CN102759568B - 一种声音采集设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种声音采集设备。包括撞击组件和声音采集组件，其中，所述撞击组件包括支撑板及设置于支撑板上的驱动部、离合器和撞击部；所述离合器同时与驱动部和撞击部连接；所述撞击部可绕离合器旋转并撞击工件，所述离合器可控制撞击部与驱动部连接或分离；所述声音采集组件包括相互连接的声音信号采集单元和信号处理单元，所述声音信号采集单元可对撞击部撞击工件产生的声音进行收集并将形成的信号传输给信号处理单元。该设备可大大降低采集到的声音中的噪声。

Description

一种声音采集设备

技术领域

本发明涉及一种声音采集设备，尤其是一种用于工件内部探伤的声音采集设备。

背景技术

金属压铸产品在工业中的应用非常广泛，如各种发动机箱体，变速箱等。常见的压铸产品缺陷，如夹渣、裂纹、收孔等均可通过肉眼观察到，但是，压铸产品内部同样会存在缺陷，例如缩孔、疏松、裂纹等。而相比于压铸产品表面的缺陷，这些位于压铸产品内部的缺陷对产品性能的影响更大。然而，这些位于压铸产品内部的缺陷很难被发现。

常用的探伤方法包括X射线探伤或γ射线探伤，上述两种方法探伤速度快，得到的结果直观，但是上述方法均需要特定的设备，并且其操作复杂，对人体具有一定的危害性，不利于工业上大规模实施。

为了克服上述缺陷，现有技术中出现了采用声音进行探伤的方法，其对人体无危害性，利于工业上大规模应用。但是，采用该方法进行探伤时，环境中各种各样的噪声会对最后的探伤结果产生很大影响。

发明内容

为了降低现有技术中采用声音探伤方法时环境噪声所产生的影响，本发明公开了一种声音采集设备，该设备可大大降低采集到的声音中的噪声。

本发明公开的声音采集设备包括撞击组件和声音采集组件，其中，所述撞击组件包括支撑板及设置于支撑板上的驱动部、离合器和撞击部；所述离合器同时与驱动部和撞击部连接；所述撞击部可绕离合器旋转并撞击工件，所述离合器可控制撞击部与驱动部连接或分离；所述声音采集组件包括相互连接的声音信号采集单元和信号处理单元，所述声音信号采集单元可对撞击部撞击工件产生的声音进行收集并将形成的信号传输给信号处理单元。

现有技术中，采集声音时可通过各种手段消除噪声，例如，可通过建立静音室来隔绝外部噪声，但是设备自身运转过程中产生的噪声很难消除。本发明公开的声音采集设备由驱动部通过离合器，控制撞击部旋转至一定高度，然后驱动部停止工作，离合器将驱动部与撞击部分离，撞击部受重力作用，产生旋转，并撞击工件，产生声音，通过声音信号采集单元将该声音采集并传输至信号处理单元进行处理。在上述过程中，驱动部停止工作后，由于其自身运转所产生的噪音消失，使声音信号采集单元采集的声音中的噪声大大减少。后续采用该声音信号进行探伤分析时，得到的结果更准确，精度更高。

附图说明

图1是本发明提供的声音采集设备的立体图。

图2是本发明提供的声音采集设备中撞击组件的左侧剖视图。

图3是本发明提供的声音采集设备中筛选组件的主视图。

图4是本发明提供的声音采集设备中筛选组件的左视图。

图5是本发明提供的声音采集设备的后视图。

其中，附图标记：1、工作台；2、撞击组件；21、支撑板；22、驱动部；221、驱动轴；23、从动轴；24、撞击部；25、定位治具；26、第一传感器；27、第二传感器；28、离合驱动块；29、离合从动块；3、筛选组件；31、立板；32、料框驱动轮；33、同步带；34、同步夹板；35、滑轨；36、滑块；37、料框；371、料框底板；38、底板定位气缸；39、第三传感器；4、收集组件；51、声音信号采集单元；52、信号处理单元。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明公开的声音采集设备包括撞击组件和声音采集组件，所述撞击组件包括支撑板及设置于支撑板上的驱动部、离合器和撞击部；所述离合器同时与驱动部和撞击部连接；所述撞击部可绕离合器旋转并撞击工件，所述离合器可控制撞击部与驱动部连接或分离；所述声音采集组件包括相互连接的声音信号采集单元和信号处理单元，所述声音信号采集单元可对撞击部撞击工件产生的声音进行收集并将形成的信号传输给信号处理单元。

