CN1457962A

CN1457962A - 微电脑调扭矩电扳手

Info

Publication number: CN1457962A
Application number: CN 02115869
Authority: CN
Inventors: 丁心河
Original assignee: 丁心河
Current assignee: SHANGHAI DONGQIAN ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2002-05-18
Filing date: 2002-05-18
Publication date: 2003-11-26

Abstract

本发明公开一种微电脑调扭矩电扳手，包括前机壳、机电联结盖、变速机机壳、开关、电动机和扳轴组成，特点为还包括微电脑控制器，微电脑控制器设于电扳手内或独立于电扳手设置，所述的微电脑控制器包括电子开关、电源供给电路、主控制电路、控制电路、传感器电路、比较电路、标准电路、指示电路和看门狗复位器及振荡时钟；工作开始，微电脑CPU打开电子开关，设定扭矩，让电扳手工作，并延时一段时间后，就开始比较传感器电路中的电流传感器的信号A和电压可变基准信号源的信号B，当A＜B时，让电子开关继续工作，即电扳手继续工作，当A＞B时就停止工作，并做下一轮准备。故本发明具有电脑全自动调扭矩等特点。

Description

微电脑调扭矩电扳手

技术领域：

本发明涉及一种微电脑调扭矩电扳手，适用于制造修配行业中螺栓，螺母等调扭矩拆装，尤其能随车作业。

背景技术：

现有的制造修配行业中螺栓，螺母等拆装采用交流定扭矩电扳手，它要有交流电才能工作，在没有交流电的地方就不能达到使用目的，并携带不方便。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种结构简单、电脑全自动调扭矩的微电脑调扭矩电扳手。本发明的目的是这样实现的，所述的微电脑调扭矩电扳手，主要构件包括前机壳、机电联结盖、变速机机壳、手把、开关、电动机和扳轴组成，其结构特点为还包括微电脑控制器，微电脑控制器设于电扳手内或独立于电扳手设置，所述的微电脑控制器微电脑控制器包括包括电子开关、电源供给电路、主控制电路、控制电路、传感器电路、比较电路、标准电路、指示电路和看门狗复位器及振荡时钟，①电源供给电路，由蓄电池JP1、稳压集成块U4及周边元件二极管、电阻、电容组成；②主控制电路由微处理器U1及周边元件二极管、电阻、电容组成；③控制电路由继电器L1、三极管Q1、反相器U2B、U2E及周边元件二极管、电阻、电容组成；④传感器电路由电流传感器JP2及周边元件二极管、电阻、电容组成；⑤比较电路由比较器U3A及周边元件二极管、电阻、电容组成；⑥标准电路：由稳压管D15及周边元件二极管、电阻、电容组成；⑦指示电路由二极管D12、D13、电阻R3、R8组成；⑧看门狗复位器电路，由反相器U2A及周边元件二极管、电阻、电容组成；⑨振荡时钟电路，由晶振元件T1、电容C11、C12组成；工作开始，微电脑CPU打开电子开关，设定扭矩，让电扳手工作，并延时一段时间后，就开始比较传感器电路中的电流传感器的信号A和电压可变基准信号源的信号B，当A＜B时，让电子开关继续工作，即电扳手继续工作，当A＞B时就停止工作，并做下一轮准备。本发明的目的还可以通过以下技术方案实现：所述的微电脑调扭矩电扳手，其特点为电动机采用直流电动机，电机轴上套有且固定有的初级圆柱斜齿轮与另一个置于机电联结盖中的初级圆柱斜齿轮啮合连接构成一组初级圆柱斜齿轮组，初级圆柱斜齿轮带动位于初级圆柱斜齿轮上的且置于变速机机壳的竖向槽内由轴承支承的弧齿圆锥齿轮轴转动，弧齿圆锥齿轮轴与置于变速机机壳的横向槽内的弧齿圆锥齿轮啮合；弧齿圆锥齿轮内套且固定有初级花键输出轴，初级花键输出轴把上述的动力改向和减速增扭的传动输送给三组行星变速齿轮组，通过一级行星齿轮架、二级行星齿轮架以及扳轴的大幅度降低转速增扭，最终将动力传递出。所述的微电脑调扭矩电扳手，其特点为所述的三组行星变速齿轮组包括一、二级行星齿轮座接盘、一、二级行星齿轮座过渡接盘、一级行星齿轮、一、二级行星齿轮座、二级行星齿轮、二级花键齿轮轴、扳轴行星齿轮、扳轴行星齿轮轴；初级花键输出轴由轴承支承于一、二级行星齿轮座接盘上，初级花键输出轴带动一级行星齿轮转动，一级行星齿轮带动二级行星齿轮转动，二级行星齿轮带动扳轴行星齿轮转动，扳轴行星齿轮带动扳轴行星齿轮轴转动。所述的微电脑调扭矩电扳手，其特点为上述的开关采用正反开关。由于本发明采用微电脑控制仪，还有采用直流电动机替代交流电动机作动力，因而它与现有的交流扭矩相比具有特点为：扭矩大，不用交流电，可用12～110伏电压，也可用12～36伏的蓄电池，电流8～50A，扭矩25～200公斤/米，直流电机空载转速1000～12000转/分，旋螺母次数3～150次/分；功率80～1000W，电脑全自动调扭矩；而且结构简单、噪音低、耐用以及携带方便、用途广。因而本发明具有结构简单、使用方便等优点。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的机电联结盖结构示意图。

