智能数显扭矩起子制造技术

本实用新型专利技术公开了智能数显扭矩起子，它包括起子本体、扭矩检测装置和信号转换装置；所述起子本体包括螺丝刀头，所述螺丝刀头安装在起子杆轴的前端，所述起子杆轴通过锁紧螺母固定安装在手柄的前端；所述扭矩检测装置包括第一电阻应变计、第二电阻应变计、第三电阻应变计和第四电阻应变计，其中所述第二电阻应变计和第四电阻应变计贴在起子杆轴上并与杆轴线成135度角；所述第一电阻应变计和第三电阻应变计贴在起子杆轴上并与杆轴线成45度角；四个所述电阻应变计均布在起子杆轴的外缘。此起子能够精确的显示在拧紧螺钉过程中的扭矩，进而满足精密仪器的螺钉拧紧作业。

Intelligent digital display torque

The utility model discloses an intelligent digital torque screwdriver, which comprises a driver body, torque detecting device and signal conversion device; the screwdriver comprises a screwdriver head, the screwdriver head is mounted on the front end of the screwdriver rod shaft, the shaft through the screwdriver rod is fixed on the front end of the handle locking nut; detection device the torque includes a first resistance strain gauge, the resistance strain gauge, 3 strain gauge and 4 resistance strain gauge, wherein the resistance strain gauge and 4 resistance strain gauge on the screwdriver rod shaft and rod axis degree of 135; the first resistance strain gauge and 3 the resistance strain gauge on the screwdriver rod shaft and rod axis angle of 45 degrees; 4 the resistance strain gauge is evenly distributed on the outer edge of the screwdriver rod shaft. This screwdriver can accurately display the torque in the process of tightening screws, and then meet the screw tightening operation of precision instruments.