本发明中，所述支撑板用于支撑驱动部、离合器和撞击部，使驱动部、离合器和撞击部能正常工作。

所述驱动部用于为撞击部提供动力，具体可采用现有技术中的各种驱动部，如电机。所述驱动部与离合器连接。具体的，可将驱动部的驱动轴与离合器连接。作为本领域技术人员所公知的，电机需要连接至电源，在本发明中不赘述。

所述撞击部用于撞击工件，产生声音，供声音信号采集单元进行收集。撞击部的形状没有太大限制，例如可以为圆球状或锤状等。在本发明中，为使撞击部能有效撞击工件，需使撞击部能旋转。上述撞击部与离合器连接，并使撞击部可绕离合器旋转。优选情况下，撞击部可通过从动轴连接至离合器。

所述离合器为现有技术中公知的离合器，可控制撞击部与驱动部连接或分离，从而实现驱动部带动撞击部进行旋转或使撞击部脱离驱动部的控制，自由运动。

所述驱动部、离合器和撞击部在支撑板上的设置方式没有限制，例如可以将三者均设置于支撑板一侧或将其中两者（驱动部与离合器或离合器和撞击部）设置于支撑板一侧，另一部分（撞击部或驱动部）设置于支撑板的另一侧。在本发明中，优选情况下，将驱动部与离合器固定连接，并共同设置于支撑板的一侧，所述撞击部通过从动轴穿过支撑板与离合器连接。

更具体的，可将驱动部和离合器均设置于一固定框架上，所述固定的方式没有限制，例如可通过螺栓固定。驱动部的驱动轴与离合器连接。将上述固定框架以离合器靠近支撑板的方向固定于支撑板上，同样的，可采用螺栓固定。在支撑板上，与离合器相对应的位置开设有连接通孔，该连接通孔内设置有轴承，从动轴穿过该连接通孔并设置于轴承上，使其另一端连接至离合器。如此，撞击部即可以从动轴为转轴进行旋转。

具体的，所述离合器包括离合驱动块和离合从动块，所述驱动部的驱动轴固定连接至离合驱动块，所述从动轴连接至离合从动块。当离合器的离合驱动块和离合从动块贴合连接时，即离合器将驱动部和撞击部连接起来，驱动部产生的动力可通过离合器传递至撞击部，从而使撞击部产生旋转运动。当需要离合器将驱动部和撞击部分离时，离合驱动块和离合从动块分离，各自相互独立，此时，离合从动块控制的撞击部脱离驱动部的控制，可以自由运动，例如，可以在重力作用下产生旋转运动。

优选情况下，上述离合器可自行控制离合驱动块和离合从动块的连接与分离。上述离合器可采用现有的离合器，例如电磁离合器，可通过商购得到，例如干式单板电磁离合器-DLD5-5。

当对多个工件进行检测，需要采集撞击声音时，为了提高检测结果的一致性，需将工件放置于一固定的位置进行撞击。对于本发明公开的声音采集设备而言，优选情况下，所述撞击组件还包括用于放置待检测工件的定位治具，所述定位治具设置于撞击部的运动路线上。

进一步的，为了提高采集到的声音的精度，优选情况下，所述撞击组件还包括第一传感器，用于感应撞击部撞击工件前的位置。具体的，所述第一传感器为限位开关。具体的，第一传感器设置于支撑板上，并处于撞击部撞击工件前的某一位置，即撞击部撞击工件前，先经过第一传感器，通过第一传感器感应撞击部的位置。

