一種擰緊機校驗儀的製作方法
2023-11-10 12:24:42 1
專利名稱：一種擰緊機校驗儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及擰緊機技術領域，更具體地說，涉及一種擰緊機校驗儀。
技術背景
擰緊機在汽車、發動機、機械設備等生產企業已廣泛使用，為保證其準確可 靠，需定期用擰緊機校驗儀對其進行校準，以保證擰緊機能夠輸出正確的擰緊力矩和角度。
目前，擰緊機校驗儀基本是由國外幾家擰緊機製造商提供，製造成本高，售價 昂貴(如覆蓋1000N.m量程擰緊機校驗儀價格在20萬元以上)，使用不方便(需交流電 源)，維修不便(需送國外製造工廠)。由於其功能較多，因此結構較複雜，有些功能依 託的部件的校驗效果並不理想，例如校驗角度的部件，在實際校準中，由於擰緊機軸是 活動的，用校驗儀校準角度很困難，甚至無法校驗出正確的角度誤差。
目前亟需一種結構簡單，價格便宜的擰緊機校驗儀。發明內容
有鑑於此，本發明提供了一種擰緊機校驗儀，以達到簡化其結構，降低其成本 的目的。
為了達到上述目的，本發明實施例提供如下技術方案
一種擰緊機校驗儀，包括
扭矩傳感器，該扭矩傳感器的一端設有四方公接頭，另一端設有四方母接頭；
顯示儀，其包括與所述扭矩傳感器的信號線相連的信號放大濾波電路，與所 述信號放大濾波電路相連的A/D轉換電路，將數位訊號進行數字濾波、峰值計算和峰值 處理的數位訊號處理裝置，顯示經過峰值處理後的扭矩的顯示模塊。
優選的，在上述擰緊機校驗儀中，所述四方公接頭和所述四方母接頭上均設有 供銷釘穿過的銷釘孔；
所述四方母接頭在設有銷釘孔的位置上，沿其圓周方向設有腰槽。
優選的，在上述擰緊機校驗儀中，還包括連接件，該連接件的一端為和所述扭 矩傳感器的四方公接頭適配的母接頭，另一端為與套筒適配的公接頭；
或者，該連接件的一端為和所述扭矩傳感器的四方母接頭適配的公接頭，另一 端為與擰緊機的輸出軸適配的母接頭。
優選的，在上述擰緊機校驗儀中，所述連接件上的公接頭和所述母接頭上均設 有供銷釘穿過的銷釘孔；
所述母接頭在設有銷釘孔的位置上，沿其圓周方向設有腰槽。
優選的，在上述擰緊機校驗儀中，還包括替換件，該替換件的長度等於扭矩傳 感器的長度，該替換件的一端具有和擰緊機上的輸出軸或連接件公接頭適配的四方母接 頭，另一端具有與套筒或連接件母接頭適配的公接頭。
優選的，在上述擰緊機校驗儀中，所述替換件上的四方公接頭和四方母接頭上 均設有供銷釘穿過的銷釘孔；
所述替換件上四方母接頭在設有銷釘孔的位置上，沿其圓周方向設有腰槽。
優選的，在上述擰緊機校驗儀中，該擰緊機校驗儀的電源為鋰電池。
優選的，在上述擰緊機校驗儀中，所述數位訊號處理裝置包括
判斷顯示模式為峰值顯示或連續顯示的顯示模式判斷單元；
在顯示模式為連續顯示時工作的第一處理單元；
在顯示模式為峰值顯示時工作的第二處理單元，所述第一處理單元和第二處理 單元分別與所述顯示模式判斷單元的兩個輸出端相連。
優選的，在上述擰緊機校驗儀中，所述第一處理單元包括
與所述顯示模式判斷單元的輸出端相連的濾波單元；
與所述濾波單元的輸出端相連的第一減係數模塊；
與所述第一減係數模塊的輸出端相連的第一乘係數模塊，該第一乘係數模塊的 輸出端與所述顯示模塊相連。
優選的，在上述擰緊機校驗儀中，所述第二處理單元包括
判斷實際峰值是否大於預設值的復位判斷單元，該復位判斷單元與所述顯示模 式判斷單元的輸出端相連；
在實際峰值大於預設值時工作的第二減係數模塊；
