一种适合于冲击回波声频检测的履带式隔音装置的制作方法

本发明涉及土木、建筑、道桥、水利工程质量安全检测技术领域，特别是涉及一种适合于冲击回波声频检测的履带式隔音装置。

背景技术：

针对混凝土结构的无损检测技术，根据其测试媒介主要可以分为以下两大类：

基于冲击弹性波、超声波的检测方法

超声波法和冲击弹性波本质上是一样的(广义上都属于弹性波的范畴)，都是在被测物体中通过粒子的微小运动来传播的，因而与材料的力学特性等参数有关。但两种方法由于波长、测试设备的不同而有较大的区别。

基于电磁波(微波)的检测方法

电磁波在被测体中是通过电场和磁场的相互转换来传播的，其中物体的粒子并不会产生运动。该方法的代表为探地雷达，通过检测材料中诱电性能(介电常数)的不连续性，利用发射的电磁波在不同介质面上的反射来推断结构的内部状态。由于探地雷达激发的信号(电磁波)的一致性好，并可在移动中接收信号，因此该方法在混凝土检测(特别是隧道衬砌检测)中也有广泛的应用。

下表比较了针对混凝土结构的不同无损检测方法，由此可见现有的主流方法均不适合非接触、移动式检测。

表一不同混凝土无损检测方法的对比

◎：非常好；○：好；δ：较差；×：不可

目前，对于隧道衬砌混凝土缺陷检测用的较多的是以打声法为主，其主要关注测试信号的频率特性(音调)、衰减特性(持续时间)、振幅特性(音强)等的变化。其原理在于当锤击混凝土结构表面时，在表面会诱发振动，该振动还会压缩/拉伸空气形成声波。因此，该声波的声学特性与诱发的结构振动特性就有密切的关系。通常，在产生脱空的部位，振动特性会发生变化。尽管该方法具有悠久的历史，但其具有如下缺点：需要较大的激振能量和锤体、难以定量且精度较差、难以检测深处脱空和缺陷。

为此，申请人结合弹性波冲击回波法和打声法的优点，开发了基于声频的非接触、移动式的工程无损检测方法“冲击声频回波法，impactacousticechomethod，iae”。该方法对测试结构的测试部位激振并诱发振动以及声响，通过广频域、高指向拾音装置拾取该声音信号，并通过差分处理计算空气柱的加速度。由于该加速度与被测结构表面的加速度有密切的相关关系，因此分析该加速度信号即可达到快速、准确了解测试结构内部情况的目的，避免接触式测试产生的误差，提高测试精度及效率，并可用于移动测试。采用该方法需要拾音装置实现声音信号的拾取，拾音装置在拾取信号过程中，怎样减小外部干扰以提高该方法的测试效率和精度是本领域技术人员需要考虑的问题。

技术实现要素：

针对上述提出的怎样减小外部干扰以提高该方法的测试效率和精度是本领域技术人员需要考虑的问题，本发明提供了一种适合于冲击回波声频检测的履带式隔音装置，本隔音装置具有隔绝外界振动干扰、提高测试精度的效果。

本方案的技术手段如下，一种适合于冲击回波声频检测的履带式隔音装置，包括装置本体，还包括安装在装置本体上的多个行走轮；

还包括安装在装置本体底部的两个橡胶轮，还包括安装在装置本体底部的两条橡胶圈；

在装置本体通过行走轮在被测面上行走时，两橡胶轮及两橡胶圈均作为装置本体轮系的一部分，随装置本体的运动而滚动；

两橡胶轮的底面及两橡胶圈的底面四者围成一个环形区域，且在装置本体通过行走轮在被测面上行走时，所述环形区域边缘周向方向上的各点均与被测面接触。

本方案中，所述行走轮作为本装置在被测面上行走时的滚轮，同时，设置为两橡胶轮及两橡胶圈均作为装置本体轮系的一部分，随装置本体的运动而滚动、在装置本体通过行走轮在被测面上行走时，所述环形区域边缘周向方向上的各点均与被测面接触，即本装置在被测面上行走时，两橡胶轮亦作为滚轮，两橡胶圈以履带的形式作为装置本体轮系的一部分。即轮系包括行走轮、橡胶轮、橡胶圈。同时作为本领域技术人员，以上橡胶圈的安装形式可以带传动的形式安装在装置本体的底部：通过设置相应的带轮，将对应橡胶圈张设在带轮上。

