專利名稱：智能力矩檢測儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種檢測裝置，尤其是ー種智能カ矩檢測儀。
背景技術：
螺栓連接是機械結構連接的重要方式，螺栓連接的擰緊質量對螺栓連接性能影響巨大。螺栓擰緊カ矩過小或過大均不能發(fā)揮螺栓連接的性能，因此在重要部位的螺栓連接均有明確技術文件對此規(guī)范要求。以為動車運行提供電カ的接觸網為例，為保證接觸線路的直線度而建立的支撐其連接均通過螺栓實現(xiàn)，鉄路部頒標準規(guī)定了初始擰緊カ矩范圍、 并且按照行車安全規(guī)范進行定期巡檢。螺栓擰緊質量的檢測方法主要分為事后法和過程法，目前采用較多的是擰緊過程カ矩控制，即應用定扭扳手設定輸出扭矩達到設定值后停止擰緊即認為擰緊質量合格。事后法擰緊質量檢驗適用于定期檢驗的場合，采用人工扭矩扳手或棘輪扳手對螺栓進行以判斷力矩是否仍在合格范圍。該方法工人勞動強度大、檢測精度低，且只能檢測螺栓連接過松(擰緊カ矩小)的情況，對擰緊力矩過大無法檢出。擰緊力矩過大導致螺栓螺紋剪切變形或螺桿拉伸變細，這些均對螺栓機械性能影響明顯。中國專利ZL 200920212942. 0公開了ー種螺紋鎖緊カ矩自動同步檢測裝置，該裝置包括軸向同不用伺服電機或步進電機、傳動螺桿、滑軌、傳感器座和主軸，設有一套用于限制傳感器與被測試樣間軸向相對移動及被測試樣螺紋摩擦力的機構。該機構中有ー個用于提供精確軸向移動的伺服電機或步進電機，該電機通過傳動螺桿與傳感器座實現(xiàn)螺紋連接，通過程序對該電機轉速的適當控制實現(xiàn)將傳動螺桿的角位移已轉成傳感器與被測試樣的軸向同步移動。但是該裝置用于檢測自鎖螺紋旋進過程中內外螺紋間無壓カ時的鎖緊カ 矩，不適用于實際螺栓連接中擰緊カ矩過大或過小的檢測。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供ー種智能カ矩檢測儀，該檢測儀結構緊湊、體積小，檢測精度高，能夠在在螺栓擰緊后進行檢驗，智能化程度高，能夠有效降低工人勞動強度。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案ー種智能カ矩檢測儀，包括殼體，所述殼體內設有動カ輸出裝置，動カ輸出裝置上設有傳感器裝置，所述動カ輸出裝置前端固定于并穿過殼體前端與設置于殼體外部的板套相連，所述傳感器裝置固定于殼體內壁上；所述動カ輸出裝置和傳感器裝置均通過線路與控制系統(tǒng)相連。所述殼體包括中空的前體和手柄體，所述兩者均通過螺紋連接于傳感器裝置上。所述動カ輸出裝置包括電動機，電動機輸出軸端通過螺栓連接于轉接盤上，轉接盤與減速機的外齒圈通過螺紋連接，電動機的輸出軸上裝配有太陽輪，減速機輸出軸與設置于并穿過前體前端的四方輸出扳軸通過六方套頭連接。減速機將太陽輪輸入力矩進行放大至所需輸出扭矩后通過扭矩傳感器中心孔輸出至扳軸。
