專利名稱：緊固件網(wǎng)絡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種緊固件。特別地，本發(fā)明涉及一種特定類型的緊固件網(wǎng)絡。
背景技術：
設備狀態(tài)的監(jiān)控正變得越來越重要。作為一個實例，飛機監(jiān)控系統(tǒng)近年來已經(jīng)在“飛機完好性管理”的名義下被引入。這種監(jiān)控系統(tǒng)的目的在于輔助使飛機維護流線化和減小對飛行計劃的破壞。
監(jiān)控系統(tǒng)如“飛機完好性管理”系統(tǒng)期望能夠執(zhí)行收集有關飛機或其他被監(jiān)控設備的數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)傳送給中央或遠程處理系統(tǒng)的功能。對于飛機的實例，遠程處理系統(tǒng)可以是在船上，或者它可以在陸地上，從而在飛機著陸之前就已經(jīng)識別出問題或潛在的問題。然后維護可以和需要的人力計劃和/或零部件一起準備好以維修飛機。
可以理解的是，飛機維護的成本具大，目前這種成本還在繼續(xù)增加。還可以理解的是，維護成本減小10％可以增加達40％的凈收益。
本發(fā)明的目的是使監(jiān)控系統(tǒng)，尤其是監(jiān)控飛機上的系統(tǒng)更方便，但本發(fā)明不限于此應用。本發(fā)明的再一個目的是不僅能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控，而且能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)所監(jiān)控到的情況采取措施的系統(tǒng)。
參考國際專利申請案No.PCT/AU2003/000759(在此將其內(nèi)容引入作為參考)，其公開號為WO2004/001235(“國際專利申請”)。該國際專利申請在其第二方面公開了一種緊固件網(wǎng)絡或系統(tǒng)，其中每個緊固件包括用于使該緊固件區(qū)別于網(wǎng)絡中的其他緊固件的地址裝置。緊固件可以是任何緊固件，包括在該國際專利申請的發(fā)明的第一方面中公開的緊固件。
在該第一方面中的緊固件可以是智能的并具有第二功能，該第二功能可利用緊固件的智能或切換能力。作為給出的機動車實例其具有幾種智能形式的緊固件。該緊固件具有能夠在機動車中固定和釋放燈泡的第一功能。該緊固件具有第二功能，其能夠感測環(huán)境光的大小以及根據(jù)感測到的光量打開或關閉燈泡。將關于環(huán)境光的大小的數(shù)據(jù)發(fā)送給中央處理器，該中央處理器根據(jù)有關的自動接通或切斷光源的期望準則使緊固件工作。
該國際專利申請還公開了緊固件可以包括傳感器，傳感器能夠傳送有關包括在第一實施例的緊固件中的緊固元件和致動裝置(在同一實施例中)的狀態(tài)的信息。該傳感器可以感測(接合或脫離的)緊固元件的當前狀態(tài)。傳感器可以感測到允許最佳地控制施加到致動裝置上的能量。為了報告性能，傳感器可以感測緊固元件或致動裝置的老化或即將發(fā)生的故障。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種供緊固件網(wǎng)絡使用的緊固件，該緊固件包括用于使該緊固件區(qū)別于網(wǎng)絡中的其他緊固件的地址裝置，并適于以下面任一種方式(i)以有序圖案的方式；或(ii)形成三維網(wǎng)絡；或或以上述兩種方式分布在整個組件中。本發(fā)明還提供這種緊固件的網(wǎng)絡，其在下文稱為“系統(tǒng)”。
本發(fā)明具有在所述國際專利申請中公開的緊固件網(wǎng)絡的另一個方面。在該方面中，緊固件網(wǎng)絡具有一個或多個下列特性。
(a)緊固件以有序圖案的方式分布在整個組件中；(b)緊固件以形成三維網(wǎng)絡的方式分布在整個組件中。
