CN111590495A - 一种电子力矩扳手 - Google Patents

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李阳
刘志强
郭纯海
李有有
崔学龙
赵建明
田松丰
高雨杰
杨礼太
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Abstract

本发明涉及特种工具的领域，具体而言，涉及一种电子力矩扳手，包括扳手本体和控制系统。扳手本体包括手柄和卡口。卡口连接于手柄一端且卡口和手柄的夹角能够调节。控制系统包括力矩传感器、控制单元、指令输入单元、报警单元和存储数据的存储单元。力矩传感器安装于卡口，用于测量卡口输出的力矩大小。控制单元用于接收指令单元输入的指令并根据力矩传感器的数据控制报警单元发出报警。力矩传感器监测卡口施加给被拧动的接头的力矩的大小。若卡口施加给被拧动的接头的力矩过大，控制单元控制报警单元发出报警，避免用力过大导致接头被损坏。同时，这种力矩扳手的卡口和手柄之间的角度能够调整，使得扳手能够适用于空间受限的位置。

Description

一种电子力矩扳手
技术领域
本发明涉及特种工具的领域，具体而言，涉及一种电子力矩扳手。
背景技术
基于供电机构中，高电压换流器附属降温系统中的大部分管道为订制塑料管道，接头为塑料加工件。由于拧动接头时，管道各接头所需力矩各不相同，导致工人不仅需要熟悉且记录每个接头的力矩大小，对工人要求高。
管道铺设于复杂的工位中，操作范围和操作空间往往受限，常规的力矩扳手无法很好的进行操作。为了解决该技术问题，现有技术提供了可弯折的力矩扳手。这种扳手弯折不同角度后，人体施加给扳手同样大小的力被传递到接头时，其力矩大小不同，进而导致接头受到的力的大小不同。这也就使得工人很难控制施加力度的大小，施工效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电子力矩扳手，其能够实时监测卡口的力矩，避免使用者用力过大而损坏接头。
本发明的实施例是这样实现的：
一种电子力矩扳手，包括扳手本体和控制系统；所述扳手本体包括手柄和卡口；所述卡口连接于所述手柄一端且所述卡口和手柄的夹角能够调节；
所述控制系统包括力矩传感器、控制单元、指令输入单元、报警单元和存储数据的存储单元；所述力矩传感器安装于所述卡口，用于测量所述卡口输出的力矩大小；
所述控制单元用于接收所述指令单元输入的指令并根据所述力矩传感器的数据控制所述报警单元发出报警。
进一步地，所述控制系统还包括显示单元；所述显示单元用于显示所述卡口当前输出的力矩的大小。
进一步地，所述控制系统还包括数据传输单元；所述数据传输单元用于接收或发送数据。
进一步地，所述数据传输单元包括无线传输模块和USB接口。
进一步地，所述力矩传感器包括数据处理器和若干连接于所述数据处理器的应变片；若干所述应变片设置于所述卡口，以使所述卡口产生形变时，所述应变片的电阻值跟随变化。
进一步地，所述卡口包括固定卡件和滑动卡件；所述滑动卡件滑动连接于所述固定卡件，以使所述固定卡件和滑动卡件之间的间隙可调。
进一步地，所述滑动卡件和滑动卡件分别设置有两个安装槽；每个所述安装槽内个设置有一个所述应变片。
本发明的有益效果是：
使用时，力矩传感器监测卡口施加给被拧动的接头的力矩的大小。若卡口施加给被拧动的接头的力矩过大，控制单元控制报警单元发出报警，避免使用者用力过大导致接头被损坏。同时，这种力矩扳手的卡口和手柄之间的角度能够调整，使得扳手能够适用于空间受限的位置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的电子力矩扳手的示意图；
图2为本发明实施例的卡口与手柄垂直的示意图；
图3为本发明实施例的控制系统的结构图；
图4为本发明实施例的四个应变片的连接示意图。
图标：
1-手柄，2-按键，21-开关键，22-记录键，3-显示单元，4-锁紧螺钉，5-卡口，51-固定卡件，52-滑动卡件，53-限位螺钉，54-卡齿，6-应变片。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
实施例：
请参照图1-图4，本实施例提供一种电子力矩扳手，包括扳手本体和控制系统。扳手本体包括手柄1和卡口5。手柄1一端铰接卡口5。手柄1和卡口5的铰接处通过锁紧螺钉4连接，锁紧螺钉4的螺杆即为铰接处的转轴。当锁紧螺钉4拧紧时，手柄1和卡口5被锁紧螺钉4固定。当锁紧螺钉4松开时，卡口5能够相对于手柄1转动一定角度，进而调整卡口5和手柄1的夹角。
控制系统包括力矩传感器、控制单元、指令输入单元、报警单元和存储数据的存储单元。力矩传感器安装于卡口5，用于测量卡口5输出的力矩大小。实际中，力矩传感器包括数据处理器和若干连接于数据处理器的应变片6。若干应变片6设置于卡口5，以使卡口5产生形变时，应变片6的电阻值跟随变化，进而使得通过应变片6的电流或施加在应变片6的电压大小发生改变。应变片6和控制单元之间还连接有放大信号的模拟放大器和将模拟信号转换为数字信号的模数转换器。
