墻體瓷磚脫落隱患自主檢測裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種墻體瓷磚脫落隱患自主檢測裝置，包括檢測裝置本體，此檢測裝置本體包括相互電連接的聲音信號采集裝置和聲音信號處理電路，且所述聲音信號采集裝置上設有自動敲擊裝置，所述聲音信號處理電路以有線或無線的方式連接至上位機，還包括用以帶動所述檢測裝置本體沿著墻體瓷磚表面運動的懸掛運動裝置。通過運動懸掛裝置實現對墻體瓷磚的逐塊檢測，從而方便在大面積墻體進行檢測并判斷墻體瓷磚和墻體之間是否存在空鼓。
【專利說明】墻體瓷磚脫落隱患自主檢測裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬墻體檢測設備領域，具體涉及一種墻體瓷磚脫落隱患自主檢測裝置。
【背景技術】
[0002]由于氣溫的變化使墻體熱漲冷縮、施工時候不夠規范、地基下陷問題等原因都也會導致墻體瓷磚出現鼓起、脫落情況發生。由于墻體瓷磚的脫落給路人的人身安全造成很大的威脅。因為大部分脫落的瓷磚出現樓層較高的墻面，工人需要利用乘坐吊籃或者搭建腳手架到達墻體指定位置進行逐一檢測。這樣做需要花大量人力物力，而且工期較長。傳統的瓷磚是否存在脫落隱患就憑施工人員手持檢測錘的擊打，根據發出的聲音憑經驗判斷瓷磚是否已經脫離墻面。根據人耳聽取敲擊聲特點進行檢測的方法依賴于檢測者的經驗、主觀隨意性大，準確性不高且無法給出量化結果。
[0003]為此，CN100573136C授權公告的“便攜式墻體空鼓自動檢測儀”通過采用自動敲擊裝置、麥克風、信號處理電路、按鍵輸入電路、單片機、結果輸出電路和電源，自動敲擊裝置設置有敲擊頭、電磁鐵、繼電器，敲擊頭連桿套入電磁鐵芯，電磁鐵芯兩端分別與繼電器和電源一端連接，電源另一端連接繼電器，信號處理電路輸入端接麥克風的音頻信號輸出端，信號處理電路輸出端接單片機的脈沖寬度檢測信號輸入端，結果輸出電路的輸入端接單片機的脈沖寬度檢測結果輸出端。采用這種裝置，通過敲擊過程中激發的敲擊聲信號包含了敲擊頭和被敲擊墻體振動發出的聲音，墻體空鼓的存在將改變敲擊聲中不同的能量分布。對健康墻體，敲擊能絕大部分轉化為敲擊頭的自由振動，產生強烈的以敲擊頭固有頻率為中心的窄帶信號；而被敲擊墻體振動僅產生微弱的聲音。對空鼓墻體，絕大部分敲擊能量轉化為空鼓墻體的彎曲模式振動，產生強烈的寬帶聲信號，敲擊頭自由振動的窄帶聲音信號微弱。通過檢測敲擊聲信號中具有窄帶特性的敲擊頭自由振動信號的強度來判斷墻體是否存在空鼓。
[0004]然而這種便攜式墻體空鼓自動檢測儀，雖然克服了依靠人工經驗主觀性大的缺陷，也提高了一定的檢測速度，但還是要通過人工手持檢測器逐一對墻體瓷磚進行檢測，當需要對大面積的墻體瓷磚進行檢測時，需要花費較多的人力，，在高空作業時，還存在一定的安全隱患。
[0005]鑒于此，本案發明人對上述問題進行深入研究，遂有本案產生。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種能夠方便進行大面積檢測墻體瓷磚和墻體是否存在空鼓的墻體瓷磚脫落隱患自主檢測裝置。
[0007]為了達到上述目的，本發明采用這樣的技術方案:
[0008]一種墻體瓷磚脫落隱患自主檢測裝置，包括檢測裝置本體，此檢測裝置本體包括相互電連接的聲音信號采集裝置和聲音信號處理電路，且所述聲音信號采集裝置上設有自動敲擊裝置，所述聲音信號處理電路以有線或無線的方式連接至上位機，還包括用以帶動所述檢測裝置本體沿著墻體瓷磚表面運動的懸掛運動裝置。
