墙体瓷砖脱落隐患自主检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种墙体瓷砖脱落隐患自主检测装置，包括检测装置本体，此检测装置本体包括相互电连接的声音信号采集装置和声音信号处理电路，且所述声音信号采集装置上设有自动敲击装置，所述声音信号处理电路以有线或无线的方式连接至上位机，还包括用以带动所述检测装置本体沿着墙体瓷砖表面运动的悬挂运动装置。通过运动悬挂装置实现对墙体瓷砖的逐块检测，从而方便在大面积墙体进行检测并判断墙体瓷砖和墙体之间是否存在空鼓。
【专利说明】墙体瓷砖脱落隐患自主检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属墙体检测设备领域，具体涉及一种墙体瓷砖脱落隐患自主检测装置。
【背景技术】
[0002]由于气温的变化使墙体热涨冷缩、施工时候不够规范、地基下陷问题等原因都也会导致墙体瓷砖出现鼓起、脱落情况发生。由于墙体瓷砖的脱落给路人的人身安全造成很大的威胁。因为大部分脱落的瓷砖出现楼层较高的墙面，工人需要利用乘坐吊篮或者搭建脚手架到达墙体指定位置进行逐一检测。这样做需要花大量人力物力，而且工期较长。传统的瓷砖是否存在脱落隐患就凭施工人员手持检测锤的击打，根据发出的声音凭经验判断瓷砖是否已经脱离墙面。根据人耳听取敲击声特点进行检测的方法依赖于检测者的经验、主观随意性大，准确性不高且无法给出量化结果。
[0003]为此，CN100573136C授权公告的“便携式墙体空鼓自动检测仪”通过采用自动敲击装置、麦克风、信号处理电路、按键输入电路、单片机、结果输出电路和电源，自动敲击装置设置有敲击头、电磁铁、继电器，敲击头连杆套入电磁铁芯，电磁铁芯两端分别与继电器和电源一端连接，电源另一端连接继电器，信号处理电路输入端接麦克风的音频信号输出端，信号处理电路输出端接单片机的脉冲宽度检测信号输入端，结果输出电路的输入端接单片机的脉冲宽度检测结果输出端。采用这种装置，通过敲击过程中激发的敲击声信号包含了敲击头和被敲击墙体振动发出的声音，墙体空鼓的存在将改变敲击声中不同的能量分布。对健康墙体，敲击能绝大部分转化为敲击头的自由振动，产生强烈的以敲击头固有频率为中心的窄带信号；而被敲击墙体振动仅产生微弱的声音。对空鼓墙体，绝大部分敲击能量转化为空鼓墙体的弯曲模式振动，产生强烈的宽带声信号，敲击头自由振动的窄带声音信号微弱。通过检测敲击声信号中具有窄带特性的敲击头自由振动信号的强度来判断墙体是否存在空鼓。
[0004]然而这种便携式墙体空鼓自动检测仪，虽然克服了依靠人工经验主观性大的缺陷，也提高了一定的检测速度，但还是要通过人工手持检测器逐一对墙体瓷砖进行检测，当需要对大面积的墙体瓷砖进行检测时，需要花费较多的人力，，在高空作业时，还存在一定的安全隐患。
[0005]鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于提供一种能够方便进行大面积检测墙体瓷砖和墙体是否存在空鼓的墙体瓷砖脱落隐患自主检测装置。
[0007]为了达到上述目的，本实用新型采用这样的技术方案:
[0008]一种墙体瓷砖脱落隐患自主检测装置，包括检测装置本体，此检测装置本体包括相互电连接的声音信号采集装置和声音信号处理电路，且所述声音信号采集装置上设有自动敲击装置，所述声音信号处理电路以有线或无线的方式连接至上位机，还包括用以带动所述检测装置本体沿着墙体瓷砖表面运动的悬挂运动装置。
