一种防松防盗电子螺栓及系统的制作方法

本发明属于报警装置领域，具体地说，涉及一种防松防盗电子螺栓及系统。

背景技术：

随着汽车的普及广泛应用，盗窃汽车车轮的事件屡屡发生。为此，防止车轮被窃已成为汽车生产厂家从技术上必需解决的课题之一。已知现有的汽车轮胎防盗装置大多是机械式的结构，例如，一种轮胎防盗螺栓，其结构原理是将固定轮毂的螺栓头部加工成不规则的外径形状，安装或拆卸螺栓必须使用与其配套的专用扳手。因此，汽车生产厂必需保证每付汽车轮毂的紧固螺栓，在出厂时至少配备其中的一只螺栓是“奇形怪状”的防盗螺栓以及专用的配套扳手。如此，不仅给汽车生产厂零部件的生产带来额外负担，而且无形之中使整车安装的生产率受到一定影响。为此，研发和设计更加安全可靠及方便的汽车轮胎防盗装置是必要的，也是可行的。

同时，螺栓作为物体之间的连接固定装置具有广泛的应用。对于一些重要设备，需要时刻保证螺栓固定的可靠性，比如通信铁塔或者大型桥梁部件等，在这些设备中螺栓的丝毫松动都是不允许的，对于这些设备要时刻监测螺栓的紧固性，若有松动需要及时报警，及时处置，以免造成巨大的损失。另外还有一些高精密仪器，工作时，壳体同样是不允许发生位置变动的，壳体与壳体之间也不允许松动，壳体的些许变动都会造成仪器的误差，但长期处于震动环境中的仪器设备会产生螺栓松动。因此，亟需一种安装简单，具有通用性，并能够提供防松防盗功能的螺栓及系统。

有鉴于此特提出本发明。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种防松防盗电子螺栓及系统，适用于各种需要对被紧固物体进行防松防盗监控的场景，本发明结构简单，并具有智能化、实时性、远程通讯、安装灵活等优点。为了实现该目的，本发明采用如下技术方案：

一种防松防盗电子螺栓，由头部和螺杆组成，用于固定带有通孔的被紧固物体，所述电子螺栓包括：容腔；容腔内的告警装置；与告警装置电连接的触发开关；所述触发开关由电子螺栓相对于被紧固物体的运动触发，实现对所述告警装置工作状态的切换。

进一步地，所述触发开关位于所述电子螺栓的头部；所述电子螺栓的头部与被紧固物体接触的一面为支撑面，所述支撑面上开有下凹部分；所述触发开关位于所述下凹部分内，其顶端能从所述下凹部分伸出并与所述被紧固物体相抵。

进一步地，所述触发开关是位置开关，所述下凹部分内设置有与所述位置开关配合的弹性复位装置，所述位置开关在被紧固物体表面压力和所述弹性复位装置的作用下来回移动，实现对告警装置工作状态的切换；

优选地，所述弹性复位装置是预压弹簧；

优选地，所述下凹部分的深度不小于触发开关的长度。

进一步地，所述电子螺栓与所述被紧固物体紧固时，所述位置开关顶端与所述被紧固物体表面相抵，所述位置开关控制所述告警装置工作状态为安全状态；所述电子螺栓与所述被紧固物体松动时，所述位置开关在弹性复位装置的作用下位置开关顶端跟随所述被紧固物体发生移动，所述位置开关切换所述告警装置工作状态为异常状态；

优选地，所述电子螺栓的支撑面与所述被紧固物体的表面贴合时，所述位置开关整体退回在所述下凹部分内，顶端与所述被紧固物体表面相抵，所述位置开关控制所述告警装置工作状态为安全状态；所述电子螺栓的支撑面与所述被紧固物体的表面分离时，所述位置开关在弹性复位装置的作用下，顶端伸出电子螺栓头部，所述位置开关切换所述告警装置工作状态为异常状态。

进一步地，所述异常状态还包括：提示电子螺栓所述支撑面到所述被紧固物体表面的距离；所述位置开关还能够将所述位置开关移动的位移发送给所述告警装置；所述告警装置通过所述位移计算得到所述距离。

进一步地，所述下凹部分是开孔，所述触发开关是包括柱型的触发杆的位置开关，所述触发杆能做轴线方向的运动；

优选地，预压弹簧套装在所述触发杆上使触发杆能做轴线方向的往复运动；

或者，所述下凹部分是环形凹槽，所述触发开关是包括与所述电子螺栓同心的环形触发环的位置开关，并能沿轴线方向来回移动。

进一步地，所述容腔位于所述电子螺栓的头部内，开口于所述头部的顶部；所述容腔包括容腔盖，所述容腔盖封堵所述开口；

优选地，所述容腔盖是不屏蔽无线通信信号的非金属材质。

进一步地，所述告警装置包括电路连接的处理单元和通信单元，所述处理单元根据所述位置开关的运动状态发出相应的告警提示，所述通信单元将处理单元发出的告警提示发送给指定的报警终端；