[0009]在上述方法中，還包括懸掛運動裝置，所述懸掛運動裝置包括第一基板，第一基板上設有第一絞線輪和第二絞線輪，第一絞線輪連接有用以驅動所述第一絞線輪轉動地第一電機，第二絞線輪連接有用以驅動所述第二絞線輪轉動的第二電機，還包括與所述第一絞線輪對應的第一凹輪，所述第一凹輪通過第一轉軸設置在所述第一基板上，還包括連接在所述第一基板上第一光電編碼器，所述第一光電編碼器內設有第一碼盤，第一碼盤的中心固定于所述第一轉軸上；還包括與所述第二絞線輪對應的第二凹輪，所述第二凹輪通過第二轉軸設置在所述第一基板上，所述第一基板上設有第二光電編碼器，所述第二光電編碼器內設有第二碼盤，第二碼盤的中心固定于所述第二轉軸上；還包括第一掛繩和第二掛繩，所述第一掛繩繞設于所述第一絞線輪上并形成第一伸出端，所述第一伸出端繞過所述第一凹輪并可帶動所述第一凹輪轉動，所述第二掛繩繞設于所述第二絞線輪上并形成第二伸出端，所述第二伸出端繞過所述第二凹輪并可帶動所述第二凹輪轉動；還包括與所述第一光電編碼器和所述第二光電編碼器均連接的單片機，所述單片機通過所述無線通訊模塊連接至所述上位機；還包括通過鉸接軸與所述第一基板鉸接的第二基板，所述聲音信號采集裝置設置于所述第二基板上。
[0010]進一步地，還包括能夠根據所述聲音信號處理裝置反饋的信息對墻體噴涂標識的噴涂標識裝置，所述噴涂標識裝置與所述聲音信號采集裝置對應設置。
[0011]進一步地，還包括用以輔助所述聲音信號采集裝置沿著墻面運動的全向輪，所述全向輪通過支柱連接在所述第二基板上且高出所述自動敲擊裝置。
[0012]較佳地，所述全向輪為三個，三個所述全向輪位于同一高度且不共線。
[0013]在上述方案中，所述第一基板遠離所述第二基板的一端連接有垂直于所述第一基板的豎板，豎板的另一端連接有垂直于所述豎板的橫板，橫板朝向所述第二基板延伸，所述第一光電編碼器和所述第二光電編碼器均固定于所述橫板靠近所述第一基板的一側，所述第一轉軸的兩端分別連接在所述第一基板和所述橫板；所述第二轉軸的兩端分別連接在所述第一基板和所述橫板上。
[0014]在上方案中，所述豎板上設有第一過線孔和第二過線孔，第一過線孔對應所述第一凹輪設置，第二過線孔對應所述第二凹輪設置，所述第一伸出端穿過所述第一過線孔，所述第二伸出端穿過所述第二過線孔。
[0015]較佳地，所述第一伸出端在所述第一凹輪繞卷一圈后穿出所述第一過線孔，述第二伸出端在所述第二凹輪繞卷一圈后穿出所述第二過線孔。
[0016]較佳地，所述自動敲擊裝置設有電磁鐵，電磁鐵連接敲擊銅棒，敲擊銅棒的末端形成錐形敲擊頭，所述敲擊銅棒長70厘米，直徑10厘米。
[0017]在上述方案中，所述噴涂標識裝置包括電磁鐵，電磁鐵連接敲擊銅棒,敲擊銅棒的末端設有標記筆，所述噴涂標識裝置與所述自動敲擊裝置相鄰且高度低于所述自動敲擊裝置。
[0018]采用本發明的技術方案后，通過懸掛運動裝置帶動檢測裝置本體沿著墻體瓷磚表面運動，聲音信號采集裝置上的自動敲擊裝置實現對墻體瓷磚的逐一敲擊并將敲擊產生的聲音信號傳遞給聲音信號處置裝置，通過聲音信號處理裝置和上位機的對聲音信號的處理和分析進而判斷墻體瓷磚和墻體之間是否存在空鼓。[0019]在上述方案中，檢測時將第一掛繩的第一伸出端和第二掛繩的第二伸出端分別固定在待測墻體左上角和右上角，懸掛運動裝置貼著墻體，自動敲擊裝置的敲擊端面向墻體瓷磚。