正如已經(jīng)在國際專利申請中所指出的，緊固件可以是任何合適的緊固件，包括在所述國際專利申請中公開的那些緊固件。
緊固件可以是任何其他合適的緊固件。一個實例是形成國際專利申請No.PCT/AU03/001539的主題的螺栓組件。另一個實例是形成國際專利申請No.PCT/AU2004/00371的主題的緊固件。在此將這兩篇專利的內(nèi)容引入作為參考。
所述地址裝置用于使網(wǎng)絡系統(tǒng)識別緊固件，以便形成通信和尋址指令，如激活致動裝置的指令。
緊固件可以具有致動裝置，其可以是任何合適的致動裝置，并在很大程度上取決于緊固件的特性。致動裝置的實例如下磁(線性螺線管)的、磁(旋轉螺線管)的、磁(線性致動器)的、磁(電動機)的、壓電的、靜電的、熱(形狀記憶合金)的、熱(雙金屬)的、熱(狀態(tài)改變)的、氣動的、液壓的、化學的、煙火或爆炸的、聲學或超聲的、電離輻射的、電離微粒的、熒光的和重力的致動裝置。
地址裝置可以是任何合適的裝置，但是優(yōu)選是能夠以非易失性的方式存儲的裝置，從而抵抗破壞和有意或無意的重寫或程序重調(diào)。還優(yōu)選的是地址裝置不能夠使一個以上的緊固件具有相同的標識，除非需要更換緊固件而采用與被更換的原始緊固件相同的標識。
通過非限制性實例，地址裝置可包括序列號、通信地址或臨時通信地址或上述方式的任意組合。
當?shù)刂费b置是序列號時，它優(yōu)選為唯一的數(shù)字，所述數(shù)字作為制造過程的一部分被編程到緊固件中，并因此在整個緊固件的使用期限內(nèi)不會改變。
當?shù)刂费b置是通信地址時，它優(yōu)選是在安裝或配置網(wǎng)絡時被賦予給緊固件的通信或網(wǎng)絡地址。
當?shù)刂费b置是臨時通信地址時，它是臨時被賦予給緊固件的地址。例如這在緊固件被配置在子網(wǎng)中是期望的，在特定會話期間使用緊固件的全部唯一地址將導致過大的通信量和/或在通信會話期間需要過大的處理費用。
地址裝置能夠?qū)⒕o固件的唯一標識以任何合適的方式進行存儲，并存儲在任何合適的存儲設備中。優(yōu)選地，存儲方法是牢靠的并使用已知的技術，例如具有校驗和或CRC保護的多重冗余存儲、對誤差檢測的備份恢復等等。優(yōu)選地，存儲方法包括防止未經(jīng)授權的訪問或篡改唯一標識的措施。
存儲設備的實例如下
硬接線法其包括開關、跳線、焊點和焊接連接(soldered links)。
非易失性存儲器其包括PROM(可編程只讀存儲器)、EPROM(可擦可編程只讀存儲器)、EEPROM(電可擦可編程只讀存儲器)、快閃存儲器、電池支持的隨機存儲器(RAM)、鐵磁RAM和光學存儲器。唯一標識的存儲器可以和微控制器的操作程序代碼組合。
半導體該形式的存儲可以包括在制造過程中被編程并且能夠由微控制器讀取的唯一序列號。
緊固件的地址或標識可以進行加密。對本發(fā)明來說可以利用多種合適形式的加密技術。作為實例，下面將進行描述。
第一實例是鏈路加密法，其中通過對該鏈路上的信息加密來保護其中信息會被截取的每個通信鏈路。信息可能在通信或控制節(jié)點處未加密地或“不受阻礙地”出現(xiàn)，并需要用其他裝置進行保護，例如物理訪問控制-下面進一步論述的-對這些問題。
第二實例是端對端加密法，其中信息在其來源被加密并在其目的地被解密，但是在通信鏈路中的中間點不能“不受阻礙地”出現(xiàn)。
作為第三實例，可以使用端對端加密和在單個加密鏈路上傳輸來獲得混合系統(tǒng)。
關于物理訪問控制，期望包括進一步的安全措施，以便防止未經(jīng)授權地訪問本發(fā)明的緊固件系統(tǒng)或網(wǎng)絡，特別是在要求程度高的地方，防止任何未經(jīng)授權方由于任何原因控制緊固件、改變系統(tǒng)設置或配置或引起對系統(tǒng)的破壞或干擾。作為實例，緊固件可以將重要物項連接在車輛上，或者將門連接在其周圍以便鎖定門。顯然在這種情況下緊固件的未經(jīng)授權的操作將會發(fā)生重要物項的偷盜或通過門侵入。
