CN110579983A - 螺栓锁固作业的监控系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺栓锁固作业的监控系统及其方法，用于锁固作业过程中，在螺栓预锁时，利用扭力工具配合装设有射频读取器的扭力传感器或中介件，依预定的锁固顺序读取贴附有射频标签的螺栓上的信息，由扭力控制装置以无线方式接收后，判断该使用的螺栓是否正确，同时记忆锁固的顺序并完成编辑与储存。接着，通过扭力控制装置全程监控锁固的过程中，作业人员是否依预定的锁固顺序与锁固作业的模式将螺栓锁至目标扭矩值，并实时提出警示。同时，将螺栓锁固的相关信息写入卷标或储存在周边服务器抑或是经物联网储存在云端服务器，以便事后得以追踪核查有关该螺栓的全部信息。

Description

螺栓锁固作业的监控系统及其方法

本案是分案申请

原案发明名称：螺栓锁固作业的监控系统及其方法

原案申请号：201610527106.6

原案申请日：2016年07月05日

技术领域

本发明涉及一种有关监控螺栓的锁固作业是否确实的技术领域，具体涉 及一种利用具有射频读取器的扭力传感器或中介件(如传输套筒)，搭配扭力 控制装置及具有射频标签的螺栓，以监控螺栓锁固作业的系统及其方法。

背景技术

如台湾发明专利公告号I342821(美国专利公告号US7,779,704B1)中 的图3及图4所示，该专利为本发明的扭力传感器的现有技术，其主要是着 重在如何以减震材料与结构使扭力感应传输器得以稳定地侦测扭力，同时， 搭配一控制装置在达到目标扭力时及时发出警示并切断动力源；或者是如台 湾发明专利公告号I454346(美国专利公告号US9,026,379)中的图6及图7 所示，通过传输套筒以连接器接合并驱动一装设有形变感测组件的螺栓(感 应螺栓)，以实时侦测螺栓的夹紧力等方法；抑或是如美国发明专利 US2015/0041162A1，通过扭力控制装置以程序监控螺栓的锁紧扭力或夹紧力 的方法，但未能利用其权利要求4提及的RFID来做为监控锁固的顺序，也 未借着此一射频标签的特性以读取和写入有关该螺栓的生产履历、销售履历 和施工锁固相关的信息，以确保使用正确的螺栓及利于做事后施工责任的追 踪核查等。本发明人取得的上述这些专利，虽然对提升螺栓锁紧扭力的控制 有相当大的帮助。但是，在实际应用时，仍有诸多可以加改良而更臻于完善 之处。尤其是，对公共安全相关的设备机具，对螺栓的锁固质量与安全等的 要求，除需控制锁紧扭力外，对于锁固的顺序，甚至事后的追踪核查等都有 着日益严苛的趋势。要求所有重要结合点的锁紧作业，必需能将有关螺栓锁 固的全部数据做实时的监控、传输、记录与储存，以备事后的追踪核查与厘 清施工责任的归属等。然而，时至今日，业界仍无经济有效的解决方案。

在国外最先进的技术中，虽可做到远程监控螺栓的锁紧状态，但在施行 锁固作业时，如需要求作业人员遵循一定锁固顺序的情况下，目前仍是采用 人工方式，以色笔来标示螺栓锁固的顺序，工序繁琐又无法做事后的追踪。

再者，如采用今日已相当普及的射频应用技术，使用时，则仍经常遭遇 到传输功率大小、信号感测距离与传输干扰等应用上问题，尤其是要读取相 邻近且都贴附有射频标签的螺栓(卷标螺栓)，射频读取器与螺栓卷标间信号 的传输能力与干扰等问题，更是一大考验。

综观前述问题，本专利的发明人于是设计了一种螺栓锁固作业的监控系 统及其方法，在已取得的多项专利基础上，结合无线射频组件的运用且通过 扭力传感器与螺栓套筒以及螺栓的结构加以改良创新设计，彻底排除了射频 组件间受限于信号的传输能力或干扰等问题，以有效增进此一发明在产业上 的实施利用。

