一種智能電動(dòng)扭矩扳手、扭矩控制系統(tǒng)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種智能電動(dòng)扭矩扳手、扭矩控制系統(tǒng)及其控制方法，屬于電動(dòng)扭矩扳手【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明中扭矩控制方法的其步驟為：1）在鍵盤(pán)輸入模塊選擇一種工作模式，即確定一個(gè)所需的扭矩值；2）微處理器模塊根據(jù)扭矩-功率關(guān)系調(diào)出相應(yīng)的功率值；3）按下機(jī)械開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合傳遞給微處理器模塊，微處理器模塊驅(qū)動(dòng)功率控制模塊，電機(jī)按此功率帶動(dòng)扳手輸出軸旋轉(zhuǎn)；4）電壓傳感器采集電源的電壓信號(hào)給微處理器模塊進(jìn)行功率補(bǔ)償；5）電流傳感器采集電機(jī)的工作電流變化，當(dāng)達(dá)到微處理器模塊存儲(chǔ)的該功率對(duì)應(yīng)的電流值時(shí)，關(guān)閉功率控制模塊，電機(jī)停止。本發(fā)明抗干擾能力強(qiáng)，提高了扳手輸出扭矩控制精度。
【專利說(shuō)明】一種智能電動(dòng)扭矩扳手、扭矩控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是電動(dòng)扭矩扳手【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說(shuō)，涉及一種智能電動(dòng)扭矩扳手、扭矩控制系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)扭矩扳手通常用于對(duì)螺栓或螺母拆裝扭矩大且有較高擰緊扭矩精度的場(chǎng)合。現(xiàn)有技術(shù)中電動(dòng)扭矩扳手可分為電流轉(zhuǎn)速式和動(dòng)態(tài)扭矩傳感器式兩種。電流轉(zhuǎn)速式電動(dòng)扭矩扳手根據(jù)螺栓擰緊過(guò)程中電機(jī)工作的電流值和轉(zhuǎn)速變化來(lái)判斷扭矩值，當(dāng)達(dá)到預(yù)定值時(shí)電機(jī)停止工作。動(dòng)態(tài)扭矩傳感器式電動(dòng)扭矩扳手是在扳手輸出軸上安裝有扭矩傳感器，檢測(cè)扭矩值的變化，當(dāng)達(dá)到預(yù)定的扭矩時(shí)，電機(jī)停止工作。
[0003]電流轉(zhuǎn)速式電動(dòng)扭矩扳手由于受電流、轉(zhuǎn)速波動(dòng)大，抗干擾能力差，即扳手在緊固螺母瞬間電流急劇上升，在這極短的時(shí)間內(nèi)控制扳手電機(jī)的停機(jī)，易導(dǎo)致電機(jī)過(guò)沖，沒(méi)有在應(yīng)該停機(jī)的時(shí)刻停機(jī)，造成扭矩控制精度低，其主要原因分析如下:現(xiàn)有電流轉(zhuǎn)速式電動(dòng)扭矩扳手是設(shè)定一個(gè)電流最大值為停機(jī)值，也就是終點(diǎn)值，這個(gè)終點(diǎn)值是在扳手工作中由傳感器捕獲的一個(gè)瞬時(shí)電流，這個(gè)電流值一旦達(dá)到預(yù)設(shè)值，扳手就自動(dòng)停機(jī)，由于螺母擰緊的過(guò)程受到螺栓螺母摩擦系數(shù)變化的影響，使用環(huán)境的影響，電流值的變化是非線性的且具有不可預(yù)見(jiàn)行，有時(shí)電流值會(huì)突然變大，而螺母還沒(méi)有擰緊，此時(shí)扳手卻已經(jīng)停機(jī)了。動(dòng)態(tài)扭矩傳感器式電動(dòng)扭矩扳手由于安裝了扭矩傳感器，扳手外形尺寸大限制了使用范圍同時(shí)也不經(jīng)濟(jì)。
