一種扭矩測(cè)量軸及測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于扭矩測(cè)量工具領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種扭矩測(cè)量軸及測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工程上通常需要對(duì)旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行動(dòng)態(tài)的扭矩測(cè)量，現(xiàn)有技術(shù)中扭矩測(cè)量通常有三種，一種是采用動(dòng)態(tài)扭矩傳感器進(jìn)行測(cè)量，一種是采用在旋轉(zhuǎn)軸上貼應(yīng)變片的方式測(cè)量，一種是用靜態(tài)扭矩傳感器進(jìn)行測(cè)量。采用動(dòng)態(tài)扭矩傳感器進(jìn)行扭矩測(cè)量，由于動(dòng)態(tài)扭矩傳感器體積大，并且需要專用信號(hào)變送器、采集調(diào)理箱，數(shù)顯儀表等，通常需搭建試驗(yàn)臺(tái)架完成旋轉(zhuǎn)軸的扭矩測(cè)量，因此這種扭矩測(cè)量方法測(cè)量前準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，測(cè)量設(shè)備體積大，對(duì)測(cè)量空間場(chǎng)地的要求大同時(shí)也不經(jīng)濟(jì)。采用在旋轉(zhuǎn)軸上貼應(yīng)變片的方式測(cè)量，因粘貼應(yīng)變片對(duì)環(huán)境及人員技術(shù)要求較高，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行粘貼有諸多不利因素，且現(xiàn)場(chǎng)中不便扭矩值的標(biāo)定工作，造成扭矩值測(cè)量不準(zhǔn)確。用靜態(tài)扭矩傳感器進(jìn)行測(cè)量，僅能對(duì)扭轉(zhuǎn)角度不大的軸進(jìn)行扭矩測(cè)量，如果測(cè)量螺母擰緊時(shí)的扭矩，會(huì)出現(xiàn)傳感器供電的電纜線纏繞問(wèn)題。
[0003]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01110310200.3，公開日2012年6月20日的專利申請(qǐng)文件，公開了一種數(shù)顯扭矩頭及包含該種數(shù)顯扭矩頭的數(shù)顯扭矩扳手，具體的數(shù)顯扭矩頭包括外套組件、襯套組件、薄膜開關(guān)、電子組件與扭矩傳感器，其具有可精確預(yù)警小型化的優(yōu)點(diǎn)，可容易配合應(yīng)用于現(xiàn)有的扭矩扳手結(jié)構(gòu)中，通過(guò)給數(shù)顯扭矩頭的輸入方加載扭矩，扭矩傳感器發(fā)生扭曲形變進(jìn)而將緊固的扭矩信號(hào)采集，而后給電子組件，電子組件對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行濾波、分析、轉(zhuǎn)化、線性化處理后直觀的顯示到四位半液晶顯示器上，從而達(dá)到精確預(yù)緊控制扭矩的目的。但該專利申請(qǐng)文件公開的技術(shù)方案只能在待測(cè)量軸旋轉(zhuǎn)停止時(shí)才能觀測(cè)到數(shù)顯屏顯示的測(cè)量扭矩?cái)?shù)據(jù)，不能在待測(cè)量軸旋轉(zhuǎn)過(guò)程中實(shí)時(shí)顯示反饋扭矩?cái)?shù)據(jù)，同時(shí)也導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)存在一定誤差，測(cè)量精度還有待進(jìn)一步提高。
[0004]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01010176318.7，公開日2010年10月6日的專利申請(qǐng)文件，公開了一種扭矩測(cè)試裝置，包括階梯軸，沿其軸向分為貼片部位和設(shè)有外花鍵的部位；感應(yīng)元件，設(shè)于所述階梯軸的貼片部位；軸套，與所述階梯軸連接，呈內(nèi)部鏤空的形狀，鏤空結(jié)構(gòu)具有內(nèi)花鍵；調(diào)理單元及無(wú)線發(fā)射單元，均設(shè)在所述軸套的上側(cè)，與所述全橋電路連接，所述調(diào)理單元用于將全橋電路輸出電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槠浞蹬c所受扭矩相對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，所述無(wú)線發(fā)射單元用于發(fā)射所述數(shù)字信號(hào)。該發(fā)明大大降低了扭矩測(cè)試的現(xiàn)場(chǎng)工作，無(wú)需更改現(xiàn)有設(shè)備，無(wú)需在被測(cè)軸上進(jìn)行打磨、清洗、貼應(yīng)變片以及組橋等工作，使得現(xiàn)場(chǎng)安裝及扭矩測(cè)試作業(yè)更加簡(jiǎn)單，避免了現(xiàn)場(chǎng)貼片帶來(lái)的測(cè)試誤差，并且可以重復(fù)利用。但該發(fā)明申請(qǐng)文件公開的測(cè)試裝置為設(shè)置應(yīng)變片采用階梯軸容易在扭矩作用下變形或斷裂，影響測(cè)量精度；應(yīng)變片的設(shè)置位置容易使其受污染，從而影響測(cè)量精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]1、要解決的問(wèn)題
