击拉簧160的上端固定连接于弹击锤150的下端面，弹击拉簧160的下端固定连接于连接块130。

触发单元包括触发块210，触发块210呈圆柱状，触发块210与筒体110同轴设置，触发块210的上端转动连接于第一开口的侧壁，触发块210的下端同轴固定设置有螺旋套220，螺旋套220的下端为螺旋端面，在弹击锤150向触发块210靠近的过程中，螺旋套220的下端面的任意位置均能够触发弹击拉簧160复位，使得弹击拉簧160牵引弹击锤150沿导杆140滑动。

锁止单元用于阻碍弹击锤150在导杆140上滑动，且在螺旋套220的下端面抵接锁止单元时，锁止单元解除对弹击锤150在导杆140上滑动的阻碍。具体地，锁止单元包括锁止杆310和锁止钩320。弹击锤150的上端固定设置有凸台151。筒体110的内周壁设置有第一导轨330，第一导轨330沿筒体110的轴线方向延伸，导杆140的上端固定设置有支撑盘340，支撑盘340沿第一导轨330滑动设置，且支撑盘340与导杆140同轴设置，支撑盘340上设置有上下贯穿的转动槽。锁止杆310设置于转动槽内，且锁止杆310的中部与转动槽侧壁转动连接，锁止杆310的一端与支撑盘340之间设置有第一弹性件，第一弹性件为第一弹簧，第一弹簧处于原长时，锁止杆310处于倾斜状态。锁止钩320固定连接于锁止杆310的端部，在初始状态时，第一弹簧处于原长，锁止钩320处于锁止杆310较低的一端，且锁止钩320扣接弹击锤150上端的凸台151，在锁止钩320扣接凸台151时，弹击锤150不能沿导杆140滑动，在触发块210向支撑盘340靠近的过程中，螺旋套220的下端面任意一个点均能够对锁止杆310进行挤压，使得锁止钩320脱离扣接凸台151。

显示仪用于显示弹击锤150撞击弹击杆120后沿导杆140滑动的最大距离。具体地，显示仪能够是显示块410，筒体110周壁设置内外贯穿的滑槽420，滑槽420沿筒体110的轴线方向延伸，显示块410滑动设置于滑槽420内，在弹击锤150敲击弹击杆120后沿导杆140向上滑动，显示块410同步沿滑槽420滑动，筒体110的外侧壁设置有第二刻度线，第二刻度线处于滑槽420的一侧，便于对显示块410沿滑槽420滑动的距离进行读数。

在另一实施例中，显示仪还能够是显示器，筒体110侧壁设置有安装槽，显示器设置于安装槽内。导杆140上设置有位置感应器，在弹击锤150敲击弹击杆120后沿导杆140的向上滑动时，位置感应器检测弹击锤150下端距离弹击杆120上端之间的距离，位置感应器检测到的弹击锤150下端距离弹击杆120上端之间的最大数据在显示器上显示。

在另一实施例中，触发块210与筒体110的第一开口之间设置有摩擦套，使触发块210不能自主在筒体110上转动。触发块210的上端固定设置有把手230，在触发块210需要转动时，工作人员转动把手230。进一步地，筒体110的上端面固定设置有第一刻度线，第一刻度线绕第一开口周向均匀分布，在触发块210转动不同角度时，螺旋套220的下端面与锁止杆310之间的距离不同，工作人员能够通过第一刻度线快速读取转动触发块210的角度。

在另一实施例中，支撑盘340与筒体110的上端面之间固定连接有复位件，复位件为复位弹簧510，初始状态时，复位弹簧510处于原长状态，锁止钩320处于扣接凸台151的状态，另一方面，复位弹簧510能够驱动支撑盘340恢复至初始位置。

在另一实施例中，第一导轨330为光滑的表面，支撑盘340在第一导轨330上滑动时，支撑盘340与第一导轨330之间的滑动摩擦力极小，提高对混凝土强度的检测精度。

本发明实施例提供的一种回弹式硬度检测设备能够执行以下步骤：

S100：控制筒体110处于倾斜状态。筒体110的倾斜状态是指：筒体110的轴线与水平线存在夹角。

S200：转动触发块210预设角度，改变弹击拉簧160的最大拉伸长度。触发块210转动预设角度后，相较于未转动触发块210的状态，触发块210下端固定连接螺旋套220与锁止杆310端部的最短直线距离变短，则弹击拉簧160的最大拉伸长度变短，确保在筒体110倾斜状态时弹击锤150撞击弹击杆120的能量等于筒体110在水平状态时弹击锤150撞击弹击杆120的能量。

S300：读取显示仪的数据。在复位弹簧510的弹性势能加上弹击锤150的重力势能的共同作用下，弹击锤150撞击弹击杆120后开始反弹，弹击锤150沿导杆140滑动的最远距离在显示仪上显示，此时显示仪显示的数据为H₁。

