CN107677416A - 一种直轴传动式扭矩扳手校验平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直轴传动式扭矩扳手校验平台，包括车体，所述车体的内部空间被分割成加载区和辅助控制区。所述的加载区内设置有若干个加载单元，所述车体的工作台面上设置有反力支撑单元。所述的加载单元包括由电机、减速机和用于连接所述减速机和车体工作台面的连接座，所述连接座的内部设置有扭矩传感器和转换轴，且所述减速机的输出轴、扭矩传感器和转换轴依次首尾相连，所述转换轴的上端突出于所述车体工作台面的上方，所述转换轴的上端设置有与待校验扭矩扳手的头部相配合的第二插孔。该校验平台的驱动装置的输出轴直接通过扭矩传感器与转换轴相连，且驱动装置的输出轴与转换轴同轴布置，传动平稳，误差小，精度高，且好安装。

Description

一种直轴传动式扭矩扳手校验平台

技术领域

本发明涉及一种校验平台，具体地说是一种直轴传动式扭矩扳手校验平台。

背景技术

随着我国产业结构调整以及自动化设备技术水平提高，我国智能装备产业迎来快速增长期，智能装配对于装配工具比如扭矩扳手的工作精度要求较高，扭矩扳手在智能装配工作过程中，需经常进行校验以保证其扭矩值满足装配要求。

目前校验平台在对扭矩扳手进行校验时，加载的方式主要有两种，一种是尾部加载，应用较为广泛；一种是头部加载，头部加载大部分采用手动加载使得人为操作造成不可避免的测量误差。由于尾部加载的加载方式无法保证作用力矢量与被校验的扭矩扳手的轴线始终保持一致，因此头部加载相对于尾部加载而言，精度更高，更受人们的青睐。

但是目前采用头部加载方式的校验平台在对头部进行加载时，一般都是直接利用锥齿轮或蜗轮蜗杆机构对转换轴施加载荷，整个扭矩加载机构输出轴与转换轴之间垂直轴线传动，一方面受加工精度的影响比较大，往往存在着运行不够平稳，误差大，校验不够精准的问题；另一方面安装过程相对复杂，且生产成本高，同时不适用于大量程、分度值要求高的校验过程。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种直轴传动式扭矩扳手校验平台，该校验平台驱动装置的输出轴直接通过扭矩传感器与转换轴相连，且驱动装置的输出轴与转换轴同轴布置，传动平稳，测量精度高，误差小，便于安装；将校验平台加载单元的驱动装置模块化，配合支撑单元和反力支撑单元，可适应各种有效力臂和校验量程的扭矩扳手。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种直轴传动式扭矩扳手校验平台，包括车体，所述车体的内部空间被分割成加载区和辅助控制区；

所述的加载区内设置有若干个加载单元，所述车体的工作台面上设置有反力支撑单元；

所述的加载单元包括由电机、减速机和用于连接所述减速机和车体工作台面的连接座，所述连接座的内部设置有扭矩传感器和转换轴，且所述减速机的输出轴、扭矩传感器和转换轴依次首尾相连，所述转换轴的上端突出于所述车体工作台面的上方，所述转换轴的上端设置有与待校验扭矩扳手的头部相配合的第二插孔。

进一步地，所述的连接座包括通过法兰连接为一个整体的上连接座和下连接座，且所述的转换轴通过轴承组件与所述的上连接座转动连接。

进一步地，所述的加载单元还包括设置于所述车体工作台面的上侧面上的安装座，所述的安装座上设置有用于容纳所述转换轴的通孔，所述的安装座通过螺钉与所述连接座固定连接。

进一步地，所述的安装座呈上端封闭下端开口的圆柱形筒状结构，所述安装座的封闭端设置有用于容纳所述转换轴的通孔，所述安装座的内侧圆柱面上设置有至少两个第二挡块，所述的转换轴上设置有限位块，且所述的限位块位于相邻的两个第二挡块之间。

进一步地，所述的扭矩传感器上设置有感应片，所述的连接座上设置有与所述的感应片相配合的光电开关。

进一步地，每个所述的加载单元的下方均设置有支撑单元，所述的支撑单元包括底板、支撑板和设置于底板和支撑板之间的升降机，所述支撑板的下侧面上设置有安装筒，所述安装筒的下端设置有与所述的升降机的丝杆相配合的丝母，所述的底板上设置有导柱，所述的支撑板上设置有导套。

