CN213275986U - 一种检测部件间发生相对旋转的装置和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种检测部件间发生相对旋转的装置和系统。其中检测部件间发生相对旋转的装置，包括：标签检测与所述标签连接的至少一个检测电路的通断；当所述标签检测到所述至少一个检测电路断开时，确定所述部件间发生相对旋转；所述检测电路与所述标签形成至少一个闭合回路，所述至少一个闭合回路在所述部件间发生相对旋转时被断开。本实用新型可以自动识别部件间发生相对的旋转。而且，即便部件间发生微小的相对旋转也可以容易地被检测到，因此极大程度上提高了检测部件间发现相对旋转的灵敏度。此外，本实用新型还可以检测到部件间发生相对旋转的角度的范围和旋转方向。

Description

一种检测部件间发生相对旋转的装置和系统

技术领域

本实用新型涉及设备的检测技术，特别涉及一种检测部件间发生相对旋转的装置和系统。

背景技术

在很多领域，都需要将多个部件组装或连接起来。部件在使用过程中会受到外力影响，经常会导致部件间发生松动，甚至脱落，会引发潜在的危险，例如铁路运输、海洋运输、航空航天等设备中使用经常使用多个部件并将其连接使用，如果连接部件发生松动甚至脱落，会引发各种事故，造成灾难性后果。

例如在高铁的检修过程中，由于机车的结构复杂，有很多关键位置不便于维修人员进行作业操作，如松动定位线有可能被灰尘盖住而看不见、或是在隐蔽位置不便人员查看、又或者是在较小的空间中人员很难去查看等，不容易进行人工检测。但是现有的部件间发生相对旋转的检测方法不够精确，而且操作复杂，使用不方便。

实用新型内容

鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种检测部件间发生相对旋转的装置和系统。

第一方面，本实用新型实施例提供一种检测部件间发生相对旋转的装置，包括：

标签和与所述标签连接的至少一个检测电路；

所述标签用于检测所述至少一个检测电路断开，确定所述部件间发生相对旋转；

所述检测电路与所述标签形成至少一个闭合回路，以使得所述部件间发生相对旋转时，所述闭合回路被断开。

在一个实施例中，所述检测电路，包括：至少两条金属检测线和导电座；

所述至少两条金属检测线的一端和所述标签相连，另一端与所述导电座相连；

所述导电座用于设置在第一部件上，所述标签用于设置在第二部件上，以使得当所述第一部件和所述第二部件发生相对旋转时，所述至少一条金属检测线被断开。

在一个实施例中，一种检测部件间发生相对旋转的装置，包括：多条检测电路；

所述多条检测电路在所述第一部件和第二部件间相对旋转的旋转平面上按照预设的角度布置。

在一个实施例中，一种检测部件间发生相对旋转的装置，所述导电座与所述第一部件的连接方式为下述任意方式之一或组合：粘接、焊接、铆接和螺纹连接；

所述标签与所述第二部件的连接方式为下述任意方式之一或组合：套接、粘接和焊接。

在一个实施例中，一种检测部件间发生相对旋转的装置，还包括：切割构件；

所述检测电路包括所述至少一条金属检测线，所述至少一条所述金属检测线与所述标签相连；

所述标签和所述至少一条金属检测线用于设置于所述第二部件上，所述切割构件用于设置于所述第一部件上，且穿过所述闭合回路，以使得所述第一部件和所述第二部件发生相对旋转时，所述至少一条金属检测线被所述切割构件断开。

在一个实施例中，所述第一部件和第二部件间通过螺纹连接，所述标签用于根据所述第一部件和第二部件间发生相对旋转的角度，使用如下公式计算所述第一部件和第二部件间在垂直于所述旋转平面的方向上发生的位移：

