螺栓紧固载荷智能控制监测系统及其应用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种螺栓紧固载荷智能控制监测系统及其应用方法，包括螺栓和垫圈组合，其特征在于，紧固检测终端，用于监测螺栓松紧度，并上传松动风险信息，还用于发送螺栓的现场装配信息和安装信息；智能电动扳手，根据螺栓的现场装配信息对螺栓的安装预紧，并传递螺栓的安装信息；云平台规划、统计并存储螺栓的安装信息，确认并监测螺栓安装信息。本发明专利技术实现了更高精度的螺栓预紧力控制，具备IP地址和安装物理地址匹配功能，可快速对所安装的紧固检测元件进行物理位置定位。检测元件进行物理位置定位。检测元件进行物理位置定位。

【技术实现步骤摘要】
螺栓紧固载荷智能控制监测系统及其应用方法


[0001]本专利技术涉及智能工具
，具体涉及螺栓紧固载荷智能控制监测系统及其应用方法。

技术介绍

[0002]在螺栓连接服役过程中，受载荷和环境影响，螺栓连接易产生疲劳、蠕变、松动、过载甚至断裂，关键部位螺栓松动可能引发例如飞机失事、桥梁断裂等严重事故，造成的损失难以估量。因此，科学准确地监测螺栓连接结构的连接状态，对于保证结构的安全性、避免重大安全事故具有重要意义。因此监测螺栓连接松动程度对维护安排和降低维护成本至关重要。
[0003]在螺栓的安装阶段，扳手的预紧力过高或者过低都容易对设备产生损害，精准确定螺栓的预紧力是制造业关注的重点问题之一。传统设备安装(如汽车发动机装配)大多采用扭力扳手控制拧紧扭矩以达到预定的螺栓预紧力，但是，实际预紧力与接触表面粗糙度、摩擦系数、润滑等因素密切相关，研究表明，通过扭力扳手控制的螺栓预紧力误差可达40％。过大的预紧力偏差将直接导致产品质量下降、次品率上升以及后期事故频发。
[0004]本专利技术基于智能检测垫圈(专利号：CN215333898U螺栓松动程度智能检测垫圈)，本专利技术的方案针对螺栓进行智能定位，对螺栓与垫圈之间的松紧度进行检测，并在螺栓安装过程中对螺母进行精确预紧。
[0005]但目前，还缺乏一个能与智能检测垫圈进行信息交互的螺栓安装工具，操作者无法量化了解螺栓安装情况，无法了解这是的螺栓紧固力。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种螺栓紧固载荷智能控制监测系统及其应用方法，通过智能检测元件直接监测螺栓紧固预紧力并控制紧固扳手的运转，可实现更高精度的螺栓预紧力控制，避免扭矩法导致的紧固力误差。本专利技术具备IP地址和安装物理地址匹配功能，可快速对所安装的紧固检测元件进行物理位置定位，提高物理位置准确定位速度和精准度。
[0007]其技术方案如下：
[0008]一种螺栓紧固载荷智能控制监测系统，包括螺栓和垫圈组合，其关键是，还包括：安装在螺栓和垫圈组合中的紧固检测终端，用于监测螺栓松紧度，并上传松动风险信息，还用于发送螺栓的现场装配信息和安装信息；
[0009]智能电动扳手，所述智能电动扳手用于存储N个物理位置的数据表，用于根据螺栓的现场装配信息对螺栓的安装预紧，并传递螺栓的安装信息；
[0010]云平台，用于规划、统计并存储螺栓的安装信息，并结合任一螺栓的松动风险信息，确认其安装位置。
[0011]本专利技术中，云平台规划出所有需要安装智能螺栓的物理点位，以智能电动扳手与
紧固检测终端交互，控制螺栓安装的紧固力。同时，以数据表为介质，在每个螺栓和垫圈组合安装时，智能电动扳手向数据表录入每个紧固检测终端的物理位置和IP信息相匹配，在螺栓后续的服役过程中，云平台借助信息表对螺栓及垫圈之间的松紧度进行监控，当松紧度超出预设阈值时报警，工作人员可第一时间进行维护工作。