发明内容

有鉴于上述问题的技术瓶颈，本发明的目的在于提供一种确保螺栓锁固 作业质量的监控系统及其方法，使作业人员在进行锁固作业时，可自行设定 锁固的顺序与锁固作业的模式的监控程序，以进行锁固。全部过程皆受到扭 力控制装置的监控，除了监视作业人员是否确实依规定的锁固顺序作业以及 控制螺栓锁紧的扭力或夹紧力，是否达到目标值，更得以依读取的螺栓标签 上储存的相关的生产与销售履历，在锁固前，验证使用螺栓规格的正确性， 更能将该螺栓施工相关的信息，完整记录储存在螺栓的射频标签内或储存在 周边服务器抑或是经物联网储存在云端服务器，以便事后得以追踪核查有关 该螺栓的全部信息。

根据本发明的目的，在于提供一种螺栓锁固作业的监控系统及其方法。 该系统包含一扭力工具、一内建射频读取装置的扭力传感器、至少一贴附有 射频标签的螺栓、一中介件以及一扭力控制装置。扭力工具为手动、气动、 电动或油压驱动的扭力工具。扭力传感器外接或内设在扭力工具上，扭力传 感器包含分别设置在其感应轴两端的一输出轴(或套筒)及一连接轴孔，输 出轴具有一通孔，且通孔的开口位于输出轴的端面，连接轴孔连接扭力工具 的出力端。扭力传感器具有射频读取器、电路板模块与电源模块，其彼此以 电性连接，射频读取器连接或内建在电路板模块上，且射频读取器的射频天 线穿入通孔而至输出轴的端面最贴近螺栓上的卷标位置，再予以胶合，通过 读取螺栓上射频标签的内建数据或传送扭力感应模块感测到的锁固数据，以 写入射频标签；中介件为中空结构的传统螺栓套筒，中介件的一端可拆卸地 连接扭力传感器的输出端，中介件的另一端可拆卸地连接螺栓的驱动端，螺 栓的驱动端贴附有射频标签，以接收并储存射频读取器的射频天线所传送来的有关螺栓的制造厂商代码、生产批号、螺栓材质、螺栓等级、可承受的最 大锁紧扭力值等生产履历数据以及销售历程数据，且储存锁固作业完成后产 生的锁固数据，锁固数据包含锁固时间、锁固人员ID、实际锁紧的扭力值或 其组合，或供射频读取器通过射频天线来读取、储存在射频标签内的数据。 扭力控制装置依据扭力传感器内射频读取器读取螺栓的射频标签的生产履历 数据，以判断使用的螺栓是否正确，以及设定的目标扭力是否在容许的范围， 以实时提出警示，且在锁固作业完成时，将锁固数据经由扭力传感器的射频 读取器写入螺栓的射频标签内，或是储存在周边服务器，也通过物联网储存 在云端的服务器。

较佳地，扭力控制装置包含一可程序(programmable)操作监控模式， 其依据扭力传感器内建的射频读取器所依序读取若干个螺栓的若干个射频标 签，以编辑、记忆锁固顺序与锁固作业的模式，再进行锁固，并在实际锁固 作业中，监控作业人员未依锁固顺序或锁固作业的模式进行锁固时，实时发 出警示或切断动力源，以停止扭力工具动作，甚至予以记录。

较佳地，扭力传感器的输出端为可套接中介件的各种尺寸与型式，如方 型驱动头或是不使用中介件而可直接驱动六角或内六角等螺栓头部的前端内 六角或前端外六角驱动头。

较佳地，中介件可为一内建有射频读取装置和天线以及无线通信模块的 套筒(传输套筒)，以读取并传输射频标签有关信息予扭力控制装置做锁固顺 序的程序编辑和监控，并将螺栓的相关信息写入射频标签。

较佳地，中介件可为连接扭力工具的出力端与各种型式螺栓的驱动端而 弹性地变更其设计。然而，无论其为套接扭力传感器的中空结构传统螺栓套 筒或是内部设有射频读取组件和射频天线以及无线通信模块的传输套筒，都 必需确保射频读取器的天线能设置在最贴近螺栓的射频标签可感测的有效距 离内。

