CN107782491A - 仿生手柄夹托机构及扭矩扳子检定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供仿生手柄夹托机构及扭矩扳子检定装置，扭矩扳子检定装置包括设置有扭矩传感器的检测台，还包括仿生手柄夹托机构，仿生手柄夹托机构包括导向移动装配于所述检测台上的滑块，滑块的移动方向垂于扭矩传感器的轴线方向，滑块上铰接有用于与相应扭矩扳子撑托配合的撑托块，撑托块的铰接轴线与扭矩传感器的轴线平行。本发明解决了现有技术中扭矩扳子的变形得不到释放而会影响到扭矩传感器测量精度的问题。
Description
技术领域
本发明涉及扭矩检定领域中的仿生手柄夹托机构及扭矩扳子检定装置。
背景技术
扭矩扳子是一种能够输出设定扭矩的特殊扳手，因为其能够输出设定扭矩，因此就需要使用相应的检定装置对其输出扭矩进行检定。现有的扭矩扳子检定装置如中国专利CN205262672U公开的“手动式扭矩扳子检定仪”，该扭矩扳子检定仪包括检测台，检测台上设有扭矩传感器和加载组件，扭矩传感器上连接有转接头，加载组件包括手动加载轮、进给螺母、导线杆、滑块等。使用时，待试验的扭矩扳子的扭矩输出端即方榫头与转接头的一端止转插接，转接头的另外一端与扭矩传感器止转相连。通过加载组件带动扭矩扳子转动，扭矩扳子通过转接头向扭矩传感器施加扭矩，通过扭矩传感器的显示扭矩值来对扭矩扳子进行检定。现有的这种扭矩扳子检定装置存在的问题在于：扭矩扳子与转接头之间通过方榫与方孔传递扭矩，为了方便连接，方榫与方孔之间具有足够大的配合间隙，方榫与方孔均为对称的正多边形结构，施拧传递扭矩的过程实际是方榫与方孔试图处于能量最小的自趋势过程，也是方榫与方孔同步自同心的过程，这个过程是消耗能量和产生侧向力的过程，该侧向力会影响扭矩传感器的检测精度。另外，扭矩扳子的变形得不到有效释放，该变形力就会作用到扭矩传感器上而影响扭矩传感器的显示精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种扭矩扳子检定装置，以解决现有技术中扭矩扳子的变形得不到释放而会影响到扭矩传感器测量精度的问题；本发明的目的还在于提供一种该扭矩扳子检定装置中使用的仿生手柄夹托机构。
为了实现上述目的，本发明中扭矩扳子检定装置的技术方案为：
扭矩扳子检定装置，包括设置有扭矩传感器的检测台，还包括仿生手柄夹托机构，仿生手柄夹托机构包括导向移动装配于所述检测台上的滑块，滑块的移动方向垂于扭矩传感器的轴线方向，滑块上铰接有用于与相应扭矩扳子撑托配合的撑托块，撑托块的铰接轴线与扭矩传感器的轴线平行。
撑托块设置有开口朝向撑托块的铰接轴线延伸方向一侧的C形撑托槽。
扭矩传感器上连接有螺栓模拟器，螺栓模拟器包括磨合件和旋转件，旋转件具有用于与受检设备传力配合的扭矩输入结构，旋转件上设置旋转件传力面，磨合件上设置有与旋转件传力面转动接触配合的磨合件传力面，旋转件传力面、磨合件传力面为与旋转件的轴线相垂直的平面或与旋转件同轴线设置的锥面，旋转件或磨合件上设有用于被相应加载机构轴向加载的加载端
磨合件包括上磨合件和下磨合件，旋转件传力面包括设置于旋转件上下两端的旋转件上传力面和旋转件下传力面，磨合件传力面包括设置于上磨合件上的与旋转件上传力面转动接触配合的上磨合件传力面，磨合件传力面还包括设置于下磨合件上的与旋转件下传力面转动接触配合的下磨合件传力面。
扭矩输入结构设置于旋转件的上端，加载端设置于下磨合件上。
上磨合件传力面为大口端朝下的锥面，下磨合件传力面为大口端朝上的锥面。
所述加载机构包括加载电机和加载力转换缸，加载力转换缸的活塞腔包括大径段和连接于大径端一端的小径段，大径段中设置大径段活塞，小径段中设置有小径段活塞，其中一个活塞与加载电机传动连接，另外一个活塞与加载端传动连接。