图3为图2的B向结构示意图。

图4为图2的C向结构示意图。

图5为图4的A-A剖视结构示意图。

图6为本发明的变速机机壳全剖结构示意图。

图7为图6的左视结构示意图。

图8为图6的右视结构示意图。

图9为图6的仰视结构示意图。

图10为本发明的扳轴结构示意图。

图11为图10的左视结构示意图。

图12为本发明的前机壳结构示意图。

图13为图12的B-B剖视结构示意图。

图14为本发明的弧齿圆锥齿轮轴结构示意图。

图15为本发明的弧齿圆锥齿轮全剖视结构示意图。

图16为图15的左视结构示意图。

图17为本发明的初级圆柱斜齿轮全剖结构示意图。

图18为本发明的另一初级圆柱斜齿轮全剖结构示意图。

图19为本发明的电路框图。

图20为本发明的电路原理图。

图21为本发明的程序控制流程框图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明进行详细说明：

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14、图15、图16、图17和图18所示，本实用新型主要构件包括前机壳21、机电联结盖5、变速机机壳10、手把7、电动机、开关6、扳轴23、扳轴铜套22、一级花键齿轮轴24和一级行星齿轮架25组成，其特征在于电动机采用直流电动机1，电机轴3上套有且固定有初级圆柱斜齿轮4，如图18所示，初级圆柱斜齿轮4与另一个置于机电联结盖5中的初级圆柱斜齿轮8，如图17所示，啮合连接构成一组初级圆柱斜齿轮组；初级圆柱斜齿轮8带动位于初级圆柱斜齿轮上的且置于变速机机壳10的竖向槽29内由轴承支承的弧齿圆锥齿轮轴9转动，弧齿圆锥齿轮轴9与置于变速机机壳10的横向槽28内的弧齿圆锥齿轮11啮合；弧齿圆锥齿轮11内套且固定有初级花键输出轴26，初级花键输出轴26把上述的动力改向和减速增扭的传动输送给三组行星变速齿轮组，通过一级行星齿轮架25、二级行星齿轮架17以及扳轴23的大幅度降低转速增扭，最终将动力传递出。而上述的开关6一般采用正反开关，即能正转和反转。本装置使用时，接通电源，打开正反开关，则直流电动机1工作，电机轴3转动，电机轴3上套有初级圆柱斜齿轮4与另一个初级圆柱斜齿轮8连接构成一组初级圆柱斜齿轮4、8组，初步降速增扭后，将动力传递给一组弧齿圆锥齿轮。弧齿圆锥齿轮轴9、弧齿圆锥齿轮11改变动力传递方向及二次降速，同时平稳过渡传动及增扭。经过以上两次的动力改向和减速增扭，扭力已提高了近13倍。整机传动由初级花键输出轴26输送给三组行星变速齿轮组，通过一级行星齿轮架25、二级行星齿轮架组17以及扳手23的大幅度降低转速增扭的工作，最终将动力传递到螺母上，这样重复多次实现拆装螺母的目的。所述的二组行星变速齿轮组包括一、二级行星齿轮座接盘12、一、二级行星齿轮座过渡接盘13、一级行星齿轮14、一、二级行星齿轮座15、二级行星齿轮16、二级花键齿轮轴18、扳轴行星齿轮19、扳轴行星齿轮轴20；初级花键输出轴26由轴承支承于一、二级行星齿轮座接盘12上，初级花键输出轴26带动一级行星齿轮14转动，一级行星齿轮14带动二级行星齿轮16转动，二级行星齿轮16带动扳轴行星齿轮19转动，扳轴行星齿轮19带动扳轴行星齿轮轴20转动。

