CN220575759U - 基于扭矩智能感知和电子补盲的螺丝刀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于扭矩智能感知和电子补盲的螺丝刀，解决在视觉盲区的区域进行拧螺丝操作的问题，包括扭矩螺丝刀组件，扭矩螺丝刀组件包括螺丝刀、测量螺丝刀扭矩的扭矩传感器、与扭矩传感器连接的主控板，主控板与显示终端通讯连接，主控板用于对扭矩传感器传输过来的信号进行处理，得到螺丝刀扭矩数值，并将螺丝刀扭矩数值传输至显示终端进行显示，螺丝刀还包括图形补盲组件，图形补盲组件包括补盲摄像头和显示终端，补盲摄像头采集需要安装螺丝的设备在安装螺丝时处于操作盲区的图像，并将图像传输到显示终端。本实用新型方便在存在视觉盲区的区域进行拧螺丝操作，避免由于操作不方便而导致螺丝没有拧紧的情况。

Description

基于扭矩智能感知和电子补盲的螺丝刀

【技术领域】

本实用新型属于电力工程技术领域，具体涉及螺丝操作工具。

【背景技术】

在供电设备维修时，由于维修设备的安装位置以及空间限制，维修人员经常无法直接看到操作区域，往往需要根据经验在视觉盲区进行操作。这种方式不仅存在安全隐患而且效率不高。

此外，螺纹连接式一种广泛使用的固定连接，为了增强连接的刚性、紧密性、防松及防滑，大部分螺纹在连接时都需要预紧，而预紧力的适当控制是确保螺纹连接质量的关键。目前使用的普通螺丝刀并不能直观显示预紧力。当然现有技术也有采用扭矩传感器、主控板、显示面板配合显示拧螺丝过程中扭矩的技术方案，但也无法解决在操作盲区进行操作的问题。

【实用新型内容】

针对现有技术中的不足，本实用新型所要解决的技术问题在于提供基于扭矩智能感知和电子补盲的螺丝刀，方便在存在视觉盲区的区域进行拧螺丝操作，避免由于操作不方便而导致螺丝没有拧紧的情况。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：基于扭矩智能感知和电子补盲的螺丝刀，包括扭矩螺丝刀组件，所述扭矩螺丝刀组件包括螺丝刀、测量螺丝刀扭矩的扭矩传感器、与扭矩传感器连接的主控板，所述主控板与显示终端通讯连接，所述主控板用于对扭矩传感器传输过来的信号进行处理，得到螺丝刀扭矩数值，并将螺丝刀扭矩数值传输至显示终端进行显示，所述螺丝刀还包括图形补盲组件，所述图形补盲组件包括补盲摄像头和显示终端，所述补盲摄像头采集需要安装螺丝的设备在安装螺丝时处于操作盲区的图像，并将图像传输到显示终端。

作为优选，所述补盲摄像头采用WIFI摄像头，与显示终端采用WIFI通讯连接。

作为优选，所述补盲摄像头连接于柔性变形杆上。

作为优选，所述主控板还设有充电电路，所述充电电路连接TypeC充电口和电池。

作为优选，所述螺丝刀还包括驱动电机和减速机，所述减速机的输入端与驱动电机的输出轴连接、输出端与螺丝刀连接，用于驱动螺丝刀旋转。

本实用新型采用上述技术方案，具有如下有益效果：

设有图形补盲组件，配置了补盲摄像头和显示终端，补盲摄像头采集需要安装螺丝的设备在安装螺丝时处于操作盲区的图像，并将图像传输到显示终端，这样维修人员在盲区操作时即可通过显示终端的画面了解维修区域的情况，方便维修人员看清维修区域情形。

并且配套的扭矩测量螺丝刀可以将扭矩数据传到显示终端，这样在拧螺丝时，可以观察扭矩大小，从而对扭矩进行控制，确保螺丝已经拧紧，避免由于操作不方便而导致螺丝没有拧紧的情况。