在測試開始前，測量墻體的寬度和兩塊瓷磚中心點之間的距離，以左上角所在的點為坐標原點可以計算出每塊瓷磚中心點的坐標，并將相應數據輸入上位機進行編程。檢測開始時，將聲音信號采集裝置上的自動敲擊裝置對準墻體瓷磚的中心點，啟動自動敲擊裝置敲擊墻體瓷磚，敲擊產生的聲音通過聲音信號處理電路進行分析和判斷后將結果傳到上位機，若墻體瓷磚與墻體之間為空鼓狀態，則由上位機向噴涂標記裝置發出信號，噴涂標記裝置向空鼓墻體瓷磚做出標記。上位機通過編程計算運動懸掛裝置從該墻體瓷磚運動到下一塊墻體瓷磚需要移動距離，并傳送至給單片機，單片機將信號傳遞給第一光電編碼器和第二光電編碼器，進而控制第一電機和第二電機的轉動量，從而控制第一掛繩和第二掛繩的收卷和釋放量，實現懸掛運動裝置從一塊墻體瓷磚向另一塊墻體瓷磚運動，以實現墻體瓷磚的逐塊掃描。當經過判斷，墻體瓷磚與墻體不存在空鼓，則上位機發出信號直接驅動懸掛運動裝置從一塊墻體瓷磚運動到下一塊墻體瓷磚而無需啟動噴涂標識裝置。因而通過采用本發明的技術方案，能方便進行大面積墻體瓷磚逐塊掃描和檢測瓷磚和墻體之間是否存在空鼓，并做相應的標識，以方便檢修。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明結構示意圖。
[0021]圖2為本發明使用狀態圖。
[0022]圖3為本發明自動敲擊裝置。
[0023]圖4為本發明懸掛運動裝置定位算法示意圖。
`[0024]圖中:`[0025]11-第一基板12-第二基板
[0026]21-第一絞線輪22-第二絞線輪
[0027]31-第一電機32-第二電機
[0028]41-第一凹輪42-第二凹輪
[0029]51-第一轉軸52-第二轉軸
[0030]61-第一光電編碼器 62-第二光電編碼器
[0031]71-第一碼盤72-第二碼盤
[0032]8-鉸接軸91-第一過線孔
[0033]92-第二過線孔100-自動敲擊裝置
[0034]1001-敲擊頭1002-敲擊銅棒
[0035]1003-電磁鐵1101-第一掛繩
[0036]1102-第二掛繩1103-第一伸出端
[0037]1104-第二伸出端120-噴涂標識裝置
[0038]130-全向輪140-豎板
[0039]150-橫板160-墻體瓷磚
【具體實施方式】[0040]為了進一步解釋本發明的技術方案，下面結合附圖進行詳細闡述。
[0041]一種墻體瓷磚脫落隱患自主檢測裝置，包括檢測裝置本體，此檢測裝置本體包括相互電連接的聲音信號采集裝置和聲音信號處理電路，所述聲音信號采集裝置設有自動敲擊裝置，所述聲音信號處理電路連接至上位機。聲音信號采集裝置例如可以采用CN100573136C授權公告的“便攜式墻體空鼓自動檢測儀”中的自動敲擊裝置、麥克風、按鍵輸入電路、單片機等，聲音信號處理電路可以采用該專利中的信號處理電路。在實施例中，聲音信號采集裝置和聲音信號處理電路采用Labview編程系統來完成，上位機利用Labview采集分析和處理聲音信號。Labview控制聲卡采集麥克風信號,采樣設置如下:單通道，采樣分辨率為16位，采樣率為44kHZ，采樣時間為Is。采集的聲音信號存儲為WAV格式。自動敲擊裝置撞擊墻體之后，自動敲擊裝置機體隨后也會由于振動發出聲音，這些其他的聲音都會干擾到對結果的判斷。Labview需要對聲音信號進行濾波、提取等預處理才能做下一步分析。經過試驗發現，真正敲擊銅棒撞擊聲出現在開始聲音采集后麥克風采集到第一個幅值較大的信號，其他的聲音信號為干擾信號。為了提取到真正的敲擊銅棒撞擊聲音在Iabview上通過檢測聲音信號峰值，提取第一峰值信號的索引號，該索引號對應就是聲音信號的采樣數。利用該索引號加上向前適當的偏移量作為信號提取的起始采樣數，采樣總點數設置為100點，即對應時間為2.2ms左右。