在每次擰緊中輸出最大峰值的最大峰值輸出單元，該最大峰值輸出單元與所述 第二減係數模塊的輸出端相連；
與所述最大峰值輸出單元的輸出端相連的第二乘係數模塊，該第二乘係數模塊 的輸出端與所述顯示模塊相連。
由上述技術方案可知，本發明實施例提供的擰緊機校驗儀，通過在國內現有扭 矩傳感器的基礎上在其兩端設置四方公接頭和四方母接頭，以使其可以分別與螺栓和擰 緊機的輸出軸相連。通過顯示儀對扭矩傳感器檢測的扭矩電信號進行濾波放大處理，並 將模擬信號轉換為數位訊號，通過其內的數位訊號處理裝置將數位訊號進行處理後，顯 示在顯示模塊上。本發明取消了現有校驗儀無實用價值的角度校驗功能，不但簡化了結 構，而且降低了成本，製造成本僅是進口校驗儀的1/10以內。
圖1為本發明實施例提供的擰緊機校驗儀的結構示意圖2為本發明實施例提供的擰緊機校驗儀的測量流程圖3為本發明實施例提供的數位訊號處理裝置的處理流程圖4為本發明實施例提供的扭矩傳感器的結構示意圖5為本發明實施例中提供的連接件的結構示意圖6為本發明實施例中提供的替換件的結構示意圖。
具體實施方式
本發明公開了一種擰緊機校驗儀，以達到簡化其結構，降低其成本的目的。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、 完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施 例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲 得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
請參閱圖1，圖1為本發明實施例提供的擰緊機校驗儀的結構示意圖。
本發明提供的擰緊機校驗儀，包括扭矩傳感器2和顯示儀1，其中扭矩傳感器 2的一端設有四方公接頭21，另一端設有四方母接頭22。顯示儀1包括與所述扭矩傳 感器的信號輸出端相連的信號放大濾波電路，與所述信號放大濾波電路相連的A/D轉換 電路，將數位訊號進行數字濾波、峰值計算和峰值處理的數位訊號處理裝置，顯示經過 峰值處理後的扭矩的顯示模塊。
本發明實施例提供的擰緊機校驗儀，通過在國內現有扭矩傳感器的基礎上在其 兩端設置四方公接頭21和四方母接頭22，以使其可以分別與螺栓和擰緊機的輸出軸相 連。通過顯示儀對扭矩傳感器檢測的扭矩電信號進行濾波放大處理，並將模擬信號轉換 為數位訊號，並通過其內的數位訊號處理裝置將數位訊號進行處理後，並顯示在顯示模 塊上。本發明取消了現有校驗儀無實用價值的角度校驗功能，在實際角度校準中，由於 擰緊機軸是活動的，用校驗儀校準角度很困難。可設定擰緊軸空轉，在較多轉數(如20 轉以上)後，用目測或量角器測量角度差。取消無實用的角度校驗功能，不但簡化了結 構，而且降低了成本，製造成本僅是進口校驗儀的1/10以內。
扭矩傳感器2在現有傳感器的基礎上去掉了多餘的安裝板或其它非必要部分， 以降低重量。通過在普通的扭矩傳感器本體的兩端分別設置四方公接頭21和四方母接頭 22以和擰緊機校驗儀相適應，通過四方母接頭22與擰緊機上的輸出軸連接，四方公接頭 21與和螺栓連接的套筒連接。一般在校驗擰緊機的時候，需要在螺栓上套設一個套筒， 套筒的一端和螺栓適配，另一端和公接頭21適配。本發明提供的扭矩傳感器在國內現有 傳感器的基礎上改進，因此其價格較便宜，而且去掉了安裝板，減輕了重量。
