專利名稱：數控定扭矩電動扳子的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種旋緊或松開螺釘或螺母用的輕便機動工具，特別是涉及一種手持式定扭矩電動扳子。
背景技術：
近年來，伴隨著構造物的大型化，高強度螺栓應用的越來越廣泛，高強度螺栓主要應用在鋼結構工程上，用來連接鋼結構鋼板的連接點。而高強度螺栓的正確擰緊十分重要，高強度螺栓在緊固時只有達到設計要求的預緊力的情況下，才能保證設定的緊固強度和疲勞壽命，從而發(fā)揮其緊固件應有的緊固連接作用。目前國內外標準嚴格規(guī)定了高強度螺栓的扭矩和預緊力的技術指標，高強度螺栓現場最終預緊力目前無法直接測量，只有采用精度高的定扭矩電動扳子來保證高強度螺栓的終擰扭矩達到設定的要求?，F有的定扭矩電動扳子多采用電機電流反饋來測量電動扳子的扭矩值，這種方法為間接測量，并且受到電壓等因素的影響，測控精度較低。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種體積小、重量輕、操作簡便的數控定扭矩電動扳子，采用直接測量扭矩的方式，具有較高的定扭矩擰緊精度。本實用新型數控定扭矩電動扳子，包括一種數控定扭矩電動扳子，包括殼體、套筒、彈性軸、減速機構和電動機，電動機的輸出軸與減速機構的輸入端傳動連接，減速機構的輸出端與彈性軸連接，彈性軸的另一端固定連接套筒，本裝置還包括有電控系統(tǒng)，所述電控系統(tǒng)包括傳感器、主控單元、存儲器、按鍵電路、顯示單元、繼電器驅動電路，傳感器為應變片，傳感器粘貼在彈性軸上；其中，傳感器，用于實時采集電壓差分信號，并將采集的信號傳送到主控單元的信號輸入端；存儲器，用于存儲主控單元進行信號處理形成擬合曲線數據所需的預置標定數據，存儲器的數據輸出端連接主控單元的相應數據輸入端；按鍵電路，用于為主控單元提供工作狀態(tài)切換信號，為主控單元提供運行時的調整參數，按鍵電路的信號輸出線路連接主控單元的相應數據輸入端；顯示單元，用于顯示主控單元輸出的顯示數據，顯示單元的數據輸入端連接主控單元的相應數據輸出端；繼電器驅動電路，用于根據主控單元輸出的控制信號，控制繼電器動觸點動作，完成電動機驅動線圈回路的通斷，繼電器驅動電路的信號輸入線路連接主控單元的相應信號輸出端，繼電器驅動電路的信號輸出線路連接繼電器的相應觸點；主控單元，用于采集模擬信號，并完成模數轉換形成傳感器采樣數據；根據存儲器中的預置標定數據進行數據處理，完成數據曲線擬合，計算出實時的扭矩數據；將扭矩數據轉換為顯示數據發(fā)送至顯示單元；根據按鍵電路提供的工作狀態(tài)切換信號或調整參數，形成繼電氣控制信號。本實用新型數控定扭矩電動扳子，其中所述傳感器的引腳I連接工作電源，引腳4接地，引腳2、引腳3分別對應連接主控單元的引腳9、引腳10，傳感器J5的引腳2和引腳3之間連接電容Cl ;主控單元的引腳9串聯(lián)電阻R8后接地，主控單元的引腳10串聯(lián)電阻R9后接地；存儲器的引腳8連接工作電源，引腳8和引腳I之間連接電容C15，引腳1、引腳2、引腳3和引腳4接地，引腳7通過串聯(lián)電阻R34連接工作電源，引腳6通過串聯(lián)電阻R33連接工作電源，引腳5通過串聯(lián)電阻R32連接工作電源；存儲器的引腳7、引腳6、引腳5分別對應連接主控單元的引腳28、引腳30、引腳29 ；顯示單元包括顯示驅動芯片和液晶屏，顯示驅動芯片的引腳39、引腳40、引腳41、引腳42、引腳43、引腳44、引腳45、引腳46、引腳47、引腳48、引腳24、引腳23、引腳22、弓丨腳21分別對應連接顯示屏的引腳14、引腳13、引腳12、引腳11、引腳9、引腳8、引腳7、引腳
6、引腳5、引腳4、引腳3、引腳2、引腳I ;顯示驅動芯片的引腳16、引腳17連接工作電源，顯示驅動芯片的引腳13接地，顯示驅動芯片的引腳16和引腳13間串聯(lián)電容C9 ;顯示驅動芯片的引腳9串聯(lián)電阻R38后連接工作電源，顯示驅動芯片的引腳10串聯(lián)電阻R37后連接工作電源，顯示驅動芯片的引腳11串聯(lián)電阻R36后連接工作電源，顯示驅動芯片的引腳12串聯(lián)電阻R35后連接工作電源，顯示驅動芯片U5的引腳9、引腳12、引腳11分別對應連接主控單元的引腳18、引腳19、引腳22 ;按鍵電路包括按鍵S1、按鍵S2、按鍵S3、按鍵S4，按鍵S2的一端串聯(lián)電阻R2后連接工作電源，另一端接地；按鍵S3的一端串聯(lián)電阻R3后連接工作電源，另一端接地；按鍵S4的一端串聯(lián)電阻R4后連接工作電源，另一端接地；按鍵SI的一端連接主控單元的引腳49，另一端接地；按鍵S2的一端引出信號線連接主控單元的引腳44，按鍵S3的一端引出信號線連接主控單元的引腳45，按鍵S4的一端引出信號線連接主控單元的引腳46;繼電器的一個定觸點連接工作電源，另一個定觸點連接三極管Q5的集電極，繼電器的定觸點間串聯(lián)二極管D2，三極管Q5的發(fā)射極接地，三極管Q5的基極通過串聯(lián)電阻R25連接工作電源，三極管Q5的基極通過串聯(lián)電阻R26連接主控單元的引腳39。本實用新型數控定扭矩電動扳子，其中所述顯示單元還包括背光電路，其中包括背光驅動模塊，背光驅動模塊的引腳4和引腳5之間串聯(lián)發(fā)光二級管D3，背光驅動模塊的引腳6通過串聯(lián)電容C19接地、引腳2接地，背光驅動模塊的引腳7和引腳8之間串聯(lián)電容C20，背光驅動模塊的引腳6分別連接引腳1、引腳3，背光驅動模塊的引腳I和引腳3間連接電感線圈；三極管Q8的集電極連接背光驅動模塊的引腳1，三極管Q8的基極通過串聯(lián)電阻R29連接三極管Q7的集電極，三極管Q8的基極和發(fā)射極間串聯(lián)電阻R30，電解電容C17與電容C18并聯(lián)，電解電容C17的正極接工作電源，負極接地，電解電容C17的正極連接三極管Q8的發(fā)射極；三極管Q7的發(fā)射極接地，三極管Q7的基極串聯(lián)電阻Rll后連接工作電源，三極管Q7的基極串聯(lián)電阻RlO后連接主控單元的引腳36。本實用新型數控定扭矩電動扳子，還包括電源電路，電源電路包括電壓轉換模塊，電壓轉換模塊的引腳2和引腳I之間并聯(lián)電容ClO和電解電容C7，電壓轉換模塊的引腳3和引腳I之間并聯(lián)電容Cl2和電解電容Cl I，電解電容C7和電解電容Cl I的負極接地，電壓轉換模塊的引腳2連接設備電源，電壓轉換模塊的引腳3輸出工作電源。[0018]本實用新型數控定扭矩電動扳子，其中所述減速機構為行星齒輪減速器，行星齒輪減速器的一級中心輪的輪軸與電動機的輸出軸傳動連接，行星齒輪減速器的末級行星輪經末級行星輪架與彈性軸固定連接。采用齒輪減速器，能夠有效的減小電動扳子的體積，并且工作平穩(wěn)，承載能力大。本實用新型數控定扭矩電動扳子，其中所述行星齒輪減速器的每級中心輪的輪軸的軸線位置均開設有相互連通的導線孔，導線孔內安裝有中央導線管，中央導線管的外圓周面與導線孔的孔壁之間存在間隙，中央導線管的左端與彈性軸固定連接，中央導線管的右端固定安裝有導電滑環(huán)，導電滑環(huán)的導電環(huán)的軸線與一級中心輪的輪軸的軸線重合，與導電滑環(huán)接觸的電刷通過刷絲架固定安裝在殼體上，彈性軸的外圓周面上開設有徑向孔，彈性軸的軸線位置開設有與徑向孔連通的軸向孔，軸向孔與導線孔連通，傳感器的信號線依次通過徑向孔、軸向孔和中央導線管后，與電滑環(huán)上的導電環(huán)連接，電刷的輸出線與主控單元連接。通過開設導線孔，并在導線孔內插裝中央導線管，能夠將傳感器的數據線引導減速器的右側，解決了測量扭矩部件與電動板子控制部分連線的問題，有效的減小了電動扳子的體積。如果采用機殼外走線方式，前端安裝導電滑環(huán)，則前端測量扭矩部件體積較大，不能滿足對高強螺栓擰緊的使用要求；如果采取無線傳輸方式，則無法克服高速有刷電機的電磁干擾以及信號傳輸速率較低的問題。本實用新型數控定扭矩電動扳子，其中所述電動機通過傳動換向機構與行星齒輪減速器連接，傳動換向機構包括滑鍵座、第一傘齒輪、第二傘齒輪和第三傘齒輪，滑鍵座通過滑鍵安裝在一級中心輪的輪軸上，滑鍵座上固定安裝有相對設置的第一傘齒輪和第二傘齒輪，第三傘齒輪安裝在第一傘齒輪和第二傘齒輪的下方，且能夠與第一傘齒輪或者第二傘齒輪嚙合，第三傘齒輪的輪軸通過齒輪與電動機的輸出軸傳動連接，第一傘齒輪和第二傘齒輪上安裝有傘齒輪定位架，第一傘齒輪和第二傘齒輪位于傘齒輪定位架之內，第一傘齒輪和第二傘齒輪通過軸承與傘齒輪定位架連接，傘齒輪定位架的右端固定連接有換向連桿，換向連桿的右端設置有換向手輪，換向手輪安裝在殼體上，換向手輪與殼體通過螺紋連接，換向手輪的內圓周面上開設有環(huán)形槽，換向連桿的右端設置有凸起，換向連桿的凸起位于環(huán)形槽內，換向手輪的軸線與一級中心輪的輪軸的軸線平行。