專利名稱：定扭矩?cái)Q緊器控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及檢測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種定扭矩?cái)Q緊器控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著高速鐵路的迅猛發(fā)展，鐵路接觸 網(wǎng)的安全運(yùn)行成為一個(gè)重要課題。由于接觸網(wǎng)上定住夾線及吊弦線上的螺栓在列車高速運(yùn)行過程中容易松動(dòng)，從而使機(jī)車觸頭產(chǎn)生電火花，降低了線路和機(jī)車觸頭的壽命。若在機(jī)車高速運(yùn)行中螺紋脫落與機(jī)車相撞，則會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重后果。目前，在作業(yè)過程中主要依靠人工擰緊螺栓然后用力矩扳手校定，工作效率低并且精確度低，不能保證安裝質(zhì)量，無電控系統(tǒng)。采用該電控系統(tǒng)的扳手，可以有效的保證螺紋聯(lián)接質(zhì)量，提高工作效率，是鐵路接觸網(wǎng)螺栓連接的理想工具。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型專利的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的接觸網(wǎng)螺紋連接工具工作效率及校準(zhǔn)精確度低、沒有電控系統(tǒng)的問題；提供一種定扭矩?cái)Q緊器控制系統(tǒng)；具有定扭矩輸出、合格指示，以及電機(jī)過流保護(hù)、電機(jī)超溫保護(hù)、電機(jī)失速保護(hù)、電池低電保護(hù)及報(bào)警功能以及ZigBee無線數(shù)傳功能的優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案定扭矩?cái)Q緊器控制系統(tǒng)包含采集控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，其中采集控制模塊包括負(fù)責(zé)采集扭矩值、接收按鍵指令、發(fā)送無線數(shù)據(jù)的采集處理器，以及與采集處理器連接的負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)檢測當(dāng)前扭矩值并采集處理根據(jù)檢測到的扭矩值做出是否停止擰緊器的擰緊動(dòng)作的扭矩檢測單元，負(fù)責(zé)接收操作人員的控制指令的按鍵檢測單元，負(fù)責(zé)把最終扭矩值傳送到記錄裝置的ZigBee無線傳輸單元，電池電壓檢測單元；電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括電機(jī)控制處理器，以及與電機(jī)控制處理器連接負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測電機(jī)的轉(zhuǎn)速的電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測單元，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測電機(jī)的溫度并保護(hù)電機(jī)不會(huì)因溫度過高而損壞的電機(jī)溫度檢測單元，電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)控電池供電電流的電池電流檢測單元；采集處理器與電機(jī)控制處理器連接。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊為H橋驅(qū)動(dòng)部分，驅(qū)動(dòng)芯片為hip4082，驅(qū)動(dòng)部分與電機(jī)控制處理器采用磁隔離芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)隔離。扭矩檢測單元為模擬量信號(hào)與采集處理器AD單元連接，按鍵檢測單元與采集處理器GPIO連接，電池電壓檢測單元信號(hào)為脈沖信號(hào)與采集處理器定時(shí)器相應(yīng)GPIO連接，ZigBee無線傳輸單元與采集處理器通訊口連接。電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測單元為脈沖信號(hào)連接至電機(jī)控制處理器，電機(jī)溫度檢測單位單元與電機(jī)控制處理器的GPIO連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元與電機(jī)控制處理器的定時(shí)器GPIO連接，電池電流檢測單元與電機(jī)控制處理器的AD單元連接。電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測單元負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測電機(jī)的轉(zhuǎn)速，速度信息被電機(jī)控制處理器接收并作為調(diào)速的依據(jù)；所述電池電流檢測單元負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)控電池供電電流，防止短路和過流現(xiàn)象發(fā)生損壞電池、電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等部件。采集處理器與電機(jī)控制處理器通過5條GPIO 口線和兩條通訊線相連接。當(dāng)采集處理器檢測到啟動(dòng)按鍵按下時(shí)，向電機(jī)控制處理器發(fā)出啟動(dòng)工作指令，電機(jī)控制器接收到命令后根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制擰緊器執(zhí)行擰緊動(dòng)作，當(dāng)采集處理器采集到的扭矩值達(dá)到設(shè)定扭矩時(shí)，向電機(jī)控制處理器發(fā)出停機(jī)指令，電機(jī)控制處理器控制驅(qū)動(dòng)器停止擰緊動(dòng)作。