[0006]針對(duì)現(xiàn)有扭矩測(cè)量裝置無(wú)法實(shí)現(xiàn)在測(cè)量過(guò)程中實(shí)時(shí)反饋測(cè)量數(shù)據(jù)，且測(cè)量數(shù)據(jù)存在誤差的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種扭矩測(cè)量軸及測(cè)量方法，能實(shí)時(shí)反饋測(cè)量數(shù)據(jù)，且測(cè)量精確，使用壽命長(zhǎng)。
[0007]2、技術(shù)方案
[0008]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。
[0009]—種扭矩測(cè)量軸，包括驅(qū)動(dòng)軸和殼體，所述的驅(qū)動(dòng)軸包括扭矩測(cè)量段，所述的殼體包裹在扭矩測(cè)量段上，所述的殼體與扭矩測(cè)量段外壁之間有空隙，所述的殼體內(nèi)設(shè)置有電子組件；所述的電子組件包括電池、應(yīng)變片、電源模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、顯示屏模塊和微處理器模塊；所述的應(yīng)變片設(shè)置在扭矩測(cè)量段外壁上；所述的電池與電源模塊雙向相連；所述的電源模塊與應(yīng)變片相連；所述的應(yīng)變片與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊相連；所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與電源模塊相連，由電源模塊供電，同時(shí)與微處理器模塊相連，向微處理器模塊單向輸出數(shù)據(jù)；所述的微處理器模塊與電源模塊雙向相連，同時(shí)與顯示屏模塊單向相連，將數(shù)據(jù)傳輸至顯示屏模塊上顯示。
[0010]優(yōu)選地，還包括無(wú)線發(fā)射模塊；所述的無(wú)線發(fā)射模塊與電源模塊相連，由電源模塊供電，同時(shí)與微處理器模塊相連，接收微處理器模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)。
[0011]優(yōu)選地，所述的無(wú)線發(fā)射模塊為無(wú)線藍(lán)牙模塊、無(wú)線wifi模塊或無(wú)線串口模塊。
[0012]優(yōu)選地，還包括USB充電口 ；所述的USB充電口與微處理器模塊雙向相連，同時(shí)與電源模塊相連。
[0013]優(yōu)選地，還包括電源按鍵和輸入按鍵；所述的電源按鍵與電源模塊相連；所述的輸入按鍵與微處理器模塊相連。
[0014]—種扭矩測(cè)量方法，包括以下步驟:
[0015]1)根據(jù)待測(cè)量軸接口形狀，選擇連接端與所述接口形狀對(duì)應(yīng)的扭矩測(cè)量軸；
[0016]2)通過(guò)扭矩測(cè)量軸的連接端將扭矩測(cè)量軸安裝至待測(cè)量軸上，按下電源按鍵，電源模塊導(dǎo)通，微處理器模塊工作并控制電源模塊持續(xù)導(dǎo)通，從而為電子組件供電；
[0017]3)啟動(dòng)待測(cè)量軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)力源，使待測(cè)量軸在外力下開始旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；待測(cè)量軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)阻力傳遞給驅(qū)動(dòng)軸，驅(qū)動(dòng)軸表面在扭轉(zhuǎn)阻力下產(chǎn)生變形的作用，使扭矩測(cè)量裝置上應(yīng)變片發(fā)生變形產(chǎn)生電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊傳輸給微處理器模塊，微處理器模塊對(duì)采集的電壓信號(hào)數(shù)值進(jìn)行計(jì)算并轉(zhuǎn)換成扭矩值，輸出至顯示屏模塊上顯不;
[0018]4)記錄步驟3)中所述顯示屏模塊上顯示的扭矩值數(shù)據(jù)；
[0019]5)步驟3)中微處理器模塊輸出的扭矩值同時(shí)經(jīng)無(wú)線發(fā)射模塊向外發(fā)射，從無(wú)線發(fā)射模塊發(fā)射的扭矩?cái)?shù)據(jù)由無(wú)線接收模塊接收，由電腦進(jìn)行顯示和保存；
[0020]6)停止待測(cè)量軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，按下電源按鍵或停止幾分鐘后，電源模塊中斷供電，測(cè)量過(guò)程結(jié)束。
[0021]優(yōu)選地，還包括充電步驟，所述的充電步驟在所述的步驟1)與步驟2)之間，具體為:通過(guò)USB充電口向扭矩測(cè)量軸充電，電源模塊通電后，接通與電池的連接，向電池充電，并監(jiān)測(cè)電池電量；電池電量充滿后向電源模塊反饋電量信息，電源模塊接收信號(hào)，中斷充電線路，停止向電池充電。
[0022]優(yōu)選地，所述的步驟3)中從顯示屏模塊觀測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，按下輸入按鈕，切換扭矩實(shí)時(shí)值和峰值的顯示。
[0023]優(yōu)選地，所述的驟3)中微處理器模塊輸出的扭矩值由微處理器模塊記錄并保存；所述的保存的扭矩值數(shù)據(jù)可以通過(guò)存儲(chǔ)設(shè)備連接USB充電口進(jìn)行下載。