【技术实现步骤摘要】
智能数显扭矩起子
本技术涉及起子
，具体涉及一种能够显示扭矩的起子，适用于高精度精密仪器的螺钉安装。
技术介绍
随着我国机械行业整体技术装备水平的提高，在许多仪器设备制造中，特别是精密仪器制造中，对作为基本联接件的螺钉使用提出较高的要求，即必须控制和知道扭矩的大小。现有的办法仅是凭手感觉和经验，无法精确控制和知道扭矩的大小，针对这种情况设计出一种能精确测量扭矩的起子，该种起子精度高，抗干扰性好。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一中智能数显扭矩起子，此起子能够精确的显示在拧紧螺钉过程中的扭矩，进而满足精密仪器的螺钉拧紧作业。为了解决上述技术问题，本技术提出以下技术方案：智能数显扭矩起子，它包括起子本体、扭矩检测装置和信号转换装置；所述起子本体包括螺丝刀头，所述螺丝刀头安装在起子杆轴的前端，所述起子杆轴通过锁紧螺母固定安装在手柄的前端；所述扭矩检测装置包括第一电阻应变计、第二电阻应变计、第三电阻应变计和第四电阻应变计，其中所述第二电阻应变计和第四电阻应变计贴在起子杆轴上并与杆轴轴线成135度角；所述第一电阻应变计和第三电阻应变计贴在起子杆轴上并与杆轴轴线成45度角；四个所述电阻应变计均布在起子杆轴的外缘；所述信号转换装置包括第一信号放大电路，所述第一信号放大电路的输入端与扭矩检测装置的电压信号输出端相连，所述第一信号放大电路的输出端与检波电路相连，所述检波电路与第二信号放大电路的输入端相连，所述第二信号放大电路的输出端与滤波电路相连，所述滤波电路与第三信号放大电路相连，所述第三信号放大电路输出直流信号，直流信号通过A/D转换器与液晶显示器相连。所述手柄的尾部水平插装有加力杆。所述第一电阻应变计、第二电阻应变计、第三电阻应变计和第四电阻应变计之间通过线路相连构成电桥结构，并通过共桥电源提供电压。所述第一电阻应变计、第二电阻应变计、第三电阻应变计和第四电阻应变计的型号和阻值相同。所述第一信号放大电路、第二信号放大电路和第三信号放大电路都采用ICL7650高增益放大器。所述A/D转换器采用ADC0809型号转换器。本技术有如下有益效果：通过采用上述的装置能够将起子拧紧作业过程中所。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。图1为本技术的整体结构示意图。图2为本技术的扭矩检测装置在杆轴上的布置结构示意图。图3为本技术的扭矩检测装置构成电桥的结构示意图。图4为本技术的信号转换装置结构示意图。图5为本技术的起子轴杆受力分析原理图。图中：螺丝刀头1、起子杆轴2、扭矩检测装置3、锁紧螺母4、手柄5、加力杆6、共桥电源7、第一信号放大电路8、检波电路9、第二信号放大电路10、滤波电路11、第三信号放大电路12、A/D转换器13、液晶显示器14；第一电阻应变计301、第二电阻应变计302、第三电阻应变计303、第四电阻应变计304。具体实施方式下面结合附图对本技术的实施方式做进一步的说明。如图1-4，智能数显扭矩起子，它包括起子本体、扭矩检测装置3和信号转换装置；进一步的，所述起子本体包括螺丝刀头1，所述螺丝刀头1安装在起子杆轴2的前端，所述起子杆轴2通过锁紧螺母4固定安装在手柄5的前端；进一步的，所述扭矩检测装置3包括第一电阻应变计301、第二电阻应变计302、第三电阻应变计303和第四电阻应变计304，其中所述第二电阻应变计302和第四电阻应变计304贴在起子杆轴2上并与杆轴轴线成135度角；所述第一电阻应变计301和第三电阻应变计303贴在起子杆轴2上并与杆轴轴线成45度角；四个所述电阻应变计均布在起子杆轴2的外缘；进一步的，所述信号转换装置包括第一信号放大电路8，所述第一信号放大电路8的输入端与扭矩检测装置3的电压信号输出端相连，所述第一信号放大电路8的输出端与检波电路9相连，所述检波电路9与第二信号放大电路10的输入端相连，所述第二信号放大电路10的输出端与滤波电路11相连，所述滤波电路11与第三信号放大电路12相连，所述第三信号放大电路12输出直流信号，直流信号通过A/D转换器13与液晶显示器14相连。进一步的，所述手柄5的尾部水平插装有加力杆6。进一步的，所述第一电阻应变计301、第二电阻应变计302、第三电阻应变计303和第四电阻应变计304之间通过线路相连构成电桥结构，并通过共桥电源7提供电压。进一步的，所述第一电阻应变计301、第二电阻应变计302、第三电阻应变计303和第四电阻应变计304的型号和阻值相同。进一步的，所述第一信号放大电路8、第二信号放大电路10和第三信号放大电路12都采用ICL7650高增益放大器。进一步的，所述A/D转换器13采用ADC0809型号转换器。本技术的工作过程和工作原理：一、圆杆受力分析起子在使用时主要受扭矩作用。杆轴在扭矩作用下，轴将产生变形，轴上会有应力和应变产生。受扭圆杆截面产生的应力如图5中（a）。此剪应力是按照直线规律变化的，在轴的表面处最大，而在中心处为零。现用通过圆轴的径向截面和两个横截面从圆杆表面上取出一个单元体A来研究，如图5中（b），单元体在与杆轴成45°和135°的斜面上，只有法向应力。此法向应力为主应力，其数值等于剪应力。截下一个如图5中（b）所示的应力体B，此应力体在一个方向上受拉伸，另一个方向上受压缩。因此圆杆扭转时，在杆的表面处将用最大拉应力σ1和压应力σ2。由材料力学可知：τJ=GγJ=Mρ/IJ（1）式中：τJ为剪应力；γJ为剪应变；IJ为极惯性矩；ρ为圆杆半径；G为剪切弹性模量；M为扭矩，所以：γJ=Mρ/GIJ（2）由式（2）可知，圆杆在纯扭转变形时，如半径ρ值给定，则扭矩M与剪应变成正比。二、电阻应变计的测量原理将4个同型号同阻值的电阻应变计按图2所示进行布成置；R2、R4贴在与杆轴轴线成135°，R1、R3贴在与杆轴轴线成45°。图2为起子杆轴表面的展开图，2πρ为表面周长。起子杆轴扭转时，应变计产生的应变与轴产生的应变相同，并在轴的同一截面上，R1、R3产生拉应变，R2、R4产生压应变，拉、压应变的绝对值相等，各应变计上的应变分别为：ε1=ε3=εM+εT（3）ε2=ε4=-εM+εT（4）式中：ε1，ε2，ε3，ε4分别为应变计R1、R3、R2、R4的应变值；εT表示温度变化引起的应变；εM表示扭矩变化引起的应变。应变与电阻相对变化的关系为：ΔR/R=Kε（5）4个应变计的电阻选用同型号、同阻值的，所以电阻相对变化为：ΔR1/R=ΔR3/R=K(εM+εT)（6）ΔR2/R=ΔR4/R=K(-εM+εT)（7）式中：R为电阻应变计的电阻值；K为电阻应变计的灵敏系数，把4个电阻应变计连成如图3所示的电桥形式。若共桥电压为U0，此时电桥的输出电压为：UY=U0/4（ΔR1/R-ΔR2/R+ΔR3/R-ΔR4/R)=U0K（8）γJ=U0KMρ/GIJ（9）由上式可知，通过测量电桥输出电压UY就可知被测扭矩M的大小。并且由于是全桥工作，不仅消除了温度应变的影响，还提高了灵敏度，所以该种设计精度高，抗干扰性好。三、数显起子的工作原理将杆轴设计成起子，并在起子杆轴处按图2所示贴上4个电阻应变计，按图3所示接成电桥，即接成全桥形式。当起子工作时，外力矩本文档来自技高网...

