具有信号收发功能的数显扭矩扳手的制作方法

2021-01-19 13:01:23|

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本实用新型属于螺栓拧紧工具技术领域，涉及的是一种数显扭矩扳手。

背景技术：

随着装备制造业的快速发展，使用扭矩扳手拧紧螺栓的领域越来越广，随着工业化水平的不断提高，许多装备制造业，例如动车和机车装配、汽车装配和飞机装配等对螺栓拧紧的要求也越来越严格。现有的数显扭矩扳手虽然在对螺栓的扭矩加载精度等一些关键技术指标上都能满足高标准要求，但存在如下缺陷：1、当对螺栓加载扭矩接近目标值时，工人需要紧盯扳手屏幕显示的扭矩值，唯恐超值而造成不合格的结果，工人很累而且工作效率较低；2、拧紧的扭矩数据没有及时记录，导致后期无数据可查。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有数显扭矩扳手所存在的上述缺陷，提出一种可以快速工作，并能实时发送和接收信号并及时保存工作数据的数显扭矩扳手。

实现上述目的的技术方案是：一种具有信号收发功能的数显扭矩扳手，包括扭矩扳子主体，该主体包括作为扭矩传感器的扳手杆和套装在扳手杆上的套筒，其特征在于，所述套筒上安装有一个信号发射盒，该信号发射盒与所述扭矩传感器电连接，还有一个外置的信号接收盒和一个电脑上位机，所述信号接收盒与所述信号发射盒无线电信号连接，信号接收盒通过rs232串口线与所述电脑上位机连接，所述电脑上位机上安装有管理软件，可对信号接收盒中的扭矩数据进行存储、查询、导出、打印等功能。

所述信号发射盒中安装有控制电路板组件，所述控制电路板组件包括下述元件：stm32处理器、ad模块、按键模块、显示模块、无线模块、振动器模块、蜂鸣器模块、指示灯模块和usb充电模块，stm32处理器分别与所述其余各元件电连接，信号发射盒可设置目标扭矩上下限，根据上下限进行合格判断，还可设置到达目标扭矩值时的振动提醒以及相应的灯光、声响提醒，并可将扭矩数据无线发送至信号接收盒。

所述信号接收盒中安装有控制电路板组件，信号接收盒中的控制电路板组件包括下述元件：stm32处理器、显示模块、无线模块、蜂鸣器模块、指示灯模块、时钟模块、rs232通信模块和存储模块，stm32处理器分别与其余各所述元件电连接，一个信号接收盒可与多个信号发射盒自动连接，接收并存储各信号发射盒传递的数据，信号接收盒通过rs232串口线连接电脑上位机时，数据上传至电脑上位机管理软件。

所述电脑上位机中的管理软件具有用户登录功能，可接收、显示、存储、查询、导出、打印所述信号接收盒的扭矩数据，还可将数据发送至mes系统。

本实用新型的有益效果是：作业时可在信号发射盒上设置目标扭矩上下限，并根据上下限进行合格判断，当拧紧扭矩到达目标扭矩值时就有振动提醒和相应的灯光、声响提醒，可将扭矩数据无线发送、存储至信号接收盒，信号接收盒可将扭矩数据再上传至电脑上位机。本实用新型可用于各类动车、机车装配及要求最严格的汽车装配线和飞机装配产业，操作简单，可大幅度提高工人的工作效率。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的整体结构示意图。

图2是本实用新型信息传递示意图。

图3为本实用新型信号发射盒数据处理电路信号连接示意图。

图4为本实用新型信号接收盒数据处理电路信号连接示意图。

图中：1.扭矩扳子主体，2.扳手杆，3.套筒，4.信号发射盒，5.信号接收盒。

具体实施方式

下面结合实施例中的附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型包括扭矩扳子主体1，扭矩扳子主体1包括作为扭矩传感器的扳手杆2和套装在扳手杆2上的套筒3，套筒3上安装有一个信号发射盒4，信号发射盒4与扳手杆2上的电阻应变计电连接；本实用新型还有一个外置的信号接收盒5以及一个电脑上位机，信号接收盒5与信号发射盒4无线电信号连接，信号接收盒5通过rs232串口线与电脑上位机连接，电脑上位机上安装有管理软件，可对信号接收盒5中的扭矩数据进行存储、查询、导出、打印等功能。

