一种螺栓螺母监测装置的制作方法

1.本实用新型属于连接结构监测技术领域，特别涉及一种螺栓螺母监测装置。


背景技术：

2.由于风能是一种清洁无公害的可再生能源，使风能发电迅速发展，并且随着技术进步和环保事业的发展，风能发电在商业上将完全可以与燃煤发电竞争。通常，风力发电机大多设置在海上或山区地带，由于环境特别恶劣，使风力发电机上用于固定的螺栓和螺母极容易发送松动或脱落，而螺栓和螺母发生松动或脱落会导致风力发电机发生损坏，因此需要保证风力发电机上的每颗螺栓和螺母都处于正常工作状态。如果通过人工检测的方式来对风力发电机上的螺栓和螺母进行巡检，不但耗时耗力，而且效率低下。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本实用新型公开了一种螺栓螺母监测装置，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.本实用新型提供一种螺栓螺母监测装置，所述螺栓螺母监测装置包括监测单元和检测单元；
6.所述监测单元包括若干个微动开关，若干个所述微动开关串联连接形成环路，各所述微动开关的顶杆分别与固定于被连接件上的不同螺栓或螺母形成相对挤压，使所述微动开关处于闭合状态；
7.所述检测单元用于检测所述环路的通断状态，并根据所述环路的通断状态发出通断信号。
8.进一步地，所述微动开关的本体固定在所述螺栓或所述螺母上，并且所述微动开关的顶杆与该所述螺栓、所述螺母或所述被连接件挤压。
9.进一步地，所述微动开关的本体固定在所述被连接件上，所述微动开关的顶杆与所述螺栓或所述螺母挤压。
10.进一步地，相邻两个所述螺栓或所述螺母为一组，所述微动开关的本体固定在一组中的一个所述螺栓或所述螺母上，所述微动开关的顶杆与同一组中的另一个所述螺栓或所述螺母挤压。
11.进一步地，所述监测单元还包括磁性件；
12.所述微动开关的本体通过所述磁性件固定在所述螺栓、所述螺母或所述被连接件上。
13.进一步地，在所述微动开关的本体固定在所述螺栓或所述螺母上时，所述磁性件与所述螺栓或所述螺母之间的吸合力大于所述微动开关在随风力发电机转动时受到的离心力，小于所述螺栓或所述螺母的重力。
14.进一步地，所述被连接件上设有定位槽，所述定位槽用于所述磁性件固定在所述
被连接件上时的定位。
15.进一步地，所述监测单元还包括发光器件；
16.所述发光器件与所述微动开关并联，用于在所述微动开关处于断开状态时发出指示光。
17.进一步地，所述微动开关的本体通过吸盘吸附或胶粘的方式固定在所述螺栓、所述螺母或所述被连接件上。
18.进一步地，所述螺栓螺母监测装置还包括控制单元和执行单元；
19.所述控制单元与所述检测单元连接，用于接收所述检测单元发出的所述通断信号，并根据所述通断信号控制风力发电机；
20.所述执行单元与所述控制单元连接，用于在所述螺栓或所述螺母发生脱落或松动时控制所述风力发电机停止工作。
21.本实用新型的优点及有益效果是：
22.本实用新型的螺栓螺母监测装置中，若干个微动开关串联连接形成环路，各微动开关的顶杆分别与固定于被连接件上的不同螺栓或螺母形成相对挤压，使微动开关处于闭合状态，然后通过检测单元来检测环路的通断状态，进而实现对被连接件上各螺栓或螺母状态的自动监测；该螺栓螺母监测装置具有结构简单可靠、成本低廉和使用寿命长的优点。
附图说明
23.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
24.图1为本实用新型中螺栓螺母监测装置的结构示意图；
25.图2为本实用新型实施例1中微动开关固定于螺栓上的结构图；
26.图3为图2的局部放大图；
27.图4为本实用新型实施例2中微动开关固定于螺母上的结构图；
28.图5为图4的局部放大图；
29.图6为本实用新型实施例3中微动开关固定于螺母上的结构图；
30.图7为图6的局部放大图；
31.图8为本实用新型实施例4中微动开关固定于连接件上的结构图；
32.图9为图8的局部放大图；
33.图10为本实用新型实施例5中微动开关固定于螺母上的结构图；
34.图11为图10的局部放大图。
35.图中：1、微动开关；2、导线；3、被连接件；4、螺栓；5、螺母；6、磁性件；7、支撑架；8、顶杆。