[0004]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?201310005649.8,申請(qǐng)日:2013-01_08，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:用于數(shù)控定扭矩電動(dòng)扳手的扭矩控制方法及其電動(dòng)扳手，該申請(qǐng)案包含步驟:1)設(shè)定一預(yù)設(shè)扭矩值并傳送給一控制電路；2 )該控制電路利用一電子開(kāi)關(guān)將電源供給扳手電機(jī)以驅(qū)動(dòng)其旋轉(zhuǎn)并經(jīng)減速機(jī)構(gòu)輸出而輸出扭矩；3)該控制電路檢測(cè)該扳手電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并與預(yù)設(shè)扭矩值比較；4)當(dāng)達(dá)到所要求的數(shù)值時(shí)，利用電子開(kāi)關(guān)關(guān)斷扳手電機(jī)的電源。該申請(qǐng)案中的控制器根據(jù)該預(yù)設(shè)扭矩值，選擇合適該電動(dòng)扳手的電流工作區(qū)間，并控制可控硅的導(dǎo)電角以控制輸送至扳手電機(jī)的電流在該電流工作區(qū)間，這種扭矩控制方法不可靠。
[0005]另外，在螺母擰緊的過(guò)程中，由于受到螺紋連接副摩擦力的變化影響，使用環(huán)境等諸多因素的影響，擰緊的扭矩值會(huì)有差異，這就需要及時(shí)對(duì)扳手進(jìn)行扭矩標(biāo)定，目前電動(dòng)扭矩扳手的標(biāo)定通常在制造裝配廠專業(yè)人員進(jìn)行操作，這樣在扳手實(shí)際使用中不能及時(shí)進(jìn)行扭矩標(biāo)定，無(wú)法掌握扳手?jǐn)Q緊的確切扭矩值。綜上所述，現(xiàn)有電動(dòng)扭矩扳手扭矩控制波動(dòng)大，不具備扭矩標(biāo)定功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]1.發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中電動(dòng)扭矩扳手扭矩控制波動(dòng)大的不足，提供了一種智能電動(dòng)扭矩扳手、扭矩控制系統(tǒng)及其控制方法，采用本發(fā)明的技術(shù)方案，使得電動(dòng)扭矩扳手能夠達(dá)到可調(diào)扭矩輸入、多種工作模式、無(wú)極功率控制。
[0008]2.技術(shù)方案
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案在于:
[0010]本發(fā)明的一種智能電動(dòng)扭矩扳手的扭矩控制系統(tǒng)，扭矩控制系統(tǒng)包括電源、電壓傳感器模塊、功率控制模塊、機(jī)械開(kāi)關(guān)、電機(jī)、電流傳感器模塊、微處理器模塊、顯不模塊和鍵盤(pán)輸入模塊，其中:所述的微處理器模塊分別與電壓傳感器模塊、功率控制模塊、機(jī)械開(kāi)關(guān)、電流傳感器模塊、顯示模塊、鍵盤(pán)輸入模塊相連接，所述的鍵盤(pán)輸入模塊用于確定所需的扭矩值，所需的扭矩值顯示在顯示模塊上，所述的電壓傳感器模塊連接在電源與微處理器模塊之間，該電壓傳感器模塊用于采集電源的電壓信號(hào)，所述的微處理器模塊中存儲(chǔ)有扭矩-功率關(guān)系數(shù)據(jù)，機(jī)械開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合信號(hào)傳遞給微處理器模塊，微處理器模塊根據(jù)所需的扭矩值查詢扭矩-功率關(guān)系數(shù)據(jù)得到電機(jī)的功率值，并驅(qū)動(dòng)功率控制模塊，電機(jī)按照功率控制模塊控制的功率值旋轉(zhuǎn)；所述的功率控制模塊、機(jī)械開(kāi)關(guān)、電機(jī)、電流傳感器模塊依次相連接，電流傳感器模塊用于采集電機(jī)的工作電流信號(hào)，并將采集的電機(jī)工作電流信號(hào)傳送給微處理器模塊。
[0011 ] 更進(jìn)一步地說(shuō)，所述的功率控制模塊包括光耦合器件、雙向晶閘管，光耦合器件直接與微處理器模塊相連接，功率控制模塊串聯(lián)在電機(jī)電源回路上。
[0012]更進(jìn)一步地說(shuō)，所述的電壓傳感器模塊將采集到的電源電壓信號(hào)傳輸給微處理器模塊，微處理器模塊根據(jù)此電壓信號(hào)與額定電壓的差值計(jì)算所需的功率差值，進(jìn)而對(duì)電機(jī)的輸出扭矩進(jìn)行功率補(bǔ)償。
[0013]本發(fā)明的一種智能電動(dòng)扭矩扳手的扭矩控制方法，其步驟為:
[0014]I)在鍵盤(pán)輸入模塊選擇一種工作模式，即確定一個(gè)所需的扭矩值；
[0015]2)微處理器模塊根據(jù)扭矩-功率關(guān)系調(diào)出相應(yīng)的功率值；