盡管文件加密是防止未經(jīng)授權地進入緊固件系統(tǒng)的一種方式，但是還存在其他控制訪問的方式。下面將列出一些非限制性的實例。
通過實體隔離系統(tǒng)或難以確定其位置可以防止對系統(tǒng)及其元件的物理訪問。例如，可以在車輛隱約出現(xiàn)(loom)的范圍內(nèi)對系統(tǒng)的接線進行偽裝。作為另一個實例，可以使用擴展頻譜無線通信技術將輻射信號隱藏在無線電噪聲中。利用擴展頻譜鏈路或其他通信方法如光纖可以使其難以截取、修改、干擾或堵塞指令或與系統(tǒng)的通信。
作為另一個實例，可以使用安全的識別方法。例如，可以使用生物判定信息技術來識別授權的個人和/或系統(tǒng)?？梢砸箅娮影踩J證通過基于計算機的系統(tǒng)授權訪問。有效訪問需要由個人或系統(tǒng)通過雙向同步交換(handshake)和身份確認方法來確認處理，或者例如通過回叫授權電話號碼或網(wǎng)絡地址的措施來確認處理。
作為另一個實例，對于特定的訪問代碼來說，緊固件的訪問和控制要求操作員或控制系統(tǒng)和主控制/數(shù)據(jù)庫進行對話，以便允許控制緊固件。除了這種明確的授權，還可以跟蹤事務處理。例如，通過緊固件本身或通過中間系統(tǒng)元件，訪問代碼和緊固件操作可以記錄在由主控制/數(shù)據(jù)庫存儲的時間標記的日志中。檢索這種日志可以為核對跟蹤目的而進行分析。
在本發(fā)明的系統(tǒng)中，每個激活裝置可以致動一個或多個緊固元件。該系統(tǒng)優(yōu)選包括一控制裝置，通常利用來自能源的能量用于控制致動裝置的致動。每個控制裝置可以控制一個或多個致動裝置。
進一步優(yōu)選的是本發(fā)明的系統(tǒng)包括通常響應外部激勵用于控制控制裝置并通過控制裝置控制致動裝置的智能控制器設備。每個智能控制器設備可以控制一個或多個控制裝置。
此外，在本發(fā)明的系統(tǒng)中，優(yōu)選的是提供一用于向致動裝置提供能量的能源。該能源包括本地能量存儲器，如在電池中存儲能量，或外部施加能量，或上述兩種方式的組合。
該系統(tǒng)包括在下面將要說明的傳感器。該系統(tǒng)進一步包括外部感測裝置，用于確定和報告如與緊固件接合的元件相關的外部元件的狀態(tài)以及接合狀態(tài)。
網(wǎng)絡可以以任何合適的方式進行構造。優(yōu)選地，網(wǎng)絡形成星形或菊花鏈。當網(wǎng)絡形成星形時，電源開關或處理器定位在星形中央，同時每個緊固件與中央電源開關/處理器單獨連接。在菊花鏈的情況下，連接器在鏈路中與電源串聯(lián)地布置?？蛇x地，通過使用電纜或單獨的數(shù)據(jù)同步傳輸電纜，數(shù)據(jù)輸送也可以形成鏈路的一部分。
特別地在緊固件網(wǎng)絡的情況下，緊固件包括一傳感器，其能夠傳輸有關緊固元件和致動裝置的狀態(tài)的信息，包括感測(接合或脫離的)緊固元件的當前狀態(tài)，感測到允許最佳地控制施加到致動裝置上的能量以及為了報告性能感測緊固元件或致動裝置的老化或即將發(fā)生的故障。
傳感器可以以多種方式進行操作，例如使用一個或多個限位開關，所述限位開關可以利用電觸點、磁性、光學、電容或任何其他合適的感測機構，以感測當前的緊固件狀態(tài)(即打開、關閉、中間或多個穩(wěn)定位置中的任何一個)。另一個實例是一個或多個安裝在緊固件上或與緊固件相關聯(lián)的應變儀或等同的應力感測設備，其用于感測位置和狀態(tài)并具有高的分辨率水平，能夠進行精確的位置確定和控制。作為另一個實例，力傳感器或力感測設備可以安裝在緊固件上或與緊固件相關聯(lián)，從而以高的分辨率水平感測施加在緊固件上的力或由緊固件施加的力和緊固件的狀態(tài)，并再次實現(xiàn)精細的位置確定和控制。可以使用近端傳感器或等同的定位感測設備來感測緊固件的位置?？梢允褂脺囟葌鞲衅骰虻韧臏囟雀袦y設備感測緊固件的溫度，并根據(jù)緊固件類型，用其來最佳地控制緊固件和感測緊固件的狀態(tài)。傳感器的其他實例對本領域技術人員來說是明顯的。
