CN105403357A - 全自动触屏式扭矩扳手校验仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种全自动触屏式扭矩扳手校验仪，其包括壳体、驱动单元、减速扭转单元、动力传递单元和扭矩传感器，壳体为长方体型箱体，在其上表面安装有控制面板，在其短边所在侧壁的外壁上设置有扭矩扳手固定单元，动力传递单元包括以轴垂直方式配合的蜗轮和蜗杆，驱动单元输出轴、减速扭转单元的中心轴和蜗杆按照此顺序依次同轴地沿着壳体的长边方向配置在壳体中，驱动单元通过安装座固定在壳体的底壁上，蜗杆架设在底壁上，扭矩传感器的棒形弹性体固定在蜗轮的轴孔中，其一端伸进壳体短边所在侧壁上的通孔，并能够与固定在该侧壁外部的固定单元上的扭矩扳手向卡合，其另一端与控制单元电连接。本发明小巧灵便，拆卸简单，应用于扭矩扳手的校验。

Description

全自动触屏式扭矩扳手校验仪

技术领域

本发明属于自动控制校准技术领域，适用于扭矩扳手的检测、校验，可以实现全自动的测试。也可用于其它由扭矩测试且需要电动驱动的系统之中。

背景技术

扭矩扳手校验仪是检验扭矩扳手精度并对扭矩扳手进行标定校验的重要装置，任何扭矩扳手只有经过定期校验标定才能正常使用。

数显式扭矩扳手是需要定量控制或测量扭矩数值的重要计量器具。为确保扭矩扳手紧定时的准确度，需将数显式扭矩扳手定时送交经国家认可的计量单位或计量部门进行检定或校准。对扭矩扳手进行检定和校准需要使用专用设备即扳手校验平台机构。拥有一种结果准确、测量方便快捷、适应各种标定环境的扳手校验平台机构对数显式扭矩扳手的检验极为重要。

进口的扭矩扳手校验台价格昂贵、维修复杂，大范围推广存在难点。国内的扭矩扳手校验台扭矩弹性体纤细，测量的精度及稳定性都不高，易发生塑性变形(永久性损坏无法修复)，并且可测量程范围狭窄，体积大、运输繁琐使用不方便。

因此，如何减少扭矩扳手校验台体积、提高校验台标定的精度及其稳定性，设计一款全自动的扳手检验台，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的技术解决问题是：针对市场现存扭矩扳手校验仪的不足，设计出一款体积小、质量轻、安装和运输方便的全自动触屏式扭矩扳手校验仪。

本发明的全自动触屏式扭矩扳手校验仪包括壳体、驱动单元、减速扭转单元、动力传递单元和扭矩传感器，所述壳体为长方体型箱体，在其上表面安装有控制面板，在其短边所在侧壁的外壁上设置有扭矩扳手固定单元，所述动力传递单元包括以轴垂直的方式配合的蜗轮和蜗杆，所述驱动单元输出轴、所述减速扭转单元的中心轴和所述蜗杆按照此顺序依次同轴地沿着所述壳体的长边方向配置在所述壳体中，所述驱动单元通过安装座固定在所述壳体的底壁上，所述蜗杆以能够旋转的方式架设在所述底壁上，所述矩传感器为棒形弹性体传感器，棒形弹性体固定在所述蜗轮的轴孔中，所述棒形弹性体传感器的一端伸出所述壳体短边所在侧壁上通孔，刚好能够与固定在该侧壁外部的所述固定单元上的扭矩扳手向卡合，所述棒形弹性体传感器另一端与控制单元电连接，能够通过控制单元将扭矩数据显示在所述控制面板上。

优选所述减速扭转单元包括谐波减速器定子、谐波减速器波发生器转子、谐波减速器柔轮、传扭底板、吊耳、拉环、弹簧和传扭顶板，所述谐波减速器定子固定在所述安装座上，所述谐波减速器柔轮固定在所述谐波减速器波发生器转子上，所述传扭底板通过螺栓与所述谐波减速器柔轮连接，所述传扭顶板轴配合固定在所述蜗杆上，所述传扭底板与所述传扭顶板贴合地配置，所述传扭底板上具有两个用于安装所述吊耳的螺纹孔，与其贴合的所述传扭顶板上在对应该螺纹孔的位置具有大于所述螺纹孔的通孔，在所述传扭顶板上的两个所述通孔相对的位置分别通过调节螺钉安装有所述拉环，两个所述吊耳穿过两个所述通孔分别螺进所述传扭底板的两个螺纹孔中，在一个所述吊耳和一个所述拉环上挂设有一条所述弹簧，两条所述弹簧隔着蜗杆彼此平行。

