[發明專利]一種擺錘式回彈儀

在審

• 申請號: 202111035107.6
• 申請日: 2021-09-05
• 公開（公告）號: CN113834746A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 尚廷東;邵景干;孫鋼燦;李慧慧;鄧苗毅;程宏;謝斐;邵詩童;吳振全;邵旭東;王素紅;馮振宇
• 申請（專利權）人: 河南牛帕力學工程研究院
• 主分類號: G01N3/52
• 分類號: G01N3/52;G01N3/02
• 代理公司: 鄭州華隆知識產權代理事務所(普通合伙) 41144
• 代理人: 徐小磊

本發明涉及一種擺錘式回彈儀，包括設置有彈擊桿的回彈儀架，回彈儀架上還通過轉動連接結構轉動裝配有擺錘，擺錘具有用于撞擊所述彈擊桿的撞擊部，擺錘式回彈儀還包括用于帶動所述擺錘朝向所述彈擊桿撞擊的擺錘驅動結構，擺錘式回彈儀還包括用于測量擺錘撞擊彈擊桿前后擺動速度變化和/或擺動角度變化的測量裝置。本發明提供了一種可以降低撞擊錘撞擊彈擊桿過程中，撞擊錘摩擦力對測量影響的擺錘式回彈儀。

技術領域

本發明涉及一種用于混凝土強度測量的擺錘式回彈儀。

背景技術

混凝土回彈儀式一種用彈簧驅動彈擊錘，彈擊錘通過彈擊桿撞擊混凝土表面，混凝土表面產生順勢彈性變形吸收能量，彈擊錘回彈，根據能量損失來表征混凝土的硬度。利用的原理是，混凝土越硬，混凝土產生彈性形變吸收的能量就越少，那么彈擊錘撞擊過程中損失的能量就越少。

混凝土回彈儀的工作過程如圖1所示，為了清楚的表明問題，第1狀態、第2狀態、第3狀態、第4狀態和第5狀態是按時間順序發生的，工作時，首先提升彈擊錘16的高度，如第1狀態所示，彈擊錘彈簧15儲能，彈擊桿2遠離彈擊錘的一端與混凝土表面接觸。隨后松開彈擊錘16，彈擊錘在導桿19導向作用下，朝彈擊桿運動，如第2狀態所示；再隨后，彈擊錘的下端面18撞擊到彈擊桿2，彈擊桿對混凝土撞擊，如第3狀態所示；緊接著，如第4狀態，彈擊錘開始朝遠離彈擊桿方向回彈；最后，如第5狀態所示，彈擊錘到達回彈最高位置。

現有技術中，基本有兩種測量方式來表征彈擊錘的能量損失，第1種方式，測量第1狀態和第5狀態下彈擊錘的高度差，通過兩個狀態下能量的變化來計算回彈值，第1狀態下彈擊錘的重力勢能、第1狀態下彈簧的彈性勢能之和與第5狀態下彈擊錘的重力勢能、第5狀態下彈簧的彈性勢能之和的差值即為兩個狀態下能量的變化。該方式明顯具有以下缺點：1），由第1狀態到第5狀態的變化，并不僅僅是重力勢能和彈性勢能的變化，彈擊錘與導桿之間有滑動摩擦力，該摩擦力也會帶來能量的損失，這個摩擦力不可忽略，會影響會回彈值表征的精度；2），由于要考慮彈擊錘的重力勢能，因此彈擊桿撞擊混凝土表面的彈擊角度就非常關鍵，對整個操作過程要求較為嚴格。

第2種方式，測量彈擊錘撞擊彈擊桿時刻的撞擊速度V₀，測量彈擊錘剛脫離撞擊桿時刻的回彈速度V_R，通過撞擊前后，彈擊沖的動能損失來表征彈擊錘的能量損失，進而計算回彈值。該方式具有以下缺點，1）、由于彈簧的存在，導致在兩個狀態下，并非是完全的動能損失，只有撞擊時刻，彈簧的彈性勢能正好是勢能零點時，動能損失才能精準的表征彈擊錘的能量損失，而如何保證在撞擊時刻，彈簧正好處于勢能零點比較困難；2）、彈擊錘與彈擊桿之間的摩擦力，仍然是能量計算過程中一個不能忽略的能量損失因素；3）、動態的速度測量，也并非那么容易和穩定。

當然無論是第1種方式還是第2種方式，還存在著一個問題就是：彈擊錘的下端面為一個平面，理想狀態下，彈擊錘的下端面直接與彈擊桿上端面面接觸一次撞擊，完成對混凝土的硬度測量，但是由于彈擊錘與導向桿之間存在導向配合公差，彈擊錘在運動過程中，不能保證其下端面完全垂直于導向桿的軸線，當彈擊錘的下端面與彈擊桿的軸線不垂直時，會出現彈擊錘的尖部首先撞擊彈擊桿一次，隨后再撞擊彈擊桿第二次的情況，如果發生兩次撞擊的話，部分能量就會被彈擊桿吸收，整個測量過程就會不準確。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可以降低撞擊錘撞擊彈擊桿過程中，撞擊錘摩擦力對測量影響的擺錘式回彈儀。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

一種擺錘式回彈儀，回彈儀架，回彈儀架上還通過轉動連接結構轉動裝配有擺錘，擺錘具有撞擊部，擺錘式回彈儀還包括用于帶動所述擺錘朝向所述彈擊桿撞擊的擺錘驅動結構，擺錘式回彈儀還包括用于測量擺錘撞擊彈擊桿前后的擺動速度變化和/或擺動角度變化的測量裝置。

進一步的，轉動連接結構的轉動軸線經過擺錘的重心。

進一步的，所述擺錘整體為中心對稱結構。