L＝m*λ*(n/2π)；

其中，L为部件间在垂直于所述旋转平面的方向上发生的位移，m为螺纹头数，n为旋转角度。

在一个实施例中，一种检测部件间发生相对旋转的装置，所述切割构件与所述第一部件的连接方式为下述任意方式之一或组合：粘接、焊接和螺纹连接；

所述标签与所述第二部件的连接方式为下述任意方式之一或组合：套接、粘接和焊接。

第二方面，本实用新型实施例提供一种检测部件间发生相对旋转的系统，包括：

可相对旋转的两个部件，以及上述任一种检测部件间发生相对旋转的装置。

在一个实施例中，可相对旋转的所述两个部件分别为螺栓和螺母。

第三方面，本实用新型实施例提供一种检测部件间发生相对旋转的系统，包括：

可相对旋转的两个部件、上述任一种检测部件间发生相对旋转的装置，以及

标签数据采集设备，用于采集所述检测部件间发生相对旋转的装置中的所述标签记录的信息。

本实用新型实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：

本实用新型实施例提供了上述检测部件间发生相对旋转的装置和系统，用于检测部件间发生旋转，尤其，当部件位于较隐蔽空间时，或者部件体积较小，部件间的旋转不容易被人工检测时，本实用新型可以自动识别部件间发生相对的旋转。而且，即便部件间发生微小的相对旋转也可以容易地被检测到，因此极大程度上提高了检测部件间发现相对旋转的灵敏度。在检测到部件间发生了旋转后，检测人员可以通过固定的或者手持的移动标签数据采集设备进行快速方便地采集部件间发生相对旋转的信息，以便帮助检测人员判断部件间发生旋转的程度，决定是否进行更换部件。

此外，本实用新型不仅可以检测到部件间发生了相对旋转，还可以检测到更为精确的旋转角度的范围和旋转方向，为检测人员提供更多的检测信息。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型实施例中一种检测部件间发生相对旋转的装置中检测电路包括两条金属检测线和导电座的结构示意图；

图2A本实用新型实施例中一条检测电路断开，部件间发生了旋转的结构示意图；

图2B为本实用新型实施例中两条检测电路断开，部件间发生了30度旋转的结构示意图；

图2C为本实用新型实施例中三条检测电路断开，部件间发生了60度旋转的结构示意图；

图2D为本实用新型实施例中四条检测电路断开，部件间发生了90度旋转的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中一种检测部件间发生相对旋转的装置中包括切割构件的结构示意图；

图4A为本实用新型实施例中一种检测部件间发生相对旋转的装置的部件间相对旋转的旋转平面上设置了4个检测电路的结构的俯视图；

图4B为本实用新型实施例中一种检测部件间发生相对旋转的装置中包括切割构件以及12个检测电路结构的俯视图；

图5为本实用新型实施例中一种检测螺栓和螺母间发生相对旋转的装置的结构示意图。

其中，

1-编号为1的检测电路

2-编号为2的检测电路

3-编号为3的检测电路

4-编号为4的检测电路

10-第一部件

20-第二部件

30-芯片

40-金属检测线

50-切割构件

60-标签

70-导电座

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的示例性实施例。虽然附图中显示了本实用新型的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本实用新型，并且能够将本实用新型的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了解决现有的部件间发生相对旋转的检测方法不够精确，而且操作复杂，使用不方便的问题，下面以几个具体的实施例对本实用新型进行说明。

实施例一

本实用新型实施例一提供了一种检测部件间发生相对旋转的装置，包括：

标签和与该标签连接的至少一个检测电路；该标签用于检测至少一个检测电路断开时，可以确定部件间发生了相对旋转；

检测电路与该标签形成至少一个闭合回路，以使得部件间发生相对旋转时，闭合回路被断开。

本实用新型实施例中的标签包括芯片和标签天线。其中，芯片用来检测并记录与标签连接的检测电路的通断状态。标签天线用来与外部的标签数据采集设备进行无线方式的数据交换，以便将芯片中存储的检测电路的通断状态传输至标签数据采集设备中。标签可以采用任何一种无线射频技术，和/或近场通信技术的电子标签。本实用新型对于标签的类型不做任何限定。

