一种螺栓预紧力检测装置及检测方法

本发明涉及一种螺栓预紧力检测装置，特别是涉及一种螺栓预紧力检测装置及检测方法，属于螺栓预紧力检测。

背景技术：

1、石化、电力、风电、大型钢结构等工业领域有大量的高强度螺栓预紧力检测需求，螺栓预紧力检测是保障生产安全，避免事故发生的重要手段。

2、常用的测量方法有扭矩法、角度测量法、应变法、拉力计法、超声波检测法等，其中电磁超声检测方法是近年来发展最快的方法。

3、需要检测的工业螺栓数量巨大，目前普遍采用人工方式逐个进行检测，费时费力。

4、现在发展出采用机械臂、机器人等等解决方案。但是现有机械臂、机器人等技术手段都是以被检测对象的结构本体作为支撑点，实现行走，逐个完成螺栓检测，装置结构较复杂，成本高；需要的操作空间较大，很多场景不适用。为此设计一种螺栓预紧力检测装置及检测方法来解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是为了提供一种螺栓预紧力检测装置及检测方法。

2、本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

3、一种螺栓预紧力检测装置，包括角度调节臂组，在角度调节臂组的两端皆铰接有铰链座；

4、铰链座与壳体之间设置有旋转机构，用于调节铰链座与壳体之间的旋转角度；

5、在壳体内部设置有螺栓夹紧机构以及用于螺栓检测的超声传感器。

6、优选的，角度调节臂组包括第一摆臂、第二摆臂和调距电机，第一摆臂与第二摆臂铰接，并通过调距电机调节第一摆臂和第二摆臂之间的角度，第一摆臂和第二摆臂的两端皆铰接有铰链座。

7、优选的，旋转机构包括旋转电机和减速齿轮，壳体内部安装有旋转电机，旋转电机的输出端安装有减速齿轮并通过减速齿轮安装有铰链座，在铰链座内侧设置有调节铰链座和角度调节臂组角度的摆臂电机。

8、优选的，夹紧机构包括卡爪夹紧电机、卡爪铰链、簧片、卡爪、螺母套、丝杆；

9、位于壳体内顶部安装有卡爪夹紧电机，在卡爪夹紧电机的输出端安装有丝杆，并在丝杆的外侧套设啮合有螺母套，螺母套的外侧安装有簧片，簧片的两端安装有卡爪，且卡爪的中上部铰接在壳体的底端部。

10、优选的，螺母套的底部筒内压紧弹簧安装有超声传感器。

11、一种螺栓预紧力检测方法，包括如下步骤：

12、步骤一：设定被检测螺栓数量、分布、间距及行走路径；

13、步骤二：驱动调距电机调整检测组件间距，使其与螺栓间距相同；确定旋转角度及摆臂角度；

14、步骤三：检测装置置于初始螺栓位置，电机驱动螺母套下移，卡爪夹紧，传感器下移并压紧于螺栓顶部平面；

15、步骤四：采用超声波传感器完成两个螺栓的预紧力检测；

16、步骤五：左侧组件卡爪松开，第二摆臂旋转，右侧铰链座旋转，第二摆臂旋转，使左侧组件移动到第三个被检测螺栓位置，卡爪夹紧，进行预紧力检测；

17、步骤六：螺栓检测完成是否判定；

18、步骤七：检测完成则进行两侧组件卡爪松开，取下检测装置，若未检测完成则右侧组件卡爪松开，第一摆臂旋转，左侧铰链座旋转，第一摆臂旋转，使右侧组件移动到第四个被检测螺栓位置，卡爪夹紧，进行预紧力检测；

