CN107505073A - 便携式智能扭力测试系统及测试流程 - Google Patents

便携式智能扭力测试系统及测试流程 Download PDF

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Abstract

本发明公开了便携式智能扭力测试系统，包括扭力测试系统、用户界面模块、系统后台模块、数据管理模块和硬件通信模块；扭力测试系统包括手提式仪器箱、嵌入式电脑、电源、扭力测试仪、显示屏、RFID读写器和扫码器，电源分别连接嵌入式电脑、扭力测试仪、显示屏、RFID读写器和扫码器，嵌入式电脑通过网络与扭力测试仪相连，嵌入式电脑还分别与显示屏、RFID读写器和扫码器连接；嵌入式电脑、电源、扭力测试仪、显示屏、RFID读写器和扫码器均安装于手提式仪器箱内，显示屏安装于仪器箱上盖处。手提式仪器箱适用于不同的工作环境和场合；通过读取设备将电动起子和检测数据实时绑定，防止人为造假，而且简化的数据记录环节，提高效率。

Description

便携式智能扭力测试系统及测试流程
技术领域
本发明适用于各制造行业生产中电动起子扭力值采集与监控，以及数据追溯的系统，特别涉及一种便携式智能扭力测试系统及测试流程。
背景技术
近些年中国的制造业得到了蓬勃发展，但随着经济全球化的深入和国际市场竞争的加剧，中国企业的经营环境正发生巨大变化，中国制造业正在面临严重的危机。目前提升中国制造整体水平的重要手段就是创新，而工业化社会的创新一定是以标准化作为基础手段的。
随着用户对产品品质要求的不断提升，企业需要在生产的各个环节中严格控制标准。目前在很多行业的装配环节，螺丝的装配固定都有严格的标准，不同的位置及螺丝都会有不同标准的扭力来锁紧；因此这个生产环节中对于电动起子的扭力值监控尤其重要。
由于工厂的电动起子都是固定在生产线上，如果需要测量电动起子的输出扭力，就需要使用一台移动式扭力测试仪在生产线实际测量，然后通过人工手动方式来记录测量数据；目前在这种人工记录的方式下出现和很多不可靠的因素，一方面测量数据的真实性和有效性很难得到保障，另一方面在人员测量后数据的记录和录入也是一个比较繁杂的工作；在一些工厂需每次更换生产线生产机种时，都需要重新设置对应的电动起子扭力值，并需要使用扭力仪来验证扭力值。因此在这种背景下，开发了一套基于网络的电动起子扭力实时检测系统。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种为了解决测量数据真实性、数据有效性以及数据记录的便利性，本发明提出了一种新的便携式智能扭力测试系统及测试流程。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：便携式智能扭力测试系统，它包括扭力测试系统、用户界面模块、系统后台模块、数据管理模块和硬件通信模块；
所述的扭力测试系统包括手提式仪器箱、嵌入式电脑、电源、扭力测试仪、显示屏、RFID读写器和扫码器，电源分别连接嵌入式电脑、扭力测试仪、显示屏、RFID读写器和扫码器，嵌入式电脑通过网络与扭力测试仪相连，嵌入式电脑还分别与显示屏、RFID读写器和扫码器连接；嵌入式电脑、电源、扭力测试仪、显示屏、RFID读写器和扫码器均安装于手提式仪器箱内，其中，显示屏安装于仪器箱上盖处；
用户界面模块：用于用户操作测试过程，显示测试数据及数据波形图；用户选择进入各功能主页的导航画面；用于用户配置测试功能及参数检测数据范围和系统硬件端口功能；用户用于历史数据查看和导出；
系统后台模块：用于后台控制测试逻辑流程；用于结合界面参数选择和配置管理，参数的导入与导出功能；定义硬件及测试参数对象及数据传输与存储的数据模型；
数据管理模块：使用通用型多平台数据库管理框架；数据模型的读写；用于保存本机配置参数和测试数据；远端服务器测试参数调用及测试数据同步；
