基于单片机的智能电动力矩扳手制造技术

本实用新型专利技术揭示了一种基于单片机的智能电动力矩扳手，其包括电动扳手以及力矩测控装置，力矩测控装置又包括：力矩传感器，滤波电路，模数转换器，单片机，继电器，键盘，以及显示器。本实用新型专利技术的智能扳手通过电动扳手实现螺栓等螺纹件的紧固，通过力矩测控装置的力矩传感器检测电动扳手的输出力矩值，通过单片机对比输出力矩值与目标力矩值，通过继电器控制电动扳手启停，键盘可向单片机内输入变更目标力矩值，显示器显示输出力矩值和目标力矩值。综上体现了电动力矩扳手结构简单且合理，螺栓紧固与力矩检测一体化、智能化控制，并且检测数据直观，还可随时更改预设值，提高紧固作业效率。

【技术实现步骤摘要】
基于单片机的智能电动力矩扳手
本技术涉及一种基于单片机的智能电动力矩扳手。
技术介绍
扳手是一种常用的手工具，传统扳手利用杠杆原理拧转螺栓、螺钉、螺母和其他螺纹紧持螺栓的开口或套孔固件工具，经过技术的发展，扳手工具已经从原始的人力杠杆原理发展到电动扭矩形式，作为考核螺栓安装工艺的指标，力矩值直接影响到螺栓的安装工艺，当前已经有多种定力矩扳手面世。传统的螺栓紧固过程是先用扳手或电动扳手对螺栓进行拧紧，再用力矩扳手紧固到规定的力矩值，以保障安装工艺。事实上，同样是对螺栓进行紧固但是由于工具功能欠缺导致作业过程中需要切换扳手与力矩扳手，导致工作效率低下；此外，在定力矩的环节往往通过人力的方法，对于大直径的螺栓，需要的扭紧力矩达几百牛顿米(N.m)，消耗大量的体力。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种基于单片机的智能电动力矩扳手，其结构简单，螺栓紧固与力矩检测一体化，并且检测数据直观，还可随时更改预设值，提高紧固作业效率。为实现上述技术目的，本技术采用了如下技术方案：一种基于单片机的智能电动力矩扳手，其包括电动扳手以及力矩测控装置，所述力矩测控装置包括：力矩传感器，滤波电路，模数转换器，单片机，继电器，键盘，以及显示器；其中，力矩传感器安装在电动扳手的电机输出轴上，用于检测电机输出轴的输出力矩值，并产生相应的模拟信号；滤波电路用于将力矩传感器传出的模拟信号进行滤波防干扰；模数转换器电连接在滤波电路与单片机之间，用于将力矩传感器送出的模拟信号转换为数字信号，并送给单片机；单片机还与继电器电连接，单片机内存储每次工作输入的目标力矩值，当收到的输出力矩值大于目标力矩值时，控制继电器的常闭触点打开；继电器的常闭触点电连接在电机电源与扳手电机之间；键盘与单片机电连接，用于输入变更目标力矩值；显示器与单片机电连接，用于显示电动扳手的输出力矩值以及单片机存储的目标力矩值。此外，本技术还提供如下附属技术方案：所述力矩传感器为应变片式力矩传感器，其包括应变电桥以及外围电路，应变电桥其中两个接点电连接滤波电路，另一个接点通过可变电阻连接5V电源，另一个接点接地。在所述力矩传感器和所述滤波电路之间电连接有微功耗仪表放大器，该微功耗仪表放大器的型号为AD627。所述模数转换器的型号为ADS7822。所述单片机的型号为AT89S51。相比于现有技术，本技术的优势在于：揭示了一种基于单片机的智能电动力矩扳手，其包括电动扳手以及力矩测控装置，力矩测控装置包括：力矩传感器，滤波电路，模数转换器，单片机，继电器，键盘，以及显示器；通过电动扳手实现螺栓等螺纹件的紧固，通过力矩测控装置的力矩传感器检测电动扳手的输出力矩值，通过单片机对比输出力矩值与目标力矩值，通过继电器控制电动扳手启停，键盘可向单片机内输入变更目标力矩值，显示器显示输出力矩值和目标力矩值。综上体现了电动力矩扳手结构简单且合理，螺栓紧固与力矩检测一体化、智能化控制，并且检测数据直观，还可随时更改预设值，提高紧固作业效率。附图说明图1是基于单片机的智能电动力矩扳手模块框图。图2是应变电桥力矩传感器电路图。图3是单片机逻辑控制流程图。图4是工作过程大致流程图。具体实施方式以下结合较佳实施例及其附图对本技术技术方案作进一步非限制性的详细说明。见图1，电机M代表扳手电机9，扳手电机9与力矩测控装置电连接，力矩测控装置包括力矩传感器1，滤波电路2，模数转换器3，单片机4，继电器5，键盘6，以及显示器7。力矩传感器1安装在扳手电机9上，用于检测扳手电机9的输出力矩值，并产生相应的模拟信号；滤波电路2用于将力矩传感器1传出的模拟信号进行滤波防干扰，提高数据读取准确率；模数转换器3电连接在滤波电路2与单片机4之间，用于将力矩传感器1送出的模拟信号转换为数字信号，并送给单片机4；单片机4还与继电器5电连接，单片机4内存储有目标力矩值，当收到的输出力矩值大于目标力矩值时，控制继电器5的常闭触点打开；继电器5的常闭触点电连接在电源与扳手电机9之间，当其常闭触电打开，则扳手电机9断电停机；键盘6与单片机4电连接，用于输入变更目标力矩值；显示器7与单片机4电连接，用于显示扳手电机9的输出力矩值以及单片机4存储的目标力矩值，提供可视化效果。