專利名稱：一種螺栓的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種螺栓技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)械領(lǐng)域，特別涉及一種螺栓。
背景技術(shù)：
[0002]螺栓是固定風(fēng)機(jī)機(jī)座、高架鐵塔等很多大型設(shè)備的必備器件。由于各種原因，可能導(dǎo)致螺栓發(fā)生松動，從而使得大型設(shè)備發(fā)生嚴(yán)重事故，因此，及時發(fā)現(xiàn)松動的螺栓，對于大型設(shè)備維護(hù)有著非常重要的意義。[0003]但是，現(xiàn)有技術(shù)中還沒有一種有效的監(jiān)控螺栓松緊程度的方式，從而降低了螺栓所在設(shè)備的安全性。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種螺栓，能夠提高螺栓所在設(shè)備的安全性。[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:[0006]一種螺栓，所述螺栓內(nèi)部設(shè)置有無線傳感器，且所述螺栓內(nèi)部的彈性體上粘貼有應(yīng)變片；[0007]所述無線傳感器中包括:應(yīng)變測量單元、數(shù)據(jù)處理單元以及無線通信單元；[0008]所述應(yīng)變測量單元與所述數(shù)據(jù)處理單元以及所述應(yīng)變片相連，所述數(shù)據(jù)處理單元與所述應(yīng)變測量單元以及所述無線通信單元相連；[0009]所述應(yīng)變測量單元實(shí)時獲取所述應(yīng)變片的應(yīng)變值；所述數(shù)據(jù)處理單元采集所述應(yīng)變測量單元輸出的應(yīng)變值，將采集到的應(yīng)變值轉(zhuǎn)換為拉力值，并將所述拉力值發(fā)送給所述無線通信單元；所述無線通信單元將接收到的拉力值通過無線方式發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)；[0010]所述無線通信單元接收所述遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)發(fā)送來的操作指令，發(fā)送給所述數(shù)據(jù)處理單元；所述數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)接收到的操作指令進(jìn)行采集操作。[0011]可見，采用本實(shí)用新型所述方案，可通過遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)對螺栓的拉力值進(jìn)行監(jiān)測，而拉力值能夠反映螺栓的松緊程度，因此，也就相當(dāng)于可通過遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)對螺栓的松緊程度進(jìn)行監(jiān)測，從而能夠及時發(fā)現(xiàn)松動的螺栓，進(jìn)而提高了螺栓所在設(shè)備的安全性。


[0012]圖1為本實(shí)用新型螺栓的組成結(jié)構(gòu)示意圖。[0013]圖2為本實(shí)用新型無線傳感器的組成結(jié)構(gòu)示意圖。[0014]圖3為本實(shí)用新型應(yīng)變橋路的原理不意圖。
具體實(shí)施方式
[0015]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型中提出一種螺栓，其內(nèi)部設(shè)置有無線傳感器,且其內(nèi)部的彈性體上粘貼有應(yīng)變片。[0016]圖1為本實(shí)用新型螺栓的組成結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，其中的I表示螺栓，2表示密封蓋，用來密封安裝在螺栓內(nèi)部的無線傳感器3，可以打開密封蓋2以便對無線傳感器3進(jìn)行更換電池等操作；4表示導(dǎo)線，用于連接無線傳感器3和應(yīng)變片5 ;6表示螺帽，在實(shí)際應(yīng)用中，螺帽6可能存在，也可能不存在，因為有的螺栓可能需要螺帽，而有的不需要。圖2為本實(shí)用新型無線傳感器的組成結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，包括:應(yīng)變測量單元、數(shù)據(jù)處理單元以及無線通信單元。應(yīng)變測量單元與數(shù)據(jù)處理單元以及應(yīng)變片相連，數(shù)據(jù)處理單元與應(yīng)變測量單元以及無線通信單元相連；應(yīng)變測量單元實(shí)時獲取應(yīng)變片的應(yīng)變值；數(shù)據(jù)處理單元采集應(yīng)變測量單元輸出的應(yīng)變值，將采集到的應(yīng)變值轉(zhuǎn)換為拉力值，并將拉力值發(fā)送給無線通信單元；無線通信單元將接收到的拉力值通過無線方式發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)；無線通信單元接收遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)發(fā)送來的操作指令，發(fā)送給數(shù)據(jù)處理單元；數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)接收自無線通信單元的操作指令進(jìn)行采集操作。其中，應(yīng)變測量單元中可包括:橋路電阻，橋路電阻與應(yīng)變片相連，橋路電阻與應(yīng)變片共同組成應(yīng)變橋路。圖3為本實(shí)用新型應(yīng)變橋路的原理示意圖。