CN214870155U - 电动拧紧扳手 - Google Patents

Abstract

一种电动拧紧扳手，扳手杆内设有弯头减速器、扭矩传感器、直流无刷电机、旋转变压器、使能开关、换向环以及航插接口；扳手杆内还设有驱动控制模块，驱动控制模块分别与扭矩传感器、直流无刷电机、旋转变压器，使能开关、换向环以及航插接口电信号连接；航插接口包括4根信号线，2根为电源线接口、2根为通讯线接口分别与驱动控制模块连接。由于将驱动控制集合到扳手杆的内部，使得原有的二十多根信号线缩减为4根，外部的控制器通过2根通讯线向驱动控制模块下达控制指令。驱动控制模块按相应指令驱动与其连接的各个单元。这样避免了由于过多高频信号线带来的干扰，确保了扭矩输出的精确性和稳定性。对于工控复杂的环境，具有更好的适应力。

Description

电动拧紧扳手

技术领域

本实用新型属于紧固装配工具，具体为一种电动拧紧扳手。

背景技术

随着科技的高速发展，电动拧紧扳手越来越多样化。对于电动拧紧扳手的驱动控制，现有的结构是将其放置在外部的控制器中。电动拧紧扳手在工作时，需要通过电缆与外部的控制器相连。这样不可避免的会引出许多信号线，例如：电机三相驱动信号线；启停、方向、指示灯信号线；扭矩信号通讯线等二十多根信号线。其中，电机三相驱动信号线是高频且变化的信号，很容易对其他信号产生干扰。由于受电缆信号、传输距离等因素的影响，电动拧紧扳手的精确性和稳定性会有所降低，而这两点正是评价电动拧紧扳手的重要指标。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供一种电动拧紧扳手，使驱动控制部分集成在扳手内部，极大的减少线缆数量，避免了信号干扰，进而提升电动拧紧扳手的精确性和稳定性。

本实用新型所采用的技术方案是：一种电动拧紧扳手，包括扳手头和扳手杆，扳手杆内设有弯头减速器、扭矩传感器、直流无刷电机、旋转变压器，扳手杆上设有使能开关和换向环，扳手杆的尾部设有航插接口；其特征在于：所述扳手杆内还设有驱动控制模块，驱动控制模块分别与扭矩传感器、直流无刷电机、旋转变压器，使能开关、换向环以及航插接口电信号连接；所述航插接口包括4根信号线，2根为电源线接口、2根为通讯线接口分别与所述驱动控制模块连接。

进一步，所述驱动控制模块包括电源模块、通讯接口、DSP主控芯片、旋变解码芯片、PWM驱动模块以及AD采样模块；所述电源模块与DSP主控芯片、旋变解码芯片、PWM驱动模块、AD采样模块以及直流无刷电机电连接；所述DSP主控芯片连接分别与所述通讯接口、旋变解码芯片、PWM驱动模块、AD采样模块信号、使能开关、换向环连接；所述旋变解码芯片与所述旋转变压器连接；所述PWM驱动模块与所述直流无刷电机连接；所述AD采样模块与所述扭矩传感器连接；所述航插接口的2根电源线接口与所述电源模块连接，2根通讯线接口与所述通讯接口连接。

进一步，所述通讯线为485通讯线，所述通讯接口为485通讯接口。

进一步，所述电源线接口连接48V电源线。

进一步，所述DSP主控芯片、旋变解码芯片和AD采集模块由3.3V电源提供电压。

进一步，所述PWM驱动模块由12V电源提供电压。

进一步，所述直流无刷电机由48V电源提供电压。

进一步，所述DSP主控芯片上包括IO控制器、SPI模块以及PWM信号发生模块，所述使能开关和换向环与IO控制器连接，所述AD采样模块和旋变解码芯片与所述SPI模块连接，所述PWM驱动模块与所述PWM信号发生模块连接。

进一步，所述扳手杆上还设有指示灯环，指示灯与所述DSP主控芯片上的IO控制器连接。

本实用新型的有益效果是：由于将驱动控制集合到扳手杆的内部，使得原有的二十多根信号线缩减为4根，外部的控制器通过2根通讯线向驱动控制模块下达控制指令。驱动控制模块按相应指令驱动与其连接的各个单元。这样避免了由于过多高频信号线带来的干扰，确保了扭矩输出的精确性和稳定性。对于工控复杂的环境，具有更好的适应力。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是驱动控制模块的电连接结构示意图。

图中：1、弯头减速器，2、扭矩传感器，3、直流无刷电机，4、旋转变压器，5、驱动控制模块，6、指示灯环，7、航插接口，8、使能开关，9、换向环，10、扳手杆。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，一种电动拧紧扳手，包括扳手头和扳手杆10。扳手杆10内设有弯头减速器1、扭矩传感器2、直流无刷电机3、旋转变压器4。扳手杆10上设有使能开关8、换向环9和指示灯环6。扳手杆10的尾部设有航插接口7。其中，弯头减速器1与扳手杆10之间通过螺纹紧固的方式进行连接。扭矩传感器2两端分别通过齿啮合的方式分别于扳手杆10，和弯头减速器1进行固定。