[0009]在上述方法中，还包括悬挂运动装置，所述悬挂运动装置包括第一基板，第一基板上设有第一绞线轮和第二绞线轮，第一绞线轮连接有用以驱动所述第一绞线轮转动地第一电机，第二绞线轮连接有用以驱动所述第二绞线轮转动的第二电机，还包括与所述第一绞线轮对应的第一凹轮，所述第一凹轮通过第一转轴设置在所述第一基板上，还包括连接在所述第一基板上第一光电编码器，所述第一光电编码器内设有第一码盘，第一码盘的中心固定于所述第一转轴上；还包括与所述第二绞线轮对应的第二凹轮，所述第二凹轮通过第二转轴设置在所述第一基板上，所述第一基板上设有第二光电编码器，所述第二光电编码器内设有第二码盘，第二码盘的中心固定于所述第二转轴上；还包括第一挂绳和第二挂绳，所述第一挂绳绕设于所述第一绞线轮上并形成第一伸出端，所述第一伸出端绕过所述第一凹轮并可带动所述第一凹轮转动，所述第二挂绳绕设于所述第二绞线轮上并形成第二伸出端，所述第二伸出端绕过所述第二凹轮并可带动所述第二凹轮转动；还包括与所述第一光电编码器和所述第二光电编码器均连接的单片机，所述单片机通过所述无线通讯模块连接至所述上位机；还包括通过铰接轴与所述第一基板铰接的第二基板，所述声音信号采集装置设置于所述第二基板上。
[0010]进一步地，还包括能够根据所述声音信号处理装置反馈的信息对墙体喷涂标识的喷涂标识装置，所述喷涂标识装置与所述声音信号采集装置对应设置。
[0011]进一步地，还包括用以辅助所述声音信号采集装置沿着墙面运动的全向轮，所述全向轮通过支柱连接在所述第二基板上且高出所述自动敲击装置。
[0012]较佳地，所述全向轮为三个，三个所述全向轮位于同一高度且不共线。
[0013]在上述方案中，所述第一基板远离所述第二基板的一端连接有垂直于所述第一基板的竖板，竖板的另一端连接有垂直于所述竖板的横板，横板朝向所述第二基板延伸，所述第一光电编码器和所述第二光电编码器均固定于所述横板靠近所述第一基板的一侧，所述第一转轴的两端分别连接在所述第一基板和所述横板；所述第二转轴的两端分别连接在所述第一基板和所述横板上。
[0014]在上方案中，所述竖板上设有第一过线孔和第二过线孔，第一过线孔对应所述第一凹轮设置，第二过线孔对应所述第二凹轮设置，所述第一伸出端穿过所述第一过线孔，所述第二伸出端穿过所述第二过线孔。
[0015]较佳地，所述第一伸出端在所述第一凹轮绕卷一圈后穿出所述第一过线孔，述第二伸出端在所述第二凹轮绕卷一圈后穿出所述第二过线孔。
[0016]较佳地，所述自动敲击装置设有电磁铁，电磁铁连接敲击铜棒，敲击铜棒的末端形成锥形敲击头，所述敲击铜棒长70厘米，直径10厘米。
[0017]在上述方案中，所述喷涂标识装置包括电磁铁，电磁铁连接敲击铜棒，敲击铜棒的末端设有标记笔，所述喷涂标识装置与所述自动敲击装置相邻且高度低于所述自动敲击装置。
[0018]采用本实用新型的技术方案后，通过悬挂运动装置带动检测装置本体沿着墙体瓷砖表面运动，声音信号采集装置上的自动敲击装置实现对墙体瓷砖的逐一敲击并将敲击产生的声音信号传递给声音信号处置装置，通过声音信号处理装置和上位机的对声音信号的字在空鼓，则上位机发出信号直接驱动悬挂专而无需启动喷涂标识装置。因而通过采用瓷砖逐块扫描和检测瓷砖和墙体之间是否
裏法示意图。【具体实施方式】
[0040]为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面结合附图进行详细阐述。
[0041]一种墙体瓷砖脱落隐患自主检测装置，包括检测装置本体，此检测装置本体包括相互电连接的声音信号采集装置和声音信号处理电路，所述声音信号采集装置设有自动敲击装置，所述声音信号处理电路连接至上位机。声音信号采集装置例如可以采用CN100573136C授权公告的“便携式墙体空鼓自动检测仪”中的自动敲击装置、麦克风、按键输入电路、单片机等，声音信号处理电路可以采用该专利中的信号处理电路。在实施例中，声音信号采集装置和声音信号处理电路采用Labview编程系统来完成，上位机利用Labview采集分析和处理声音信号。Labview控制声卡采集麦克风信号,采样设置如下：单通道，采样分辨率为16位，采样率为44kHZ，采样时间为Is。采集的声音信号存储为WAV格式。