进一步优选情况下，所述撞击组件还包括第二传感器，用于感应撞击部旋转的起始位置。同样，所述第二传感器也可以为限位开关。当驱动部通过离合器控制撞击部旋转，抬升撞击部的位置。当撞击部抬升到一定位置后，第二传感器感应撞击部的位置。通过设置第二传感器，可更方面的控制撞击部运动的起始位置，利于统一撞击部经过旋转下落加速后撞击工件前的速度。使采集条件的一致性更高。具体的，所述第二传感器设置于支撑板上，并位于撞击部旋转最高点偏向其旋转下落方向的一侧。例如，当撞击部通过逆时针旋转加速后撞击工件，则该第二传感器即设置于撞击部旋转最高点的逆时针方向。

所述声音采集组件包括相互连接的声音信号采集单元和信号处理单元。所述声音信号采集单元可对撞击部撞击工件产生的声音进行收集并将形成的信号传输给信号处理单元。具体的，该声音信号采集单元可以采用现有的各种装置，例如MPA201。所述声音信号采集单元的位置没有太大限制，具体采用的装置不同，其可以采集到撞击声音信号的范围不同，优选情况下，所述声音信号采集单元设置于以声源（即工件）为中心，半径为5-20cm的圆的范围内即可。

进一步优选情况下，本发明公开的声音采集设备还包括控制系统，该控制系统可控制驱动部的启动和停止、离合器的开启和关闭、声音信号采集单元开启和关闭。具体的，所述离合器的开启和关闭是指离合器控制驱动部和撞击部的连接或分离。

本发明中，所述控制系统可控制驱动部启动，此时离合器的离合驱动块和离合从动块连接，驱动部的运转通过离合器带动撞击部进行旋转，当撞击部到达预定位置（当设置有第二传感器时，即为第二传感器的位置）时，控制系统控制驱动部停止转动并自锁，在定位治具上放置工件后，关闭离合器使离合器的离合驱动块和离合从动块分离，撞击部受重力作用，旋转下落，撞击工件，产生声音。声音信号采集单元收集该声音并传输至信号处理单元。

根据本发明，所述声音采集设备还包括筛选组件，所述筛选组件包括立板和设置于立板上的料框；所述料框在立板上移动并可收集被撞击组件撞击后的工件。

具体的，被撞击部撞击后的工件会沿一定的方向运动，本发明中，上述料框需收集工件，优选情况下，料框设置于工件的运动方向上。载有工件的料框在立板上移动，即可将工件移动到不同的位置。

料框可移动的设置于立板上的方法有多种，例如，在立板上设置滑轨，在料框上固定滑块，所述滑块与滑轨配合连接，滑块可沿滑轨进行运动。

进一步的，所述立板上还设置有一组通过同步带连接的料框驱动轮，所述料框上固定有同步夹板，所述同步夹板夹持同步带，使料框固定于同步带上。料框驱动轮的转动即可带动同步带运动，继而实现对料框位置的调整。

优选情况下，所述立板上还设置有第三传感器，用于感应料框的位置，从而实现将不同的工件移动到不同的目标位置。具体的，上述第三传感器可以采用本领域公知的接近开关或光纤传感器。

对于本发明公开的料框，优选情况下，所述料框底部为活页式料框底板，料框上设置有用于控制料框底板位置的底板定位气缸。上述底板定位气缸可对料框的活页式料框底板位置进行定位，即可以控制活页式料框底板的开或关，从而控制料框中工件的落下。

进一步的，所述声音采集设备还包括工作台和收集组件，所述撞击组件、筛选组件和声音采集组件均设置于工作台上。

并且，所述声音采集设备还包括收集组件。所述收集组件包括至少一个料盒，所述料盒设置于料框的下方，用于收集从料框落下的工件。优选情况下，所述收集组件包括多个料盒，多个料盒在料框的运动路线上依次设置。料框可将料框中的工件放置于不同的料盒中。当具有多个料盒时，所述第三传感器可以相应的设置多个。

