CN108942767B - 具有扭矩规范的无线扭矩扳手 - Google Patents
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Abstract
在移动计算设备上的交互性软件应用程序,其用于经由无线连接来配置电子扭矩扳手。该软件应用程序从远端数据库获得用于车辆的扭矩规范。当扭矩规范要求工件按有序顺序扭转时,软件应用程序通过顺序来引导技术人员,但在技术人员背离顺序时适应改变。
Description
技术领域
一种扭矩扳手,其具有到移动设备上的软件应用程序的无线链路。该软件应用程序用于查找规范并配置扳手,并提供实时交互功能。
背景技术
电子扭矩扳手在汽车、船队、民航和其他装备和维修应用中越来越受欢迎。这种扳手用于将扭矩施加到可旋转的“工件”上(例如螺钉、螺母、螺栓或其他可旋转的紧固件),并测量由扳手施加到工件的扭矩。这些扳手可以在工件已经被扭转到适当的扭矩值(例如100ft-lb)时指示技术人员(即扳手用户)。一些电子扭矩扳手也可以在工件被旋转时测量角度。可以使用角度测量来确定哪些工件已被拧紧,和/或用于以一定的角度拧紧工件超过紧贴点或阈值扭矩。
一些任务需要特定的紧固程序,例如以有序顺序向一系列工件施加特定量的扭矩。紧固程序也可能需要按顺序对工件施加特定的角度调整,以确保适当的拧紧。在顺序中对于单个工件的程序也可能需要分阶段向单个工件施加扭矩和/或角度。例如,航空航天燃料管路螺母需要特定的粗调角度、座合扭矩以及最终的扭矩和角度,以判定接头是否正确就位。
技术人员可能会尝试在文献中、在原始设备制造商(OEM)数据中、在线或综合信息服务中(例如用于汽车行业维修信息的“米歇尔1(Mitchell 1)”服务)查找正确的扭矩规范和顺序。然而,研究规范所耗费的时间延长了进行扭转操作所需的时间。由于查找正确的紧固值和程序所需的时间,技术人员通常反而依赖于不准确的个人经验或诉诸试错法。此外,如果技术人员利用名为“预设1(Preset 1)”的预设对扳手进行编程,则除非定期使用预设,否则该预设的用途会很快被遗忘(并且如果扳手与其他技术人员共享,则彻底成谜了)。
发明内容
一种广泛地包含电子扭矩扳手和软件应用程序的系统。软件应用程序可由计算设备(例如蜂窝电话或平板电脑)执行,并通过无线通信链路连接到电子扭矩扳手。使用该软件应用程序,技术人员可以配置扭矩扳手,并使用该软件应用程序来从远端服务器获取扭矩规范。如果扭矩规范包括有序顺序,那么软件应用程序可以通过顺序引导技术人员,相应地配置扭矩扳手。如果技术人员偏离顺序,则软件应用程序适应该改变,并向技术人员提供关于基于顺序的改变如何继续做的推荐。由软件应用程序执行的过程可以采用以下形式:方法、存储在计算机可读介质上的计算机可执行代码或配置为进行该过程的计算设备。
作为方法来实现,该方法广泛地包括查询数据库以确定与扭矩操作相关联的至少一个紧固任务。在收到结果后,紧固任务会显示给技术人员查看,使得技术人员可以紧固任务,将为该紧固任务来配置电子扳手。在接受从所显示的紧固任务中选择的紧固任务后,确定所选紧固任务的扭矩规范。当扭矩规范包括有序的工件顺序时,向技术人员提供关于推荐扭转哪个工件的指示。然而,技术人员可以选择与所指示的工件不同的工件。当所选择的工件不符合有序顺序时,电子扭矩扳手被配置为对应于所选工件的扭矩规范,并且基于所选工件偏离有序顺序,确定接下来应当被扭转的是哪个工件。根据该确定,向技术人员提供关于推荐哪个工件作为下一个扭转的工件的指示。这一推荐哪个工件应当被扭转、接收选择和配置扳手的过程继续进行,直到在顺序中的所有工件都已被扭转。
作为计算设备来实现,该设备广泛地包括处理器、显示器和存储器,该存储器存储由处理器执行的指令。该指令将处理器配置为查询数据库,以确定与车辆相关联的至少一个紧固任务。紧固任务被输出到显示器。紧固任务的选择是从输出到显示器的紧固任务中接收的。处理器确定用于所选紧固任务的扭矩规范。当扭矩规范包括工件的有序顺序时,处理器根据有序顺序经由显示器指示要扭转的工件。在选择了不符合有序顺序的工件后(即,无序选择),处理器为与所选工件相对应的扭矩规范配置电子扭矩扳手,并确定在所选的工件之后要扭转的下一工件。处理器经由显示器指示下一要扭转的工件。推荐哪个工件应当被扭转、接收选择和配置扳手的这一过程继续进行,直到在顺序中的所有工件都已被扭转。
附图说明
为了便于理解寻求保护的主题,在附图中示出了其实施例,通过审阅在附图中示出的实施例,并结合以下描述考虑寻求保护的主题,其构造和操作以及许多优点应该很容易被理解和领会。
图1阐释了包括电子扭矩扳手和移动计算设备的系统的示例;
图2A和图2B阐释了图1的电子扭矩扳手的不同视图;
图3是概念性地阐释图1的扭矩扳手的示例电子部件的框图;
图4是概念性地阐释图1的移动计算设备的示例电子部件的框图;
图5A-5H阐释了由在图1-4的移动计算设备上执行的软件应用程序提供的用户界面,以及配置图1-3的电子扭矩扳手并与扭矩扳手互动,并提供附加的功能的示例;
图6是阐释由图1-4的移动计算设备执行的软件应用程序的示例操作的过程流程图;
图7A-7E阐释了由软件应用程序结合图6中的过程流程提供的用户界面的示例,该过程流程利用紧固规范来配置扳手;
图8A-8D阐释了由软件应用程序提供的交互式用户界面的示例,以结合图6中的处理流程通过有序的紧固顺序引导技术人员。
具体实施方式
虽然本发明容许多种不同形式的实施例,但是在附图中示出并且将在本文中详细描述的包括优选实施例的本发明的实施例应作如下理解,该公开被认为是本发明的原理性的示例,并且不旨在将本发明的广泛方面限制于一个或者多个所示或所公开实施例。在此使用的术语“本发明”不是限制本发明的范围,而是仅为了解释的目的用于论述本发明的典型实施例。
许多技术人员使用移动计算设备,例如平板电脑或“智能”电话。除了其他之外,技术人员可以使用这些设备来查找紧固值和程序。这些设备上的应用程序的用户界面倾向于使用标准化的图形用户界面(GUI),因此操作新的应用程序通常是直观的,并且需要很少的甚至不需要培训。这些设备的几乎无处不在以及用户对界面的熟悉,可有助于简化和扩展由电子扭矩扳手提供的全套功能的访问,并增加新的功能和服务。