所述減速機包括四個太陽輪，最后一級行星架與輸出軸為一體，通過行星架輸出； 轉接盤目的是將行星減速機的外齒圈與直流電動機殼體相定位并連接。所述電動機本體上設有傳感器裝置以對輸出轉速進行檢測，減速機輸出軸與殼體之間有傳感器，對輸出扭矩進行檢測。所述電動機為直流電動機，直流電動機與調速控制電路。所述減速機為精密行星減速機。所述傳感器裝置包括扭矩傳感器，所述扭矩傳感器一端的法蘭盤通過螺紋連接所述減速機外齒圈，且其另一端的法蘭盤通過螺紋與所述前體和手柄體相連接，扭矩傳感器前端通過螺釘固定有套在減速機輸出軸上的轉速轉角編碼器殼體，轉速轉角編碼器殼體內設有裝配在減速機輸出軸上的轉速轉角編碼器光柵，轉速轉角編碼器殼體還固定有與所述轉速轉角編碼器光柵相對應的觸頭(觸頭為光傳感計數(shù)器，讀取光柵個數(shù))；所述電動機上設有電機轉速傳感器；所述扭矩傳感器、轉速轉角編碼器光柵和電機轉速傳感器均通過線路與控制系統(tǒng)相連。所述扳套中設有與被檢測螺栓相配合的梅花孔。所述控制系統(tǒng)包括控制電路，智能力矩檢測儀需要設定時，所述控制電路通過無線傳輸裝置與控制設定器相連，或者，智能力矩檢測儀需要記錄檢測結果時，所述控制電路通過無線傳輸裝置與遠程后臺服務器相連。本發(fā)明中的控制電路、控制設定器、無線傳輸裝置和遠程后臺服務器均為現(xiàn)有技術，在此不再贅述。本發(fā)明通過直流電動機作為動力來源，直流電動機用螺栓連接于轉接盤上，轉接盤與減速機外齒圈通過螺紋連接。電動機輸出軸裝配太陽輪，輸入轉矩通過四級行星減速后四方輸出軸達到檢測工作中需要的扭矩。減速機外齒圈通過螺紋與扭矩傳感器一端連接，減速機輸出軸通過扭矩傳感器中的圓孔。減速機輸出軸上裝配轉速轉角編碼器的光柵， 觸頭與編碼器殼體用螺釘裝配于扭矩傳感器的另一端。前體與手柄體分別通過螺紋連接在扭矩傳感器靠近輸出端法蘭盤兩端，減速機輸出軸通過前體，在四方輸出軸上安裝與被檢測螺栓頭相適應的梅花扳套與被檢測螺栓相配合。扭矩傳感器間接測量四方輸出軸扭矩， 轉速轉角編碼器讀取輸出軸轉速和轉角并將信號轉給控制器以對工作過程進行控制。通過遠程控制系統(tǒng)(即手持設定器或遠程后臺服務器)設定檢測型號螺栓連接的參數(shù)，檢測前控制器根據(jù)遠程控制系統(tǒng)發(fā)出的設定指令進行設定，設定完成后進行檢測。通過按鈕開關，發(fā)送開始檢測信號；調速電動機輸出轉矩和轉速，經過行星減速機減速增扭， 將扭矩和轉速傳遞到檢測螺栓；擰緊螺栓的扭矩通過力矩傳感器反饋信號給控制設定器， 轉速和轉角信號通過轉速轉角編碼器采集后傳給控制器；控制器獲得檢測輸出的扭矩和轉角值，對步進電機的輸出進行控制，并設定結束檢測條件，檢測過程結束后將檢測結果進行遠程傳輸記錄。本發(fā)明的有益效果是，I、采用事后法，在螺栓擰緊后進行檢驗，檢測精度高； 2、結構緊湊，體積?。?、該發(fā)明具有控制單元對采集信號進行處理以控制輸出轉速與扭矩，能夠有效降低檢測人員的勞動強度；
4、該發(fā)明能夠實現(xiàn)信號采集與數(shù)據(jù)無線傳輸；5、設計的產品既能檢測擰緊カ矩小于技術要求下限的螺栓連接，也能檢測擰緊カ 矩大于技術要求上限的螺栓連接。6、具有后臺服務器，對檢測結果進行記錄存儲。


圖I是本發(fā)明結構示意圖；其中I.扳套，2.四方輸出軸，3.前體，4.扭矩傳感器，5.行星減速機，6.轉接盤， 7.電動機,8.電機轉速傳感器,9.輸出轉速轉角編碼器殼體,10.減速機輸出軸，11.手柄體，12.扭矩傳感器電路板，13.輸出轉速轉角編碼器光柵，14.觸頭。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進ー步說明。