进一步地，所述的反力支撑单元包括导轨和滑座，所述的滑座和导轨之间设置有锁紧机构，所述的滑座上设置有两个反力杆，所述的反力杆上套设有第一挡块，两个所述的反力杆之间位于所述第一挡块的下侧设置有托板。

进一步地，两个所述的反力杆之间位于所述第一挡块的上侧设置有拉板，且所述拉板的一端与一个所述的反力杆转动连接，所述拉板的另一端设置有与另一个所述的反力杆相配合的U型槽。

进一步地，所述车体的工作台面上设置有扫码器，所述的扭矩扳手上设置有二维码或是条形码。

进一步地，所述的辅助控制区内设置有供电电源、蓄电池和打印机。

本发明的有益效果是：

1、该校验平台的驱动装置的输出轴直接通过扭矩传感器与转换轴相连，且驱动装置的输出轴与转换轴同轴布置，传动平稳，测量精度高，误差小，便于安装；将校验平台加载单元的驱动装置模块化，配合支撑单元和反力支撑单元，可适应各种有效力臂和校验量程的扭矩扳手。

2、通过扫码器扫描扭矩扳手上的包含其规格校验信息的二维码或条形码，保证调用扭矩扳手的规格参数时，快速无误，提高校验效率，保证校验结果的准确性。

3、通过在加载单元的下方设置支撑板元，且所述的支撑单元采用采用可升降的结构，这样一方面能够对加载单元进行支撑，避免加载单元本身的自重造成车体的工作台面变形，对校验精度造成影响；另一方面由于不同加载单元的标定检验区间不同，各驱动装置模块采用不同的减速机，因此不同的加载单元的高度存在差异，支撑单元采用可升降的结构，能够适应不同加载单元的高度。

4、可以设置多组标定检验区间不同的加载单元，可满足各种规格扭矩扳手校验过程中的量程和分度值需求，增强校验平台的适应性。

5、通过在扭矩传感器和下连接座之间设置光电开关，避免在校验的过程中过载，使扭矩扳手发生塑性变形，造成扭矩扳手的损坏。另外，通过在转换轴上设置限位块并与安装座内的第一挡块配合，形成硬限位，配合光电开关对校验平台形成多重限位保护。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为图1中A部分的放大结构示意图；

图3为图1中B部分的放大结构示意图；

图4为图1中C部分的放大结构示意图；

图5为加载单元的立体结构示意图；

图6为去掉上连接座和下连接座后的加载单元的立体结构示意图；

图7为图6中D部分的放大结构示意图；

图8为图6中E部分的放大结构示意图；

图9为转换轴与安装座之间形成的硬限位的结构示意图；

图10为下连接座的立体结构示意图；

图11为支撑单元的结构示意图；

图12为反力支撑单元的立体结构示意图；

图13为滑座与导轨之间的锁紧机构的结构示意图。

图中：1-车体，11-隔板，12-加载区，13-辅助控制区，2-加载单元，21-电机，22-减速机，23-扭矩传感器，231-锁紧环，232-感应片，24-转换轴，241-限位块，25-上连接座，251-第一孔，26-下连接座，261-安装板，262-光电开关，263-第二孔，27-安装座，271-第一挡块，3-支撑单元，31-底板，32-升降机，33-导柱，34-导套，35-支撑板，36-安装筒，37-丝母，4-反力支撑单元，41-导轨，411-滑槽，42-滑座，43-反力杆，44-托板，45-第二挡块，46-拉板，47-凸轮式锁紧杆，48-锁紧片，5-扭矩扳手，6-打印机，7-供电电源，8-蓄电池，9-扫码器。

具体实施方式

为了方面描述，现定义坐标系如图1所示。

如图1所示，一种直轴传动式扭矩扳手5校验平台包括车体1，所述车体1的内部设置有隔板11，所述的隔板11将所述车体1的内部空间分割成左右两部分，其中左侧部分为加载区12，右侧部分为辅助控制区13。

如图1所示，所述的加载区12内设置有若干个沿左右方向呈一字排布的加载单元2，且每个所述的加载单元2的下方均设置有用于支撑所述加载单元2的支撑单元3。作为一种具体实施方式，本实施例中所述加载单元2的数量为四个。所述的辅助控制区13内设置有用于向加载单元2供电的供电电源7和蓄电池8。所述车体1的工作台面上与所述的辅助控制区13相对应的位置上设置有反力支撑单元4。

