测量螺栓的轴向力的装置和方法制造方法及图纸

本申请涉及测量螺栓的轴向力的装置和方法。一种用于通过测量施加以紧固结构的旋拧到螺栓构件上的螺母构件的夹持力来测量螺栓构件的轴向力的装置，包括：传感器，通过拧紧的螺母构件的一侧向结构施加振动，并在螺母构件的相对侧上获得由通过结构传播并穿过螺母构件的振动产生的信号；以及分析仪，分析从传感器接收的信号，并根据螺母构件的夹持力利用由振动产生的信号的传播速度的差值来确定螺栓构件的轴向力。

【技术实现步骤摘要】
测量螺栓的轴向力的装置和方法
本公开涉及一种用于测量螺栓构件的轴向力的装置和方法，并且更具体地，涉及一种通过测量螺栓构件和旋拧到螺栓构件上的螺母构件施加以紧固结构的夹持力来测量螺栓构件的轴向力的装置和方法。
技术介绍
通常，车轮和轮盘彼此结合以使车辆的轮胎能够与轮盘一起旋转。在车身的组装过程中，车轮和轮盘通过多个车轮螺母组装。在根据现有技术的车轮组装结构中，通过允许从轮盘的一侧突出的多个螺栓穿过车轮并且将车轮螺母旋拧到螺栓的末端上而使车轮和轮盘彼此结合。使用螺母扳手以拧紧车轮螺母。当通过螺母扳手使每个车轮螺母牢固地旋拧到相应的螺栓上时，轴向力(即拉力)施加在螺栓和车轮螺母上。车轮螺母的紧固状态可通过测量轴向力来检查。在相关技术中，可以使用利用超声波的方法或利用应变仪的方法来测量车轮螺母的轴向力。这些方法通过测量由于在将车轮螺母旋拧到螺栓上时产生的力而变形的螺栓的长度变化来测量轴向力。然而，相关技术中的上述方法具有使螺栓的头部变平以安装超声波传感器且需要过多的时间的缺点。此外，在将车轮螺母旋拧到螺栓上之前必须已知螺栓的长度，并且由于基于由超声波传感器测得的变形计算了轴向力，因此无法测量车轮螺母已经旋拧到其上的螺栓的轴向力。即，相关技术中的方法仅可以在未完全拧紧的硬件上执行测量。因此，难以检查具有紧固缺陷(由于缺少车轮螺母的轴向力)的车辆。
技术实现思路
已经做出本公开以解决在现有技术中出现的上述问题，同时使现有技术实现的优点保持不变。本公开的一个方面提供了一种用于减少测量时间和成本并改善测量的准确性的轴向力测量装置和方法。本公开的另一方面提供了一种用于使用人工智能来快速并准确地确定螺栓构件的轴向力的轴向力测量装置和方法。本公开待解决的技术问题并非限制于上述问题，并且本公开所属领域的技术人员通过以下描述将清楚地理解的本文未提及的任何其它技术问题。根据本公开的一个示例性实施例，一种用于通过测量施加以紧固结构的旋拧到螺栓构件上的螺母构件的夹持力来测量螺栓构件的轴向力的装置，包括：传感器，该传感器通过拧紧的螺母构件的一侧向结构施加振动，并在螺母构件的相对侧上获得由通过结构传播并穿过螺母构件的振动产生的信号；以及分析仪，该分析仪分析从传感器接收的信号，并根据螺母构件的夹持力利用由振动产生的信号的传播速度的差值来确定螺栓构件的轴向力。该装置可进一步包括将传感器定位在靠近螺母构件的位置的感测夹具。感测夹具可固定到螺母构件并可附接到结构的螺母构件与之接触的夹持表面。基于通过机器学习而预先习得的学习数据，分析仪可分析由传感器测量的正在确定的信号，并可通过对数据进行内插来确定与正在确定的信号相对应的轴向力。根据本公开的另一示例性实施例，一种用于通过测量施加以紧固结构的旋拧到螺栓构件上的螺母构件的夹持力来测量螺栓构件的轴向力的方法，包括：第一步，通过将其上安装有传感器的感测夹具固定到螺母构件来将传感器安装在结构中，使得传感器邻近螺母构件；第二步，通过拧紧的螺母构件的一侧由传感器向结构施加振动，并在螺母构件的相对侧上由传感器获得由通过结构传播并穿过螺母构件的振动产生的信号；以及第三步，分析从传感器接收的信号，并根据螺母构件的夹持力利用由振动产生的信号的传播速度的差值来确定螺栓构件的轴向力。附图说明从以下结合附图进行的详细描述，本公开的上述和其它目标、特征和优点将更加显而易见。