本實用新型數控定扭矩電動扳子，其中所述電動機采用高速電機，電動機內設置有定子制動繞組，繼電器驅動電路，能夠根據主控單元輸出的控制信號，控制繼電器動觸點動作，完成制動線圈回路的通斷，從而控制定子制動繞組的工作狀態(tài)。通過機殼外的換向手輪，帶動傘齒輪定位架左右移動，實現第一、第二傘齒輪與第三傘齒輪的嚙合，從而實現電動扳子的正反換向，使得電動扳子得以采用單轉向、高功率密度的高速電機，總體減小電動扳子的體積和重量。通過在電動機內設置定子制動繞組，可實現電機轉子迅速停止轉動，減小慣性過沖，提高電動扳子的扭矩控制精度。本實用新型數控定扭矩電動扳子，還包括儀表倉，儀表倉位于行星齒輪減速器的右側，電控系統(tǒng)安裝在儀表倉內。本實用新型數控定扭矩電動扳子與現有技術不同之處在于本實用新型通過在套筒和減速機構之間設置彈性軸，并在彈性軸上粘貼有傳感器，通過傳感器直接測量扭矩值傳送到主控單元，主控單元將存儲器中的預置標定數據與傳感器檢測到的數據進行比較，當傳感器檢測到的數據接近用戶通過按鍵電路預設扭矩數據，主控單元控制繼電器動作，斷開電動機電源。相比于間接測量的方式，能夠使電動扳子具有較高的定扭矩擰緊精度，從而滿足高強度螺栓的緊固。
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明。

圖1為本實用新型數控定扭矩電動扳子的主視剖視圖；圖2為本實用新型數控定扭矩電動扳子的右視圖；圖3為圖2中的A向視圖；圖4為本實用新型數控定扭矩電動扳子的電控系統(tǒng)中主控單元電路結構示意圖；圖5為本實用新型數控定扭矩電動扳子的電控系統(tǒng)中顯示單元電路結構示意圖；圖6為本實用新型數控定扭矩電動扳子的電控系統(tǒng)中顯示單元的背光電路結構示意圖；圖7為本實用新型數控定扭矩電動扳子的電控系統(tǒng)中電源電路結構示意圖；圖8為本實用新型數控定扭矩電動扳子的電控系統(tǒng)中繼電器驅動電路結構示意圖；圖9為本實用新型數控定扭矩電動扳子的電控系統(tǒng)中按鍵電路結構示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型數控定扭矩電動扳子包括殼體110、套筒111、彈性軸112、減速機構、電動機113和電控系統(tǒng)。電動機113的輸出軸與減速機構的輸入端傳動連接，減速機構的輸出端與彈性軸112連接，彈性軸112的另一端固定連接套筒111，在彈性軸112上粘貼有傳感器，傳感器為應變片135，應變片135與電控系統(tǒng)連接。本實施例中彈性軸采用實心圓柱軸，其上粘貼有測45°剪切應力的應變片，應變片采用四片，貼于彈性體軸線段的中部，遠離應力分布不均勻的兩端，兩片配組，兩組對稱分布。彈性體也可采用薄壁筒或四片矩形梁等結構。彈性體可以采用彈簧鋼或高強度工程塑料制作。本實施例中減速機構采用三級行星齒輪減速器114，行星齒輪減速器114的一級中心輪115的輪軸與電動機113的輸出軸140傳動連接，行星齒輪減速器114的末級行星輪117經末級行星輪架116與彈性軸112固定連接。在行星齒輪減速器114的每級中心輪的輪軸的軸線位置均開設有相互連通的導線孔118。在彈性軸112的外圓周面上開設有徑向孔119，在彈性軸112的軸線位置開設有與徑向孔119連通的軸向孔120，軸向孔120與導線孔118連通。在導線孔118內安裝有中央導線管125，中央導線管125的外圓周面與導線孔118的孔壁之間存在間隙，中央導線管125的左端與彈性軸112的右端固定連接，中央導線管125的軸線與彈性軸112的軸線重合，中央導線管125的外圓周面與導線孔118的孔壁之間設置間隙的目的是為了避免因為每級中心輪的輪軸的轉速均與中央導線管125的轉速不同，而發(fā)生相互干擾的情況。中央導線管125的右端固定安裝有導電滑環(huán)121，導電滑環(huán)121的導電環(huán)的軸線與一級中心輪115的輪軸的軸線重合，與導電滑環(huán)121接觸的電刷123通過刷絲架124固定安裝在殼體110上，在應變片135的信號線依次通過徑向孔119、軸向孔120和中央導線管125后，與電滑環(huán)121上的導電環(huán)122連接，電刷123的輸出線與電控系統(tǒng)的主控單元連接。[0036]當然，本實用新型的減速機構也可以采用圓柱齒輪減速器或者蝸輪蝸桿減速器等其它形式的減速器。本實用新型數控定扭矩電動扳子為了操作方便，將其操作手柄136與套筒111的軸線垂直設置，電動機113的軸線也與套筒111的軸線垂直。