螺栓松动智能检测装置的制作方法

[0001]
本发明涉及螺纹连接部件技术领域，具体涉及一种螺栓松动智能检测装 置。


背景技术：

[0002]
螺栓连接属于可拆卸连接，广泛应用于机械、化工、风力发电、铁路桥 梁和建筑结构等诸多领域。
[0003]
在实际使用过程中螺栓所承受的载荷会发生波动，因此，长期使用以后 螺母很可能会发生松动。对于部分应用场景，是不能接受螺母发生松动的， 即使微小的松动都可能带来严重的影响。
[0004]
因此，市面上应运而生了一系列智能螺母和智能螺栓，以期望及时发现 螺母的微小松动，即刻发出警报，便于人们快速识别，进行检修和维护。但 是，在实际运用中发现，现有的智能螺母和智能螺栓由于结构设计问题，灵 敏度较差，难以识别螺母微小的转动，导致并不能应用到具有极高精度要求 的使用场景中。


技术实现要素：

[0005]
为解决以上的技术问题，本发明提供了一种螺栓松动智能检测装置。
[0006]
其技术方案如下：
[0007]
一种螺栓松动智能检测装置，其要点在于，包括中心位置具有安装孔的 装置主体以及均设置在装置主体中的检测装置和信号处理模块，所述安装孔 与螺母或螺栓的螺帽相适应，所述装置主体中可转动地安装有检测滚轮，所 述装置主体与待锁紧工件相邻的一端端面开始有与检测滚轮相适应的缺口， 所述检测滚轮的外缘凸出至缺口以外，并能够与待锁紧工件抵接；
[0008]
当螺母或螺栓的螺帽嵌入安装孔时，若发生相对待锁紧工件的转动，能 够同时带动检测滚轮转动，检测装置将检测到检测滚轮转动的信息，信号处 理模块对检测滚轮转动的信息进行处理，当螺母或螺栓转角超过设定值时， 信号处理模块向外发出警报信号。
[0009]
采用以上结构，螺栓松动智能检测装置能够适用于螺栓螺母套件或者单 独安装的螺栓，适用范围广，当应用于螺栓螺母套件时，螺栓松动智能检测 装置套装在螺母上，当应用于单独的螺栓时，螺栓松动智能检测装置套装在 螺栓的螺帽上；装置主体的转动会带动检测滚轮转动，由于检测滚轮十分灵 敏，即使装置主体微小的转动，检测滚轮也会随动，从而能够准确地被检测 装置识别，因此，松动预警灵敏度极高，能够应用到具有严苛要求的工作场 景中。
[0010]
作为优选：所述装置主体上安装有至少一颗沿径向设置的紧固螺钉，该 紧固螺钉的头部外露于装置主体的外周面，转动紧固螺钉，能够使其杆部的 尖端凸出至安装孔中。采用以上结构，能够完全地将螺栓松动智能检测装置 锁定在待检测的螺栓或螺母上，克服了二者之间的微小松动，保证了精确同 步，进一步提高了检测精度。
[0011]
作为优选：所述检测装置包括转动传感器触发开关和信号处理模块，所 述转动传
感器触发开关包括开关壳体以及可转动地穿设在开关壳体上的开关 转轴，所述开关壳体中具有同轴设置的触发环和旋转指针，所述触发环由交 替设置的导通区和非导通区组成，所述导通区和旋转指针均采用导电材质制 成，所述非导通区采用绝缘材质制成，所述触发环和旋转指针能够发生相对 转动，且其中一个固定安装在开关壳体中；
[0012]
当旋转指针相对转动至任一非导通区，转动传感器触发开关断开；当旋 转指针相对转动至任一导通区，转动传感器触发开关导通，信号处理模块对 检测滚轮转动的信息进行处理，当螺母或螺栓转角超过设定值时，信号处理 模块向外发出警报信号。
[0013]
采用以上结构，通过调整旋转指针在非导通区的初始位置，能够准确地 控制转动传感器触发开关的转动导通角度，从而实现精确控制转动传感器的 检测精度，精度调节过程通过转动开关转轴即可完成，操作简单，即使普通 安装工人也可根据实际需求独立完成。
[0014]
作为优选：所述触发环、旋转指针和信号处理模块与电源u、光电耦合 开关u1、场效应管q1和复位开关s1组成传感器控制电路；
[0015]
触发环的各导通区均与电源u的正极连接，旋转指针依次串电阻r1、电 阻r2和复位开关s1后与电源u的负极连接，电阻r1和电阻r2的公共端与 场效应管q1的栅极连接，场效应管q1的源极串复位开关s1后与电源u的 负极连接，电阻r3串光电耦合开关u1的发光器后与信号处理模块并联在电 源u的正极和场效应管q1的漏极之间，光电耦合开关u1的受光器的两端分 别与电源u的正极以及旋转指针和电阻r1的公共端连接。
