一种具有承载转移验证功能的回弹仪及控制方法与流程

本发明涉及材料回弹检测仪器，具体涉及一种将电动储能机构的载荷转移至独立保持件并验证该转移过程的回弹仪及其控制方法。

背景技术：

1、回弹仪通过弹击锤向弹击杆传递冲击，并测量弹击锤的回弹响应。人工反复顶压储能会增加连续检测时的体力负担，因此已有利用电机或电磁机构完成储能或复位的方案。

2、公开号为cn111238977a的中国专利文献公开了自动复位回弹仪，其第八实施方式包括壳体尾部挂接件以及由电机和丝杠驱动的复位法兰，法兰完成复位后返回，再由电磁方式释放弹击锤。公开号为cn118443423a的中国专利文献公开了利用丝杆带动导向盘和挂钩复位、并通过触发件释放的结构。由此，采用电动复位以及将保持和驱动退出按顺序安排，均已有技术基础。

3、对于设有可脱开临时牵引件的预储能回弹仪，控制器发出了保持件啮合指令，并不等同于储能载荷已经转移。保持件啮合不足、传动卡滞或制动器未释放时，弹击锤也可能暂时不动；仅根据保持开关或电机指令判断转移完成，难以区分这些状态。若未确认实际接管即脱开临时牵引件，弹击锤可能失去预定保持；若牵引件退出不足或在掉电时重新进入运动路径，又可能接触弹击及回弹中的弹击锤。因此，需要把可观测的载荷转移过程与脱开、停车及释放动作建立关联。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是，在具有独立保持件和可脱开牵引机构的回弹仪中，提供能够识别滑架真实退让、弹击锤被保持以及牵引载荷卸除是否同时发生的结构和控制过程，并以该过程的验证结果限定后续脱开和击发。

2、为解决上述问题，回弹仪包括承载筒、弹击杆、导向件、弹击锤、储能弹簧及回弹测量组件。电动驱动组件驱动滑架，滑架通过临时牵引件与弹击锤的承载肩部形成能够解除的机械连接；独立保持件支承于承载筒，与滑架分离，能够以承载面的形状配合接住弹击锤并承受储能弹簧的载荷。锤位置传感器和滑架位置传感器分别检测二者相对承载筒的实际位置，载荷检测组件位于滑架至临时牵引件的承载路径中。

3、在保持件进入保持位置且临时牵引件仍具有大于起始载荷下限的轴向载荷时，控制器记录该次试卸载的起始锤位置、起始滑架位置和起始载荷。起始载荷下限高于残余载荷上限。维持临时牵引件的径向捕获搭接，并使滑架向与储能相反的方向进行试卸载。在同一次试卸载中，根据实际滑架位置求得退让位移，根据全过程锤位置求得相对起点的最大绝对偏差，并比较当前载荷与该次起始载荷。仅在退让位移位于规定区间、最大锤偏差未超出保持容差、当前锤位置位于释放位置窗口、当前载荷绝对值不超过残余上限且载荷下降量不小于规定最小值时，判定验证通过。通过后才允许脱开及停车，停车停止被确认后才允许保持件释放。

4、临时牵引件可以采用周向相对布置的双拉爪。拉爪与滑架之间设置具有可测弹性变形的承载连接件，使试卸载能够先减小牵引载荷，再产生承载面间隙。两个拉爪分别检测接合和退出状态。随爪座移动的开位保持销在拉爪跨越锤肩的区间内机械保持开爪凸轮的位置，停车位置则使拉爪即使闭合也不进入锤的运动包络。

5、保持件可以包括枢转挂钩及开启锁止部，承载筒上设有供挂钩承载抵靠的固定止挡。挂钩释放后保持开启，直至本次回弹测量完成且下一次储能已使弹击锤处于允许重新啮合的位置。承载丝杠上设置断电趋于制动的制动器，用于在转移验证未通过或供电中断时保持滑架。

6、本发明还提供相应控制方法，包括牵引储能、保持件啮合、保持接合状态下的反向试卸载、位置和载荷的联合判定、验证通过后脱开与停车以及停车停止确认后允许释放。

7、采用上述技术方案，能够利用一次受控机械动作产生相互关联的位移和载荷响应，减少仅以保持指令或锤暂时不动判断转移完成所产生的误判。载荷转移验证限定临时牵引件的脱开时机，停车确认限定保持件的释放时机，且响应采集期间不再接合临时牵引件。开位保持销以及挂钩开启锁止部进一步限制退出途中和回弹期间的再接触。

1.一种具有承载转移验证功能的回弹仪，包括承载筒、弹击杆、沿导向件移动的弹击锤、使所述弹击锤向所述弹击杆运动的储能弹簧以及回弹测量组件，其特征在于，还包括：

2.根据权利要求1所述的回弹仪，其特征在于，所述临时牵引件包括沿所述弹击锤周向相对设置的第一拉爪、第二拉爪及支承两个拉爪的爪座；所述爪座通过能够发生轴向弹性变形的承载连接件连接于所述滑架，所述载荷检测组件设置于所述承载连接件；在所述保持件承受弹簧载荷且两个拉爪保持所述径向捕获搭接时，所述滑架的试卸载移动使所述承载连接件弹性恢复，并使两个拉爪的承载面与所述承载肩部之间形成所述轴向间隙。

