1.本实用新型涉及医疗技术领域，具体为一种能够监测剪力大小和方向的智能螺栓传感器。
背景技术：
2.螺栓连接结构具有结构简单、拆卸方便和成本低廉等一系列优点，广泛应用于各类机械结构中。在实际工程中，飞机和汽车上某些部位的螺栓为承受剪力的。在产品设计时，螺栓选型通常以理论计算或仿真方式，导致实际使用时一些螺栓发生弯曲变形或被剪断。并且同一构件存在多颗螺栓时，理论计算认为每颗螺栓受力大小相等，方向相同，但由于构件加工精度和装配的影响，实际使用中不同螺栓受力大小和方向不尽相同。因此对某些关键部位螺栓进行载荷监测具有重大意义。但目前关于螺栓载荷监测的技术主要是针对轴向载荷，对剪切载荷的大小和方向监测技术很少。
技术实现要素：
3.针对现有技术的不足，公开了一种能够监测剪力大小和方向的智能螺栓传感器，包括：螺栓本体、固定座及光纤光栅传感器；
4.所述螺栓本体上沿轴向方向上开设有三个固定孔，三个所述固定孔以所述螺栓本体轴心为中心呈等边三角形分布，所述螺栓本体上开设有安装孔，所述固定座通过所述安装孔与所述螺栓本体相连接，所述固定座上与所述固定孔相匹配处开设有连接孔，所述光纤光栅传感器通过所述连接孔设置于所述固定孔内。
5.优选的，相邻所述固定孔圆心与所述螺栓本体轴线线夹角为120
°
。
6.优选的，所述光纤光栅传感器与所述固定孔侧壁面之间设置有黏贴层，用于对所述光纤光栅进行固定。
7.优选的，所述黏贴层为环氧树脂胶粘剂。
8.优选的，还包括：标定工装上及标定工装下；
9.所述标定工装上与所述标定工装下之间通过所述螺栓本体进行连接。
10.优选的，所述标定工装上且位于所述螺栓本体周向外侧设置有若干标注线，所述标注线之间的夹角为30
°
。
11.本实用新型具有以下有益效果：本装置采用光纤光栅传感器，利用光纤传感器监测螺栓剪切面的应变，通过标定试验确定螺栓受剪切力大小和方向，对螺栓在实际使用中所受剪切力大小和方向进行准确监测。
附图说明
12.图1为本实用新型能够监测剪力大小和方向的智能螺栓传感器的主视剖视结构示意图；
13.图2为本实用新型能够监测剪力大小和方向的智能螺栓传感器的侧视结构示意
图；
14.图3为本实用新型能够监测剪力大小和方向的安装后的结构示意图。
15.附图标识：
16.1、螺栓本体；2、固定座；3、光纤光栅传感器；4、黏贴层；5、标定工装上；6、标定工装下；7、标注线。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.根据附图1-3所示本实用新型具体实施例提供一种能够监测剪力大小和方向的智能螺栓传感器，包括：螺栓本体1、固定座2及光纤光栅传感器3；
19.所述螺栓本体1上沿轴向方向上开设有三个固定孔，三个所述固定孔以所述螺栓本体1轴心为中心呈等边三角形分布，所述螺栓本体1上开设有安装孔，所述固定座2通过所述安装孔与所述螺栓本体1相连接，所述固定座2上与所述固定孔相匹配处开设有连接孔，所述光纤光栅传感器3通过所述连接孔设置于所述固定孔内。
20.作为优选方案，更进一步的，相邻所述固定孔圆心与所述螺栓本体1轴线线夹角为120
°
。
21.作为优选方案，更进一步的，所述光纤光栅传感器3与所述固定孔侧壁面之间设置有黏贴层4，用于对所述光纤光栅进行固定。
22.作为优选方案，更进一步的，所述黏贴层4为环氧树脂胶粘剂。
23.作为优选方案，更进一步的，还包括：标定工装上5及标定工装下6；
24.所述标定工装上5与所述标定工装下6之间通过所述螺栓本体1进行连接。
25.作为优选方案，更进一步的，所述标定工装上5且位于所述螺栓本体1周向外侧设置有若干标注线7，所述标注线7之间的夹角为30
°
。