如圖I所示，ー種智能カ矩檢測儀，包括殼體，所述殼體內設有動カ輸出裝置，動 カ輸出裝置上設有傳感器裝置，所述動カ輸出裝置前端固定于扭矩傳感器一端，動カ輸出軸穿過殼體前端與設置于殼體外部的板套I相連，所述傳感器裝置固定于殼體內壁上；所述動カ輸出裝置和傳感器裝置均通過線路與控制系統(tǒng)相連。殼體包括中空的前體3和手柄體11，所述兩者均通過螺紋連接于扭矩傳感器裝置上。動カ輸出裝置包括電動機7，電動機輸出軸端通過螺栓連接于轉接盤6上，轉接盤 6與行星減速機5的外齒圈通過螺紋連接，電動機7的輸出軸上裝配有太陽輪，行星減速機 5的輸出軸前端與設置于并穿過前體3前端的四方輸出軸2相連，所述減速機輸出軸以及電動機本體上設有傳感器裝置。所述電動機為直流電動機。減速機將太陽輪輸入力矩進行放大至所需輸出扭矩后通過扭矩傳感器中心孔輸出至扳軸。減速機包括四個太陽輪，最后ー級行星輪架與輸出軸為一體，通過行星架輸出；轉接盤目的是將行星減速機的外齒圈與直流電動機殼體相定位并連接。傳感器裝置包括扭矩傳感器，扭矩傳感器一端的法蘭盤通過螺紋連接所述減速機外齒圈，且其另一端法蘭盤通過螺紋與所述前體3和手柄體11相連接，輸出軸10穿過其中空軸并用軸承固定于扭矩傳感器結構上，扭矩傳感器結構外部有環(huán)形扭矩傳感器電路板12 扭矩傳感器4前端通過螺釘固定有套在減速機輸出軸10上的轉速轉角編碼器殼體9，轉速轉角編碼器殼體9內設有裝配在減速機輸出軸10上的轉速轉角編碼器光柵13，轉速轉角編碼器殼體9還固定有與所述轉速轉角編碼器光柵13相對應的觸頭14 ;所述電動機7上設有電機轉速傳感器8 ;所述扭矩傳感器4、轉速轉角編碼器光柵13和電機轉速傳感器8均通過線路與控制系統(tǒng)相連。板套I中設有與被檢測螺栓相配合的梅花孔。所述控制系統(tǒng)包括控制電路，智能カ矩檢測儀需要設定時，所述控制電路通過無線傳輸裝置與控制設定器相連，或者，智能カ矩檢測儀需要記錄檢測結果吋，所述控制電路通過無線傳輸裝置與遠程后臺服務器相連。本發(fā)明通過經過調速的直流電動機7作為動カ來源，直流同步電動機7用螺栓連接于轉接盤6上，轉接盤6與行星減速機5的外齒圈通過螺紋連接。電動機7輸出軸裝配太陽輪，輸入轉矩通過四級行星減速后四方輸出軸2達到檢測工作中需要的扭矩。行星減速機5的外齒圈通過螺紋與扭矩傳感器4 一端連接，減速機輸出軸10通過扭矩傳感器4中的圓孔。減速機輸出軸10上裝配轉速轉角編碼器光柵13，觸頭14與輸出轉速轉角編碼器殼體9用螺釘裝配于扭矩傳感器4的另一端。前體3與手柄體11分別通過螺紋連接在扭矩傳感器4靠近輸出端法蘭盤兩端，減速機輸出軸11通過前體3，在四方輸出軸2上安裝與被檢測螺栓頭相適應的梅花扳套I與被檢測螺栓相配合。扭矩傳感器間接測量四方輸出軸2扭矩，轉速轉角編碼器讀取輸出軸轉速和轉角并將信號轉給控制器以對工作過程進行控制。通過遠程控制系統(tǒng)(即控制設定器或遠程后臺服務器)設定檢測型號螺栓連接的參數(shù)，檢測前控制器根據(jù)遠程控制系統(tǒng)發(fā)出的設定指令進行設定，設定完成后進行檢測。通過按鈕開關，發(fā)送開始檢測信號；直流電動機7輸出轉矩和轉速，經過行星減速機5減速增扭，將扭矩和轉速傳遞到檢測螺栓；擰緊螺栓的扭矩通過力矩傳感器反饋信號給控制器，轉速和轉角信號通過轉速轉角編碼器采集后傳給控制器；控制器獲得檢測輸出的扭矩和轉角值，對步進電機的輸出進行控制，并設定結束條件，檢測過結束后可將檢測結果進行遠程傳輸記錄。上述雖然結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發(fā)明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內。