本装置在使用时，用于检测冲击回波声频的信号接收端如传感器安装于所述环形区域内，这样，所述橡胶轮的底侧及橡胶圈的底侧作为所述环形区域的边缘，以上边缘作为信号采集点四周的隔音垫，这样，以上环形区域内部的传感器无论在静止或者移动的过程中，都可以保持一个持续的、与外界隔离的密封区域，具有隔绝外界振动干扰的效果，这样，达到提高冲击回波声频检测测试精度的目的。

同时本方案中，设置为在隔音装置行走过程中，所述橡胶圈、橡胶轮均转动，这样，本隔音装置整体与被测面之间仅存在滚动摩擦，这样，可有效避免因为滑动摩擦对测试精度造成影响。

同时，设置为采用橡胶轮、橡胶圈作为轮系的一部分，能够有效减小或避免本装置在行走过程中因为装置本身振动或被测面振动给测试精度造成的影响。

同时本方案中，设置为橡胶轮、橡胶圈作为轮系的一部分，这样，装置本体的重量由行走轮、橡胶轮及橡胶圈共同分担，这样，可通过采用设定行走轮轮径；橡胶圈、橡胶垫最下侧在未受压时相对于行走轮底面向下伸出的尺寸，限定橡胶圈、橡胶垫在受压时的变形量，即使得橡胶圈与橡胶垫在吸振与隔音上取得一个均衡点，这样，可使得本隔音装置利于冲击回波声频检测测试精度能够最大化。优选的，可设置为所述行走轮与装置本体之间的连接形式为可拆卸，这样，在安装完成橡胶轮与橡胶圈后，可通过采用特定材料、特定轮径的行走轮来匹配所述均衡点或使得橡胶圈与橡胶垫的压缩量最优。

更进一步的技术方案为：

作为行走轮、橡胶圈、橡胶垫的具体安装形式：多个行走轮组成多组轮组，各轮组均包括一根轮轴及两个行走轮，所述轮轴对穿装置本体，轮轴各端均安装有一行走轮；

两橡胶轮安装于任意两轮轴上，各橡胶轮与所在轮轴同轴，且各橡胶轮与所在轮轴同步转动；

用于安装橡胶轮的轮轴分别为轴a和轴b，两橡胶圈张设在轴a和轴b之间，且轴a和轴b作为橡胶圈的带轮，在轴a和轴b转动过程中，轴a和轴b驱动橡胶圈同步转动。采用本方案，通过所述轮轴即可为橡胶圈和橡胶垫传递转矩，且行走轮、橡胶圈、橡胶轮三者随动。作为本领域技术人员，以上橡胶圈在轮轴上的配合点位于橡胶轮端部位置即可。

作为装置本体的具体实现方式，所述装置本体包括下支撑座，所述轮轴均通过成对安装的推力轴承及向心轴承安装于下支撑座上；

还包括用于推力轴承及向心轴承在对应轮轴轴线上位置定位的盖板；

还包括固定于下支撑座上的上支撑座，所述上支撑座作为所述环形区域上侧的顶盖。采用本方案，可通过所述向心轴承和推力轴承约束装置本体在轮轴轴线上的位置，这样，可使得装置本体上的传感器在本装置行走过程中具有可靠的运动轨迹精度。

作为轮轴与橡胶轮的具体连接形式，各轮轴与橡胶轮之间均安装有用于传递转矩的定位条。作为本领域技术人员，以上定位条可为轮轴侧面的侧棱、亦可为轮轴本身即为花键轴、亦可为所述定位条为位于轮轴与橡胶轮之间的键。