较佳地，贴附有射频标签的螺栓可配置为内建有射频标签与形变感测组 件以及无线通信模块的传输功能的「感应螺栓」或仅贴附有射频标签的「卷 标螺栓」。

较佳地，锁固作业的模式可采用时间、扭力或角度模式或其组合。

较佳地，射频读取器与射频标签采具有类似功能的射频感测组件，或为 表面声波(SAW)的读取器与表面声波(SAW)的感测组件。

根据本发明的目的，另提供一种螺栓锁固作业的监控方法，其包含下列 步骤：外接或内设扭力传感器在扭力工具上，扭力传感器的输出轴的端面设 置射频读取器的射频天线；连接为中空结构的中介件的一端至输出轴；利用 至少一螺栓进行锁固作业，螺栓的一驱动端连接中介件的另一端，且驱动端 贴附有射频标签；通过扭力传感器的射频读取器，在螺栓预锁时，依序读取 的射频标签的数据，其为螺栓的生产履历与销售历程，以判定使用的螺栓规 格是否正确，同时传输各射频标签标识符至扭力控制装置，以建立锁固顺序及锁固作业的模式并予以编辑与储存；在锁固作业进行时，由扭力控制装置 全程监控作业人员是否依锁固顺序或锁固作业的模式进行锁固，并实时发出 警示或停止扭力工具动作，其中，进行锁固作业时，通过扭力传感器的扭力 感应模块产生锁固数据，再经由其中的微处理器通过射频读取器的射频天线 将锁固数据写入该螺栓上的射频标签。

根据本发明的目的，再提供一种螺栓锁固作业的监控方法，其包含下列 步骤：以扭力工具驱动内建有射频读取组件和天线以及无线通信模块的中介 件(传输套筒)，以套接贴附有射频标签的螺栓进行锁固作业；通过中介件的 射频读取组件与天线，在预锁时，读取螺栓内贴附的射频标签所储存有关螺 栓的生产信息，其为螺栓的制造厂商、生产日期、生产批号、螺栓材质、螺 栓等级与可承受的最大扭力值的生产履历以及销售单位与销售日期的销售履 历，以确定使用的螺栓是否正确，同时传输各射频标签标识符至扭力控制装 置，以建立锁固顺序及锁固作业的模式并完成编辑与储存；在锁固作业进行 时，由扭力控制装置全程监控作业人员是否依锁固顺序或锁固作业的模式进 行锁固，并实时发出警示或停止扭力工具动作，其中，进行锁固作业时，通 过扭力工具产生的锁固数据，以无线或人工方式输入扭力控制装置并经通信 模块传送至传输套筒的通信单元，再经由其中的微处理器通过射频读取器的 射频天线将锁固数据写入该螺栓上的射频标签。

附图说明

图1为本发明扭力传感器的现有技术中的图3及图4；

图2为本发明传输套筒与感应螺栓的现有技术中的图6及图7；

图3为本发明的螺栓锁固监控方法的现有技术中的第2图；

图4为本发明的扭力传感器的结构图；

图5为本发明的传输套筒的结构图；

图6为本发明的感应螺栓与卷标螺栓的结构图；

图7为本发明的螺栓锁固作业的监控系统的系统示意图；

图8为本发明使用传输套筒与感应螺栓/标签螺栓的监控方法与施行步 骤图；

图9为本发明使用扭力传感器与感应螺栓/标签螺栓的监控方法与施行 步骤图；

图10为本发明的锁固顺序的监控方法。

符号说明

1、1’、1”、1’”：扭力传感器；

11：传动轴本体；

12：电路板模块；

111：连接轴；

1111：连接轴孔；

112、112’、112”：输出端；

113、113’、113”：通孔；

124：射频读取器；

1241：射频天线；

2’、2’”：感应螺栓；

2”、2””：标签螺栓；

22’：第二微处理器；

23”、23”：射频标签；

24’：第二无线通信单元；

25’：第二电源单元；

26’：形变感测组件；

3：传统的传输套筒；

3’：传输套筒；

3”：具传输驱动头的传输套筒；

32’、32”：第三微处理器；

33’、33’：第三射频读取器；

331’、331’：第三射频天线；

34’：第三通信单元；

341’：通信天线；

342’：通信天线保护罩；

4：扭力控制装置；

41：控制模块；

411：微处理器；

42：动作模块；

43：通信模块；

44：输出入模块；

45：电源模块；

5：扭力工具。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一 步阐述。

如图1所示，为本发明人已取得的台湾发明专利公告号I342821(美国 专利公告号US7,779,704)中的图3及图4。该专利是本发明的扭力传感器的 现有技术，其主要是着重在如何以减震材料与结构使扭力传感器得以稳定地 侦测扭力，同时搭配控制装置在达到目标扭力时，及时发出警示并切断动力 源。为使其能装置射频读取器以实现本发明而必需加以改良。