这种方法避免了与主要为工业市场设计的有线基站解决方案相关联的大量花费和复杂性。工具共享也被简化了,因为预设和扳手设置可以针对当前使用扳手的技术人员的偏好,基于哪个技术人员与移动计算设备相关联和/或登录到移动计算设备而无缝地重新配置,同时保留了其他技术人员的预设和偏好。由于预设和偏好可以在会话开始时从设备传输到工具,因此与同等的独立的扳手相比,电子扳手可以利用更少量的工具内存提供整套的服务。
参见图1,图1是包括电子扭矩扳手100和移动计算设备160的系统的示例。扳手100使用协议(例如蓝牙、蓝牙智能(也称为蓝牙低功耗)、Wi-Fi Direct或任何其他无线协议)经由无线通信链路170与设备160通信。在一实施例中,设备160包括触敏显示器165,技术人员通过触敏显示器165与由设备160上的软件应用程序提供的用户界面进行交互。除了其他之外,软件应用程序可用于配置扳手,用于查找紧固值和程序,并用于查看扳手日志。该软件应用程序还为技术人员提供现场实时反馈和交互功能,以帮助技术人员通过紧固程序进展工作。
设备160经由到数据通信网络180(例如互联网)的无线通信链路175提供对扭矩值和程序数据库195的访问。无线通信链路173可以是:例如设备160和本地无线路由器之间的Wi-Fi链路,或设备160和附近的使用蜂窝协议(例如长期演进(LTE)、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)等)的蜂窝塔之间的蜂窝数据链路。
一个或多个服务器190经由通信链路185连接到网络180。基于从设备160上的软件应用程序接收到的查询,服务器190从数据库195中检索紧固值和过程数据,经由网络180将查询结果发送到设备160。在其他的系统布置中,服务器190和数据库195可以与软件服务提供商、制造公司相关联,或与提供维修服务的公司相关联。在一个示例中,数据库195可以是用于汽车行业维修信息的“米歇尔1(Mitchell 1)”数据库/服务。
图2A和图2B阐释了电子扳手100的示例的不同的视图。扳手100适于经由连接到驱动器240的适配器或套筒(诸如双向棘轮正方形或六角形驱动器)向工件施加扭矩。传统上,驱动器240是设计为配合和穿入到母配对物的“公”连接器(如所阐释的),但驱动器可以是设计为接收公配对物的“母”连接器。驱动器还可以构造成直接接合工件而不连接到适配器或套筒。
如下进一步详细所述的,在实施例中,扳手100可以在扭矩操作期间实时测量、记录并显示扭矩和角度数据,并且将那些数据实时发动到设备160。在图1中的系统的背景下,“实时”表示“没有显著的延迟”(例如每个数据样本的测量和处理延迟不超过1秒)。扭矩应用和角度数据可以由扳手100和/或设备160上的软件应用程序与时间指数一起记录和存储。
扭矩扳手100广泛地包括轴201,该轴201连接到容纳驱动器240的头部210。当棘转和扭矩转动时,头部210围绕驱动器240的中心轴线241旋转,中心轴线241横切头部210。轴201包括手柄205、控制单元245和颈部250。颈部250在轴201的与手柄205相对的端部处连接到头部210。如所阐释的,公驱动器240相对于头部240围绕轴线241旋转的平面从头部210垂直地延伸。力施加到手柄205上以围绕轴线241旋转地枢转扳手100,从而将扭矩传递到连接到驱动器240的工件(未示出)。
手柄205可以包括纹理化的柄215,以在扭矩操作期间改善技术人员对扳手100的握力。控制单元245可以包括用户界面220(例如触觉用户界面),其包括至少一个按钮225和显示屏230。显示屏230可选地可以是触敏的,其中软件或固件由提供虚拟屏幕上控件的控制单元245的处理器或控制器执行。
指令和其他信息可以经由用户界面220直接输入到扳手100中。在扭矩操作期间,显示器230可以显示信息,例如扭矩和/或角度信息。头部210可以包括用于反转棘轮机构的驱动方向的换向杆235。如下进一步详细所述的,头部210还容纳一个或多个传感器,该传感器用于感测经由驱动器240施加到工件的扭矩,以及头部210和轴201围绕轴线241的旋转角。头部210也可以包括方位传感器,以确定轴线241相对于“向下”(即相对于重力)的角度。
图3是概念性地阐释图1的电子扭矩扳手100的电子部件的示例的框图。扳手100可以包括一个或多个控制器/处理器320、内存206、非易失性存储器308和无线通信收发器310。每个控制器/处理器302可以包括用于处理数据和计算机可读指令的中央处理单元(CPU)。处理器/控制器302可以使用用于指令和数据的运行时临时存储的内存306,通过总线304从数据存储器308获取指令。内存306可以包括易失性和/或非易失性随机存取存储器(RAM)。虽然图3所示的部件是经由总线304连接,但是这些部件也可以通过除了经由总线156连接以外的方式(或者代替的方式)连接到其他部件。
数据存储器308存储指令,包括用于管理与移动计算装置160上的软件应用程序通信的指令。数据存储器部件308可以包括一种或多种类型的易失性和/或非易失性固态存储器,例如闪存、只读存储器(ROM)、磁阻RAM(MRAM)、相变存储器等。扳手100还可以包括输入/输出接口,以连接到可移动的或外部的非易失性内存和/或存储器(例如可移动的内存卡、内存密钥驱动、联网存储器等)。这种输入和输出接口可以是有线的或嵌入的接口(未阐释)和/或可以包括无线通信收发器310。
用于操作扳手100及其各种部件的计算机指令可以使用作为运行时的临时“工作”存储器的内存306,由控制器/处理器302来执行。计算机指令可以非暂时性方式存储在非易失性内存306、存储器308或外部设备中。可选地,除了软件之外,或代替软件,一些或全部的可执行指令可被嵌入在硬件或固件中。
扳手100可以包括多个输入和输出接口。这些接口包括无线电收发器310、一个或多个按钮225a/225b、一个或多个发光二极管(LED)330a/330b、扬声器或音频变送器335、触觉振动器340、一个或多个扭矩传感器320、一个或多个角度传感器324以及方位传感器328。扭矩传感器320可以包括,例如扭矩变送器、应变仪、磁致弹性扭矩传感器和表面声波(SAW)传感器中的一个或多个。角度传感器324可以包括,例如旋转角度传感器和电子陀螺仪(例如二轴或三轴陀螺仪)中的一个或多个。方位传感器328可以包括三轴电子加速度计或重力传感器,以确定头部210相对于“向下”的方位。