为方便改变橡胶圈的张紧情况，避免橡胶圈在工作过程中相对于相应带轮打滑或改变橡胶圈承重压缩量，以利于检测精度，设置为：还包括用于调节橡胶圈张紧度的调节装置。

作为调节装置的具体实现形式，所述调节装置包括调节杆，所述调节杆安装于装置本体上，且调节杆上安装有与橡胶圈内侧相互作用的滚轮，所述调节装置调节橡胶圈张紧度通过改变其上滚轮相对于装置本体的位置实现。采用本方案，通过在橡胶圈转动过程中，对应滚轮相对于自身轴线转动以与橡胶圈随动，避免摩擦干扰对所述检测精度产生不利影响。作为本领域技术人员，以上调节杆可采用弹簧或刚性的杆件，在为刚性的杆件时，通过改变杆件上装置本体的连接点位置即可达到所述目的：如通过杆件为螺纹杆，螺纹杆上螺纹连接的螺帽作为杆件悬吊在装置本体上的悬吊点，通过改变螺帽在螺纹杆轴线上的位置即可达到所述目的。优选的，如采用所述螺纹杆，设置为所述螺帽为两颗，这样，可使得螺帽之间能够通过互锁达到约束螺帽在螺纹杆轴线上位置的目的。

为使得橡胶圈的底面能够与被测面充分接触以利于本装置的隔音效果，设置为：各橡胶圈均匹配有多个滚轮，与各橡胶圈匹配的多个滚轮中，部分滚轮用于约束橡胶圈的下侧的位置。作为本领域技术人员，以上多各滚轮沿着橡胶圈底侧依次排列即可，且所述滚轮须能够绕各自自身轴线转动。

所述行走轮的外侧还包裹有包胶，采用本方案，能有效减小装置本身振动与被测面振动的相互干扰。优选的，可在所述包胶的外侧设置纹路，以增大与被测面的摩擦，更好带动本装置行走。更进一步的，优选设置为所述包胶采用硅胶。更进一步的，优选设置为所述行走轮为不锈钢材质，即所述包胶仅在于提高摩擦力，行走轮本身为刚性材质便于调节橡胶圈和橡胶轮的受压变形量。

所述橡胶轮的轮面上还设置有条状纹路，采用本方案，能适应部分不平整被测面，橡胶轮与被测面充分接触，增强装置隔音效果。

所述橡胶圈的材质为硅橡胶，采用本方案，可增强装置隔音效果。

优选的，所述上支撑座、下支撑座、调节杆、定位条采用铝合金，这样，可有效降低整个装置的重量，以方便本装置的使用。

本发明具有以下有益效果：

本装置在使用时，用于检测冲击回波声频的信号接收端如传感器安装于所述环形区域内，这样，所述橡胶轮的底侧及橡胶圈的底侧作为所述环形区域的边缘，以上边缘作为信号采集点四周的隔音垫，这样，以上环形区域内部的传感器无论在静止或者移动的过程中，都可以保持一个持续的、与外界隔离的密封区域，具有隔绝外界振动干扰的效果，这样，达到提高冲击回波声频检测测试精度的目的。

同时本方案中，设置为在隔音装置行走过程中，所述橡胶圈、橡胶轮均转动，这样，本隔音装置整体与被测面之间仅存在滚动摩擦，这样，可有效避免因为滑动摩擦对测试精度造成影响。

同时，设置为采用橡胶轮、橡胶圈作为轮系的一部分，能够有效减小或避免本装置在行走过程中因为装置本身振动或被测面振动给测试精度造成的影响。

同时本方案中，设置为橡胶轮、橡胶圈作为轮系的一部分，这样，装置本体的重量由行走轮、橡胶轮及橡胶圈共同分担，这样，可通过采用设定行走轮轮径、橡胶圈、橡胶垫最下侧在未受压时相对于行走轮底面向下伸出的尺寸，限定橡胶圈、橡胶垫在受压时的变形量，即使得橡胶圈与橡胶垫在吸振与隔音上取得一个均衡点，这样，可使得本隔音装置利于冲击回波声频检测测试精度能够最大化。优选的，可设置为所述行走轮与装置本体之间的连接形式为可拆卸，这样，在安装完成橡胶轮与橡胶圈后，可通过采用特定材料、特定轮径的行走轮来匹配所述均衡点或使得橡胶圈与橡胶垫的压缩量最优。