[0042]對采集到音頻信號進行時域分析時，發現有一部分音頻信號的時域參數相同，因此無法對撞擊聲音提取特征參數。為了獲得音頻信號的差異，利用傅立葉變換把采集到的音頻信號從時間域變換到頻率域主。變換得到的頻譜圖既代表音頻信號的頻率構成，也反映了各頻率分量的比重，因此由頻譜圖可以對采集到的音頻聲音進行更客觀的認識。聲音信號通過頻譜分析過后，由原來沒有明顯規律的時域信號轉變為有明顯特征頻率的頻譜圖。實際測量時，當墻體瓷磚和墻體之間不存在空鼓時，頻譜圖在8kHz左右頻率會出現明顯的峰值。當頻譜分析后峰值出現在7-9kHZ以及峰值對應的幅值大小不小于0.2的情況下判斷為墻體瓷磚與墻體之間不存在空鼓，否則墻體瓷磚與墻體之間存在空鼓，具有脫落隱患。
[0043]如圖1至3所示，本墻體瓷磚脫落隱患自主檢測裝置，還包括用以帶動所述檢測裝置本體沿著墻體瓷磚表面運動的懸掛運動裝置。所述懸掛運動裝置包括第一基板11，第一基板11上設有第一絞線輪21和第二絞線輪22，第一絞線輪21連接有用以驅動所述第一絞線輪21轉動的第一電機31，第一電機31采用蝸桿直流減速電機。第二絞線輪22連接有用以驅動所述第二絞線輪22轉動的第二電機32，第二電機32采用蝸桿直流減速電機。還包括與所述第一絞線輪21對應的第一凹輪41，所述第一凹輪41通過第一轉軸51設置在所述第一基板11上，第一凹輪41固定在第一轉軸51上，當第一凹輪41轉動時可以帶動第一轉軸51轉動。還包括連接在所述第一基板11上第一光電編碼器61,所述第一光電編碼器61內設有第一碼盤71，第一碼盤71的中心穿設固定于所述第一轉軸51上，第一轉軸51轉動時帶動第一碼盤71同時轉動；還包括與所述第二絞線輪22對應的第二凹輪42，所述第二凹輪42通過第二轉軸52設置在所述第一基板11上，第二凹輪42固定在第二轉軸52上，當第二凹輪42轉動時可以帶動第二轉軸52轉動。所述第一基板11上設有第二光電編碼器62，所述第二光電編碼器62內設有第二碼盤72，第二碼盤72的中心穿設固定于所述第二轉軸52上，當第二轉軸52轉動時可以帶動第二碼盤72轉動。在實施例中，第一碼盤71和第二碼盤72的主要參數線數:334線，外直徑:22mm，厚度:0.3mm。還包括第一掛繩1101和第二掛繩1102，所述第一掛繩1101繞設于所述第一絞線輪21上并形成第一伸出端1103，所述第一伸出端1103繞過所述第一凹輪41并可帶動所述第一凹輪41轉動，通過第一掛繩與第一凹輪41之間的摩擦力，在第一掛繩1101拉動時，第一凹輪41可以跟著轉動。所述第二掛繩1102繞設于所述第二絞線輪42上并形成第二伸出端1104，所述第二伸出端1104繞過所述第二凹輪42并可帶動所述第二凹輪42轉動；還包括與所述第一光電編碼器61和所述第二光電編碼器62均連接的單片機(圖中未示出)，所述單片機連接至所述上位機；還包括通過鉸接軸8與所述第一基板11鉸接的第二基板12，所述聲音信號采集裝置設置于所述第二基板12上。