除了能夠獲得有關緊固件位置和對網(wǎng)絡系統(tǒng)的其他區(qū)域的狀態(tài)報告，可以使用傳感器使緊固件控制操作最優(yōu)化。非限制性的實例如下。
在第一實例中，使用限位開關類型的傳感器來感測到達脫離位置的桿的移動。向致動裝置提供大的功率直到其到達脫離位置，同時限位開關報告該位置。此時，將功率減小到較低的水平，其仍然足以使緊固件保持在脫離位置。從而使操作時間、能量消耗和發(fā)熱最小。
在第二實例中，應變儀與桿相連接。向致動裝置提供大的功率直到桿被偏轉到脫離位置。利用應變儀檢測該位置能夠使功率減小到較低的水平，其足以使緊固件保持在脫離位置，但同時使操作時間、能量消耗和發(fā)熱最小。此外，對桿的彎曲度隨施加功率和時間而變化的分析將檢測到桿的老化以及在完全失效之前更換需要的信號。
作為第二實例的一種變形，可以在桿上提供兩個應變儀，每側各一個。差動測量能夠以高分辨率在整個桿的移動中確定桿的位置。普通方式測量可以測量桿的線性拉伸或壓縮并由此確定桿上的軸向載荷。
作為第三實例，傳感器可以感測緊固元件中的內(nèi)容物(或者是否沒有內(nèi)容物)并提供適當?shù)捻憫?。例如，如果用緊固件接合的元件是管，傳感器可以感測到管中流體的存在并拒絕與管脫離，即使給出這樣操作的指令。類似地，傳感器可以感測用緊固件接合的電纜中的電流，并且如果脫離將導致危險情況則拒絕脫離。
在另一個實例中，傳感器可以是局部溫度探頭，其能夠感測環(huán)境溫度并報告給嵌入的處理器。然后該處理器計算和分配所需的適當功率量以激活致動裝置。形狀記憶合金通常由功率脈沖激活，例如150℃的功率脈沖。如果環(huán)境溫度介于-50℃至75℃之間，所述形狀記憶合金將很好地工作。但是，如果環(huán)境溫度較高，例如超過75℃，150℃的功率脈沖將導致形狀記憶合金過熱。因此，已經(jīng)感測到環(huán)境溫度的傳感器能夠使處理器計算并分配合適量的功率給緊固件，增大在較低環(huán)境溫度下系統(tǒng)的操作溫度窗口(window)，或者如果環(huán)境溫度已經(jīng)相對較高時節(jié)省功率。
該系統(tǒng)包括狀態(tài)指示裝置(例如LED或可聽到的信號)，用于指示緊固件或外部感測裝置和/或系統(tǒng)的任何其他方面的當前狀態(tài)。
進一步地，該系統(tǒng)包括通信裝置，用于使外部設備或系統(tǒng)與系統(tǒng)中本發(fā)明的緊固件通信，既用于控制又用于狀態(tài)報告功能。
在一個優(yōu)選實施例中，本發(fā)明的系統(tǒng)包括一個或多個緊固件以及一個或多個控制裝置、一個或多個傳感器、能源、智能控制設備、狀態(tài)指示器和外部感測裝置。
在一種系統(tǒng)的擴展變型中，每個所述優(yōu)選實施例的多個緊固件系統(tǒng)可以和一個或多個可選擇的通信集線器、一個或多個智能控制單元以及一個或多個主控制/數(shù)據(jù)庫單元一起網(wǎng)絡化。下面結合附圖給出這些緊固件系統(tǒng)的實例。
應該理解，對于產(chǎn)品組裝、產(chǎn)品拆卸、產(chǎn)品回收、產(chǎn)品維修和維護來說，在以上各個方面中描述的本發(fā)明具有特殊的應用范圍。
關于產(chǎn)品組裝、拆卸和產(chǎn)品回收，本發(fā)明在其各個方面的應用可結合汽車使用，例如結合外部裝飾(trims)和附件、內(nèi)部裝飾、空調(diào)單元、聲系統(tǒng)和自動電氣子組件。