图1是示出根据本公开的一个示例性实施例的轴向力测量装置的构造的视图；图2是示出应用于本公开的一个示例性实施例的感测夹具和传感器的透视图；图3是示出图2中的主体的内部的视图；图4是示出应用于本公开的一个示例性实施例的支架的第一部分的透视图；图5是示出应用于本公开的一个示例性实施例的支架的第二部分的透视图；图6和图7是示出根据本公开的一个示例性实施例的感测夹具的操作的视图；图8是示出应用于本公开的一个示例性实施例的感测夹具的另一实施例的透视图；图9是示出根据本公开的一个示例性实施例的轴向力测量装置的构造的示意图；图10是描绘由传感器得到的信号的图表；图11是描绘由传感器根据夹持力获得的信号的图表；图12是示出LSTM算法的基本操作原理的视图；图13A和图13B是分别示出通过采样而生成并增强数据的视图；图14是示出通过本公开的一个示例性实施例的分析仪确定轴向力的过程的图表；以及图15是示出根据本公开的一个示例性实施例的用于测量螺栓构件的轴向力的方法的流程图。具体实施方式在下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例。以下实施例是适于理解根据本公开的用于测量螺栓构件的轴向力的装置和方法的技术特征的实施例。然而，本公开并不限于以下实施例，且本公开的技术特征不受以下实施例的限制。此外，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行各种改变和修改。根据本公开的一个示例性实施例的轴向力测量装置100基于通过测量螺栓构件和旋拧到螺栓构件上的螺母构件20施加以紧固结构10的夹持力来测量螺栓构件(未示出)的轴向力。例如，结构10可以是车辆的车轮，螺母构件20可以是紧固车轮的车轮螺母。螺栓构件可穿过结构10，并且螺母构件20可旋拧到到螺栓构件上。螺栓构件可固定到车辆的轮盘，且螺母构件20可旋拧到螺栓构件上以将作为结构10的车轮紧固到轮盘。在下文中，为了方便起见，将被螺母构件20挤压的结构10的表面称为夹持表面10，并将结构10和夹持表面10用相同的参考标记表示。然而，不限于车辆的车轮和车辆螺母，应用有本公开的结构10和螺母构件20可以是各种结构10和用于紧固结构10的螺栓-螺母机构。参考图1，根据本公开的一个示例性实施例的轴向力测量装置100包括传感器200和分析仪500。传感器200通过拧紧的螺母构件20的一侧向结构10施加振动，并在螺母构件20的相对侧上获得由通过结构10传播并穿过螺母构件20的振动产生的信号。具体地，传感器200可连接到结构10，并且可使用结构10和螺母构件20的振动特性来测量螺母构件20的夹持力。例如，传感器200可包括第一传感器210和第二传感器220。第一传感器210可定位在螺母构件20的一侧上，并且可通过具有压电效应的元件向结构10施加波。第二传感器220可以设置在螺母构件20的相对侧上，并可测量由第一传感器210施加并通过螺母构件20传递的波。这里，第一传感器210可以是使用压电元件的压电传感器，且第二传感器220可以是通过处理输出信号来测量结构10的振动的加速度传感器。然而，传感器200并不限于此，且可以应用各种类型的传感器，只要这些传感器能够激励结构10并测量由激励传播的信号。第一传感器210和第二传感器220可通过将在下面描述的感测夹具300连接到结构10。然而，第一传感器210和第二传感器220并不限于此，并且可进行各种改变和修改，只要第一传感器210和第二传感器220能够连接到结构10以施加振动并检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过测量施加以紧固结构的旋拧到螺栓构件上的螺母构件的夹持力来测量所述螺栓构件的轴向力的装置，所述装置包括：/n传感器，所述传感器构造成：/n通过所述螺母构件的一侧向所述结构施加振动，并且/n在所述螺母构件的相对侧上获得由通过所述结构传播并穿过所述螺母构件的振动产生的信号；以及/n分析仪，所述分析仪构造成：/n分析从所述传感器接收的信号，并且/n根据所述螺母构件的夹持力利用由振动产生的信号的传播速度的差值来确定所述螺栓构件的轴向力。/n