根据所使用的扭矩传感器320的类型,模拟到数字(A/D)转换器321可以接收来自扭矩传感器320的模拟信号,将数字信号输出到处理器/控制器302。类似地,A/D转换器325可以接收来自角度传感器324的模拟信号,并且A/D转换器329可以接收来自方位传感器328的模拟信号,输出数字信号到处理器/控制器302。A/D转换器321/325/329可以是分立的、与处理器/控制器302集成在一起/集成在处理器/控制器302中,或者与其各自的传感器320/324/328集成在一起/集成在各自的传感器中。
A/D转换器321/325/329的数量和需要取决于用于每个传感器320/324/328的技术。例如,如果角度传感器324为多个陀螺轴提供模拟输出,或者如果方位传感器328为多个加速度计轴提供模拟输出,则可提供多个A/D转换器以根据需要使用更多的信号。信号调节电子器件(未阐释)也可以作为独立电路被包括在内,与处理器/控制器302集成在一起/集成在处理器/控制器中,或与相应的传感器320/324/328集成在一起/集成在相应的传感器中,以将由传感器320/324/328生成的输出转换成线性信号。
由处理器/控制器302执行的指令从传感器320/324/328接收数据,例如扭矩和角度值。根据该数据,处理器/控制器302可以确定各种信息,例如已经或应当施加到工件的扭矩的持续时间。对于一些工件具有区别的方位的工作任务,处理器/控制器302可以基于头部210的方位确定哪个工件正在被扭转。
传感器数据和信息可以实时记录或以预定的采样率记录并存储在内存306和/或存储器308中。传感器数据和信息也可以经由通信链路170被传送到设备160以便进一步分析和检查。设备160上的软件应用程序可以例如图形化地绘制传感器数据和/或信息。如其他示例,软件应用程序可以确定适用于该工件或工作任务的未来扭矩操作的最佳扭矩曲线,或者确定在扭矩操作期间应用了正确的扭矩曲线。
“数据”是经处理以使其成为有意义或有用的“信息”的值。然而,如在此所使用的,术语数据和信息应当被解释为可互换的,数据包括信息,信息包括数据。例如,数据被存储、传输、接收或输出的地方,可以包括数据、信息或其组合。
无线电收发器310包括发射器、接收器和相关的编码器、调制器、解调器和解码器。收发器310管理无线电通信链路,经由嵌入在扳手中的一个或多个天线312与移动设备160建立通信链路170,实现处理器/控制器302与由移动设备执行的软件应用之间的双向通信160。通信链路170可以是扳手100/与计算设备160(如所阐释的)之间的直接链路,或者可以是通过一个或多个中间部件,例如经由Wi-Fi路由器或网状连接(未阐释)的间接链路。
扳手100还包括给处理器/控制器302、总线304和其他电子部件供电的电源390。例如,电源390可以是一个或多个布置在手柄205中的电池。然而,电源390不限于电池,可以使用其他技术,例如燃料电池。扳手还可以包括对电源390(例如沿着颈部250布置的有机或聚合物光伏电池)再充电的部件,和/或用于通过其来接收外部电荷的接口,例如通用串行总线(USB)端口或电感式拾取器以及相关的充电控制电子器件。
显示器230可以由处理器/控制器302执行的软件/固件使用,以显示用于技术人员查看和解释的信息。这种信息可以格式化为文本、图形或其组合。当信息进入到扳手100时,显示器230也用于提供反馈(例如经由按钮225和/或与显示器230本身集成的触敏界面)。显示器230可以是液晶显示(LCD)显示器、有机发光二极管(OLED)显示器、电子纸显示器或任何类型的黑白或彩色显示器,其具有合适的功耗需求和体积以集成到控制单元245中。
图4是概念性地阐释图1的移动计算设备的示例部件的框图。在典型的实现中,计算设备160是具有触敏显示器165的智能手机或平板电脑。
设备160可以包括一个或多个控制器/处理器402,每个控制器/处理器402可以包括用于处理数据和计算机可读指令的中央处理单元(CPU),以及用于存储数据和指令的内存406。内存406可以包括易失性随机存取存储器(RAM)、非易失性只读存储器和/或其他类型的内存。设备160还可以包括数据存储部件408,用于存储数据和控制器/处理器可执行的指令(例如用于进行处理并生成图5-图8中阐释的用户界面的软件应用程序的指令)。数据存储器部件408可以包括易失性和/或非易失性固态存储器(例如闪存、只读存储器(ROM)、磁阻RAM(MRAM)、相变存储器等)中的一种或多种类型。设备160还可以通过输入/输出设备接口410连接到可移动的或外部的非易失性内存和/或存储器(例如可移动的内存卡、内存密钥驱动、联网存储器等)。
用于操作设备160及其各种部件的计算机指令可以使用作为运行时的临时“工作”存储器的内存406,由控制器/处理器402来执行。计算机指令可以非暂时性方式存储在非易失性内存406、存储器408或外部设备中。可选地,除了在软件中之外,或代替在软件中,一些可执行指令可被嵌入在硬件或固件中。
输入/输出(I/O)接口410为设备160提供连接和协议支持。可以通过输入/输出接口410进行各种输入和输出连接。例如,射频(RF)天线470可以用于经由通信链路170提供到扳手100的连接。同样的RF天线470或另一天线475可以用于经由通信链路175提供到扳手180的连接。
各种协议可由I/O设备接口410支持,以支持链路170/175。用于每个链路170/175的协议/无线电接入技术可能不同。例如,通信链路170可以使用协议(例如Wi-Fi Direct)或个人局域网(PAN)协议(例如蓝牙、蓝牙智能(也称为蓝牙低功耗)、无线USB或ZigBee(IEEE 802.15.4)。通信链路175可以是无线局域网(WLAN)链路(例如WiFi),或与移动宽带、LTE、GSM、CDMA、WiMAX、高分组接入(HSPA)、通用移动通信系统(UMTS)等相关的蜂窝通信数据协议。