26.由以上技术方案可知，本申请实施例提供的一种能够监测剪力大小和方向的智能螺栓传感器，螺栓本体1侧壁面上沿轴向方向上开设有三个固定孔，三个固定孔以螺栓本体11轴心为中心呈等边三角形分布，相邻的固定孔圆心与螺栓本体1轴中心线之间的夹角为120
°
，使得每个固定孔中心距离螺栓本体1轴中心线距离相同，在螺栓本体1上开设有安装孔，固定座2通过安装孔与螺栓本体1相连接，固定座2上与固定孔相匹配位置开设有连接孔，光纤光栅传感器3通过连接孔安装在固定孔内，为保证测量精度，需将光栅光栅传感器布置在受剪截面处，之后在自由状态下，用黏贴层4即为环氧树脂胶粘剂将光纤光栅传感器3与螺栓本体1粘接在一起，然后标定工装上5与标定工装下6通过螺栓本体1相连接，在标定工装上5，且位于螺栓本体1的外侧周向上每隔30
°
标定一条标注线7，通过对各不同角度的标注线7下的3根光纤光栅传感器3测得值取平均值即螺栓本体1受剪力大小，标注线7的角度方向值即螺栓本体1实际受剪方向。
27.本装置采用光纤光栅传感器，利用光纤传感器监测螺栓剪切面的应变，通过标定试验确定螺栓受剪切力大小和方向，对螺栓在实际使用中所受剪切力大小和方向进行准确
监测。
28.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。
技术特征：
1.一种能够监测剪力大小和方向的智能螺栓传感器，其特征在于，包括：螺栓本体(1)、固定座(2)及光纤光栅传感器(3)；所述螺栓本体(1)上沿轴向方向上开设有三个固定孔，三个所述固定孔以所述螺栓本体(1)轴心为中心呈等边三角形分布，所述螺栓本体(1)上开设有安装孔，所述固定座(2)通过所述安装孔与所述螺栓本体(1)相连接，所述固定座(2)上与所述固定孔相匹配处开设有连接孔，所述光纤光栅传感器(3)通过所述连接孔设置于所述固定孔内。2.根据权利要求1所述的能够监测剪力大小和方向的智能螺栓传感器，其特征在于，相邻所述固定孔圆心与所述螺栓本体(1)轴线线夹角为120
°
。3.根据权利要求1所述的能够监测剪力大小和方向的智能螺栓传感器，其特征在于，所述光纤光栅传感器(3)与所述固定孔侧壁面之间设置有黏贴层(4)，用于对所述光纤光栅进行固定。4.根据权利要求3所述的能够监测剪力大小和方向的智能螺栓传感器，其特征在于，所述黏贴层(4)为环氧树脂胶粘剂。5.根据权利要求1所述的能够监测剪力大小和方向的智能螺栓传感器，其特征在于，还包括：标定工装上(5)及标定工装下(6)；所述标定工装上(5)与所述标定工装下(6)之间通过所述螺栓本体(1)进行连接。6.根据权利要求5所述的能够监测剪力大小和方向的智能螺栓传感器，其特征在于，所述标定工装上(5)且位于所述螺栓本体(1)周向外侧设置有若干标注线(7)，所述标注线(7)之间的夹角为30
°
。
技术总结
本实用新型公开了一种能够监测剪力大小和方向的智能螺栓传感器，包括：螺栓本体、固定座及光纤光栅传感器；所述螺栓本体上沿轴向方向上开设有三个固定孔，三个所述固定孔以所述螺栓本体轴心为中心呈等边三角形分布，所述螺栓本体上开设有安装孔，所述固定座通过所述安装孔与所述螺栓本体相连接，所述固定座上与所述固定孔相匹配处开设有连接孔；本实用新型采用光纤光栅传感器，利用光纤传感器监测螺栓剪切面的应变，通过标定试验确定螺栓受剪切力大小和方向，对螺栓在实际使用中所受剪切力大小和方向进行准确监测。和方向进行准确监测。和方向进行准确监测。
技术研发人员：李墨涵 龙勃 梁万勤 王健志
受保护的技术使用者：沈阳智航智能系统有限公司
技术研发日：2021.05.10
技术公布日：2022/5/17
再多了解一些
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