[发明专利]测量螺栓的轴向力的装置和方法

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

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