输入/输出接口410可以支持音频/视频(A/V)用户接口,例如触敏显示器165、麦克风430、扬声器435、触觉振动器440以及摄像头445。输入/输出接口410还可以支持其他类型的连接和通信协议。例如,设备160还可以包括有线接口,例如USB端口(未阐释)。
设备160可以包括用于在设备160的部件之间传送数据的地址/数据总线404。除了(或代替)跨过总线404连接到其他部件之外,设备160内的每个部件还可以直接连接到其他部件。装置160还包括电源490(例如电池或燃料电池)以及相关联的充电电路(未阐释)。
存储在存储器408中并由移动计算设备160的控制器/处理器402执行的软件应用程序提供用户界面,该用户界面允许技术人员配置电子扭矩扳手100并与电子扭矩扳手100交互,并且提供附加的功能。尽管一些功能可以经由扭矩扳手的用户界面220直接获得,但是设备160的附加的能力提供附加的处理能力,并且利用连接(一个或多个)175到网络180,例如到外部数据库195的连接。
经由无线链路170,技术人员可以使用设备160上的软件应用程序来配置扳手100,例如配置扳手100如何使用触觉振动器340提供给技术人员的反馈,例如指示何时达到目标扭矩或目标角度。
技术人员也可以使用设备160上的软件应用程序来设置预设的值,并对一定的操作设置预设名称。预设值可以包括用户定义的扭矩和/或角度设置。可以对自定义操作设置预设值和名称,以及增加或替换由数据库195提供的值和名称。除了其他之外,可以对非数据库售后零件设置预设值,并且用自定义值替换从数据库195接收的值。如本文所使用的,“名称”是指文本串。
基于来自传感器320/324/328的数据,扳手100可以实时地将扭矩、角度和/或方位信息传输到设备160。设备160上的软件应用程序可以将数据和信息记录在一个或多个日志文件中以存储在存储器408中,经由通信连接175转发和/或上传到外部存储器。软件应用程序可以使用日志信息来生成和发送用于审核目的的报告,并确定力的施加比率、扭矩值和角度值是否与顾客和/或监管合规的要求一致。
软件应用程序也可以实时生成并经由显示器165输出图形曲线,例如阐释扭矩与时间、扭矩与角度等关系的图表。该应用程序可以比较来自数据库195的紧固件方位信息和来自方位传感器328的接收数据,以自动跟踪哪些工件已经完成。
软件应用程序可以从数据库195获得扭矩和角度的设定,并用存储在设备160上的预设值来替代或增加那些设置。扳手100还可以被配置为向显示器230输出工件的预设名称,而不是由数据库195分配给操作的名称。对于其中软件应用程序批量地将多个任务的扭矩和/或角度值下载到扳手100的任务,技术人员可以通过软件应用程序,经由扳手100本身上的用户界面220或经由设备160上提供的界面来选择要在哪个工作件上操作。在批量下载的替代的方案中,软件应用程序可以一次一个工件地将扭矩和/或角度值下载到扳手。
技术人员可以交互式地选择包括在紧固过程中以进行工作的工件,或在从模式中,软件应用程序可以控制工件自动选择的次序,向技术人员指示执行其中包括多个工件的紧固过程的次序。在选择时,扳手100配置有对于该工件的扭矩和/或角度值。从模式中的自动选择可用于防错,其中顾客或法规要求需要步骤的顺序。
对于许多工作来说,技术人员需要根据其自身喜好和经验灵活地进行紧固程序,偏好于不被锁定在固定的程序中。未能为技术人员提供这种灵活性增加了他们会忽略或以其他方式忽视制造商规范的可能性。另外,查看制造商规范通常会增加完成任务所需时间的四分之一小时,进一步阻碍使用这些规范。为了满足这些需要,设备160上的软件应用程序使得技术人员能够快速且容易地获得正确的规范,同时向他们提供更多的关于如何执行固定程序的灵活性。
图5A-5H阐释了由移动计算设备160执行的软件应用程序提供的图形用户界面(GUI)的示例,该图形用户界面配置电子扭矩扳手100并与扭矩扳手100互动,并提供附加的功能。在GUI图中,可编辑的文本字段被框住,以指示这些字段可以经由GUI来编辑。应该理解,在不脱离本发明的范围和精神的情况下,可以使用任何GUI界面、用户界面和/或菜单操作。
图5A阐释了在与扭矩扳手建立通信链路170之后,软件应用的启动“闪屏”屏幕的示例。屏幕包括导航图标502。启动图标打开选项菜单(图5B中的菜单512)。存在模式指示符504a,其将应用程序的当前操作模式标识为“测量”,通常将用作默认模式。屏幕还标识了已经被配置为连接到软件应用程序的扳手100(506),以及连接170的当前状态(508)。“就绪”消息(510)指示软件应用程序已连接并准备与扳手100进行交互。
图5B阐释了可经由选项菜单512访问的软件应用程序的特征的示例。如图所示,特征包括“测量”514a、“预设”514b、“日志”514c、“扳手设置”514d、“扳手”516和“数据库查找”518。
图5C阐释了“预设”特征514b的示例。模式指示符504b标识当前的操作模式是“预设”。选择预设特征使得软件应用程序上传已存储在扳手100上的任何预设,并显示这些预设。如图所示,在扳手100上没有存储用于软件应用程序上传的预设,因此向用户呈现包括“新”字段520、“目标扭矩”字段522和“目标角度”字段524的界面。选择这些字段中的任何一个都会启动一界面来定义新的预设。如果现有的预设被上传和显示,除了创建新的预设外,用户还可以选择和编辑每个预设的设置。预设可以是例如用于售后零件的紧固程序的自定义预设。
图5D阐释了“编辑预设”特征的示例,该特征可用于编辑现有预设或定制新的预设。模式指示符504c标识当前的操作模式是“编辑预设”。可编辑字段允许技术人员更改与预设相关的任何设置,包括预设名称528、最小扭矩530、最大扭矩532,用于预设扭矩的单位534以及角度536。一旦作出了更改,可以使用“保存”按钮538保存更改,或者使用“取消”按钮540舍弃更改。
