CN114131549A - 多合一自动识别电子扭矩扳手及其系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及多合一自动识别电子扭矩扳手及其系统，涉及扳手的领域，其包括扳手头部和手持部，扳手头部的一端插接于手持部的一端，手持部内设置有控制单元，扳手头部内设置有应变计组件和存储单元，应变计组件和存储单元均信号连接于控制单元，且多个连接点均设置于扳手头部与手持部的插接处，存储单元内存储的信息为当前扳手头部的信息，当前扳手头部的信息包括当前应变计组件的参数信息。本申请具有携带，且能够有效降低成本的效果。

Description

多合一自动识别电子扭矩扳手及其系统

技术领域

本申请涉及扳手的领域，尤其是涉及多合一自动识别电子扭矩扳手及其系统。

背景技术

扭矩扳手又叫力矩扳手、扭矩可调扳手，是扳手的一种。为了确保扭矩的精确度，设置有定值式扭矩扳手，当螺钉和螺栓的紧密度至关重要的情况下，使用扭矩扳手可以允许操作员施加特定扭矩值。

相关技术中，为了满足更加精确的施加扭矩，同时为了便于工作人员实时查看当前的扭矩值，设置有电子扭矩扳手，包括扭矩扳手和设置在扭矩扳手上的数显屏，扭矩扳手包括固定连接的扳手头部和手持部，数显屏固定在手持部的侧壁，且手持部用于实时显示当前的扭矩值。

针对上述中的相关技术，发明人认为：由于不同情景或者不同规格（主要指尺寸上的不同）的螺栓通常需要施加不同的扭矩，因此工作人员需要配备多个规格的扭矩扳手，一方面，携带不便，另一方面，成本较高。

发明内容

为了便于携带扭矩扳手，同时降低成本，本申请提供多合一自动识别电子扭矩扳手及其系统。

第一方面，本申请提供的多合一自动识别电子扭矩扳手，采用如下的技术方案：

多合一自动识别电子扭矩扳手及其系统，包括扳手头部和手持部，所述扳手头部的一端插接于所述手持部的一端，所述手持部内设置有控制单元，所述扳手头部内设置有应变计组件和存储单元，所述应变计组件和所述存储单元均信号连接于所述控制单元，且多个连接点均设置于所述扳手头部与所述手持部的插接处，所述存储单元内存储的信息为当前所述扳手头部的信息，所述当前所述扳手头部的信息包括当前所述应变计组件的参数信息。

通过采用上述技术方案，使用时，工作人员根据所需的扭矩值，选用合适扳手头部，并将扳手头部插接于手持部，而后控制单元获取存储单元内预存的参数，确定当前扳手头部的规格，当工作人员旋紧螺栓时，控制单元同时能够获取应变计组件的变形量以及载荷匹配的线性度。不同规格可换用不同的扳手头部，便于携带，且能够有效降低成本。

优选的，所述扳手头部靠近所述手持部的一端插接有衬管，所述存储单元固定连接于所述衬管内，所述衬管远离所述存储单元的一端固定连接有第一插接件；所述手持部靠近所述扳手头部的一端固定连接有第二插接件，所述第二插接件与所述第一插接件插接连接，多个所述连接点分别成对设置于所述第一插接件和所述第二插接件。

通过采用上述技术方案，使用时，衬管插接于手持部内，一方面，便于工作人员操作，另一方面，衬管能够更好地降低外界环境对存储单元的影响。

优选的，所述存储单元包括存储器和第一电路印刷板，所述存储器焊接且信号连接于所述第一电路印刷板，所述应变计组件和所述第一插接件分别信号连接于所述第一电路印刷板的两信号端。

通过采用上述技术方案，第一电路印刷板用于承载存储器，一方面便于工作人员将存储器安装于衬管内，另一方面，便于与应变计组件、第一插接件通过信号线实现信号连接的目的。

优选的，多个所述连接点分别设置为第一连接点a、第二连接点b以及第三连接点c，所述第一连接点a的两端分别连接所述应变计组件的一输出端和所述控制单元的一输入接口，所述第二连接点b的两端分别连接所述应变计组件的另一输出端和所述控制单元的另一输入接口；