加载电机通过丝杠丝母机构与对应活塞传动相连。
本发明的有益效果为：当转动扭矩扳子向扭矩传感器施加作用力时，扭矩扳子会产生一定的弹性变形趋势，该变形通过撑托块的转动和滑块的平移来得到有效释放，从而不会将该变形力作用到扭矩传感器上，可以避免由于扭矩扳子的变形而对扭矩传感器测量的影响。
附图说明
图1是本发明中扭矩扳子检定装置的一个实施例的结构示意图；
图2是图1中仿生手柄夹托机构与扭矩扳子的配合示意图；
图3是图2的左视图；
图4是本发明中扭矩扳子检定装置中螺栓模拟器的结构示意图。
具体实施方式
扭矩扳子检定装置的实施例如图1~4所示：括检测台6，检测台上设置有扭矩传感器4，检测台上于扭矩传感器的上侧通过转动轴承2设置有转接头3，转接头3、转动轴承2与扭矩传感器4同轴线设置，转接头3为轴线沿上下方向延伸的杆状结构，转动轴承的轴承外圈21固定于检测台6上，转接头包括穿装在转动轴承的轴承内圈22中的穿装段31和和位于穿装段上端的与轴承外圈的上端面挡止配合的挡止段32，穿装段和挡止段形成了阶梯轴结构。转接头的下端设置有下方孔7，扭矩传感器上设置有与下方孔止转插接的传感器方榫，通过下方孔7与传感器方榫的配合，转接头3可向扭矩传感器传递扭矩，转接头的下端面与扭矩传感器的之间具有间隙，这样可以保证转接头的重力也仅是通过转接头作用到检测台6上，转接头3仅是向扭矩传感器传递扭矩，其它方向的杂散作用力均通过转动轴承传递到检测台上。转接头的上端设置有上方5孔，上方孔5用于与扭矩扳子的扳手方榫8止转插接，从而实现扭矩扳子向转接头施加扭矩。
检测台上还设置有仿生手柄夹托机构，仿生手柄夹托机构包括导向移动装配于检测台上的滑块9，滑块9上通过轴线沿上下方向延伸的铰接轴10铰接有撑托块11，滑块与撑托块形成仿腕结构，撑托块的铰接轴线方向与扭矩传感器的轴线平行，撑托块上设置有C形撑托槽12，使用时扭矩扳子1贯穿C形撑托槽，C形撑托槽与扭矩扳子之间垫有内衬，内衬可以由柔性材料制成，滑块的滑移方向垂直于扭矩传感器的轴线，滑块可在水平方向上滑移。
螺栓模拟器包括磨合件和旋转件32，磨合件包括上磨合件31和下磨合件33，旋转件32包括中心部分和设置于中心部分上下端的上柱和下柱，上柱的上端由上磨合件的中心位置穿出而形成用于与受检设备传力配合的扭矩输入结构，受检设备通过扭矩传感器向扭矩输入结构施加扭矩，下柱穿过下旋转件的中心位置。中心部分的上端设置有旋转件上传力面40，中心部分的下端设置有旋转件下传力面41，上磨合件31上设有与旋转件上传力面40转动接触配合并形状适配的上磨合件传力面39，下磨合件33上设有与旋转件下传力面41转动接触配合并形状适配的下磨合件传力面42，上磨合件传力面为大口端朝下的锥面，下磨合件传力面为大口端朝上的锥面。下磨合件上还设置有用于被加载机构轴向加载的加载端，加载机构包括加载电机38和加载力转换缸，加载力转换缸的活塞腔包括大径段34和连接于大径端一端的小径段35，大径段中设置大径段活塞43，小径段中设置有小径段活塞44，其中位置靠下的活塞即小径段活塞44通过丝杠丝母机构37与加载电机38传动连接，位置靠上的活塞即大径段活塞43与下磨合件上的加载端传动连接。加载电机可以通过丝杠丝母机构将旋转动作转化为直线动作，直线动作的丝母36推动小径段活塞动作，小径段活塞与大径段活塞之间有压力油（或气体），通过小径段活塞、大径段活塞的端面积比值来确定向下磨合件的作用力，需要改变作用力时，只需更换另外一个加载力转换缸即可，加载力转化缸的制作简单方便，相比直接去购买不同加载力的加载电机而言，成本大大降低。加载机构的轴向加载力会作用到旋转件下传力面、下磨合件传力面之间及旋转件上传力面、上磨合件传力面之间，从而实现螺栓负载模拟，旋转件没有旋进动作，因此可以避免频繁退丝而影响工作效率的问题。