图5E阐释了“扳手设置”特征514d的示例。模式指示符504d标识当前的操作模式是“扳手设置”。软件应用程序从扳手100上传当前的扳手设置,并显示当前值。如图所示,可编辑的设置包括扳手名称544、睡眠定时器546(扳手的处理器/控制器302使用其来确定在一段时间的不活动后何时进入低功耗状态)、以及触觉振动器340是否生成振动反馈。如图所示,振动设置界面是具有文本指示550的滑块548,其指示振动是被启用还是被禁用。当对任何扳手设置进行改变时,软件应用程序将改变下载到扳手100。当软件应用程序从扳手100上传或下载到扳手100时,“同步”指示符552激活。所阐释的扳手的设置是一些示例,并且,取决于(除了其他之外)扳手100的性能,可以包括其他或不同的设置,例如显示器230所包括的背景光的亮度的设置、是否经由扬声器/变送器335提供声学反馈、用于声学反馈的音调等
图5F阐释了返回到“测量”模式的扳手的示例。软件应用程序经由通信链路170接收来自扳手100的扭矩、角度和/或方位数据。每种类型的数据可以以针对软件、固件或硬件中的相应数据类型指定的采样率被接收。采样数据由处理器/控制器302处理并实时提供到设备160上的软件应用程序,并具有经由通信链路170发送的连续的更新(例如每秒几次)。作为替代的例子,代替向设备160发送连续的更新修改,每当扭矩、角度和/或方位值改变以阈值量(例如0.1ft-lbs、0.1度等)时,扳手100可以发送更新,利用任一种更新方法,取决于正在执行的紧固过程,软件应用程序向显示器165输出当前峰值紧固值(556)。如图所示,当前峰值紧固值(556)是“101.2ft-lb”。随着扳手100的使用,屏幕连续地更新以展示每个扳手周期的峰值扭矩。峰值也将保存到设备160上的日志文件中。如果紧固过程包括在达到指定扭矩后将工件旋转一定角度,则显示器可以切换成显示角度信息,或者显示扭矩和角度信息。
图5G阐释了“日志”特征514d的示例。模式指示符504e识别当前的操作模式是“日志”。日志屏幕显示存储在设备160上的当前日志文件内容560。所有的日志文件都可以传送到其他设备。设备用户可以选择日志文件560(例如,通过经由触敏显示器165触摸记录名称来作出选择)、删除任何不想要的记录(例如,使用删除按钮562),以及使用设备160上可用的任何分享应用程序(例如e-mail、Dropbox等)来分享选择的日志内容(例如使用分享按钮564)。
图5H展示经由电子邮件分享所选日志文件574的示例。软件应用程序或电子邮件应用程序可以自动填充“来自”字段568,并且软件应用程序可以自动填充主题字段572。用户以使用电子邮件应用的普通方式填充“到”字段570,并选择“发送”按钮576以发送,或选择“取消”按钮578以取消。
与图5B的选项菜单512中的“扳手”选项516相关联的用户界面未被示出,并且部分地取决于用于连接扳手100和装置160的通信协议。例如,如果蓝牙的变体被用于通信链路170,则扳手选项516将包括先前与设备160配对的扳手的列表,指示软件应用程序当前配置实用在列表上的哪个扳手,允许用户从软件应用程序应该连接到的列表中选择扳手,并提供接口以将设备160配对到新的扳手。这样的接口可以是软件应用程序的一部分、设备160的操作系统的一部分、设备160上的单独的无线配置工具的一部分,或者上述的一些组合。
图6是阐释由作为数据库查找518的示例的移动计算设备160的控制器/处理器402执行的软件应用程序的操作的示例的过程流程图。所阐释的过程可以例如通过从图5B中的选项菜单512接收对数据库查找选项518的选择来启动。为简洁起见,后台操作(例如数据记录)从图6中省略。图7A-7E阐释了交互式用户界面的示例,该交互式用户界面由软件应用程序结合图6中的处理流程,以利用紧固规范来配置扳手。
例如,该应用程序接收(602)车辆标识。通过以下方式可以接收车辆标识信息:例如通过使用相机445扫描车辆上的条形码或矩阵码、通过扫描零件或车辆上的射频识别(RFID)标签、通过使用经由触敏显示器165提供的虚拟键盘进入移动计算设备160、通过经由I/O接口410进入附接到设备160的物理键盘、通过按照品牌、型号和年份浏览车辆的嵌套列表,和/或通过使用麦克风430的语音到文本处理。语音到文本处理可以由设备160或者使用由一个或多个服务器190提供的语音到文本处理来实现。
图7A阐释了进行车辆识别码(VIN)扫描的软件应用程序,其作为用于接收(602)车辆信息的处理的示例。所显示的操作模式704a被设置为“VIN扫描”,并且设备使用摄像头445捕获图像。软件应用程序或助手应用程序进行图像处理以识别捕获的图像中的VIN。软件接口可以包括边界框706a以帮助用户将设备160相对于VIN定位。边界框可以是静态的,或者可以在图像处理软件锁定到VIN的特征时动态重新调整大小(如图在7B中的重新调整的边界框706Bb所阐释的)。
基于通过移动设备160接收的车辆标识信息,移动设备160确定正在对什么车辆进行工作。取决于如何捕获车辆标识信息,移动设备160可以与服务器190一起工作以识别车辆。如图7B所示,软件应用程序可以输出进度消息708,以指示扫描的VIN已经被捕获并且正在被查找以识别车辆。
移动设备160向服务器190发送(604)关于车辆的数据库信息的查询。基于该查询,服务器190从数据库195为识别的车辆生成紧固任务的列表,并将该列表作为对该查询的响应发送到设备160上的软件应用程序。列表的内容可以是从没有可用于识别的车辆的信息的消息到数据库具有关于识别的车辆的信息的一个或多个紧固类别(即任务)中的任何一个。
响应于接收(606)用于车辆的紧固任务的列表,软件应用可以经由显示器165输出(608)提示,使得用户/技术人员能够从显示的列表中选择紧固任务。如图7C所示的示例中,所显示的操作模式704b变成“车辆信息”。输出608包括车辆的标识符712(例如,年份、品牌和型号)以及紧固任务/类别列表714。用户从列表选择紧固任务714并按下“递交”716以选择任务。如果技术人员对收到的(606)紧固任务列表不满意,该过程还可以使技术人员能够改变搜索(未阐释),从而生成另一查询(604)。
在响应于提示接收(610)紧固任务的选择之后,软件应用程序将用于所选任务的扭矩规范的请求发送(612)回到(一个或多个)服务器190。如图7D所示,软件应用程序可以输出进度消息720,以指示正在查找所选任务的扭矩规范。