3.根据权利要求1所述的回弹仪，其特征在于，所述位置检测组件包括安装在所述承载筒上的非接触式锤位置传感器，以及通过直线标尺与读头直接检测所述滑架相对所述承载筒的直线位移的滑架位置传感器；所述控制器将两种位置检测结果及所述轴向载荷检测结果关联至同一试卸载起点和同一时间基准，并且仅在所述判定时刻结束的预设观察时段内，各检测时刻的实际退让位移、锤位置、轴向载荷及载荷下降量持续满足权利要求1的相应判定条件，且整个该次试卸载中的锤位置最大绝对偏差不超过所述预设保持容差时，判定承载转移验证通过。

4.根据权利要求2所述的回弹仪，其特征在于，所述预设位移区间的下限大于下列各项之和：所述承载连接件由所述起始载荷卸载至零载时的弹性恢复位移上界、所述保持件允许的落座及承载弹性变化位移上界、预定最小正间隙以及位置测量裕量；所述预设位移区间的上限小于两个拉爪保持所述径向捕获搭接时沿退让方向移动至与其他构件首次发生轴向干涉的位移扣除所述位置测量裕量后的值，且所述下限小于所述上限。

5.根据权利要求2所述的回弹仪，其特征在于，所述第一拉爪和所述第二拉爪分别受闭合弹簧作用而趋向接合位置，并通过开爪执行器驱动的开爪凸轮向相反径向张开；两个拉爪分别设有检测各自拉爪本体接合位置的接合检测件以及检测各自拉爪本体径向退出位置的退出检测件；仅在两个退出检测件均确认对应拉爪已解除与所述承载肩部的径向捕获搭接后，所述控制器才允许所述滑架移向所述停车位置。

6.根据权利要求5所述的回弹仪，其特征在于，所述爪座上设有随其移动并受弹簧作用的开位保持销，所述开爪凸轮到达使两个拉爪均径向退出的位置时，所述开位保持销进入所述开爪凸轮的保持槽以阻止所述开爪凸轮回退，使两个拉爪在沿轴向越过所述承载肩部的过程中保持径向退出；所述承载筒的前部设有复位凸轮，所述控制器在根据锤位置确认所述弹击锤处于低能量捕获位置后，允许保持径向退出的两个拉爪移向前部，所述复位凸轮设置在使两个拉爪到达所述承载肩部前方的允许径向闭合位置时解除所述开位保持销保持的位置。

7.根据权利要求5所述的回弹仪，其特征在于，以所述弹击杆朝向被测面的方向为前方，所述停车位置位于所述完整弹击及回弹运动包络的轴向后方；在所述停车位置，两个拉爪从径向退出位置至所述闭合弹簧限定的闭合终点之间的全部允许运动轨迹均位于所述完整弹击及回弹运动包络之外；所述控制器将停车检测件的状态和所述位置检测组件对所述滑架实际位置的检测结果共同作为所述停车位置被确认的依据。

8.根据权利要求1所述的回弹仪，其特征在于，所述保持件包括枢接于所述承载筒的挂钩，所述挂钩具有与所述承载肩部配合的承载面，所述承载筒上设有供所述挂钩在承载位置抵靠的固定止挡；所述回弹仪还设有开启锁止部，在所述释放执行器驱动所述挂钩退出所述弹击锤的运动包络后，所述开启锁止部保持所述挂钩开启，直至本次回弹响应采集完成且所述弹击锤在下一储能过程中由所述临时牵引件保持于允许所述挂钩重新配合所述承载肩部的位置时，才解除所述开启锁止部的锁止。

9.根据权利要求1所述的回弹仪，其特征在于，所述电动驱动组件包括电机和驱动所述滑架的丝杠，所述丝杠设有弹簧施力、通电释放的制动器，所述制动器的静止部分固定于所述承载筒，转动部分与所述丝杠周向固定连接；在所述临时牵引件尚未开始脱开的阶段，若预设验证时限届满仍未通过验证、锤位置最大绝对偏差超过所述预设保持容差、实际退让位移超过所述预设位移区间的上限或位置或载荷检测发生异常，所述控制器禁止所述临时牵引件脱开并禁止所述释放执行器解除所述保持件的形状配合；所述制动器在供电中断时通过弹簧施力制动所述丝杠。

10.根据权利要求5所述的回弹仪，其特征在于，所述释放执行器与所述保持件之间设有释放传动件，沿所述释放传动件的运动路径设有分别与所述滑架停车位置、所述第一拉爪径向退出位置、所述第二拉爪径向退出位置以及所述弹击杆工作位置机械联动的四个阻挡件；各阻挡件受复位弹簧作用趋向阻挡所述释放传动件的位置，且仅在其对应的机械位置成立时退出所述释放传动件的运动路径；所述控制器还被配置为，在本次承载转移验证通过、两个拉爪退出、停车及停止被确认、弹击杆工作位置检测有效之后，接收到人工触发件新产生的触发沿时，才允许所述释放执行器动作。

11.一种回弹仪的控制方法，所述回弹仪包括承载结构、弹击杆、弹击锤、储能弹簧、回弹测量组件、电动滑架、可与所述弹击锤的承载肩部接合及脱开的临时牵引件、与所述滑架分离设置并支承于所述承载结构的保持件，以及用于解除所述保持件对所述弹击锤的形状配合的释放执行器，其特征在于，包括：

12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，在试卸载的预设验证时限届满而承载转移验证尚未通过时，或者在该次试卸载期间出现锤位置最大绝对偏差超过所述预设保持容差、实际退让位移超过所述预设位移区间的上限或位置或载荷检测异常时，判定本次试卸载失败，停止继续退让，禁止临时牵引件脱开及保持件释放，并保持故障锁定状态而不自动重新启动试卸载；在完成一次弹击后，直至确认弹击锤运动结束、用于确定本次回弹量的响应采集完成且接收到新的储能指令，才允许所述临时牵引件重新进入捕获过程。