[0016]3)按下機(jī)械開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合傳遞給微處理器模塊，微處理器模塊驅(qū)動(dòng)功率控制模塊，電機(jī)按此功率帶動(dòng)扳手輸出軸旋轉(zhuǎn)；
[0017]4)電壓傳感器采集電源的電壓信號(hào)給微處理器模塊進(jìn)行功率補(bǔ)償；
[0018]5)電流傳感器采集電機(jī)的工作電流變化，當(dāng)達(dá)到微處理器模塊存儲(chǔ)的該功率對(duì)應(yīng)的電流值時(shí)，關(guān)閉功率控制模塊，電機(jī)停止。
[0019]更進(jìn)一步地說(shuō)，步驟3)中機(jī)械開(kāi)關(guān)串聯(lián)在電機(jī)電源回路上，且機(jī)械開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)連接在微處理器模塊上，當(dāng)按下機(jī)械開(kāi)關(guān)時(shí)電機(jī)電源導(dǎo)通，此時(shí)微處理器模塊按功率由小到大逐次遞增方法升到所需的功率。
[0020]更進(jìn)一步地說(shuō)，步驟4)中的電壓傳感器模塊將采集到的電源電壓信號(hào)傳輸給微處理器模塊，微處理器模塊根據(jù)此電壓信號(hào)與額定電壓的差值計(jì)算所需的功率差值，進(jìn)而對(duì)電機(jī)的輸出扭矩進(jìn)行功率補(bǔ)償。
[0021]本發(fā)明的一種智能電動(dòng)扭矩扳手包括機(jī)械開(kāi)關(guān)、變速機(jī)構(gòu)、減速機(jī)構(gòu)、扳手輸出軸和反力臂，還包括扭矩控制系統(tǒng)，該扭矩控制系統(tǒng)包括電源、電壓傳感器模塊、功率控制模塊、機(jī)械開(kāi)關(guān)、電機(jī)、電流傳感器模塊、微處理器模塊、顯不模塊和鍵盤(pán)輸入模塊，其中:所述的微處理器模塊分別與電壓傳感器模塊、功率控制模塊、機(jī)械開(kāi)關(guān)、電流傳感器模塊、顯示模塊、鍵盤(pán)輸入模塊相連接，所述的鍵盤(pán)輸入模塊用于確定所需的扭矩值，所需的扭矩值顯示在顯示模塊上，所述的電壓傳感器模塊連接在電源與微處理器模塊之間，該電壓傳感器模塊用于采集電源的電壓信號(hào)，所述的微處理器模塊中存儲(chǔ)有扭矩-功率關(guān)系數(shù)據(jù)，機(jī)械開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合信號(hào)傳遞給微處理器模塊，微處理器模塊根據(jù)所需的扭矩值查詢扭矩-功率關(guān)系數(shù)據(jù)得到電機(jī)的功率值，并驅(qū)動(dòng)功率控制模塊，電機(jī)按照功率控制模塊控制的功率值旋轉(zhuǎn)；所述的功率控制模塊、機(jī)械開(kāi)關(guān)、電機(jī)、電流傳感器模塊依次相連接，電流傳感器模塊用于采集電機(jī)的工作電流信號(hào)，并將采集的電機(jī)工作電流信號(hào)傳送給微處理器模塊。
[0022]更進(jìn)一步地說(shuō)，所述的功率控制模塊包括光耦合器件、雙向晶閘管，光耦合器件直接與微處理器模塊相連接，功率控制模塊串聯(lián)在電機(jī)電源回路上。
[0023]更進(jìn)一步地說(shuō)，所述的電壓傳感器模塊將采集到的電源電壓信號(hào)傳輸給微處理器模塊，微處理器模塊根據(jù)此電壓信號(hào)與額定電壓的差值計(jì)算所需的功率差值，進(jìn)而對(duì)電機(jī)的輸出扭矩進(jìn)行功率補(bǔ)償。
[0024]3.有益效果
[0025]采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著效果:
[0026]本發(fā)明由于采用扭矩-功率對(duì)應(yīng)關(guān)系作為輸出扭矩控制的方法，即扭矩與功率一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，當(dāng)機(jī)械開(kāi)關(guān)按下后，扳手電機(jī)便按此功率進(jìn)行扭矩輸出，屬于過(guò)程控制，而不是扳手緊固瞬間控制，比電流轉(zhuǎn)速控制方法穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)，同時(shí)此扳手增加了電壓補(bǔ)償模塊，提高了扳手輸出扭矩控制精度。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本發(fā)明的一種智能電動(dòng)扭矩扳手的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明的一種智能電動(dòng)扭矩扳手的扭矩控制系統(tǒng)示意圖；
