CN204902993U - 一种自平衡滚动式运动传感器装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种自平衡滚动式运动传感器装置，包括传感器(1)，硬质轮轴(4)的两端均光滑连接有硬质滚动轮(2)，所述的传感器(1)通过自重保持其耦合方向垂直于介质表面或平行于介质表面刚性固定在所述的硬质轮轴(4)的中间。硬质滚动轮(2)在介质表面滚动行走时，硬质轮轴(4)不转动，传感器(1)通过自身重力保持其耦合方向垂直于或平行于介质表面，滚动轮沿面与所行驶的介质表面耦合，间接将震动信号传递到安装在硬质轮轴(4)上的传感器(1)上。该传感器(1)在运动中通过自重保持传感器耦合方向，在滚动前行中实现连续地震波信号响应，为震动信号采集提供持续模拟信号，是一种适用于路基隐患或混凝土结构体质量连续检测的关键部件。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种运动传感器装置，特别是涉及一种自平衡滚动式运动传感器装置。
背景技术
钢筋混凝土构建以及交通线路竣工验收以及后期运营养护中，面层下病害隐患探测与安全评估，事关相关结构的使用安全和运行寿命，受到业界广泛重视。
钢筋混凝土或路基下覆隐患探测中的弹性波勘探能直观反应介质结构的力学性质和结构状态，受到物探界广泛应用。由于存在传感器在介质表面运动耦合难题，面波或地震勘探等弹性波勘探应用受到很大局限，作业效率低，无法形成机械化或自动化作业，不适合现场工程要求。
传统的接触式传感器在运动中固定耦合主要有轮式滚动式耦合方式和链式滚动耦合方式，但前者其耦合方向需要支撑保障其耦合方向，后者属于多个传感器循环耦合方式，其运动中耦合保障有难度。如果能有简便易行的方式，对检测系统机械化或自动化有重要价值。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能保证传感器平稳移动且与介质表面不间断耦合的自平衡滚动式运动传感器装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供的自平衡滚动式运动传感器装置，包括传感器，硬质轮轴的两端均光滑连接有硬质滚动轮，所述的传感器通过自重保持其耦合方向垂直于介质表面或平行于介质表面刚性固定在所述的硬质轮轴的中间。
所述的传感器是磁电式传感器或压电式传感器。
所述的传感器是单分量、二分量或多分量传感器。
所述的硬质滚动轮是两个或多个通过所述的硬质轮轴对称安装形成传感器支架。
所述的硬质滚动轮与所述的硬质轮轴之间通过轴承光滑连接。
所述的硬质滚动轮和/或所述的硬质轮轴上贴附有吸声材料。
所述的吸声材料为海棉。
所述的硬质滚动轮为辐条式硬质滚动轮，由轮轴沿面和硬质辐条组成。
所述的硬质滚动轮为有孔模式硬质滚动轮，所述的有孔模式硬质滚动轮上设有消声孔。
所述的硬质滚动轮的滚动轮沿面上设有小齿。
采用上述技术方案的自平衡滚动式运动传感器装置，传感器刚性固定在两个硬质滚动轮的轮轴硬质轮轴中间，硬质轮轴与硬质滚动轮之间通过轴承连接，硬质滚动轮在介质表面滚动行走时，硬质轮轴不转动，传感器通过自重保持其耦合方向垂直介质表面或平行介质表面；滚动轮沿面与所行驶的介质表面耦合，间接将震动信号传递到安装在硬质轮轴上的传感器。
硬质滚动轮及硬质轮轴为钢、铝合金等高硬度材料制成。
所述的传感器相对介质表面的耦合方向可以通过传感器在轮轴上的固定方向设置成垂直耦合和平行耦合。
考虑到刚性介质对可能存在的声波噪声产生响应，硬质滚动轮或硬质轮轴上贴附有吸声材料。
硬质滚动轮为辐条式或有孔模式，以减小空气声波干扰。
根据介质表面光洁度的不同，在稍软介质表面作业时硬质滚动轮的滚动轮沿面上有小齿或贴附装置，保证硬质滚动轮运动正常。
由于有重力垂直向下的自平衡力，从而保证了传感器的耦合方向或垂直于介质表面或平行于介质表面，传感器整体在滚动前移中，该耦合方向一直不变。安装固定在硬质滚动轮的硬质轮轴上，指向所需耦合方向，硬质滚动轮通过轴-轮滚动装置绕硬质轮轴旋转滚动过程中，硬质轮轴相对固定，保证传感器的耦合方向不变。
本实用新型从根本上解决了传感器平稳移动以及与介质表面不间断耦合难题。在混凝土结构表面实施无损检测时，震动传感器可以避开钢筋的电磁干扰，形成可靠的探测数据；在交通线路路基隐患探测时，可以作为车载式连续检测的重要部件，为工程领域质量安全检测提供一种简便可靠手段。
