紧固件数据的无线采集制造技术

本发明专利技术涉及，从多个紧固件远程采集数据作为由读取器无线发射质询信号的响应。紧固件中的每个包括用于测量涉及与紧固件上应力的相关的参数的传感器。适于附着于紧固件中的每个的器件接收质询信号，激活传感器来测量参数并无线发射包括参数的数据到读取器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开主要涉及结构紧固件，尤其是涉及来自紧固件的数据例如紧固件应力的远程无线采集。
技术介绍
定期检查用于夹紧结构接头(joints)的紧固件状态有时候是必要的。例如，在车辆例如飞行器的情况下，由某些任务关键结构接头和组装件中的紧固件应用的夹紧力必须保持在规定限额的情况下。由于某些结构随着时间的推移变松弛的趋势，以及紧固件的物理变化，例如工作硬化(work hardening)和螺变,所有这些会导致紧固件的预加载变化和紧固件的应力变化，紧固件夹紧力的定期监控会是必要的。在发现紧固件预加载超出规定限额时，重新拧紧(re-torque)紧固件或替换紧固件会是必要的。过去，由会物理检查并记录紧固件状态，包括紧固件预加载水平的维修技师完成这样的紧固件监控。这样的手工过程是耗时和耗劳力的，而且有时候在紧固件位于不易存取的区域时难以完成。最近，已经专利技术了一种紧固件，其包含测量紧固件上的应力和预加载的传感器。不过，为了读取测量的预加载并且使其和正读取的特定紧固件关联，技师必须用读取预加载的读取器物理接触该紧固件，而且必须物理接触唯一鉴定该紧固件的条形码。采集紧固件数据的这样方法也是耗时的和耗劳力的，而且在紧固件存取受限时是难以完成的。在某些情况下，在紧固件位于密封区域内或尤其是小隔间内时，例如飞行器尾部，可能无法物理接触紧固件，这样就阻止了紧固件预加载的测量。因此，就有需要用于紧固件数据例如紧固件上的预加载或应力的远程采集的非接触方法和设备。还需要可以适于监控现存类型紧固件，甚至是难以或不可能物理存取紧固件的地方监控现存类型紧固件的方法和设备。
技术实现思路
根据公开的实施例，提供了用于远程监控紧固件状态，包括测量和无线采集指示紧固件状态的一个或多于一个参数的非接触方法和设备。该方法基于几种无线技术中的任意一个来使用无线通信，且其可以用于在紧固件位于难以物理存取的结构区域内时采集数据。该方法允许紧固件ID可靠地与相应的应力值相关联。该设备使用可以轻易改装到现存类型紧固件的无线通信器件(device)。由公开的实施例提供的紧固件数据的远程无线采集可以通过减少或消除要求技师接触劳动的手工检验的需要而降低劳力成本，而且允许紧固件状态的更频繁检查。根据一个公开的实施例，提供了用于从多个紧固件中采集数据的设备，其中每个包括用于测量紧固件上应力的传感器。该设备包括适于附着于紧固件中的每个以用于无线发射与测量的应力相关的数据的器件以及用于无线读取由该器件发射的数据的读取器。该器件可以包括可附着于紧固件的帽，以及天线和用于发射数据到读取器的帽中的无线发射器。读取器可以包括用于将信号无线发射到器件中每个的发射器。器件中的每个可以进一步包括用于从读取器接收信号的在帽中的无线接收器以及用于将信号转换为能量并存储能量的装置。该器件可以包括用于将存储的能量转换为用于激活传感器的脉冲的在帽中的装置。接收器可以包括红外信号接收器、射频信号接收器和声信号接收器中的一个。根据另一个实施例，提供了用于从多个紧固件采集数据的设备，其中每个包括用于测量紧固件上应力的传感器。该设备包括用于沿着相对窄路径无线发射第一信号到紧固件的读取器以及用于接收第一信号的在紧固件上的装置(means)。该设备进一步包括在紧固件上用于无线发射包括与由传感器测量的应力相关的数据的第二信号到读取器的装置。读取器可以包括用于将第一信号形成为相对窄光束的发射天线，在紧固件上的接收装置可以包括用于沿着窄路径接收第一信号的定向天线。根据另一个公开的实施例，提供了从多个紧固件采集数据的方法。该方法包括从读取器沿着窄路径无线发射第一信号到紧固件，以及在紧固件接收第一信号。该方法还包括在紧固件感测至少一个参数，以及从紧固件无线发射与该参数有关的第二信号到读取器。第一信号从读取器的无线发射可以利用定向天线或能量束完成。能量束可以包括射频电能、光能和声能。根据进一步实施例，提供了用于从多个紧固件采集数据的设备，其中每个包括用于测量紧固件上应力的传感器。该设备包括适于附着于紧固件中的每个的用于感测紧固件温度且用于无线发射与测量应力和感测温度有关的数据的器件。