[0029]圖3為本發(fā)明電動(dòng)扭矩扳手中360度旋轉(zhuǎn)模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖4為本發(fā)明的一種智能電動(dòng)扭矩扳手的扭矩控制方法的工作流程示意圖。
[0031]圖中:鍵盤(pán)輸入模塊1、機(jī)械開(kāi)關(guān)2、電機(jī)3、顯示模塊4、360度旋轉(zhuǎn)模塊5、變速機(jī)構(gòu)6、減速機(jī)構(gòu)7、扳手輸出軸8、反力臂9、減力軸承51、承擋圈52、軸承壓板53、軸承座54、減速箱連接座55、電機(jī)輸出軸56。
【具體實(shí)施方式】
[0032]為進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。
[0033]實(shí)施例1
[0034]圖1為本實(shí)施例的一種智能電動(dòng)扭矩扳手結(jié)構(gòu)示意圖，該電動(dòng)扭矩扳手包括扭矩控制系統(tǒng)(如圖2所示)，該扭矩控制系統(tǒng)包括電源、電壓傳感器模塊、功率控制模塊、機(jī)械開(kāi)關(guān)、電機(jī)、電流傳感器模塊、微處理器模塊、顯不模塊和鍵盤(pán)輸入模塊，其中:所述的微處理器模塊分別與電壓傳感器模塊、功率控制模塊、機(jī)械開(kāi)關(guān)、電流傳感器模塊、顯示模塊、鍵盤(pán)輸入模塊相連接，所述的鍵盤(pán)輸入模塊用于確定所需的扭矩值，所需的扭矩值顯示在顯示模塊上，所述的電壓傳感器模塊連接在電源與微處理器模塊之間，該電壓傳感器模塊用于采集電源的電壓信號(hào)，所述的微處理器模塊中存儲(chǔ)有扭矩-功率關(guān)系數(shù)據(jù)，機(jī)械開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合信號(hào)傳遞給微處理器模塊，微處理器模塊根據(jù)所需的扭矩值查詢扭矩-功率關(guān)系數(shù)據(jù)得到電機(jī)的功率值，并驅(qū)動(dòng)功率控制模塊，電機(jī)按照功率控制模塊控制的功率值旋轉(zhuǎn)；所述的功率控制模塊、機(jī)械開(kāi)關(guān)、電機(jī)、電流傳感器模塊依次相連接，電流傳感器模塊用于采集電機(jī)的工作電流信號(hào)，并將采集的電機(jī)工作電流信號(hào)傳送給微處理器模塊。
[0035]本實(shí)施例中，功率控制模塊包括光耦合器件、雙向晶閘管，光耦合器件具有隔離抗干擾作用，光耦合器件直接與微處理器模塊相連接，功率控制模塊串聯(lián)在電機(jī)電源回路上。電壓傳感器模塊將米集到的電源電壓信號(hào)傳輸給微處理器模塊，微處理器模塊根據(jù)此電壓信號(hào)與額定電壓的差值計(jì)算所需的功率差值，進(jìn)而對(duì)電機(jī)的輸出扭矩進(jìn)行功率補(bǔ)償。
[0036]微處理器模塊存儲(chǔ)了功率-扭矩對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)、鍵盤(pán)輸入的數(shù)據(jù)、標(biāo)定的數(shù)據(jù)，且具有掉電數(shù)據(jù)保護(hù)功能，微處理器模塊將鍵盤(pán)輸入的扭矩值顯示在顯示模塊上，并按照存儲(chǔ)的功率-扭矩對(duì)應(yīng)關(guān)系轉(zhuǎn)換成功率值，觸發(fā)功率控制模塊按照所要提供的功率給電機(jī)。功率-扭矩對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù)據(jù)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試出來(lái)的數(shù)據(jù)，每一個(gè)功率對(duì)應(yīng)一個(gè)扭矩值。
[0037]顯示模塊與微處理器模塊相連，顯示模塊的顯示區(qū)域分為上段工作模式提示信息，中段扭矩值主顯示區(qū)域，和下段編輯狀態(tài)提示信息。顯示模塊可以顯示3種工作狀態(tài):直接扭矩值輸入狀態(tài)、根據(jù)螺栓的規(guī)格強(qiáng)度等級(jí)選擇扭矩狀態(tài)和調(diào)用現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定扭矩工作狀態(tài)，這幾種工作狀態(tài)均由鍵盤(pán)輸入編輯、選擇。