如图2所示，其是本发明人已取得的台湾发明专利公告号I 454346(美 国专利公告号US9,026,379)中的图6及图7。该专利的传输装置与感应螺栓 的结构设计除连接器容易损坏外，更未能充分利用射频组件可擦写的特性。 本发明人亦将其也加以改良，使其能更有效地运用于本发明。

如图3所示，其是本发明人已取得的另一美国发明专利US2015/0041162 A1的图2，其为通过扭力控制装置，以程序监控螺栓的锁紧扭力或夹紧力的 方法，并未利用其中权利要求4提及的RFID来做为监控锁固的顺序，也未 借着此一射频标签的特性以读取和写入有关该螺栓的生产履历、销售履历和 施工锁固相关的信息，以确保使用正确的螺栓及利于做事后施工责任的追踪 核查等。

如图4所示，为本发明的扭力传感器的结构图。该扭力传感器1包含分 别设置在感应主轴11两端的一输出轴112及一连接轴孔1111，输出轴112 具有一通孔113，且通孔113的开口位于输出轴112的端面，连接轴孔1111 连接扭力工具5的出力端。扭力传感器1具有电源模块13与电路板模块12 (由一第三微处理器121、一扭力感测模块122、一角度感测模块125、一通 信模块123与一第一射频读取器124组成)，其彼此电性连接。射频读取器 124可连接或内建在电路板模块12上，且射频读取器124的射频天线1241 穿入通孔113而至输出轴112的端面再予以胶合。通过读取感应螺栓2’上的 射频标签22’(或卷标螺栓2”上的射频标签22”)的内建数据或传送扭力感应 模块122感测所产生的锁固数据，以写入射频标签22’(或22”)。扭力传感 器1的输出轴112(方头型式)可以设计如；扭力传感器1’的输出轴112’(内 六角型)，抑或是扭力传感器1”的输出轴112”(外六角型)等搭配待锁固的 结合件形状而加以改变。

如图5所示，为本发明的传输套筒的结构图。

其内建有；一第三微处理器32’、一第三射频读取器33’、一第三通信单 元34’与一第三电源单元35’。第三微处理器32’内含一放大电路321’(未显 示)；第三通信单元34’含一通信天线341’与一通信天线保护套342’；第三射 频读取器33’含一第三射频天线331’。此一具感应与传输功能的传输套筒3’ 或具传输驱动头的传输套筒3”，其一端311’或311”可拆卸地连接扭力工具5 的出力端，另一端312’或312”可拆卸地连接贴附有射频标签的螺栓～感应螺 栓2’、标签螺栓2”、感应内六角螺栓2’”或标签内六角螺栓2””的驱动端21’、21”、21’”或21””。传输套筒3’或具传输驱动头的传输套筒3”的入力端(311’ 或311”)或出力端(312’或312”)的型式都可搭配扭力工具5的出力端或螺 栓的驱动端(21’、21”、21’”或21””)的型式做弹性变更，以扩大其应用。

值得特别说明的是，当以传输套筒3’搭配感应螺栓2’时，前者可不需设 置第三射频读取器33’与一第三射频天线331’，后者可不需设置第二射频辨 识组件(射频标签)23’，两者仅分别通过无线通信单元34’与24’即可做数据的 读写储存等，谨在此加以叙明。