生成紧固任务列表714的服务器190可以与查找用于所选择的紧固任务的扭矩规范的服务器190相同或不同。在查看数据库195中的扭矩规范之后,服务器190将扭矩规范发送回设备160上的软件应用程序作为对请求的响应(612)。
在软件应用程序接收(614)扭矩规范后,做出关于是否有任何对应于规范的预设存储在设备160上的确定(616)。软件应用可基于紧固任务的文本串或响应中接收到的其他嵌入代码(614)与存储在设备160上的并且与至少一个预设的名称或值相关联的文本串或代码数据的比较来进行该确定(616)。
如果预设的名称对接收的规范来说是存储在设备160上的,则软件应用程序将用所存储的预设名称来补充(618)紧固规范列表。软件应用程序可以将预设与特定的制造商和任务相关联,而不是将预设与特定的车辆型号和年份相关联,自动应用技术人员的优选命名,而不需要在每次发生的时候都单独地编程。例如,在2003年Toyota Avalon上进行“前轮对准”(紧固任务)的技术人员可能会将下部减震器螺母(工件)的别名设置为“冲击螺母”。此后,无论何时应用程序接收到包括任何Toyota上的下部减震器螺母的值的“前轮对准”规范,软件应用程序均可自动用预设别名“冲击螺母”补充从数据库195接收的信息。在规范下载到扳手100后,扳手100可以在显示器上显示预设的名称,而不是显示从数据库195接收的紧固规范的名称。
软件应用程序还会确定过去是否设置了任何预设值来覆盖收到的扭矩规范。在过去,技术人员可能已经决定从数据库195接收的扭矩值不是他们想要的,并且手动地数据了不同的扭矩值。如果这样,则软件应用程序可以从数据库195中替换(620)用于规范值的预设值。扳手100和设备160上的软件应用程序都可以对所显示的扭矩值进行注释,以指示该值是基于预设的而不是基于数据库信息,注释例如以与数据库值不同的颜色显示预设值。界面还可以向技术人员提供在先前的预设值和从数据库接收到的值之间进行选择的选项。
在利用预设调整扭矩规范之后,软件应用程序在显示器165上输出(622)用于所选择的紧固任务的工件列表。扭矩和角度值可以通过软件应用批量地或单独地下载到扳手100。如图6所示,工件扭矩值被单独下载(632)以促进软件应用程序的一些交互特征。然而,图7E阐释了允许技术人员控制哪些值包括在批量下载中的界面。
在图7E中,所显示的操作模式704c是“紧固规范”。所显示的列表包括:从数据库195接收的每个工件的标题724a至724c、从数据库195接收(614)的值的扭矩值726a到726c和/或预设值(如果软件应用已经取代(620)预设值),以及补充(618)从数据库195接收的标题724a至724c的任何预设名称728a至728c。预设值和/或名称可以通过选择相应的字段来设置或调整。技术人员可以通过使用选择框730a至730c选择相应的规范然后选择“同步”732来选择哪个规范将被下载到扳手100。界面还可以提供(未示出)用于临时扭矩值的输入和上传,所述临时扭矩值不会被保存且应用于将来的任务,这在使用原始和售后设备的时可以是方便的。
返回到图6,软件应用程序可以提供交互界面以促进所选任务的完成。基于从数据库195接收的信息,软件应用程序确定(624)是否应以特定顺序向工件施加扭矩。例如,接收到的扭矩规范(614)可以指示工件列表是有序的列表。与有序列表一起,软件应用程序可以接收正在处理的零件的图形表示,其中列表中的扭矩值与图形中表示的工件相关联。映射数据可以与标识工件在图形内的位置的图形表示一起被包括。例如,该列表可以包括绝对或相对的笛卡尔坐标、矢量坐标或离图像边缘的距离,从而标识相应工件在图形中的位置。基于这种映射数据,软件应用程序可以确定工件在图形中的位置。
如果工件被排序了(624“是”),则可以利用多个工件应当施加扭矩的推荐的顺序来对已经接收到的图形进行注释。作为替代方案,设备160上的软件应用程序可以通过添加或覆盖与每个工件相邻的次序号来注释图形,作为到显示器165的输出。
图8A阐释了用于头部螺栓图案的螺栓扭矩顺序的简化图形810的示例。顺序中每个螺栓的扭矩和角度值独立于在顺序中的其他螺栓,这样每个螺栓可以有不同的扭矩和角度值。接收的图形可能是图片、概要、原理图、照片等。操作模式804显示“紧固顺序”,计数器816显示有多少个螺栓(即工件)仍待扭转。
软件应用可以添加或覆盖视觉突出显示以标识显示器165上的每个工件812a至812h,并相邻于每个工件添加或覆盖顺序号814a到814h。顺序号可以包括在工件列表中,或者软件应用程序可以根据有顺序表中每个工件的顺序来生成数字。屏幕还可以包括图形部件,以帮助技术人员确定所显示的图形相对于车辆的方位。在图8A所述的示例中,这种显示的方位指示是指向车辆前方的箭头818。
软件应用程序确定(626)工件的推荐,以引导技术人员。如果技术人员按照图8A所示的顺序进行操作,该推荐将对应于顺序号的次序。在第一遍中,该推荐将对应于顺序中的第一工件(对应于图8A中的工件812b)。然而,如果技术人员不按照推荐的次序,如下面将进一步描述的,可以使用算法或替代顺序来确定随后的推荐。如果技术人员不按照推荐的顺序进行操作,软件应用程序还可以向用户/或技术人员提供警告,并且这种警告可以被记录。
软件应用程序可以通过在图形中区别地突出显示工件,来输出(628)该推荐。这一点的示例在图8B中阐释,其中在推荐的工件812b周围图形地添加了圆圈820。圆圈820突出显示该工件,并且该工件可以被独特地着色、闪烁、活动以改变形状(例如脉动)等。尽管圆圈被阐释为添加的突出显示,但可以使用任何类型的突出显示,目的是从视觉上区分推荐的工件和图形中的其他工件。
此后,软件应用程序接收(630)由用户输入的工件的选择。设备160可以基于以下方面来接收(630)选择:技术人员触摸在触敏显示器165上展示的工件中的一个,基于技术人员使用扳手100上的用户界面220来选择工件,基于语音到文本处理,或者如果工件列表包括工件唯一的方位信息,则基于来自扳手的方位传感器328的方位数据。图8C阐释了技术人员在图形中选择不同于顺序中的推荐工件820的工件的示例。软件应用程序可以突出显示822所选的工件以向技术人员提供反馈,指示技术人员的选择已被接收。