本实用新型的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对实用新型做进一步的说明：

图1为扭矩螺丝刀组件的结构示意图；

图2为扭矩信号采集及处理电路的电路框图；

图3为基于扭矩智能感知和电子补盲的螺丝刀的结构示意图；

附图标记：电池1，主控板2，补盲摄像头3，摄像头板卡4，插销5，补光灯6，螺丝刀7，螺丝刀刀头8。

【具体实施方式】

下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

本领域技术人员可以理解的是，在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。例如下述的“前”、“后”、“左”、“右”等指示方位或位置关系的词语仅基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参照图1至图3所示，本实施例提供了基于扭矩智能感知和电子补盲的螺丝刀，包括扭矩螺丝刀组件、图形补盲组件和快拆支架组件。

所述扭矩螺丝刀组件包括螺丝刀7、测量螺丝刀扭矩的扭矩传感器、与扭矩传感器连接的主控板2，所述主控板与显示终端通讯连接，所述主控板用于对扭矩传感器传输过来的信号进行处理，得到螺丝刀扭矩数值，并将螺丝刀扭矩数值传输至显示终端进行显示。螺丝刀的头部设有螺丝刀刀头8。

所述图形补盲组件包括补盲摄像头3和显示终端，所述补盲摄像头3采集需要安装螺丝的设备在安装螺丝时处于操作盲区的图像，并将图像传输到显示终端。

所述快拆支架组件设有磁吸底座，用于磁吸固定于需要安装螺丝的设备外壳上，所述扭矩螺丝刀组件、图形补盲组件安装于快拆支架组件。

由于补盲摄像头采集需要安装螺丝的设备在安装螺丝时处于操作盲区的图像或者其他操作盲区图像，并将图像传输到显示终端，这样维修人员在盲区操作时即可通过显示终端的画面了解维修区域的情况，方便维修人员看清维修区域情形。

并且配套的扭矩测量螺丝刀可以将扭矩数据传到显示终端，这样在拧螺丝时，可以观察扭矩大小，从而对扭矩进行控制，确保螺丝已经拧紧，避免由于操作不方便而导致螺丝没有拧紧的情况。

另外，磁吸底座可以磁吸固定于需要安装螺丝的设备外壳上，由于扭矩螺丝刀组件、图形补盲组件安装于快拆支架组件，方便图形补盲组件采集图像和螺丝刀的拧螺丝操作。

进一步的，所述快拆支架组件还设有用于固定显示终端的显示终端夹具。使用时先将显示终端固定在快拆支架组件上，然后再将快拆支架组件磁吸固定在设备外壳上，以此来起到固定显示终端的作用。方便通过显示终端观察操作盲区的情况以及观察扭矩大小。其中，显示终端可以为手机和平板电脑。

参考现有技术中的摄像头，所述补盲摄像头3采用WIFI摄像头，与显示终端采用WIFI通讯连接。无需有线连接，方便将补盲摄像头安装于合适的位置和角度。另外，所述补盲摄像头可以安装于万向云台，这样补盲摄像头可以做一定角度的调节，以对操作盲区，更好的采集操作盲区的图像。当然，也可以参考内窥摄像头的设计，补盲摄像头3连接柔性变形杆，柔性变形杆可以弯曲，从而可以伸入较为狭窄的区域。另外，所述图形补盲组件还设有补光灯6。方便补盲摄像头在光线不足的地方采集到清晰图像。

具体的，所述主控板设有扭矩信号采集及处理电路、单片机、电源电路、无线通讯电路，所述扭矩信号采集及处理电路用于对扭矩传感器传输过来的信号进行处理，以得到供单片机处理的信号，电源电路为主控板供电，无线通讯电路用于实现与显示终端的无线连接。单片机(MCU)相当于计算机中的CPU，主要负责扭矩数据的采集及计算、无线数据的接收和发送、逻辑判断及处理等。电源电路先将电池电压配置成各个电路所需的电压等级(3.3V/5V)，然后再给各个电路供电。无线通讯电路采用蓝牙通讯，蓝牙通讯具备功耗低，传输速率快的特点，其通讯距离一般在50米左右。且容易和手机、平板、电脑直接通讯，具有较好的通用信和扩展性，主要作用是用来传输扭矩数据到显示终端。

