CN216900380U - 敲击检测设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种敲击检测设备，包括牵引机车和安装在牵引机车上的敲击组件，牵引机车适于带动敲击组件在待检测件上移动；敲击组件包括连接架和安装在连接架上的多个敲击模块，连接架与牵引机车连接，且连接架沿牵引机车的宽度方向延伸设置，多个敲击模块沿连接架的宽度方向依次间隔设置，多个敲击模块均用于向待检测件施加敲击载荷。通过在牵引机车上安装敲击组件，且敲击组件包括沿连接架的宽度方向依次间隔设置的多个敲击模块，实现一个牵引机车拖带多个敲击模块，这样牵引机车单次拖带即可横扫待检测件，相较于现有的单点敲击检测，具有测量点多，点距误差小等优点，可实现对于大面积待检测件的快速、高精度探伤检测。

Description

敲击检测设备

技术领域

本公开涉及道路检测技术领域，尤其涉及一种敲击检测设备。

背景技术

近年来，随着我国经济的迅速发展，道路桥梁建设与老化日益增加，道路内部检测装置的需求日益更盛，道路、无咋轨道、简支T梁制造及其使用过程中，由于各种原因，会造成制造性的或周期震动破坏性的出现空洞或松散腔室，若不能掌握危险腔室的灾变情况，极易导致局部塌陷、断裂。

现有对危险腔室的检测方式主要有以下几种：超声探伤、电磁波探伤、视觉观测、敲击回声探伤等。针对电磁波探伤，探测钢结构内骨架结构时极易被金属影响，从而无法优良应用；针对超声探伤，不易检查形状复杂的工件，要求被检查表面有一定的光洁度，并需要有耦合剂充填满探头和被检查表面之间的空隙，以保证充分的声耦合，对有些粗晶粒的铸件和焊缝，因易产生杂乱反射波而较难应用；针对视觉观测，仅适用于方便通行的位置进行观察，若需观察梁体下部等其他位置，还需装配牵引挂篮，工人站立于挂篮上视觉检测，且其仅适用于表面质量检测；针对锤击回声探伤，现有技术多采用单点敲击，点距误差大，功效低，无法应用于实际高强度、大面积敲击探伤。

因此，亟需提出一种能够对道路、无咋轨道、简支T梁等进行快速、高精度检测的检测设备。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本公开提供了一种敲击检测设备。

本公开提供了一种敲击检测设备，包括牵引机车和安装在所述牵引机车上的敲击组件，所述牵引机车适于带动所述敲击组件在待检测件上的移动；所述敲击组件包括连接架和安装在所述连接架上的多个敲击模块，所述连接架与所述牵引机车连接，且所述连接架沿所述牵引机车的宽度方向延伸设置，多个所述敲击模块沿所述连接架的宽度方向依次间隔设置，多个所述敲击模块均用于向待检测件施加敲击载荷。

可选地，多个所述敲击模块沿所述连接架的宽度方向依次等间距设置。

可选地，所述敲击模块包括驱动机构、敲击头和震动收集器；所述驱动机构与所述敲击头连接，所述驱动机构用于带动所述敲击头敲击待检测件，所述震动收集器与所述敲击头对应设置，所述震动收集器用于收集所述敲击头敲击待检测件产生的声波。

可选地，所述驱动机构和所述敲击头之间连接有弹性减震件，所述驱动机构通过所述弹性减震件带动所述敲击头敲击待检测件。

可选地，所述驱动机构包括伺服电机驱动器和与所述伺服电机驱动器连接的冲击电动缸，所述冲击电动缸具有竖直设置的推杆；所述弹性减震件包括减震弹簧，所述减震弹簧的上端与所述推杆的下端连接，所述减震弹簧的下端与所述敲击头连接，所述震动收集器集成于所述伺服电机驱动器上。

可选地，所述连接架上安装有至少一个第一传感器装置，所述第一传感器装置用于感应待检测件表面的凸起结构或凹坑结构。

可选地，所述第一传感器装置包括第一安装架和安装在所述第一安装架上的第一传感器，所述第一安装架与所述连接架可拆卸地连接。

可选地，所述连接架或所述牵引机车上安装有至少一个第二传感器装置，所述第二传感器装置用于采集所述牵引机车的行驶状态信息。

可选地，所述第二传感器装置的数量为两个，两个所述第二传感器装置分别安装在所述连接架沿宽度方向的两端；所述第二传感器装置包括第二安装架和安装在所述第二安装架上的第二传感器，所述第二安装架与所述连接架连接。