本发明包括电扳手和微电脑控制仪组成，微电脑控制仪中包括微电脑CPU和传感器电路，微电脑控制器设有CPU和其它电路，具体微电脑控制器电路详见电路框图19。本发明并可给CPU编程控制，微电脑调扭矩电扳手工作示意图是本发明的控制电扳手中的各硬件的程序流程图，如图21所示。微电脑CPU可采用ATMEL公司生产的微电脑芯片，传感器电路中的电流传感器采用西门子公司生产的元件。如图19和图20所示，本发明包括电扳手和微电脑控制仪，微电脑控制器设于电扳手内或独立于电扳手设置，所述的微电脑控制器包括微处理器CPU、电子开关JK1、电源供给电路、传感器电路、比较电路、标准电路、指示电路和看门狗复位器及振荡时钟；本发明具体工作控制流程见程序流程图，如图21所示。本发明并可给CPU编程控制，在程序开始运行的初始阶段，先进行初始化工作，这包括对程序中使用的各种通用寄存器的初始化，对程序中使用的各参数变量的初始化工作；其次是启动定时器进行计数定时以及启动看门狗定时器工作，提高软件的抗干扰能力；最后在程序准备执行主循环，在主循环中完成电压大小的检测，并与标准量进行比较，并相应关闭或打开继电器，控制电扳手的工作与否。工作开始，微电脑CPU打开电子开关，设定扭矩，让电扳手工作，并延时一段时间后，本发明采用1秒或1.5秒，就开始比较传感器电路中的电流传感器的信号A和电压可变基准信号源的信号B，当A＜B时，让电子开关继续工作，即电扳手继续工作，当A＞B时就停止工作，并做下一轮准备。

一、微电脑控制器包括包括电子开关JK1、电源供给电路、主控制电路、控制电路、传感器电路、比较电路、标准电路、指示电路和看门狗复位器及振荡时钟，具体电路见图19和图20所示，图20中的JK1代表电子开关，JP3代表电扳手；具体电路为：①电源供给电路，电源采用蓄电池JP1，整个电路由蓄电池JP1、保险丝F1、二极管D1、D2、D3、电阻R1、R6、R7、电容C2、C7、C3、C8及稳压集成块U4等组成，作用是将输入的电瓶电源一方面供给电扳手JP3的电机，另一方面电源稳压电路形成5V稳定直流电，供给主控制电路，比较电路，标准电路及指示电路。②主控制电路由微处理器U1、电容C4及电阻R9组成。③控制电路由电容C1、电阻R2、R4、R5、继电器L1、二极管D4、D5、三极管Q1、反相器U2B、U2E组成。④传感器电路由电流传感器JP2、电容C5、电阻R14组成。⑤比较电路由二极管D8、D9、D10、电容C10、C13、C6及比较器U3A组成。⑥标准电路：由电阻R15、R19、R20、R21和稳压管D15等周边元件组成，作用是提供电压可变基准信号源的信号B。⑦指示电路由发光二极管D12、D13、电阻R3、R8组成。⑧看门狗复位器电路，由反相器U2A及周边元件二极管、电阻、电容组成，作用是提高软件的抗干扰能力；⑨振荡时钟电路，由晶振元件T1、电容C11、C12组成。

二、微电脑控制器电路包括：①电源供给电路，由保险丝F1、二极管D1、D2、D3、电阻R1、R6、R7、电容C2、C7、C3、C8及U4等组成。②主控制电路由电容C4、电阻R9、二极管D6及U1等组成。③控制电路由C1、R2、L1、D4、Q1、R4、R5、D5、U2B、U2E等组成。④传感器电路由R13、C5、R14等组成。⑤比较电路由D8、C10、D9、D10、C13、C6及U3等组成。⑥标准电路：R21、R20、R19、R15等组成。⑦指示电路由R3、D12、R8、D13等组成。⑧看门狗复位器电路，由反相器U2A及周边元件二极管、电阻、电容组成，作用是提高软件的抗干扰能力；⑨振荡时钟电路，由晶振元件T1、电容C11、C12等组成。