自动敲击装置撞击墙体之后，自动敲击装置机体随后也会由于振动发出声音，这些其他的声音都会干扰到对结果的判断。Labview需要对声音信号进行滤波、提取等预处理才能做下一步分析。经过试验发现，真正敲击铜棒撞击声出现在开始声音采集后麦克风采集到第一个幅值较大的信号，其他的声音信号为干扰信号。为了提取到真正的敲击铜棒撞击声音在Iabview上通过检测声音信号峰值，提取第一峰值信号的索引号，该索引号对应就是声音信号的采样数。利用该索引号加上向前适当的偏移量作为信号提取的起始采样数，采样总点数设置为100点，即对应时间为2. 2ms左右。
[0042]对采集到音频信号进行时域分析时，发现有一部分音频信号的时域参数相同，因此无法对撞击声音提取特征参数。为了获得音频信号的差异，利用傅立叶变换把采集到的音频信号从时间域变换到频率域主。变换得到的频谱图既代表音频信号的频率构成，也反映了各频率分量的比重，因此由频谱图可以对采集到的音频声音进行更客观的认识。声音信号通过频谱 分析过后，由原来没有明显规律的时域信号转变为有明显特征频率的频谱图。实际测量时，当墙体瓷砖和墙体之间不存在空鼓时，频谱图在8kHz左右频率会出现明显的峰值。当频谱分析后峰值出现在7-9kHZ以及峰值对应的幅值大小不小于O. 2的情况下判断为墙体瓷砖与墙体之间不存在空鼓，否则墙体瓷砖与墙体之间存在空鼓，具有脱落隐患。
[0043]如图I至3所示，本墙体瓷砖脱落隐患自主检测装置，还包括用以带动所述检测装置本体沿着墙体瓷砖表面运动的悬挂运动装置。所述悬挂运动装置包括第一基板11，第一基板11上设有第一绞线轮21和第二绞线轮22，第一绞线轮21连接有用以驱动所述第一绞线轮21转动的第一电机31，第一电机31采用蜗杆直流减速电机。第二绞线轮22连接有用以驱动所述第二绞线轮22转动的第二电机32，第二电机32采用蜗杆直流减速电机。还包括与所述第一绞线轮21对应的第一凹轮41，所述第一凹轮41通过第一转轴51设置在所述第一基板11上，第一凹轮41固定在第一转轴51上，当第一凹轮41转动时可以带动第一转轴51转动。还包括连接在所述第一基板11上第一光电编码器61,所述第一光电编码器61内设有第一码盘71，第一码盘71的中心穿设固定于所述第一转轴51上，第一转轴51转动时带动第一码盘71同时转动；还包括与所述第二绞线轮22对应的第二凹轮42，所述第二凹轮42通过第二转轴52设置在所述第一基板11上，第二凹轮42固定在第二转轴52上，当第二凹轮42转动时可以带动第二转轴52转动。所述第一基板11上设有第二光电编码器62，所述第二光电编码器62内设有第二码盘72，第二码盘72的中心穿设固定于所1自动敲击装置的结构，其也包括电磁铁和铁驱动敲击铜棒进而带动标记笔向墙体瓷喷涂标识装置120与所述自动敲击装置相I也可以采用市面其他自动标识装置(如类向存在空鼓的墙体瓷砖做出标记以方便后
号采集装置沿着墙面运动的全向轮130，所上且高出所述自动敲击装置。较佳地，所述一高度且不共线。通过设置全向轮130能
斤述第二基板12的一端连接有垂直于所述妾有垂直于所述竖板140的横板150，横板丨码器61和所述第二光电编码器62均固定斤述第一转轴51的两端分别连接在所述第丙端分别连接在所述第一基板11和所述横160，敲击铜棒1002能获得较大的能量，产生幅值较大的声音信号。一般墙体瓷砖的铺设较为平整，误差一般不会超过2_，本实用新型装置在实际墙体上测试能获得较好的结果。在实验室搭建模拟实际墙体瓷砖的模型，该模型由厚度27cm，宽度80cm，高度IOOcm的水泥砖墙砌成，在墙体上铺设瓷砖，预留模拟墙体瓷砖和墙体存在空鼓的位置不铺设，与墙体存在空鼓的墙体瓷砖用热熔胶固定在墙体上。利用本实用新型装置分别检测瓷砖并记录，结果如下：
[0050]
【权利要求】