請參閱圖2，圖2為本發明實施例提供的擰緊機校驗儀的測量流程圖。
本發明提供的擰緊機校驗儀的校驗流程包括如下步驟
步驟101，檢測擰緊機扭矩；
擰緊機的輸出扭矩是通過扭矩傳感器2來檢測的，通過將扭矩傳感器2的四方母 接頭22與擰緊機的輸出軸相連，將四方公接頭21與螺栓上的套筒相連，從而可將測到擰 緊機輸出的扭矩，並以電信號的形式輸出給信號放大濾波電路。
步驟102，模擬信號放大濾波；
模擬信號的放大和濾波是通過信號放大濾波電路實現的，通過信號放大濾波電 路將扭矩傳感器2輸出的模擬信號放大和濾波。
步驟103，A/D 轉換；
通過A/D轉換電路將模擬信號轉換為數位訊號。
步驟104，數位訊號處理；
通過數位訊號處理裝置對上述數位訊號進行濾波、計算、峰值處理後得到實際 扭矩值。
步驟105，顯示扭矩；
將上述經過數位訊號處理裝置處理後得到的實際扭矩值在顯示模塊上顯示。
請參閱圖4，圖4為本發明實施例提供的扭矩傳感器的結構示意圖。
四方公接頭21和所述四方母接頭22上均設有供銷釘穿過的銷釘孔011，221)。 相應的套筒和擰緊機的輸出軸上也設有銷釘孔，通過銷釘穿過銷釘孔可以將扭矩傳感器 分別與套筒和擰緊機穩定連接。
四方母接頭22在設有銷釘孔221的位置上，沿其圓周方向設有腰槽222，在銷釘 穿過上述銷釘孔後，可通過一個橡膠套套設在腰槽222位置上，橡膠套即將銷釘的兩端 緊固在橡膠套內，避免銷釘滑出。
請參閱圖5，圖5為本發明實施例中提供的連接件的結構示意圖。
本發明還可以包括連接件3，該連接件3可以與扭矩傳感器2相連，其公接頭31 和母接頭32的尺寸可以為多種，通過在扭矩傳感器2的兩端分別連接連接件3，可使得扭 矩傳感器2能夠與各個尺寸的擰緊機輸出軸適配。同樣，該連接件3可以與套筒連接， 其公接頭31和母接頭32的尺寸可以為多種，通過在套筒上串接連接件3，可使得扭矩傳 感器能夠與各個尺寸的套筒連接，以適應各個尺寸的螺栓。
連接件3上的公接頭31和所述母接頭32上均設有供銷釘穿過的銷釘孔(311， 321)，通過銷釘穿過銷釘孔可以將連接件3分別與扭矩傳感器和套筒穩定連接。
母接頭32在設有銷釘孔的位置上，沿其圓周方向設有腰槽322。在銷釘穿過上 述銷釘孔後，可通過一個橡膠套套設在腰槽322位置上，橡膠套即將銷釘的兩端緊固在 橡膠套內，避免銷釘滑出。
請參閱圖6，圖6為本發明實施例中提供的替換件的結構示意圖。
本發明提供的扭矩傳感器用替換件4，該替換件4的長度等於扭矩傳感器2的長 度，該替換件4的一端具有和擰緊機上的輸出軸適配的四方母接頭42，另一端具有與套 筒適配的四方公接頭41。
由於擰緊機的輸出軸可以為多個，若僅需測量其中一個或幾個輸出軸的扭矩 時，本發明提供的替換件4可以替換扭矩傳感器2，將其連接在不需測量扭矩的輸出軸 上。為了使得與扭矩傳感器和連接件3的長度一致，需要使裝配後的替換件4和連接件 3的長度之和等於裝配後的扭矩傳感器2和連接件3的長度之和。
替換件4上的四方公接頭41和所述四方母接頭42上均設有供銷釘穿過的銷釘孔 (411, 421)，通過銷釘穿過銷釘孔可以將替換件4分別與擰緊機的輸出軸和套筒穩定連 接。
替換件4上的四方母接頭42在設有銷釘孔421的位置上，沿其圓周方向設有腰 槽422。在銷釘穿過上述銷釘孔後，可通過一個橡膠套套設在腰槽422位置上，橡膠套即 將銷釘的兩端緊固在橡膠套內，避免銷釘滑出。