在回路中设置有紧急控制按钮开关8，在不工作时属于断开状态，工作时按压紧急制动按钮开关，电路导通，扳手电机9工作，当螺母打滑的紧急情况下，松开紧急制动按钮，切断电源，扳手电机9停止工作。见图2，上述力矩传感器1为应变片式力矩传感器，其包括应变电桥以及外围电路，应变电桥其中两个接点电连接滤波电路，另一个接点通过可变电阻连接5V电源，另一个接点接地，调节可变电阻可对检测灵敏度进行调节。力矩传感器1和滤波电路2之间还可电连接有微功耗仪表放大器(图未示)，该微功耗仪表放大器的型号为AD627，用于放大力矩传感器1的模拟信号。另，本实施例的模数转换器的型号为ADS7822；单片机的型号为AT89S51，与单片机4连接的还有电压基准稳压器(图未示)，该电压基座稳压器用于给单片机4提供稳压电源，其型号为REF198。单片机大致的逻辑控制流程见图3，其内部涉及的程序为本领域技术人员所熟知的现有技术，本领域技术人员只需按照本逻辑控制流程出发，即可编出多种程序，软件程序非设计要点。本技术的电动力矩扳手的力矩控制主要通过智能化采集输入力矩值，然后与目标力矩信号进行对比判断，程序化控制扳手定力矩工作，当扳手输出力矩值达到目标值时自动切断电机电源。见图4，大致步骤如下：1)上电复位，通过键盘往单片机内输入对应螺栓所需力矩值，即目标力矩值；2)力矩传感器检测电动扳手的电机输出轴力矩为零，继电器闭合，电机通电，将电动扳手头对准螺栓后启动旋转；3)力矩传感器实时检测电机输出轴的输出力矩值，不断生产模拟信号，模数转换器将模拟信号实时转换为数字信号并传给单片机，在单片机内，输出力矩值与目标力矩值进行逻辑比较，同时将输出力矩值与目标力矩值通过显示器显示；4)当输出轴力矩值大于或等于目标力矩值时，单片机向继电器送出电流，继电器的常闭触点受电打开，电机断电。利用力矩传感器1实时测量电机M的输出力矩值，比通过转速、电流、电压等数据定力矩更准确；利用模数转换器3对力矩传感器1的测量信号转换为数字信号，利用键盘6输入工作所需要的力矩值，利用液晶显示器7显示力矩传感器1测量的力矩值与键盘6所输入的力矩值。单片机4主要用于采集力矩传感器1经模数转换器3转换的实测力矩值，存储经由键盘6输入的目标力矩值，逻辑判断测量值与目标值之间的关系，控制继电器7实现对电机M电源的通断控制。继电器7节点开关是由其控制的一对常闭节点开关，当单片机4判断实测力矩值大于目标值时，发出控制指令，让继电器7得电吸合，常闭节点开关断开，切断电源，实现对螺母的一次性定力矩紧固。综上所述，本技术的基于单片机的智能电动力矩扳手，通过引进力矩传感器和单片机等测控模块实现了对电动扳手的定力矩操控，免去了现有螺栓紧固过程因功能不齐全需要切换扳手与力矩扳手的情况，系统整体结构功能模块化，操作方便，易于检修升级，极大的提高了工作效率。其使用效果有：1)动态显示电机工作时的实时扭矩值，并将扭矩值本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单片机的智能电动力矩扳手，其包括电动扳手，其特征在于其还包括力矩测控装置，所述力矩测控装置包括：力矩传感器，滤波电路，模数转换器，单片机，继电器，键盘，以及显示器，其中，力矩传感器安装在电动扳手的电机输出轴上，用于检测电机输出轴的输出力矩值，并产生相应的模拟信号；滤波电路用于将力矩传感器传出的模拟信号进行滤波防干扰；模数转换器电连接在滤波电路与单片机之间，用于将力矩传感器送出的模拟信号转换为数字信号，并送给单片机；单片机还与继电器电连接，单片机内存储每次工作输入的目标力矩值，当收到的输出力矩值大于目标力矩值时，控制继电器的常闭触点打开；继电器的常闭触点连接在电机电源与扳手电机之间；键盘与单片机电连接，用于输入变更目标力矩值；显示器与单片机电连接，用于显示电动扳手的输出力矩值以及单片机存储的目标力矩值。

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机的智能电动力矩扳手，其包括电动扳手，其特征在于其还包括力矩测控装置，所述力矩测控装置包括：力矩传感器，滤波电路，模数转换器，单片机，继电器，键盘，以及显示器，其中，力矩传感器安装在电动扳手的电机输出轴上，用于检测电机输出轴的输出力矩值，并产生相应的模拟信号；滤波电路用于将力矩传感器传出的模拟信号进行滤波防干扰；模数转换器电连接在滤波电路与单片机之间，用于将力矩传感器送出的模拟信号转换为数字信号，并送给单片机；单片机还与继电器电连接，单片机内存储每次工作输入的目标力矩值，当收到的输出力矩值大于目标力矩值时，控制继电器的常闭触点打开；继电器的常闭触点连接在电机电源与扳手电机之间；键盘与单片机电连接，用于输入变更目标力矩值；显示器与单...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘嘉，何位经，李宏士，陈冲，谭进忠，邰思博，李光生，韦湘，陈志杰，李秉刚，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司南宁供电局，
类型：新型
国别省市：广西,45