【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及自動化敲擊檢測，具體涉及一種基礎設施內部損傷快速巡檢系統和裝置。
技術介紹
1、基礎設施的內部損傷檢測由于其不可見性一直是工程檢測的難題，常用的檢測方法有敲擊檢查法和目視檢查法等，但是實際檢測的效率低下且耗時巨大。在交通繁忙的路段，這些檢測方法通常還需封鎖交通，造成了巨大的人力和物力消耗。更為關鍵的是，這些傳統方法依賴主觀判斷，往往難以及時發現潛藏的或不易察覺的損傷，對公共安全和基礎設施的可靠性構成了潛在威脅。
2、在現有技術中，專利cn112965077a公開了一種基于車載激光雷達的道路巡檢系統與方法，然而激光雷達只能提取結構表面的損傷信息，難以檢測更深層次的損傷。專利cn109901625b是公開了一種橋梁巡檢系統，然而該系統在檢測效率方面的設計和闡述不足，這限制了其在面對快速檢測需求時的實際應用效果。
3、因此，迫切需要開發一種快速內部損傷檢測方法，以滿足對橋梁、隧道等基礎設施的結構內部損傷進行迅速而精確檢測的需求。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題是提供一種對結構內部損傷進行迅速而精確檢測的基礎設施內部損傷快速巡檢系統和方法。
2、為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是：
3、本專利技術首先提供一種基礎設施內部損傷快速大范圍巡檢系統，包括：
4、懸掛架；
5、伸縮式移動導軌，設置在所述懸掛架上；伸縮式移動導軌包括可展開和收回的伸縮導軌；伸縮式移動導軌處于收回狀態時用于初
6、變頻激勵沖擊錘，設置在所述伸縮式移動導軌上；當所述伸縮式移動導軌展開處于復檢時，變頻激勵沖擊錘沿所述伸縮式移動導軌橫向移動；變頻激勵沖擊錘以設定的敲擊頻率敲擊基礎設施表面；
7、指向型聲音采集設備，用于采集所述變頻激勵沖擊錘敲擊基礎設施表面后的聲學信息。
8、懸掛架固定安裝在汽車、無人機、爬壁機器人等載具上，從而可以完成移動、快速、大范圍的巡檢任務。伸縮式移動導軌固定安裝在懸掛架上，導軌初始長度可根據載具情況進行定制，若在巡檢過程中發現損傷，導軌可展開至最大5米寬度進行二次復檢。在初級巡檢階段，智能變頻激勵沖擊錘通過底盤支座安裝在移動導軌上，在載具移動過程中以一定頻率敲擊被檢結構物，通過指向型聲音采集設備獲得聲學信號。精確復檢階段，智能變頻激勵沖擊錘在導軌上進行移動檢測。根據被檢結構物及損傷類別的不同，智能變頻激勵沖擊錘可以進行自動變頻激勵，從而獲得最優檢測結果。
9、本專利技術還提供一種基礎設施內部損傷快速大范圍巡檢方法，s1參數設定：根據被檢測結構物的特點，確定巡檢速度v0以及變頻頻率；
10、s2初級巡檢：將基礎設施內部損傷快速大范圍巡檢系統安裝在載具上，在載具以巡檢速度v0行進過程中，由智能變頻激勵沖擊錘變頻敲擊被檢結構物表面，對聲學信號進行分析處理判斷有無損傷，若有損傷則進入精確復檢階段；
11、s3精確復檢：在初級巡檢判斷有損傷的位置載具停止行進，展開伸縮式移動導軌，變頻激勵沖擊錘在導軌上以復檢速度v1進行移動變頻敲擊，獲得展開范圍內的敲擊信號，根據得到的敲擊信號進行精確分析。
12、智能變頻激勵沖擊錘的沖擊頻率能夠根據被檢部位材料等信息的不同進行自動調整，包括但不限于10hz，20hz等。
13、指向型聲音采集設備應該能夠隨著敲擊錘位置的移動而移動，定向收集敲擊位置處產生的聲音信號，并且具有一定的降噪功能。
14、指向型聲音采集設備宜安裝在載具上，距離敲擊錘1米以內位置處，而非其他位置處。
15、巡檢速度v可由下式計算：
16、
17、其中：
18、s為巡檢總長度；
19、n為需要進行精確復檢的次數；
20、t為進行一次精確復檢需要的時間；
21、v0為初級巡檢速度，按下式計算：
22、
23、其中：
24、f1+f2+...fn為變頻沖擊頻率組合；
25、r為錘頭敲擊一次地面獲得的信號范圍。