[0012]紧固检测终端可以预埋螺栓和垫圈组合中的多个位置，如螺帽中，垫圈中，或螺母中。
[0013]所述紧固检测终端包括一级触点及第二触点，紧固检测终端处理器设置第一压力监测端连接一级触点，设置第二压力监测端连接二级触点，紧固检测终端处理器驱动通讯模块发送信号。
[0014]在安装过程中，所述螺栓和垫圈组合中螺栓帽或垫圈或螺母受到挤压，通过紧固检测终端的一级触点及二级触点采集压力信息，并由紧固检测终端向智能电动扳手发送现场装配信息，智能电动扳手根据现场装配信息对扭矩及转速进行调整，其中，所述现场装配信息包括：
[0015]一级现场装配信息：一级触点和二级触点都没有产生压力信息，智能电动扳手保持初始扭矩及初始转速保持工进；
[0016]二级现场装配信息，只有所述一级触点发出压力信息，智能电动扳手提高扭矩并降低转速进行工进；
[0017]三级现场装配信息，所述一级触点和二级触点都发出压力信息，智能电动扳手停止工作。
[0018]扭矩和转速可根据螺栓不同的应用场景、不同使用需求，不同型号的螺栓及垫圈进行具体设置。
[0019]通过现场装配信息的快速交互，直接监测螺栓紧固预紧力并控制扳手的运转，可实现更高精度的螺栓预紧力量化控制，完成紧固螺栓智能控制，保证所有螺栓安装扭力的一致性和可靠性。
[0020]所述紧固检测终端定时对螺栓与垫圈之间的松紧度进行检测，当松紧度超出预设阈值，紧固检测终端发送松动风险信息，其中，所述松动风险信息包括松紧度信息及紧固检测终端的IP信息。
[0021]螺栓长期服役时，二级触点断开信号可预设为第一阈值，一级触点断开信号可预设为第二阈值。
[0022]紧固检测终端定时进行检测，该定时的间隔时间由工作人员根据实际情况设置，例如每周进行依次检测或每半个月进行依次检测，需要保证紧固检测终端内置电源能够长时间进行检测。
[0023]所述智能电动扳手对紧固检测终端进行位置信息匹配，将与紧固检测终端安装位置所对应的物理位置信息与紧固检测终端的IP信息进行匹配，得到安装信息。
[0024]安装信息中包含了具体某一紧固检测终端的IP信息以及与其匹配的物理位置信息。后续云平台通过对安装信息进行存储。
[0025]所述云平台通过获取松动风险信息中的紧固检测终端的IP信息，调取出与之对应的安装信息，完成对故障螺栓的物理定位。
[0026]靶向跟踪和靶向报警，提高了维护人员的工作效率。
[0027]所述智能电动扳手包括电机控制电路、与电机控制电路连接的电机及为电机控制电路供电的电源电路，所述电机控制电路连接有人机交互电路和无线通讯电路，所述人机交互电路由输入开关组合与数显电路组成；
[0028]所述输入开关组合包括匹配模式开关、启动开关、第一地址选择开关、第二地址选择开关及地址确认开关，所述输入开关组合通过匹配模式开关端口、启动开关端口、第一地址选择开关端口、第二地址选择开关端口及地址确认开关端口与电机控制电路连接；
[0029]所述电机控制电路的显示控制端组与数显电路的驱动模块信号接收端组连接，该驱动模块的驱动端组连接显示屏；
[0030]操作者通过地址选择开关和确认开关选择并确认显示屏展示的物理位置，实现人机交互。
[0031]所述电机控制电路的启动控制端连接继电器的驱动信号端，继电器的第一输出端接所述括电机的第一输入端、继电器的第二输出端经切换开关选择接连接所述电机的第二输入端或第三输入端。
[0032]所述无线通讯电路通过第一无线数据端口与第二无线数据端口与电机控制电路数据传输端组连接；
[0033]还包括SD卡，所述SD卡存储有所述数据表，SD卡与电机控制电路的SD数据端连接。