三、电路工作原理：如图19和图20所示，将输入的电瓶电源一方面供给电扳手JP3的电机，另一方面电源稳压电路形成5V稳定直流电，供给主控制电路，比较电路，标准电路及指示电路，上电后，首先稳压后的Ucc(+5V)电源加在电阻R3和红色Φ5发光管D12(红色Φ5发光管上，D12发亮)，指示电源工作正常。由电容C4和电阻R9构成的CPU上电复位以后，CPU进入工作状态，因刚开始继电器L1为常开，电扳手JP3不能工作，所以流过电流传感器JP2的电流等于0，压降也为0，通过电阻R14，进入比较器U3A第三脚正输入端，因比较器U3A负输入端的电压是可调的标准电压，在40mv-70mv之间，所以比较器U3A的正输入端的电压小于负输入端，则输出低电平，经U2D反相后，转换成高电平。通过二极管D10反相接于CPU输入端P1.2，CPU复位后，输入端P1.2为高电平，二极管D10此时对其不起作用，输入端P1.2还是高电平。同时Φ3红色发光管D14指示比较器工作状态，CPU检测输入为高电平。经延时1秒后，输出端P1.4输出低电平，Φ5绿色发光管D13工作灯亮，并通入反相器U2B、U2E后输出高电平，经二极管D5、电阻R5、三极管Q1，打开继电器L1，L1常开触点JK1闭合，即电子开关JK1闭合，电扳手JP3得电，即可工作。因电扳手有工作，所以电流传感器JP2上就有电流通过，也就是会在电流传感器JP2上产生电压，此电压再进入比较器U3A与标准电压进行比较，若大则比较器输出高电平，经反相器U2D反相后，变为低电平，点亮Φ3红色发光管D14，并通过二极管D10把CPU输入端P1.2拉低，经CPU识别后，控制输出端P1.4为高电平，反相后为低电平，三极管Q1关断，继电器L1失电断点触点，电扳手JP3停止工作。CPU延时一段后，又继续以上工作，周而复始，实现拆装螺母的目的。

Claims

1、一种微电脑调扭矩电扳手，主要构件包括前机壳(21)、机电联结盖(5)、变速机机壳(10)、手把(7)、开关(6)、电动机和扳轴(23)组成，其特征在于还包括微电脑控制器，微电脑控制器设于电扳手内或独立于电扳手设置，所述的微电脑控制器微电脑控制器包括包括电子开关JK1、电源供给电路、主控制电路、控制电路、传感器电路、比较电路、标准电路、指示电路和看门狗复位器及振荡时钟，①电源供给电路，由蓄电池JP1、稳压集成块U4及周边元件二极管、电阻、电容组成；②主控制电路由微处理器U1及周边元件二极管、电阻、电容组成；③控制电路由继电器L1、三极管Q1、反相器U2B、U2E及周边元件二极管、电阻、电容组成；④传感器电路由电流传感器JP2及周边元件二极管、电阻、电容组成；⑤比较电路由比较器U3A及周边元件二极管、电阻、电容组成；⑥标准电路：由稳压管D15及周边元件二极管、电阻、电容组成；⑦指示电路由二极管D12、D13、电阻R3、R8组成；⑧看门狗复位器电路，由反相器U2A及周边元件二极管、电阻、电容组成；⑨振荡时钟电路，由晶振元件T1、电容C11、C12组成；工作开始，微电脑CPU打开电子开关，设定扭矩，让电扳手工作，并延时一段时间后，就开始比较传感器电路中的电流传感器的信号A和电压可变基准信号源的信号B，当A＜B时，让电子开关继续工作，即电扳手继续工作，当A＞B时就停止工作，并做下一轮准备。

2、根据权利要求1所述的微电脑调扭矩电扳手，其特征在于电动机采用直流电动机(1)，电机轴(3)上套有且固定有的初级圆柱斜齿轮(4)与另一个置于机电联结盖(5)中的初级圆柱斜齿轮(8)啮合连接构成一组初级圆柱斜齿轮组，初级圆柱斜齿轮(8)带动位于初级圆柱斜齿轮上的且置于变速机机壳(10)的竖向槽(29)内由轴承支承的弧齿圆锥齿轮轴(9)转动，弧齿圆锥齿轮轴(9)与置于变速机机壳(10)的横向槽(28)内的弧齿圆锥齿轮(11)啮合；弧齿圆锥齿轮(11)内套且固定有初级花键输出轴(26)，初级花键输出轴(26)把上述的动力改向和减速增扭的传动输送给三组行星变速齿轮组，通过一级行星齿轮架(25)、二级行星齿轮架(17)以及扳轴(23)的大幅度降低转速增扭，最终将动力传递出。

3、根据权利要求1或2所述的微电脑调扭矩电扳手，其特征在于所述的三组行星变速齿轮组包括一、二级行星齿轮座接盘(12)、一、二级行星齿轮座过渡接盘(13)、一级行星齿轮(14)、一、二级行星齿轮座(15)、二级行星齿轮(16)、二级花键齿轮轴(18)、扳轴行星齿轮(19)、扳轴行星齿轮轴(20)；初级花键输出轴(26)由轴承支承于一、二级行星齿轮座接盘(12)上，初级花键输出轴(26)带动一级行星齿轮(14)转动，一级行星齿轮(14)带动二级行星齿轮(16)转动，二级行星齿轮(16)带动扳轴行星齿轮(19)转动，扳轴行星齿轮(19)带动扳轴行星齿轮轴(20)转动。

4、根据权利要求1或2所述的微电脑调扭矩电扳手，其特征在于所述的开关(6)采用正反开关。