对准螺纹紧固件的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术的名称是对准螺纹紧固件的方法和装置。本文公开了对准螺纹紧固件的实例方法和装置。实例装置包括保持紧固件的承窝和邻近承窝放置的传感器。在承窝以反螺纹方向抵靠螺纹销的末端旋转螺纹紧固件时，传感器将测量承窝附近的声波。实例装置还包括基于由传感器测量的声波确定紧固件和螺纹销是否对准的电子控制单元。

Method and device for aligning screw fasteners

The name of the invention is a method and device for aligning threaded fasteners. An example method and device for aligning threaded fasteners is disclosed. The example device includes a socket for retaining fasteners and a sensor placed adjacent to the socket. The sensor will measure the sound waves near the socket when the socket is rotated against the end of the screw pin in an anti-threaded direction. The example device also includes an electronic control unit based on acoustic waves measured by the sensor to determine whether the fastener and screw pin are aligned.

【技术实现步骤摘要】
对准螺纹紧固件的方法和装置
本公开内容一般地涉及螺纹紧固件，以及更具体地涉及对准螺纹紧固件的方法和装置。
技术介绍
螺纹紧固件，诸如螺母和螺栓，广泛地用于连接一个或多个部件或结构。比如，螺栓可以通过部件中的开口插入，使得螺栓的末端从开口向外延伸。然后，螺母可以螺纹连接(thread)至螺栓的末端上以将部件保持在螺母和螺栓头之间。为了将螺母和螺栓螺纹连接在一起，螺母上的螺纹与螺栓上的螺纹啮合。
技术实现思路
本文公开的实例装置包括保持紧固件的承窝(socket)和邻近承窝放置的传感器。传感器用于在承窝以反螺纹方向抵靠螺纹销的末端旋转紧固件时测量承窝附近的声波。实例装置还包括电子控制单元，其基于由传感器测量的声波确定紧固件和螺纹销是否对准。本文公开的实例方法包括以反螺纹方向抵靠螺纹销的末端旋转紧固件，利用传感器探测由紧固件和螺纹销产生的螺纹下降(thread-fall)声信号，和当探测到螺纹下降声信号时停止以反螺纹方向的旋转。本文公开的实例机器可读储存介质包括指令，当执行时，其使机器至少以反螺纹方向抵靠螺纹销的末端旋转紧固件，和基于由在紧固件附近放置的传感器探测的螺纹下降声信号确定紧固件和螺纹销何时对准。附图说明图1A是具有实例电动机组件和实例螺纹对准工具的实例电动扳手的透视图，根据本公开内容的教导，该实例电动扳手可以被用于对准和/或联接紧固件和螺纹销。图1B是图1A的实例电动扳手沿线A-A截取的横截面图。图2A显示了与实例螺纹销的末端接合并以反螺纹方向旋转的图1A的实例紧固件的部分截面图。图2B显示了实例螺纹下降事件后图2A中的实例紧固件。图3A-3E图解了使用实例电动扳手对准和附接图1A和1B的实例紧固件和实例螺纹销的实例顺序。图4是可以由图1A和1B的实例电动扳手实施的实例电子控制单元的方框图图示。图5图解了显示实例螺纹下降声信号的实例图表。图6图解了图1A和1B的螺纹对准工具，其中实例紧固件的旋转和/或轴向移动可以手动或部分手动控制。图7是代表可以通过图4的实例电子控制单元至少部分由机器可读指令执行以实施图1A和1B的实例电动扳手的实例方法的流程图。图8是可以执行指令以实施图7的方法和图4的实例电子控制单元的处理器平台。在上面标识的附图中显示并在下面详细描述了某些实例。在描述这些实例中，相似或相同的参考数字被用于标识相同或类似元件。为了清楚和/或简洁，附图不必须按比例绘制并且附图的某些特征和某些图可以在比例上夸张或示意性显示。额外地，贯穿本说明书已经描述了若干实例。来自任意实例的任意特征都可以包含、替换其他实例的其他特征或另外与其他实例的其他特征相结合。具体实施方式本文公开了可以在将部件螺纹连接在一起之前用于对准螺纹零件或部件的实例方法、装置和制造的制品。通过在旋紧之前确保两个部件的螺纹被对准，公开的实例大大地降低了螺纹错扣(cross-threading)的可能性。因此，本文公开的实例确保部件之间合适的螺纹连接并减少当两个部件被螺纹错扣时否则将引起的失败。在转向本公开内容的细节之前，下面提供了螺纹部件如何工作的简要解释。概括地，螺纹由以螺旋形式围绕圆柱体(如，螺栓主体)或开口(如，螺母)的内表面缠绕的螺脊形成。螺脊的每一转圈与下一转圈轴向分开一个螺脊的宽度，由此形成在连续转圈之间限定的槽。在具有外螺纹的公部件和具有内螺纹的母部件之间进行匹配。