可选地，所述牵引机车包括车架和安装在所述车架底部的多个伺服电机驱动轮。

可选地，所述牵引机车还包括安装在所述车架底部的越野平衡轮，和/或，所述牵引机车还包括安装在所述车架后方的平衡支撑轮。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开提供的敲击检测设备，通过在牵引机车上安装敲击组件，且敲击组件包括沿连接架的宽度方向（也即牵引机车的宽度方向）依次间隔设置的多个敲击模块，实现一个牵引机车拖带多个敲击模块，这样牵引机车单次拖带即可横扫待检测件，相较于现有的单点敲击探伤测试器具，本公开的敲击检测设备具有测量点多，点距误差小等优点，可实现对于大面积待检测件的快速、高精度探伤检测。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而言，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为本公开实施例所述敲击检测设备的主视示意图；

图2为本公开实施例所述敲击检测设备的侧视示意图；

图3为本公开实施例所述敲击检测设备的斜视示意图；

图4为本公开实施例所述敲击检测设备检测无咋轨道板的示意图；

图5为本公开实施例所述敲击检测设备的敲击点面矩阵图例；

图6为本公开实施例所述敲击检测设备的敲击模块的结构示意图；

图7为本公开实施例所述敲击检测设备敲击探伤无咋轨道平直板工况示意图；

图8为本公开实施例所述敲击检测设备敲击探伤无咋轨道平直板的斜视示意图；

图9为本公开实施例所述敲击检测设备敲击探伤无咋轨道承轨台工况示意图；

图10为本公开实施例所述敲击检测设备敲击探伤无咋轨道承轨台的斜视示意图。

其中，1-牵引机车；11-车架；12-伺服电机驱动轮；13-越野平衡轮；14-平衡支撑轮；2-敲击组件；21-连接架；22-敲击模块；221-伺服电机驱动器；222-冲击电动缸；223-减震弹簧；224-敲击头；23-第一安装架；24-第二安装架；3-无咋轨道平直板；4-无砟轨道承轨台。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1至图4所示，本公开实施例提供了一种敲击检测设备，包括牵引机车1和安装在牵引机车1上的敲击组件2，牵引机车1适于带动敲击组件2在待检测件上移动。示例性地，待检测件可以为道路、无咋轨道、简支T梁等。

具体地，如图1、图3和图4所示，敲击组件2包括连接架21和安装在连接架21上的多个敲击模块22，连接架21与牵引机车1连接，且连接架21沿牵引机车1的宽度方向延伸设置，也就是说，牵引机车1的宽度方向即为连接架21的宽度方向；多个敲击模块22沿连接架21的宽度方向依次间隔设置，多个敲击模块22均用于向待检测件施加敲击载荷，从而实现对待检测件进行敲击探伤的目的。

本公开实施例提供的敲击检测设备，通过在牵引机车1上安装敲击组件2，且敲击组件2包括沿连接架21的宽度方向（也即牵引机车1的宽度方向）依次间隔设置的多个敲击模块22，实现一个牵引机车1拖带多个敲击模块22，多个敲击模块22均用于向待检测件施加敲击载荷，这样牵引机车1单次拖带即可横扫待检测件，相较于现有的单点敲击探伤测试器具，本公开的敲击检测设备具有测量点多，点距误差小等优点，可实现对于大面积待检测件的快速、高精度探伤检测。

具体而言，在牵引机车1行驶过程中，各个敲击模块22可持续不断地向待检测件施加敲击载荷，随着牵引机车1带动各个敲击模块22在待检测件上移动，实现各个敲击模块22沿牵引机车1的行驶方向扫描式地向待检测件施加敲击载荷，并且通过多个敲击模块22可实现对待检测件的横向的不同部位施加敲击载荷，也即实现横扫待检测件的目的；如此设置，实现对待检测件进行矩阵化敲击探伤的目的，由此可以高效获得待检测件的敲击探伤内部腔室云图。