[0038]電流傳感器模塊將米集到的電機(jī)工作電流信號(hào)傳輸給微處理器模塊，微處理器模塊對(duì)采集電流信號(hào)與已存的該功率對(duì)應(yīng)的電流值進(jìn)行比較，如果大于存儲(chǔ)的電流值，微處理器模塊關(guān)斷功率控制模塊從而使電機(jī)停止工作，即電流傳感器模塊僅作為扳手停機(jī)控制功能。
[0039]機(jī)械開(kāi)關(guān)串聯(lián)在電機(jī)電源回路上，并有個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)連接在微處理器模塊的上，當(dāng)按下機(jī)械開(kāi)關(guān)時(shí)電機(jī)電源導(dǎo)通，并且常開(kāi)觸點(diǎn)閉合將開(kāi)關(guān)按下的信號(hào)傳遞給微處理器模塊，此時(shí)微處理器模塊按功率由小到大逐次遞增方法升到所需的功率，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的低速無(wú)沖擊啟動(dòng)。
[0040]本實(shí)施例中的電動(dòng)扭矩扳手機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖1所示，電動(dòng)扭矩扳手包括:鍵盤(pán)輸入模塊1、機(jī)械開(kāi)關(guān)2、電機(jī)3、顯示模塊4、360度旋轉(zhuǎn)模塊5、變速機(jī)構(gòu)6、減速機(jī)構(gòu)7、扳手輸出軸8和反力臂9。本實(shí)施例中電機(jī)3的外部設(shè)置有鍵盤(pán)輸入模塊I和顯示模塊4，機(jī)械開(kāi)關(guān)2位于電動(dòng)扭矩扳手的把手上，電機(jī)3、360度旋轉(zhuǎn)模塊5、變速機(jī)構(gòu)6、減速機(jī)構(gòu)7、扳手輸出軸8從上至下依次連接，電機(jī)3經(jīng)360度旋轉(zhuǎn)模塊5、變速機(jī)構(gòu)6、減速機(jī)構(gòu)7帶動(dòng)扳手輸出軸8旋轉(zhuǎn)，減速機(jī)構(gòu)7的下部外周安裝有反力臂9。本實(shí)施例中的360度旋轉(zhuǎn)模塊5結(jié)構(gòu)如圖3所示，該360度旋轉(zhuǎn)模塊5包括減力軸承51、承擋圈52、軸承壓板53、軸承座54、減速箱連接座55、電機(jī)輸出軸56，所述的電機(jī)輸出軸56豎直伸入減速箱連接座55內(nèi)部，該電機(jī)輸出軸56通過(guò)電機(jī)軸承與減速箱連接座55的一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述的減速箱連接座55的外周側(cè)壁與軸承座54的內(nèi)壁之間通過(guò)減力軸承51連接，該減力軸承51的上部設(shè)置有承擋圈52，所述的承擋圈52用于限制減力軸承51向上運(yùn)動(dòng)，該減力軸承51的下部設(shè)置有軸承壓板53，所述的該減力軸承51的用于限制減力軸承51向下運(yùn)動(dòng)，即:承擋圈52、軸承壓板53分別作用于減力軸承51的兩側(cè)，防止減力軸承51上下移位。具體在本實(shí)施例中，減速箱連接座55的外周從上到下開(kāi)設(shè)有三個(gè)環(huán)狀臺(tái)階，承擋圈52固定于最上面的環(huán)狀臺(tái)階，減力軸承51安裝在中間的環(huán)狀臺(tái)階，軸承壓板53安裝于最下面的環(huán)狀臺(tái)階上。且承擋圈52通過(guò)螺釘固定在減速箱連接座55上，軸承壓板53通過(guò)螺釘固定在軸承座54上，該軸承座54與電機(jī)3相連。[0041]本實(shí)施例中，承擋圈52將減力軸承51、軸承壓板53依次壓緊在減速箱連接座55上的圓柱，然后再通過(guò)軸承壓板53將此部分固定在軸承座54上，這樣當(dāng)電動(dòng)扭矩扳手工作時(shí)變速機(jī)構(gòu)6可沿電機(jī)輸出軸56旋轉(zhuǎn)直至找到合適的反作用力支撐點(diǎn)時(shí)停止旋轉(zhuǎn)，同時(shí)電機(jī)輸出軸56旋轉(zhuǎn)經(jīng)變速機(jī)構(gòu)6、減速機(jī)構(gòu)7至扳手輸出軸8傳遞扭矩，在扳手扭矩達(dá)到停機(jī)時(shí)，此360度旋轉(zhuǎn)模塊5抵消了部分反作用力，僅承受了電機(jī)3部分的反作用力，而電機(jī)3屬于高速小扭矩，此小扭矩即反作用力，該反作用力非常小，在操作人員可接受的反作用力范圍，從而實(shí)現(xiàn)扳手停機(jī)時(shí)無(wú)沖擊力，操作更安全。