该设备还包括用于读取由器件发射的数据的读取器。该器件可以包括可附着于紧固件的帽、在帽中的温度传感器以及在帽中用于发射数据到读取器的无线发射器。根据进一步实施例，提供了采集与紧固件上应力有关的数据的方法。该方法包括感测紧固件上与紧固件应力有关的、紧固件上的至少一个随温度改变的参数的步骤，感测紧固件温度的步骤以及基于感测温度调整参数的步骤。利用紧固件的传感器完成感测温度。根据另一个实施例，提供了用于从安装于结构上的多个紧固件采集数据的设备，其中每个紧固件均包括用于测量紧固件上应力的传感器。该设备包括在紧固件中的每个上耦合于传感器的器件，其用于穿过结构无线发射代表测量应力的声信号。该设备还包括用于读取声信号的读取器。该器件可以包括可附着于紧固件的帽，以及帽中的用于穿过结构发射声信号的换能器。该器件可以包括适用于结构以便将声信号从换能器耦合到结构的声耦合器。该读取器可以包括用于将声信号转换为电能的声换能器，以及用于将换能器声音耦合到结构的声耦合器。根据另一个实施例，提供了从结构上的紧固件采集数据的方法。该方法包括感测在紧固件上至少一个参数，以及穿过结构发射包括从紧固件感测的参数的声信号。该方法进一步包括读取声信号。可以通过导引信号沿着相对窄路径穿过结构来完成发射信号。该方法还可以还包括至少部分基于结构的特征来选择用于声信号的频率。公开的实施例提供了方法和相关设备，其用于从安装于结构上的紧固件远程和无线采集数据，其允许监控处于难以存取的结构区域内的紧固件而且可以减少人工接触劳力。 附图说明图I示出用于从安装于结构上的紧固件无线采集数据的设备的功能框图。图2不出紧固件的不图和对解释与紧固件上的预加载有关的正时测量有用的正时绘图。图3示出具有安装于其上的帽的紧固件的俯视图。图4不出米用图3中线4_4截取的横截面视图。图5示出包含在图3和图4所示紧固件帽内的电子电路的功能框图。图6示出利用在图3-5所示的帽器件来无线采集紧固件数据的方法的流程图。图7示出采集紧固件数据的可替代方法的流程图。 图8示出从安装于飞行器上的紧固件采集数据的组合块和图表视图。图9示出利用沿着相对窄路径发送定向信号而从紧固件采集数据的方法和设备。图10示出使用激光束来辅助瞄准读取器上的定向天线。图11示出和图10相似但是示出在读取器已经被瞄准后，向紧固件的射频质询信号的发射。图12示出用于沿着相对窄路径发射射频信号到紧固件的碟形天线的使用。图13示出将红外能量聚焦成用于质询紧固件的光束的透镜的使用。图14示出会聚由二极管产生的红外能量的碟形反射器的使用。图15示出瞄准形成为读取器一部分的红外发射器的激光的使用。图16示出和图15相似但是示出瞄准在读取器上的红外发射器的可见光源的使用。图17示出包括手枪式握把和用于朝向紧固件瞄准读取器的光学瞄准具的侧视图。图18示出包括温度传感器的读取器，该温度传感器用于远程感测紧固件或紧固件周围的结构的温度。图19示出读取器的透视图，其具有非接触温度传感器和辅助瞄准读取器的手枪式握把。图20示出采集紧固件数据的方法的流程图，其包括基于紧固件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.22 US 12/691,7961.从多个紧固件采集数据的设备，其中每个紧固件均包括用于测量在该紧固件上的应力的传感器，该设备包括 适于附着于每个所述紧固件以用于无线发射与测量的应力相关的数据的器件；以及 用于无线读取由所述器件发射的所述数据的读取器。2.根据权利要求I所述的设备，其中所述器件包括 可附着于所述紧固件的帽， 在所述帽中的天线，以及 在所述帽中的且与所述天线耦合以用于发射所述数据到所述读取器的无线发射器。3.根据权利要求2所述的设备，其中 所述读取器包括用于无线发射信号到所述器件中的每个器件的发射器，以及所述器件中的每个器件进一步包括在所述帽中的用于从所述读取器接收所述信号的无线接收器以及用于将所述信号转换为能量并存储所述能量的装置。4.根据权利要求I所述的设备，其中所述器件中的每个器件包括 用于将环境能量转换为电能的装置，以及 用于存储所述电能并将存储的能量转换为用于激活所述传感器的脉冲的装置。5.根据权利要求2所述的设备，其中所述帽包括一组电触头，当所述器件附着于所述紧固件时使得所述一组电触头接触所述传感器和所述紧固件。6.根据权利要求3所述的设备，其中所述接收器是下列中的一个 光信号接收器， 射频信号接收器，以及 声信号接收器。7.