本实用新型中标签采用RFID(Radio Frequency Identification)标签。RFID 是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号来识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，作为条形码的无线版本，RFID标签具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等。标签中所存储的检测电路的信息可以通过标签数据采集设备进行采集，并将数据传输至服务器端。

在具体的实施中，检测部件间发生相对旋转的装置的结构分为两种情况：

方式一：检测部件间发生相对旋转的装置的结构示意图如图1所示，该装置中的检测电路包括：至少两条金属检测线40和导电座70。

其中至少两条金属检测线40的一端同标签60相连，另一端与导电座70 相连，由此可以构成一个闭合的电路回路。

导电座70可以采用粘接、焊接、铆接和螺纹的任意方式之一或组合方式连接，固定在第一部件10上，并随第一部件10的旋转而旋转。本实用新型实施例不限定导电座70与第一部件10的连接方式。

标签60可以采用套接、粘接或焊接的任意方式之一或组合方式连接，用于设置在第二部件20上，标签60随第二部件20的旋转而旋转，以使得当第一部件10和所述第二部件20发生相对旋转时，所述至少一条金属检测线40 被断开。本实用新型实施例不限定标签60与第二部件20的连接方式。由于部件所处环境可能处于恶劣的环境下，需要对标签60进行保护，在一些具体实施方式中，可以在标签60外部加增一个保护套，将保护套通过各种方式设置于第二部件20上，以延长其使用寿命并维持其稳定性。

当第一部件10和第二部件20在初始被紧固时，金属检测线40是保持连接状态，因此检测电路保持通电状态。当第一部件10和第二部件20因外力作用而产生相对旋转时，至少一条金属检测线40被断开，导致检测电路发生断路，标签60一旦检测到检测电路的断开，可以判断出第一部件10和第二部件 20间发生了相对旋转。

进一步地，本实施例还可以将多条检测电路在第一部件10和第二部件20 间相对旋转的旋转平面上按照预设的角度布置。

将多条检测电路按照预设角度，布置在第一部件10和第二部件间20相对旋转的旋转平面上，不仅可以检测到第一部件10和第二部件20发生了相对旋转，还可以判断旋转的角度。如图2A中所示，当一条检测电路断开时，即图2A中圆圈所示，检测到第一部件10和第二部件20发生了0～30度旋转。如图 2B所示，当两条检测电路断开时，即图2B中圆圈所示，第一部件10和第二部件20发生了30～60度旋转。如图2C所示，当三条检测电路断开时，即图2C中圆圈所示，第一部件10和第二部件20发生了60～90度旋转。如图2D所示，当四条检测电路断开时，即图2D中圆圈所示，第一部件10和第二部件 20发生了90～120度旋转。

此外，使用多条检测线路与只使用一条检测线路相比，检测的灵敏度更高。当多条检测电路在第一部件10和第二部件间20相对旋转的旋转平面上按照预设的角度布置的时候，在该旋转平面的任何角度发生外力导致第一部件10和第二部件20发生相对旋转，与之最近的检测电路就会被断开。因此，按照预设角度，在第一部件10和第二部件20间相对旋转的旋转平面上布置多条检测电路，相对于只设置在固定位置的一条检测线路相比，检测的灵敏度更高。

在本实施例中，当部件间发生了相对旋转，会导致金属检测线被断开，标签因此很容易检测出金属检测线所连接的闭合回路发生了断路情况，因此标签可以检测到部件发生了相对旋转，同时将该检测电路的通断信息记录到芯片中。尤其当部件所在的位置不便于维修人员进行作业操作，如松动定位线有可能被灰尘盖住而看不见、或是在隐蔽位置不便人员查看、又或者是在较小的空间中人员很难去查看等，部件间的旋转不容易被人工检测时，本方法可以自动识别部件间是否发生相对的旋转。本检测方法容易实现，使用简单，可以快速有效地判断出部件发生的相对旋转。