1.一种墙体瓷砖脱落隐患自主检测装置，包括检测装置本体，此检测装置本体包括相互电连接的声音信号采集装置和声音信号处理电路，且所述声音信号采集装置上设有自动敲击装置，所述声音信号处理电路以有线或无线的方式连接至上位机，其特征在于:还包括用以带动所述检测装置本体沿着墙体瓷砖表面运动的悬挂运动装置。
2.如权利要求1所述的一种墙体瓷砖脱落隐患自主检测装置，其特征在于:所述悬挂运动装置包括第一基板，第一基板上设有第一绞线轮和第二绞线轮，第一绞线轮连接有用以驱动所述第一绞线轮转动地第一电机，第二绞线轮连接有用以驱动所述第二绞线轮转动的第二电机，还包括与所述第一绞线轮对应的第一凹轮，所述第一凹轮通过第一转轴设置在所述第一基板上，还包括连接在所述第一基板上第一光电编码器，所述第一光电编码器内设有第一码盘，第一码盘的中心固定于所述第一转轴上；还包括与所述第二绞线轮对应的第二凹轮，所述第二凹轮通过第二转轴设置在所述第一基板上，所述第一基板上设有第二光电编码器，所述第二光电编码器内设有第二码盘，第二码盘的中心固定于所述第二转轴上；还包括第一挂绳和第二挂绳，所述第一挂绳绕设于所述第一绞线轮上并形成第一伸出端，所述第一伸出端绕过所述第一凹轮并可带动所述第一凹轮转动，所述第二挂绳绕设于所述第二绞线轮上并形成第二伸出端，所述第二伸出端绕过所述第二凹轮并可带动所述第二凹轮转动；还包括与所述第一光电编码器和所述第二光电编码器均连接的单片机，所述单片机连接至所述上位机；还包括通过铰接轴与所述第一基板铰接的第二基板，所述声音信号采集装置设置于所述第二基板上。
3.如权利要求1所述的一种墙体瓷砖脱落隐患自主检测装置，其特征在于:还包括能够根据所述声音信号处理装置反馈的信息对墙体喷涂标识的喷涂标识装置，所述喷涂标识装置与所述声音信号采集装置对应设置。
4.如权利要求2所述的一种墙体瓷砖脱落隐患自主检测装置，其特征在于:还包括用以辅助所述声音信号采集装置沿着墙面运动的全向轮，所述全向轮通过支柱连接在所述第二基板上且高出所述自动敲击装置。
5.如权利要求4所述`的一种墙体瓷砖脱落隐患自主检测装置，其特征在于:所述全向轮为三个，三个所述全向轮位于同一高度且不共线。
6.如权利要求2所述的一种墙体瓷砖脱落隐患自主检测装置，其特征在于:所述第一基板远离所述第二基板的一端连接有垂直于所述第一基板的竖板，竖板的另一端连接有垂直于所述竖板的横板，横板朝向所述第二基板延伸，所述第一光电编码器和所述第二光电编码器均固定于所述横板靠近所述第一基板的一侧，所述第一转轴的两端分别连接在所述第一基板和所述横板；所述第二转轴的两端分别连接在所述第一基板和所述横板上。
7.如权利要求6所述的一种墙体瓷砖脱落隐患自主检测装置，其特征在于:所述竖板上设有第一过线孔和第二过线孔，第一过线孔对应所述第一凹轮设置，第二过线孔对应所述第二凹轮设置，所述第一伸出端穿过所述第一过线孔，所述第二伸出端穿过所述第二过线孔。
8.如权利要求7所述的一种墙体瓷砖脱落隐患自主检测装置，其特征在于:所述第一伸出端在所述第一凹轮绕卷一圈后穿出所述第一过线孔，述第二伸出端在所述第二凹轮绕卷一圈后穿出所述第二过线孔。
9.如权利要求1所述的一种墙体瓷砖脱落隐患自主检测装置，其特征在于:所述自动敲击装置设有电磁铁，电磁铁连接敲击铜棒，敲击铜棒的末端形成锥形敲击头，所述敲击铜棒长70厘米，直径10厘米。
10.如权利要求3所述的一种墙体瓷砖脱落隐患自主检测装置，其特征在于:所述喷涂标识装置包括电磁铁，电磁铁连接敲击铜棒，敲击铜棒的末端设有标记笔，所述喷涂标识装置与所述自动敲击装置相邻`且高度低于所述自动敲击装置。
【文档编号】G01N29/12GK203630091SQ201320693927
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2013年11月5日
【发明者】潘越 申请人:福建省泉州市第七中学