硬件通讯模块包括测试仪通信模块、RFID通信模块、扫码模块和电量侦测通讯模块；
测试仪通信模块，连接主机，通过测试仪输出协议，把数据转换为扭力值；
RFID通信模块，与主机通信，后台循环读取是否有RFID卡刷入，如果捕获到RFID卡，则把RFID的ID号转入系统键盘输入信号传递到主界面中；
扫码模块，直接与操作系统关联，刷入条码和/或一维和/或二维码后主动抛送至主界面中；
电量侦测通讯模块，与主机通讯，后台实时读取电量电压，结合电池容量并转换为电量比例，抛送到主界面显示电量；及在电量不足的情况下提醒充电，电量低于一定限制后自动关机处理；
系统后台模块分别与扭力测试系统、用户界面模块、数据管理模块和硬件通信模块相连，用于界面模块与数据管理模块连接。
作为优选方式，显示屏为LCD显示屏,LCD显示屏通过LVDS和/或VGA通信线缆与嵌入式电脑相连，嵌入式电脑与扭力测试仪通过RS232或者RS485通信线缆连接。
作为优选方式，RFID读写器通过RS232和/或RS485和/或USB通信线缆与嵌入式电脑相连；扫码器通过USB接口与嵌入式电脑连接。
作为优选方式，扭力测试系统电源为12V可充放电锂电池。
作为优选方式，扭力测试系统内设置有电量侦测模块，电量侦测模块通过通过RS232和/或RS485和/或USB通信线缆与嵌入式电脑连接。
作为优选方式，用户界面模块设置有：
主界面，用于用户操作测试过程，显示测试数据及数据波形图；
导航界面：用户选择进入各功能主页的导航画面；
系统参数配置界面：用于用户配置测试功能及参数检测数据范围和系统硬件端口功能；
数据查阅界面：用户用于历史数据查看和导出。
作为优选方式，系统后台模块内设置有：
测试过程控制模块：用于后台控制测试逻辑流程；当用户按下记录按钮后；
参数管理模块：用于结合界面参数选择和配置管理，参数的导入与导出功能；
系统对象模型：定义硬件及测试参数对象及数据传输与存储的数据模型。
作为优选方式，数据库管理模块内设置有：
数据库接口：使用通用型多平台数据库管理框架；
数据库管理：数据模型的读写；
本地数据库：用于保存本机配置参数和测试数据；
远端数据库：远端测试参数调用及测试数据保存。
作为优选方式，测试仪通信模块，通过测试仪数据输出端口RS232连接主机RS232接口与主机系统通信；
RFID通信模块，通过模块的RS232接口与主机RS232接口通信；
扫码模块，通过USB或者RS232与主机系统通讯；
电量侦测通讯模块，通过模块的RS232接口与主机RS232接口通讯；
嵌入式电脑内设置有可更换式通信模块，用于供其它具有无线通信功能的设备联网。
便携式智能扭力测试流程，它包括如下步骤：
S1读取编码：操作人员把电动起子靠近RFID读写器或者把电动起子贴付的二维码对账扫码头，启动读取到电动起子编码；
S2查询测试参数：软件系统连接远程数据库，通过起子编号查询当前起子应该设置的扭力值范围，并把参数下载到本地；
S3检测扭力：人员操作电动起子，通过电动起子头转动扭力仪的扭力检测头，扭力数据转动从扭力仪的RS232端口输出，嵌入式主机接收到数据后，把数据转换为实际扭力值后推送到系统显示并在系统缓存中保存；
S4精度计算：测试完设定次数后，自动计算平均值及精度值；根据服务器中得到的范围值判断电批是否合格，人员根据界面输出结果处理电动起子；
S5数据保存：系统把缓存中的测试数据及结果与人员编号绑定后，保存至本地与远程数据库。
作为优选方式，在步骤S1前面设置权限访问步骤，具体为读取员工号：系统开机后员工通过RFID读写器或者扫码器读取员工工号，系统通过远程服务器数据库查询此员工的对应权限，并把权限同步到本地系统。
本发明的有益效果是：
1、手提式仪器箱可随身携带，适用于不同的工作环境和场合；