本發明提供的擰緊機校驗儀的各部分電源由內置鋰電池經電壓轉換模塊轉換供 給。校驗量程、單位、峰值/連續顯示方式可根據需要設定。本發明集多量程於一體 (一臺儀器最多可4個量程)，例如可設定lOOON.m和300N.m兩種量程，N.m和lb.ft兩 單位可選，連續/峰值兩種扭矩顯示方式可選。單件製造成本低於1.8萬元，經濟實用； 在線校準，無需交流電，一次充足電後，可連續使用4小時。
請參閱圖3，圖3為本發明實施例提供的數位訊號處理裝置的處理流程圖。
本發明數位訊號處理裝置包括
判斷顯示模式為峰值顯示或連續顯示的顯示模式判斷單元；
在顯示模式為連續顯示時工作的第一處理單元；
在顯示模式為峰值顯示時工作的第二處理單元，所述第一處理單元和第二處理 單元分別與所述顯示模式判斷單元的兩個輸出端相連。即當顯示模式預先選擇為連續顯 示時，第一處理單元工作；當顯示模式預先選擇為峰值顯示時，第二處理單元工作。連 續顯示即為顯示模塊實時顯示檢測到的扭矩值，峰值顯示即為顯示模塊在每次擰緊中， 顯示最大的扭矩值。
第一處理單元包括
與所述顯示模式判斷單元的輸出端相連的濾波單元；
與所述濾波單元的輸出端相連的第一減係數模塊；
與所述第一減係數模塊的輸出端相連的第一乘係數模塊，該第一乘係數模塊的 輸出端與所述顯示模塊相連。當旋轉實時顯示扭矩值時，需要將數位訊號濾波處理，然 後調用第一減係數模塊，在本實施例中以減800H(為十六進位，相當於十進位2048)處 理。該處理的效果使濾波後數據零點偏移2048(在本實施例中，採用的是12位A/D轉 換晶片，A/D輸出範圍為0 4096，其48 4048對應反、正向扭矩量程，2048對應零 扭矩)。之後調用第一乘係數模塊，進行乘係數處理。該處理的作用是將減係數處理後 數據復原到實際扭矩值(如-lOOON.m lOOON.m量程校驗儀，lOOON.m時，減係數處理 後數據為2000，乘0.5，復原為lOOON.m，乘0.368781，復原為738LB.FT)。再後調用顯 示模塊，對扭矩值進行顯示。最後回到採集模塊，進行下次循環。
第二處理單元包括
判斷實際峰值是否大於預設值的復位判斷單元，該復位判斷單元與所述顯示模 式判斷單元的輸出端相連；當復位判斷單元判斷出峰值小於滿量程值的6.4%，則將該峰 值自動復位。若峰值大於滿量程值的6.4%，則調用第二減係數模塊，在本實施例中以減 800H(為十六進位，相當於十進位2048)處理。該處理的效果同第一減係數模塊。
在每次擰緊中輸出最大峰值的最大峰值輸出單元，該最大峰值輸出單元與所述 第二減係數模塊的輸出端相連。
與所述最大峰值輸出單元的輸出端相連的第二乘係數模塊，該第二乘係數模塊 的輸出端與所述顯示模塊相連。本實施例中第二乘係數模塊作用同第一乘係數模塊。
對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發 明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所 定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因 此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和 新穎特點相一致的最寬的範圍。
權利要求
1.一種擰緊機校驗儀，其特徵在於，包括扭矩傳感器，該扭矩傳感器的一端設有四方公接頭，另一端設有四方母接頭； 顯示儀，其包括與所述扭矩傳感器的信號輸出端相連的信號放大濾波電路，與所 述信號放大濾波電路相連的A/D轉換電路，將數位訊號進行數字濾波、峰值計算和峰值 處理的數位訊號處理裝置，顯示經過峰值處理後的扭矩的顯示模塊。