本實(shí)用新型工作原理本擰緊器采用雙處理器模式，兩處理器均采用意法半導(dǎo)體的STM32處理器。采集處理器負(fù)責(zé)扭矩值、電池電壓、按鍵的檢測以及ZigBee無線傳輸，電機(jī)控制處理器負(fù)責(zé)電機(jī)電流、電機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)溫度的檢測以及電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。擰緊器在使用前需要先設(shè)定扭矩值(通過PDA設(shè)定)，按下按鍵擰緊器就會(huì)根據(jù)設(shè)定的扭矩值擰緊螺栓，當(dāng)達(dá)到設(shè)定扭矩值時(shí)，擰緊器自動(dòng)停止擰緊動(dòng)作。擰緊器通過檢測電池電壓、電池電流、電機(jī)轉(zhuǎn)速、電機(jī)溫度，對(duì)電機(jī)及電控系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)；擰緊器通過實(shí)時(shí)檢測扭矩和電機(jī)當(dāng)前轉(zhuǎn)速來控制電機(jī)工作。當(dāng)達(dá)到設(shè)定轉(zhuǎn)速后，電機(jī)停止擰緊動(dòng)作，控制器將當(dāng)前扭矩值通過ZigBee傳送給PDA，PDA將此記錄存入數(shù)據(jù)庫。直流電機(jī)調(diào)速采用等脈寬PWM控制，驅(qū)動(dòng)電路有驅(qū)動(dòng)芯片、M0SFETH橋電路構(gòu)成。電機(jī)控制部分與驅(qū)動(dòng)部分米用磁隔尚芯片將兩部分系統(tǒng)完全隔離，使其干擾降到最低。 本實(shí)用新型的有益效果I定扭矩輸出，到達(dá)設(shè)定扭矩后自動(dòng)停止擰緊動(dòng)作；2合格指示，擰緊器停止后，計(jì)算當(dāng)前扭矩與設(shè)定扭矩誤差范圍是否合格。3具有電機(jī)過流保護(hù)、電機(jī)超溫保護(hù)、電機(jī)失速保護(hù)、電池低電保護(hù)及報(bào)警功能以及ZigBee無線數(shù)傳功能。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。定扭矩?cái)Q緊器控制系統(tǒng)，如圖所示，包括采集控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，其中采集控制模塊包括負(fù)責(zé)采集扭矩值、接收按鍵指令、發(fā)送無線數(shù)據(jù)的采集處理器，以及與采集處理器連接的負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)檢測當(dāng)前扭矩值并采集處理根據(jù)檢測到的扭矩值做出是否停止擰緊器的擰緊動(dòng)作的扭矩檢測單元，負(fù)責(zé)接收操作人員的控制指令的按鍵檢測單元，負(fù)責(zé)把最終扭矩值傳送到記錄裝置的ZigBee無線傳輸單元，電池電壓檢測單元；電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括電機(jī)控制處理器，以及與電機(jī)控制處理器連接負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測電機(jī)的轉(zhuǎn)速的電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測單元，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測電機(jī)的溫度并保護(hù)電機(jī)不會(huì)因溫度過高而損壞的電機(jī)溫度檢測單元，電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)控電池供電電流的電池電流檢測單元；采集處理器與電機(jī)控制處理器連接。電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊為H橋驅(qū)動(dòng)部分，驅(qū)動(dòng)芯片為hip4082，驅(qū)動(dòng)部分與電機(jī)控制處理器采用磁隔離芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)隔離。扭矩檢測單元為模擬量信號(hào)與采集處理器AD單元連接，按鍵檢測單元與采集處理器GPIO連接，電池電壓檢測單元信號(hào)為脈沖信號(hào)與采集處理器定時(shí)器相應(yīng)GPIO連接，ZigBee無線傳輸單元與采集處理器通訊口連接。電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測單元為脈沖信號(hào)連接至電機(jī)控制處理器，電機(jī)溫度檢測單位單元與電機(jī)控制處理器的GPIO連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元與電機(jī)控制處理器的定時(shí)器GPIO連接，電池電流檢測單元與電機(jī)控制處理器的AD單元連接。電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測單元負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測電機(jī)的轉(zhuǎn)速，速度信息被電機(jī)控制處理器接收并作為調(diào)速的依據(jù)；所述電池電流檢測單元負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)控電池供電電流，防止短路和過流現(xiàn)象發(fā)生損壞電池、電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等部件。采集處理器與電機(jī)控制處理器通過5條GPIO 口線和兩條通訊線相連接。