在具体实施中，敲击组件2可安装在牵引机车1的后方，示例性地，牵引机车1的后方固定连接有向后延伸且向上翘起的固定杆（或固定架），连接架21沿宽度方向的中部与固定杆（或固定架）的翘起端固定连接，连接架21沿宽度方向的两端分别从牵引机车1的两侧伸出，多个敲击模块22沿连接架21的宽度方向依次间隔设置于连接架21上。当然，敲击组件2不限于安装在牵引机车1的后方，也可以根据需要将敲击组件2安装在牵引机车1的前方，同样能够实现上述目的，在此不再赘述。

在一些实施例中，如图1所示，多个敲击模块22沿连接架21的宽度方向依次等间距设置。如此使得横向敲击点距固定一致，从而使得最终获得的敲击矩阵横向的敲击点准确可控，从而有利于提高敲击探伤结果的准确性。当然，在具体实施中也可以根据需要调整相邻敲击模块22之间的间距，例如根据待检测件的实际结构等对相邻敲击模块22的间距进行调整。

在一些实施例中，如图1和图6所示，敲击模块22包括驱动机构、敲击头224和震动收集器；驱动机构与敲击头224连接，驱动机构用于驱动敲击头224敲击待检测件；震动收集器与敲击头224对应设置，震动收集器用于收集敲击头224敲击待检测件产生的声波。

需要说明的是，驱动机构可与敲击头224直接连接，也可以通过连接件（例如弹性减震件等）与敲击头224连接，只要能够实现利用驱动机构带动敲击头224敲击待检测件即可；减震收集器可与敲击头224连接或者接触，也可与敲击头224不连接、不接触，例如减震收集器与敲击头224临近设置，只要能够实现利用减震收集器收集敲击头224敲击待检测件产生的声波即可。

在一个具体实施例中，如图1、图3和图6所示，驱动机构和敲击头224之间连接有弹性减震件，驱动机构通过弹性减震件带动敲击头224敲击待检测件。通过设置弹性减震件，可以利用弹性减震件缓冲敲击头224与待检测件撞击时的冲击力，从而有效对敲击头224进行保护，避免敲击头224刚性敲击待检测件而导致敲击头224损坏的问题。

在一个具体实施例中，如图6所示，驱动机构包括伺服电机驱动器221和与伺服电机驱动器221连接的冲击电动缸222，冲击电动缸222具有竖直设置的推杆；弹性减震件包括减震弹簧223，减震弹簧223的上端与推杆的下端连接，减震弹簧223的下端与敲击头224连接；震动收集器集成于伺服电机驱动器221上；敲击头224具体可以为敲击小珠。

具体而言，可以利用伺服电机驱动器221控制冲击电动缸222的移动行程和移动频率，从而有效控制敲击头224对待检测件的敲击频率和敲击力度等。在敲击过程中，冲击电动缸222不断震动（小幅度往复移动），使得减震弹簧223震荡带动敲击头224撞击待检测件，并通过震动收集器收集敲击头224撞击待检测件产生的声波，最终通过算法获得待检测件内部腔室分布云图。

当然，驱动机构不限于采用上述的伺服电机驱动器221和冲击电动缸222；驱动机构也可以采用电磁驱动杆等其它驱动机构，只要能够实现驱动机构带动敲击头224敲击待检测件即可。

在一些实施例中，如图3、图7和图9所示，连接架21上安装有至少一个第一传感器装置，第一传感器装置用于感应待检测件表面的凸起结构或凹坑结构。具体地，第一传感器装置可包括纵向位移传感器，以通过第一传感器装置感应敲击检测设备移动过程中遇到的凸起结构或凹坑结构。如此在检测过程中当遇到待检测件表面有凸起结构或凹坑结构（例如无咋轨道上的无咋轨道承轨台4）时，可以及时调整敲击头224的高度，具体可以通过冲击电动缸222的推杆的伸长或缩短来实现，以适应不同的底部检测曲线，如此既可以保证检测的准确性，又避免在移动过程中敲击头224未及时抬高而撞击凸起结构导致敲击头224损坏的问题。