關于產(chǎn)品維修和維護，本發(fā)明的緊固件可以為了修理、更換和維護而提供更快速且更安全(因為經(jīng)過授權)地訪問產(chǎn)品或設備的零部件和子組件。由于緊固件可以減少平均修理時間，因此可以顯著地節(jié)約人工。它們還可以提供成本效率以及訪問內(nèi)部元件的安全方法。
緊固件可以減少對技能的要求，因為裝配和拆卸過程可以由計算機指導。
緊固件可以以如上所述的任何方式或者以任何其他合適的方式網(wǎng)絡化。例如，緊固件可以通過硬接線或者例如通過“藍牙”通信或者通過其他無線裝置網(wǎng)絡化。
緊固件可以以下列任何一種或多種方式彼此通信和/或與中央監(jiān)視器如計算機通信通過電纜，通過無線鏈路，通過自定義的無線電通信線路，“藍牙”、“Zigbee”、“WiFi”(802.11)，電感耦合、紅外、微波、可見光或使用超聲波或其他聲能。無線電鏈路可以通過與網(wǎng)絡中的緊固件通信的外部系統(tǒng)例如全球定位系統(tǒng)(GPS)、通過SMS或MMS、通過GPRS或通過WiFi到達因特網(wǎng)接入點。
關于本發(fā)明上述實例不是限制性的。
優(yōu)選地，緊固件網(wǎng)絡分布在整個組件中，以便基本上提供一種三維模型的組件。
該組件可以從多種對象中選擇。例如，組件包括建筑物、機動車輛、飛機或各式各樣的其他對象。
無論緊固件是以有序圖案的方式或者以形成三維網(wǎng)絡的方式分布在整個組件中，都不必要求網(wǎng)絡中的每個緊固件是多功能的。然而，優(yōu)選的是每個緊固件是多功能的。
本發(fā)明特別適用于將處于每個緊固件的位置處的所有或大多數(shù)組件的外圍圖象提供給中央監(jiān)控點。例如，一個緊固件或一組緊固件可以感測環(huán)境溫度并將其與另一個緊固件或另一組緊固件感測到的溫度進行比較。該比較可以激活一些緊固件。例如，如果組件是建筑物，并通過來自各個緊固件或多組緊固件的溫度報告比較來檢測溫度差，可以激活空氣調(diào)節(jié)，或者可以打開或關閉建筑物中的一個或多個窗戶，或者同時激活空氣調(diào)節(jié)和窗戶。這樣可以提供自動的溫度控制。緊固件例如通過釋放偏置到打開位置的窗口可以執(zhí)行激活?？商鎿Q地，緊固件可以報告給激活機構，然后該激活機構執(zhí)行所需的任務。
緊固件網(wǎng)絡可以傳遞其他感測的數(shù)據(jù)，例如傳遞給分析和顯示相對于理想狀態(tài)的實時狀態(tài)的計算機。例如，組件可以是建筑物，可以使用緊固件網(wǎng)絡來響應于自然光可用性而調(diào)節(jié)照明程度。作為另一個實例，建筑物中的緊固件可以通過感測溫度的不可接受的升高(并例如激活警報或噴水裝置)而在早期檢測到火災。緊固件可以報告對系統(tǒng)中緊固件的超應力或損壞，并通過增大相鄰緊固件的緊固水平或通過激活冗余的緊固件來控制其狀態(tài)。緊固件網(wǎng)絡可以用于在緊急情況時釋放組件的特定部分。例如，在著火或爆炸的情況下，網(wǎng)絡可以指示某些緊固件釋放部子組件如桿或門，如果計算出可以減小火災或爆炸結果的嚴重性。
除了緊固功能之外，緊固件可以具有獨立的功能，或者一些或全部緊固件具有一種以上的附加功能。例如，緊固件除了具有其主要的緊固功能外還具有熱敏性和光敏性。
對本領域技術人員來說顯而易見的是，本發(fā)明具有極其廣泛的應用。下面將提出一些其他實施例。應該理解，這些實施例不是對本發(fā)明的范圍進行限制。
該組件可以是油輪的外殼。緊固件網(wǎng)絡可以適于檢測外殼上的裂口并發(fā)出警報。
緊固件網(wǎng)絡可以內(nèi)嵌在飛機的框架中并對溫度變化敏感，從而例如在電子系統(tǒng)中能夠在非常早的時期檢測到起火。在該較早的時期發(fā)出警報能夠進行快速動作進而防止重大損壞。
緊固件網(wǎng)絡可以內(nèi)嵌在軍用車輛的車體中，其適于檢測化學物質(zhì)的存在或不利的生物學條件，并采取措施從而確保使用者的安全或發(fā)出警報。