如图6所示，为本发明的感应螺栓与卷标螺栓的结构图。「感应螺栓」2’ 或2’”内含；一第二微处理器22’、一第二射频辨识组件(射频标签)23’、一 第二无线通信单元24’、一第二电源单元25’与一形变感测组件26’。可供射 频读取器124通过射频天线1241来读取、储存在射频标签内的数据或接收并 储存射频读取器124的射频天线1241所传送来的有关螺栓的制造厂商代码、 生产批号、螺栓材质、螺栓等级、可承受的最大锁紧扭力值的生产履历数据 以及销售历程数据，且储存锁固作业产生的锁固数据，锁固数据包含；锁固 时间、作业人员ID、实际锁紧的扭力值或其组合。「标签螺栓」2”或2””内含； 一第一射频辨识组件(射频标签)23”，只能通过射频天线1241存取信息， 无法做夹紧力大小的实时侦测。所存入的扭力或夹紧力信息需来自于扭力传 感器的电路板模块12经射频读取器124与射频天线1241写入卷标内的内存， 或是将读取自数字扭力板手等锁紧后得到的数据，经由扭力控制装置通过传 输套筒的微处理器与射频读取器124和射频天线1241以写入卷标内的内存。

图7为本发明的扭力传感器以及传输套筒与感应螺栓/卷标螺栓的操作 系统示意图。前端方头的扭力传感器1的连接轴孔1111可拆卸地连接扭力工 具5的出力端，扭力传感器1的输出端112可拆卸地连接中介件3(传统的 传输套筒)的入力端，中介件3的另一端可拆卸地连接感应螺栓2’或标签螺 栓的2”的驱动端(21’、21”、21’”或21””)。扭力控制装置4依据扭力传感器 1内的射频读取器124与射频天线1241读取螺栓上的射频标签23’或23”的生产履历数据，以判断使用的螺栓规格是否正确，以及设定的目标扭力是否 在容许的范围，以实时提出警示，且在锁固作业完成时，将锁固数据经由扭 力传感器1的射频读取器124和射频天线1241写入螺栓的射频标签23’或23” 内，或通过物联网储存在周边或云端的服务器。而，前端内六角的扭力传感 器1’或前端外六角的扭力传感器1”则不需使用中介件3，直接可拆卸地连接 尺寸相符合的感应螺栓2’或标签螺栓的2”的驱动端(21’、21”、21’”或21””)； 而，前端内六角的传输套筒3’的连接轴孔311’或前端外六角的传输套筒3” 的连接轴孔311”可拆卸地连接扭力工具5的出力端，传输套筒3’的输出端 312’可拆卸地连接感应螺栓2’或标签螺栓的2”的驱动端(21’或21”)，而传 输套筒3”的输出端312”可拆卸地连接感应螺栓2’”或标签螺栓的2””的驱动 端(21”或21””)。扭力控制装置4依据传输套筒内射频读取器33’与射频天 线331’读取螺栓上的射频标签(23’或23”)的生产履历数据，以判断使用的 螺栓规格是否正确，以及设定的目标扭力是否在容许的范围，以实时提出警 示，且在锁固作业完成时，将锁固数据经由传输套筒的射频读取器33’写入 螺栓的射频标签(23’或23”)内或通过物联网储存在周边或云端的服务器。 上述所有相连接的方式与其功能并不受各相关尺寸与型式的影响，在此予以 叙明。

图8为本发明使用扭力传感器与感应螺栓/标签螺栓的监控方法与施行 步骤图。请参考图7以佐说明。以扭力工具5套接扭力传感器1再接合一传 统中空的传输套筒3以驱动一感应螺栓2’或标签螺栓2”；或是以扭力工具5 驱动一扭力传感器1’直接套接一感应螺栓2’或标签螺栓2”；抑或是以扭力工 具5驱动一扭力传感器1”直接套接一感应内六角螺栓2’”或标签内六角螺栓 2””。在螺栓预锁时，通过扭力传感器4内建的射频读取器124通过射频天线 1241扫瞄作业人员ID。依预定的锁固顺序读取螺栓上的卷标标识符，依卷 标内储存的螺栓生产履历所载信息，判定螺栓规格正确与否。如规格有误， 扭力控制装置4发出警示信号，控制扭力工具5无法启动；如规格正确，将 卷标标识符通过扭力传感器的电路板模块12内的通信模块123，传递至扭力 控制装置4的通信模块43与控制模块41，依扫瞄顺序予以编辑，同时，设 定分段锁紧的段数、每一阶段的扭力或每一螺栓的锁固作业的模式，以及选 择同轴锁固的方向～采正时针或逆时针。接着，进行锁固作业，扭力控制装 置4全程监控锁固的顺序、每段的锁固作业的模式以及各阶段的目标扭力是 否正确，实时提出警示。未排除问题前，动力扭力工具无法启动，手动扭力 工具则由扭力控制装置4提出警示。锁固作业完成，扭力控制装置4将锁固 有关信息经通信模块43传递至扭力传感器的通信模块123，再通过微处理器 121经射频读取器124的射频天线1241写入感应螺栓2’或标签螺栓2”内， 或由扭力控制装置4的输出入模块44传递储存在周边服务器或经物联网存在 云端服务器，以供事后的追踪核查。