26、進一步的，為了考慮損傷對不同聲音特征的影響，使用了零均值標準化互相關函數進行聲音特征的標準化，該函數通過對每個頻率分量進行加權來擴展，函數s(a,u,x)的取值范圍定義為[-1,1]，接近1的值表示頻率分量與損傷類型之間的相似性極好。具體如下：
27、
28、其中：
29、x是一個向量，包含從待評估的損傷中獲得的每個頻率分量的振幅；
30、a是從用于比較和評估新的評估對象的訓練數據中獲得的頻率模板向量；
31、k是用于評估x和a之間相似性的頻率分量的索引集合；
32、u是與索引集合k相關聯的每個頻率分量的權重，表示敲擊測試的特征向量。
33、有益效果：與現有技術相比，本專利技術的優點在于：
34、1)本專利技術檢測系統，具有伸縮式移動導軌，從而通過伸縮式導軌的展開和伸縮顯示兩初檢和復檢兩種檢測狀態。通過對初檢和復檢的聲音信號進行分析，實現對于結構內部損傷的快速的、精確的無損檢測；
35、2)本專利技術根據被檢結構物及損傷類別的不同，智能變頻激勵沖擊錘可以進行自動變頻激勵，從而獲得最優檢測結果。
36、3)本專利技術裝置可以安裝在汽車、無人機、爬壁機器人等載具上實現移動式快速檢測；本專利技術可廣泛應用于橋梁、隧道等大型基礎實施內部損傷、表觀損傷的日常巡檢及突發災害后緊急巡檢的任務。
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1.一種基礎設施內部損傷快速大范圍巡檢系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種基礎設施內部損傷快速大范圍巡檢系統，其特征在于，所述伸縮式移動導軌(2)包括導軌、導軌行動軸(23)及導軌底座(24)；所述導軌包括伸縮式移動導軌初始部分(21)和伸縮式移動導軌展開部分(22)，伸縮式移動導軌展開部分(22)為兩個并從所述伸縮式移動導軌初始部分(21)的兩側伸出或收回；導軌行動軸(23)設置在所述導軌上并可沿所述導軌移動；在導軌行動軸(23)上設置所述導軌底座(24)；變頻激勵沖擊錘(3)固定在所述導軌底座(24)上。
3.根據權利要求1或2所述的一種基礎設施內部損傷快速大范圍巡檢系統，其特征在于，所述伸縮式移動導軌(2)展開后長度應不小于5米。
4.根據權利要求3所述的一種基礎設施內部損傷快速大范圍巡檢系統，其特征在于，所述懸掛架固定在移動載具上；所述移動載具為汽車、無人機或爬壁機器人。
5.一種基于權利要求1-4任一所述一種基礎設施內部損傷快速大范圍巡檢系統的基礎設施內部損傷快速大范圍巡檢方法，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種基礎設施內部損傷快速大范圍巡檢系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種基礎設施內部損傷快速大范圍巡檢系統，其特征在于，所述伸縮式移動導軌(2)包括導軌、導軌行動軸(23)及導軌底座(24)；所述導軌包括伸縮式移動導軌初始部分(21)和伸縮式移動導軌展開部分(22)，伸縮式移動導軌展開部分(22)為兩個并從所述伸縮式移動導軌初始部分(21)的兩側伸出或收回；導軌行動軸(23)設置在所述導軌上并可沿所述導軌移動；在導軌行動軸(23)上設置所述導軌底座(24)；變頻激勵沖擊錘(3)固定在所述導軌底座(24)上。
3.根據權利要求1或2所述的一種基礎設施內部損傷快速大范圍巡檢系統，其特征在于，所述伸縮式移動導軌(2)展開后長度應不小于5米。
4.根據權利要求3所述的一種基礎設施內部損傷快速大范圍巡檢系統，其特征在于，所述懸掛架固定在...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳智深，黃璜，黃璽，趙少康，方達，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：發明
國別省市：
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