[0044]進一步地，還包括能夠根據所述聲音信號處理裝置反饋的信息對墻體噴涂標識的噴涂標識裝置120，所述噴涂標識裝置120與所述聲音信號采集裝置對應設置。在上述方案中，所述噴涂標識裝置120可以采用了類似于自動敲擊裝置的結構，其也包括電磁鐵和敲擊銅棒，敲擊銅棒末端連接標記筆，通過電磁鐵驅動敲擊銅棒進而帶動標記筆向墻體瓷磚160運動,在墻體瓷磚160上形成標記。所述噴涂標識裝置120與所述自動敲擊裝置相鄰且高度低于所述自動敲擊裝置。噴涂標識裝置也可以采用市面其他自動標識裝置(如類似自動蓋章機的結構)，目的在于通過接受指令向存在空鼓的墻體瓷磚做出標記以方便后續的墻體瓷磚的維修和更換。
[0045]進一步地，還包括用以輔助所述聲音信號采集裝置沿著墻面運動的全向輪130，所述全向輪130通過支柱連接在所述第二基板22上且高出所述自動敲擊裝置。較佳地，所述全向輪130為三個，三個所述全向輪130位于同一高度且不共線。通過設置全向輪130能方便懸掛運動裝置在墻體上行走。
[0046]在上述方案中，所述第一基板11遠離所述第二基板12的一端連接有垂直于所述第一基板11的豎板140,豎板140的另一端連接有垂直于所述豎板140的橫板150,橫板150朝向所述第二基板12延伸，所述第一光電編碼器61和所述第二光電編碼器62均固定于所述橫板150靠近所述第一基板11的一側，所述第一轉軸51的兩端分別連接在所述第一基板11和所述橫板150 ;所述第二轉軸52的兩端分別連接在所述第一基板11和所述橫板150上。
[0047]在上方案中，所述豎板140上設有第一過線孔91和第二過線孔92，第一過線孔91對應所述第一凹輪41設置，第二過線孔92對應所述第二凹輪42設置，所述第一伸出端1103穿過所述第一過線孔91，所述第二伸出端1104穿過所述第二過線孔92。
[0048]較佳地，所述第一伸出端1103在所述第一凹輪41繞卷一圈后穿出所述第一過線孔91，所述第二伸出端1104在所述第二凹輪42繞卷一圈后穿出所述第二過線孔92。采用這種方式能防止第一掛繩1101和第二掛繩1102與第一凹輪41和第二凹輪42出現相對打滑。
[0049]較佳地，所述自動敲擊裝置設有電磁鐵1003，電磁鐵1003連接敲擊銅棒1002，敲擊銅棒1002的末端形成錐形敲擊頭1001，敲擊銅棒1002長70厘米，直徑10厘米。撞擊過程運動的敲擊銅棒1002距離為I左右cm，能夠保證在這個范圍內敲擊銅棒1002撞擊到墻體瓷磚160得到較好的檢測結果，最佳的，在敲擊銅棒1002運動0.8cm時撞擊瓷磚瓷磚160，敲擊銅棒1002能獲得較大的能量，產生幅值較大的聲音信號。一般墻體瓷磚的鋪設較為平整，誤差一般不會超過2_，本發明裝置在實際墻體上測試能獲得較好的結果。在實驗室搭建模擬實際墻體瓷磚的模型，該模型由厚度27cm，寬度80cm，高度IOOcm的水泥磚墻砌成，在墻體上鋪設瓷磚，預留模擬墻體瓷磚和墻體存在空鼓的位置不鋪設，與墻體存在空鼓的墻體瓷磚用熱熔膠固定在墻體上。利用本發明裝置分別檢測瓷磚并記錄，結果如下:
[0050]
【權利要求】
1.一種墻體瓷磚脫落隱患自主檢測裝置，包括檢測裝置本體，此檢測裝置本體包括相互電連接的聲音信號采集裝置和聲音信號處理電路，且所述聲音信號采集裝置上設有自動敲擊裝置，所述聲音信號處理電路以有線或無線的方式連接至上位機，其特征在于:還包括用以帶動所述檢測裝置本體沿著墻體瓷磚表面運動的懸掛運動裝置。
