[發明專利]基于振動分析的承力索錨結線夾區域損傷檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 202211051868.5
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115343363A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 廖家威;張宇鵬;張文瑄;朱彥臣;肖明宏;方夏;張頂成
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/22;G01N29/265;G01N29/44
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 李蜜

1.一種基于振動分析的承力索錨結線夾區域損傷檢測裝置，其特征在于：包括移動升降單元、卡爪臂單元(6)以及信號采集單元；

所述移動升降單元包括可沿鐵軌移動的導軌小車(2)、與導軌小車(2)頂部滑動連接且可沿垂直于鐵軌的方向移動的升降臺(3)以及豎直安裝于升降臺(3)上的支柱(5)；

所述卡爪臂單元(6)包括設置于支柱(5)頂端的安裝平臺(61)、設置于安裝平臺(61)上用于卡緊錨結線夾兩端橫梁的卡爪組件，以及對稱設置于安裝平臺(61)兩側且結構完全相同的兩組旋轉式機械臂(62)，以安裝平臺(61)為中心旋轉式機械臂(62)末端面上由外至內依次設置有卡槽Ⅰ、支撐夾和卡槽Ⅱ；

所述信號采集單元包括分別安裝于卡槽Ⅰ和卡槽Ⅱ內的磁吸式振動傳感器(63)和激振器(64)、安裝于安裝平臺(61)上的采集卡以及用于對接收的振動信號進行預處理并識別承力索錨結線夾區域損傷的計算機(4)，計算機(4)安裝于移動升降單元上，所述采集卡的兩端分別與磁吸式振動傳感器(63)和計算機(4)連接；

當旋轉式機械臂(62)旋轉至工作位置時，支撐夾卡緊承力索，激振器(64)和磁吸式振動傳感器(63)分別位于承力索和錨結線夾下方。

2.根據權利要求1所述的基于振動分析的承力索錨結線夾區域損傷檢測裝置，其特征在于：所述卡爪組件包括兩個倒置安裝于安裝平臺(61)上且開口方向一致的掛鉤(65)，掛鉤(65)的勾部呈U型結構。

3.根據權利要求1所述的基于振動分析的承力索錨結線夾區域損傷檢測裝置，其特征在于：所述旋轉式機械臂(62)的末端呈平板結構，旋轉式機械臂(62)的末端面上設置有支撐座，所述支撐夾和卡槽Ⅱ設置在支撐座上；所述支撐夾呈V型結構；所述卡槽Ⅱ的槽口或槽底設置有用于將磁吸式振動傳感器(63)吸住的磁鐵。

4.根據權利要求1所述的基于振動分析的承力索錨結線夾區域損傷檢測裝置，其特征在于：所述導軌小車(2)包括車體(21)和安裝于車體(21)上的鐵軌車輪(22)，所述車體(21)上表面安裝有用于控制升降臺(3)導向移動的導軌組件，升降臺(3)底部與導軌組件連接。

5.根據權利要求4所述的基于振動分析的承力索錨結線夾區域損傷檢測裝置，其特征在于：所述導軌組件包括兩根安裝于車體(21)上表面且與鐵路軌道呈垂直方向的絲桿導軌、安裝于兩根絲桿導軌之間的進給絲桿Ⅰ(242)以及與進給絲桿一端連接的手輪Ⅰ(241)。

6.根據權利要求1-5任一所述的基于振動分析的承力索錨結線夾區域損傷檢測裝置，其特征在于：所述升降臺(3)為絲桿升降臺(3)，包括平行設置的升降臺底座(311)和升降臺臺面(312)、設置于升降臺底座(311)與升降臺臺面(312)之間用于保持升降臺臺面(312)高度的剪叉支架(321)以及與剪叉支架(321)連接的絲桿升降機，絲桿升降機的進給絲桿Ⅱ(34)一端連接有手輪Ⅱ(33)，所述升降臺底座(311)與導軌小車(2)頂部滑動連接。

7.一種基于振動分析的承力索錨結線夾區域損傷檢測方法，其特征在于：使用權利要求1-7任一所述的基于振動分析的承力索錨結線夾區域損傷檢測裝置，包括以下步驟：

S1、導軌小車(2)移動至承力索錨結線夾區域下方，調節升降臺(3)使卡爪組件卡緊錨結線夾兩端的橫梁，兩組旋轉式機械臂(62)旋轉至支撐夾夾緊承力索，同時激振器(64)和磁吸式振動傳感器(63)進入工作位置，激振器(64)與承力索接觸，磁吸式振動傳感器(63)通電后依靠磁力吸附于錨結線夾下方；

S2、一組旋轉式機械臂(62)上的激振器(64)產生振動激勵信號，另一組旋轉式機械臂(62)上的磁吸式振動傳感器(63)接收振動信號，采集卡接收振動信號并傳輸至計算機(4)；

S3、計算機(4)對接收的振動信號進行預處理、時域分析、頻域分析、小波包分解和EMD提取的振動信號IMF分量進行特征提取，并搭建損傷協同識別模型識別承力索錨結線夾區域損傷狀態。