具体实施方式
36.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例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。
37.以下结合附图，详细说明本实用新型各实施例提供的技术方案。
38.本实用新型的一个实施例中提供一种螺栓螺母监测装置，该螺栓螺母监测装置适用于大型船舶、大型塔吊、钢架桥梁、水电机组等大型机械设备上螺栓或螺母的监测，尤其适用于风力发电机上的螺栓和螺母的监测，当然，本实用新型并不局限于在上述场景适用，在此不予赘述。如图1所示，该螺栓螺母监测装置包括监测单元001和检测单元002。
39.具体地，监测单元001包括若干个微动开关，该若干个微动开关通过导线串联连接形成环路。各微动开关的本体分别固定在不同螺栓、螺母或被连接件上，并且开关的顶杆与螺栓或螺母形成相对挤压，使微动开关处于闭合状态，进而使整个环路导通。其中，被连接件间或者被连接件与其他固定结构之间通过螺栓和螺母固定连接，被连接件可以是法兰结构。并且，本实施例中的微动开关选用常开行程的微动开关，当该微动开关的顶杆被挤压时，微动开关处于闭合状态，此时整个环路为通路；当微动开关的顶杆不被挤压时，微动开关处于断开状态，此时整个环路为断路。由于微动开关具有触点间距小、动作行程短、按动力小、通断迅速等优点，当被连接件上的螺栓或螺母松动或脱落时，螺栓螺母监测装置就可以快速地监测到。另外，微动快关的规格型号可以根据螺栓、螺母和被连接件的尺寸大小进行选择或专门设计。
40.检测单元002用于检测环路的通断状态，并根据环路的通断状态发出通断信号；具体地，检测单元002为检测电路，检测电路串联于微动开关形成的环路中，检测电路实时向环路发送检测电流，来检测环路的通断状态。当检测电路的发送端发出检测电流，但检测电路的接收端并未接收到检测电流时，则表明环路为断路，有微动开关处于断开状态，即此时有螺栓或螺母发生脱落或松动；当检测电路的发送端发出的检测电流被检测电路的接收端接收到时，则表明环路为通路，即所有螺栓或螺母都正常工作。本实施例中的环路可以是用于监测同一个被连接件上螺栓或螺母状态的微动开关串联形成，也可以是用于监测多个被连接件上螺栓或螺母状态的微动开关串联形成。
41.综上，本实施例的螺栓螺母监测装置中，若干个微动开关串联连接形成环路，各微动开关的顶杆分别与固定于被连接件上的不同螺栓或螺母形成相对挤压，使微动开关处于闭合状态，然后通过检测单元来检测环路的通断状态，进而实现对被连接件上各螺栓或螺母状态的自动监测；并且该螺栓螺母监测装置具有结构简单可靠、成本低廉和使用寿命长的优点。
42.另外，如图1所示，本实施例中的螺栓螺母监测装置还包括控制单元003、警报单元004和执行单元005。
43.控制单元003与检测单元002连接，用于通过有线或无线的方式接收检测单元002发出的通断信号，并根据通断信号控制风力发电机。
44.警报单元004与控制单元003连接，在螺栓或螺母发生脱落或松动时发出警报，便于工作人员知晓有螺栓脱落情况的发生。
45.执行单元005与控制单元003连接，用于在螺栓或螺母发生脱落或松动时控制风力发电机停止工作，防止发生安全事故。
46.实施例1
47.在本实施例中，如图2～图3所示，微动开关1的本体固定在被连接件3上的螺栓4上，当被连接件3为风力发电机上的转动法兰时，由于转动法兰的工作环境要求，需要使其保持整体结构对称，因此，微动开关1具体是沿螺栓4的轴向安装，保证了微动开关1安装的对称性，使监测单元装配在风力发电机上时不会发生偏心的情况，进而使其更适合于旋转，在强烈振动和晃动情况下微动开关1均不会掉落。并且微动开关1的顶杆与该螺栓4挤压，进而使微动开关1处于闭合状态，各微动开关1通过导线2串联连接形成环路。并且，微动开关1的数量与螺栓4的数量一致，可实现对每个螺栓4点对点监测。
48.另外，监测单元还包括磁性件6，微动开关1的本体通过磁性件6固定在螺栓4上，进而便于微动开关1与螺栓4间的拆装。其中，磁性件可以是钕铁硼永磁体，钕铁硼永磁体具有极高的磁能积和矫顽力，同时高能量密度、机械特性好的优点，可以使微动开关牢固固定在螺栓上。磁性件可优选为环形磁性件，微动开关的本体通过环形磁性件固定在螺栓的端部，微动开关的顶杆穿过环形磁性件的中间孔与螺栓的端部挤压。