2.如權利要求1所述的一種墻體瓷磚脫落隱患自主檢測裝置，其特征在于:所述懸掛運動裝置包括第一基板，第一基板上設有第一絞線輪和第二絞線輪，第一絞線輪連接有用以驅動所述第一絞線輪轉動地第一電機，第二絞線輪連接有用以驅動所述第二絞線輪轉動的第二電機，還包括與所述第一絞線輪對應的第一凹輪，所述第一凹輪通過第一轉軸設置在所述第一基板上，還包括連接在所述第一基板上第一光電編碼器，所述第一光電編碼器內設有第一碼盤，第一碼盤的中心固定于所述第一轉軸上；還包括與所述第二絞線輪對應的第二凹輪，所述第二凹輪通過第二轉軸設置在所述第一基板上，所述第一基板上設有第二光電編碼器，所述第二光電編碼器內設有第二碼盤，第二碼盤的中心固定于所述第二轉軸上；還包括第一掛繩和第二掛繩，所述第一掛繩繞設于所述第一絞線輪上并形成第一伸出端，所述第一伸出端繞過所述第一凹輪并可帶動所述第一凹輪轉動，所述第二掛繩繞設于所述第二絞線輪上并形成第二伸出端，所述第二伸出端繞過所述第二凹輪并可帶動所述第二凹輪轉動；還包括與所述第一光電編碼器和所述第二光電編碼器均連接的單片機，所述單片機連接至所述上位機；還包括通過鉸接軸與所述第一基板鉸接的第二基板，所述聲音信號采集裝置設置于所述第二基板上。
3.如權利要求1所述的一種墻體瓷磚脫落隱患自主檢測裝置，其特征在于:還包括能夠根據所述聲音信號處理裝置反饋的信息對墻體噴涂標識的噴涂標識裝置，所述噴涂標識裝置與所述聲音信號采 集裝置對應設置。
4.如權利要求2所述的一種墻體瓷磚脫落隱患自主檢測裝置，其特征在于:還包括用以輔助所述聲音信號采集裝置沿著墻面運動的全向輪，所述全向輪通過支柱連接在所述第二基板上且高出所述自動敲擊裝置。
5.如權利要求4所述的一種墻體瓷磚脫落隱患自主檢測裝置，其特征在于:所述全向輪為三個，三個所述全向輪位于同一高度且不共線。
6.如權利要求2所述的一種墻體瓷磚脫落隱患自主檢測裝置，其特征在于:所述第一基板遠離所述第二基板的一端連接有垂直于所述第一基板的豎板，豎板的另一端連接有垂直于所述豎板的橫板，橫板朝向所述第二基板延伸，所述第一光電編碼器和所述第二光電編碼器均固定于所述橫板靠近所述第一基板的一側，所述第一轉軸的兩端分別連接在所述第一基板和所述橫板；所述第二轉軸的兩端分別連接在所述第一基板和所述橫板上。
7.如權利要求6所述的一種墻體瓷磚脫落隱患自主檢測裝置，其特征在于:所述豎板上設有第一過線孔和第二過線孔，第一過線孔對應所述第一凹輪設置，第二過線孔對應所述第二凹輪設置，所述第一伸出端穿過所述第一過線孔，所述第二伸出端穿過所述第二過線孔。
8.如權利要求7所述的一種墻體瓷磚脫落隱患自主檢測裝置，其特征在于:所述第一伸出端在所述第一凹輪繞卷一圈后穿出所述第一過線孔，述第二伸出端在所述第二凹輪繞卷一圈后穿出所述第二過線孔。
9.如權利要求1所述的一種墻體瓷磚脫落隱患自主檢測裝置，其特征在于:所述自動敲擊裝置設有電磁鐵，電磁鐵連接敲擊銅棒，敲擊銅棒的末端形成錐形敲擊頭，所述敲擊銅棒長70厘米，直徑10厘米。
10.如權利要求3所述的一種墻體瓷磚脫落隱患自主檢測裝置，其特征在于:所述噴涂標識裝置包括電磁鐵，電磁鐵連接敲擊銅棒，敲擊銅棒的末端設有標記筆，所述噴涂標識裝置與所述自動敲擊裝置相鄰且高 度低于所述自動敲擊裝置。
【文檔編號】G01N29/12GK103558289SQ201310544069
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月5日 優先權日:2013年11月5日
【發明者】潘越 申請人:福建省泉州市第七中學