控制单元用于接收指令单元输入的指令并根据力矩传感器的数据控制报警单元发出报警。控制单元为MSP430F4270单片机。报警单元为蜂鸣器或闪光灯或声光报警器。报警单元收到控制单元的控制信号时，报警单元发出声音或闪光，进而提醒使用者。指令输入单元为若干设置于手柄1的按键2。按键2包括开关键21和记录键22。
使用时，调整手柄1与卡口5之间的角度，使其适应于实用场景。卡口5拧动接头时，卡口5收到接头的反作用力，进而使得卡口5产生轻微的形变。此时，应变片6也产生轻微的形变。应变片6形变导致应变片6的电阻值发生改变，进而使得流过应变片6的电流发生微小的变化或施加到应变片6的电压发生微小的变化。电压或电流的微小变化经过模拟放大器放大后再经过模数转换器转换为数字信号后传输至控制单元。传输至控制单元的数据即为检测到的卡口5施加给被拧动接头的力矩的大小的数据。
控制单元判断卡口5施加给被拧动的接头的力矩的大小是否合适。若卡口5施加给被拧动的接头的力矩过大，控制单元控制报警单元发出报警，避免使用者用力过大导致接头被损坏。
本发明的电子力矩扳手通过力矩传感器检测卡口5施加到被拧动接头的力矩的大小，以便提示使用者当前施加的力是否过大。进而避免卡口5与手柄1之间夹角不同导致操作人员无法准确判断当前施加的力是否合适。同时，这种力矩扳手的卡口5和手柄1之间的角度能够调整，使得扳手能够适用于空间受限的位置。
本实施例中，控制系统还包括显示单元3。显示单元3用于显示卡口5当前输出的力矩的大小。方便使用者实时掌握当前施加的力的大小是否合适。显示单元3为设置于手柄1的小型显示屏。
若显示单元3显示的卡口5当前输出的力矩的值达到预设值而卡口5的力矩的大小仍未超过阈值，人为判断当前卡口5的力矩值是否为最佳值。若当前卡口5的力矩值为最佳值，按下记录键22使得控制单元记下当前的力矩值进而修正阈值。若当前卡口5的力矩值不是最佳值，操作人员可以施加更大的力，直至报警单元发出报警。
本实施例中，控制系统还包括数据传输单元。数据传输单元用于接收或发送数据。数据传输单元包括无线传输模块和USB接口。无线传输模块通过WiFi或蓝牙等方式连接手机或计算机等设备，方便力矩扳手和手机等进行数据交换。若需要拧动许多接头时，可以通过手机或计算机将每个接头合适的力矩值通过数据传输模块传输至控制单元并存储于存储单元。使用时，只需要按照顺序拧动每个接头即可。避免人工记录每个接头合适的力矩值导致的麻烦。
USB接口也能够通过数据线连接计算机或手机等，方便数据交换。同时，USB接口还能够连接U盘等设备，在无法连接计算机等设备时方便数据的存储。
本实施例中，卡口5包括固定卡件51和滑动卡件52。滑动卡件52滑动连接于固定卡件51，以使固定卡件51和滑动卡件52之间的间隙可调。滑动卡件52设置有限位螺钉53。当滑动卡件52和固定卡件51之间的间距调整到合适时，拧紧限位螺钉53，进而使得滑动卡件52和固定卡件51之间的间距固定。这就使得卡口5的大小可调，进而能够适应多种尺寸的接头。实际中，滑动卡件52和固定卡件51均设置有卡齿54，使得卡口5能够更好的夹持接头。
本实施例中，滑动卡件和滑动卡件52分别设置有两个安装槽。每个安装槽内个设置有一个应变片6并在安装槽填灌密封防潮的硅橡胶。四个应变片R1、R2、R3和R4构成平衡电桥。按下开关按键2使得力矩扳手打开时，应变片6变形引起电桥不平衡输出，进而使得电路中的电压或电流发生改变。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种电子力矩扳手，其特征是：包括扳手本体和控制系统；所述扳手本体包括手柄(1)和卡口(5)；所述卡口(5)连接于所述手柄(1)一端且所述卡口(5)和手柄(1)的夹角能够调节；
所述控制系统包括力矩传感器、控制单元、指令输入单元、报警单元和存储数据的存储单元；所述力矩传感器安装于所述卡口(5)，用于测量所述卡口(5)输出的力矩大小；
所述控制单元用于接收所述指令输入单元输入的指令并根据所述力矩传感器的数据控制所述报警单元发出报警。
2.根据权利要求1所述的电子力矩扳手，其特征是：所述控制系统还包括显示单元(3)；所述显示单元(3)用于显示所述卡口(5)当前输出的力矩的大小。
3.根据权利要求1所述的电子力矩扳手，其特征是：所述控制系统还包括数据传输单元；所述数据传输单元用于接收或发送数据。
4.根据权利要求3所述的电子力矩扳手，其特征是：所述数据传输单元包括无线传输模块和USB接口。
5.根据权利要求1所述的电子力矩扳手，其特征是：所述力矩传感器包括数据处理器和若干连接于所述数据处理器的应变片(6)；若干所述应变片(6)设置于所述卡口(5)，以使所述卡口(5)产生形变时，所述应变片(6)的电阻值跟随变化。
6.根据权利要求5所述的电子力矩扳手，其特征是：所述卡口(5)包括固定卡件(51)和滑动卡件(52)；所述滑动卡件(52)滑动连接于所述固定卡件(51)，以使所述固定卡件(51)和滑动卡件(52)之间的间隙可调。
7.根据权利要求6所述的电子力矩扳手，其特征是：所述固定卡件(51)和滑动卡件(52)分别设置有两个安装槽；每个所述安装槽内个设置有一个所述应变片(6)。
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