如果工件规范批量地下载到扳手上,并且用户的选择经由扳手100上的用户界面220来输入或基于扳手头部方位来确定,那么软件应用程序可以在显示器165上突出显示(822)所选择的工件,并且直接前进到将从扳手接收的值输出(634)到显示器165这一步,如先前在图5F中所示。
如果工件规范是批量地下载的,并且选择是经由触摸界面165接收的,那么软件应用程序向扳手上的处理器/控制器302发送哪个工件要被处理的信号。否则,如果基于需要将工件规范下载到扳手,则软件应用程序将用于所选的工件的值下载(632)到扳手100。当施加扭矩时,如先前在图5F中所示,从显示器165输出(634)每个传感器数据样本的峰值。
软件应用程序继续(636“否”)输出(634)该值,直到达到指定的扭矩和/或角度值。当达到(636“是”)目标值时,扳手和/或软件应用程序将输出反馈(例如音频反馈、振动等)来指示达到目标。软件应用程序也将更新638工件计数器816,并更新列表以指示特定的工件已被扭转。
该过程确定了(640)是否还有更多的工件仍待扭转。如果没有(640“否”),则该过程返回到输出(608)提示以从列表选择紧固任务这一步,如先前结合图7C所讨论的。可以更新该列表以指示哪些任务已经被执行。否则(640,“是”),如果仍有工件,该过程循环回到步骤624以确定工件是否被排序,并且如果是(624“是”),则确定(626)下一个工件的推荐。
如上所述,如果技术人员按照推荐的次序,则下一工件的推荐将简单地是在有序列表/顺序中的下一工件。然而,如果技术人员选择不按照推荐的次序,选择不符合有序顺序的乱序工件,那么软件应用程序可以采用几种方法来确定下一个应该被扭转的工件。
第一种方法是使用包括在接收的(614)扭矩规范中的表格中的替代次序数据,基于哪些工件已被扭转而指示替代的推荐顺序以使用。该方法需要设备160的最少的计算,但增加了必须与扭矩规范一起传递的数据量,并且如果表格数据不是由服务器190根据需要计算的,可能会使存储在数据库195中的数据膨胀。
第二种方法是软件应用程序查询服务器190,在查询中包括什么工件已被扭转了的列表,其中服务器190用替代的推荐次序进行响应。这减少了必须与扭矩规范一起传递的总数据量,但是如果技术人员持续地忽略该推荐,则在过程中重复地与服务器190通信的需要具有在每次选择后更新推荐时出现延迟的风险。
第三种方法是软件应用程序应用算法来确定下一工件推荐。该算法可由服务器190提供,可以存储在设备160上,且服务器190指定使用哪个算法,或者软件应用程序160可以独立地应用存储在设备上的算法。由设备160为该方法应用的算法也可以由服务器使用,以生成提供有第一和第二方法的替代的列表。
可以用来选择要推荐的下一个工件的算法的示例包括:从原始列表中选择仍待处理的最高优先级工件,基于为剩余工件指定的扭矩的大小来选择剩余的工件(例如以最小幅值扭矩到最大幅值扭矩次序,或者以最大幅值扭矩到最小幅值扭矩次序),或者基于几何的选择,例如基于包括在图形表示中的映射数据而确定的外-内、中间-外和/或交替边缘。几何选择可以是相对于已被扭转的工件的和/或相对于被扭转的最后一个工件的(例如,从扭转的最后一个工件对角地选择工件)。
可以使用多于一种这些算法来作出推荐。例如,当两个或更多个算法选择相同的工件以作为下一个推荐时,那个工件可以被选择(例如接收最多票数的工件)。不同的算法可以分配不同的优先级或“权重”来打破关于哪个工件应该是下一个的关系。
作为另一种方法,如果在工件就位之后要对工件施加最终角度旋转,则在所有工件就位之后,软件应用程序可以隐藏该角度,然后在原始顺序中重复原始的有序列表,指示使用初始次序隐藏角度数据的工件的角度。
图8D阐释了更新的紧固顺序图形表示,其中工件计数器816已被更新,并且先前选择的工件被标记为824已完成(使用与用于标记推荐820和选择822不同的突出显示)。如使用上述方法之一所确定的(626),软件应用输出820下一工件推荐。
本文公开的概念可以应用在几个不同的设备和计算机系统内。尽管设备160被描述为移动设备,但是可以使用任何计算机。类似地,服务器190可以是任何类型的计算机。
上面讨论的具体实例是说明性的。他们被选择用来解释本发明的原理和应用,并不旨在穷举本发明。计算机领域中拥有普通技术的人应当认识到,这里描述的部件和处理步骤可以与其他部件或步骤互换,或与部件或步骤结合,并仍然能实现本发明的益处和优点
由扳手100、设备160和服务器190执行的过程可以实现为计算机方法或者实现为例如存储器设备或非暂时性计算机可读存储介质之类的制品。计算机可读存储介质可以是计算机可读的,并且可以包括用于使计算机或其他设备执行所述过程的指令。计算机可读存储介质可以由非易失性的计算机内存、存储器或介质来实现。此外,对于扳手100的一些处理操作可以被实现为固件或者实现为硬件中的状态机,例如将由处理器/控制器302执行的一些或全部操作实施为专用集成电路(ASIC),现场可编程门阵列(FPGA)或其一些组合。
除非另有特别说明,如在本发明中所使用的术语“一”或“一个”可以包括一个或多个项。此外,除非另有特别说明,短语“基于”旨在表示“至少部分地基于”。
本文所使用的术语“连接”及其功能等同物不必然限于两个或更多部件的直接机械连接。相反,术语“连接”及其功能等同物意在表示两个或更多物体、特征、工件和/或环境元素之间的任何直接或间接的机械、电气或化学的连接。在一些实例中,“连接”也意为一个物体与另一物体集成。
上述描述和附图中阐述的事项仅作为说明而不是限制。虽然已经示出和描述了特定的实施例,但是对于本领域技术人员显而易见的是,可以在不脱离发明人的贡献的更广泛的方面的情况下进行改变和修改。当以基于现有技术以适当视角来看待时,所寻求的保护的实际范围以后面所附的权利要求书为准。
Claims (16)
1.一种配置电子扭矩扳手用于扭转操作的方法,所述方法包括:
通过可通信地连接至电子扭矩扳手的计算装置查询第一数据库以确定与所述扭转操作相关联的紧固任务;
接收紧固任务;