图9为本发明使用传输套筒与感应螺栓/标签螺栓的监控方法与施行步 骤图。请参考图7以佐说明。以扭力工具5套接一传输套筒3’再驱动一感应 螺栓2’或标签螺栓2”抑或是以一具传输驱动头的传输套筒3”驱动一感应内 六角螺栓2’”或标签内六角螺栓2””。在螺栓预锁时，通过传输套筒3’或传输 套筒3”的射频读取器33’通过射频天线331’扫瞄作业人员ID，再依预定的锁 固顺序读取螺栓上的卷标标识符，依卷标内储存的螺栓生产履历所载信息判 定螺栓规格正确与否。如规格有误，扭力控制装置4发出警示信号，控制扭 力工具5无法启动；如规格正确，则将标识符通过传输套筒3’或传输套筒3” 的通信单元34’，经扭力控制装置4的通信模块43传递至控制模块41，依扫 瞄的顺序予以编辑，同时，设定分段锁紧的段数、每一阶段的扭力大小或每 一螺栓的锁固作业的模式，以及选择同轴锁固的方向～采正时针或逆时针， 以进行锁固作业，扭力控制装置4全程监控锁固的顺序、每段锁固作业的模 式以及各阶段的目标扭力是否正确，实时提出警示。未排除问题前，动力工 具无法启动，手动工具则由扭力控制装置4提出警示。锁固作业完成时，扭 力控制装置4将锁固有关信息经通信模块43传递至传输套筒3’或传输套筒 3”的通信单元34’，再通过微处理器32’经射频读取器33’的射频天线331’写 入螺栓的标签内，或由扭力控制装置4的输出入模块44传递储存在周边服务 器或经物联网存在云端服务器，以供事后的追踪核查。

图10为本发明的锁固顺序监控方法。主要是利用本发明的结构设计，将 射频读取器124装设在扭力传感器或传输套筒内。使射频读取器124的射频 天线1241导至最接近贴附有射频标签23’的螺栓的驱动端(21’、21”、21’” 或21””)；或内建有微处理器32’、射频读取器33’、通信单元34’与电源单元 35’的传输套筒3’或传输套筒3”使射频天线331”贴在最接近贴附有射频标签23’的螺栓的驱动端(21’、21”、21’”或21””)以便信息的正确读写而不受干 扰。(射频标签亦可采用表面声波～SAW的感测组件而不需使用供电单元) 螺栓预锁时：

1、通过射频读取器的射频天线读取螺栓的卷标信息以判断使用的螺栓正 确与否？

2、以「学习模式」，依预定的锁固顺序读取螺栓卷标的ID序号，通过 通信单元将锁固顺序传输、记忆、储存在扭力控制装置4的控制模块41，在 扫瞄顺序的同时，亦可针对特定的螺栓设定锁固作业的模式(时间、扭力或 角度等或其组合)，由控制模块41同步完成锁固顺序的编辑。顺序的编辑逻 辑，可进一步定义为；采取同轴顺时针或同轴逆时针方向进行锁紧作业。接 着，

3、以「锁固作业的模式」进行锁紧作业。作业人员可随意自任一螺栓开 始锁固。以图示说明如下。

如下图A所示，如采同轴顺时针方向，且预锁顺序为3→4→1→2，则作 业人员可随意自任一螺栓开始锁固；如2→1→3→4或4→3→2→1或3→4 →1→2或1→2→4→3。