2、通过读取设备(扭力测试仪)将电动起子和检测数据实时绑定，实时与服务器连接，防止了人为的数据造假，而且简化的数据记录环节，提高了工作效率；
3、此设备也可应用于电动起子的生产企业，通过大量电动起子的数据采集与验证，为后期大数据分析提供大量有效的数据支撑。
附图说明
图1为本发明软件架构图；
图2为本发明扭力测试系统架构图；
图3为本发明测试流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1、图2所示，便携式智能扭力测试系统，它包括扭力测试系统、用户界面模块、系统后台模块、数据管理模块和硬件通信模块；
所述的扭力测试系统包括手提式仪器箱、嵌入式电脑、电源、扭力测试仪、显示屏、RFID读写器和扫码器，电源分别连接嵌入式电脑、扭力测试仪、显示屏、RFID读写器和扫码器，嵌入式电脑通过网络与扭力测试仪相连，嵌入式电脑还分别与显示屏、RFID读写器和扫码器连接；嵌入式电脑(或者小型嵌入式计算机)、电源、扭力测试仪、显示屏、RFID读写器和扫码器均安装于手提式仪器箱内，其中，显示屏安装于仪器箱上盖处；
用户界面模块：用于用户操作测试过程，显示测试数据及数据波形图；用户选择进入各功能主页的导航画面；用于用户配置测试功能及参数检测数据范围和系统硬件端口功能；用户用于历史数据查看和导出；
系统后台模块：用于后台控制测试逻辑流程；用于结合界面参数选择和配置管理，参数的导入与导出功能；定义硬件及测试参数对象及数据传输与存储的数据模型；
数据管理模块：使用通用型多平台数据库管理框架；数据模型的读写；用于保存本机配置参数和测试数据；远端服务器测试参数调用及测试数据同步；
硬件通讯模块包括测试仪通信模块、RFID通信模块、扫码模块(包括条码模块和/或一维码模块和/或二维码模块)和电量侦测通讯模块；
测试仪通信模块，连接主机，通过测试仪输出协议，把数据转换为扭力值；
RFID通信模块，与主机通信，后台循环读取是否有RFID卡刷入，如果捕获到RFID卡，则把RFID的ID号转入系统键盘输入信号传递到主界面中；
扫码模块，直接与操作系统关联，刷入条码和/或一维和/或二维码后主动抛送至主界面中；
电量侦测通讯模块，与主机通讯，后台实时读取电量电压，结合电池容量并转换为电量比例，抛送到主界面显示电量；及在电量不足的情况下提醒充电，电量低于一定限制后自动关机处理；
系统后台模块分别与扭力测试系统、用户界面模块、数据管理模块和硬件通信模块相连，用于界面模块与数据管理模块连接。
优选地，显示屏为LCD显示屏,LCD显示屏通过LVDS和/或VGA通信线缆与嵌入式电脑或嵌入式电脑相连，嵌入式电脑与扭力测试仪通过RS232或者RS485通信线缆连接。
优选地，RFID读写器通过RS232和/或RS485和/或USB通信线缆与嵌入式电脑相连；扫码器通过USB接口与嵌入式电脑连接。
优选地，扭力测试系统电源为12V可充放电锂电池。
优选地，扭力测试系统内设置有电量侦测模块，电量侦测模块通过RS232和/或RS485和/或USB通信线缆与嵌入式电脑连接。
优选地，用户界面模块设置有：
主界面，用于用户操作测试过程，显示测试数据及数据波形图；
导航界面：用户选择进入各功能主页的导航画面；
系统参数配置界面：用于用户配置测试功能及参数检测数据范围和系统硬件端口功能；
数据查阅界面：用户用于历史数据查看和导出。
优选地，系统后台模块内设置有：
测试过程控制模块：用于后台控制测试逻辑流程；当用户按下记录按钮后；
参数管理模块：用于结合界面参数选择和配置管理，参数的导入与导出功能；
系统对象模型：定义硬件及测试参数对象及数据传输与存储的数据模型。
优选地，数据库管理模块内设置有：
数据库接口：使用通用型多平台数据库管理框架；
数据库管理：数据模型的读写；
本地数据库：用于保存本机配置参数和测试数据；
远端数据库：远端测试参数调用及测试数据保存。