2.根據權利要求1所述的擰緊機校驗儀，其特徵在於，所述四方公接頭和所述四方母 接頭上均設有供銷釘穿過的銷釘孔；所述四方母接頭在設有銷釘孔的位置上，沿其圓周方向設有腰槽。
3.根據權利要求1所述的擰緊機校驗儀，其特徵在於，還包括連接件，該連接件的一 端為和所述扭矩傳感器的四方公接頭適配的母接頭，另一端為與套筒適配的公接頭；或者，該連接件的一端為和所述扭矩傳感器的四方母接頭適配的公接頭，另一端為 與擰緊機的輸出軸適配的母接頭。
4.根據權利要求3所述的擰緊機校驗儀，其特徵在於，所述連接件上的公接頭和所述 母接頭上均設有供銷釘穿過的銷釘孔；所述母接頭在設有銷釘孔的位置上，沿其圓周方向設有腰槽。
5.根據權利要求3或4所述的擰緊機校驗儀，其特徵在於，還包括替換件，該替換件 的長度等於扭矩傳感器的長度，該替換件的一端具有和擰緊機上的輸出軸或連接件的公 接頭適配的四方母接頭，另一端具有與套筒或連接件的母接頭適配的公接頭。
6.根據權利要求5所述的擰緊機校驗儀，其特徵在於，所述替換件上的四方公接頭和 四方母接頭上均設有供銷釘穿過的銷釘孔；所述替換件上四方母接頭在設有銷釘孔的位置上，沿其圓周方向設有腰槽。
7.根據權利要求1所述的擰緊機校驗儀，其特徵在於，該擰緊機校驗儀的電源為鋰電池。
8.根據權利要求1所述的擰緊機校驗儀，其特徵在於，所述數位訊號處理裝置包括判斷顯示模式為峰值顯示或連續顯示的顯示模式判斷單元； 在顯示模式為連續顯示時工作的第一處理單元；在顯示模式為峰值顯示時工作的第二處理單元，所述第一處理單元和第二處理單元 分別與所述顯示模式判斷單元的兩個輸出端相連。
9.根據權利要求8所述的擰緊機校驗儀，其特徵在於，所述第一處理單元包括 與所述顯示模式判斷單元的輸出端相連的濾波單元；與所述濾波單元的輸出端相連的第一減係數模塊；與所述第一減係數模塊的輸出端相連的第一乘係數模塊，該第一乘係數模塊的輸出 端與所述顯示模塊相連。
10.根據權利要求8或9所述的擰緊機校驗儀，其特徵在於，所述第二處理單元包括判斷實際峰值是否大於預設值的復位判斷單元，該復位判斷單元與所述顯示模式判 斷單元的輸出端相連；在實際峰值大於預設值時工作的第二減係數模塊；在每次擰緊中輸出最大峰值的最大峰值輸出單元，該最大峰值輸出單元與所述第二 減係數模塊的輸出端相連；與所述最大峰值輸出單元的輸出端相連的第二乘係數模塊，該第二乘係數模塊的輸 出端與所述顯示模塊相連。
全文摘要
本發明公開了一種擰緊機校驗儀，包括扭矩傳感器，其一端設有四方公接頭，另一端設有四方母接頭；顯示儀，包括與扭矩傳感器的信號輸出端相連的信號放大濾波電路，與信號放大濾波電路相連的A/D轉換電路，將數位訊號進行數字濾波、峰值計算和峰值處理的數位訊號處理裝置，顯示經過峰值處理後的扭矩的顯示模塊。本發明通過在現有扭矩傳感器的兩端設置四方公接頭和四方母接頭，使其可以分別與螺栓和擰緊機的輸出軸相連。通過顯示儀對扭矩傳感器檢測的扭矩模擬電信號轉換為數位訊號，通過數位訊號處理裝置將數位訊號進行處理後，並顯示在顯示模塊上。本發明取消了現有校驗儀無實用價值的角度校驗功能，不但簡化了結構，而且降低了成本。
文檔編號G01L5/24GK102023069SQ20101052942
公開日2011年4月20日 申請日期2010年11月2日 優先權日2010年11月2日
發明者李俊 申請人:重慶康明斯發動機有限公司