【技术保护点】
智能数显扭矩起子，其特征在于：它包括起子本体、扭矩检测装置（3）和信号转换装置；所述起子本体包括螺丝刀头（1），所述螺丝刀头（1）安装在起子杆轴（2）的前端，所述起子杆轴（2）通过锁紧螺母（4）固定安装在手柄（5）的前端；所述扭矩检测装置（3）包括第一电阻应变计（301）、第二电阻应变计（302）、第三电阻应变计（303）和第四电阻应变计（304），其中所述第二电阻应变计（302）和第四电阻应变计（304）贴在起子杆轴（2）上并与杆轴轴线成135度角；所述第一电阻应变计（301）和第三电阻应变计（303）贴在起子杆轴（2）上并与杆轴轴线成45度角；四个所述电阻应变计均布在起子杆轴（2）的外缘；所述信号转换装置包括第一信号放大电路（8），所述第一信号放大电路（8）的输入端与扭矩检测装置（3）的电压信号输出端相连，所述第一信号放大电路（8）的输出端与检波电路（9）相连，所述检波电路（9）与第二信号放大电路（10）的输入端相连，所述第二信号放大电路（10）的输出端与滤波电路（11）相连，所述滤波电路（11）与第三信号放大电路（12）相连，所述第三信号放大电路（12）输出直流信号，直流信号通过A/D转换器（13）与液晶显示器（14）相连。...

【技术特征摘要】
1.智能数显扭矩起子，其特征在于：它包括起子本体、扭矩检测装置（3）和信号转换装置；所述起子本体包括螺丝刀头（1），所述螺丝刀头（1）安装在起子杆轴（2）的前端，所述起子杆轴（2）通过锁紧螺母（4）固定安装在手柄（5）的前端；所述扭矩检测装置（3）包括第一电阻应变计（301）、第二电阻应变计（302）、第三电阻应变计（303）和第四电阻应变计（304），其中所述第二电阻应变计（302）和第四电阻应变计（304）贴在起子杆轴（2）上并与杆轴轴线成135度角；所述第一电阻应变计（301）和第三电阻应变计（303）贴在起子杆轴（2）上并与杆轴轴线成45度角；四个所述电阻应变计均布在起子杆轴（2）的外缘；所述信号转换装置包括第一信号放大电路（8），所述第一信号放大电路（8）的输入端与扭矩检测装置（3）的电压信号输出端相连，所述第一信号放大电路（8）的输出端与检波电路（9）相连，所述检波电路（9）与第二信号放大电路（10）的输入端相连，所述第二信号放大电路（10）的输出端与滤波电路（11）相连，所述滤波电路（...

【专利技术属性】
技术研发人员：晏红，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42