S400：根据弹击锤150的重量，通过计算得出在没有弹击锤150重力的影响下，显示仪应有的数据。根据能量守恒定律进行计算，公式为：MgH₁+½KH₁ ²=½KH₀ ²，其中M为弹击锤150的质量，g为重力加速度，K为弹击拉簧160的弹性系数，H₀为弹击拉簧160的形变量。根据筒体110的轴线与竖直线的夹角计算出在弹击锤150在回弹过程中，弹击锤150回弹的能量克服弹击锤150重量所做的功，并计算出弹击锤150在没有重力影响下弹击锤150的预计回弹高度，即显示仪应显示的数据，显示仪应有的数据为H₀，将显示仪应有数据H₀与筒体110在水平状态时弹击锤150撞击弹击杆120后显示仪中显示的实际数据H₁进行对比分析。

S500：重复进行多次测量，确定出实验数据的准确性，避免实验数据存在偶然性。在对混凝土检测时，记录出显示仪显示的多个实际数据H₁，并将每个实际数据H₁与H₀进行逐个对比分析，确定出混凝土的强度。

在另一实施例中，在步骤400之后还包括：

S410：根据显示仪上的实际数据，计算得出弹击杆120抵接混凝土时，弹击锤150对弹击杆120敲击过程中的第一能量损耗比。在已知弹击拉簧160的最大拉伸强度的前提下，即已知弹击拉簧160在敲击弹击杆120之前的形变量，此时弹击拉簧160的形变量为H₄，根据显示仪上读取的实际数据，此时显示仪上读取的实际数据为H₂，根据能量守恒定律，公式为：MgH₄+½KH₄ ²=（MgH₂+½KH₂ ²）/α，其中α为弹击锤150对弹击杆120敲击过程中的能量损耗比，此时的能量损耗比为第一能量损耗比α₁。

S420：通过计算出的第一能量损耗比α₁和显示仪上应有的数据H₀，根据能量守恒定律，公式为：（MgH₀+½KH₀ ²）/α₁=MgH₃+½KH₃ ²，计算出在筒体110保持原有倾斜状态时，弹击锤150在敲击弹击杆120之前弹击拉簧160的形变量H₃；

S430：转动触发块210适当角度，改变弹击拉簧160的最大拉伸长度等于S420中计算出的弹击锤150在敲击弹击杆120前弹击拉簧160的形变量为H₃，并读取显示仪的实际数据，此时显示仪的实际数据为H₅。在调整好触发块210的角度后，保持筒体110原有角度，弹击锤150对弹击杆120敲击后的回弹高度H₅在显示仪上显示。

S440：对比S430中显示仪中读取的实际数据H₅与S420中显示仪应有的数据H₀进行对比。每次对混凝土检测时，弹击杆120撞击混凝土时的能量损耗比均不相同，则S430中显示仪显示的实际数据H₅与H₀具有差距。

再次以S430中读取的显示仪的实际数据H₅进行计算，根据公式：MgH₃+½KH₃ ²=（MgH₅+½KH₅ ²）/α₂，计算出弹击锤150对弹击杆120敲击过程中的第二能量损耗比α₂，随后根据第二能量损耗比α₂以及显示仪应有的数据H₀，保持筒体110原有的角度，根据公式：（MgH₀+½KH₀ ²）/α₂=MgH₆+½KH₆ ²，计算出弹击锤150在敲击弹击杆120前弹击拉簧160的形变量为H₆；随后对混凝土进行撞击，并读取显示仪的实际数据H₇，读取到的数据再次与H₀进行对比；直至读取到的实际数据H_n无限接近H₀的数据。

S441：确定出显示仪读取的实际数据H_n无限接近H₀的数据后，并确定出弹击锤150在撞击弹击杆120之前弹击拉簧160的形变量，后续的每次测量，在筒体110的角度未发生变化时，只需判断显示仪的实际数据与H₀的差距即可。

结合上述实施例，本发明实施例提供一种回弹式硬度检测设备的工作过程如下：

工作时，在初始状态时，弹击拉簧160与复位弹簧510均处于原长状态，锁止钩320紧密扣接弹击锤150上固定设置的凸台151。在对混凝土的强度进行检测时，控制弹击杆120处于筒体110外侧的一端抵接混凝土，推动筒体110逐渐向混凝土靠近，弹击拉簧160逐渐被拉伸，复位弹簧510逐渐被挤压发生形变，若筒体110处于水平状态时，锁止杆310的端部抵接至螺旋套220的下端面时，随着筒体110进一步靠近混凝土，锁止杆310发生转动，锁止钩320不再扣接凸台151，在锁止钩320脱离扣接凸台151的瞬间，弹击拉簧160开始复位，弹击锤150的下端开始对弹击杆120进行撞击，弹击锤150撞击弹击杆120后开始反弹，同时弹击锤150撞击弹击杆120时消耗一部分能量，则弹击锤150反弹后沿导杆140滑动的最远距离在显示仪上显示。

