CN202548661U - 定扭矩拧紧器控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种定扭矩拧紧器控制系统；包含采集控制模块、电机驱动模块，其中采集控制模块包括采集处理器，以及与采集处理器连接的负责实时检测当前扭矩值并采集处理根据检测到的扭矩值做出是否停止拧紧器的拧紧动作的扭矩检测单元，负责接收操作人员的控制指令的按键检测单元，负责把最终扭矩值传送到记录装置的ZigBee无线传输单元，电池电压检测单元；电机驱动模块包括电机控制处理器，以及与电机控制处理器连接负责实时监测电机的转速的电机转速检测单元，负责实时监测电机的温度并保护电机不会因温度过高而损坏的电机温度检测单元，电机驱动单元，负责实时监控电池供电电流的电池电流检测单元；采集处理器与电机控制处理器连接。
Description
技术领域
本实用新型涉及检测设备技术领域，尤其涉及一种定扭矩拧紧器控制系统。
背景技术
随着高速铁路的迅猛发展，铁路接触网的安全运行成为一个重要课题。由于接触网上定住夹线及吊弦线上的螺栓在列车高速运行过程中容易松动，从而使机车触头产生电火花，降低了线路和机车触头的寿命。若在机车高速运行中螺纹脱落与机车相撞，则会产生严重后果。目前，在作业过程中主要依靠人工拧紧螺栓然后用力矩扳手校定，工作效率低并且精确度低，不能保证安装质量，无电控系统。采用该电控系统的扳手，可以有效的保证螺纹联接质量，提高工作效率，是铁路接触网螺栓连接的理想工具。
发明内容
本实用新型专利的目的是为了解决现有技术的接触网螺纹连接工具工作效率及校准精确度低、没有电控系统的问题；提供一种定扭矩拧紧器控制系统；具有定扭矩输出、合格指示，以及电机过流保护、电机超温保护、电机失速保护、电池低电保护及报警功能以及ZigBee无线数传功能的优点。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
定扭矩拧紧器控制系统包含采集控制模块、电机驱动模块，其中采集控制模块包括负责采集扭矩值、接收按键指令、发送无线数据的采集处理器，以及与采集处理器连接的负责实时检测当前扭矩值并采集处理根据检测到的扭矩值做出是否停止拧紧器的拧紧动作的扭矩检测单元，负责接收操作人员的控制指令的按键检测单元，负责把最终扭矩值传送到记录装置的ZigBee无线传输单元，电池电压检测单元；电机驱动模块包括电机控制处理器，以及与电机控制处理器连接负责实时监测电机的转速的电机转速检测单元，负责实时监测电机的温度并保护电机不会因温度过高而损坏的电机温度检测单元，电机驱动单元，负责实时监控电池供电电流的电池电流检测单元；采集处理器与电机控制处理器连接。
电机驱动模块为H桥驱动部分，驱动芯片为hip4082，驱动部分与电机控制处理器采用磁隔离芯片进行数据隔离。
扭矩检测单元为模拟量信号与采集处理器AD单元连接，按键检测单元与采集处理器GPIO连接，电池电压检测单元信号为脉冲信号与采集处理器定时器相应GPIO连接，ZigBee无线传输单元与采集处理器通讯口连接。 电机转速检测单元为脉冲信号连接至电机控制处理器，电机温度检测单位单元与电机控制处理器的GPIO连接，电机驱动单元与电机控制处理器的定时器GPIO连接，电池电流检测单元与电机控制处理器的AD单元连接。电机转速检测单元负责实时监测电机的转速，速度信息被电机控制处理器接收并作为调速的依据；所述电池电流检测单元负责实时监控电池供电电流，防止短路和过流现象发生损坏电池、电机、电机驱动等部件。
采集处理器与电机控制处理器通过5条GPIO口线和两条通讯线相连接。当采集处理器检测到启动按键按下时，向电机控制处理器发出启动工作指令，电机控制器接收到命令后根据电机转速控制拧紧器执行拧紧动作，当采集处理器采集到的扭矩值达到设定扭矩时，向电机控制处理器发出停机指令，电机控制处理器控制驱动器停止拧紧动作。
本实用新型工作原理：本拧紧器采用双处理器模式，两处理器均采用意法半导体的STM32处理器。采集处理器负责扭矩值、电池电压、按键的检测以及ZigBee无线传输，电机控制处理器负责电机电流、电机转速、电机温度的检测以及电机的驱动。拧紧器在使用前需要先设定扭矩值(通过PDA设定)，按下按键拧紧器就会根据设定的扭矩值拧紧螺栓，当达到设定扭矩值时，拧紧器自动停止拧紧动作。拧紧器通过检测电池电压、电池电流、电机转速、电机温度，对电机及电控系统进行保护；拧紧器通过实时检测扭矩和电机当前转速来控制电机工作。当达到设定转速后，电机停止拧紧动作，控制器将当前扭矩值通过ZigBee传送给PDA，PDA将此记录存入数据库。直流电机调速采用等脉宽PWM控制，驱动电路有驱动芯片、MOSFETH桥电路构成。电机控制部分与驱动部分采用磁隔离芯片将两部分系统完全隔离，使其干扰降到最低。