所述第三连接点c的两端分别连接所述存储单元和所述控制单元的一输入接口。

通过采用上述技术方案，通过第一连接点a和第二连接点b实现测量数据的传输，通过第三连接点c实现控制单元读取并识别存储单元内的预存的参数信息。

优选的，所述控制单元包括控制器和有所述控制器信号连接的信号处理子单元，所述信号处理子单元远离所述控制器的一侧与所述第一连接点a、所述第二连接点b信号连接，所述信号处理子单元将所述应变计组件输出的信号转换为所述控制器能够识别的信号，并输出至所述控制器；

所述第三连接点c远离所述存储单元的一侧与所述控制器信号连接。

通过采用上述技术方案，信号处理子单元对应变计组件输出的信号进行预处理，并输出便于控制器识别的信号，提高了控制器的处理速度。

优选的，所述控制单元还包括第二电路印刷板，所述第二电路印刷板安装于所述手持部内，所述控制器和所述信号处理子单元均焊接于所述第二电路印刷板，所述第二插接件信号连接于所述第二电路印刷板。

通过采用上述技术方案，一方面，便于工作人员将控制器和信号处理子单元同步安装至手持部内；另一方面，便于与第二插接件通过信号线的方式实现信号连接的目的。

第二方面，本申请提供一种多合一自动识别电子扭矩扳手系统，采用如下的技术方案：

多合一自动识别电子扭矩扳手系统，包括：

扭矩获取模块，包括应变计组件，用于获取扭矩信号；

存储模块，包括存储器，用于存储当前扳手头部规格的参数；以及，

控制模块，与所述扭矩获取模块、所述存储模块均信号连接，用于接收所述扭矩信号以及所述存储器内预存的当前扳手头部规格的参数。

通过采用上述技术方案，首先控制模块获取存储器内预存的当前扳手头部规格的参数；使用过程中，通过应变计组件获取当前的扭矩信号，即获取传感器的变形量以及载荷匹配的线性度。不同规格可换用不同的扳手头部，便于携带，且能够有效降低成本。

优选的，所述控制模块包括信号连接数据处理单元和控制器，所述数据处理单元与所述应变计组件信号连接，所述存储器与所述控制器信号连接。

通过采用上述技术方案，数据处理单元对应变计组件输出的信号进行预处理，使得控制器更易识别数据处理单元输出信号；控制器能够直接获取存储器内预存的参数信息并识别。

优选的，所述应变计组件包括四个应变片组成的桥式信号获取电路。

通过采用上述技术方案，桥式信号获取电路能够获取更加精确的测量信号。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过插接连接的手持部和扳手头部，工作人员可以更换不同规格的扳手头部，以适用于不同的扭矩需求，同时，控制单元能够获取当前扳手头部的参数信息，实现快速获当前扳手头部规格的目的，同时便于携带，且能够有效降低成本；

2.第一插接件和第二插接件的信号连接，便于实现应变计组件、存储单元与控制单元的信号连接。

附图说明

图1是本申请实施例多合一自动识别电子扭矩扳手的结构示意图；

图2是本申请实施例扳手头部的剖视图；

图3是本申请实施例的电路图；

图4是本申请实施例扳手头部和手持部未安装时的剖视图；

图5是本申请实施例多合一自动识别电子扭矩扳手系统的框图。

附图标记：1、扳手头部；11、棘轮方榫；111、控制杆；12、应变计组件；13、衬管；14、方形杆；15、套管；16、密封圈；17、布线通道；18、第一插接件；2、手持部；21、端盖；22、第二插接件；3、存储单元；31、存储器；32、第一电路印刷板；4、控制单元；41、信号处理子单元；411、信号放大器；412、A/D转换器；42、控制器；43、显示器；44、第二电路印刷板；5、扭矩获取模块；6、存储模块；7、控制模块；71、数据处理单元；72、控制按钮。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开多合一自动识别电子扭矩扳手及其系统。参照图1，主要包括扳手头部1和手持部2，为了适用于不用规格的扭矩需求，扳手头部1与手持部2通过可拆卸连接的连接方式实现连接；如，扳手头部1的一端插接于手持部2的一端；在扳手头部1和手持部2的连接处套设螺纹套管15；磁铁吸附等可拆卸连接方式。