在记录显示仪上显示的数据之后，拉动筒体110逐渐远离混凝土，在复位弹簧510的作用下，弹击杆120逐渐向外伸出，直至弹击锤150上固定设置的凸台151再次被锁止钩320扣接，使得弹击锤150不能在导杆140上滑动。

在筒体110不处于水平状态时，转动触发块210一定角度，使得锁止杆310端部距离螺旋套220的螺旋端面的最短距离减小，则在推动筒体110向混凝土靠近的过程中，弹击拉簧160的最大拉伸长度减小，在弹击块重力的作用下，弹击块的重力沿导杆140的轴线方向具有一定的分力，确保弹击拉簧160的弹性势能加上弹击块重力沿导杆140的轴线方向的分力之和等于筒体110处于水平状态时弹击拉簧160的弹性势能，进一步保证弹击锤150撞击弹击杆120的能量保持一致，提高检测混凝土强度的准确性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种回弹式硬度检测设备，其特征在于：包括弹击杆、弹击拉簧、弹击锤、导杆、筒体、显示仪和触发单元；

筒体内部中空，筒体具有上端和下端；弹击杆同轴贯穿筒体的下端，筒体的下端固定设置有连接块，连接块同轴滑动连接于弹击杆；导杆同轴设置于筒体内部，导杆的下端连接于弹击杆的上端；弹击锤滑动套设于导杆上，弹击拉簧的两端分别连接于弹击锤和连接块；显示仪用于显示弹击锤撞击弹击杆后沿导杆滑动的最大距离；触发单元包括触发块，触发块同轴贯穿筒体的上端，触发块与筒体转动连接，触发块的下端同轴固定设置有螺旋套，螺旋套的下端面为螺旋端面，螺旋套的下端面的任意位置均能够触发弹击锤沿导杆滑动。

2.根据权利要求1所述的一种回弹式硬度检测设备，其特征在于：还包括锁止单元，锁止单元用于阻碍弹击锤在导杆上滑动，且在螺旋套的下端面抵接锁止单元时，锁止单元解除对弹击锤在导杆上滑动的阻碍。

3.根据权利要求2所述的一种回弹式硬度检测设备，其特征在于：锁止单元包括锁止杆和锁止钩；导杆的上端固定设置有支撑盘，支撑盘与筒体内周壁滑动连接；弹击锤的上端固定设置有凸台；锁止杆中部与支撑盘转动连接，锁止杆的一端与支撑盘之间设置有第一弹性件；锁止钩与锁止杆的一端固定连接，锁止钩能够扣接凸台，锁止钩扣接凸台时，弹击锤不能沿导杆滑动；在触发块向支撑盘靠近的过程中，螺旋套能够对锁止杆进行挤压。

4.根据权利要求1所述的一种回弹式硬度检测设备，其特征在于：触发块与筒体之间设置有摩擦套，使触发块不能自主在筒体上转动。

5.根据权利要求3所述的一种回弹式硬度检测设备，其特征在于：支撑盘与筒体的上端面之间固定连接有复位件，复位件用于驱动支撑盘恢复至初始位置。

6.根据权利要求1所述的一种回弹式硬度检测设备，其特征在于：筒体的上端面固定设置有第一刻度线，第一刻度线绕触发块周向均匀分布。

7.根据权利要求1所述的一种回弹式硬度检测设备，其特征在于：显示仪为显示块，筒体周壁设置内外贯穿的滑槽，滑槽沿筒体的轴线方向延伸，显示块滑动设置于滑槽内，在弹击锤敲击弹击杆后沿导杆的向上滑动，显示块同步沿滑槽滑动。

8.根据权利要求7所述的一种回弹式硬度检测设备，其特征在于：筒体的周壁上设置有第二刻度线，第二刻度线处于滑槽的一侧。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的一种回弹式硬度检测设备，其特征在于：能够执行以下步骤：

S100：控制筒体处于倾斜状态；

S200：转动触发块预设角度，改变弹击拉簧的最大拉伸长度；

S300：读取显示仪的数据；

S400：根据弹击锤的重量，通过计算得出在没有弹击锤重力的影响下，显示仪应有的数据；

S500：重复进行多次测量，确定出实验数据的准确性。

10.根据权利要求9所述的一种回弹式硬度检测设备，其特征在于：在步骤400之后还包括：

S410：根据显示仪上的实际数据，计算得出弹击杆抵接混凝土时，弹击锤对弹击杆敲击过程中的第一能量损耗比；

S420：通过计算出的第一能量损耗比和显示仪上应有的数据，计算出在筒体保持原有倾斜状态时，弹击锤在敲击弹击杆前弹击拉簧的形变量；

S430：转动触发块适当角度，改变弹击拉簧的最大拉伸长度等于S420中计算出的弹击锤在敲击弹击杆前弹击拉簧的形变量，并读取显示仪的实际数据；

S440：对比S430中显示仪中读取的实际数据与S400中显示仪应有的数据进行对比。

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