[0016]
采用以上结构，转动传感器触发开关发生第一次导通以后，转动传感器 触发开关即使再次断开，电源u仍然会持续对信号处理模块供电，信号处理 模块会持续处于启动状态，不会断电，除非人为断开复位开关s1或电源u电 量耗尽，以便于人们准确定位被触发过的转动传感器。
[0017]
作为优选：所述触发环固定安装在开关壳体中，所述旋转指针上穿设有 与其同步转动的开关转轴，所述检测滚轮同步转动地套装在该开关转轴上。 采用以上结构，设计更加合理，易于相关零部件的布置与装配，同时通过增 设开关转轴，更易于使用。
[0018]
作为优选：所述装置主体上设置有对位指示标识，所述开关转轴的一端 从对位指示标识的中心位置穿出，所述对位指示标识上设置有分别与各导通 区一一对应的导通区标识和分别与各非导通区一一对应的非导通区标识。采 用以上结构，便于操作工人直观地进行精度调节。
[0019]
作为优选：所述开关转轴的一端端面上凹陷形成有一字槽，该一字槽的 延伸方向与旋转指针的指向一致。采用以上结构，一字槽的指向就是旋转指 针的指向，与对位指示标识配合，能够非常直观地调节开关启动精度，同时 一字槽的结构也便于转动开关转轴。
[0020]
作为优选：所述装置主体包括可拆卸连接的第一密封壳体和第二密封壳 体，所述第一密封壳体和第二密封壳体合围形成安装空间，所述检测滚轮、 检测装置和信号传输装置均安装在安装空间中。采用以上结构，结构简单可 靠，便于内部元件的装配。
[0021]
与现有技术相比，本发明的有益效果：
[0022]
采用以上技术方案的螺栓松动智能检测装置，能够适用于螺栓螺母套件 或者单独安装的螺栓，适用范围广，装置主体的转动会带动检测滚轮转动， 由于检测滚轮十分灵敏，即使装置主体微小的转动，检测滚轮也会随动，从 而能够准确地被检测装置识别，因
此，松动预警灵敏度极高，能够应用到具 有严苛要求的工作场景中。
附图说明
[0023]
图1为本发明与螺栓的配合关系示意图；
[0024]
图2为本发明与螺栓螺母套件的配合关系示意图；
[0025]
图3为本发明与螺栓配合的剖视图；
[0026]
图4为本发明的结构示意图；
[0027]
图5为本发明去除第一密封壳体的示意图；
[0028]
图6为传感器控制电路的电路图。
具体实施方式
[0029]
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
[0030]
如图1-图4所示，一种螺栓松动智能检测装置，其主要包括中心位置具 有安装孔1a的装置主体1以及均设置在装置主体1中的检测装置和信号处理 模块5，装置主体1中可转动地安装有检测滚轮4，装置主体1与待锁紧工件 2相邻的一端端面开始有与检测滚轮4相适应的缺口，检测滚轮4的外缘凸出 至缺口以外，并能够与待锁紧工件2抵接。其中，安装孔1a与螺母7或螺栓 6的螺帽6a相适应，即装置主体1能够套装在螺栓螺母套件的螺母7上(请 参见图2)，也可以套装在单独螺栓6的螺帽6a上(请参见图1)。
[0031]
当螺母7或螺栓6的螺帽6a嵌入安装孔1a时，若发生相对待锁紧工件2 的转动，能够同时带动检测滚轮4转动，检测装置将检测到检测滚轮4转动 的信息，信号处理模块5对检测滚轮4转动的信息进行处理，当螺母7或螺 栓6转角超过设定值时，信号处理模块5向外发出警报信号。
[0032]
本实施例中，信号处理模块5具有信号传输功能，能够向外传输信号。 由于常规的螺母7或螺栓6的螺帽6a均为正六边形结构，因而，安装孔1a 也同样为正六边形结构。
[0033]
请参见图4和图5，装置主体1上安装有至少一颗沿径向设置的紧固螺钉 9，紧固螺钉9的头部外露于装置主体1的外周面，转动紧固螺钉9，能够使 其杆部的尖端凸出至安装孔1a中。通过设置紧固螺钉9，能够完全地将螺栓 松动智能检测装置锁定在待检测的螺栓或螺母上，克服了二者之间的微小松 动，保证了精确同步，进一步提高了检测精度。
[0034]