在具体实施中，可以根据待检测件的表面工况，提前设定各个敲击模块22遇到凸起结构或凹坑结构等结构时的伸长或缩短量，举例而言，当遇到无砟轨道板的承轨台时，相关敲击模块22收缩拉高，敲击模块22横向曲线由之前的平直直线变为适应承轨台曲线的线形，从而更有利于检测施工的实施，且控制精度更高。

在一个具体实施例中，如图3、图7和图9所示，第一传感器装置包括第一安装架23和安装在第一安装架23上的第一传感器，第一安装架23与连接架21可拆卸地连接。通过将第一安装架23与连接架21可拆卸地连接，以便于调整第一安装架23及第一传感器在连接架21上的安装位置，从而满足不同的检测需求，提升该敲击检测设备的适用性。

在一些实施例中，如图1、图3、图7和图9所示，连接架21上安装有至少一个第二传感器装置，第二传感器装置用于采集牵引机车1的行驶状态信息。如此可以通过采集的牵引机车1的行驶状态信息判断牵引机车1是否出现行驶偏离问题，以在行驶偏离时及时作出调整，实现牵引机车1始终沿着待检测件的长度方向移动，例如待检测件为直线则牵引机车1沿直线行驶，待检测件出现弯道则牵引机车1沿弯道曲线行驶。

在一个具体实施例中，如图1、图3、图7和图9所示，第二传感器装置的数量为两个，两个第二传感器装置分别安装在连接架21沿宽度方向的两端，以通过两个传感器装置分别感应连接架21的两端部的环境信息，来获知牵引机车1是否偏离行驶路线，更容易实施。具体地，第二传感器装置包括第二安装架24和安装在第二安装架24上的第二传感器，第二安装架24与连接架21连接。第二传感器具体可以为激光位移传感器，以通过第二传感器获取待检测件两侧和/或底部的环境信息，来获知牵引机车1是否出现行驶偏离的问题。当然，第二传感器不限于设置在连接架21上，还可以根据需要设置在牵引机车1上。

在一些实施例中，如图2和图3所示，牵引机车1包括车架11和安装在车架11底部的多个伺服电机驱动轮12。牵引机车1采用多个伺服电机驱动，以保证行驶方向（即纵向）成图精度。示例性地，车架11的底部安装有四个伺服电机驱动轮12。

在一个具体实施例中，如图2和图3所示，牵引机车1还包括安装在车架11底部的越野平衡轮13。通过设置越野平衡轮13，以便于牵引机车1顺利通过带有凸起或者凹坑的待检测件。

在一个具体实施例中，如图2和图3所示，牵引机车1还包括安装在车架11后方的平衡支撑轮14。通过设置平衡支撑轮14，在通过两块无咋轨道板之间具有较大的间隙缝时，通过牵引机车1的伺服电机驱动轮12、越野平衡轮13与平衡支撑轮14相配合，确保敲击检测设备顺利通过间隙缝并继续采样。

在一个具体实施例中，如图1所示，该敲击检测设备的敲击组件2包括一个牵引机车1和16个敲击模块22，也就是说，采用一个牵引机车1拖拽16个敲击模块22，实现矩阵化敲击探伤目的，由此可以高效获得所需检测件的腔室分布云图。具体地，牵引机车1由四个伺服电机驱动，以保证云图纵向（移动方向）位移精度，在预设脉冲周期下，进行一次敲击探伤，云图横向进度由敲击组件2的连接架21保证，云图最终敲击点分布，如图5所示。其中，图示中的a表示牵引机车移动方向；b表示横向间隔设置的16个敲击模块，c表示一个采样周期，d表示相交点位采样点。

以探伤无咋轨道板的内部腔室为例，牵引机车1行驶于已铺设的无咋轨道板上，通过安装在第二安装架24上的第二传感器的感应检测调整，确保牵引机车1在行驶过程中走直，并根据所设脉冲周期采样。当第一安装架23上的第一传感器处于无咋轨道平直板3处时，敲击模块22伸长至如图7和图8所示状态，并不断震动，使减震弹簧223震荡带动敲击头224撞击无咋轨道板，并通过震动收集器（集成于伺服电机驱动器221上，图中未示出）收集敲击头224撞击无咋轨道板产生的声波，然后通过算法获得内部腔室分布云图（如图5所示的敲击点布置）；当第一安装架23上的第一传感器处于无咋轨道承轨台4处时，敲击模块22伸长至如图9和图10所示状态，其中，与无咋轨道板对应的敲击模块22相对较低，与无咋轨道承轨台4对应的敲击模块22相对较高，敲击模块22不断震动，使减震弹簧223震荡带动敲击头224撞击无咋轨道板或无咋轨道承轨台4的上表面，并通过震动收集器收集敲击头224撞击无咋轨道板产生的声波，然后通过算法获得内部腔室分布云图（如图5所示的敲击点布置）。其中，在通过两块无咋轨道板之间具有较大的间隙缝时，通过牵引机车1的伺服电机驱动轮12、越野平衡轮13与平衡支撑轮14相配合，确保敲击检测设备顺利通过间隙缝并继续采样。