特別是在本國際專利申請的第一方面中所公開的緊固件的情況下，傳感器可以以非常經(jīng)濟的方式合并到緊固件中。當在控制緊固件的電子芯片中包括這種合適的傳感器時，實際上沒有額外的成本。
如上面所指出的，緊固件對傳感器的響應可以釋放或緊固該緊固件，或者可以產(chǎn)生一些其他類型的響應，例如警報或激活另一個機構。


下面將結合在附圖中描述的一些非限制性實例描述本發(fā)明。在這些附圖中圖1和2分別以側視圖和后視圖示出了緊固件的第一實施例，其能夠結合本發(fā)明一起使用；圖3和4分別以側視圖和后視圖示出了這種緊固件的第二實施例；圖5是能在本發(fā)明的網(wǎng)絡或系統(tǒng)中使用的緊固件的一個實施例的方框圖；圖6是示出了緊固件網(wǎng)絡的一個實施例的方框圖；圖7是示出了一種加密形式的方框圖；圖8是示出了另一種不同加密形式的方框圖；圖9是處理地址裝置的方框圖；圖10是飛機的透視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的緊固件網(wǎng)絡的一個實施例；和圖11示出了圖10中不包括飛機的緊固件網(wǎng)絡。
具體實施例方式
在圖1至4中，為了使細節(jié)清楚而放大了緊固件基座的尺寸。這些附圖示出了在本發(fā)明的網(wǎng)絡中使用的智能形式的緊固件的包裝和整合。其他緊固件可以替代這些緊固件。
首先參考圖1和2，該實施例的緊固件由模制的塑料構成，致動裝置是靈敏的記憶合金絲。緊固件10具有柔性桿12，其一端設有接合裝置14，另一端設有安裝單元16。
接合裝置14在位置15處呈楔形以接合一個凸緣(未示出)、位于第二緊固件或任何其他合適的表面上的接合裝置。
當形狀記憶合金絲18被充分加熱時，它會收縮并拉動楔形部15脫離接合。
正如從圖1中所看到的，形狀記憶合金絲18連接到電路板112和導電基座113上以用于接地回路連接(earth return connection)。單獨的線纜114傳輸功率和重疊的通信，并通過絕緣位移連接器116進行連接。
在圖3和4的實施例中，緊固件10夾緊在基座118中。絲18連接到印刷電路板112，印刷電路板112在這種情況下集成在緊固件10中?；?18容納穿過基座118并皺縮到合適位置的四路帶狀電纜120。電纜120可傳輸功率和通信，并通過電觸點122連接到緊固件10。
圖5是智能緊固件結構的方框圖，該智能緊固結構適用于存在多個緊固機構時的本發(fā)明的網(wǎng)絡。這是顯然的。
圖6的方框圖表示了一個緊固件系統(tǒng)。每個智能緊固件如圖5所示。通信集線器是可選擇的元件，它提供了用于分隔系統(tǒng)復雜性的機構，例如通過在實施起來相對昂貴的射頻網(wǎng)絡和廉價的RS-485網(wǎng)絡之間提供接口，所述RS-485網(wǎng)絡通過子網(wǎng)使多個緊固件相互連接。通過使用諸如電磁輻射、無線電(AM或FM)、磁耦合、低頻RF、微波無線電通信、擴展頻譜無線電通信、(可見、紅外)光、光纖、電(線、纜)或聲(超聲、可聽到的、次聲)的技術，這些子網(wǎng)可以使用也適用于智能固定器的任何通信方法，例如單向、雙向、全雙工、半雙工、單工、點對點、網(wǎng)絡、異步和同步通信。
智能控制單元可以是分立器件、集成電路、微控制器、微型計算機、可編程邏輯器件、混合集成電路、專用集成電路、印刷線路組件或嵌入式PC。
可選擇的感測機構可以是二進制的、多狀態(tài)的或線性的，并且可以通過以下任何一種技術來操作電(開關、觸點、應變儀、壓電的、壓阻的、磁阻的、電阻的)、磁性/霍爾效應、電容的、光、聲/超聲或機械方面的技術。
狀態(tài)指示可以是光學的、聲學的或機械的。
控制機構也可以是二進制的、多狀態(tài)的或線性的。它可以通過諸如電(開關、繼電器/接觸器、半導體、晶體管、FET、可控硅、機械(杠桿、閥、活塞)或生物學的(人或動物)的技術來操作。
