(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211059857.1 (22)申请日 2022.08.31 (71)申请人 上海交通大 学 地址 200240 上海市闵行区东川路80 0号 (72)发明人 徐永生　张卫刚　徐凌超　 (74)专利代理 机构 上海伯瑞杰知识产权代理有 限公司 312 27 专利代理师 孟旭彤 (51)Int.Cl. G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) G06N 20/00(2019.01) (54)发明名称 一种基于人工智能的螺栓紧固装置及其方 法 (57)摘要 本发明公开了一种基于人工智能的螺栓紧 固装置及其方法， 解决了传统螺栓紧固办法难以 确保紧固到最理想状态， 紧固精度低的问题， 其 技术方案要点是包括有紧固扳手、 紧固驱动装 置、 紧固监控装置， 通过准备紧固数据， 建立人工 智能的紧固监控模型， 通过紧固数据对监控模型 进行训练和验证， 完成训练后将紧固监控模型运 用部署至紧固监控装置中进行预测判断， 通过紧 固监控装置的实时监控， 控制紧固驱动装置进行 启停动作， 本发 明的一种基于人工智能的螺栓紧 固装置及其方法， 能实时对紧固工程状态进行监 控， 并且通过人工智能的监控模 型能进行预测判 断以准确停止紧固工作， 能有效提高螺栓紧固预 紧力控制的精度， 更加可靠 。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115329942 A 2022.11.11 CN 115329942 A 1.一种基于人工智能的螺 栓紧固方法， 其特 征是， 包括有以下步骤： 数据准备： 基于实际工程需求， 对不同规格的螺栓实施紧固处理， 采集获取实际紧固数 据； 模型构建： 设计适用于螺栓紧固工程特征的监控模型， 对采集的实 际紧固数据进行预 处理， 将收集到的序列数据进行时频变换和适应对应模型 的标准化， 通过处理后的紧固数 据对监控 模型进行训练和验证； 模型应用： 将训练好的监控模型编码部署于螺栓紧固监控装置， 通讯连接紧固扭矩测 量模块、 扭转角度测量模块及人机交 互模块； 紧固工作： 通过人机交互模块设置紧固参数， 启动紧固驱动装置， 连接螺栓紧固扳手， 紧固监控装置实时接收监控反馈的紧固数据， 通过监控模型实时判定紧固过程是否达到紧 固要求， 并于 达到要求时反馈以控制紧 固驱动装置停机， 完成紧 固工作。 2.根据权利要求1所述的基于人工智能的螺栓紧固方法， 其特征是， 具体的数据准备包 括有以下步骤： 使用紧固驱动装置和紧固扳手对不同规格螺栓实施紧固， 紧固到预定扭矩时停止， 收 集紧固数据； 随后以手动控制方式紧固到螺栓失效， 收集实 际紧固数据， 紧固数据包括有螺旋副摩 擦系数、 紧 固扭矩、 紧 固扭角、 通过力传感器返回的螺 栓预紧力； 标记每颗 螺栓紧固过程的最佳停止时刻， 获取相关数据用于模型训练及验证。 3.根据权利要求2所述的基于人工智能的螺栓紧固方法， 其特征是， 紧固监控装置实时 接收的紧固数据包括有： 紧固扭矩测量模块测 量获取的紧固扭矩、 扭转角度测量模块测量 获取的紧 固扭角、 人机交 互模块设定的紧 固参数。 4.根据权利要求2所述的基于人工智能的螺栓紧固方法， 其特征是， 模型构建的训练和 测试具体为： 将采集获取的实际紧 固数据进行 预处理； 通过采集的实 际紧固数据对构建的监控模型进行训练， 并不断进行验证， 直至模型收 敛； 对训练好的监控模型， 基于实际紧固数据中的紧固扭矩、 紧固扭角进行模拟输入， 验证 监控模型输出 结果的准确性。 5.一种基于人工智能的螺栓紧固装置， 其特征是， 包括有： 紧固扳手、 紧固驱动装置、 紧 固监控装置； 所述紧固监控装置包括有扭矩测量模块、 扭转角度测量模块、 人机交互模块及数据通 讯模块， 还 包括有嵌入式部署于紧 固监控装置内的监控 模型； 所述紧固扳手受控于所述紧固驱动装置， 所述紧固驱动装置耦接并响应于所述紧固监 控装置； 所述人机交互模块设定有紧固工程的紧固参数， 所述扭矩测量模块测量获取紧固扭 矩， 所述扭转角度测 量模块测量获取紧固扭角； 所述监控模型通过数据通讯模块连接于所 述扭矩测 量模块、 扭转角度测量模块， 并于判定达到预定紧固要求时输出预测紧固停止指 令。 6.根据权利要求5所述的基于人工智能的螺栓紧固装置， 其特征是： 所述人机交互模块权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115329942 A 2包括有触摸屏、 遥控器； 所述遥控器包括有控制按 钮、 显示屏及扫码部件。 7.根据权利要求5所述的基于人工智能的螺栓紧固装置， 其特征是： 所述紧固驱动装置 为液压驱动或气压驱动。 8.一种基于人工智能的螺栓 紧固平台， 其特征是： 所述平台包括服务器， 服务器具有存 储器； 以及 耦合到所述存储器的处理器， 该处理器被配置为执行存储在所述存储器中的指令， 所 述处理器执行以下操作： 数据准备： 基于实际工程需求， 对不同规格的螺栓实施紧固处理， 采集获取实际紧固数 据； 模型构建： 设计适用于螺栓紧固工程特征的监控模型， 对采集的实 际紧固数据进行预 处理， 将收集到的序列数据进行时频变换和适应对应模型 的标准化， 通过处理后的紧固数 据对监控 模型进行训练和验证； 模型应用： 将训练好的监控模型编码部署于螺栓紧固监控装置， 通讯连接紧固扭矩测 量模块、 扭转角度测量模块及人机交 互模块； 紧固工作： 通过人机交互模块设置紧固参数， 启动紧固驱动装置， 连接螺栓紧固扳手， 紧固监控装置实时接收监控反馈的紧固数据， 通过监控模型实时判定紧固过程是否达到紧 固要求， 并于 达到要求时反馈以控制紧 固驱动装置停机， 完成紧 固工作。 9.一种存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 该程序被处理器执行时， 实现 如权利要求1至4中任一所述的方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115329942 A 3