圖3所示為一種惠斯通電橋，可根據(jù)應(yīng)變片的電阻值變化情況輸出相應(yīng)的電壓信號，將輸出的電壓信號作為應(yīng)變片的應(yīng)變值；圖3中所示的虛線框內(nèi)的元件屬于應(yīng)變測量單元，虛線框外的元件屬于應(yīng)變片；當(dāng)螺栓的松緊程度發(fā)生變化時，將會導(dǎo)致應(yīng)變片中的電阻值發(fā)生變化(應(yīng)變片發(fā)生應(yīng)變)，從而使得惠斯通電橋發(fā)生不平衡，進(jìn)而使得惠斯通電橋輸出與應(yīng)變呈線性關(guān)系的電壓信號，該電壓信號是指圖3中所示的虛線框內(nèi)的Sx+和Sx-兩端之間的電壓差；圖3中所示的橋電壓、橋路電阻以及線電阻等的具體取值均可根據(jù)實(shí)際需要而定。數(shù)據(jù)處理單元可對應(yīng)變測量單元輸出的應(yīng)變值進(jìn)行預(yù)處理，并對預(yù)處理后的應(yīng)變值進(jìn)行采集。所述預(yù)處理可包括:放大、濾波和模/數(shù)轉(zhuǎn)換等。其中，放大處理用于對應(yīng)變測量單元輸出的應(yīng)變值進(jìn)行放大，濾波處理用于濾除應(yīng)變值中的噪聲和干擾等，模/數(shù)轉(zhuǎn)換用于實(shí)現(xiàn)模擬信號到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)處理單元將采集到的應(yīng)變值轉(zhuǎn)換為拉力值，如果轉(zhuǎn)換為現(xiàn)有技術(shù)，并將得到的拉力值發(fā)送給無線通信單元。另外，數(shù)據(jù)處理單元在將得到的拉力值發(fā)送給無線通信單元的同時，還可將自身預(yù)先保存的螺栓的標(biāo)識以及螺栓所在設(shè)備的標(biāo)識發(fā)送給無線通信單元，以便后續(xù)遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)知道接收到的拉力值對應(yīng)于哪一個螺栓(通常，一個遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)會對應(yīng)多個螺栓)。無線通過單元接收到數(shù)據(jù)處理單元發(fā)送來的拉力值，或拉力值以及螺栓的標(biāo)識和螺栓所在設(shè)備的標(biāo)識后，以無線方式將接收到的內(nèi)容發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)。另外，無線通信單元還可以無線方式接收遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)發(fā)送來的操作指令，將其發(fā)送給數(shù)據(jù)處理單元；相應(yīng)地，數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)接收到的操作指令進(jìn)行采集操作，如開始采集、結(jié)束采集、設(shè)置采樣率等。無線通信單元可采用802.154無線通信協(xié)議，支持點(diǎn)對點(diǎn)、星型、線型、樹型等多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并且，為滿足通信距離需求，無線通信單元中可包括:發(fā)射天線和功率放大器(為簡化附圖，未圖示)，其中，發(fā)射天線用于進(jìn)行信號的接收與發(fā)送，功率放大器用于對接收與發(fā)送的信號進(jìn)行功率放大。功率放大器又可具備包括:發(fā)送通道上的射頻功率放大器HFA3925和接收通道上的低噪聲放大器HFA3424，射頻功率放大器HFA3925可實(shí)現(xiàn)2.4GHz發(fā)射信號功率放大功能,放大增益最大可達(dá)28dB，輸出功率最大可達(dá)250mW，低噪聲放大器HFA3424可實(shí)現(xiàn)2.4GHz接收信號低噪聲放大功能,放大增益最大可達(dá)14dB。[0028]圖2所示無線傳感器中還可進(jìn)一步包括:電池和電源管理單元，為簡化附圖，未對電池進(jìn)行圖示。[0029]電池為無線傳感器中的各組成部分進(jìn)行供電；電源管理單元與無線傳感器中的各組成部分均相連，對電池進(jìn)行充放電管理，并對無線傳感器中的各組成部分的供電進(jìn)行獨(dú)立管理，當(dāng)任一組成部分空閑時，可控制其進(jìn)入休眠狀態(tài)或關(guān)閉對其的供電，從而降低無線傳感器的總功耗。數(shù)據(jù)處理單元還可對電池的電壓、電流和溫度等情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，以防止電源過充和欠電等現(xiàn)象的發(fā)生，并可將監(jiān)控結(jié)果通過無線通信單元及時上報給遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)。[0030]在實(shí)際應(yīng)用中，圖2所示無線通信單元和數(shù)據(jù)處理單元可通過系統(tǒng)芯片CC2430來實(shí)現(xiàn)，即將兩個單元的功能集成在一起實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)芯片CC2430具有較高的性能并能滿足以蜂窩(Zigbee)技術(shù)為基礎(chǔ)的2.4GHz工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療(ISM, Industry ScienceMedical)波段應(yīng)用對低成本和低功耗的要求，其結(jié)合了一個高性能2.4GHz直接序列擴(kuò)頻(DSSS，Direct Sequence Spread Spectrum)射頻收發(fā)器核心以及一個工業(yè)級小巧高效的8051控制器。[0031]總之，采用本實(shí)用新型所述方案，可通過遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)對螺栓的松緊程度進(jìn)行監(jiān)測，從而能夠及時發(fā)現(xiàn)松動的螺栓，進(jìn)而提高了螺栓所在設(shè)備的安全性。