优选所述扭矩传感器采用棒形弹性体的扭矩传感器一体设计，在所述棒形弹性体上以应变电阻组成惠斯通电桥，进行扭矩测量和传递。

优选所述壳体底部安装有可调节脚轮和支脚。

优选所述控制面板为全触屏式设计，其上集成有驱动单元开关、显示扳手本身扭矩和传感器扭矩显示器。

优选还包括打印机，其设置于所述壳体内，用于打印扭矩数据。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明的机构简单，体积小，重量轻，特别适合扭矩扳手使用场合。该校验平台带有可调节脚轮便于携带运输；操作时全自动触屏式操作，易于上手使用方便。

(2)本发明手动部分设计巧妙，通过谐波减速器减速实现大量程扭矩扳手检验。

(3)本发明设计了扭矩轴弹性体一体化设计，节省了空间结构，保证的测量的精准度。

(4)本发明的结构连接传动采用蜗轮蜗杆传动，巧妙变化了传输的方向，传扭的同时进行了减速增扭。

(5)本发明增加内置的微型打印机，通过控制器完成数据采集、处理、保存以及打印。

附图说明

图1为本发明的全自动触屏式扭矩扳手校验仪剖面图示；

图2为本发明全自动触屏式扭矩扳手校验仪侧视图；

图3为本发明弹簧扭力盘结构图；

图4(1)(2)为本发明弹性体轴设计图示；

图5为本发明弹性体轴组桥图示。

具体实施方式

如图1、2所示，壳体1为长方体型箱体，在其上表面安装有控制面板，在其短边所在侧壁的外壁上设置有能够卡住扭矩扳手28的卡壳103。在壳体1中配置有伺服驱动部分、扭矩传感部分和控制打印部分。

伺服驱动部分由伺服电机1、电机座2组成，两者通过柱形台阶定位，电机座2连接在框架壳体部分的底板上，为了电机的位置精确，电机座2和框架壳体部分的底板通过两个销子定位。减速传扭部分由谐波减速器定子3、谐波减速器波发生器5、谐波减速器柔轮6、传扭底板7、吊耳8、拉环16、传扭顶板17组成；前三个3、5、6组成谐波减速器起到减速增扭的目的，三者由18垫圈调节轴向距离，通过螺钉19和后四个7、8、16、17组成的弹簧传扭盘相连。电机伸出轴通过键20带动谐波减速器运动。该部分通过电机带动不同角位移输出不同扭矩，进行扭矩控制。弹簧传扭盘的具体结构如附图3所示，传扭底板7、传扭顶板17通过弹簧201传递扭力，转动角度越大，弹簧伸长越长，输出扭矩越大。传扭底板7、传扭顶板17均有两个螺孔，分别安装上吊耳8以及拉环16。传扭顶板17端面上还有两个通孔，吊耳8贯穿而过。弹簧201两端分别钩在吊耳8和调节螺钉202上，通过拉环16调节弹簧的预紧力，调节完毕用螺母203锁死。

具体结构为，谐波减速器定子3通过螺钉4固定电机座2上，谐波减速器柔轮6固定在谐波减速器波发生器转子5上，传扭底板7通过螺栓与谐波减速器柔轮6连接，传扭顶板17轴配合固定在蜗杆13上，传扭底板7与传扭顶板17贴合地配置，传扭底板7上具有两个用于安装吊耳8的螺纹孔，与其贴合的传扭顶板17上在对应传扭底板7的螺纹孔的位置具有大于该螺纹孔的通孔，在传扭顶板17上的两个通孔相对的位置分别通过调节螺钉202安装有拉环16，两个吊耳8穿过传扭顶板17的两个通孔分别螺进传扭底板7的两个螺纹孔中，在一个吊耳8和一个拉环16上挂设有一条弹簧，两条弹簧隔着蜗杆彼此平行。

蜗轮蜗杆传动部分由蜗轮9、轴承座12、蜗杆13、角接触球轴承14、短轴套15组成，蜗轮9、蜗杆13起到转换传动方向，减速增扭的作用。蜗轮9、蜗杆13通过键11传递动力及扭矩，保证了结构紧凑的前提下有着较大的减速比，可以显著的增扭，传递扭矩。蜗杆13以能够旋转的方式沿着长边方向架设在壳体底壁上，蜗轮9的轴与蜗杆13相垂直，所述蜗轮9的轴沿着壳体1的短边方向延伸。

扭矩传感部分由弹性轴10、轴承座2-21、角接触球轴承2-22、轴壳23、轴用挡圈24、长轴套27组成，弹性轴10上面黏贴电阻式应变片，连接成惠斯通电桥，进行信号采集。如附图4、附图5所示，该弹性轴10贴电阻式应变片时采用8片应变式电阻片R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8组桥，组成全桥，每个桥路采用相邻2只同方向斜式应变计串联，并采用弹模补偿、温度补偿、零点补偿以及灵敏度补偿，其中弹模补偿为Rm、温度补偿为Rot、零点补偿为Ro、灵敏度补偿为Rs。Ui为桥路输入电压，Uout为桥路电压输出。这样，设计出的扭矩弹性轴精度更高、测量更准确。弹性轴10固定在蜗轮9的中心轴孔中，弹性轴10的一端伸进壳体1短边所在侧壁上的通孔，刚好能够与固定在该侧壁外部的卡壳103上的扭矩扳手相卡合。