此外，本实施例还可以对检测电路在部件间相对旋转的旋转平面上按照预设的角度布置，根据检查电路发生断路的时间和顺序，可以方便快速地确定出部件间发生旋转的角度的范围和旋转方向。可以为检测人员提供检测部件间发生相对旋转的更加精确的信息。同时，本实用新型实施例可以根据部件间在垂直于旋转平面的方向上发生的位移的长度来判断部件间发生相对旋转而导致部件间发生松动的距离，例如当部件间夹持具有一定厚度的部件时，根据部件间发生松动的距离可以确定部件间紧固的程度，在松动达到预设的程度时，可以及时被检测到，由此，可以精确地为检测或维修人员提供被检测的部件更进一步的信息。

方式二：与方式一的不同之处在于，金属检测线40不是设置在第一部件 10和第二部件20之间，而是位于第二部件20上，并在第一部件10上增加切割构件50，用于切割金属检测线40。该装置如所示，该装置包括：

检测电路，包括至少一条金属检测线40，该金属检测线与标签60相连；

标签60和上述至少一条金属检测线40用于设置于第二部件20上；

切割构件50，用于设置于第一部件10上，且穿过闭合回路，以使得第一部件10和第二部件20发生相对旋转时，至少一条金属检测线40被切割构件 50断开。

切割构件50采用粘接、焊接和螺纹任意方式之一或组合连接的方式，设置于在第一部件10上，使之可随第一部件10的旋转而旋转。

与方式一类似，标签60可以采用多种连接方式，固定设置于第二部件20 上，并随第二部件20的旋转而旋转。

当第一部件10和第二部件20在初始被紧固时，金属检测线40是保持连接状态，因此检测电路保持通电状态。同时，切割部件50穿过闭合回路，位于闭合回路的空隙中间。当第一部件10和第二部件20因外力作用而产生相对旋转时，金属检测线40和切割构件50随之发生相对位移，导致金属检测线40 被切割构件50切断，检测电路发生断路，标签60一旦检测到检测电路的断开，可以判断出第一部件10和第二部件20间发生了相对旋转。

进一步地，本实施例还可以将多条检测电路在第一部件10和第二部件20 间相对旋转的旋转平面上按照预设的角度布置。当第一部件10和第二部件20 因外力作用而产生相对旋转时，随着多条检测电路依次被切割构件50断开的顺序及其位置，不仅可以检测到第一部件10和第二部件20发生了相对旋转，还可以判断出旋转的方向以及旋转的角度范围。

在一个实施例中，如图4A所示，举例来说，在部件间相对旋转的旋转平面上设置了由4个标签构成的4个检测电路，且4个检测电路以顺时针方向的顺序，被平均布置在在部件间相对旋转的360度的旋转平面上。

标签中的芯片所记录的检测电路的信息如表1所示：

检测电路断开时间	检测电路编号	断开顺序
			2020.1.1 19:00	1	1
2020.1.2 10:00	2	2

表1 或者芯片所记录的检测电路的信息如表2所示：

检测电路断开时间	检测电路编号	断开顺序
			2020.1.1 19:00	4	1
2020.1.2 10:00	3	2

表2

根据芯片记录的检测电路发生断开的情况，以及如图3所示电路分布的位置，可以确定部件发生相对旋转的角度和方向，并将确定出的旋转角度和方向记录至芯片中。

根据表1中的信息，可以得知1号检测路线先被断开，2号检测路线后被断开，因此可以确定部件间旋转方向为顺时针，即，确定出部件间先在2020.1.1 的19：00发生了顺时针方向上的0度～90度间的旋转。部件间在2020.1.2的 10：00又发生了顺时针方向上90度～180度的旋转。标签据此可以判断出部件间旋转的角度范围和方向，则可以在芯片中增加记录部件间发生旋转的角度和方向的信息，如表3所示：