[0042]如圖4所示，本實(shí)施例的一種智能電動(dòng)扭矩扳手的扭矩控制方法，其步驟為:
[0043]I)在鍵盤(pán)輸入模塊選擇一種工作模式，即確定一個(gè)所需的扭矩值；
[0044]2)微處理器模塊根據(jù)扭矩-功率關(guān)系調(diào)出相應(yīng)的功率值；
[0045]3)按下機(jī)械開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合傳遞給微處理器模塊，微處理器模塊驅(qū)動(dòng)功率控制模塊，電機(jī)3按此功率經(jīng)360度旋轉(zhuǎn)模塊5、變速機(jī)構(gòu)6、減速機(jī)構(gòu)7帶動(dòng)扳手輸出軸8旋轉(zhuǎn)，同時(shí)反力臂9、變速機(jī)構(gòu)6、減速機(jī)構(gòu)7沿電機(jī)3軸線作整體旋轉(zhuǎn)直至找到合適的支撐點(diǎn)停止旋轉(zhuǎn)；其中，機(jī)械開(kāi)關(guān)串聯(lián)在電機(jī)電源回路上，且機(jī)械開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)連接在微處理器模塊上，當(dāng)按下機(jī)械開(kāi)關(guān)時(shí)電機(jī)電源導(dǎo)通，此時(shí)微處理器模塊按功率由小到大逐次遞增方法升到所需的功率；
[0046]4)電壓傳感器采集電源的電壓信號(hào)給微處理器模塊進(jìn)行功率補(bǔ)償；其中，電壓傳感器模塊將米集到的電源電壓信號(hào)傳輸給微處理器模塊，微處理器模塊根據(jù)此電壓信號(hào)與額定電壓的差值計(jì)算所需的功率差值，進(jìn)而對(duì)電機(jī)的輸出扭矩進(jìn)行功率補(bǔ)償；
[0047]5)電流傳感器采集電機(jī)的工作電流變化，當(dāng)達(dá)到微處理器模塊存儲(chǔ)的該功率對(duì)應(yīng)的電流值時(shí)，關(guān)閉功率控制模塊，電機(jī)停止工作，工作指示燈滅，提示操作人員松開(kāi)機(jī)械開(kāi)關(guān)。本發(fā)明采用的電流傳感器模塊僅在扳手將螺母擰緊時(shí)采集電機(jī)的電流信號(hào)，也就是說(shuō)檢測(cè)電流的目的在于控制電機(jī)的停止，而不是控制電機(jī)的輸出扭矩。
[0048]本實(shí)施例中，鍵盤(pán)輸入模塊與微處理器模塊相連，鍵盤(pán)輸入模塊上有加、減、最大扭矩輸出、確認(rèn)按鍵，方便扭矩的輸入修改，使用加減按鍵可更改輸入的扭矩值，使用加、減、確認(rèn)按鍵可選擇工作模式，使用不同的按鍵組合可以實(shí)現(xiàn)不同的工作模式的變化，如力口、減鍵同時(shí)按下可進(jìn)入扭矩標(biāo)定界面工作模式。所有的工作模式最終以所需的扭矩顯示在顯示模塊上，微處理器模塊按此扭矩值找出對(duì)應(yīng)的功率值。
[0049]本發(fā)明的電動(dòng)扭矩扳手米用電機(jī)輸出功率與電機(jī)輸出扭矩之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，來(lái)控制扳手經(jīng)變速機(jī)構(gòu)在末端輸出軸上的扭矩。在扳手機(jī)械開(kāi)關(guān)按下的時(shí)刻便確定了電機(jī)的功率，即在扳手開(kāi)關(guān)按下開(kāi)始時(shí)以一對(duì)應(yīng)功率控制扳手的扭矩輸出，而不是在扳手工作過(guò)程中采集電流、轉(zhuǎn)速等信號(hào)控制扳手的扭矩，同時(shí)用電壓傳感器模塊實(shí)時(shí)采集電源的電壓波動(dòng)進(jìn)行功率補(bǔ)償，因而扳手扭矩值控制穩(wěn)定，并滿足無(wú)極調(diào)整輸出扭矩的要求，提高了扳手輸出扭矩控制精度。