进一步的，所述主控板还设有充电电路，所述充电电路连接TypeC充电口和电池1。无需外接电源，电池采用锂电池，能量密度大，可以长时间工作，避免频繁充电。

扭矩传感器采用现有技术，对应的扭矩信号采集及处理电路，单片机中计算螺丝刀扭矩数值的模块均可以采用现有技术。其中，扭矩传感器采用0～10N.m应变片进行扭矩的测量。应变片是由金属丝敏感栅、基底、覆盖层保护片及引出线组成。应变片的工作原理是基于金属丝的电阻应变效应，即金属丝电阻随机械变形而改变的物理现象。对应变片搭建电桥电路，通过测量电桥输出的电压信号即可得到扭矩信息。

扭矩传感器传输过来的信号是比较微弱的，并不能直接被单片机(MCU)采集。如图2所示，所述扭矩信号采集及处理电路将扭矩传感器传输过来的信号放大使采集到的信号调节到MCU所能接收的电压等级，具体包括比例电路和电压跟随器电路。比例电路将扭矩传感器传输过来的信号放大。为了保护单片机(MCU)，在比例电路和单片机之间加入电压跟随电路，它具有高输入阻抗和低输出阻抗的特性，使得信号传输的更加稳定

参考现有的电动螺丝批，采用电机自动拧螺丝。所述螺丝刀还包括驱动电机和减速机，所述减速机的输入端与驱动电机的输出轴连接、输出端与螺丝刀连接，用于驱动螺丝刀旋转。输出端与螺丝刀之间可以采用插销5连接。

进一步的，所述单片机设有扭矩控制模块，用于根据设定的扭矩数据，对驱动电机进行控制，使驱动电机驱动螺丝刀拧螺丝到设定扭矩。当扭矩传感器测得螺丝刀拧螺丝刀设定扭矩时，控制电机停机。

为了根据不同的螺丝，设定不同的设定扭矩，所述显示终端为触摸显示屏，同时用于输入设定的扭矩数据，并且这个设定的扭矩数据传输给单片机。

如图3所示，本实施例中，扭矩螺丝刀组件、图形补盲组件集成在一起，设有矩形的壳体，将电池1、主控板2、补盲摄像头3、摄像头板卡4均设于壳体内，当然，壳体下部对应补盲摄像头设有开口。扭矩螺丝刀组件以采用电动螺丝批为例，电动螺丝批安装于壳体，补光灯可以设于螺丝刀侧面，灯光向螺丝刀延伸方向照射。还可以同时将磁吸底座集成在壳体上。

以上所述，仅为实用新型的具体实施方式，但实用新型的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离实用新型的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (5)

1.基于扭矩智能感知和电子补盲的螺丝刀，包括扭矩螺丝刀组件，所述扭矩螺丝刀组件包括螺丝刀、测量螺丝刀扭矩的扭矩传感器、与扭矩传感器连接的主控板，所述主控板与显示终端通讯连接，所述主控板用于对扭矩传感器传输过来的信号进行处理，得到螺丝刀扭矩数值，并将螺丝刀扭矩数值传输至显示终端进行显示，其特征在于，所述螺丝刀还包括图形补盲组件，所述图形补盲组件包括补盲摄像头和显示终端，所述补盲摄像头采集需要安装螺丝的设备在安装螺丝时处于操作盲区的图像，并将图像传输到显示终端。

2.根据权利要求1所述的基于扭矩智能感知和电子补盲的螺丝刀，其特征在于，所述补盲摄像头采用WIFI摄像头，与显示终端采用WIFI通讯连接。

3.根据权利要求1所述的基于扭矩智能感知和电子补盲的螺丝刀，其特征在于，所述补盲摄像头连接于柔性变形杆上。

4.根据权利要求1所述的基于扭矩智能感知和电子补盲的螺丝刀，其特征在于，所述主控板还设有充电电路，所述充电电路连接TypeC充电口和电池。

5.根据权利要求1所述的基于扭矩智能感知和电子补盲的螺丝刀，其特征在于，所述螺丝刀还包括驱动电机和减速机，所述减速机的输入端与驱动电机的输出轴连接、输出端与螺丝刀连接，用于驱动螺丝刀旋转。