[0024]優(yōu)選地，所述的步驟6)中停止幾分鐘后是指幾分鐘后微處理器模塊自動(dòng)控制電源模塊斷電；所述的幾分鐘為0.1?9.9分鐘。
[0025]3、有益效果
[0026]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為:
[0027](1)本發(fā)明扭矩測(cè)量軸是將驅(qū)動(dòng)軸、應(yīng)變片、控制模塊、顯示屏、電池集成在一起，此外驅(qū)動(dòng)軸兩端做成通用的接口形狀，可方便的安裝在被測(cè)量軸上，故具有體積小，使用方便，實(shí)現(xiàn)扭矩的快速測(cè)量；由于采用內(nèi)置電池供電，避免了采用電纜線供電時(shí)測(cè)量過(guò)程中電纜線纏繞的問(wèn)題；由于本發(fā)明的扭矩測(cè)量軸其內(nèi)部應(yīng)變片可以在生產(chǎn)裝配過(guò)程中粘貼標(biāo)定完成，不需在工程現(xiàn)場(chǎng)中進(jìn)行標(biāo)定，故測(cè)量的扭矩值精度高；
[0028](2)本發(fā)明的扭矩測(cè)量軸采用集成顯示屏和無(wú)線傳輸至電腦兩種方式同時(shí)顯示測(cè)量的扭矩值，即使在沒(méi)有電腦的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量中，也可讀取扭矩測(cè)量值，適應(yīng)性強(qiáng)；同時(shí)無(wú)線傳輸?shù)膽?yīng)用使得測(cè)量過(guò)程中可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及處理測(cè)量的數(shù)據(jù)，而電腦將測(cè)量的扭矩值進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和保存，能夠溯源測(cè)量過(guò)程；
[0029](3)本發(fā)明的扭矩測(cè)量軸還包括USB充電口 ；所述的USB充電口與微處理器模塊雙向相連，用于上傳、下載數(shù)據(jù)，同時(shí)與電源模塊相連，經(jīng)電源模塊向電池充電；
[0030](4)本發(fā)明的扭矩測(cè)量軸還包括電源按鍵和輸入按鍵；電源按鍵與電源模塊相連，用于人工手動(dòng)控制電源模塊的通斷；輸入按鍵與微處理器模塊相連，用于可對(duì)扭矩的零點(diǎn)及增益進(jìn)行修改調(diào)整；
[0031](5)本發(fā)明的扭矩測(cè)量方法具有操作方便，測(cè)量成本低，測(cè)量快速、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)；由于將應(yīng)變片、電源、數(shù)據(jù)采集傳輸做成一體，集成度高，測(cè)量精度高；通過(guò)USB充電口充電，操作簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，同時(shí)適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)；本方法能夠?qū)崟r(shí)顯示測(cè)量數(shù)據(jù)，并能夠遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，提高了數(shù)據(jù)處理的便捷性，能適應(yīng)于人不能接近或進(jìn)入的測(cè)量環(huán)境；
[0032](6)本發(fā)明的扭矩測(cè)量方法能夠保存測(cè)量數(shù)據(jù)，使后續(xù)數(shù)據(jù)分析時(shí)能夠溯源測(cè)量過(guò)程；本發(fā)明扭矩測(cè)量方法能夠在不使用情況下自動(dòng)斷開電源，節(jié)約電能；通過(guò)輸入按鈕的切換，能夠反饋不同時(shí)段的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)顯示更加全面；通過(guò)數(shù)據(jù)下載功能能夠使長(zhǎng)時(shí)間測(cè)量的數(shù)據(jù)永久性保留，適用于較長(zhǎng)周期的設(shè)備測(cè)量有較大優(yōu)越性。
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1為本發(fā)明的扭矩測(cè)量軸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2為本發(fā)明的扭矩測(cè)量軸的立體示意圖；
[0035]圖3為本發(fā)明的扭矩測(cè)量軸帶電源按鈕一面的立體示意圖；
[0036]圖4為本發(fā)明的扭矩測(cè)量軸中電子組件的接線圖。
[0037]圖中:10、驅(qū)動(dòng)軸；11、凹槽連接孔；12、凸出連接體；
[0038]20、殼體；30、電池；40、應(yīng)變片；50、電源模塊；60、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；70、顯示屏模塊；80、微處理器模塊；90、無(wú)線發(fā)射模塊；
[0039]21、電源按鍵；22、輸入按鍵。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行描述。
[0041]實(shí)施例1
[0042]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，一種扭矩測(cè)量軸，包括驅(qū)動(dòng)軸10和殼體20，驅(qū)動(dòng)軸10包括扭矩測(cè)量段，殼體20包裹在扭矩測(cè)量段上，殼體20與扭矩測(cè)量段外壁之間有空隙，空隙可以避免設(shè)置在扭矩測(cè)量段外壁上的應(yīng)變片與殼體接觸，避免發(fā)生短路、漏