附图说明

图1是本发明所述的一种适合于冲击回波声频检测的履带式隔音装置一个具体实施例的立体结构示意图，该示意图为仰视图，且视口位于装置侧面；

图2是本发明所述的一种适合于冲击回波声频检测的履带式隔音装置一个具体实施例的侧视图；

图3是沿着图2所示的a-a方向的剖视图；

图4是沿着图2所示的b-b方向的剖视图；

图5是本发明所述的一种适合于冲击回波声频检测的履带式隔音装置一个具体实施例的仰视图；

图6是沿着图5所示的c-c方向的剖视图；

图7是沿着图5所示的d-d方向的剖视图。

图中的附图标记分别为：1、行走轮；2、盖板；3、轮轴；4、向心轴承；5、推力轴承；6、橡胶圈；7、下支撑座；8、橡胶轮；9、定位条；10、滚轮；11、调节杆；12、上支撑座。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例。

实施例1：

如图1至图7所示，一种适合于冲击回波声频检测的履带式隔音装置，包括装置本体，还包括安装在装置本体上的多个行走轮1；

还包括安装在装置本体底部的两个橡胶轮8，还包括安装在装置本体底部的两条橡胶圈6；

在装置本体通过行走轮1在被测面上行走时，两橡胶轮8及两橡胶圈6均作为装置本体轮系的一部分，随装置本体的运动而滚动；

两橡胶轮8的底面及两橡胶圈6的底面四者围成一个环形区域，且在装置本体通过行走轮1在被测面上行走时，所述环形区域边缘周向方向上的各点均与被测面接触。

本方案中，所述行走轮1作为本装置在被测面上行走时的滚轮10，同时，设置为两橡胶轮8及两橡胶圈6均作为装置本体轮系的一部分，随装置本体的运动而滚动、在装置本体通过行走轮1在被测面上行走时，所述环形区域边缘周向方向上的各点均与被测面接触，即本装置在被测面上行走时，两橡胶轮8亦作为滚轮10，两橡胶圈6以履带的形式作为装置本体轮系的一部分。即轮系包括行走轮1、橡胶轮8、橡胶圈6。同时作为本领域技术人员，以上橡胶圈6的安装形式可以带传动的形式安装在装置本体的底部：通过设置相应的带轮，将对应橡胶圈6张设在带轮上。

本装置在使用时，用于检测冲击回波声频的信号接收端如传感器安装于所述环形区域内，这样，所述橡胶轮8的底侧及橡胶圈6的底侧作为所述环形区域的边缘，以上边缘作为信号采集点四周的隔音垫，这样，以上环形区域内部的传感器无论在静止或者移动的过程中，都可以保持一个持续的、与外界隔离的密封区域，具有隔绝外界振动干扰的效果，这样，达到提高冲击回波声频检测测试精度的目的。

同时本方案中，设置为在隔音装置行走过程中，所述橡胶圈6、橡胶轮8均转动，这样，本隔音装置整体与被测面之间仅存在滚动摩擦，这样，可有效避免因为滑动摩擦对测试精度造成影响。

同时，设置为采用橡胶轮8、橡胶圈6作为轮系的一部分，能够有效减小或避免本装置在行走过程中因为装置本身振动或被测面振动给测试精度造成的影响。

同时本方案中，设置为橡胶轮8、橡胶圈6作为轮系的一部分，这样，装置本体的重量由行走轮1、橡胶轮8及橡胶圈6共同分担，这样，可通过采用设定行走轮1轮径；橡胶圈6、橡胶垫最下侧在未受压时相对于行走轮1底面向下伸出的尺寸，限定橡胶圈6、橡胶垫在受压时的变形量，即使得橡胶圈6与橡胶垫在吸振与隔音上取得一个均衡点，这样，可使得本隔音装置利于冲击回波声频检测测试精度能够最大化。优选的，可设置为所述行走轮1与装置本体之间的连接形式为可拆卸，这样，在安装完成橡胶轮8与橡胶圈6后，可通过采用特定材料、特定轮径的行走轮1来匹配所述均衡点或使得橡胶圈6与橡胶垫的压缩量最优。

实施例2：

如图1至图7所示，本实施例在实施例1的基础上作进一步限定：作为行走轮1、橡胶圈6、橡胶垫的具体安装形式：多个行走轮1组成多组轮组，各轮组均包括一根轮轴3及两个行走轮1，所述轮轴3对穿装置本体，轮轴3各端均安装有一行走轮1；