本实用新型核心点是在扳手杆10的内部设置了驱动控制模块5。

扭矩传感器2，直流无刷电机3，旋转变压器4，指示灯环6，使能开关8，换向环9，均通过导线与驱动控制模块5进行连接。

如图3所示，驱动控制模块5驱动控制模块5包括电源模块、通讯接口、DSP主控芯片、旋变解码芯片、PWM驱动模块以及AD采样模块。电源模块与DSP主控芯片、旋变解码芯片、PWM驱动模块、AD采样模块以及直流无刷电机3电连接。其中，SP主控芯片、旋变解码芯片和AD采集模块由3.3V电源提供电压。PWM驱动模块由12V电源提供电压。直流无刷电机3由48V电源提供电压。DSP主控芯片上包括IO控制器、SPI模块以及PWM信号发生模块。使能开关8、换向环9和指示灯环6与IO控制器连接。SPI模块分别与AD采样模块和旋变解码芯片连接。AD采样模块与扭矩传感器2连接，旋变解码芯片与旋转变压器4连接。PWM信号发生模块与PWM驱动模块连接。PWM驱动模块与直流无刷电机3连接。DSP主控芯片连接有通讯接口。位于扳手杆10尾端的航插接口7包括4根信号线。其中，2根为电源线接口与电源模块连接。电源线为48V电源线。2根通讯线接口与通讯接口连接。为了进一步提高抗干扰能力，所以通讯线采用抗干扰能力强的485通讯线。

本实用新型的工作原理是：电动拧紧扳手通过航插接口7和线缆与外部的主控制器连接。主控制器通过48v电源线向电动拧紧扳手提供直流48V直流电源，主控制器通过485信号线为电动拧紧扳手下发控制指令。操作人员通过旋动换向环9，可对扳手头的拧紧方向进行切换。在持续按下使能开关8后，电动拧紧扳手中的驱动控制模块5会按照控制指令驱动无刷直流电机运行。当达到目标扭矩后，无刷直流电机会自动停止运行，直到操作人员松开使能开关8后，方可再次进行操作。完成一次操作之后，电动拧紧扳手又会通过485信号线，将最终的拧紧数据返回值主控制器上进行显示，供操作人员查看。在此期间，驱动控制模块5与各个连接部件的数据传输关系是：

使能开关8与换向环9分别通过IO控制器为驱动控制模块5提供直流无刷电机3是否运行和运行方向的信号。当扳手头对螺栓施加扭矩时，扭矩传感器2通过AD采用模块为整个驱动控制模块5提供扭矩信号。旋转变压器4通过旋变解码芯片为驱动控制模块5提供直流无刷电机3位置信号。驱动控制模块5根据反馈回的扭矩信号和位置信号，驱动直流无刷电机3以不同的状态运行,同时将旋转变压器4的信号转换为角度数据反馈给主控制器，以便操作人员查看。驱动控制模块5还为指示灯环6提供控制信号，使其可发出不同方式的提示灯光。

本实用新型将传感器数据采集，电机驱动控制，外部信号采集于一体均位于扳手杆10的内部，有效地避免了驱动控制信号传递过程中的干扰，使电动拧紧扳手输出的精确性和稳定性得到了提高。

Claims (9)

1.一种电动拧紧扳手，包括扳手头和扳手杆，扳手杆内设有弯头减速器、扭矩传感器、直流无刷电机、旋转变压器，扳手杆上设有使能开关和换向环，扳手杆的尾部设有航插接口；其特征在于：所述扳手杆内还设有驱动控制模块，驱动控制模块分别与扭矩传感器、直流无刷电机、旋转变压器，使能开关、换向环以及航插接口电信号连接；所述航插接口包括4根信号线，2根为电源线接口、2根为通讯线接口分别与所述驱动控制模块连接。

2.如权利要求1所述的一种电动拧紧扳手，其特征在于：所述驱动控制模块包括电源模块、通讯接口、DSP主控芯片、旋变解码芯片、PWM驱动模块以及AD采样模块；所述电源模块与DSP主控芯片、旋变解码芯片、PWM驱动模块、AD采样模块以及直流无刷电机电连接；所述DSP主控芯片连接分别与所述通讯接口、旋变解码芯片、PWM驱动模块、AD采样模块信号、使能开关、换向环连接；所述旋变解码芯片与所述旋转变压器连接；所述PWM驱动模块与所述直流无刷电机连接；所述AD采样模块与所述扭矩传感器连接；所述航插接口的2根电源线接口与所述电源模块连接，2根通讯线接口与所述通讯接口连接。

3.如权利要求2所述的一种电动拧紧扳手，其特征在于：所述通讯线为485通讯线，所述通讯接口为485通讯接口。

4.如权利要求1所述的一种电动拧紧扳手，其特征在于：所述电源线接口连接48V电源线。

5.如权利要求2所述的一种电动拧紧扳手，其特征在于：所述DSP主控芯片、旋变解码芯片和AD采集模块由3.3V电源提供电压。

6.如权利要求2所述的一种电动拧紧扳手，其特征在于：所述PWM驱动模块由12V电源提供电压。

7.如权利要求1所述的一种电动拧紧扳手，其特征在于：所述直流无刷电机由48V电源提供电压。

8.如权利要求2所述的一种电动拧紧扳手，其特征在于：所述DSP主控芯片上包括IO控制器、SPI模块以及PWM信号发生模块，所述使能开关和换向环与IO控制器连接，所述AD采样模块和旋变解码芯片与所述SPI模块连接，所述PWM驱动模块与所述PWM信号发生模块连接。

9.如权利要求8所述的一种电动拧紧扳手，其特征在于：所述扳手杆上还设有指示灯环，指示灯与所述DSP主控芯片上的IO控制器连接。

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