19、步骤八：再次判定螺栓检测是否完成，完成则进行两侧组件卡爪松开，取下检测装置，没有完成则进行步骤五操作；

20、步骤九：完成后进行特征参数计算及螺栓预紧力风险评估，自动生成检测报告。

21、本发明的有益技术效果：

22、本发明提供的一种螺栓预紧力检测装置及检测方法，卡爪夹紧电机固定于检测组件壳体内，驱动丝杆旋转，通过螺母套带动不锈钢簧片上下移动，实现左、右卡爪的张开、夹紧，用于松开或者夹紧被检测螺栓；簧片分为上下两片，中间为弧形，可有效控制夹紧力大小，实现卡爪与被检测螺栓的弹性接触；卡爪为弧形，夹紧后弧面至少与螺栓头六边形的四个顶点接触，确保稳固；螺母套下移的同时，带动超声波传感器下移，依靠弹簧将超声波传感器压紧于被检测螺栓顶部平面，实现弹性接触，同时卡爪夹紧螺栓，实施螺栓预紧力检测。

23、通过对各电机的驱动控制，可以实现左右两个检测组件的夹紧、松开、调距、旋转、摆臂等等操作，可任意角度翻转；装置基于相邻螺栓作为支撑点，可实现绝大多数情况下的任意路径行走。

24、本发明的装置每次检测两个螺栓的预紧力，完成一次行走后，移动到相邻两个螺栓位置实施检测，检测效率显著提高；装置结构简单、小巧，需要的操作空间非常小，可以在狭窄空间内使用，适用于绝大多数场景。

技术特征：

1.一种螺栓预紧力检测装置，其特征在于：包括角度调节臂组，在角度调节臂组的两端皆铰接有铰链座(5)；

2.根据权利要求1所述的一种螺栓预紧力检测装置，其特征在于：角度调节臂组包括第一摆臂(8)、第二摆臂(10)和调距电机(9)，第一摆臂(8)与第二摆臂(10)铰接，并通过调距电机(9)调节第一摆臂(8)和第二摆臂(10)之间的角度，第一摆臂(8)和第二摆臂(10)的两端皆铰接有铰链座(5)。

3.根据权利要求2所述的一种螺栓预紧力检测装置，其特征在于：旋转机构包括旋转电机(2)和减速齿轮(3)，壳体(1)内部安装有旋转电机(2)，旋转电机(2)的输出端安装有减速齿轮(3)并通过减速齿轮(3)安装有铰链座(5)，在铰链座(5)内侧设置有调节铰链座(5)和角度调节臂组角度的摆臂电机(4)。

4.根据权利要求3所述的一种螺栓预紧力检测装置，其特征在于：夹紧机构包括卡爪夹紧电机(6)、卡爪铰链(11)、簧片(18)、卡爪(12)、螺母套(17)、丝杆(16)；

5.根据权利要求4所述的一种螺栓预紧力检测装置，其特征在于：螺母套(17)的底部筒内压紧弹簧(14)安装有超声传感器(15)。

6.一种螺栓预紧力检测方法，基于权利要求1-5任意一项所述的一种螺栓预紧力检测装置，其特征在于：包括如下步骤：

技术总结本发明公开了一种螺栓预紧力检测装置及检测方法，属于螺栓预紧力检测技术领域。卡爪夹紧电机驱动丝杆旋转，通过螺母套带动不锈钢簧片上下移动，松开或者夹紧被检测螺栓，并且有效控制夹紧力大小。螺母套下移的同时，带动超声波传感器下移，依靠弹簧将超声波传感器压紧在被检测螺栓顶部平面，实现弹性接触，同时卡爪夹紧螺栓，实施螺栓预紧力检测。本发明基于相邻螺栓作为支撑点，可实现大多数情况下的任意路径行走，装置结构简单、小巧，需要的操作空间非常小，适用于绝大多数应用场景。本发明建立了螺栓预紧力风险评估指标，可根据检测结果评估被检测对象整套螺栓预紧力的偏离、波动、偏载以及过载、松动等隐患。技术研发人员：郑文,方晓烽受保护的技术使用者：广州大学技术研发日：技术公布日：2025/1/6