参照图1和图2，扳手头部1包括棘轮方榫11、应变计组件12以及衬管13，衬管13内设有存储单元3，存储单元3内预设当前棘轮方榫11规格的参数。手持部2呈空心设置，手持部2远离扳手头部1的一端固定连接有端盖21，端盖21可通过螺纹连接或者插接等方式实现固定连接。参照图3，且手持部2内设控制单元4，控制单元4与应变计组件12、存储单元3均信号连接。

棘轮方榫11的一侧转动连接有控制杆111，工作人员通过拨动控制杆111改变当前施加的扭矩。棘轮方榫11靠近控制杆111的一端一体固定连接有方形杆14，应变计组件12设置与方形杆14的侧壁。上述结构为本领域技术人员所熟知的技术，因此不再进行赘述。

参照图3，本申请中应变计组件12设置为桥式信号获取电路，由四个应变式传感器组成，且其中两个相对的端点接电，另外两个相对的端点作为输出端点。

参照图2和图4，为了便于制作及安装，方形杆14与衬管13可一体设置。由于应变计组件12需要降低外界环境以对应变式传传感器的干扰，方形杆14套设有套管15；且由于套管15为圆管，套管15与方形杆14之前留有空隙，便于将应变计组件12固定连接于方形杆14的侧壁。

为了确保套管15的稳定性，通过螺钉穿设套管15和衬管13靠近方形杆14处，实现固定连接的目的。

同时为了确定套管15与方形杆14靠近棘轮方榫11一端的密封性，方形杆14靠近棘轮方榫11的一端还套设有密封圈16，密封圈16与套管15抵接，形成密封设置；套管15的内径近似于衬管13的外径，形成套管15远离棘轮方榫11一端的密封设置。

存储单元3固定安装于衬管13内，存储单元3包括存储器31和第一电路印刷板32。存储器31内存储的信息为当前扳手头部1的信息，当前扳手头部1的信息包括当前应变计组件12的参数信息，同时存储器31与控制单元4信号连接，控制单元4可获取存储器31内存储的信息。

存储器31通过焊接的连接方式固定连接于第一电路印刷板32，且确保信号连接。其中焊接是指通过锡焊等电子元件与电路板的连接方式。

参照图4，本申请实施例通过螺钉将第一电路印刷板32固定连接于衬管13内。应变计组件12与第一电路印刷板32通过信号线连接，为了便于布置信号线，衬管13与方形管的连接处开设有布线通道17。

第一电路印刷板32远离应变计组件12的一端信号连接有第一插接件18，第一插接件18上设置有多个连接点，应变计组件12、存储单元3与控制单元4的信号连接，均通过连接点实现。第一插接件18通过螺栓与衬管13固定连接，且第一插接件18通过信号线与第一电路印刷板32形成信号连接。

为了便于控制单元4与第一插接件18之间进行信号传输，手持部2靠近扳手头部1的一端设置有第二插接件22，第二插接件22通过胶接或者其他固定连接方式固定连接于手持部2内。

第二插接件22上也设置多个连接点，第一插接件18上的连接点与第二插接件22上的连接点成对设置，在实际运用中，第一插接件18上的连接点设置为圆柱状的插头，第二插接件22上的连接点设置为与插头相匹配的插座。

为了便于描述，多个连接点在这里分别设置为成对的第一连接点a、第二连接点b以及第三连接点c。其中，第一连接点a和第二连接点b用于应变计组件12和控制单元4之间形成回路，并进行信号传输。第三连接点c用于存储器31与控制单元4之间进行信号连接。