优选地，测试仪通信模块，通过测试仪数据输出端口RS232连接主机RS232接口与主机系统通信；
RFID通信模块，通过模块的RS232接口与主机RS232接口通信；
扫码模块，通过USB或者RS232与主机系统通讯；
电量侦测通讯模块，通过模块的RS232接口与主机RS232接口通讯；
嵌入式电脑(或者小型嵌入式计算机)内设置有可更换式通信模块(WIFI模块和\或Zigbee模块\或Lora模块\或GPRS模块)，用于供其它具有无线通信功能的设备联网。
如图3所示，便携式智能扭力测试流程，它包括如下步骤：
S1读取员工号：系统开机后员工通过RFID读写器或者扫码器读取员工工号，系统通过远程服务器数据库查询此员工的对应权限，并把权限同步到本地系统。
S2读取编码：操作人员把电动起子靠近RFID读写器或者把电动起子贴付的一维或者二维码对账扫码头，启动读取到电动起子编码；
S3查询测试参数：软件系统连接远程数据库，通过起子编号查询当前起子应该设置的扭力值范围，并把参数下载到本地；
S4检测扭力：人员操作电动起子，通过电动起子头转动扭力仪的扭力检测头，扭力数据转动从扭力仪的RS232端口输出，嵌入式主机接收到数据后，把数据转换为实际扭力值后推送到系统显示并在系统缓存中保存；
S5精度计算：测试完设定次数后，自动计算平均值及精度值；根据服务器中得到的范围值判断电批是否合格，人员根据界面输出结果处理电动起子；
S6数据保存：系统把缓存中的测试数据及结果与人员编号绑定后，保存至本地与远程数据库。
本发明系统构造：以一款小型嵌入式主机为核心，通过USB和RS232通讯端口与扭力测试仪、RFID读写器、扫码器及电量侦测模块设备连接，通过12V锂电池供电，安装于于手提式仪器箱底部，并将LCD显示屏安装于仪器箱上盖，并开发了一套扭力检测软件，形成了一套完整的扭力数据实时记录系统。
工作原理：首先使用RFID或扫码器读取测试人员工号，通过工号在服务器查询人员信息及权限，然后使用RFID或扫码器读取电动起子的编码，并通过编码在服务器中查询对应电动起子的标准参数，然后利用扭力测试仪测量电动起子的扭力输出至主机中记录，并与电动起子的编码绑定，实时记录到本地数据库以及透过通信模块上传至远端数据库中保存。通过读取设备(扭力测试仪)将电动起子和检测数据实时绑定，实时与服务器连接，防止了人为的数据造假，且简化的数据记录环节，提高了工作效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.便携式智能扭力测试系统，其特征在于：它包括扭力测试系统、用户界面模块、系统后台模块、数据管理模块和硬件通信模块；
所述的扭力测试系统包括手提式仪器箱、嵌入式电脑、电源、扭力测试仪、显示屏、RFID读写器和扫码器，电源分别连接嵌入式电脑、扭力测试仪、显示屏、RFID读写器和扫码器，嵌入式电脑通过网络与扭力测试仪相连，嵌入式电脑还分别与显示屏、RFID读写器和扫码器连接；嵌入式电脑、电源、扭力测试仪、显示屏、RFID读写器和扫码器均安装于手提式仪器箱内，其中，显示屏安装于仪器箱上盖处；
用户界面模块：用于用户操作测试过程，显示测试数据及数据波形图；用户选择进入各功能主页的导航画面；用于用户配置测试功能及参数检测数据范围和系统硬件端口功能；用户用于历史数据查看和导出；
系统后台模块：用于后台控制测试逻辑流程；用于结合界面参数选择和配置管理，参数的导入与导出功能；定义硬件及测试参数对象及数据传输与存储的数据模型；
数据管理模块：使用通用型多平台数据库管理框架；数据模型的读写；用于保存本机配置参数和测试数据；远端服务器测试参数调用及测试数据同步；
硬件通讯模块包括测试仪通信模块、RFID通信模块、扫码模块和电量侦测通讯模块；
测试仪通信模块，连接主机，通过测试仪输出协议，把数据转换为扭力值；