检测电路断开时间	检测电路编号	断开顺序	旋转角度(度)	旋转方向
					2020.1.1 19:00	1	1	0～90	顺时针
2020.1.2 10:00	2	2	0～180	顺时针

表3

根据表2的信息，可以得知4号检测路线先被断开，3号检测路线后被断开，因此可以确定部件间旋转方向为逆时针，即，确定出部件间先在2020.1.1 的19：00发生了逆时针方向上的0度～90度间的旋转。部件间在2020.1.2的 10：00又发生了逆时针方向上90度～180度的旋转。标签据此可以判断出部件间旋转的角度范围和方向，则可以在芯片增加记录部件间发生旋转的角度和方向的信息，如表4所示：

表4

上述例子中的检测电路设置为4个，且平均分布在部件间相对旋转的旋转平面上。因此，检测出的部件间旋转角度是一个角度范围。因此，为了提高检测部件旋转角度的精确度，可以布置更多的检测电路，则根据被断开的检测电路的顺序以及位置，检测出旋转角度的范围。

当部件间相对旋转的旋转平面上布置更多的检测电路，则可以确定更为精确的角度范围。举例来说，参照图4B所示，在部件间相对旋转的旋转平面上设置了12个检测电路，且12个检测电路以顺时针方向的顺序，被平均布置在在部件间相对旋转的360度的旋转平面上。将旋转平面分成了12份，每份30 度。当检测到1号检测电路被断开时，可以确定部件间相对旋转的角度范围在 0～30度之间，当检测到2号检测电路被断开时，可以确定部件间相对旋转的角度范围在0～60度之间，以此类推，本实施例可以更加精确地确定部件间旋转的角度。

本实用新型对于所设置的芯片数目以及设置检测电路的数目都不做限定。可以是多个芯片分别构成多个检测电路，或者由一个芯片构成多个检测电路。可以想见，当检测电路数目越多，所确定的部件间旋转角度更精确，与此同时，电路的复杂度也会随之增加。

本实用新型对检测电路在部件间相对旋转的旋转平面上按照预设的角度布置也不做限定，可以是在360度的旋转平面上平均分布，或者不平均分布。只要能按照预设角度设置检测电路即可。

更进一步地，当本实施例中第一部件10和第二部件20通过螺纹连接，根据上述实施例中所确定出的第一部件10和第二部件20发生相对旋转的角度，可以确定第一部件10和第二部件20在垂直于旋转平面的方向上发生的位移，可使用如下公式计算位移：

L＝m*λ*(n/2π)；

其中，L为部件间在垂直于旋转平面的方向上发生的位移，m为螺纹头数，λ为螺距、n为旋转角度。

由于本实施例中，因为确定出的n为旋转角度的范围，因此，使用该公式计算出的位移距离是长度的范围。当所确定的旋转角度的范围越小，则计算出位移距离的长度范围区间越小，即，位移的长度区间越精确。

本实施例通过对检测电路在部件间发生相对旋转的旋转平面上按照预设角度进行布置，并根据检测电路发生断开的时间以及顺序，不仅可以检测到部件间发生了相对旋转，还可以检测到更为精确的旋转角度的范围、旋转方向。同时，可以根据部件间在垂直于旋转平面的方向上发生的位移的长度来判断部件间发生相对旋转而导致部件间发生松动的距离，例如当部件间夹持具有一定厚度的部件时，根据部件间发生松动的距离可以确定部件间紧固的程度，在松动达到预设的程度时，可以及时被检测到，由此，可以精确地为检测或维修人员提供被检测的部件更进一步的信息。

实施例二

本实施例提供了一种检测部件间发生相对旋转的系统，包括：

可相对旋转的两个部件，以及上述实施例的检测部件间发生相对旋转的装置。

通过将检测部件间发生相对旋转的装置分别固定布置在可相对旋转的两个部件上，上述装置随着两个部件相对旋转而旋转，并进行检测，由此，该装置可以检测出两个部件间发生了相对旋转。