[0050]本發(fā)明中電動(dòng)扭矩扳手還包括一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)扭矩標(biāo)定系統(tǒng)。因現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境的不同，螺栓螺母摩擦系數(shù)、規(guī)格尺寸強(qiáng)度等級(jí)的不同，螺栓螺母間是否安裝墊圈、溫度的不同等因素引起扳手扭矩輸出偏差，為此本實(shí)施例的電動(dòng)扭矩扳手提供了一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)扭矩實(shí)時(shí)標(biāo)定系統(tǒng)。使用者輸入所需的扭矩值后，系統(tǒng)提供了一個(gè)功率可更改的操作界面，通過(guò)反復(fù)幾次試擰緊螺栓確定所需要的功率，并將此扭矩-功率對(duì)應(yīng)關(guān)系保存在微處理器模塊里，此扭矩-功率關(guān)系值可保存幾組到幾十組，方便現(xiàn)場(chǎng)隨時(shí)調(diào)用。現(xiàn)有的技術(shù)標(biāo)定過(guò)程通常是由制造廠商完成了，需專業(yè)人員進(jìn)行，對(duì)操作人員沒(méi)有扭矩標(biāo)定界面，本發(fā)明現(xiàn)場(chǎng)扭矩標(biāo)定系統(tǒng)提供了一個(gè)扭矩標(biāo)定界面，可以由操作人員完成。
[0051]本實(shí)施例的電動(dòng)扭矩扳手是一種可調(diào)扭矩輸入、多種工作模式、無(wú)極功率控制，具有可實(shí)時(shí)標(biāo)定功能的無(wú)沖擊力電動(dòng)扭矩扳手，此扳手對(duì)扭矩值的控制屬于過(guò)程控制，扭矩值的控制精度高，可重復(fù)率高，產(chǎn)品的一致性強(qiáng)。
[0052]以上示意性的對(duì)本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，該描述沒(méi)有限制性，附圖中所示的也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種智能電動(dòng)扭矩扳手的扭矩控制系統(tǒng)，其特征在于:扭矩控制系統(tǒng)包括電源、電壓傳感器模塊、功率控制模塊、機(jī)械開(kāi)關(guān)、電機(jī)、電流傳感器模塊、微處理器模塊、顯不模塊和鍵盤(pán)輸入模塊，其中: 所述的微處理器模塊分別與電壓傳感器模塊、功率控制模塊、機(jī)械開(kāi)關(guān)、電流傳感器模塊、顯示模塊、鍵盤(pán)輸入模塊相連接，所述的鍵盤(pán)輸入模塊用于確定所需的扭矩值，所需的扭矩值顯示在顯示模塊上，所述的電壓傳感器模塊連接在電源與微處理器模塊之間，該電壓傳感器模塊用于采集電源的電壓信號(hào)，所述的微處理器模塊中存儲(chǔ)有扭矩-功率關(guān)系數(shù)據(jù)，機(jī)械開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合信號(hào)傳遞給微處理器模塊，微處理器模塊根據(jù)所需的扭矩值查詢扭矩-功率關(guān)系數(shù)據(jù)得到電機(jī)的功率值，并驅(qū)動(dòng)功率控制模塊，電機(jī)按照功率控制模塊控制的功率值旋轉(zhuǎn)；所述的功率控制模塊、機(jī)械開(kāi)關(guān)、電機(jī)、電流傳感器模塊依次相連接，電流傳感器模塊用于采集電機(jī)的工作電流信號(hào)，并將采集的電機(jī)工作電流信號(hào)傳送給微處理器模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能電動(dòng)扭矩扳手的扭矩控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的功率控制模塊包括光耦合器件、雙向晶閘管，光耦合器件直接與微處理器模塊相連接，功率控制模塊串聯(lián)在電機(jī)電源回路上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能電動(dòng)扭矩扳手的扭矩控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的電壓傳感器模塊將米集到的電源電壓信號(hào)傳輸給微處理器模塊，微處理器模塊根據(jù)此電壓信號(hào)與額定電壓的差值計(jì)算所需的功率差值，進(jìn)而對(duì)電機(jī)的輸出扭矩進(jìn)行功率補(bǔ)償。