优选情况下，所述控制系统还可以与第三传感器连接，并对料框驱动轮和底板定位气缸进行控制。即工件被撞击后，落入料框，此时，控制系统可控制料框驱动轮运动，通过第三传感器感应，当料框移动至目标位置后，控制系统控制底板定位气缸开启，使活页式料框底板打开，工件落入相应的料盒中，然后料框驱动轮驱动料框回复到初始位置，准备收集下一个工件。

下面参照附图对本发明进行进一步的说明。

参照图1。作为一种优选的实施方式，该声音采集设备包括工作台1，工作台1上设置有撞击组件2、声音采集组件和筛选组件3，筛选组件3下方设置有收集组件4。

结合图2所示，所述撞击组件2包括支撑板21、驱动部22、离合器、撞击部24。离合器内部包括离合驱动块28和离合从动块29。撞击部24与从动轴23连接。

支撑板21固定于工作台1上。驱动部22为一电机。驱动部22与离合器连接，并共同固定于一固定框架上。驱动部22的驱动轴221与离合器的离合驱动块28连接。固定框架固定于支撑板21一侧，并且离合器靠近支撑板21。

支撑板21上，与离合器对应的位置开设有连接通孔，该连接通孔内设置有轴承，从动轴23穿过该连接通孔的设置于轴承上，使其连接至离合器的离合从动块29。

上述离合器采用电磁离合器。

在撞击部24旋转运动的最低点一侧，设置有定位治具25，用于放置工件。撞击部24旋转运动可撞击到放置于定位治具25上的工件。

继续参见图1。上述支撑板21上还设置有第一传感器26和第二传感器27，第一传感器26设置于撞击部24撞击工件时所处位置的前一位置。第二传感器27设置于撞击部24旋转路线最高点的逆时针一侧。上述第一传感器26和第二传感器27均为限位开关。

在上述工作台1上，所述定位治具25附件设置有声音信号采集单元51，该声音信号采集单元51连接至一信息处理器。该声音信号采集单元51为MPA201。

结合图3、图4和图5所示，位于工作台1上的筛选组件3包括立板31。所述立板31固定于工作台1上，立板31靠近撞击组件2的一侧设置有一组料框驱动轮32，料框驱动轮32之间通过同步带33连接。

同时，立板31上还设置有两条平行的滑轨35，料框37上对应的设置有滑块36，滑块36配合安装于滑轨35上，使料框37可沿该滑轨35移动。料框37上还固定有同步夹板34，同步夹板34夹持同步带33，使料框37相对于同步带33静置。料框驱动轮32的转动可带动同步带33运动，从而带动料框37移动。

料框37的底板为活页式料框底板371，料框37上设置有底板定位气缸38，该底板定位气缸38可控制活页式料框底板371的位置。

立板31上还设置有三个第三传感器39，用于感应料框37的位置。上述三个第三传感器39均为接近开关。

继续参见图1和图5。在筛选组件3下方对应的设置有收集组件4，收集组件4为三个料盒，用于收集从料框37落下的工件。

并且，在该实施例中，上述声音采集设备还包括控制系统（图中未示出）。该控制系统与撞击组件2中的驱动部22、离合器、第一传感器26、第二传感器27、筛选组件3中的料框驱动轮32、第三传感器39、底板定位气缸38、声音采集组件中的声音信号采集单元51连接。

具体的，上述声音采集设备的工作过程简述如下：

首先，控制系统发出指令，开启驱动部22和离合器，驱动部22转动，通过离合器带动从动轴23转动，继而驱动撞击部24旋转，直至第二传感器27感应到撞击部24。

然后，第二传感器27将信号传递给控制系统，控制系统向驱动部22发出指令，驱动部22停止转动并自锁，使撞击部24静止。

然后，将工件放置于定位治具25上。

然后，控制系统发出指令，关闭驱动部22和离合器，离合器中的离合驱动块28和离合从动块29分离，撞击部24在重力作用下逆时针自由旋转，直至第一传感器26感应到撞击部24。