能源和可選擇的存儲器可以是本地的、外部的或其組合，其使用的技術例如是原電池或蓄電池或干電池、母線衍生電源、電容器、或超級電容器、電磁輻射(RF或光)、電感耦合、聲學、化學、燃料電池、重力、機械、運動或生物學的。
現(xiàn)在轉到圖7，其示出了一種鏈路加密方式，在該方式中可以截取信息(地址數(shù)據(jù))的每個通信鏈路通過在該鏈路上加密信息來進行保護。
圖7示出了一種端對端加密方式，其中信息在其來源處被加密并在其目的地被解密。
圖9示出了一種用于緊固件的唯一身份的存儲器，它使用了基于微控制器的智能控制器，該控制器包括在制造過程中用唯一的序列號編程的內(nèi)部程序代碼存儲器。此外還包括EPROM，其存儲了用于一部分安裝和調(diào)試的編程用的網(wǎng)絡地址。用校驗和保護的方法冗余地存儲上述地址。
圖10示出了飛機210的一個組件，飛機210具有分布在整個飛機中的緊固件220的網(wǎng)絡(參見圖11)。每個緊固件212(僅標記了一些)的主要功能是使飛機組件210固定在一起。在一些情況下這些緊固件212位于飛機210內(nèi)部，在其他情況下位于飛機210的內(nèi)殼體或外殼體214上，在其他情況下貫穿常規(guī)飛機組件上的外殼214(類似于鉚釘)。
一種選擇是在飛機210中包括其他緊固件(未示出)，但是不構成緊固件網(wǎng)絡220的一部分。這些不構成緊固件網(wǎng)絡220的一部分的緊固件中的一些緊固件可以在需要(冗余)時提供，或者因為一些其他原因不構成緊固件網(wǎng)絡220的一部分。
網(wǎng)絡220中的緊固件212例如可以報告將引擎216保持在安裝件218上的那些緊固件212是否以任何方式承受著應力。如果檢測到任何應力，承受應力的緊固件附近的其他緊固件212可以增大緊固程度，從而補償任何承受應力的一個或多個緊固件的緊固缺陷。
類似地，位于外殼214和飛機襯墊(未示出)之間的緊固件212可以報告任何顯著的溫度升高，這種溫升表示例如在電纜中可能發(fā)生火災。
工業(yè)實用性如上面的描述詳細地說明，本發(fā)明在本領域內(nèi)在其各個方面具有顯著的進步并且很容易在工業(yè)上應用。
權利要求
1.一種供組件中的緊固件網(wǎng)絡使用的緊固件，該緊固件包括用于使該緊固件區(qū)別于網(wǎng)絡中的其他緊固件的地址裝置，并適于以下面任一種方式分布在整個組件中(i)以有序圖案的方式；或(ii)形成三維網(wǎng)絡；或以上述兩種方式。
2.如權利要求1所述的緊固件，其中所述緊固件包括從以下組中選擇的致動裝置磁(線性螺線管)的、磁(旋轉螺線管)的、磁(線性致動器)的、磁(電動機)的、壓電的、靜電的、熱(形狀記憶合金)的、熱(雙金屬)的、熱(狀態(tài)改變)的、氣動的、液壓的、化學的、煙火或爆炸的、聲學或超聲的、電離輻射的、電離微粒的、熒光的、重力的、磁約束的和電約束的致動裝置。
3.如權利要求1或2所述的緊固件，其中地址裝置選自以下組中序列號、通信地址或臨時通信地址或上述任何兩種或所有方式的組合。
4.如權利要求3所述的緊固件，其中地址裝置通過從以下組中選擇的存儲設備存儲在緊固件上硬接線、非易失性存儲器和半導體。
5.如權利要求1至4中任何一項所述的緊固件，其中地址裝置包括地址的加密。
6.如權利要求5所述的緊固件，其中通過鏈路加密、端對端加密或者上述兩種加密方式進行加密。
7.如權利要求1至6中任何一項所述的緊固件，其包括適于使緊固件檢測和/或報告以下情況中的一種或多種的裝置(a)緊固件的鎖定或解鎖狀態(tài)；(b)緊固元件的合適嵌入。
8.一種包括如權利要求1至7中任何一項所述的多個緊固件的系統(tǒng)。
9.如權利要求8所述的系統(tǒng)，其包括一個或多個信息處理裝置。
10.如權利要求8或9所述的系統(tǒng)，其包括一個或多個開關裝置。
11.如權利要求8至10中任何一項所述的系統(tǒng)，其包括一個或多個控制裝置、一個或多個傳感器、能源、智能控制設備和狀態(tài)指示器。