當(dāng)采集處理器檢測到啟動(dòng)按鍵按下時(shí)，向電機(jī)控制 處理器發(fā)出啟動(dòng)工作指令，電機(jī)控制器接收到命令后根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速控制擰緊器執(zhí)行擰緊動(dòng)作，當(dāng)采集處理器采集到的扭矩值達(dá)到設(shè)定扭矩時(shí)，向電機(jī)控制處理器發(fā)出停機(jī)指令，電機(jī)控制處理器控制驅(qū)動(dòng)器停止擰緊動(dòng)作。上述雖然結(jié)合附圖對(duì)實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種定扭矩?cái)Q緊器控制系統(tǒng)，其特征是，包含采集控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，其中采集控制模塊包括負(fù)責(zé)采集扭矩值、接收按鍵指令、發(fā)送無線數(shù)據(jù)的采集處理器，以及與采集處理器連接的負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)檢測當(dāng)前扭矩值并采集處理根據(jù)檢測到的扭矩值做出是否停止擰緊器的擰緊動(dòng)作的扭矩檢測單元，負(fù)責(zé)接收操作人員的控制指令的按鍵檢測單元，負(fù)責(zé)把最終扭矩值傳送到記錄裝置的ZigBee無線傳輸單元，電池電壓檢測單元；電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括電機(jī)控制處理器，以及與電機(jī)控制處理器連接負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測電機(jī)的轉(zhuǎn)速的電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測單元，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測電機(jī)的溫度并保護(hù)電機(jī)不會(huì)因溫度過高而損壞的電機(jī)溫度檢測單元，電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)控電池供電電流的電池電流檢測單元；采集處理器與電機(jī)控制處理器連接。
2.如權(quán)利要求I所述的定扭矩?cái)Q緊器控制系統(tǒng)，其特征是，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊為H橋驅(qū)動(dòng)部分，驅(qū)動(dòng)芯片為hip4082，驅(qū)動(dòng)部分與電機(jī)控制處理器采用磁隔離芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)隔離。
3.如權(quán)利要求I所述的定扭矩?cái)Q緊器控制系統(tǒng)，其特征是，所述扭矩檢測單元為模擬量信號(hào)與采集處理器AD單元連接，按鍵檢測單元與采集處理器GPIO連接，電池電壓檢測單元信號(hào)為脈沖信號(hào)與采集處理器定時(shí)器相應(yīng)GPIO連接，ZigBee無線傳輸單元與采集處理器通訊口連接。
4.如權(quán)利要求I所述的定扭矩?cái)Q緊器控制系統(tǒng)，其特征是，所述電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測單元為脈沖信號(hào)連接至電機(jī)控制處理器，電機(jī)溫度檢測單位單元與電機(jī)控制處理器的GPIO連接，電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元與電機(jī)控制處理器的定時(shí)器GPIO連接，電池電流檢測單元與電機(jī)控制處理器的AD單元連接。
5.如權(quán)利要求I所述的定扭矩?cái)Q緊器控制系統(tǒng)，其特征是，所述采集處理器與電機(jī)控制處理器通過5條GPIO 口線和兩條通訊線相連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種定扭矩?cái)Q緊器控制系統(tǒng)；包含采集控制模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，其中采集控制模塊包括采集處理器，以及與采集處理器連接的負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)檢測當(dāng)前扭矩值并采集處理根據(jù)檢測到的扭矩值做出是否停止擰緊器的擰緊動(dòng)作的扭矩檢測單元，負(fù)責(zé)接收操作人員的控制指令的按鍵檢測單元，負(fù)責(zé)把最終扭矩值傳送到記錄裝置的ZigBee無線傳輸單元，電池電壓檢測單元；電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊包括電機(jī)控制處理器，以及與電機(jī)控制處理器連接負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測電機(jī)的轉(zhuǎn)速的電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測單元，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測電機(jī)的溫度并保護(hù)電機(jī)不會(huì)因溫度過高而損壞的電機(jī)溫度檢測單元，電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)控電池供電電流的電池電流檢測單元；采集處理器與電機(jī)控制處理器連接。
文檔編號(hào)G05D17/02GK202548661SQ20122007524
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者李彥, 李雪峰 申請(qǐng)人:山東鴻成達(dá)機(jī)電裝備有限公司