[0032]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種螺栓，其特征在于，所述螺栓內(nèi)部設(shè)置有無線傳感器，且所述螺栓內(nèi)部的彈性體上粘貼有應(yīng)變片； 所述無線傳感器中包括:應(yīng)變測量單元、數(shù)據(jù)處理單元以及無線通信單元； 所述應(yīng)變測量單元與所述數(shù)據(jù)處理單元以及所述應(yīng)變片相連，所述數(shù)據(jù)處理單元與所述應(yīng)變測量單元以及所述無線通信單元相連； 所述應(yīng)變測量單元實(shí)時獲取所述應(yīng)變片的應(yīng)變值；所述數(shù)據(jù)處理單元采集所述應(yīng)變測量單元輸出的應(yīng)變值，將采集到的應(yīng)變值轉(zhuǎn)換為拉力值，并將所述拉力值發(fā)送給所述無線通信單元；所述無線通信單元將接收到的拉力值通過無線方式發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)； 所述無線通信單元接收所述遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)發(fā)送來的操作指令，發(fā)送給所述數(shù)據(jù)處理單元；所述數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)接收到的操作指令進(jìn)行采集操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺栓，其特征在于， 所述應(yīng)變測量單元中包括:橋路電阻，所述橋路電阻與所述應(yīng)變片相連； 所述橋路電阻與所述應(yīng)變片組成惠斯通電橋，所述惠斯通電橋根據(jù)所述應(yīng)變片的電阻值變化情況輸出相應(yīng)的電壓信號，將電壓信號作為所述應(yīng)變片的應(yīng)變值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺栓，其特征在于， 所述數(shù)據(jù)處理單元對所述應(yīng)變測量單元輸出的應(yīng)變值進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括:放大、濾波和模/數(shù)轉(zhuǎn)換，并對預(yù)處理后的應(yīng)變值進(jìn)行采集。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺栓，其特征在于， 所述數(shù)據(jù)處理單元在將所述拉力值發(fā)送給所述無線通信單元的同時，將所述螺栓的標(biāo)識以及所述螺栓所在設(shè)備的標(biāo)識發(fā)送給所述無線通信單元； 所述無線通信單元在將所述拉力值發(fā)送給所述遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)的同時，將所述螺栓的標(biāo)識以及所述螺栓所在設(shè)備的標(biāo)識發(fā)送給所述遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺栓，其特征在于，所述無線通信單元中包括:發(fā)射天線和功率放大器； 所述發(fā)射天線進(jìn)行信號的接收與發(fā)送；所述功率放大器對接收與發(fā)送的信號進(jìn)行功率放大。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項所述的螺栓，其特征在于，所述無線傳感器中進(jìn)一步包括:電池和電源管理單元； 所述電池為所述無線傳感器中的各組成部分進(jìn)行供電； 所述電源管理單元與所述無線傳感器中的各組成部分均相連，對所述電池進(jìn)行充放電管理，并對所述無線傳感器中的各組成部分的供電進(jìn)行獨(dú)立管理，當(dāng)任一組成部分空閑時，控制其進(jìn)入休眠狀態(tài)或關(guān)閉對其的供電。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項所述的螺栓，其特征在于，所述無線通信單元和所述數(shù)據(jù)處理單元通過系統(tǒng)芯片CC2430來實(shí)現(xiàn)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種螺栓，其內(nèi)部設(shè)置有無線傳感器，且其內(nèi)部的彈性體上粘貼有應(yīng)變片；無線傳感器中包括應(yīng)變測量單元、數(shù)據(jù)處理單元以及無線通信單元；應(yīng)變測量單元實(shí)時獲取應(yīng)變片的應(yīng)變值；數(shù)據(jù)處理單元采集應(yīng)變測量單元輸出的應(yīng)變值，將采集到的應(yīng)變值轉(zhuǎn)換為拉力值，并將拉力值發(fā)送給無線通信單元；無線通信單元將接收到的拉力值通過無線方式發(fā)送給遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)；無線通信單元接收遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)發(fā)送來的操作指令，發(fā)送給數(shù)據(jù)處理單元；數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)接收到的操作指令進(jìn)行采集操作。應(yīng)用本實(shí)用新型所述方案，能夠提高螺栓所在設(shè)備的安全性。
文檔編號G01L1/22GK202991775SQ20122068453
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者陳得民, 沈唯真 申請人:北京必創(chuàng)科技有限公司