如图5和图6所示，所述的加载单元2包括由电机21、减速机22和连接座，所述的减速机22通过连接座与所述车体1的工作台面固定连接。作为一种具体实施方式，本实施例中所述的连接座为一两端开口的圆柱筒体，且所述圆柱筒体的上、下两端分别通过法兰与所述车体1的工作台面和减速机22固定连接。

所述连接座的内部从下往上依次设置有扭矩传感器23和转换轴24。所述扭矩传感器23的下端与所述减速机22的输出轴固定连接，作为一种具体实施方式，本实施例中所述扭矩传感器23的下端与所述减速机22的输出轴键连接。所述扭矩传感器23的上端与所述转换轴24的下端固定连接，作为一种具体实施方式，本实施例中所述扭矩传感器23的上端与所述转换轴24的下端通过键连接，所述转换轴24的下端设置有用于容纳所述扭矩传感器23的第一插孔。所述转换轴24上端设置有与待校验扭矩扳手5的头部相配合的呈方形的第二插孔，且所述转换轴24的上端向上突出于所述车体1工作台面的上方。

进一步地，由于在工作的过程中转换轴24在减速机22输出轴的驱动下对扭矩扳手的头部进行加载，转换轴24具有转动的趋势，而减速机22的壳体通过连接座固定在车体1的工作台面上要阻止该转动趋势，因此连接座会受到较大的扭转力。为了提高连接座的刚性，避免连接座发生扭转变形，如图5所示，所述的连接座包括上连接座25和下连接座26，且所述的上连接座25和下连接座26通过法兰固定连接为一个整体。所述的上连接座25上设置有允许扭矩传感器23的线缆穿过的第一孔251。

进一步地，所述的转换轴24通过轴承组件与所述的上连接座25转动连接。

进一步地，若所述的上连接座25直接通过螺钉与车体1的工作台面固定连接，则车体1工作台面上受力的面积只有螺钉头与工作台面相接触的面积之和，接触面积小，容易造成局部变形。为此如图2所示，所述的加载单元2还包括设置于所述车体1工作台面上的安装座27，所述的安装座27上设置有用于容纳所述转换轴24的通孔，所述的安装座27通过螺钉与所述上连接座25的上端法兰固定连接，所述车体1的工作台面被夹持在所述的上连接座25和安装座27之间。这样，当工作台面承受加载单元2的自重时，整个安装座27的下端面均为受力面，接触面积大。

由于不同的加载单元2其标定的校验区间不同，因此用于驱动转换轴24的减速机22减速比也不同，这样不同的加载单元2其减速机22的大小也不尽相同。为了能够适应各个加载单元2的高度要求，如图4和图11所示，所述的支撑单元3采用可升降的结构，包括底板31和支撑板35，所述的底板31与所述的车体1固定连接，所述的支撑板35与所述的减速机22固定连接。所述的底板31上固定设置有升降机32，所述支撑板35的下侧面上固定设置有安装筒36，所述安装筒36的下端固定设置有与所述的升降机32的丝杆相配合的丝母37。所述的底板31上位于所述升降机32的前、后两侧分别固定设置有导柱33，所述的支撑板35上设置有与所述的导柱33相配合的导套34。

如图3所示，所述的反力支撑单元4包括固定设置于所述车体1工作台面上的导轨41，且所述的导轨41沿左右方向布置，所述的导轨41上滑动连接有滑座42。如图12所示，所述的滑座42上设置有两个反力杆43，且两个所述的反力杆43沿前后方向布置。每个所述的反力杆43上均套设有第一挡块271，优选的，所述的第一挡块271采用尼龙材料制作而成。两个所述的反力杆43之间位于所述第一挡块271的下侧设置有托板44，所述托板44的前、后两端分别设置有用于容纳所述反力杆43的通孔，且所述的托板44与所述的反力杆43之间设置有紧定螺钉。

进一步地，由于校验的过程中反力杆43起到反力支撑的作用，为了避免反力杆43的刚性不足而造成两个反力杆43悬空端之间的距离变大，如图12所示，两个所述的反力杆43之间位于所述第一挡块271的上侧设置有拉板46，且所述拉板46的一端设置有用于容纳一个反力杆43的通孔，即所述反力杆43的一端与一个所述的反力杆43相铰接。所述拉板46的另一端设置有用于容纳另一个所述反力杆43的U型槽，且所述的U型槽和另一个所述的反力杆43之间设置有紧定螺钉。