根据权利要求2所述的设备，其中所述器件进一步包括在所述帽上用于感测所述紧固件的温度的温度传感器。8.一种从多个紧固件采集数据的方法，其包括 将帽附着于所述紧固件中的每一个； 从读取器无线发射质询信号到所述紧固件中的一个； 在所述帽内的接收器处无线接收所述质询信号； 利用在该紧固件上的传感器测量该紧固件上的应力；以及 利用在所述帽中的无线发射器无线发射测量的应力到所述读取器。9.根据权利要求8所述的方法，其中附着所述帽包括在所述帽中使得一组电触头与该传感器和该紧固件接合。10.根据权利要求8所述的方法，其中附着所述帽是通过将所述帽拧到所述紧固件的头部而完成的。11.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括 将接收的质询信号转换为电能； 将所述电能存储在所述帽中；以及 利用存储的能量来激活所述传感器。12.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括 将环境能量转换为电能；将所述电能存储在所述帽中；以及 当被激活时利用存储的能量给所述传感器提供动力。13.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括 使得所述读取器瞄准待质询紧固件，其包括将光束从所述读取器导引到该紧固件以辅助所述读取器的瞄准。14.根据权利要求8所述的方法，其中无线发射所述质询信号是利用下列之一而完成的 电能发射， 光能发射，以及 声能发射。15.根据权利要求8所述的方法，其中将所述帽附着于所述紧固件包括 固定法兰到该紧固件，以及 利用该法兰将所述帽保持在该紧固件上。16.从多个紧固件采集数据的设备，其中每个所述紧固件均包括用于测量紧固件上的应力的传感器，该设备包括 用于沿着相对窄路径无线发射第一信号到该紧固件的读取器； 在该紧固件上用于接收该第一信号的装置；以及 在该紧固件上用于无线发射包括与由该传感器测量的应力有关的数据的第二信号到该读取器的装置。17.根据权利要求16所述的设备，其中所述读取器包括用于将该第一信号形成为相对窄光束的发射天线。18.根据权利要求17所述的设备，其中所述天线是定向偶极子天线。19.根据权利要求17所述的设备，其中所述天线是碟形天线。20.根据权利要求16所述的设备，其中 所述读取器包括射频发射器，所述第一信号是射频信号，以及 在所述紧固件上的所述接收装置是射频接收器。21.根据权利要求16所述的设备，其中 所述读取器包括红外光束发射器， 所述第一信号是红外光束，以及 在所述紧固件上的所述接收装置是红外接收器。22.根据权利要求21所述的设备，其中所述红外光束发射器包括 用于产生红外光的红外二极管，以及 用于将红外光会聚为所述红外光束的装置。23.根据权利要求16所述的设备，其中 所述读取器包括声能发射器， 所述第一信号是声信号，以及 在所述紧固件上的所述接收装置是声信号接收器。24.根据权利要求16所述的设备，其中在所述紧固件上的所述接收装置包括用于沿着所述窄路径接收所述第一信号的定向天线。25.根据权利要求16所述的设备，其进ー步包括 可附着于所述紧固件的用于装纳所述接收装置和用于发射所述第二信号的装置的帽。26.一种从多个紧固件采集数据的方法，其包括 从读取器沿着相对窄路径无线发射第一信号到所述紧固件； 在所述紧固件处接收第一信号； 在该紧固件处感测至少ー个參数；以及 从该紧固件无线发射与所述參数有关的第二信号到该读取器。27.根据权利要求26所述的方法，其中从所述读取器无线发射所述第一信号是利用定向天线完成的。28.根据权利要求26所述的方法，其中从所述读取器无线发射所述第一信号是利用能量束完成的。29.根据权利要求28所述的方法，其中所述能量束是下列中的ー种 射频能量， 光能，以及 声能。30.根据权利要求26所述的方法，其中无线发射所述第二信号是利用定向天线完成的。31.从多个紧固件采集数据的设备，...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·J·蒂洛森，B·J·米切尔，P·E·赫利，B·K·卡尔森，K·Y·尤恩格，T·E·罗丝，S·C·维尼玛，K·A·秦，J·T·法里克，D·A·亨德里克斯，R·R·劳克斯，C·B·斯皮内利，D·B·布莱克威尔，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：