请参见图3-图6，检测装置包括转动传感器触发开关3，转动传感器触发 开关3包括开关壳体3a以及可转动地穿设在开关壳体3a上的开关转轴3b(转 动传感器触发开关3可以不带开关转轴3b)，开关壳体3a中具有同轴设置的 触发环3c和旋转指针3d，触发环3c由交替设置的导通区3c1和非导通区3c2 组成，导通区3c1和旋转指针3d均采用导电材质制成，非导通区3c2采用绝 缘材质制成，触发环3c和旋转指针3d中，一个固定安装在开关壳体3a中， 另一个固套在开关转轴3b上。本实施例中，触发环3c固定安装在开关壳体 3a中，旋转指针3d固套在开关转轴3b上，设计更加合理，易于相关零部件 的布置与装配。
[0035]
当旋转指针3d相对转动至任一非导通区3c2，转动传感器触发开关断开； 当旋转指针3d相对转动至任一导通区3c1，转动传感器触发开关导通，信号 处理模块5对检测滚轮4转动的信息进行处理，当螺母7或螺栓6转角超过 设定值时，信号处理模块5向外发出警报信号。
[0036]
其中，旋转指针4包括一体成型的指针套4a和触头4b，指针套4a固套 在开关转轴3b上，触头4b沿指针套4a的径向向外延伸。当旋转指针4相对 转动至任一导通区3c1时，触头4b与该导通区3c1接触，转动传感器触发开 关导通；当旋转指针4相对转动至任一非导通区3c2，触头4b与该非导通区 3c2接触，转动传感器触发开关断开。
[0037]
请参见图6，触发环3c、旋转指针3d和信号处理模块5与电源u、光电 耦合开关u1、场效应管q1和复位开关s1组成传感器控制电路。其中，装置 主体1中设置有用于向传感器控制电路供电的电源u。
[0038]
具体地说，触发环3c的各导通区3c1均与电源u的正极连接，旋转指针3d依次串电阻r1、电阻r2和复位开关s1后与电源u的负极连接，电阻r1 和电阻r2的公共端与场效应管q1的栅极连接，场效应管q1的源极串复位 开关s1后与电源u的负极连接，电阻r3串光电耦合开关u1的发光器后与 信号处理模块5并联在电源u的正极和场效应管q1的漏极之间，光电耦合 开关u1的受光器的两端分别与电源u的正极以及旋转指针3d和电阻r1的 公共端连接。
[0039]
装置主体1发生转动时，会带动检测滚轮4转动，因而开关转轴3b会带 动旋转指针3d同步转动，旋转指针3d的触头3d1接触到导通区3c1时，电 压通过电阻r1到场效应管q1的栅极，使场效应管q1导通。场效应管q1 导通时，光电耦合开关u1中的发光器得电，光电耦合开关u1的受光器导通， 传感器控制电路自锁，场效应管q1一直处于导通状态。即使旋转指针3d的 触头3d1接触到非导通区3c2时，也不会断开，实现持续给信号处理模块5 供电的效果。直到常闭的复位开关s1断开，系统才停止工作。
[0040]
装置主体1上印有螺母身份编码，该身份编码通过信号传输装置传输给 接收终端，工程应用时可通过接收终端收到身份编码快速地判定松动螺栓所 处位置。
[0041]
本实施例中，场效应管q1也可以等同替换为三极管。
[0042]
请参见图3和图4，装置主体1上设置有对位指示标识10，开关转轴3b 的一端从对位指示标识10的中心位置穿出，对位指示标识10上设置有分别 与各导通区3c1一一对应的导通区标识10a和分别与各非导通区3c2一一对应 的非导通区标识10b。并且，开关转轴3b穿过螺母盖2c的一端端面上凹陷形 成有一字槽3b1，该一字槽3b1的延伸方向与旋转指针3d的指向一致，一字 槽3b1的指向就是触头3d1的指向，与对位指示标识10配合，操作人员能够 非常直观地调节开关启动精度，同时一字槽3b1的结构也便于转动开关转轴 3b。
[0043]
请参见图3和图4，装置主体1包括可拆卸连接的第一密封壳体1’和第 二密封壳体1”，第一密封壳体1’和第二密封壳体1”合围形成安装空间，安 装孔1a由第二密封壳体1”，检测滚轮4、检测装置和信号传输装置等核心电 子元件均安装在安装空间中，以起到很好的防水防尘作用。
[0044]
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普 通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下， 可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。