為了能夠實現電動機113的動力輸出，電動機113通過傳動換向機構與行星齒輪減速器114連接。傳動換向機構包括滑鍵座126、第一傘齒輪127、第二傘齒輪128和第三傘齒輪129，滑鍵座126通過滑鍵安裝在一級中心輪115的輪軸上，從而使花鍵槽能夠沿一級中心輪115的輪軸軸線方向滑動?；I座126上固定安裝有相對設置的第一傘齒輪127和第二傘齒輪128，第三傘齒輪129安裝在第一傘齒輪127和第二傘齒輪128的下方，且能夠與第一傘齒輪127或者第二傘齒輪128嚙合，第三傘齒輪129的輪軸通過齒輪與電動機113的輸出軸140傳動連接。第一傘齒輪127和第二傘齒輪128上安裝有傘齒輪定位架130，傘齒輪定位架130包括相互連接的左擋板和右擋板，第一傘齒輪127和第二傘齒輪128位于傘齒輪定位架130之內，第一傘齒輪127和第二傘齒輪128通過軸承與傘齒輪定位架130連接，當第一傘齒輪127和第二傘齒輪128轉動時，傘齒輪定位架130相對于殼體110是不動的。結合圖3所示，傘齒輪定位架130的右端固定連接有換向連桿131，換向連桿131的右端設置有換向手輪132，換向手輪132安裝在殼體110上，且換向手輪132與殼體110通過螺紋連接，換向手輪132的軸線與一級中心輪115的輪軸的軸線平行，換向連桿131也與一級中心輪115的輪軸的軸線平行，在換向手輪132的內圓周面上開設有環(huán)形槽，換向連桿131的右端設置有凸起，換向連桿131的凸起位于環(huán)形槽內，換向連桿131的凸起能夠在環(huán)形槽內滑動，通過擰動換向手輪132，換向手輪132向左或向右移動，換向連桿131通過其上的凸起隨著換向手輪132向左或向右移動，即可帶動傘齒輪定位架130沿著一級中心輪115的輪軸軸線左右滑動，從而實現第三傘齒輪129與第一傘齒輪127或第二傘齒輪128嚙合，進而達到套筒111旋轉換向的目的，實現電動扳子的換向。傳動換向機構也可采用多軸圓柱齒輪外齒傳動，通過過渡齒輪的離合，實現正反轉。本實施例中的電動機113采用高速電機。在電動機113內設置有定子制動繞組133，當電機斷電，轉子處于慣性自由轉動情況下，制動繞組線圈閉合，繞組產生電流，該電流會產生與轉子旋轉方向想反的制動力矩，使轉子迅速停止轉動。當然，也可以對制動繞組施加各種電流，使轉子更加迅速的停止轉動，同時降低電機電流載荷、降低發(fā)熱量、提高電機使用壽命。在彈性軸112外的殼體110上固定安裝有反力臂架137，在反力臂架137上固定安裝有反力臂138。其中殼體110分為兩部分，與反力臂架137連接的部分能夠相對于與刷絲架124連接的部分旋轉。結合圖2所示，在操作手柄136的上方、行星齒輪減速器114的右側還設置有儀表倉134，電控系統(tǒng)安裝在儀表倉134內。在儀表倉134的右端上設置有顯示窗口 141和4個按鍵142，用于安裝電控系統(tǒng)的顯示屏和按鍵。本實用新型的電控系統(tǒng)包括傳感器、主控單元、存儲器、按鍵電路、顯示單元、繼電器驅動電路；傳感器，用于實時采集電壓差分信號，并將采集的信號傳送到主控單元的信號輸入端;存儲器，用于存儲主控單元進行信號處理形成擬合曲線數據所需的預置標定數據，存儲器的數據輸出端連接主控單元的相應數據輸入端；[0042]按鍵電路，用于為主控單元提供工作狀態(tài)切換信號，為主控單元提供運行時的調整參數，按鍵電路的信號輸出線路連接主控單元的相應數據輸入端；顯示單元，用于顯示主控單元輸出的顯示數據，顯示單元的數據輸入端連接主控單元的相應數據輸出端；繼電器驅動電路，用于根據主控單元輸出的控制信號，控制繼電器動觸點動作，完成電動機驅動線圈回路和制動線圈回路的通斷，繼電器驅動電路的信號輸入線路連接主控單元的相應信號輸出端，繼電器驅動電路的信號輸出線路連接繼電器的相應觸點；主控單元，用于采集模擬信號，并完成模數轉換形成傳感器采樣數據；根據存儲器中的預置標定數據進行數據處理，完成數據曲線擬合，計算出實時的扭矩數據；將扭矩數據轉換為顯示數據發(fā)送至顯示單元；根據按鍵電路提供的工作狀態(tài)切換信號或調整參數，形成繼電氣控制信號。還包括電源電路，用于為電控系統(tǒng)的有源器件提供工作電源。在本電控系統(tǒng)的實施例中，傳感器采用應變片類型，存儲器采用24LC16系列，主控單元采用ADUC824系列，背光驅動模塊采用SP4403系列，液晶驅動模塊采用HT1621系列。內置24位差分輸出的ADUC824型單片機，該單片機將一般差分測量中用到的AD轉換電路，放大電路和電壓基準電路，完全集中在單片機內部，抗干擾性更強。