如图3和图13所示，所述的滑座42和导轨41之间设置有锁紧机构。所述的锁紧机构包括固定设置于所述滑座42上的凸轮式锁紧杆47，所述的凸轮式锁紧杆47为现有技术，在此不再赘述。所述的导轨41上设置有倒置的T型滑槽411，所述凸轮式锁紧杆47的拉杆的下端向下延伸至所述T型滑槽411的内部，且所述的凸轮式锁紧杆47的拉杆上位于所述的T型滑槽411内固定设置有锁紧片48。当需要滑动所述的滑座42时，转动所述凸轮式锁紧杆47的把手，凸轮式锁紧杆47的拉杆向下运动，使所述的锁紧片48与所述的导轨41脱离，当需要锁紧所述的滑座42时，转动所述凸轮式锁紧杆47的把手，凸轮式锁紧杆47的拉杆向上运动，锁紧片48被压紧在所述的导轨41上从而实现锁紧固定。

工作时，首先扭送所述拉板46的U型槽与反力杆43之间的紧定螺钉，然后转动拉板46，使所述的拉板46处于打开的状态。然后松开设置于所述滑座42上的锁紧机构，时所述的滑座42处于可滑动的状态。然后将待校验的扭矩扳手5的头部插入到标定的校验区间匹配的加载单元2的转换轴24的第二插孔内，并根据待校验的扭矩扳手的长度调整滑座42的位置，使待校验的扭矩扳手5的把手位于两个所述的反力杆43之间。然后拧松所述托板44和反力杆43之间的紧定螺钉，调整所述托板44的高度，使所述的扭矩扳手5处于水平状态，然后拧紧所述托板44和反力杆43之间的紧定螺钉。然后转动拉板46，使所述的拉板46处于关闭状态，然后拧紧所述拉板46与反力杆43之间的紧定螺钉。

然后对调用扭矩扳手5的校准信息，并启动加载单元2，进行校验。在校验的过程中，由于扳手与所述反力杆43之间存在些许间隙，因此扭矩扳手5会先发生一定角度的转动，直至所述扭矩扳手5的把手与其中一个反力杆43上的第一挡块271相接触，此时加载单元2才真正对扭矩扳手5的头部进行加载。

进一步地，由于校验平台在开始校验之前需要调用扭矩扳手5的校验参数，而不同型号的扭矩扳手5其规格参数差异较大。对于工作人员无法准确判断出不同型号的扭矩扳手5的规格参数，若工作人员手动查找核对扭矩扳手5的校验参数，会降低其工作效率，甚至存在调用错误造成校验失败。为此，如图1所示，一种直轴传动式扭矩扳手5校验平台还包括设置于所述工作台面上的扫码器9，所述的扭矩扳手5上设置有包含其规格的二维码或是条形码。工作时，用扫码器9扫描待校验扭矩扳手5上的二维码或条形码，便可以得到正确的扳手校验信息，从而自动匹配正确的校验参数，并且校验平台控制系统自动依据扳手校验规程进行依次自动校验扭矩扳手5最大扭矩值的20％、40％、60％、80％和100％共计5个校准点，校验过程中，扭矩扳手5每个校准点反复加载三次并自动计算其平均值，每次获得实际加载扭矩值和扭矩扳手5显示扭矩值，并计算相应校准点的校准精度，同时自动上传到校验平台的控制系统，扭矩扳手5每个校准点的校准数据自动存储记录并能输出打印；若不合格，校验平台自动报警并修改标定参数后控制系统重新加载并校验扳手校准点。

在这里，设置于所述扭矩扳手5上的二维码或条形码也可以直接包含该扭矩扳手5的规格参数，通过扫码器9直接读取即可。

进一步地，为了避免加载单元2过载，使待校验扭矩扳手5发生塑性变形，造成扭矩扳手5的损坏，如图5所示，所述的扭矩传感器23上设置有感应片232，所述的下连接座26上固定设置有安装板261，所述的安装板261上设置有与所述的感应片232相配合的光电开关262，且当待校验扭矩扳手5的把手与所述的第一挡块271接触时，所述的感应片232刚好未遮蔽住所述的光电开关262。

进一步地，如图6和图7所示，所述的感应片232通过锁紧环231与所述的扭矩传感器23固定连接。所述的锁紧环231包括两个半圆环，所述半圆环的两端通过螺钉固定连接成为一个完整的圆环，并将所述的扭矩传感器23包围在其中。