参照图3，控制单元4包括信号处理子单元41、控制器42以及显示器43。在实际运用中，控制器42可以采用CPU等微型控制器42；同时为了确保电子扭矩扳手的便携性，控制器42可通过蓝牙等无线通讯方式与信号处理子单元41以及显示器43等形成通讯，此时控制器42可以直接为配置为外接，如移动端的APP或者小程序等形式。

详述的，信号处理子单元41的一端分别与第二插接件22上的第一连接点a、第二连接点b信号连接，信号处理子单元41的另一端与控制器42信号连接。使用时，信号处理子单元41将应变计组件12输出的信号转换为控制器42能够识别的信号，并输出至控制器42。

信号处理子单元41包括信号放大器411和A/D转换器412，信号放大器411的两输入端与应变计组件12的两输出端信号连接，且形成回路；信号放大器411通过第一连接点a、第二连接点b信号连接与应变计组件12信号连接。信号放大器411的输出端与A/D转换器412的输入端，A/D转换器412的输出端信号连接与控制器42的一信号输入端。

其中，信号放大器411可以是反相放大器或者正相放大器，均能够成比例放大信号，但是反相放大器通常需要配合反相器使用。A/D转换器412可以根据需求选用。上述结构为本领域技术人员所熟知的技术，因此不再进行赘述。

控制单元4还包括第二电路印刷板44，第二电路印刷板44用于承载控制器42和信号处理子单元41，控制器42和信号处理子单元41通过常用的电子元件与电路板的连接方式进行固定，如弹簧固定式和焊接接合等方式。

显示器43贯穿手持部2的侧壁设置，且显示器43的显示面位于手持部2的外侧，显示器43的引脚位于手持部2内侧，且引脚与第二电路印刷板44信号连接，以实现显示器43与控制器42信号连接的目的。

本申请实施例中还可以设置报警器、控制按钮以及干电池等，上述结构为本领域技术人员所熟知的技术，因此不再进行赘述。

本申请实施例一种多合一自动识别电子扭矩扳手的实施原理为：工作人员根据所需的扭矩值，选用合适扳手头部1，并将扳手头部1插接于手持部2；此时，第一连接点a、第二连接点b以及第三连接点c成对形成信号连接，并通过螺钉固定。而后控制器42获取存储器31内预存的参数，确定当前扳手头部1的规格。当工作人员旋紧螺栓时，控制单元4同时能够获取传感器测得的变形量以及载荷匹配的线性度。不同规格可换用不同的扳手头部1，便于携带，且能够有效降低成本。

本申请实施例还公开一种多合一自动识别电子扭矩扳手系统。参照图5，主要包括扭矩获取模块5、存储模块6以及控制模块7。

参照图3和图5，扭矩获取模块5主要用于获取扭矩信号，实际运用中，扭矩获取模块5包括应变计组件12，应变计组件12可设置为四个应变片组成的桥式信号获取电路，本领域人员可参考熟知的电子扭矩扳手内的结构。其中应变计组件12输出的扭矩信号为模拟信号。

存储模块6主要包括存储器31，存储器31内存储当前扳手头部1规格的参数。

存储器31可设置为非易失性和易失性存储器31中的至少一种。其中，非易失性存储器31可包括只读存储器31(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器31等。易失性存储器31可包括随机存取存储器31(RandomAccessMemory，RAM)或外部高速缓冲存储器31。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器31(StaticRandomAccessMemory，SRAM)或动态随机存取存储器31(DynamicRandomAccessMemory，DRAM)等。

应变计组件12和存储器31通过胶接或者螺钉等固定连接的方式内置于扳手头部1内。

控制模块7包括信号连接数据处理单元71、控制器42、显示器43以及控制按钮72。其中，信号处理单元包括信号连接的信号放大器411和A/D转换器412，信号放大器411的输入端信号连接应变计组件12的输出端。信号放大器411用于成比例放大信号，A/D转换器412用于将模拟信号转换为数字信号。同时存储器31与控制器42信号连接，控制器42能够获取存储器31内存储的参数信息。

Claims (9)