本实用新型的有益效果：
1.定扭矩输出，到达设定扭矩后自动停止拧紧动作；
2.合格指示，拧紧器停止后，计算当前扭矩与设定扭矩误差范围是否合格。
3.具有电机过流保护、电机超温保护、电机失速保护、电池低电保护及报警功能以及ZigBee无线数传功能。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。
定扭矩拧紧器控制系统，如图所示，包括采集控制模块、电机驱动模块，其中采集控制模块包括负责采集扭矩值、接收按键指令、发送无线数据的采集处理器，以及与采集处理器 连接的负责实时检测当前扭矩值并采集处理根据检测到的扭矩值做出是否停止拧紧器的拧紧动作的扭矩检测单元，负责接收操作人员的控制指令的按键检测单元，负责把最终扭矩值传送到记录装置的ZigBee无线传输单元，电池电压检测单元；电机驱动模块包括电机控制处理器，以及与电机控制处理器连接负责实时监测电机的转速的电机转速检测单元，负责实时监测电机的温度并保护电机不会因温度过高而损坏的电机温度检测单元，电机驱动单元，负责实时监控电池供电电流的电池电流检测单元；采集处理器与电机控制处理器连接。电机驱动模块为H桥驱动部分，驱动芯片为hip4082，驱动部分与电机控制处理器采用磁隔离芯片进行数据隔离。扭矩检测单元为模拟量信号与采集处理器AD单元连接，按键检测单元与采集处理器GPIO连接，电池电压检测单元信号为脉冲信号与采集处理器定时器相应GPIO连接，ZigBee无线传输单元与采集处理器通讯口连接。电机转速检测单元为脉冲信号连接至电机控制处理器，电机温度检测单位单元与电机控制处理器的GPIO连接，电机驱动单元与电机控制处理器的定时器GPIO连接，电池电流检测单元与电机控制处理器的AD单元连接。电机转速检测单元负责实时监测电机的转速，速度信息被电机控制处理器接收并作为调速的依据；所述电池电流检测单元负责实时监控电池供电电流，防止短路和过流现象发生损坏电池、电机、电机驱动等部件。采集处理器与电机控制处理器通过5条GPIO口线和两条通讯线相连接。当采集处理器检测到启动按键按下时，向电机控制处理器发出启动工作指令，电机控制器接收到命令后根据电机转速控制拧紧器执行拧紧动作，当采集处理器采集到的扭矩值达到设定扭矩时，向电机控制处理器发出停机指令，电机控制处理器控制驱动器停止拧紧动作。
上述虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (5)
1.一种定扭矩拧紧器控制系统，其特征是，包含采集控制模块、电机驱动模块，其中采集控制模块包括负责采集扭矩值、接收按键指令、发送无线数据的采集处理器，以及与采集处理器连接的负责实时检测当前扭矩值并采集处理根据检测到的扭矩值做出是否停止拧紧器的拧紧动作的扭矩检测单元，负责接收操作人员的控制指令的按键检测单元，负责把最终扭矩值传送到记录装置的ZigBee无线传输单元，电池电压检测单元；电机驱动模块包括电机控制处理器，以及与电机控制处理器连接负责实时监测电机的转速的电机转速检测单元，负责实时监测电机的温度并保护电机不会因温度过高而损坏的电机温度检测单元，电机驱动单元，负责实时监控电池供电电流的电池电流检测单元；采集处理器与电机控制处理器连接。
2.如权利要求1所述的定扭矩拧紧器控制系统，其特征是，所述电机驱动模块为H桥驱动部分，驱动芯片为hip4082，驱动部分与电机控制处理器采用磁隔离芯片进行数据隔离。
3.如权利要求1所述的定扭矩拧紧器控制系统，其特征是，所述扭矩检测单元为模拟量信号与采集处理器AD单元连接，按键检测单元与采集处理器GPIO连接，电池电压检测单元信号为脉冲信号与采集处理器定时器相应GPIO连接，ZigBee无线传输单元与采集处理器通讯口连接。
4.如权利要求1所述的定扭矩拧紧器控制系统，其特征是，所述电机转速检测单元为脉冲信号连接至电机控制处理器，电机温度检测单位单元与电机控制处理器的GPIO连接，电机驱动单元与电机控制处理器的定时器GPIO连接，电池电流检测单元与电机控制处理器的AD单元连接。
5.如权利要求1所述的定扭矩拧紧器控制系统，其特征是，所述采集处理器与电机控制处理器通过5条GPIO口线和两条通讯线相连接。
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