如下图B所示，如采同轴逆时针方向，且预锁顺序为2→1→4→3，则作 业人员可随意自任一螺栓开始锁固；如4→3→1→2或3→4→2→1或2→1 →4→3或1→2→3→4。

本发明除了将原US2015/0041162A1美国发明专利权利要求4的贴附 有RFID射频组件与应变感测组件的感应螺栓，利用螺栓上的射频组件ID标 识符，搭配本发明的结构设计，以内建有射频读取器与射频天线的扭力传感 器或传输套筒，可以在有限的空间且传输功率受限的情况下，不会受到干扰 地读取射频标签内储存的螺栓有关的生产与销售履历数据，在锁固前确认使 用的螺栓规格是否正确，再在锁固作业完成时，实时将有关锁固的信息，如 施工人员的ID、施工的时间/日期、施加的扭力或夹紧力大小通过射频读取 器与射频天线写入卷标的内存或经由无线通信模块储存在周边服务器或经物 联网储存在云端服务器，以供螺栓的质量控管、锁固过程中锁固顺序与扭力 或夹紧力的监控，以及事后的追踪核查，以厘清施工责任。

本发明的监控系统和方法除监控锁固的顺序外，更可设定每颗螺栓分几 个阶段锁固以及每一阶段应锁至目标扭力的百分比或扭力大小。例如：规定 分3段锁至目标扭力100NM，第一段应锁至目标扭力的50％或50NM，第二 段应锁至目标扭力的75％或75NM，第三段才锁至目标的扭力值100NM。且 全程由扭力控制装置监控每段每颗螺栓皆要锁到目标值才能进入下一段，直 到全部达到目标值。过程中，如作业人员不按规定操作，可由扭力控制装置 提出警示与记录以供管理者参考。亦可统计锁固螺栓合格与不合格的总数。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识 到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述 内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的 保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种螺栓锁固作业的监控系统，其特征在于，包含：

扭力工具，所述的扭力工具为手动、气动、电动或油压驱动的扭力工具；

射频读取器，所述的射频读取器设置在扭力传感器或中介件内，通过读取螺栓上的射频标签内建的数据或传送所述的扭力感测模块感测所产生的锁固数据，以写入所述的射频标签；所述的扭力传感器，外接或内设在所述的扭力工具上，所述的扭力传感器包含分别设置在两端的输出轴及连接轴孔，所述的输出轴具有通孔，且所述的通孔的开口位于所述的输出轴的端面，所述的连接轴孔连接所述的扭力工具的出力端，所述的扭力传感器具有电路板模块与电源模块，其彼此电性连接，所述的射频读取器连接或内建在所述的电路板模块上，且所述的射频读取器的传输天线穿入所述的通孔而至所述的输出轴的端面再予以胶合；所述的中介件的一端可拆卸地连接所述的扭力传感器的所述的输出轴，所述的中介件的另一端可拆卸地连接所述的螺栓的驱动端，当所述的射频读取器设置在所述的中介件上时，所述的中介件的一端可拆卸地连接所述的扭力工具的出力端，所述的中介件具有微处理器、射频读取器、通信单元与电源单元，其彼此电性连接，且所述的射频读取器的所述的传输天线胶合在所述的中介件最贴近所述的螺栓的所述的驱动端；其中，射频天线必需延伸胶合在最贴近螺栓贴附的射频标签位置，以利信息有效的读取或写入；

至少一所述的螺栓，所述的螺栓为驱动端设有射频标签的卷标螺栓，以接收并储存所述的射频读取器的所述的传输天线所传送来的有关所述的螺栓的制造厂商代码、生产批号、螺栓材质、螺栓等级、可承受的最大锁紧扭力值的生产履历数据以及销售历程数据，且储存锁固作业完成所产生的锁固数据，锁固数据包含锁固时间、锁固人员ID、实际锁紧的扭力值或其组合，或供所述的射频读取器通过所述的传输天线来读取、储存在所述的射频标签内的数据；以及

扭力控制装置，依据所述的射频读取器与所述的射频天线读取所述的螺栓上的所述的射频标签的生产履历数据，以判断使用的所述的螺栓是否正确，以及设定的目标扭力是否在容许的范围，以实时提出警示，且在锁固作业完成时，将锁固数据通过物联网储存在周边或云端的服务器，或是通过所述的射频读取器的所述的射频天线写入所述的螺栓的所述的射频标签内。