4.一種智能電動(dòng)扭矩扳手的扭矩控制方法，其特征在于，其步驟為: 1)在鍵盤(pán)輸入模塊選擇一種工作模式，即確定一個(gè)所需的扭矩值； 2)微處理器模塊根據(jù)扭矩-功率關(guān)系調(diào)出相應(yīng)的功率值； 3)按下機(jī)械開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合傳遞給微處理器模塊，微處理器模塊驅(qū)動(dòng)功率控制模塊，電機(jī)按此功率帶動(dòng)扳手輸出軸旋轉(zhuǎn)； 4)電壓傳感器采集電源的電壓信號(hào)給微處理器模塊進(jìn)行功率補(bǔ)償； 5)電流傳感器采集電機(jī)的工作電流變化，當(dāng)達(dá)到微處理器模塊存儲(chǔ)的該功率對(duì)應(yīng)的電流值時(shí)，關(guān)閉功率控制模塊，電機(jī)停止。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種智能電動(dòng)扭矩扳手的扭矩控制方法，其特征在于，步驟3)中機(jī)械開(kāi)關(guān)串聯(lián)在電機(jī)電源回路上，且機(jī)械開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)連接在微處理器模塊上，當(dāng)按下機(jī)械開(kāi)關(guān)時(shí)電機(jī)電源導(dǎo)通，此時(shí)微處理器模塊按功率由小到大逐次遞增方法升到所需的功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種智能電動(dòng)扭矩扳手的扭矩控制方法，其特征在于，步驟4)中的電壓傳感器模塊將米集到的電源電壓信號(hào)傳輸給微處理器模塊，微處理器模塊根據(jù)此電壓信號(hào)與額定電壓的差值計(jì)算所需的功率差值，進(jìn)而對(duì)電機(jī)的輸出扭矩進(jìn)行功率補(bǔ)m\-ΖΧ ο
7.一種智能電動(dòng)扭矩扳手，其特征在于:電動(dòng)扭矩扳手包括機(jī)械開(kāi)關(guān)、變速機(jī)構(gòu)、減速機(jī)構(gòu)、扳手輸出軸和反力臂，還包括扭矩控制系統(tǒng)，該扭矩控制系統(tǒng)包括電源、電壓傳感器模塊、功率控制模塊、機(jī)械開(kāi)關(guān)、電機(jī)、電流傳感器模塊、微處理器模塊、顯不模塊和鍵盤(pán)輸入模塊，其中: 所述的微處理器模塊分別與電壓傳感器模塊、功率控制模塊、機(jī)械開(kāi)關(guān)、電流傳感器模塊、顯示模塊、鍵盤(pán)輸入模塊相連接，所述的鍵盤(pán)輸入模塊用于確定所需的扭矩值，所需的扭矩值顯示在顯示模塊上，所述的電壓傳感器模塊連接在電源與微處理器模塊之間，該電壓傳感器模塊用于采集電源的電壓信號(hào)，所述的微處理器模塊中存儲(chǔ)有扭矩-功率關(guān)系數(shù)據(jù)，機(jī)械開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合信號(hào)傳遞給微處理器模塊，微處理器模塊根據(jù)所需的扭矩值查詢扭矩-功率關(guān)系數(shù)據(jù)得到電機(jī)的功率值，并驅(qū)動(dòng)功率控制模塊，電機(jī)按照功率控制模塊控制的功率值旋轉(zhuǎn)；所述的功率控制模塊、機(jī)械開(kāi)關(guān)、電機(jī)、電流傳感器模塊依次相連接，電流傳感器模塊用于采集電機(jī)的工作電流信號(hào)，并將采集的電機(jī)工作電流信號(hào)傳送給微處理器模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種智能電動(dòng)扭矩扳手，其特征在于:所述的功率控制模塊包括光耦合器件、雙向晶閘管，光耦合器件直接與微處理器模塊相連接，功率控制模塊串聯(lián)在電機(jī)電源回路上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種智能電動(dòng)扭矩扳手，其特征在于:所述的電壓傳感器模塊將米集到 的電源電壓信號(hào)傳輸給微處理器模塊，微處理器模塊根據(jù)此電壓信號(hào)與額定電壓的差值計(jì)算所需的功率差值，進(jìn)而對(duì)電機(jī)的輸出扭矩進(jìn)行功率補(bǔ)償。
【文檔編號(hào)】B25B23/147GK103934789SQ201410134771
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月3日
【發(fā)明者】胡井湖 申請(qǐng)人:胡井湖