12.一種網(wǎng)絡，其包括如權利要求8至11中任何一項所述的多個系統(tǒng)、至少一個通信集線器、至少一個智能控制單元和至少一個主控制/數(shù)據(jù)庫單元。
13.一種包括如權利要求1至7中任何一項所述的多個緊固件的緊固件網(wǎng)絡。
14.如權利要求13所述的網(wǎng)絡，其包括一個或多個信息處理裝置。
15.如權利要求13或14所述的網(wǎng)絡，其包括一個或多個開關裝置。
16.如權利要求13至15中任何一項所述的網(wǎng)絡，其包括一個或多個控制裝置、一個或多個傳感器、能源、智能控制設備和狀態(tài)指示器。
17.如權利要求13至16中任何一項所述的網(wǎng)絡，其包括至少一個通信集線器、至少一個智能控制單元和至少一個主控制/數(shù)據(jù)庫單元。
18.如權利要求13至17中任何一項所述的網(wǎng)絡，其中緊固件通過硬接線或通過無線裝置進行網(wǎng)絡化。
19.如權利要求18所述的網(wǎng)絡，其中無線裝置選自由下列裝置構的組無線鏈路、無線電鏈路、電感耦合、紅外、微波、可見光和超聲波裝置。
20.如權利要求18所述的網(wǎng)絡，其中無線鏈路包括到因特網(wǎng)接入點的全球定位系統(tǒng)、SMS、MMS、GPRS或WiFi。
21.如權利要求13至20中任何一項所述的網(wǎng)絡，其中緊固件分布在整個組件中以提供組件的三維模型。
22.如權利要求13至21中任何一項所述的網(wǎng)絡，其中該組件是建筑物、機動車輛、水上艇筏或飛機或任何其他制造的產(chǎn)品。
23.如權利要求13至22中任何一項所述的網(wǎng)絡，其中至少一些緊固件是多功能的，其除了緊固功能外還具有至少一種功能。
24.如權利要求23所述的網(wǎng)絡，其中多功能緊固件具有一種以上的附加功能。
25.如權利要求24所述的網(wǎng)絡，其中每個多功能緊固件包括一傳感器。
26.如權利要求25所述的網(wǎng)絡，其中傳感器適于感測光、熱、聲音、或化學物質(zhì)、振動、應力或濕度。
27.如權利要求13至26中任何一項所述的網(wǎng)絡，其包括第一組多功能緊固件和第二組多功能緊固件。
28.如權利要求27所述的網(wǎng)絡，其中第一組緊固件適于產(chǎn)生用于與第二組緊固件產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行比較的數(shù)據(jù)。
29.如權利要求1至7中任何一項所述的緊固件，其包括(a)具有柔性桿和接合裝置的緊固元件；和(b)連接到所述緊固元件的致動裝置，所述致動裝置包括當其被激活時適于收縮的材料。
30.如權利要求29所述的緊固件，其中接合裝置是來自所述桿的楔形突起。
31.如權利要求29或30所述的緊固件，其中被激活時適于收縮的材料選自以下組中形狀記憶絲、形狀記憶帶和噴涂形式的形狀記憶合金。
32.如權利要求31所述的緊固件，其中形狀記憶合金整個地或大體上是鈦鎳合金。
33.一種大體上如這里參考任何一個附圖描述的系統(tǒng)。
34.一種大體上如這里參考任何一個附圖描述的網(wǎng)絡。
全文摘要
本發(fā)明提供一種供緊固件(220)的網(wǎng)絡使用的緊固件(212)。該緊固件(212)具有用于使緊固件(212)與網(wǎng)絡(220)中的其他緊固件區(qū)別開的地址裝置。該緊固件(212)適于以有序圖案的方式或形成三維網(wǎng)絡的方式或上述兩種方式分布在整個組件(210)中。本發(fā)明還提供了這種緊固件的一種網(wǎng)絡(220)或系統(tǒng)。
文檔編號B64C3/00GK1950617SQ200580013987
公開日2007年4月18日 申請日期2005年3月16日 優(yōu)先權日2004年3月16日
發(fā)明者D·魯達克 申請人:遠程接合技術公司