49.进一步地，当微动开关的本体固定在螺栓上时，磁性件与螺栓之间的吸合力大于微动开关在随风力发电机转动时受到的最大预设离心力，但小于螺栓的重力。使风力发电机在旋转发电时，微动开关不会因为离心力而被甩离螺栓，并且在螺栓脱落时，微动开关又可以与螺栓分离。
50.在本实施例中，监测单元还包括发光器件。
51.具体地，发光器件与微动开关并联，用于在微动开关处于断开状态时发出指示光。由于一些大型被连接件上设置的螺栓数量众多，当螺栓螺母监测装置监测到有螺栓脱落时，维修人员很难确定脱落螺栓的数量和对应的位置，或者在夜晚等视线受限的情况下也不能立马确定脱落螺栓的数量和对应的位置。因此，本实施例中，在每个微动开光上并联一个发光器件，该发光器件可以是发光二极管。这样，当被连接件上有螺栓发生脱落，需要进行维修时，可在环路上串联一个电流源。此时，当微动开关处于闭合状态时(即螺栓未脱落时)，发光器件被短路，发光器件不发光；当微动开关处于断开状态时(即螺栓脱落时)，发光器件发出指示光。维修人员可以根据指示光来确定脱落螺栓的具体数量和位置，进而便于维修，在一定程度上提高了维修的效率。
52.实施例2
53.与实施例1不同之处在于，由于可能出现一个螺栓与多个螺母配合的情况，本实施例中，如图4～图5所示，微动开关1的本体通过磁性件固定在螺母5上，并且微动开关1的顶杆与该螺母5挤压，进而使微动开关1处于闭合状态。
54.进一步地，当微动开关的本体固定在螺母上时，磁性件与螺母之间的吸合力大于微动开关在随风力发电机转动时受到的最大预设离心力，但小于螺母的重力。
55.实施例3
56.与实施例2不同之处在于，在其他实施例中，如图6～图7所示，微动开关1的本体固定在螺母5上，而微动开关1的顶杆与被连接件3挤压，使微动开关1处于闭合状态。
57.当然，在其他实施例中，微动开关的本体可以固定在螺栓上，而微动开关的顶杆与被连接件挤压，使微动开关处于闭合状态。
58.实施例4
59.与实施例1不同之处在于，如图8～图9所示，微动开关的本体固定在被连接件3上，
微动开关的顶杆8与螺母5挤压。微动开关具体通过磁性件固定在被连接件3上，此时磁性件的与被连接件3之间的吸合力越大越好，这样可以保证微动开关与被连接件3连接的稳定性。被连接件3上设有定位槽，定位槽用于磁性件固定在被连接件3上时的定位，使各微动开关装配位置的一致性，进而保证微动开关的顶杆8正好可以与螺母5相对应。当然，在其他实施例中，微动开关的顶杆还可以与螺栓挤压。
60.另外，由于被连接件3与螺母5之间存在一定空间距离，而微动开关的体积有限，因此，本实施例中把微动开关设置在支撑架7上，而支撑架7通过磁性件固定在被连接件3上。在本实施例中，微动开关的本体具体固定在被连接件3的内环面上，当然，在其他实施例中，微动开关的本体也可固定在被连接件的外环面或端面上，亦在本实用新型的保护范围之内。
61.实施例5
62.与实施例1不同之处在于，在本实施例中，如图10～图11所示，相邻两个螺母5为一组，微动开关1的本体固定在一组中的一个螺母5上，微动开关1的顶杆与同一组中的另一个螺母5挤压。此时，微动开关的数量为螺母数量的一半，通过上述安装结构的设置可有效减少微动开关的使用数量，但依然可以实现对所有螺母状态监测，这样可以有效减少监测螺母的成本。
63.当然，在其他实施例中，可以相邻两个螺栓为一组，微动开关的本体固定在一组中的一个螺栓上，微动开关的顶杆与同一组中的另一个螺栓挤压，亦可实现监测效果。
64.实施例6
65.与上述实施例1至实施例5不同之处在于，微动开关的本体通过吸盘吸附或胶粘的方式固定在螺栓、螺母或被连接件上。当然，微动开关的本体也可通过其他方式固定在螺栓、螺母或被连接件上，亦在本实用新型的保护范围之内。
66.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本实用新型的目的，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。