然后，第一传感器26将信号传递给控制系统，控制系统向声音信号采集单元51和信号处理单元52发出指令，开启声音信号采集单元51和信号处理单元52，开始采集声音。

然后，撞击部24撞击工件，产生声音，声音信号采集单元51对该声音进行采集并传输给信号处理单元52。

然后，控制系统向驱动部22和离合器发出指令，开启驱动部22和离合器，带动撞击部24逆时针旋转，直至第二传感器27感应到撞击部24。第二传感器27将信号传递给控制系统，控制系统向驱动部22发出指令，驱动部22停止转动并自锁，使撞击部24静止。

同时，被撞击的工件落入料框37，控制系统发出指令，启动料框驱动轮32，控制料框37移动，当目标位置的第三传感器39感应到料框37时，向控制系统发出信号，控制系统发出指令，停止料框驱动轮32转动，料框37停止；同时，控制系统向底板定位气缸38发出信号，打开活页式料框底板371，工件落入相应的料盒中；然后控制系统向底板定位气缸38发出信号，关闭活页式料框底板371。

然后，控制系统向料框37料框驱动轮32发出信号，控制料框37移动到初始位置。

然后，在定位治具25上放置下一工件，进行下一循环。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种声音采集设备，包括撞击组件和声音采集组件，其特征在于，所述撞击组件包括支撑板及设置于支撑板上的驱动部、离合器和撞击部；所述离合器同时与驱动部和撞击部连接；所述撞击部可绕离合器旋转并撞击工件，所述离合器可控制撞击部与驱动部连接或分离；所述撞击组件还包括用于放置待检测工件的定位治具，放置于定位治具上的工件可被撞击部撞击；所述声音采集组件包括相互连接的声音信号采集单元和信号处理单元，所述声音信号采集单元可对撞击部撞击工件产生的声音进行收集并将形成的信号传输给信号处理单元；以及所述声音采集设备还包括筛选组件，所述筛选组件包括立板和设置于立板上的料框；所述料框在立板上移动并可收集被撞击组件撞击后的工件。

2.根据权利要求1所述的声音采集设备，其特征在于，所述驱动部与离合器固定连接，并共同设置于支撑板的一侧，所述撞击部通过从动轴穿过支撑板与离合器连接。

3.根据权利要求2所述的声音采集设备，其特征在于，所述离合器包括离合驱动块和离合从动块，所述驱动部的驱动轴固定连接至离合驱动块，所述从动轴连接至离合从动块。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的声音采集设备，其特征在于，所述离合器为电磁离合器。

5.根据权利要求1所述的声音采集设备，其特征在于，所述撞击组件还包括第一传感器，用于感应撞击部撞击工件前的位置。

6.根据权利要求1或5所述的声音采集设备，其特征在于，所述撞击组件还包括第二传感器，用于感应撞击部旋转的起始位置。

7.根据权利要求1所述的声音采集设备，其特征在于，所述立板上设置有滑轨，所述料框上固定有滑块，所述滑块与滑轨配合连接。

8.根据权利要求1或7所述的声音采集设备，其特征在于，所述立板上还设置有一组通过同步带连接的料框驱动轮，所述料框上固定有同步夹板，所述同步夹板夹持同步带，使料框固定于同步带上。

9.根据权利要求8所述的声音采集设备，其特征在于，所述料框底部为活页式料框底板，料框上设置有用于控制料框底板位置的底板定位气缸。

10.根据权利要求1、7或9所述的声音采集设备，其特征在于，所述立板上还设置有用于感应料框位置的第三传感器。

11.根据权利要求1、7或9所述的声音采集设备，其特征在于，所述声音采集设备还包括工作台和收集组件，所述撞击组件、筛选组件和声音采集组件均设置于工作台上；所述收集组件包括至少一个料盒，所述料盒设置于料框的下方，用于收集从料框落下的工件。

12.根据权利要求1所述的声音采集设备，其特征在于，所述声音采集设备还包括控制系统，所述控制系统可控制驱动部的启动和停止、离合器的开启和关闭、声音信号采集单元开启和关闭。