通過采取多段折線擬合傳感器工作曲線的方式，針對每類傳感器進行多點標定數據比較，可以提高測量精度。如圖4所示，傳感器J5的引腳I連接工作電源VCC，引腳4接地，引腳2、引腳3分別對應連接主控單元Ul的引腳9、引腳10，傳感器J5的引腳2和引腳3之間連接電容Cl ；主控單元Ul的引腳9串聯(lián)電阻R8后接地，主控單元Ul的引腳10串聯(lián)電阻R9后接地；存儲器U6的引腳8連接工作電源VCC，引腳8和引腳I之間連接電容Cl5，引腳1、引腳2、引腳3和引腳4接地，引腳7通過串聯(lián)電阻R34連接工作電源VCC，引腳6通過串聯(lián)電阻R33連接工作電源VCC，引腳5通過串聯(lián)電阻R32連接工作電源VCC ;存儲器U6的引腳
7、引腳6、引腳5分別對應連接主控單元Ul的引腳28、引腳30、引腳29 ；主控單元Ul的引腳32和引腳33間連接晶振XTAL1，引腳49通過串聯(lián)電阻R7連接工作電源VCC，引腳15通過串聯(lián)電阻Rl接地，引腳15通過串聯(lián)電容C14連接工作電源VCC，引腳20和引腳21間串聯(lián)電容C6，引腳34和引腳35間串聯(lián)電容C2，引腳47和引腳48間串聯(lián)電容C4，引腳5連接工作電源VCC，引腳5和引腳6之間串聯(lián)電容C3，引腳6和引腳7接地，引腳8串聯(lián)電容C5后接地；主控單元Ul的引腳41與接線端子J7連接后接地；如圖5所示，顯示單元包括顯示驅動芯片U5和液晶屏J1，顯示驅動芯片將顯示數據轉變?yōu)橐壕恋尿寗有盘?，顯示驅動芯片U5的引腳39、引腳40、引腳41、引腳42、引腳43、引腳44、引腳45、引腳46、引腳47、引腳48、引腳24、引腳23、引腳22、引腳21分別對應連接顯示屏Jl的引腳14、引腳13、引腳12、引腳11、引腳9、引腳8、引腳7、引腳6、引腳5、引腳4、引腳3、引腳2、引腳I ;顯示驅動芯片U5的引腳16、引腳17連接工作電源VCC，顯示驅動芯片U5的引腳13接地，顯示驅動芯片U5的引腳16和引腳13間串聯(lián)電容C9 ;顯示驅動芯片U5的引腳9串聯(lián)電阻R38后連接工作電源VCC，顯示驅動芯片U5的引腳10串聯(lián)電阻R37后連接工作電源VCC，顯示驅動芯片U5的引腳11串聯(lián)電阻R36后連接工作電源VCC，顯示驅動芯片U5的引腳12串聯(lián)電阻R35后連接工作電源VCC，顯示驅動芯片U5的引腳9、引腳12、引腳11分別對應連接主控單元Ul的引腳18、引腳19、引腳22。[0052]如圖6所示，顯示單元還包括背光電路，其中包括背光驅動模塊U7，背光驅動模塊U7的引腳4和引腳5之間串聯(lián)發(fā)光二級管D3，背光驅動模塊U7的引腳6通過串聯(lián)電容C19接地、引腳2接地，背光驅動模塊U7的引腳7和引腳8之間串聯(lián)電容C20，背光驅動模塊U7的引腳6分別連接引腳1、引腳3，背光驅動模塊U7的引腳I和引腳3間連接電感線圈LI ；三極管Q8的集電極連接背光驅動模塊U7的引腳1，三極管Q8的基極通過串聯(lián)電阻R29連接三極管Q7的集電極，三極管Q8的基極和發(fā)射極間串聯(lián)電阻R30，電解電容Cl7與電容Cl8并聯(lián)，電解電容C17的正極接工作電源VCC，負極接地，電解電容C17的正極連接三極管Q8的發(fā)射極；三極管Q7的發(fā)射極接地，三極管Q7的基極串聯(lián)電阻Rll后連接工作電源VCC，三極管Q7的基極串聯(lián)電阻RlO后連接主控單元Ul的引腳36。通過設置背光電路，能夠便于較暗工況下的顯示數據的查看。當然，顯示單元也可以采用LED顯示屏。如圖7所示，電源電路包括電壓轉換模塊U4，通過接線端子J2接入外部電源，電壓轉換模塊U4的引腳2和引腳I之間并聯(lián)電容ClO和電解電容C7，電壓轉換模塊U4的引腳3和引腳I之間并聯(lián)電容Cl2和電解電容Cl I，電解電容C7和電解電容Cl I的負極接地，電壓轉換模塊U4的引腳2連接設備電源VDD，電壓轉換模塊U4的引腳3輸出工作電源VCC ；如圖8所示，繼電器J的一個定觸點連接工作電源VCC，另一個定觸點連接三極管Q5的集電極，繼電器J的定觸點間串聯(lián)二極管D2，三極管Q5的發(fā)射極接地，三極管Q5的基極通過串聯(lián)電阻R25連接工作電源VCC，三極管Q5的基極通過串聯(lián)電阻R26連接主控單元Ul的引腳39 ；如圖9所示，按鍵電路包括按鍵S1、按鍵S2、按鍵S3、按鍵S4，按鍵S2的一端串聯(lián)電阻R2后連接工作電源VCC，另一端接地；按鍵S3的一端串聯(lián)電阻R3后連接工作電源VCC，另一端接地；按鍵S4的一端串聯(lián)電阻R4后連接工作電源VCC，另一端接地；按鍵SI的一端連接主控單元Ul的引腳49，另一端接地；按鍵S2的一端引出信號線連接主控單元的引腳44，按鍵S3的一端引出信號線連接主控單元的引腳45，按鍵S4的一端引出信號線連接主控單元的引腳46 ；扳手在使用中，由作為傳感器的應變片測量到電壓差分信號，這個信號直接傳送到主控單元，主控單元進行測量，得到采樣數據后，利用存儲器里面存儲標定數據進行曲線擬合，得到實際顯示的扭矩值數據，在液晶屏上顯示；如果用戶沒有在系統(tǒng)中設置峰值，則系統(tǒng)不控制電動機，若電動扳子主開關K閉合,則電動機一直處于加電狀態(tài)；如果用戶設置了峰值，則每測量到一個實際扭矩值數據，都會和用戶設定的扭矩數據進行比較，一旦接近用戶的預設扭矩數據，就拉低繼電器控制引腳，繼電器動作，斷開電動機電源。本實用新型的電控系統(tǒng)開關鍵標識為SI，設置鍵標識為S2，清零鍵標識為S3，峰值鍵標識為S4。電動扳子使用時，首先接通電源，通過SI接通儀表電源，按S2鍵進入扭矩預設狀態(tài)，此時S3鍵功能為加數，S4鍵功能為移位，通過S3和S4調定扭矩預設值，再按S2退出扭矩預設狀態(tài)。按S3可以清零，按S4可以啟動峰值功能，此時扣動電動扳子主開關K電動機啟動后，電動扳子儀表會自動通過繼電器J提前切斷電動機電源，使電動扳子停止到預設扭矩。電動扳子主開關K只控制電動機電源，與繼電器常閉觸點串聯(lián)。繼電器J動作切斷電動機電源后，同時將制動線圈閉合，使電動機立即停止轉動?！霸O置”鍵和另一其他鍵(如S3)同時操作，可進入標定狀態(tài)，S3功能轉換為“加數”，S4功能轉換為“移位”，在確定進入標定狀態(tài)前須通過S3和S4輸入正確的標定密碼，按S2確定進入標定狀態(tài)。進入標定狀態(tài)后依次進行多點標定，例如第I點為O點,通過S3和S4設定標定點，當標定裝置的標準扭矩值為O時，按S2完成第I點置數，同時顯示標定碼，隨后進行第2點(如20%滿量程點),依次進行，直到長按S2退出標定狀態(tài)。在完成標定后，預設某一扭矩值，電動機就在達到這一扭矩值前提前斷電，電動機制動，停轉后的扭矩值將很接近預設扭矩值。以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型權利要求書確定的保護范圍內。
權利要求1.一種數控定扭矩電動扳子，包括殼體(110)、套筒(111)、彈性軸(112)、減速機構和電動機(113 )，所述電動機(113 )的輸出軸與減速機構的輸入端傳動連接，所述減速機構的輸出端與彈性軸(112)連接，彈性軸(112)的另一端固定連接套筒(111)，其特征在于還包括有電控系統(tǒng)，所述電控系統(tǒng)包括傳感器、主控單元、存儲器、按鍵電路、顯示單元、繼電器驅動電路，所述傳感器為應變片，所述傳感器粘貼在彈性軸(112)上； 其中，傳感器，用于實時采集電壓差分信號，并將采集的信號傳送到主控單元的信號輸入端; 存儲器，用于存儲主控單元進行信號處理形成擬合曲線數據所需的預置標定數據，存儲器的數據輸出端連接主控單元的相應數據輸入端； 按鍵電路，用于為主控單元提供工作狀態(tài)切換信號，為主控單元提供運行時的調整參數，按鍵電路的信號輸出線路連接主控單元的相應數據輸入端； 顯示單元，用于顯示主控單元輸出的顯示數據，顯示單元的數據輸入端連接主控單元的相應數據輸出端； 繼電器驅動電路，用于根據主控單元輸出的控制信號，控制繼電器動觸點動作，完成電動機驅動線圈回路的通斷，繼電器驅動電路的信號輸入線路連接主控單元的相應信號輸出端，繼電器驅動電路的信號輸出線路連接繼電器的相應觸點； 主控單元，用于采集模擬信號，并完成模數轉換形成傳感器采樣數據；根據存儲器中的預置標定數據進行數據處理，完成數據曲線擬合，計算出實時的扭矩數據；將扭矩數據轉換為顯示數據發(fā)送至顯示單元；根據按鍵電路提供的工作狀態(tài)切換信號或調整參數，形成繼電器控制信號。