一个实施例中，两个部件可以通过螺纹连接，以螺栓和螺母为例，如图5 所示，检测部件间发生相对旋转的装置，包括：

导电底座70、标签60被封装在保护壳内以及标签壳体80。

标签壳体80内部具有六棱柱形的空腔，方便与与螺母套接在一起，螺栓与导电底座70固定连接。当螺栓与螺母发生相对旋转的时候，标签60可以检测到检测电路的断开，从而判定螺栓与螺母发生了相对旋转。

一个实施例中，检测部件间发生相对旋转的系统，包括：可相对旋转的两个部件，上述实施例的检测部件间发生相对旋转的装置，以及标签数据采集设备，用于采集所述检测部件间发生相对旋转的装置中的所述标签记录的信息。

标签数据采集设备可以是固定的数据采集设备，待检测的部件移动通过标签数据采集设备，从而进行部件发生的相对旋转的信息采集，或者标签数据采集设备可是移动手持式的，检测人员可以手持标签数据采集设备，采集待检测部件发生的相对旋转的信息。

本领域内的技术人员应明白，本实用新型的实施例可提供为方法、装置或系统。显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种检测部件间发生相对旋转的装置，其特征在于，包括：

标签和与所述标签连接的至少一个检测电路；

所述标签用于检测所述至少一个检测电路断开，确定所述部件间发生相对旋转；

所述检测电路与所述标签形成至少一个闭合回路，以使得所述部件间发生相对旋转时，所述闭合回路被断开。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于,所述检测电路，包括：至少两条金属检测线和导电座；

所述至少两条金属检测线的一端和所述标签相连，另一端与所述导电座相连；

所述导电座用于设置在第一部件上，所述标签用于设置在第二部件上，以使得当所述第一部件和所述第二部件发生相对旋转时，所述至少一条金属检测线被断开。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，包括：多条检测电路；

所述多条检测电路在所述第一部件和第二部件间相对旋转的旋转平面上按照预设的角度布置。

4.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述导电座与所述第一部件的连接方式为下述任意方式之一或组合：粘接、焊接、铆接和螺纹连接；

所述标签与所述第二部件的连接方式为下述任意方式之一或组合：套接、粘接和焊接。

5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括：切割构件；

所述检测电路包括所述至少一条金属检测线，所述至少一条所述金属检测线与所述标签相连；

所述标签和所述至少一条金属检测线用于设置于所述第二部件上，所述切割构件用于设置于所述第一部件上，且穿过所述闭合回路，以使得所述第一部件和所述第二部件发生相对旋转时，所述至少一条金属检测线被所述切割构件断开。

6.如权利要求3所述的装置，其特征在于,所述第一部件和第二部件间通过螺纹连接，所述标签用于根据所述第一部件和第二部件间发生相对旋转的角度，使用如下公式计算所述第一部件和第二部件间在垂直于所述旋转平面的方向上发生的位移：

L＝m*λ*(n/2π)；

其中，L为部件间在垂直于所述旋转平面的方向上发生的位移，m为螺纹头数，λ为螺距，n为旋转角度。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述切割构件与所述第一部件的连接方式为下述任意方式之一或组合：粘接、焊接和螺纹连接；

所述标签与所述第二部件的连接方式为下述任意方式之一或组合：套接、粘接和焊接。

8.一种检测部件间发生相对旋转的系统，其特征在于，包括：

可相对旋转的两个部件，以及如权利要求1～7任一项所述的一种检测部件间发生相对旋转的装置。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，可相对旋转的所述两个部件分别为螺栓和螺母。

10.一种检测部件间发生相对旋转的系统，其特征在于,包括：

可相对旋转的两个部件、如权利要求1～7任一项所述的一种检测部件间发生相对旋转的装置，以及

标签数据采集设备，用于采集所述检测部件间发生相对旋转的装置中的所述标签记录的信息。

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