用于紧固件松紧度检测的装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于紧固件松紧度检测的装置及其方法，涉及技术领域。本发明专利技术包括高压气体清洁装置、激光检测装置，印记标记装置、北斗+GPRS联合定位装置及中控系统组成，可以安装于轨道多功能作业车，或其他种类的检测车辆外侧，用以检测紧固件的松紧度。本发明专利技术具有智能检测功能，同时具备故障定位、故障点标记的功能，便于人工快速复检以及维修。

Device and Method for Testing Tightness of Fasteners

【技术实现步骤摘要】
用于紧固件松紧度检测的装置及其方法
本专利技术属于机械装备与检测
，特别是涉及一种用于高铁、轨道交通及桥梁等设施中螺旋道钉、锚固螺栓等紧固件的松紧度检测的装置；以及，特别是应用了北斗定位或在隧道中用移动网络GPRS基站多方式联合定位，并采用颜色标记的方式快速、精确的巡检方法。
技术介绍
由于高铁、轨道交通以及桥梁等公共交通设施的运营必须具有高效率、高安全的特点，因此检修、维护的工作量巨大，既要求简单、高效，又要高可靠性。目前虽有部分工作有机械化和自动化的设备，但是仍然有大量的轨道、桥梁的紧固件的巡检工作由人工完成。对于轨道、桥梁等的螺旋道钉、锚固螺栓等紧固件的松紧度检测，不仅要求时效性，既要求准确性。避免该紧固件存在松动造成安全事故的风险。同时还要求对一些紧固件在使用过程中的快速检测的要求，比如，高铁轨道上的螺旋道钉的检测，由于要求高铁在2-3小时内进行该条线路的检测过程，因此就要求在短时间内进行快速的检测。螺纹道钉结构特点和种类螺纹是一种在固体外表面或内表面的截面上，有均匀螺旋线凸起的形状。螺栓(锚固)是由头部和螺杆(带有外螺纹的圆柱体)两部分组成的一类紧固件，需与螺母配合使用，用于紧固连接两个带有通孔的零件，是将被连接件锚固到已硬化的混凝土基材上的锚固组件。现有公开的几种螺栓等紧固件的检测方法：螺栓连接是工程中大量使用的装配形式。在振动等环境因素的作用下,螺栓很可能会发生松动,这样不但会影响结构的正常功能,严重时还会导致安全事故。1、公开的期刊实验力学JournalofExperimentalMechanics2012年05期ISSN：1001-4888，公开了一种螺栓松紧程度的受控敲击检测方法，直接根据螺栓敲击装置加速度功率密度谱中的敏感频段来检测螺栓的松动情况。另外,本方法要求对敲击力进行严格控制,以保证激励的可重复性,这样就可以结合支持向量机方法来定量地检测螺栓的松紧程度。该方式偏向于机械式的检测，费时费力，局限性较强。2、公开的期刊，基于界面接触状态的压电主动式螺栓联接检测技术研究，公开了：第一、采用正弦波表面模型与经典赫兹接触理论，构建了超声波在螺栓联接构件接触界面的传播模型。研究了接触面表面粗糙度、实际接触面积、接触界面应力等对超声波在接触界面传播的影响规律。建立了基于超声波能量耗散法的螺栓联接构件松紧程度检测方法，及实验的硬、软件系统。实验结果显示压电材料所接收到的超声波能量与螺栓紧固力具有较好相关性。第二、将概率密度函数与经典赫兹接触理论相结合，构建了螺栓联接构件的微观接触模型，采用等效刚度来表示界面的接触状态。研究了螺栓预紧载荷、等效刚度以及联接构件模态频率之间的关系。采用超声波测量跟踪模态频率在不同扭矩载荷下的变化情况。建立了基于螺栓构件模态频率跟踪法的螺栓联接构件松紧程度检测方法。通过超声波进行探测的方式也是一种较为快捷的技术方案，但是该方式成本高，需要在紧固件上安装反馈原件，并且对于螺栓无法定位；3、现有专利号ZL201710047274X公开了一种快速检测紧固件松紧度的方法，在紧固件与被连接件之间加入光学信号层，其中光学信号层由带缝隙支撑层和光学材料组成；在紧固件松弛状态下，带缝隙支撑层的缝隙较大，光学材料发出的光信号能够被观察到，光学信号层有光信号；在紧固件拧紧的状态下，带缝隙支撑层的缝隙变小，光学材料发出的光信号不易观察到或不能够观察到，光学信号层光信号弱或无光信号。该方法采用被动接收的方式，在快速检测过程中不易检测到反馈信号，并且由于工程用紧固件都是设置有弹性垫圈，松动时的检测反馈不明显。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于紧固件松紧度检测的装置及其方法，本装置要解决的技术问题，是在检修车辆或设备在运动状态下对检测对象进行清洁、检测、标记以及发送定位信息的一体化装置。本装置的主要技术步骤为：本装置由高压气体清洁装置、激光检测装置，印记标记装置、北斗+GPRS联合定位装置及中控系统组成，可以安装于轨道多功能作业车，或其他种类的检测车辆外侧。(1)高压气体清洁装置：采用但不限于高压气体对检测对象进行清洁预处理，减少雨雪、霜冻、灰尘等对检测结果的干扰。(2)激光检测装置：采用高速激光多点式激光传感器，对检测对象的高度、高度差进行检测，并将检测结果发送至中控系统。(3)印记标记装置：采用但不限于有色液体，对故障点进行喷涂标记。(4)北斗+GPRS联合定位装置：根据检测结果，将故障点的定位信息发送至上位机系统或人工巡检终端。(5)中控系统：各个装置的集中控制、数据运算和数据传输。为解决上述技术问题，具体而言，本专利技术是通过以下技术方案实现的：本专利技术为一种用于紧固件松紧度检测的装置，包括：用于检测紧固件松紧度的检测装置，所述检测装置包括传感单元；用于清洗紧固件的清洗装置，所述清洗装置包括用于检测紧固件位置的第一控制单元和用于控制清洗装置开关的第一阀门；用于标记紧固件位置的印记标记装置，所述印记标记装置包括用于检测紧固件位置的第二控制单元和用于控制印记标记装置开关的第二阀门；其中，所述清洗装置位于检测装置的前侧；所述印记标记装置位于检测装置的后侧；用于控制检测装置、清洗装置和印记标记装置的中控系统，所述中控系统包括单片机、通信接口和驱动电路；所述中控系统还包括北斗定位模块和GPRS定位模块；其中，所述第一控制单元与单片机电连接，并且第一控制单元位于清洗装置的前侧；其中，所述第二控制单元与单片机电连接，并且第二控制单元位于印记标记装置的前侧。进一步地，所述检测装置的传感单元包括激光扫描传感器。进一步地，所述清洗装置还包括空气压缩机，所述空气压缩机连接有喷气嘴，所述空气压缩机与喷气嘴还设置有电磁阀。进一步地，所述清洗装置还包括高压水泵，所述高压水泵连接有喷水嘴，所述高压水泵与喷水嘴还设置有电磁阀。进一步地，所述第一控制单元和第二控制单元均采用激光式接近开关或欧姆龙光学漫反射接近开关。一种用于紧固件松紧度的检测方法，包括如下过程：SS01通过单片机的外部中断检测接近开关信号，检测到接近开关信号时，进入中断，控制第一阀门打开清洗装置，对紧固件所在位置进行清洗，然后，控制检测装置的传感单元对紧固件的数据采集；SS02传感单元扫描紧固件所在位置的线装信息或面状信息；通过传感单元的高速AD转换，实现对线装信息或面状信息的数据处理，进而判断故障；SS03故障信息输出：通过单片机的I/O输出信号，输出信号通过驱动电路，同时，单片机的第二控制单元检测到信号时，进入中断，驱动印记标记装置对故障紧固件进行色标喷射；SS04螺栓异常时，通过单片机的的UART，读取北斗定位模块的经纬度信息，并结合GPRS定位模块，实现对故障螺栓位置的实时定位，或结合北斗地基系统进行定位。进一步地，所述SS02中的数据处理包括如下步骤：步骤一、对已经检验合格的紧固件进行预先数据的采集，通过传感单元扫描紧固件所在位置得到标准的采样数值A0；步骤二、待检测装置对紧固件进行检测时，通过传感单元扫描紧固件所在位置得到检测数值A1；步骤三、判断紧固件是否异常：通过单片机的数据分析，将A1-A0＝△H，当△H超过紧固件松动量的阈值时判定为故障。进一步地，所述SS04紧固件异常时，单片机还能够通过Ethernet接口及4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于紧固件松紧度检测的装置，其特征在于，包括：用于检测紧固件松紧度的检测装置，所述检测装置包括传感单元；用于清洗紧固件的清洗装置，所述清洗装置包括用于检测紧固件位置的第一控制单元和用于控制清洗装置开关的第一阀门；用于标记紧固件位置的印记标记装置，所述印记标记装置包括用于检测紧固件位置的第二控制单元和用于控制印记标记装置开关的第二阀门；其中，所述清洗装置位于检测装置的前侧；所述印记标记装置位于检测装置的后侧；用于控制检测装置、清洗装置和印记标记装置的中控系统，所述中控系统包括单片机、通信接口和驱动电路；所述中控系统还包括北斗定位模块和GPRS定位模块；其中，所述第一控制单元与单片机电连接，并且第一控制单元位于清洗装置的前侧；其中，所述第二控制单元与单片机电连接，并且第二控制单元位于印记标记装置的前侧。