伺服电机1的输出轴、谐波减速器定子3、谐波减速器波发生器5、谐波减速器柔轮6、传扭底板7、传扭顶板17的中心轴和蜗杆在同一轴线上。

控制打印部分用于电机、打印机的控制以及扭矩信号的处理、显示、记录、存储，框架壳体部分顶板101应用了全触屏式设计，方便使用者上手，设计更人性化。25为该校验仪的内置电路集中板子，用于校验仪的控制。内置微型打印机26，通过孔102完成打印任务。框架壳体部分为外部机架，底板上安装高度可调节脚轮29，扳手标定时将调节换调高完成扭矩扳手校验仪的水平调节；需要运输扭矩扳手校验仪时将脚轮调节着地，进行滚动运输。扭矩扳手卡住在壳体框架的卡壳103中，起到稳固扭矩扳手的作用。弹性轴10一端与控制单元电连接，能够通过控制单元将扭矩数据显示在控制面板上。

总之，本发明通过全自动触屏式设计完成扭矩扳手的全自动校验。该结构小巧简单，拆卸简单，便于运输。该结构适用于扭矩扳手校验的自动调节系统中。可以很方便的实现扭矩扳手的测量、校验，并具备数据存储、标定曲线实时显示，最大值、最小值、平均值显示，线性度，回滞特性校验，数据打印的功能。本发明可以很方便的实现扭矩扳手的测量、校验，并具备数据存储、标定曲线实时显示，最大值、最小值、平均值显示，线性度，回滞特性校验，数据打印的功能。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种全自动触屏式扭矩扳手校验仪，其特征在于，包括壳体、驱动单元、减速扭转单元、动力传递单元和扭矩传感器，所述壳体为长方体型箱体，在其上表面安装有控制面板，在其短边所在侧壁的外壁上设置有扭矩扳手固定单元，所述动力传递单元包括以轴垂直的方式配合的蜗轮和蜗杆，所述驱动单元输出轴、所述减速扭转单元的中心轴和所述蜗杆按照此顺序依次同轴地沿着所述壳体的长边方向配置在所述壳体中，所述驱动单元通过安装座固定在所述壳体的底壁上，所述蜗杆以能够旋转的方式架设在所述底壁上，所述矩传感器为棒形弹性体传感器，棒形弹性体固定在所述蜗轮的轴孔中，所述棒形弹性体传感器的一端伸出所述壳体短边所在侧壁上通孔，刚好能够与固定在该侧壁外部的所述固定单元上的扭矩扳手向卡合，所述棒形弹性体传感器另一端与控制单元电连接，能够通过控制单元将扭矩数据显示在所述控制面板上。

2.根据权利要求1中所述的全自动触屏式扭矩扳手校验仪，其特征在于：所述减速扭转单元包括谐波减速器定子、谐波减速器波发生器转子、谐波减速器柔轮、传扭底板、吊耳、拉环、弹簧和传扭顶板，所述谐波减速器定子固定在所述安装座上，所述谐波减速器柔轮固定在所述谐波减速器波发生器转子上，所述传扭底板通过螺栓与所述谐波减速器柔轮连接，所述传扭顶板轴配合固定在所述蜗杆上，所述传扭底板与所述传扭顶板贴合地配置，所述传扭底板上具有两个用于安装所述吊耳的螺纹孔，与其贴合的所述传扭顶板上在对应该螺纹孔的位置具有大于所述螺纹孔的通孔，在所述传扭顶板上的两个所述通孔相对的位置分别通过调节螺钉安装有所述拉环，两个所述吊耳穿过两个所述通孔分别螺进所述传扭底板的两个螺纹孔中，在一个所述吊耳和一个所述拉环上挂设有一条所述弹簧，两条所述弹簧隔着蜗杆彼此平行。

3.根据权利要求1中所述的全自动触屏式扭矩扳手校验仪，其特征在于：所述扭矩传感器采用棒形弹性体的扭矩传感器一体设计，在所述棒形弹性体上以应变电阻组成惠斯通电桥，进行扭矩测量和传递。

4.根据权利要求1中所述的全自动触屏式扭矩扳手校验仪，其特征在于：所述壳体底部安装有可调节脚轮和支脚。

5.根据权利要求1中所述的全自动触屏式扭矩扳手校验仪，其特征在于：所述控制面板为全触屏式设计，其上集成有驱动单元开关、显示扳手本身扭矩和传感器扭矩显示器。

6.根据权利要求1中所述的全自动触屏式扭矩扳手校验仪，其特征在于：还包括打印机，其设置于所述壳体内，用于打印扭矩数据。