优选地，所述处理单元为单片机；

优选地，所述通信单元为无线通信装置，所述指定的报警终端是车载终端，和/或移动电话，和/或用户随身携带的与所述告警装置配合使用的报警终端。

一种防松防盗电子螺栓系统，使用上述任一所述电子螺栓，所述系统包括与所述电子螺栓通信连接的控制装置，所述控制装置用于监测电子螺栓的紧固状态。

进一步地，每个电子螺栓设置有用于区分的身份识别标识，所述控制装置使用所述身份识别标识区分监测每个电子螺栓的紧固状态。

采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

本发明所揭示的一种防松防盗电子螺栓及系统，利用安装在螺栓头部并与被紧固物体相抵的触发开关，通过感应两者相对位置的变动来触发螺栓内部的告警装置，不但结构简单，还具有非常好的适用性。本发明的电子螺栓外观尺寸和紧固强度与通用的螺栓相同，只是利用了螺栓内部的空间，将告警装置安装在螺栓内部的空腔中。本发明可以广泛地被应用在各种需要时刻监测螺栓紧固状态的场合，通过普通的螺栓扳手，采用与普通螺栓相同的紧固过程就可以实现该电子螺栓的安装，并且不影响螺栓正常的紧固功能和紧固强度。本发明的电子螺栓具有独立完整的电路系统，不需要再为其设置其他配合的电路设备，同时拆装方便，因此具有安装灵活、使用方便的优点。

由于该电子螺栓的触发装置设置的位置处在螺栓实现紧固功能的主要承力处，因此即使被紧固物体只是产生了细微的松动也同样会触发该触发装置，因此告警准确，并且灵敏。同时本发明还利用该触发装置在弹性复位装置的作用下，即使是被紧固物体产生松动时，该触发装置仍然能够保持与被紧固物体相抵的特性，还可以进一步将触发装置设置为能够提示电子螺栓所述支撑面距离被紧固物体表面距离的位置开关，这样就可以通过设置触发装置告警行程范围的方法，来使该电子螺栓应用到一些允许被紧固物体有小范围相互松动的情况；和那些需要了解物体相互松动的具体程度的场合。

本发明的告警装置包括处理单元和通信单元，可以根据位置开关反馈回的信息及时处理可能出现的松动或者被撬动的情况，并将相应的告警信息发送到相应的终端中，实现了实时告警和远程告警的目的。同时为了使告警信号能够顺利地通过无线通信的方式传输到相应的终端，本发明的电子螺栓的容腔外壁包括非金属外壁，该非金属外壁不屏蔽无线通信信号，能够使无线信号更好地传输。

同时本发明的防松防盗电子螺栓系统通过综合管理遍布在不同位置、不同设备上的不同的电子螺栓，就可以系统地掌握所述设备的紧固情况，不需要额外布置多余的通讯或交换设备就实现了联动告警，联动监控的目的。

本发明的防松防盗电子螺栓及系统适用于各种需要对紧固的物体进行防松防盗监控的场景，本发明结构简单，具有智能化、实时性、远程通讯、安装灵活、布网方便等优点，具有广阔的应用空间。

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本发明的一部分，用来提供对本发明的进一步的理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：

图1是本发明的一种防松防盗电子螺栓的结构示意图；

图2是本发明的一种防松防盗电子螺栓的整体外观示意图；

图3是图2本发明的一种防松防盗电子螺栓的整体外观另一角度示意图；

图4是本发明的一种防松防盗电子螺栓内部电路结构图；

图5是本发明的一种防松防盗电子螺栓系统网络示意图；

图6是本发明的一种防松防盗电子螺栓系统具有中转终端的网络示意图。

图中：1、容腔；2、告警装置；3、容腔盖；4、预压弹簧；5、支撑面；6、下凹孔；7、位置开关；8、头部；9、螺杆；10、电子螺栓；11、无线通信装置；12、服务器；13、智能终端；14、中转终端。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图6所示，本发明公开了一种防松防盗电子螺栓，所述电子螺栓10由头部8和螺杆9组成，用于固定带有通孔的被紧固物体，所述电子螺栓10包括：容腔1；容腔1内的告警装置2；与告警装置2电连接的触发开关；所述触发开关由电子螺栓相对于被紧固物体的运动触发，实现对所述告警装置2工作状态的切换。同时揭示了一种使用该电子螺栓10的防松防盗电子螺栓系统，包括与所述电子螺栓10通信连接的控制装置，所述控制装置用于监测电子螺栓10的紧固状态。本发明适用于各种需要对被紧固物体进行防松防盗监控的场景，本发明结构简单，并具有智能化、实时性、远程通讯、安装灵活等优点。