使用时，扭矩扳子的手持端从撑托块的C形撑托槽中穿过，扭矩扳子通过内衬与C形撑托槽相连，扭矩扳子的扳手方榫止转插接于转接头的上方孔中。转动扭矩扳子，扭矩扳子通过转接头向扭矩传感器施加扭矩，扳手方榫与上方孔找正过程中的杂散力、扭矩扳子的非水平杂散力等均会通过转接头、转动轴承传递到检测台上，由检测台承担该杂散力，扭矩传感器仅承担扭矩，保证了测量精度；施拧时，扭矩扳子的形变通过撑托块相对滑移块的转动和滑移块的水平位移释放，消除由于形变对测量的影响。
在本发明的其它实施例中：加载机构也可以是弹簧、驱动缸等能够提供轴向作用力的机构形式；磨合件也可以只有一个、加载端也可以设置于旋转件上；旋转件传力面、磨合件传力面也可以是垂直于旋转件轴线设置的平面；磨合件也可以只有一个；当扭矩扳子上的扭矩输出结构不是方榫结构时，扭矩传递结构可随之改变，比如说扭矩扳子上的扭矩输出结构为方孔结构时，扭矩传递结构可以为与之匹配的方轴结构；转接头与转动轴承的轴承内圈也可以是过盈配合关系；转接头与扭矩传感器之间也可以是固定关系。
仿生手柄夹托机构的实施例如图1~4所示：仿生手柄夹托机构的具体结构与上述各扭矩扳子检定装置实施例中所述的仿生手柄夹托机构相同，在此不再详述。
Claims (10)
1.扭矩扳子检定装置，包括设置有扭矩传感器的检测台，其特征在于:还包括仿生手柄夹托机构，仿生手柄夹托机构包括导向移动装配于所述检测台上的滑块，滑块的移动方向垂于扭矩传感器的轴线方向，滑块上铰接有用于与相应扭矩扳子撑托配合的撑托块，撑托块的铰接轴线与扭矩传感器的轴线平行。
2.根据权利要求1所述的扭矩扳子检定装置，其特征在于：撑托块设置有开口朝向撑托块的铰接轴线延伸方向一侧的C形撑托槽。
3.根据权利要求1或2所述的扭矩扳子检定装置，其特征在于：扭矩传感器上连接有螺栓模拟器，螺栓模拟器包括磨合件和旋转件，旋转件具有用于与受检设备传力配合的扭矩输入结构，旋转件上设置旋转件传力面，磨合件上设置有与旋转件传力面转动接触配合的磨合件传力面，旋转件传力面、磨合件传力面为与旋转件的轴线相垂直的平面或与旋转件同轴线设置的锥面，旋转件或磨合件上设有用于被相应加载机构轴向加载的加载端。
4.根据权利要求3所述的扭矩扳子检定装置，其特征在于：磨合件包括上磨合件和下磨合件，旋转件传力面包括设置于旋转件上下两端的旋转件上传力面和旋转件下传力面，磨合件传力面包括设置于上磨合件上的与旋转件上传力面转动接触配合的上磨合件传力面，磨合件传力面还包括设置于下磨合件上的与旋转件下传力面转动接触配合的下磨合件传力面。
5.根据权利要求4所述的扭矩扳子检定装置，其特征在于：扭矩输入结构设置于旋转件的上端，加载端设置于下磨合件上。
6.根据权利要求4所述的扭矩扳子检定装置，其特征在于：上磨合件传力面为大口端朝下的锥面，下磨合件传力面为大口端朝上的锥面。
7.根据权利要求3所述的扭矩扳子检定装置，其特征在于：所述加载机构包括加载电机和加载力转换缸，加载力转换缸的活塞腔包括大径段和连接于大径端一端的小径段，大径段中设置大径段活塞，小径段中设置有小径段活塞，其中一个活塞与加载电机传动连接，另外一个活塞与加载端传动连接。
8.根据权利要求7所述的扭矩扳子检定装置，其特征在于：加载电机通过丝杠丝母机构与对应活塞传动相连。
9.仿生手柄夹托机构，其特征在于：包括用于沿垂直于相应扭矩传感器的轴线方向导向移动装配于相应检测台上的滑块，滑块上铰接有用于与相应扭矩扳子撑托配合的撑托块，撑托块的铰接轴线与扭矩传感器的轴线平行。
10.根据权利要求9所述的仿生手柄夹托机构，其特征在于：撑托块设置有开口朝向撑托块的铰接轴线延伸方向一侧的C形撑托槽。
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