扭力訓練器的製作方法
2023-11-04 22:15:37 1
專利名稱：扭力訓練器的製作方法
技術領域：
扭力訓練器
所屬技術領域 本實用新型涉及一種指示擰螺釘時對螺釘施加的扭矩和壓力的扭力訓練器，尤其是能測量M3至M8常用螺釘擰緊時的扭矩和壓力的訓練器。
背景技術：
目前，能夠控制擰螺釘力矩的扭矩起子有指針式及預置式，指針式通過裝在起子中部靠近手柄處的機械指針及刻度盤，指示當前值及最大值；預置式則預先設定好最大允許扭矩，超過限定值時起子的柄部與埠部打滑，從而達到控制力矩的目的。兩種形式均為機械式，並僅對扭矩進行測定或限定，沒有對擰螺釘時需要施加的壓力進行測定。擰螺釘時不施加壓力將會出現打滑現象，或是損壞螺釘頭部的「十」字或「一」字口，或是損壞起子的刃口部分。
發明內容1.為了克服現有扭矩起子只能指示擰螺釘時應施加的扭矩，而不能指示出擰螺釘時還應施加適當的壓力的不足，本實用新型提供一種扭力訓練器，該扭力訓練器不僅可以顯示擰螺釘時扭矩的大小及狀態，而且還可同時顯示出對螺釘施加的壓力的大小及狀態。2.技術方案扭力訓練器各零、部件全部安裝在一個金屬殼體上，殼體正面面板上裝有液晶顯示器、狀態指示燈、復位按鈕、訓練/測驗按鈕、樣例螺釘；殼體的背面裝有扭力傳遞機構、壓力傳遞機構、力傳感器、控制電路板。扭力傳遞機構包括與不同螺釘配套的過渡絲母、扭力盤、將扭力轉換為壓力的扭力臂、扭力靠銷、產生預緊力的彈簧、初始位定位銷、用於檢測扭矩的力傳感器I。扭矩通過與扭力盤連接的扭力臂、扭力靠銷，將扭力轉換為壓力壓在力傳感器I上。壓力傳遞機構包括過渡絲母、既傳遞扭力又傳遞壓力的扭力盤、壓力靠銷、調節釘、比例槓桿、支座、調節螺釘、檢測壓力的力傳感器II。擰螺釘時施加的壓力通過裝在扭力盤上的壓力靠銷、調節釘、比例槓桿、調整螺釘，將壓力傳遞到力傳感器II上；力傳感器I及力傳感器II分別將扭力和壓力轉變為相應的電壓信號，經過控制電路板處理後，在液晶顯示器時上以數字形式實時顯示扭矩值和壓力值的大小。專用控制電路板上裝有蜂鳴器、四位二進位撥碼開關，撥碼開關的兩位用於設定扭矩量程範圍，兩位用於設定壓力量程範圍。用於指示訓練/測驗狀態的狀態指示燈為三色發光二極體，分別為綠、黃、紅，綠色表示壓力正確，黃色表示壓力和扭力均正確，紅色表示壓力或扭力超過限定值。紅燈亮時伴有蜂鳴器的鳴叫聲。3.本實用新型的有益效果是可以在檢測並顯示擰螺釘扭矩大小的同時，還可顯示出擰螺釘時施加的壓力的大小，按照狀態指示燈的提示進行訓練，可以培養和形成擰螺釘時先施加壓力後施加扭力的正確操作方法。附圖說 明
圖1是本實用新型的正面構造圖。圖2是扭力訓練器的反面構造圖。圖3是圖1的I-I剖視圖。圖4是電氣控制原理框圖。圖5是控制電路原理圖。圖中1狀態指示燈，2液晶顯示器，3復位按鈕，4訓練/測驗轉換按鈕，5殼體，6 連接座，7、12力傳感器，8扭力臂，9彈簧，10支座，11彈簧掛鈎，13撥碼開關，14電路板，15 蜂鳴器，16限位銷，17扭力靠銷，18法蘭盤，19過渡絲母，20樣例螺釘，21扭力盤，22調整螺釘，23比例槓桿，24槓桿軸銷，25壓力靠銷，26調節釘。
具體實施方式