2.如权利要求1所述的螺栓锁固作业的监控系统，其特征在于，所述的扭力控制装置包含可程序操作监控模式，依据所述的射频读取器所依序读取并传送来的若干个螺栓的若干个射频标签标识符，以记录并编辑锁固顺序与锁固作业的模式，再进行锁固，并在实际锁固作业中，监控作业人员未依所述的锁固顺序或所述的锁固作业的模式进行锁固时，实时发出警示或切断动力源，以停止所述的扭力工具作动。

3.如权利要求2所述的螺栓锁固作业的监控系统，其特征在于，所述的射频读取器所依序读取并传送至扭力控制装置的若干个螺栓的若干个射频标签标识符，以记录并编辑的锁固顺序，以程序设定为采取同轴顺时针或逆时针方向进行锁紧作业，而作业人员可随意自任一个螺栓开始锁固。

4.如权利要求2所述的螺栓锁固作业的监控系统，其特征在于，当所述的射频读取器设置在所述的中介件上时，所述的中介件配置为内建有射频读取器和射频天线以及微处理器、电源单元、通信单元和通信天线的传输套筒，以读取并传输射频标签至所述的扭力控制装置，做锁固顺序的程序编辑和监控，并将所述的螺栓的信息写入所述的射频标签；所述的中介件的入力端连接轴孔与出力端型式，搭配扭力工具的出力端与待驱动的螺栓头部型式而弹性变化。

5.如权利要求1所述的螺栓锁固作业的监控系统，其特征在于，当所述的射频读取器设置在所述的扭力传感器上时，所述的扭力传感器的输出轴为内六角套筒型式，其套筒孔底具有通孔，以导引出射频天线至最贴近螺栓驱动端的位置，再予以固定胶合，通过读取螺栓上射频标签的内建数据或传送所述的扭力感测模块感测所产生的锁固数据，以写入所述的射频标签；或者是，所述的扭力传感器的输出轴为外六角或其他型式的驱动轴以驱动各种相对应型式的螺栓头。

6.如权利要求1所述的螺栓锁固作业的监控系统，其特征在于，贴附有射频标签的所述的卷标螺栓也为内建有微处理器、形变感测组件、无线通信模块与电源单元的感应螺栓；卷标螺栓与感应螺栓的射频标签必需贴附在对应的射频天线可有效通信的位置。

7.一种螺栓锁固作业的监控系统，其特征在于，包含：

扭力工具，所述的扭力工具为手动、气动、电动或油压驱动的扭力工具；

至少一螺栓，所述的螺栓为仅内建有微处理器与形变感测组件以及无线通信模块与电源单元的感应螺栓；

中介件，所述的中介件为仅内建有微处理器、电源单元、通信单元和无线通信天线的传输套筒，通过所述的中介件读取并传输所述的螺栓的感应信号；

扭力控制装置，所述的扭力控制装置接收所述的中介件所传送的感应信号，以记录并编辑锁固顺序与锁固作业的模式，再进行锁固，并在实际锁固作业中，监控作业人员未依所述的锁固顺序或所述的锁固作业的模式进行锁固时，实时发出警示或切断动力源，以停止所述的扭力工具动作，且在锁固作业完成时，将锁固数据通过物联网储存在周边或云端的服务器，锁固数据包含锁固时间、锁固人员ID、实际锁紧的扭力值或其组合；

其中，所述的中介件也将所述的螺栓的信息写入所述的螺栓的微处理器的内存，所述的中介件的入力端连接轴孔与出力端型式，搭配所述的扭力工具的出力端与待驱动的螺栓的头部型式而弹性变化。

8.如权利要求7所述的螺栓锁固作业的监控系统，其特征在于，所述的中介件所依序读取并传送至所述的扭力控制装置的若干个所述的螺栓的若干个感应信号，以记录并编辑的锁固顺序，以程序设定为采取同轴顺时针或逆时针方向进行锁紧作业，而作业人员随意自任一个螺栓开始锁固。