综上所述，本实用新型是一种能保证传感器平稳移动且与介质表面不间断耦合的自平衡滚动式运动传感器装置。
附图说明
图1是运动传感器结构暨自平衡滚动式传感器耦合方式垂直于介质表面时的结构示意图。
图2是自平衡滚动式传感器耦合方式平行于介质表面时的结构示意图。
图3是第一种硬质滚动轮的侧面装配示意图。
图4是第二种硬质滚动轮的侧面装配示意图。
图5是第三种硬质滚动轮的侧面装配示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。参见图1、图2和图3，自平衡滚动式运动传感器装置及其使用方法，传感器1刚性固定在两个硬质滚动轮2之间的硬质轮轴4的中间，硬质轮轴4与硬质滚动轮2之间通过轴承5连接，硬质滚动轮2在介质表面6上滚动行走时，硬质轮轴4不转动，传感器1通过自重保持其耦合方向垂直于介质表面6或平行于介质表面6；硬质滚动轮2的滚动轮沿面3与所行驶的介质表面6耦合，间接将震动信号传递到安装在硬质轮轴4上的传感器1上。为避免噪声对硬质滚动轮2的轮面的干扰，在硬质滚动轮2的轮面上贴附有吸声材料8，吸声材料8为海绵。
参考图3、图4和图5，由于硬质滚动轮2为硬质材料做成，当空气中有声波时会成为一个声波接收面，因此硬质滚动轮2或硬质轮轴4上贴附有吸声材料8。硬质滚动轮2是传递介质表面震动的关键部件，硬质滚动轮2做成辐条式硬质滚动轮，辐条式硬质滚动轮由轮轴沿面7和硬质辐条9组成；或硬质滚动轮2为有孔模式硬质滚动轮，有孔模式硬质滚动轮上设有消声孔10，既可以减轻硬质滚动轮2的重量，又可以减小空气声波干扰；不少介质表面稍软或有较多灰土覆盖时，若不便清洁表面，将滚动轮沿面3上装上小齿11或贴附装置，避免打滑和减小硬质滚动轮2滚动时滚动轮沿面3与介质表面6的滚动摩擦噪声。
该传感器1在运动中通过自重保持传感器耦合方向，在滚动前行中实现连续震动信号响应，为震动信号采集提供持续模拟信号，是一种适用于路基隐患或混凝土结构体质量连续检测的关键部件。
Claims (10)
1.一种自平衡滚动式运动传感器装置，包括传感器(1)，其特征是：硬质轮轴(4)的两端均光滑连接有硬质滚动轮(2)，所述的传感器(1)通过自重保持其耦合方向垂直于介质表面或平行于介质表面刚性固定在所述的硬质轮轴(4)的中间。
2.根据权利要求1所述的自平衡滚动式运动传感器装置，其特征是：所述的传感器(1)是磁电式传感器或压电式传感器。
3.根据权利要求1或2所述的自平衡滚动式运动传感器装置，其特征是：所述的传感器(1)是单分量、二分量或多分量传感器。
4.根据权利要求1或2所述的自平衡滚动式运动传感器装置，其特征是：所述的硬质滚动轮(2)是两个或多个通过所述的硬质轮轴(4)对称安装形成传感器支架。
5.根据权利要求1或2所述的自平衡滚动式运动传感器装置，其特征是：所述的硬质滚动轮(2)与所述的硬质轮轴(4)之间通过轴承(5)光滑连接。
6.根据权利要求1或2所述的自平衡滚动式运动传感器装置，其特征是：所述的硬质滚动轮(2)和/或所述的硬质轮轴(4)上贴附有吸声材料(8)。
7.根据权利要求6所述的自平衡滚动式运动传感器装置，其特征是：所述的吸声材料(8)为海棉。
8.根据权利要求1或2所述的自平衡滚动式运动传感器装置，其特征是：所述的硬质滚动轮(2)为辐条式硬质滚动轮，由轮轴沿面(7)和硬质辐条(9)组成。
9.根据权利要求1或2所述的自平衡滚动式运动传感器装置，其特征是：所述的硬质滚动轮(2)为有孔模式硬质滚动轮，所述的有孔模式硬质滚动轮上设有消声孔(10)。
10.根据权利要求1或2所述的自平衡滚动式运动传感器装置，其特征是：所述的硬质滚动轮(2)的滚动轮沿面(3)上设有小齿(11)。
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| CN107390263A (zh) * | 2017-06-27 | 2017-11-24 | 中国地震局工程力学研究所 | 井下传感器正交保持自调平装置 |
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