2.根據權利要求1所述的數控定扭矩電動扳子，其特征在于所述傳感器(J5)的引腳I連接工作電源(VCC)，引腳4接地，引腳2、引腳3分別對應連接所述主控單元(Ul)的引腳.9、引腳10，傳感器J5的引腳2和引腳3之間連接電容Cl ;主控單元(Ul)的引腳9串聯(lián)電阻R8后接地，主控單元(Ul)的引腳10串聯(lián)電阻R9后接地； 所述存儲器(U6)的引腳8連接工作電源(VCC)，引腳8和引腳I之間連接電容C15，引腳1、引腳2、引腳3和引腳4接地，引腳7通過串聯(lián)電阻R34連接工作電源(VCC)，引腳6通過串聯(lián)電阻R33連接工作電源(VCC)，引腳5通過串聯(lián)電阻R32連接工作電源(VCC);存儲器(U6)的引腳7、引腳6、引腳5分別對應連接主控單元(Ul)的引腳28、引腳30、引腳29 ；所述顯示單元包括顯示驅動芯片(U5)和液晶屏(J1)，顯示驅動芯片(U5)的引腳39、引腳40、引腳41、引腳42、引腳43、引腳44、引腳45、引腳46、引腳47、引腳48、引腳24、弓丨腳23、引腳22、引腳21分別對應連接顯示屏(Jl)的引腳14、引腳13、引腳12、引腳11、引腳9、引腳8、引腳7、引腳6、引腳5、引腳4、引腳3、引腳2、引腳I ;顯示驅動芯片(U5)的引腳16、引腳17連接工作電源(VCC)，顯示驅動芯片(U5)的引腳13接地，顯示驅動芯片(U5)的引腳16和引腳13間串聯(lián)電容C9 ;顯示驅動芯片(U5)的引腳9串聯(lián)電阻R38后連接工作電源(VCC)，顯示驅動芯片(U5)的引腳10串聯(lián)電阻R37后連接工作電源(VCC)，顯示驅動芯片(U5)的引腳11串聯(lián)電阻R36后連接工作電源(VCC)，顯示驅動芯片(U5)的引腳12串聯(lián)電阻R35后連接工作電源(VCC)，顯示驅動芯片U5的引腳9、引腳12、引腳11分別對應連接主控單元(Ul)的引腳18、引腳19、引腳22 ； 所述按鍵電路包括按鍵S1、按鍵S2、按鍵S3、按鍵S4，按鍵S2的一端串聯(lián)電阻R2后連接工作電源(VCC)，另一端接地；按鍵S3的一端串聯(lián)電阻R3后連接工作電源(VCC)，另一端接地；按鍵S4的一端串聯(lián)電阻R4后連接工作電源(VCC)，另一端接地；按鍵SI的一端連接主控單元(Ul)的引腳49，另一端接地；按鍵S2的一端引出信號線連接主控單元(Ul)的引腳44，按鍵S3的一端引出信號線連接主控單元(Ul)的引腳45，按鍵S4的一端引出信號線連接主控單元(Ul)的引腳46 ； 所述繼電器(J)的一個定觸點連接工作電源(VCC)，另一個定觸點連接三極管Q5的集電極，繼電器(J)的定觸點間串聯(lián)二極管D2，三極管Q5的發(fā)射極接地，三極管Q5的基極通過串聯(lián)電阻R25連接工作電源(VCC)，三極管Q5的基極通過串聯(lián)電阻R26連接主控單元(Ul)的引腳39。
3.根據權利要求2所述的數控定扭矩電動扳子，其特征在于所述顯示單元還包括背光電路，其中包括背光驅動模塊(U7 )，背光驅動模塊(U7 )的引腳4和引腳5之間串聯(lián)發(fā)光二級管D3，背光驅動模塊(U7)的引腳6通過串聯(lián)電容C19接地、引腳2接地，背光驅動模塊(U7)的引腳7和引腳8之間串聯(lián)電容C20，背光驅動模塊(U7)的引腳6分別連接引腳1、引腳3，背光驅動模塊(U7)的引腳I和引腳3間連接電感線圈(LI);三極管Q8的集電極連接背光驅動模塊(U7)的引腳1，三極管Q8的基極通過串聯(lián)電阻R29連接三極管Q7的集電極，三極管Q8的基極和發(fā)射極間串聯(lián)電阻R30，電解電容C17與電容C18并聯(lián)，電解電容C17的正極接工作電源(VCC)，負極接地，電解電容C17的正極連接三極管Q8的發(fā)射極；三極管Q7的發(fā)射極接地，三極管Q7的基極串聯(lián)電阻Rll后連接工作電源(VCC)，三極管Q7的基極串聯(lián)電阻RlO后連接主控單元(Ul)的引腳36。
4.根據權利要求3所述的數控定扭矩電動扳子，其特征在于還包括電源電路，所述電源電路包括電壓轉換模塊(U4)，電壓轉換模塊(U4)的引腳2和引腳I之間并聯(lián)電容ClO和電解電容C7，電壓轉換模塊(U4)的引腳3和引腳I之間并聯(lián)電容C12和電解電容C11，電解電容C7和電解電容Cll的負極接地，電壓轉換模塊(U4)的引腳2連接設備電源(VDD)，電壓轉換模塊(U4 )的引腳3輸出工作電源(VCC )。