实施例1

如图1至图6所示，本实施例中的揭示了一种防松防盗电子螺栓10，由头部8和螺杆9组成，用于固定带有通孔的被紧固物体，所述电子螺栓10包括：容腔1；容腔1内固定有告警装置2；电子螺栓10还包括与告警装置2电连接的触发开关。如图1至图3所示，本实施例中所述触发开关是位置开关7。并且该位置开关7是由电子螺栓相对于被紧固物体的运动触发，实现对所述告警装置2工作状态的切换。

在其他的实施例中，该触发开关还可以是其他形式的，符合本发明告警触发机制的其他的运动开关。只要该触发开关是通过相对位移的变化来控制其他设备的开关，或者是该触发开关能够将其触发装置的相对位移数据，用物理或者数据的形式传递给相应的控制装置的触发开关，都能够用于实现本发明的设计构思。

如图1至图3所示，本实施例中的位置开关7位于所述电子螺栓的头部8上；所述电子螺栓的头部8与被紧固物体接触的一面为支撑面5。在电子螺栓的头部8上的所述支撑面5的外表面，开有下凹部分。本实施例中，下凹部分是图中所示的下凹孔6，在其他的实施例中，该下凹部分还可以是其他的下凹于支撑面5，用于容纳所述位置开关7的其他下凹结构。

如图中所示，所述位置开关7位于所述下凹孔6内，其顶端能从所述下凹孔6伸出并与所述被紧固物体相抵。本实施例中的所述下凹孔6内，设置有与所述位置开关7配合的弹性复位装置，使位置开关7的触发装置能够往复的运动，并且保证所述的触发装置能够时刻与被紧固物体的表面紧密相抵，也就是用该位置开关7触发装置的位移来准确还原螺栓与被紧固物体之间的相互距离，从而实现对螺栓紧固状态的监控。

具体的，本实施例中，所述弹性复位装置是预压弹簧4，所述触发开关是包括柱型的触发杆的位置开关7，预压弹簧4套装在所述的位置开关7的触发杆上，预压弹簧4的弹力，使所述触发杆的顶端与被固定物体的表面时刻紧密相抵。所述触发杆在预压弹簧4的恢复弹力和被紧固物体表面的压力的共同作用下，能做轴线方向的往复运动。位置开关7通过上述的触发杆的往复运动，实现对告警装置工作状态的切换。

优选地，所述下凹孔6的深度不小于触发开关的长度，否则，触发开关的顶部就会露出所述下凹孔6，而影响螺栓的紧固功能。

本实施例中，所述电子螺栓的支撑面5与所述被紧固物体的表面贴合时，所述位置开关7整体退回在所述下凹孔6内，位置开关7顶端与所述被紧固物体表面相抵，所述位置开关7控制所述告警装置2工作状态为安全状态；所述电子螺栓的支撑面5与所述被紧固物体的表面分离时，所述位置开关7在预压弹簧4的作用下顶端伸出电子螺栓的头部8，所位置开关切换所述告警装置工作状态为异常状态。也就是说，通过位置开关7的运动来触动告警装置2的状态变换，实现螺栓松脱或者是被撬动情况下的告警。

本实施例中，所述容腔1位于所述电子螺栓的头部8内，用于安装告警装置2的安装口开口于所述头部8的顶部；所述容腔1包括容腔盖3，所述容腔盖3封堵所述安装口。固定在容腔1中的所述告警装置2包括电路连接的处理单元和通信单元。本实施例中所述处理单元为单片机，所述单片机根据所述位置开关7的运动状态发出相应的告警提示，所述通信单元将单片机发出的告警提示发送给指定的终端。

优选地，所述通信装置为无线通信装置，所述指定终端是车载终端，和/或移动电话，和/或用户随身携带的与所述告警装置配合使用的报警终端。因此为了更好地实现该电子螺栓与指定终端的无线通信，本实施例中，所述容腔盖3采用的是不屏蔽无线通信信号的非金属材质。