【技术特征摘要】
1.用于紧固件松紧度检测的装置，其特征在于，包括：用于检测紧固件松紧度的检测装置，所述检测装置包括传感单元；用于清洗紧固件的清洗装置，所述清洗装置包括用于检测紧固件位置的第一控制单元和用于控制清洗装置开关的第一阀门；用于标记紧固件位置的印记标记装置，所述印记标记装置包括用于检测紧固件位置的第二控制单元和用于控制印记标记装置开关的第二阀门；其中，所述清洗装置位于检测装置的前侧；所述印记标记装置位于检测装置的后侧；用于控制检测装置、清洗装置和印记标记装置的中控系统，所述中控系统包括单片机、通信接口和驱动电路；所述中控系统还包括北斗定位模块和GPRS定位模块；其中，所述第一控制单元与单片机电连接，并且第一控制单元位于清洗装置的前侧；其中，所述第二控制单元与单片机电连接，并且第二控制单元位于印记标记装置的前侧。2.根据权利要求1所述的用于紧固件松紧度检测的装置，其特征在于，所述检测装置的传感单元包括激光扫描传感器。3.根据权利要求1所述的用于紧固件松紧度检测的装置，其特征在于，所述清洗装置还包括空气压缩机，所述空气压缩机连接有喷气嘴，所述空气压缩机与喷气嘴还设置有电磁阀。4.根据权利要求1所述的用于紧固件松紧度检测的装置，其特征在于，所述清洗装置还包括高压水泵，所述高压水泵连接有喷水嘴，所述高压水泵与喷水嘴还设置有电磁阀。5.根据权利要求1所述的用于紧固件松紧度检测的装置，其特征在于，所述第一控制单元和第二控制单元均采用激光式接近开关或欧姆龙光学漫反射接近开关。6.一种用于紧...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱永亮，朱卫国，
申请(专利权)人：安徽赛安安全设备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34