两橡胶轮8安装于任意两轮轴3上，各橡胶轮8与所在轮轴3同轴，且各橡胶轮8与所在轮轴3同步转动；

用于安装橡胶轮8的轮轴3分别为轴a和轴b，两橡胶圈6张设在轴a和轴b之间，且轴a和轴b作为橡胶圈6的带轮，在轴a和轴b转动过程中，轴a和轴b驱动橡胶圈6同步转动。采用本方案，通过所述轮轴3即可为橡胶圈6和橡胶垫传递转矩，且行走轮1、橡胶圈6、橡胶轮8三者随动。作为本领域技术人员，以上橡胶圈6在轮轴3上的配合点位于橡胶轮8端部位置即可。

作为装置本体的具体实现方式，所述装置本体包括下支撑座7，所述轮轴3均通过成对安装的推力轴承5及向心轴承4安装于下支撑座7上；

还包括用于推力轴承5及向心轴承4在对应轮轴3轴线上位置定位的盖板2；

还包括固定于下支撑座7上的上支撑座12，所述上支撑座12作为所述环形区域上侧的顶盖。采用本方案，可通过所述向心轴承4和推力轴承5约束装置本体在轮轴3轴线上的位置，这样，可使得装置本体上的传感器在本装置行走过程中具有可靠的运动轨迹精度。

作为轮轴3与橡胶轮8的具体连接形式，各轮轴3与橡胶轮8之间均安装有用于传递转矩的定位条9。作为本领域技术人员，以上定位条9可为轮轴3侧面的侧棱、亦可为轮轴3本身即为花键轴、亦可为所述定位条9为位于轮轴3与橡胶轮8之间的键。

为方便改变橡胶圈6的张紧情况，避免橡胶圈6在工作过程中相对于相应带轮打滑或改变橡胶圈6承重压缩量，以利于检测精度，设置为：还包括用于调节橡胶圈6张紧度的调节装置。

作为调节装置的具体实现形式，所述调节装置包括调节杆11，所述调节杆11安装于装置本体上，且调节杆11上安装有与橡胶圈6内侧相互作用的滚轮10，所述调节装置调节橡胶圈6张紧度通过改变其上滚轮10相对于装置本体的位置实现。采用本方案，通过在橡胶圈6转动过程中，对应滚轮10相对于自身轴线转动以与橡胶圈6随动，避免摩擦干扰对所述检测精度产生不利影响。作为本领域技术人员，以上调节杆11可采用弹簧或刚性的杆件，在为刚性的杆件时，通过改变杆件上装置本体的连接点位置即可达到所述目的：如通过杆件为螺纹杆，螺纹杆上螺纹连接的螺帽作为杆件悬吊在装置本体上的悬吊点，通过改变螺帽在螺纹杆轴线上的位置即可达到所述目的。优选的，如采用所述螺纹杆，设置为所述螺帽为两颗，这样，可使得螺帽之间能够通过互锁达到约束螺帽在螺纹杆轴线上位置的目的。

为使得橡胶圈6的底面能够与被测面充分接触以利于本装置的隔音效果，设置为：各橡胶圈6均匹配有多个滚轮10，与各橡胶圈6匹配的多个滚轮10中，部分滚轮10用于约束橡胶圈6的下侧的位置。作为本领域技术人员，以上多各滚轮10沿着橡胶圈6底侧依次排列即可，且所述滚轮10须能够绕各自自身轴线转动。

所述行走轮1的外侧还包裹有包胶，采用本方案，能有效减小装置本身振动与被测面振动的相互干扰。优选的，可在所述包胶的外侧设置纹路，以增大与被测面的摩擦，更好带动本装置行走。更进一步的，优选设置为所述包胶采用硅胶。更进一步的，优选设置为所述行走轮1为不锈钢材质，即所述包胶仅在于提高摩擦力，行走轮1本身为刚性材质便于调节橡胶圈6和橡胶轮8的受压变形量。

所述橡胶轮8的轮面上还设置有条状纹路，采用本方案，能适应部分不平整被测面，橡胶轮8与被测面充分接触，增强装置隔音效果。

所述橡胶圈6的材质为硅橡胶，采用本方案，可增强装置隔音效果。

优选的，所述上支撑座12、下支撑座7、调节杆11、定位条9采用铝合金，这样，可有效降低整个装置的重量，以方便本装置的使用。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在对应发明的保护范围内。