[发明专利]基于PIC嵌入式芯片的建筑墙体材质判断装置

摘要

本发明提供一种基于PIC嵌入式芯片的建筑墙体材质判断装置，硬件部分的气压筒、活塞、连杆、压力簧、扳手、扳机、击锤和复位弹簧构成撞击墙体机构，宽带话筒、振动传感器和双运放构成信号测量机构，嵌入式芯片及其软件模块构成分析机构，液晶屏驱动芯片和液晶屏构成材质显示机构，软件部分包括信号处理模块、数据分析模块和系统决策模块，信号处理模块包括线性补偿子模块、分路采样子模块和模数转换子模块，数据分析模块包括数据比对子模块和数据校验子模块，装置采用的撞击墙体机构能够对各种墙体产生大小相同的撞击力，为墙体测量提供统一的测量标准，装置采用的PIC嵌入式芯片、声音传感器、振动传感器和经验数据库使其对墙体材质的判断优于人工判断，相对较为准确，且工作人员的劳动强度较小。

主权项

1.一种基于PIC嵌入式芯片的建筑墙体材质判断装置，其硬件部分由导向管(1)、槽口(2)、防摔套(3)、球穴(4)、滚珠(5)、击锤(6)、凹缺(7)、扳手(8)、气压筒(9)、活塞(10)、压力簧(11)、框架(12)、后座(13)、连杆(14)、后壳(15)、开关(16)、主板(17)、叠层电池(18)、底盖(19)、电池夹(20)、键盘板(21)、防滑手柄(22)、扳机(23)、轴孔(24)、轴销(25)、复位弹簧(26)、挂钩(27)、前置板(28)、宽带话筒(29)、底管(30)、海绵球(31)、振动传感器(32)、防滑垫(33)、缓冲垫(34)、绳扣(35)、总线(BUS)、功能键(K1)、确定键(K2)、上翻键(K3)、下翻键(K4)、液晶屏(LCD)、背光灯片(LED)、嵌入式芯片(U1)、液晶屏驱动芯片(U2)、键盘处理与编码芯片(U3)和双运放(U4)组成，其软件部分包括信号处理模块、数据分析模块和系统决策模块，所述的信号处理模块至少包括线性补偿子模块、分路采样子模块和模数转换子模块，所述的数据分析模块至少包括数据比对子模块和数据校验子模块；气压筒(9)、活塞(10)、连杆(14)、压力簧(11)、扳手(8)、扳机(23)、击锤(6)和复位弹簧(26)构成撞击墙体机构，宽带话筒(29)、振动传感器(32)和双运放(U4)构成信号测量机构，嵌入式芯片(U1)和软件部分构成分析机构，液晶屏驱动芯片(U2)和液晶屏(LCD)构成材质显示机构；其特征在于：导向管(1)外部套有防摔套(3)，导向管(1)管口处设有防滑垫(33)，导向管(1)内设有击锤(6)、气压筒(9)、压力簧(11)和后座(13)，气压筒(9)内设有活塞(10)和连杆(14)，连杆(14)一端与活塞(10)连接，连杆(14)另一端与后座(13)连接，击锤(6)外侧设有用于防止击锤损伤墙体的缓冲垫(34)，击锤(6)顶部设有扳手(8)，击锤(6)底部设有凹缺(7)，击锤(6)底部及腰部设有三个球穴(4)，球穴(4)内嵌有能够在球穴(4)内或在导向管(1)内滚动的滚珠(5)，导向管(1)和防摔套(3)的靠近防滑垫(33)半段的顶部均设有用于扳手(8)活动的槽口(2)；导向管(1)下方设有底管(30)和防滑手柄(22)，底管(30)内设有前置板(28)、海绵球(31)和振动传感器(32)，前置板(28)上设有双运放(U4)，海绵球(31)内嵌有宽带话筒(29)，防滑手柄(22)内设有主板(17)、键盘板(21)、叠层电池(18)和电池夹(20)，主板(17)和键盘板(21)互相连接构成一个整体且呈L形，主板(17)上设有用于数据处理的嵌入式芯片(U1)和用于数据显示的液晶屏驱动芯片(U2)，键盘板(21)上设有键盘处理与编码芯片(U3)和用于初始设置或项目选择的功能键(K1)、确定键(K2)、上翻键(K3)、下翻键(K4)；扳手(8)扳向导向管(1)中部时，挂钩(27)卡在凹缺(7)内，压力簧(11)被压缩其长度变短，压力簧(11)的弹力增大，击锤(6)与活塞(10)的距离变近，气压筒(9)内的气压增大，挂钩(27)脱离凹缺(7)时，击锤(6)在压力簧(11)的弹力和气压筒(9)的气压推动下朝导向管(1)的管口方向运动去撞击墙体，压力簧(11)被释放其长度变长，压力簧(11)的弹力减小，击锤(6)与活塞(10)的距离变远，气压筒(9)内的气压减小，击锤(6)通过缓冲垫(34)撞击墙体时击锤(6)和缓冲垫(34)一起在墙体表面产生短暂的自由衰减振动；墙体被击锤(6)和缓冲垫(34)撞击后产生了声音信号和振动信号，分别被宽带话筒(29)和振动传感器(32)接收且将机械信号转换成电信号，声音和振动的电信号分别通过双运放(U4)的两个通道放大后分别送入嵌入式芯片(U1)的第脚和第脚，由嵌入式芯片(U1)及其软件部分对其进行信号处理和数据分析；装置首次使用前，预先在嵌入式芯片(U1)的存储器中建立经验数据库，用本装置分别对常用的墙体材质例如实芯砖墙、空芯砖墙、灰渣砖墙、木板墙、竹竿墙、芦苇编织墙、秸秆编织墙、土质墙、石块墙、泡沫彩钢板墙和钢板墙等进行数据采集，将采集到的各种墙体的声音信号、振动信号进行分类和汇总，且分别对各种墙体信号通过信号处理模块和数据分析模块得到相应的频谱信号等，然后将各种墙体的声音信号、振动信号、频谱信号等存储到嵌入式芯片(U1)中存储器的经验数据库区域；装置使用时，通过数据分析模块中的数据比对子模块将一次测试到的墙体信号与经验数据库中的信号进行比对，主要是比对振幅、频率、相位、频谱和自由衰减时间方面的数值，找出相近或接近的经验值，且通过数据校验子模块将已经通过数据比对且已经找出的经验值作进一步核对，最终由系统决策模块使最符合墙体材质的名称通过液晶屏驱动芯片(U2)的驱动在液晶屏(LCD)上显示出来。