确定与紧固任务相关联的扭矩规范,其中扭矩规范包括分别待施加至工件的扭矩的所需规范的有序顺序;
在计算装置的显示器上显示按照所述有序顺序的要扭转的第一工件的表示;
接收对第二工件的选择,所述选择不符合所述有序顺序;
响应于对所述第二工件的选择,将电子扭矩扳手配置为对应于第二工件的扭矩规范;
确定更新的顺序,该更新的顺序包括在所述第二工件之后要扭转的第三工件;以及
在显示器上显示要扭转的第三工件的表示。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:接收表示紧固任务的工件的图形,其中显示第一工件的表示的步骤包括在计算装置的显示器上的图形中显示所述第一工件的所述表示,并且显示第三工件的表示的步骤包括在计算装置的显示器上的图形中显示所述第三工件的所述表示。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,确定所述更新的顺序的步骤基于以下中的一项或多项:
所述第三工件在所述有序顺序中的优先级;
在扭矩规范中指定的施加到第三工件的扭矩的量;以及
所述第三工件相对于第一或第二工件的位置。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,确定与紧固任务相关联的扭矩规范的步骤还包括:
接收与紧固任务相关联的扭矩规范;
确定与所述第二工件相关联的第一扭矩值是否被存储在与所述计算装置可操作地连接的存储器上,其中所述第一扭矩值不同于与所述第二工件相关联且包含在所述扭矩规范中的第二扭矩值;以及
用第一扭矩值代替第二扭矩值。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,确定与紧固任务相关联的扭矩规范的步骤还包括:
接收所述扭矩规范,其中所述扭矩规范包括识别第二工件的第一文本串或第一代码;并且
其中所述方法还包括,确定存储在与计算装置可操作地连接的存储器上的第二文本串是否与所述第一文本串或所述第一代码相关联,其中在第一数据库的查询之前第二文本串被存储在所述存储器上,并且其中用于对应于第二工件的扭矩规范的电子扭矩扳手的配置步骤包括将第二文本串提供给电子扭矩扳手。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述计算装置经由无线通信链路与电子扭矩扳手通信。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
在扭矩施加到第二工件时从电子扳手接收扭矩数据。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述扭转操作是用于车辆的,所述方法还包括:
接收与车辆有关的标识符的图像;以及
基于标识符处理图像以识别车辆。
9.一种用于配置适于向工件施加相应量的扭矩的、用于电子扭矩扳手的扭转操作的系统,所述系统包括计算装置,该计算装置可通信地连接至所述电子扭矩扳手,所述计算装置包括:
处理器;
显示器;以及
内存,所述内存适于存储要由处理器执行的指令,以将处理器配置为:
查询第一数据库以确定紧固任务;
使紧固任务显示在所述显示器上;
确定用于紧固任务的扭矩规范,其中所述扭矩规范包括待施加至工件的相应扭矩的有序顺序;
在所述显示器上显示按照所述有序顺序要扭转的第一工件的表示;
接收第二工件的选择,其中所述第二工件不符合所述有序顺序;
响应于所述第二工件的选择,配置用于与所述第二工件相对应的扭矩规范的电子扭矩扳手;
确定更新的顺序,该更新的顺序包括在所述第二工件之后要扭转的第三工件;以及
在所述显示器上显示要扭转的第三工件的表示。
10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述指令还将处理器配置为:
接收表示紧固任务的工件的图形;以及
使所述图形显示在所述显示器上,其中所述处理器使得第一和第三工件的相应表示显示在所述图形中。
11.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述指令进一步将所述处理器配置为:基于以下一项或多项来确定所述更新的顺序:
所述第三工件在所述有序顺序中的优先级;
在扭矩规范中指定的要被施加到第三工件的扭矩的量;以及
所述第三工件相对于第一或第二工件的几何位置。
12.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述指令还将处理器配置为:
接收用于紧固任务的扭矩规范;
确定与所述第二工件相关联的第一扭矩值被存储在存储器上,其中所述第一扭矩值不同于与所述第二工件相关联且包含在所述扭矩规范中的第二扭矩值;以及
用第一扭矩值代替第二扭矩值。
13.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述指令还将处理器配置为:
接收所述扭矩规范,其中所述扭矩规范包括标识第二工件的第一文本串或第一代码;以及
确定存储在存储器上的第二文本串是否与所述第一文本串或所述第一代码相关联,其中在第一数据库的查询之前第二文本串被存储在存储器上,并且其中针对对应于所述第二工件的扭矩规范来配置电子扭矩扳手的所述指令进一步配置所述处理器,以向所述电子扭矩扳手提供所述第二文本串。
14.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:
无线收发器,其中所述指令进一步将处理器配置为经由无线收发器与电子扭矩扳手通信。
15.根据权利要求14所述的系统,其特征在于,所述指令还将处理器配置为:
在扭矩施加到第二工件时从电子扳手接收扭矩数据;以及
使接收的扭矩数据显示在显示器上。
16.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述系统还包括摄像头,其中所述指令进一步将所述处理器配置为:
从摄像头接收车辆上的标识符的图像;以及
基于所述标识符处理所述图像,以识别车辆。
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