[0034]一种螺栓紧固载荷智能控制监测系统的应用方法，包括以下步骤：
[0035]S1、在云平台上统计所有螺栓和垫圈组合的安装位，并规划出N个物理位置，生成N个物理位置的数据表，每个物理位置具有至少一个螺栓和垫圈组合中紧固检测终端的I本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种螺栓紧固载荷智能控制监测系统，包括螺栓和垫圈组合，其特征在于，还包括：安装在螺栓和垫圈组合中的紧固检测终端，用于监测螺栓松紧度，并上传松动风险信息，还用于发送螺栓的现场装配信息和安装信息；智能电动扳手，所述智能电动扳手用于存储N个物理位置的数据表，用于根据螺栓的现场装配信息对螺栓的安装预紧，并传递螺栓的安装信息；云平台，用于规划、统计并存储螺栓的安装信息，并结合任一螺栓的松动风险信息，确认其安装位置。2.根据权利要求1所述的螺栓紧固载荷智能控制监测系统，其特征在于，所述紧固检测终端包括一级触点及第二触点，在安装过程中，所述螺栓和垫圈组合中螺栓帽或垫圈或螺母受到挤压，通过紧固检测终端的一级触点及二级触点采集压力信息，并由紧固检测终端向智能电动扳手发送现场装配信息，智能电动扳手根据现场装配信息对扭矩及转速进行调整，其中，所述现场装配信息包括：一级现场装配信息：一级触点和二级触点都没有产生压力信息，智能电动扳手保持初始扭矩及初始转速保持工进；二级现场装配信息，只有所述一级触点发出压力信息，智能电动扳手提高扭矩并降低转速进行工进；三级现场装配信息，所述一级触点和二级触点都发出压力信息，智能电动扳手停止工作。3.根据权利要求1所述的螺栓紧固载荷智能控制监测系统，其特征在于：所述紧固检测终端定时对螺栓与垫圈之间的松紧度进行检测，当松紧度超出预设阈值，紧固检测终端发送松动风险信息，其中，所述松动风险信息包括松紧度信息及紧固检测终端的IP信息。4.根据权利要求3所述的螺栓紧固载荷智能控制监测系统，其特征在于：所述智能电动扳手对紧固检测终端进行位置信息匹配，将与紧固检测终端安装位置所对应的物理位置信息与紧固检测终端的IP信息进行匹配，得到安装信息。5.根据权利要求3所述的螺栓紧固载荷智能控制监测系统，其特征在于：所述云平台通过获取松动风险信息中的紧固检测终端的IP信息，调取出与之对应的安装信息，完成对故障螺栓的物理定位。6.根据权利要求1所述的螺栓紧固载荷智能控制监测系统，其特征在于，所述智能电动扳手包括电机控制电路、与电机控制电路连接的电机及为电机控制电路供电的电源电路，所述电机控制电路连接有人机交互电路和无线通讯电路，所述人机交互电路由输入开关组合与数显电路组成；所述输入开关组合包括匹配模式开关、启动开关、第一地址选择开关、第二地址选择开关及地址确认开关，所述输入开关组合通过匹配模式开关端口、启动开关端口、第一地址选择开关端口、第二地址选择开关端口及地址确认开关端口与电机控制电路连接；所述电机控制电路的显示控制端组与数显电路的驱动模块信号接收端组连接，该驱动模块的驱动端组连接显示屏；所述电机控制电路的启动控制端连接继电器的驱动信号端，继电器的第一输出端接所述括电机的第一输入端、继电器的第二输出端经切换开关选择接连接所述电机的第二输入端或第三输入端。
所述无线通讯电路通过第一无线数据端口与第二无线数据端口与电机控制电路数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗洋，严嘉辉，罗远新，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：