如图3所示，信号发射盒4中安装有控制电路板组件，该控制电路板组件包括下述元件：stm32处理器、ad模块、按键模块、显示模块、无线模块、振动器模块、蜂鸣器模块、指示灯模块和usb充电模块，stm32处理器分别与其余各所述元件电连接，在信号发射盒上可设置目标扭矩上下限，根据上下限进行合格判断，还可设置到达目标扭矩值时的振动提醒以及相应的灯光、声响提醒，并可将扭矩数据无线发送至信号接收盒。

如图4所示，信号接收盒5中安装有控制电路板组件，信号接收盒5中的控制电路板组件包括下述元件：stm32处理器、显示模块、无线模块、蜂鸣器模块、指示灯模块、时钟模块、rs232通信模块和存储模块，stm32处理器分别与其余各所述元件电连接，一个信号接收盒可与多个信号发射盒自动连接，接收并存储各信号发射盒传递的数据（如图2所示），信号接收盒通过rs232串口线连接电脑上位机时，数据上传至电脑上位机管理软件。

需要说明的是，扳手杆2相当于扭矩扳手中扭矩传感器的弹性体，扭矩传感器是根据惠斯通桥原理，在弹性体即扳手杆2受力方向的前、后两面粘贴有四片电阻应变计而成，传感器预留了两根电源正负线缆和两根信号正负线缆，这四根电缆与信号发射盒中的ad模块电连接。

信号发射盒4是本实用新型的核心部件，具有如下功能：

（1）电量检测和定时关机功能

可显示当前电池电量，亦可设置定时关机时长，到达关机时长时，则信号发射盒自动关机。

（2）无线通信功能

可通过蓝牙与信号接收盒进行连接，亦可通过红外、wifi、zigbee等方式连接，可将扳手拧紧的扭矩信息发送给信号接收盒5。

（3）扭矩检测及判断功能

通过ad模块解析扭矩传感器的形变量并显示在电子显示屏上，在拧紧的过程中，实时监测扭矩的大小，当拧紧扭矩到达目标扭矩的90%~95%时，黄色指示灯点亮；当拧紧扭矩到达目标扭矩的95%~105%时，绿色指示灯点亮，同时振动模块有轻微的震感；当拧紧扭矩到达目标扭矩的105%时，红色指示灯点亮。拧紧结束后，再对最终扭矩进行合格判断，实际扭矩低于目标扭矩下限，则亮黄灯，蜂鸣器模块报警声响起；实际扭矩在目标扭矩上下限内，则亮绿灯，蜂鸣器模块报警声响一下；实际扭矩大于目标扭矩上限，则亮红灯，蜂鸣器模块报警声响起。

（4）信号发射盒4与扭矩扳子主体1组合后编号唯一性

可将扭矩扳子主体1的编号输入到信号发射盒4内部存储，信号发射盒4每次发送数据时都带有此编号，作为此组设备的身份证使用。

信号接收盒5是本实用新型的临时数据中转站，可通过rs232串口数据线连接电脑上位机管理软件，将接收到得扭矩数据进行中转或临时存储，其功能如下：

（1）可与多个信号发射盒4连接

一个信号接收盒5可同时连接多个信号发射盒4，允许多个信号发射盒同时工作，并接收信号发射盒4的扭矩数据。

（2）计时功能

信号接收盒5内部有时钟模块，可对收到的扭矩数据加上时间戳。

（3）离线模式和实时模式选择功能

在离线模式下数据暂时存储到信号接收盒5内部的flash中，实时模式下信号接收盒5通过rs232串口直接将数据传送至上位机管理软件。

电脑上位机中的管理软件可对扭矩数据进行处理，其功能如下：

（1）用户登录功能

管理软件需输入用户和密码才能登录，并设置有超级管理员，可对普通用户进行管理。