在其他的实施例中该容腔1还可以是位于电子螺栓的螺杆中。

所述的处理单元还可以为除单片机以外的其它处理电路，这里不再进行赘述。

实施例2

本实施例是对实施例1中该电子螺栓告警状态切换运动时的一个补充，本实施例中，电子螺栓与被紧固物体紧固之后，支撑面与被紧固物体的表面并不贴合。此时，所述电子螺栓与所述被紧固物体紧固时，所述位置开关顶端露出支撑面，并与所述被紧固物体表面相抵，所述位置开关控制所述告警装置工作状态为安全状态；所述电子螺栓与所述被紧固物体松动时，所述位置开关在弹性复位装置的作用位置开关顶端跟随所述被紧固物体发生移动，也就是该位置开关的伸出量增大之后，所述位置开关切换所述告警装置工作状态为异常状态；触动告警装置进行告警。

实施例3

本实施例是对实施例1的触发开关的触发装置的补充。本实施例中，所述下凹部分是图中未示出的环形凹槽，所述触发开关是包括与所述电子螺栓同心的环形触发环的位置开关，触发开关能沿轴线方向来回移动。所述的环形触发环的作用与实施例1中的触发杆的作用相同，都是在预压弹簧4的恢复弹力和被紧固物体表面的压力的共同作用下，能做轴线方向的往复运动。位置开关7通过上述的触发环的往复运动，实现对告警装置工作状态的切换。

实施例4

本实施例是对上述告警状态的补充。本实施例中，所述异常状态还包括：提示电子螺栓所述支撑面5距离所述被紧固物体表面的距离。本实施例中的所述位置开关7还能够将所述位置开关7移动的位移发送给所述告警装置2；所述告警装置2通过所述位移计算得到所述距离，即松动量，告警装置2通过该位移量来进行相应的告警动作控制。

本实施例适合在进行螺栓监测中，不但关心螺栓是否松脱，还进一步要求准确掌握螺栓松脱程度的场合。通过位置开关7所反馈的运动的位移，就可以准确知晓电子螺栓距离被紧固物体的距离，从而精确地得到该螺栓的松动情况，使用者可以根据该距离设置告警阈值，或者其他的告警应用。

实施例5

本实施例，是对上述实施例中电子螺栓的电路构造的描述。如图4所示，本实施例的电子螺栓，包括位置传感器或位置开关、单片机—cpu、无线通信装置，电池，其中位置传感器或位置开关作为位置触发装置的电路部分。

在采用位置开关作为触发开关时，位置开关输出代表螺栓紧固和松动的开关状态，可以直接输入cpu的数字i/o口；cpu负责采集代表螺栓松动的开关状态或连续位置信息，并通过内部逻辑判断螺栓是否松动，当判断为松动时发送报警信息；无线通信装置负责将报警信息无线发送到指定终端，也可以接收终端发送的设置信息。

实施例6

本实施例与实施例5的区别在于，所述触发开关采用的是位置传感器，位置传感器可以通过输出的电压、电流或数字信号获取代表螺栓松动量的信息，可以输入ad芯片或带ad的cpu的ad管脚。cpu负责采集代表螺栓松动的开关状态或连续位置信息，并通过内部逻辑判断螺栓是否松动，当判断为松动时发送报警信息；无线通信装置负责将报警信息无线发送到指定终端，也可以接收终端发送的设置信息。

实施例7

本实施例的一种防松防盗电子螺栓系统，使用上述实施例所述的电子螺栓。如图5所示，所述系统包括与所述电子螺栓10通信连接控制装置，控制装置用于监测电子螺栓10的紧固状态。

本实施例中，所述控制装置包括数据中心和与之通信连接的服务器12，或者智能终端13。并且通过无线通信装置11，每个电子螺栓10具有用于区分的身份识别标识，该身份识别标识可以是唯一的，每个电电子螺栓10通过与其通信连接无线通信装置11与控制装置通信连接。

智能终端13或者服务器12使用所述身份识别标识监测每个电子螺栓10的紧固状态。这样电子螺栓10的监控就形成了系统，通过集中管理系统就可以实现多处的螺栓紧固状态的监测。使电子螺栓10的应用范围得到了进一步的拓宽。

实施例8

本实施例是对实施例7的一种防松防盗电子螺栓系统的一个补充。如图6所示，本实施例中，所述系统包括与所述电子螺栓10通信连接的中转终端14，中转终端14再与所述控制装置通信连接，最终实现所述的控制装置和电子螺栓10的通信连接。

在将本发明应用于车轮防盗的场景中，所述的中转终端14可以是汽车的车载控制电脑。所述的车载控制电脑与所述的电子螺栓10可以通过多种无线通信手段进行通信连接，所述的车载控制电脑再和所述的控制装置通过车联网网络或者是其他的通信方式进行通信连接。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。