5.根據權利要求1所述的數控定扭矩電動扳子，其特征在于所述減速機構為行星齒輪減速器(114)，行星齒輪減速器(114)的一級中心輪(115)的輪軸與電動機(113)的輸出軸傳動連接，行星齒輪減速器(114)的末級行星輪(117)經末級行星輪架(116)與彈性軸(112)固定連接。
6.根據權利要求5所述的數控定扭矩電動扳子，其特征在于所述行星齒輪減速器(114)的每級中心輪的輪軸的軸線位置均開設有相互連通的導線孔(118)，所述導線孔(118)內安裝有中央導線管(125)，所述中央導線管(125)的外圓周面與導線孔(118)的孔壁之間存在間隙，所述中央導線管(125)的左端與彈性軸(112)固定連接，所述中央導線管(125)的右端固定安裝有導電滑環(huán)(121)，所述導電滑環(huán)(121)的導電環(huán)的軸線與一級中心輪(115)的輪軸的軸線重合，與導電滑環(huán)(121)接觸的電刷(123)通過刷絲架(124)固定安裝在殼體(110)上，所述彈性軸(112)的外圓周面上開設有徑向孔(119)，所述彈性軸(112)的軸線位置開設有與徑向孔(119)連通的軸向孔(120)，所述軸向孔(120)與導線孔(118)連通，所述傳感器的信號線依次通過徑向孔(119)、軸向孔(120)和中央導線管(125)后，與電滑環(huán)(121)上的導電環(huán)(122)連接，所述電刷(123)的輸出線與主控單元連接。
7.根據權利要求5所述的數控定扭矩電動扳子，其特征在于所述電動機(113)通過傳動換向機構與行星齒輪減速器(114 )連接，所述傳動換向機構包括滑鍵座(126 )、第一傘齒輪(127)、第二傘齒輪(128)和第三傘齒輪(129)，所述滑鍵座(126)通過滑鍵安裝在一級中心輪(115)的輪軸上，所述滑鍵座(126)上固定安裝有相對設置的第一傘齒輪(127)和第二傘齒輪(128)，所述第三傘齒輪(129)安裝在第一傘齒輪(127)和第二傘齒輪(128)的下方，且能夠與第一傘齒輪(127)或者第二傘齒輪(128)嚙合，所述第三傘齒輪(129)的輪軸通過齒輪與電動機(113)的輸出軸傳動連接，所述第一傘齒輪(127)和第二傘齒輪(128)上安裝有傘齒輪定位架(130)，第一傘齒輪(127)和第二傘齒輪(128)位于傘齒輪定位架(130)之內，第一傘齒輪(127)和第二傘齒輪(128)通過軸承與傘齒輪定位架(130)連接，所述傘齒輪定位架(130)的右端固定連接有換向連桿(131)，所述換向連桿(131)的右端設置有換向手輪(132)，所述換向手輪(132)安裝在殼體(110)上，且換向手輪(132)與殼體(110)通過螺紋連接，所述換向手輪(132)的內圓周面上開設有環(huán)形槽，所述換向連桿(131)的右端設置有凸起，所述換向連桿(131)的凸起位于環(huán)形槽內，所述換向手輪(132)的軸線與一級中心輪(I 15)的輪軸的軸線平行。
8.根據權利要求7所述的數控定扭矩電動扳子，其特征在于所述電動機(113)采用高速電機，所述電動機(113)內設置有定子制動繞組(133)，所述繼電器驅動電路，能夠根據主控單元輸出的控制信號，控制繼電器動觸點動作，完成制動線圈回路的通斷，從而控制定子制動繞組(133)的工作狀態(tài)。
9.根據權利要求6所述的數控定扭矩電動扳子，其特征在于還包括儀表倉(134)，所述儀表倉(134)位于行星齒輪減速器(114)的右側，所述電控系統(tǒng)安裝在儀表倉(134)內。
專利摘要本實用新型涉及一種手持式電控定扭矩電動扳子。本實用新型數控定扭矩電動扳子，包括一種數控定扭矩電動扳子，包括殼體、套筒、彈性軸、減速機構和電動機，電動機的輸出軸與減速機構的輸入端傳動連接，減速機構的輸出端與彈性軸連接，彈性軸的另一端固定連接套筒，本裝置還包括有電控系統(tǒng)，所述電控系統(tǒng)包括傳感器、主控單元、存儲器、按鍵電路、顯示單元、繼電器驅動電路，傳感器為應變片，傳感器粘貼在彈性軸上。本實用新型通過在彈性軸上直接粘貼應變片，采用直接測量扭矩的方式，并通過電控系統(tǒng)控制電動機的運轉，實現較高的定扭矩擰緊精度。
文檔編號B25B21/00GK202825674SQ20122050962
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權日2012年9月27日
發(fā)明者張立鴻, 王麗梅 申請人:北京科瑞思創(chuàng)測控科技有限公司