进一步地，为了方便安装，所述的下连接座26的圆柱侧面上设置有两个相对布置的第二孔263，安装时，通过两个所述的第二孔263实现锁紧环231与扭矩传感器23之间的固定连接。

进一步地，为了避免光电开关262损坏失效，而造成过载损坏。如图8和图9所示，所述的安装座27呈上端封闭下端开口的圆柱形筒状结构，所述安装座27的封闭端设置有用于容纳所述转换轴24的通孔，所述安装座27的内侧圆柱面上设置有至少两个呈扇形的第二挡块45。作为一种具体实施方式，本实施例中所述第二挡块45的数量为三个，且沿圆周方向均布。所述转换轴24的外侧圆柱面上设置有限位块241，且所述的限位块241位于相邻的两个第二挡块45之间。这样一旦所述的光电开关262发生损坏，受到第二挡块45的限制，所述的转换轴24也只能在一定的角度范围内转动。

进一步地，所述的辅助控制区13内设置有打印机6。

最后应当说明的是，以上所述的仅是本发明的优选实施方式，而非对本发明保护范围的限制，应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的创造构思的前提下做出的任何简单变更和改进，均在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种直轴传动式扭矩扳手校验平台，其特征在于：包括车体，所述车体的内部空间被分割成加载区和辅助控制区；

所述的加载区内设置有若干个加载单元，所述车体的工作台面上设置有反力支撑单元；

所述的加载单元包括电机、减速机和用于连接所述减速机和车体工作台面的连接座，所述连接座的内部设置有扭矩传感器和转换轴，且所述减速机的输出轴、扭矩传感器和转换轴依次首尾相连，所述转换轴的上端突出于所述车体工作台面的上方，所述转换轴的上端设置有与待校验扭矩扳手的头部相配合的第二插孔。

2.根据权利要求1所述的一种直轴传动式扭矩扳手校验平台，其特征在于：所述的连接座包括通过法兰连接为一个整体的上连接座和下连接座，且所述的转换轴通过轴承组件与所述的上连接座转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种直轴传动式扭矩扳手校验平台，其特征在于：所述的加载单元还包括设置于所述车体工作台面的上侧面上的安装座，所述的安装座上设置有用于容纳所述转换轴的通孔，所述的安装座通过螺钉与所述连接座固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种直轴传动式扭矩扳手校验平台，其特征在于：所述的安装座呈上端封闭下端开口的圆柱形筒状结构，所述安装座的封闭端设置有用于容纳所述转换轴的通孔，所述安装座的内侧圆柱面上设置有至少两个第二挡块，所述的转换轴上设置有限位块，且所述的限位块位于相邻的两个第二挡块之间。

5.根据权利要求1所述的一种直轴传动式扭矩扳手校验平台，其特征在于：所述的扭矩传感器上设置有感应片，所述的连接座上设置有与所述的感应片相配合的光电开关。

6.根据权利要求1所述的一种直轴传动式扭矩扳手校验平台，其特征在于：每个所述的加载单元的下方均设置有支撑单元，所述的支撑单元包括底板、支撑板和设置于底板和支撑板之间的升降机，所述支撑板的下侧面上设置有安装筒，所述安装筒的下端设置有与所述的升降机的丝杆相配合的丝母，所述的底板上设置有导柱，所述的支撑板上设置有导套。

7.根据权利要求1所述的一种直轴传动式扭矩扳手校验平台，其特征在于：所述的反力支撑单元包括导轨和滑座，所述的滑座和导轨之间设置有锁紧机构，所述的滑座上设置有两个反力杆，所述的反力杆上套设有第一挡块，两个所述的反力杆之间位于所述第一挡块的下侧设置有托板。

8.根据权利要求7所述的一种直轴传动式扭矩扳手校验平台，其特征在于：两个所述的反力杆之间位于所述第一挡块的上侧设置有拉板，且所述拉板的一端与一个所述的反力杆转动连接，所述拉板的另一端设置有与另一个所述的反力杆相配合的U型槽。

9.根据权利要求1所述的一种直轴传动式扭矩扳手校验平台，其特征在于：所述车体的工作台面上设置有扫码器，所述的扭矩扳手上设置有二维码或是条形码。

10.根据权利要求1所述的一种直轴传动式扭矩扳手校验平台，其特征在于：所述的辅助控制区内设置有供电电源、蓄电池和打印机。