综上所述，本公开提供的敲击检测设备，相较于现有的单点敲击检测，云图横向与纵向测量点更加精确，云图绘制质量高，且速度更快；并且敲击模块可根据不同的路面情况，量身定制对应的高效敲击曲线（有且不限于无砟轨道板），增加自身通过性，不会因底面问题造成测试面划伤；且在敲击检测设备自身的横向、纵向传感器的加持下，具有自行检测的能力，无需人员跟随，保证在病危桥梁、道路、隧道处的人身安全。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种敲击检测设备，其特征在于，包括牵引机车和安装在所述牵引机车上的敲击组件，所述牵引机车适于带动所述敲击组件在待检测件上移动；

所述敲击组件包括连接架和安装在所述连接架上的多个敲击模块，所述连接架与所述牵引机车连接，且所述连接架沿所述牵引机车的宽度方向延伸设置，多个所述敲击模块沿所述连接架的宽度方向依次间隔设置，多个所述敲击模块均用于向待检测件施加敲击载荷。

2.根据权利要求1所述的敲击检测设备，其特征在于，多个所述敲击模块沿所述连接架的宽度方向依次等间距设置。

3.根据权利要求1所述的敲击检测设备，其特征在于，所述敲击模块包括驱动机构、敲击头和震动收集器；

所述驱动机构与所述敲击头连接，所述驱动机构用于带动所述敲击头敲击待检测件，所述震动收集器与所述敲击头对应设置，所述震动收集器用于收集所述敲击头敲击待检测件产生的声波。

4.根据权利要求3所述的敲击检测设备，其特征在于，所述驱动机构和所述敲击头之间连接有弹性减震件，所述驱动机构通过所述弹性减震件带动所述敲击头敲击待检测件。

5.根据权利要求4所述的敲击检测设备，其特征在于，所述驱动机构包括伺服电机驱动器和与所述伺服电机驱动器连接的冲击电动缸，所述冲击电动缸具有竖直设置的推杆；

所述弹性减震件包括减震弹簧，所述减震弹簧的上端与所述推杆的下端连接，所述减震弹簧的下端与所述敲击头连接，所述震动收集器集成于所述伺服电机驱动器上。

6.根据权利要求1至5任一项所述的敲击检测设备，其特征在于，所述连接架上安装有至少一个第一传感器装置，所述第一传感器装置用于感应待检测件表面的凸起结构或凹坑结构。

7.根据权利要求6所述的敲击检测设备，其特征在于，所述第一传感器装置包括第一安装架和安装在所述第一安装架上的第一传感器，所述第一安装架与所述连接架可拆卸地连接。

8.根据权利要求1至5任一项所述的敲击检测设备，其特征在于，所述连接架或所述牵引机车上安装有至少一个第二传感器装置，所述第二传感器装置用于采集所述牵引机车的行驶状态信息。

9.根据权利要求8所述的敲击检测设备，其特征在于，所述第二传感器装置的数量为两个，两个所述第二传感器装置分别安装在所述连接架沿宽度方向的两端；

所述第二传感器装置包括第二安装架和安装在所述第二安装架上的第二传感器，所述第二安装架与所述连接架连接。

10.根据权利要求1至5任一项所述的敲击检测设备，其特征在于，所述牵引机车包括车架和安装在所述车架底部的多个伺服电机驱动轮；

所述牵引机车还包括安装在所述车架底部的越野平衡轮，和/或，所述牵引机车还包括安装在所述车架后方的平衡支撑轮。

Images