1.多合一自动识别电子扭矩扳手，其特征在于，包括扳手头部（1）和手持部（2），所述扳手头部（1）的一端插接于所述手持部（2）的一端，所述手持部（2）内设置有控制单元（4），所述扳手头部（1）内设置有应变计组件（12）和存储单元（3），所述应变计组件（12）和所述存储单元（3）均信号连接于所述控制单元（4），且多个连接点均设置于所述扳手头部（1）与所述手持部（2）的插接处，所述存储单元（3）内存储的信息为当前所述扳手头部（1）的信息，所述当前所述扳手头部（1）的信息包括当前所述应变计组件（12）的参数信息。

2.根据权利要求1所述的多合一自动识别电子扭矩扳手，其特征在于，所述扳手头部（1）靠近所述手持部（2）的一端插接有衬管（13），所述存储单元（3）固定连接于所述衬管（13）内，所述衬管（13）远离所述存储单元（3）的一端固定连接有第一插接件（18）；所述手持部（2）靠近所述扳手头部（1）的一端固定连接有第二插接件（22），所述第二插接件（22）与所述第一插接件（18）插接连接，多个所述连接点分别成对设置于所述第一插接件（18）和所述第二插接件（22）。

3.根据权利要求2所述的多合一自动识别电子扭矩扳手，其特征在于，所述存储单元（3）包括存储器（31）和第一电路印刷板（32），所述存储器（31）焊接且信号连接于所述第一电路印刷板（32），所述应变计组件（12）和所述第一插接件（18）分别信号连接于所述第一电路印刷板（32）的两信号端。

4.根据权利要求2所述的多合一自动识别电子扭矩扳手，其特征在于，多个所述连接点分别设置为第一连接点a、第二连接点b以及第三连接点c，所述第一连接点a的两端分别连接所述应变计组件（12）的一输出端和所述控制单元（4）的一输入接口，所述第二连接点b的两端分别连接所述应变计组件（12）的另一输出端和所述控制单元（4）的另一输入接口；

所述第三连接点c的两端分别连接所述存储单元（3）和所述控制单元（4）的一输入接口。

5.根据权利要求4所述的多合一自动识别电子扭矩扳手，其特征在于，所述控制单元（4）包括控制器（42）和有所述控制器（42）信号连接的信号处理子单元（41），所述信号处理子单元（41）远离所述控制器（42）的一侧与所述第一连接点a、所述第二连接点b信号连接，所述信号处理子单元（41）将所述应变计组件（12）输出的信号转换为所述控制器（42）能够识别的信号，并输出至所述控制器（42）；

所述第三连接点c远离所述存储单元（3）的一侧与所述控制器（42）信号连接。

6.根据权利要求5所述的多合一自动识别电子扭矩扳手，其特征在于，所述控制单元（4）还包括第二电路印刷板（44），所述第二电路印刷板（44）安装于所述手持部（2）内，所述控制器（42）和所述信号处理子单元（41）均焊接于所述第二电路印刷板（44），所述控制器（42）和所述信号处理子单元（41）均焊接于所述第二电路印刷板（44），所述第二插接件（22）信号连接于所述第二电路印刷板（44）。

7.多合一自动识别电子扭矩扳手系统，其特征在于，包括：

扭矩获取模块，包括应变计组件（12），用于获取扭矩信号；

存储模块，包括存储器（31），用于存储当前扳手头部（1）规格的参数；以及，

控制模块，与所述扭矩获取模块、所述存储模块均信号连接，用于接收所述扭矩信号以及所述存储器（31）内预存的当前扳手头部（1）规格的参数。

8.根据权利要求7所述的多合一自动识别电子扭矩扳手系统，其特征在于，所述控制模块包括信号连接数据处理单元和控制器（42），所述数据处理单元与所述应变计组件（12）信号连接，所述存储器（31）与所述控制器（42）信号连接。

9.根据权利要求7所述的多合一自动识别电子扭矩扳手系统，其特征在于，所述应变计组件（12）包括四个应变片组成的桥式信号获取电路。

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