一种紧固件传感器导电层制备工装及制备方法与流程

1.本发明属于智能紧固件领域，尤其是涉及一种紧固件传感器导电层制备工装及制备方法。


背景技术：

2.紧固件是做紧固连接用且应用极为广泛的一类机械零件，在各类机械、设备、车辆、船舶、铁路、桥梁、建筑、结构、工具、仪器、仪表等上可以看到各式各样的紧固件。紧固件的目的是紧固，一旦因为振动、冲击等因素致使紧固件松动、脱落，则可能导致设备、机械等失去其功能性、解体，甚至危及人身安全。当前机械设备的事故有80％以上是由于紧固件的松动预紧力不足而造成的。
3.为避免因紧固件松脱导致的各类问题，衍生了智能紧固件，可以通过监测系统对其预紧力进行实时检测，以便及时进行维护。其中pmts智能紧固件优势明显，主要是通过紧固件长度变化来预测预紧力的变化，该类型智能紧固件传感器是由三层组成，包括压电层、绝缘层以及导电层。在传感器制备过程中，压电层与绝缘层是覆盖整个测量面，无须分割，制备相对较简单，而导电层则需分为2个独立的环形区域，且有一个区域位于紧固件的实体范围内，传统做法是通过将类似胶带的环形粘贴物粘贴在绝缘层上，然后在整个面进行导电层制备，这样遮蔽的区域依旧是绝缘区域，从而形成2个导电区域，结构如图1所示。这种方法需要精细的人工操作，即使使用成型的胶带粘贴物也会因粘贴物属于柔软材质而极易出现变形，进而导致导电层位置不好，影响测量精度。同时这种遮蔽也是一次性使用的。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明旨在提出一种紧固件传感器导电层制备工装及制备方法，以降低工作难度，减少人工操作对导电层质量的影响，提高生产精度，同时可实现工装的重复利用。
5.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
6.一种紧固件传感器导电层制备工装，包括定位部及至少两个遮挡部，所述定位部用于与紧固件相连，定位部与其中一个遮挡部相连，相邻两个遮挡部之间或其中一个遮挡部中部设有成型槽，且相邻两个遮挡部之间设有连接桥。
7.定位部的形状与紧固件的结构相适应，例如当紧固件为空心类紧固件时，定位部可以为连接柱，连接柱的形状与空心类紧固件内的腔体相对应，定位部插入腔体内使制备工装与紧固件定位连接，也可以为连接套，连接套的形状与空心类紧固件的外轮廓相对应，定位部套设在紧固件上使制备工装与紧固件定位连接，当紧固件为非空心类紧固件时，定位部可以为连接套，连接套的形状与非空心类紧固件的外轮廓相对应，定位部套设在紧固件上使制备工装与紧固件定位连接；遮挡部可以为圆形，也可以为圆环形，多个遮挡部的圆心重合。
8.进一步地，所述定位部上设有定位槽或螺纹中的至少一种；当紧固件为空心类紧
固件，定位部为连接柱时，连接柱插入紧固件的腔体内，连接柱上设有外螺纹或内螺纹，并螺纹连接有螺母或螺栓，螺母或螺栓与紧固件远离遮挡部的一端抵接，使定位部与紧固件上的传感器安装面紧密抵接；当紧固件为非空心类紧固件，定位部为连接套时，连接套内设有定位槽，通过定位槽与紧固件的外轮廓相对应配合，或者定位槽与紧固件上设有对应的螺纹，使定位部与紧固件相连。
9.进一步地，定位部与遮挡部的连接处设有让位槽，例如让位槽可以为方形槽或弧形槽，确保定位部与紧固件相连时，遮挡部能够与紧固件的传感器安装面紧密贴合，不产生缝隙，提高制备精度。
10.进一步地，所述连接桥与遮挡部的连接处设有圆角。
11.进一步地，遮挡部的厚度h不宜过大，以不大于成型槽的宽度为宜。
12.进一步地，所述定位部前端设有倒角，便于顺利与紧固件相连。
13.进一步地，所述紧固件为空心紧固件或实心紧固件，对于不同类型的紧固件或不同的传感器安装面，可以选择不同结构的制备工装。
14.一种紧固件传感器导电层制备方法，应用了如上任一所述的制备工装，包括以下步骤：
15.将定位部与紧固件相连，全部遮挡部与紧固件的传感器安装面紧密接触，之后在紧固件的传感器安装面上制备导电层。
16.进一步地，还包括以下步骤：
17.通过定位部上的螺纹连接夹紧件，所述夹紧件与紧固件远离遮挡部的一端抵接。
18.相对于现有技术，本发明所述的紧固件传感器导电层制备工装及制备方法具有以下优势：
19.本发明所述的紧固件传感器导电层制备工装的定位部与紧固件定位连接，多个遮挡部覆盖部分绝缘层，相较于人工粘贴提高了定位精度，导电层原料只能在遮挡部之间的成型槽中形成导电层，避免了人为因素对导电层质量的影响，且制备完成后可以将制备工装拆除，实现重复利用，降低成本。
附图说明
20.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
21.图1为本发明实施例所述的紧固件传感器的结构示意图；
22.图2为本发明实施例1所述的紧固件传感器导电层制备工装的剖视结构示意图；
23.图3为本发明实施例1所述的紧固件传感器导电层制备工装的俯视结构示意图；
24.图4为本发明实施例2所述的紧固件传感器导电层制备工装的剖视结构示意图；
25.图5为本发明实施例3所述的紧固件传感器导电层制备工装的俯视结构示意图；