例如，螺栓具有外螺纹，和螺母具有在螺母的开口中形成的内螺纹。当可螺纹联接两个部件时，第一部件的螺脊被旋转进入第二部件的槽内，和第二部件的螺脊被旋转进入第一部件的槽内。更具体地，每个螺纹具有螺脊开始的起点。螺脊的起点和螺脊的随后的转圈形成槽以接收另一部件的螺脊的起点。当以正螺纹方向旋转时，第一部件的螺脊的起点滑入第二部件上的螺脊的起点和螺脊的下一转圈之间的槽，并且反之亦然。然而，如果部件未对准(如，非共轴的)，那么公螺纹部件和母螺纹部件可以变为螺纹错扣的。尤其是，设计部件当它们轴向对准或基本上轴向对准(如，常常存在一些隙缝)时被螺纹连接在一起。如果部件没有对准，那么一个螺纹的螺脊的起点没有进入另一部件的第一槽。相反，其可能落入第二或第三槽。那么，当旋转部件时，螺纹的未对准的转圈抵靠彼此研磨，其常常可破坏或磨损螺纹。在一些情况中，螺纹可完全被破坏并甚至在解开两个部件后螺纹是无用的。螺纹错扣还可以拥有伴有脆性轴环紧固件(frangiblecollarfastener)的显著的问题。脆性轴环紧固件包括由可断裂连接联接的螺纹轴环(母部件)和扳紧元件。轴环具有螺纹开口和扳紧元件具有没有螺纹的开口以使得螺纹销能够延伸通过扳紧元件而不连接至螺纹销。工具，诸如扳手，可以被用于保持扳紧部分并且旋转扳紧部分(和因此轴环)以将轴环螺纹连接至螺纹销上。随着轴环拧紧至螺纹销上并接合工件，旋转脆性轴环紧固件所需的扭矩增加。当旋转该紧固件所需的扭矩增加超过断裂扭矩(如，阈值扭矩)时，扳紧元件从轴环上断下，由此使轴环附接至螺纹销。脆性轴环紧固件被用于确保沿部件施加一致的扭矩至所有紧固件。脆性轴环紧固件常用于航空航天工业。例如，脆性轴环紧固件通常被用于将机翼蒙皮板保持在一起。然而，如果脆性轴环紧固件与螺纹销未对准，那么轴环变为与螺纹销螺纹错扣。由此，轴环变为抵靠螺纹销嵌入(lodge)并且扳紧元件在轴环合适地全部拧紧至螺纹销上之前从轴环断下。安装脆性轴环紧固件的使用者(如，工人或技术员)常常未察觉到轴环和螺纹销是螺纹错扣的，因为扳紧元件已经断下并且看上去已经合适地工作。然而，螺纹错扣紧固件不提供合适的保持力并且比合适的螺纹紧固件更可能失败。本文公开了实例螺纹对准工具，其可以被用于确定第一螺纹部件，诸如紧固件(如，螺母、脆性轴环紧固件等)与第二螺纹部件，诸如螺纹销，是否和/或何时合适地对准。实例螺纹对准工具包括保持并旋转紧固件的承窝和测量紧固件附近的声波或信号以探测由螺纹下降事件制造的螺纹下降声信号(如，声音)的一个或多个传感器。具体地，承窝被用于抵靠螺纹销的末端以反螺纹方向(与螺纹的方向相反的方向)旋转紧固件，和传感器(一个或多个)监测来自螺纹下降事件的螺纹下降声信号。如本文所使用，术语“螺纹下降事件”意思是当第一螺纹部件和第二螺纹部件中一个或两个被以反螺纹方向旋转直到一个部件上螺纹的螺脊的起点降低至另一部件的槽中时两个部件之间的降低或轴向移动，反之亦然。如本文所使用，术语“螺纹下降声信号”意思是由螺纹下降事件产生的声波(一个或多个)或信号(一个或多个)。因此，螺纹下降声信号指示两个部件对准或基本上对准(如，±0.5°)，并因此可以被拧紧在一起而没有使部件螺纹错扣的风险。例如，如果紧固件和螺纹销轴向对准或基本上轴向对准，那么当以反螺纹方向旋转紧固件时，制造螺纹下降声信号。一旦探测到螺纹下降声信号，则可以以正螺纹方向旋转承窝以将紧固件拧紧至螺纹销上。否则，如果没有探测到螺纹下降声信号，那么可以确定紧固件和螺纹销没有对准或没有充分地对准，并因此将不被拧紧在一起。因此，实例螺纹对准工具使用主动反馈确定两个部件是否和/或何时对准并可以被安全地拧紧在一起。在一些实例中，螺纹对准工具包括电子控制单元，其分析由传感器(一个或多个)探测的声信号。在一些实例中，当探测到螺纹下降声信号时，电子控制单元启本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，其包括：保持紧固件的承窝；邻近所述承窝放置的传感器，当所述承窝以反螺纹方向抵靠螺纹销的末端旋转所述紧固件时，所述传感器测量所述承窝附近的声波；和电子控制单元，其基于由所述传感器测量的所述声波确定所述紧固件和所述螺纹销是否对准。

【技术特征摘要】
2017.01.25 US 15/415,5211.一种装置，其包括：保持紧固件的承窝；邻近所述承窝放置的传感器，当所述承窝以反螺纹方向抵靠螺纹销的末端旋转所述紧固件时，所述传感器测量所述承窝附近的声波；和电子控制单元，其基于由所述传感器测量的所述声波确定所述紧固件和所述螺纹销是否对准。2.根据权利要求1所述的装置，其中当探测到螺纹下降声事件时，所述电子控制单元将确定所述紧固件和所述螺纹销对准。3.根据权利要求2所述的装置，进一步包括联接至所述承窝的驱动轴。4.根据权利要求3所述的装置，进一步包括旋转所述驱动轴的电动机，其中所述电子控制单元将启动所述电动机以所述反螺纹方向旋转所述驱动轴和所述承窝，直到探测到所述螺纹下降声事件。5.根据权利要求4所述的装置，其中在探测到所述螺纹下降声事件之后，所述电子控制单元将启动所述电动...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·D·格雷，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US