【技术特征摘要】
20190510 KR 10-2019-00551011.一种通过测量施加以紧固结构的旋拧到螺栓构件上的螺母构件的夹持力来测量所述螺栓构件的轴向力的装置，所述装置包括：
传感器，所述传感器构造成：
通过所述螺母构件的一侧向所述结构施加振动，并且
在所述螺母构件的相对侧上获得由通过所述结构传播并穿过所述螺母构件的振动产生的信号；以及
分析仪，所述分析仪构造成：
分析从所述传感器接收的信号，并且
根据所述螺母构件的夹持力利用由振动产生的信号的传播速度的差值来确定所述螺栓构件的轴向力。


2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述传感器包括：
第一传感器，设置在所述螺母构件的所述一侧上，所述第一传感器构造成通过具有压电效应的元件向所述结构施加波；以及
第二传感器，设置在所述螺母构件的所述相对侧上，所述第二传感器构造成测量由所述第一传感器施加并通过所述螺母构件传递的波。


3.根据权利要求2所述的装置，进一步包括：信号处理器，所述信号处理器构造成生成波形并将所述波形传递到所述第一传感器，并且将由所述第二传感器测得的信号传递到所述分析仪。


4.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：感测夹具，所述感测夹具构造成将所述传感器定位成邻近所述螺母构件，
其中，所述感测夹具固定到所述螺母构件并附接到所述结构的所述螺母构件与之接触的夹持表面。


5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述感测夹具包括：
主体；
一对支腿，与所述主体结合，所述一对支腿设置成与所述夹持表面接触并设置在所述螺母构件的所述一侧和所述相对侧上，其中，所述传感器设置在所述一对支腿上；
支架，与所述主体结合，所述支架设置在所述一对支腿之间并固定到所述螺母构件；以及
挤压部分，与所述支架结合，所述挤压部分构造成挤压所述支架，以使得将所述支架附接到所述螺母构件，并且所述挤压部分构造成挤压所述主体，以使得所述一对支腿与所述夹持表面接触。


6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述传感器包括：
第一传感器，设置在所述螺母构件的所述一侧上，所述第一传感器构造成向所述结构施加波；以及
第二传感器，设置在所述螺母构件的所述相对侧上，所述第二传感器构造成测量所传递的波；
其中，所述一对支腿包括设置在所述螺母构件的所述一侧上的第一支腿和设置在所述螺母构件的所述相对侧上的第二支腿，所述第一传感器附接到所述第一支腿，所述第二传感器附接到所述第二支腿。


7.根据权利要求5所述的装置，其中，所述支架包括：
第一部分，线性地、能移动地插入到穿过所述主体形成的通孔中，所述第一部分与所述挤压部分结合；以及
第二部分，与所述第一部分的面向所述螺母构件的端部部分结合，所述第二部分具有中空空间，所述螺母构件插入到所述中空空间中。


8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述第一部分包括：
第一主体；
连接部分，设置在所述第一主体的面对所述螺母构件并与所述第二部分连接的端部部分上；以及
第一磁体插入凹部，所述第一磁体插入凹部位于所述连接部分中，以便朝向所述螺母构件打开，并且
其中，所述支架进一步包括第一磁体，所述第一磁体固定地安装在所述第一磁体插入凹部中并至少附接到所述螺母构件的上表面。


9.根据权利要求7所述的装置，其中，所述螺母构件包括插入到所述中空空间中的螺母主体和从所述螺母主体的面对所述夹持表面的端部部分在径向...

【专利技术属性】
技术研发人员：金钟声，朴埈弘，成演旭，金完昇，陶炅民，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，汉阳大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国;KR