在圖1、圖3中，液晶顯示器2，狀態指示燈1，復位按鈕3，測驗按鈕4，法蘭盤18，過度絲母19，樣例螺釘20，扭力盤21，均安裝在殼體5的上表面上，樣例螺釘可以更換為M3、 M4、M5、M6、M8五種規格。圖1、圖2中，連接座6固定在殼體5上，力傳感器7裝在連接座6上；扭力靠銷17 裝在扭力臂8上，扭力臂6與扭力盤21相連；彈簧9 一端與固定在殼體5上的彈簧掛鈎11 相連，另一端掛在扭力臂8上的小孔中，在彈簧力的作用下扭力臂8緊靠在限位銷16上；支座10、力傳感器12均固定在殼體5上；電路板14固定在殼體的背面上；蜂鳴器15、撥碼開關13裝在電路板13上。圖3中，樣例螺釘20裝在過渡絲母19中，過渡絲母19裝在扭力盤21上，扭力盤 21裝在殼體5上的法蘭盤18中；裝於扭力盤21下端的壓力靠銷25壓在調節釘26上，調節釘26與裝在支座10上的比例槓桿23的一端連接，裝在槓桿另一端的調節螺釘22，壓在力傳感器12上。圖2中的控制電路板14與力傳感器7、12及液晶顯示器2相連接，電路板14由通用的手機充電器供電。電控部分的結構框如圖4所示。整體電路由傳感器、信號處理、控制器和顯示部分組成。稱重傳感器量程5kg，信號採集採用HX711集成電路，控制器採用AT89S52單片機，用撥碼開關和微觸按鍵進行測量模式的選擇和測量過程的控制，顯示部分採用液晶顯示和發光二極體兩種形式，蜂鳴器用於操作錯誤時的報警，具體電路圖見圖5。本實用新型的工作過程如下樣例螺釘20受到的壓力，通過過渡絲母19、扭力盤 21、壓力靠銷25、調節釘26、裝在支座10上的比例為1 2的槓桿23、調節螺釘22，將壓力縮小一半後傳遞給力傳感器12。樣例螺釘20受到的扭力，則通過過渡絲母19、扭力盤21、 扭力臂8、扭力靠銷17，將扭力轉換為壓力傳遞到力傳感器7上。專用電路將兩個力傳感器受到的力轉換為相應的扭矩和壓力，以數字形式顯示在液晶顯示器上。狀態指示燈用三種顏色表示壓力、扭矩的不同狀態，蜂鳴器在壓力或扭矩超限時鳴叫報警。
權利要求1.一種扭力訓練器，包括殼體、扭力傳遞機構、壓力傳遞機構、樣例螺釘、液晶顯示器、 狀態指示燈、控制按鈕、力傳感器、控制電路，其特徵是在殼體正面面板上裝有液晶顯示器、狀態指示燈、復位按鈕、測驗按鈕、樣例螺釘；殼體的背面裝有扭力傳遞機構、壓力傳遞機構、力傳感器、控制電路板。
2.根據權利要求1所述的扭力訓練器，其特徵是扭矩傳遞機構包括與不同螺釘配套的過渡絲母、扭力盤、將扭力轉換為壓力的扭力臂、扭力靠銷、產生預緊力的彈簧、初始位定位銷、用於檢測扭矩的力傳感器I。
3.根據權利要求1所述的扭力訓練器，其特徵是壓力傳遞機構包括過渡絲母、既傳遞扭力又傳遞壓力的扭力盤、壓力靠銷、調節釘、比例槓桿、支座、調節螺釘、檢測壓力的力傳感器II。
4.根據權利要求1所述的扭力訓練器，其特徵是控制電路板上裝有蜂鳴器、四位二進位撥碼開關，撥碼開關的兩位用於設定扭矩量程範圍，兩位用於設定壓力量程範圍。
5.根據權利要求1所述的扭力訓練器，其特徵是狀態指示燈為三色發光二極體，分別為綠、黃、紅，紅燈亮時伴有蜂鳴器的鳴叫聲；液晶顯示器上以數字形式顯示扭矩和壓力數值的大小。
專利摘要本實用新型涉及一種用來指示擰螺釘時對螺釘施加的壓力和扭矩大小的扭力訓練器，在殼體正面裝有液晶顯示器、狀態指示燈、復位按鈕、測驗按鈕、樣例螺釘、法蘭盤，在殼體的背面裝有扭矩傳遞機構、壓力傳遞機構、力傳感器、電路板、蜂鳴器、量程轉換開關。本實用新型由於採用上述結構，操作訓練時使用普通螺絲刀擰動樣例螺釘，扭矩傳遞機構將扭矩轉變為壓力傳遞到力傳感器I上；壓力傳遞機構將力傳遞到力傳感器II上，轉換電路將力信號轉換為相應的數字顯示在液晶顯示器上，狀態指示燈用三種顏色指示扭矩、壓力是否在正確的允許值範圍內，超過限定值時蜂鳴器鳴叫報警。本實用新型既可用於訓練，也可用於測驗考核，直流5V供電，安全方便，適合於教學訓練使用。
文檔編號G01L5/24GK202126324SQ201120098640
公開日2012年1月25日 申請日期2011年4月7日 優先權日2011年4月7日
發明者候麗娟, 張文智, 李世文, 田南平 申請人:天津職業技術師範大學