權利要求
1.一種智能力矩檢測儀，其特征是，包括殼體，所述殼體內設有動力輸出裝置，動力輸出裝置上設有傳感器裝置，所述動力輸出裝置前端固定于并穿過殼體前端與設置于殼體外部的板套相連，所述傳感器裝置一端固定于殼體內壁上；所述動力輸出裝置和傳感器裝置均通過線路與控制系統(tǒng)相連。
2.如權利要求I所述的智能力矩檢測儀，其特征是，所述殼體包括中空的前體和手柄體，所述兩者均通過螺紋連接于傳感器裝置上。
3.如權利要求I所述的智能力矩檢測儀，其特征是，所述動力輸出裝置包括電動機，電動機輸出軸端通過螺栓連接于轉接盤上，轉接盤與減速機的外齒圈通過螺紋連接，電動機的輸出軸上裝配有太陽輪，減速機的輸出軸前端與設置于并穿過前體前端的四方輸出軸相連，所述減速機輸出軸以及電動機本體上設有傳感器裝置。
4.如權利要求3所述的智能力矩檢測儀，其特征是，所述電動機為直流電動機，配合對應設計的調速控制電路。
5.如權利要求3所述的智能力矩檢測儀，其特征是，所述減速機為精密行星減速機。
6.如權利要求3所述的智能力矩檢測儀，其特征是，所述傳感器裝置包括扭矩傳感器， 所述扭矩傳感器一端的法蘭盤通過螺紋連接所述減速機外齒圈，且其另一端的法蘭盤通過螺紋與所述前體和手柄體相連接，扭矩傳感器前端通過螺釘固定有套在減速機輸出軸上的轉速轉角編碼器殼體，轉速轉角編碼器殼體內設有裝配在減速機輸出軸上的轉速轉角編碼器光柵，轉速轉角編碼器殼體還固定有與所述轉速轉角編碼器光柵相對應的觸頭；所述電動機上設有電機轉速傳感器；所述扭矩傳感器、轉速轉角編碼器光柵和電機轉速傳感器均通過線路與控制系統(tǒng)相連。
7.如權利要求6所述的智能力矩檢測儀，其特征是，所述扭矩傳感器另一端為法蘭盤結構，其外緣上設有分別與所述前體和手柄體相連的螺紋。
8.如權利要求I所述的智能力矩檢測儀，其特征是，所述扳套中設有與被檢測螺栓相配合的梅花孔。
9.如權利要求I所述的智能力矩檢測儀，其特征是，所述控制系統(tǒng)包括控制電路，智能力矩檢測儀需要設定時，所述控制電路通過無線傳輸裝置與控制設定器相連，或者，需要記錄檢測結果時，所述控制電路通過無線傳輸裝置與遠程后臺服務器相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能力矩檢測儀，包括殼體，所述殼體內設有動力輸出裝置，動力輸出裝置上設有傳感器裝置，所述動力輸出裝置前端固定于并穿過殼體前端與設置于殼體外部的板套相連，所述傳感器一端裝置固定于殼體內壁上；所述動力輸出裝置和傳感器裝置均通過線路與控制系統(tǒng)相連。該檢測儀結構緊湊、體積小，檢測精度高，能夠在在螺栓擰緊后進行檢驗，智能化程度高，能夠有效降低工人勞動強度、提高工作效率、保證工作質量。
文檔編號G01L5/24GK102589785SQ20121005367
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權日2012年3月2日
發(fā)明者周紀磊, 張金鹿, 李彥, 李雪峰 申請人:山東鴻成達機電裝備有限公司