[發(fā)明專利]緊固件數(shù)據(jù)的無線采集

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080061935.0
• 申請日: 2010-11-16
• 公開（公告）號: CN102714766A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: B·J·蒂洛森;B·J·米切爾;P·E·赫利;B·K·卡爾森;K·Y·尤恩格;T·E·羅絲;S·C·維尼瑪;K·A·秦;J·T·法里克;D·A·亨德里克斯;R·R·勞克斯;C·B·斯皮內(nèi)利;D·B·布萊克威爾
• 申請（專利權(quán)）人: 波音公司
• 主分類號: H04Q9/00
• 分類號: H04Q9/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

技術(shù)領(lǐng)域

本公開主要涉及結(jié)構(gòu)緊固件，尤其是涉及來自緊固件的數(shù)據(jù)例如緊固件應(yīng)力的遠程無線采集。

背景技術(shù)

定期檢查用于夾緊結(jié)構(gòu)接頭（joints）的緊固件狀態(tài)有時候是必要的。例如，在車輛例如飛行器的情況下，由某些任務(wù)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)接頭和組裝件中的緊固件應(yīng)用的夾緊力必須保持在規(guī)定限額的情況下。由于某些結(jié)構(gòu)隨著時間的推移變松弛的趨勢，以及緊固件的物理變化，例如工作硬化（work?hardening）和蠕變，所有這些會導(dǎo)致緊固件的預(yù)加載變化和緊固件的應(yīng)力變化，緊固件夾緊力的定期監(jiān)控會是必要的。在發(fā)現(xiàn)緊固件預(yù)加載超出規(guī)定限額時，重新擰緊（re-torque）緊固件或替換緊固件會是必要的。過去，由會物理檢查并記錄緊固件狀態(tài)，包括緊固件預(yù)加載水平的維修技師完成這樣的緊固件監(jiān)控。這樣的手工過程是耗時和耗勞力的，而且有時候在緊固件位于不易存取的區(qū)域時難以完成。

最近，已經(jīng)發(fā)明了一種緊固件，其包含測量緊固件上的應(yīng)力和預(yù)加載的傳感器。不過，為了讀取測量的預(yù)加載并且使其和正讀取的特定緊固件關(guān)聯(lián)，技師必須用讀取預(yù)加載的讀取器物理接觸該緊固件，而且必須物理接觸唯一鑒定該緊固件的條形碼。采集緊固件數(shù)據(jù)的這樣方法也是耗時的和耗勞力的，而且在緊固件存取受限時是難以完成的。在某些情況下，在緊固件位于密封區(qū)域內(nèi)或尤其是小隔間內(nèi)時，例如飛行器尾部，可能無法物理接觸緊固件，這樣就阻止了緊固件預(yù)加載的測量。

因此，就有需要用于緊固件數(shù)據(jù)例如緊固件上的預(yù)加載或應(yīng)力的遠程采集的非接觸方法和設(shè)備。還需要可以適于監(jiān)控現(xiàn)存類型緊固件，甚至是難以或不可能物理存取緊固件的地方監(jiān)控現(xiàn)存類型緊固件的方法和設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)公開的實施例，提供了用于遠程監(jiān)控緊固件狀態(tài)，包括測量和無線采集指示緊固件狀態(tài)的一個或多于一個參數(shù)的非接觸方法和設(shè)備。該方法基于幾種無線技術(shù)中的任意一個來使用無線通信，且其可以用于在緊固件位于難以物理存取的結(jié)構(gòu)區(qū)域內(nèi)時采集數(shù)據(jù)。該方法允許緊固件ID可靠地與相應(yīng)的應(yīng)力值相關(guān)聯(lián)。該設(shè)備使用可以輕易改裝到現(xiàn)存類型緊固件的無線通信器件（device）。由公開的實施例提供的緊固件數(shù)據(jù)的遠程無線采集可以通過減少或消除要求技師接觸勞動的手工檢驗的需要而降低勞力成本，而且允許緊固件狀態(tài)的更頻繁檢查。

根據(jù)一個公開的實施例，提供了用于從多個緊固件中采集數(shù)據(jù)的設(shè)備，其中每個包括用于測量緊固件上應(yīng)力的傳感器。該設(shè)備包括適于附著于緊固件中的每個以用于無線發(fā)射與測量的應(yīng)力相關(guān)的數(shù)據(jù)的器件以及用于無線讀取由該器件發(fā)射的數(shù)據(jù)的讀取器。該器件可以包括可附著于緊固件的帽，以及天線和用于發(fā)射數(shù)據(jù)到讀取器的帽中的無線發(fā)射器。讀取器可以包括用于將信號無線發(fā)射到器件中每個的發(fā)射器。器件中的每個可以進一步包括用于從讀取器接收信號的在帽中的無線接收器以及用于將信號轉(zhuǎn)換為能量并存儲能量的裝置。該器件可以包括用于將存儲的能量轉(zhuǎn)換為用于激活傳感器的脈沖的在帽中的裝置。接收器可以包括紅外信號接收器、射頻信號接收器和聲信號接收器中的一個。

根據(jù)另一個實施例，提供了用于從多個緊固件采集數(shù)據(jù)的設(shè)備，其中每個包括用于測量緊固件上應(yīng)力的傳感器。該設(shè)備包括用于沿著相對窄路徑無線發(fā)射第一信號到緊固件的讀取器以及用于接收第一信號的在緊固件上的裝置（means）。該設(shè)備進一步包括在緊固件上用于無線發(fā)射包括與由傳感器測量的應(yīng)力相關(guān)的數(shù)據(jù)的第二信號到讀取器的裝置。讀取器可以包括用于將第一信號形成為相對窄光束的發(fā)射天線，在緊固件上的接收裝置可以包括用于沿著窄路徑接收第一信號的定向天線。

根據(jù)另一個公開的實施例，提供了從多個緊固件采集數(shù)據(jù)的方法。該方法包括從讀取器沿著窄路徑無線發(fā)射第一信號到緊固件，以及在緊固件接收第一信號。該方法還包括在緊固件感測至少一個參數(shù)，以及從緊固件無線發(fā)射與該參數(shù)有關(guān)的第二信號到讀取器。第一信號從讀取器的無線發(fā)射可以利用定向天線或能量束完成。能量束可以包括射頻電能、光能和聲能。

根據(jù)進一步實施例，提供了用于從多個緊固件采集數(shù)據(jù)的設(shè)備，其中每個包括用于測量緊固件上應(yīng)力的傳感器。該設(shè)備包括適于附著于緊固件中的每個的用于感測緊固件溫度且用于無線發(fā)射與測量應(yīng)力和感測溫度有關(guān)的數(shù)據(jù)的器件。該設(shè)備還包括用于讀取由器件發(fā)射的數(shù)據(jù)的讀取器。該器件可以包括可附著于緊固件的帽、在帽中的溫度傳感器以及在帽中用于發(fā)射數(shù)據(jù)到讀取器的無線發(fā)射器。