RFID通信模块，与主机通信，后台循环读取是否有RFID卡刷入，如果捕获到RFID卡，则把RFID的ID号转入系统键盘输入信号传递到主界面中；
扫码模块，直接与操作系统关联，刷入条码和/或一维和/或二维码后主动抛送至主界面中；
电量侦测通讯模块，与主机通讯，后台实时读取电量电压，结合电池容量并转换为电量比例，抛送到主界面显示电量；及在电量不足的情况下提醒充电，电量低于一定限制后自动关机处理；
系统后台模块分别与扭力测试系统、用户界面模块、数据管理模块和硬件通信模块相连，用于界面模块与数据管理模块连接。
2.根据权利要求1所述的便携式智能扭力测试系统，其特征在于：显示屏为LCD显示屏,LCD显示屏通过LVDS和/或VGA通信线缆与嵌入式电脑相连，嵌入式电脑与扭力测试仪通过RS232或者RS485通信线缆连接。
3.根据权利要求1或2所述的便携式智能扭力测试系统，其特征在于：RFID读写器通过RS232和/或RS485和/或USB通信线缆与嵌入式电脑相连；扫码器通过USB接口与嵌入式电脑连接。
4.根据权利要求3所述的便携式智能扭力测试系统，其特征在于：扭力测试系统电源为12V可充放电锂电池。
5.根据权利要求1或2或4所述的便携式智能扭力测试系统，其特征在于：扭力测试系统内设置有电量侦测模块，电量侦测模块通过RS232或者RS485通信线缆与嵌入式电脑连接。
6.根据权利要求1或2或4所述的便携式智能扭力测试系统，其特征在于：用户界面模块设置有：
主界面，用于用户操作测试过程，显示测试数据及数据波形图；
导航界面：用户选择进入各功能主页的导航画面；
系统参数配置界面：用于用户配置测试功能及参数检测数据范围和系统硬件端口功能；
数据查阅界面：用户用于历史数据查看和导出。
7.根据权利要求6所述的便携式智能扭力测试系统，其特征在于：系统后台模块内设置有：
测试过程控制模块：用于后台控制测试逻辑流程；当用户按下记录按钮后；
参数管理模块：用于结合界面参数选择和配置管理，参数的导入与导出功能；
系统对象模型：定义硬件及测试参数对象及数据传输与存储的数据模型。
8.根据权利要求1或2或4或7所述的便携式智能扭力测试系统，其特征在于：数据库管理模块内设置有：
数据库接口：使用通用型多平台数据库管理框架；
数据库管理：数据模型的读写；
本地数据库：用于保存本机配置参数和测试数据；
远端数据库：远端测试参数调用及测试数据保存。
9.根据权利要求1或8所述的便携式智能扭力测试系统，其特征在于：
测试仪通信模块，通过测试仪数据输出端口RS232连接主机RS232接口与主机系统通信；
RFID通信模块，通过模块的RS232接口与主机RS232接口通信；
扫码模块，通过USB或者RS232与主机系统通讯；
电量侦测通讯模块，通过模块的RS232接口与主机RS232接口通讯；
嵌入式电脑内设置有可更换式通信模块，用于供其它具有无线通信功能的设备联网。
10.便携式智能扭力测试流程，其特征在于：它包括如下步骤：
S1读取编码：操作人员把电动起子靠近RFID读写器或者把电动起子贴付的二维码对账扫码头，启动读取到电动起子编码；
S2查询测试参数：软件系统连接远程数据库，通过起子编号查询当前起子应该设置的扭力值范围，并把参数下载到本地；
S3检测扭力：人员操作电动起子，通过电动起子头转动扭力仪的扭力检测头，扭力数据转动从扭力仪的RS232端口输出，嵌入式主机接收到数据后，把数据转换为实际扭力值后推送到系统显示并在系统缓存中保存；
S4精度计算：测试完设定次数后，自动计算平均值及精度值；根据服务器中得到的范围值判断电批是否合格，人员根据界面输出结果处理电动起子；
S5数据保存：系统把缓存中的测试数据及结果与人员编号绑定后，保存至本地与远程数据库。
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