26.图6为本发明实施例4所述的紧固件传感器导电层制备工装的俯视结构示意图。
27.附图标记说明：
28.1、定位部；2、第一遮挡部；3、第二遮挡部；4、第三遮挡部；5、成型槽；6、连接桥；7、定位槽；8、外螺纹；9、内螺纹；10、让位槽；11、倒角。
具体实施方式
29.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
31.实施例1
32.如图2-3所示，本实施例的紧固件传感器导电层制备工装包括定位部1、第一遮挡部2及第二遮挡部3，其中定位部1呈柱状，定位部1前端设有倒角11，中部设有螺纹孔，螺纹孔内设有内螺纹9，定位部1与第一遮挡部2的连接处设有让位槽10，让位槽10为方形槽，第一遮挡部2呈圆形，第二遮挡部3呈圆环形，第一遮挡部2与第二遮挡部3之间设有成型槽5，同时第一遮挡部2与第二遮挡部3之间连接有两个连接桥6。
33.以空心螺栓为例，本实施例的紧固件传感器导电层制备方法如下：
34.将柱状的定位部1插入空心螺栓的空腔内，空心螺栓另一端插入螺杆，螺杆与螺纹孔螺纹连接，直至第一遮挡部2、第二遮挡部3与空心螺栓的传感器安装面抵接，螺杆的端部与空心螺栓远离第一遮挡部2及第二遮挡部3的一端抵接；
35.向空心螺栓的传感器安装面溅射形成导电层，之后将螺杆与定位部1分离，定位部1从空心螺栓的空腔内取出，完成导电层的制备。
36.实施例2
37.如图4所示，本实施例的紧固件传感器导电层制备工装包括定位部1、第一遮挡部2及第二遮挡部3，其中定位部1呈柱状，定位部1前端设有倒角11，定位部1上设有外螺纹8，定位部1与第一遮挡部2的连接处设有让位槽10，让位槽10为方形槽，第一遮挡部2呈圆形，第二遮挡部3呈圆环形，第一遮挡部2与第二遮挡部3之间设有成型槽5，同时第一遮挡部2与第二遮挡部3之间连接有两个连接桥6。
38.以空心螺栓为例，本实施例的紧固件传感器导电层制备方法如下：
39.将柱状的定位部1的前端插入空心螺栓的空腔内，并从空心螺栓的另一端伸出，定位部1通过外螺纹8与螺母螺纹连接，直至第一遮挡部2、第二遮挡部3与空心螺栓的传感器安装面抵接，螺母与空心螺栓远离第一遮挡部2及第二遮挡部3的一端抵接；
40.向空心螺栓的传感器安装面溅射形成导电层，之后将螺母与定位部1分离，定位部1从空心螺栓的空腔内取出，完成导电层的制备。
41.实施例3
42.如图5所示，本实施例的紧固件传感器导电层制备工装包括定位部1、第一遮挡部2、第二遮挡部3及第三遮挡部4，其中定位部1上设有定位槽7，定位槽7的投影为与紧固件外轮廓相对应的正六边形，定位部1前端设有倒角11，定位部1设有让位槽10，让位槽10为半圆形槽，第一遮挡部2呈圆形，第二遮挡部3及第三遮挡部4呈圆环形，第一遮挡部2与第二遮挡部3之间及第二遮挡部3与第三遮挡部4之间设有成型槽5，同时第一遮挡部2与第二遮挡部3之间及第二遮挡部3与第三遮挡部4之间连接有两个连接桥6。
43.以空心螺栓为例，本实施例的紧固件传感器导电层制备方法如下：
44.将定位部1的定位槽7对准螺栓的端部，定位槽7套在螺栓的端部上，直至第一遮挡部2、第二遮挡部3及第三遮挡部4与空心螺栓的传感器安装面抵接；
45.向空心螺栓的传感器安装面溅射形成导电层，之后将定位部1从螺栓的端部取下，
完成导电层的制备。
46.实施例4
47.如图6所示，本实施例的紧固件传感器导电层制备工装包括定位部1、第一遮挡部2及第二遮挡部3，其中定位部1上设有定位槽7，定位槽7的投影为与紧固件外轮廓相对应的正六边形，定位部1前端设有倒角11，定位部1设有让位槽10，让位槽10为半圆形槽，第一遮挡部2及第二遮挡部3均呈圆环形，第一遮挡部2中部及第一遮挡部2与第二遮挡部3之间设有成型槽5，同时第一遮挡部2与第二遮挡部3之间连接有两个连接桥6。
48.以非空心螺栓为例，本实施例的紧固件传感器导电层制备方法如下：
49.将定位部1的定位槽7对准螺栓的端部，定位槽7套在螺栓的端部上，直至第一遮挡部2及第二遮挡部3与螺栓的传感器安装面抵接；
50.向螺栓的传感器安装面溅射形成导电层，之后将定位部1从螺栓的端部取下，完成导电层的制备。
51.实施例5
52.本实施例的紧固件传感器导电层制备工装包括定位部1、第一遮挡部2及第二遮挡部3，其中定位部1上设有定位槽7，定位槽7的投影为与紧固件螺杆相对应的圆形，定位槽7内设有与紧固件螺杆对应的内螺纹，定位部1前端设有倒角11，定位部1设有让位槽10，让位槽10为半圆形槽，第一遮挡部2及第二遮挡部3均呈圆环形，第一遮挡部2中部及第一遮挡部2与第二遮挡部3之间设有成型槽5，同时第一遮挡部2与第二遮挡部3之间连接有两个连接桥6。
53.以非空心螺栓为例，本实施例的紧固件传感器导电层制备方法如下：
54.将定位部1的定位槽7对准螺栓的端部，定位槽7通过内螺纹与螺栓的螺杆螺纹连接，直至第一遮挡部2及第二遮挡部3与螺栓的传感器安装面抵接；
55.向螺栓的传感器安装面溅射形成导电层，之后将定位部1从螺栓的螺杆上取下，完成导电层的制备。