一种容栅式传感器扭矩扳手制造技术

一种容栅式传感器扭矩扳手，它包括扭矩扳手头部，扭矩扳手头部在连接部与传力杆的一端通过转轴结构连接，传力杆的另一端为平面端，顶杆通过前端的凸起部与传力杆的平面端接触式连接，顶杆的后端与弹簧的一端连接，弹簧的另一端与固定机构连接，固定机构用于使弹簧的末端固定在一个特定的位置，在扭矩扳手头部的连接部设有容栅式传感器；传力杆的前端在通过转轴结构与扭矩扳手头部的连接部连接后，传力杆前端的延长端设置在容栅式传感器的感应部中。本发明专利技术的目的在于解决上述现有技术中的不足，提供了一种智能扭矩扳手，具有精度高，量程范围大，能够准确控制扭矩值以及实时显示等特点，能够满足自动化生产中的需求。

A kind of capacity grid sensor torque wrench

【技术实现步骤摘要】
一种容栅式传感器扭矩扳手
本专利技术属于机械设备领域，具体涉及一种扭矩扳手。
技术介绍
扭矩扳手是一种能够实时反馈拧紧力矩的专用工具，可以施加比较准确的拧紧力矩，在工程上的一些场合，扭矩扳手起着至关重要的作用。输电杆塔的组立要求，初装时就应使用扭矩扳手，连接螺栓应逐个紧固，螺栓连接使用扭扳手须达到扭矩值，以将“预紧力”引入紧固件内。通过观察螺栓扭矩值来控制螺栓紧固的可靠性。当施加到连接螺栓的扭矩超出一定的扭矩水平时，连接螺栓轴向拉伸。这种轴向拉伸导致螺栓与螺母中的预紧力，该预紧力将输电杆塔与地基连在一起。因此要求所用的扭矩扳手可以控制或显示扭矩的大小，从而能精确的控制拧紧螺栓的扭矩值，保证输电杆塔长期可靠的工作。扭矩扳手种类很多，主要分为机械式和智能式，例如授权公告号为CN206216578U的专利文献公开了一种扭矩扳手，它主要包括端部设置的扳手主体；设置在扳手主体内且一端与工具头连接的扭矩应变杆；扭矩传感器，扭矩传感器设置在扭矩应变杆上以检测从工具头传递至扭矩应变杆上的扭矩值；角度传感器，所述角度传感器设置在扳手主体内以检测工具头和扳手主体的水平角度；电路板装置，所述电路板装置设置在扳手主体内以检测到的扭矩信号和角度信号进行处理，它可以实时显示精确的转矩和角度值和报警操作，实现扭矩扳手的转矩值和角度值数据远程管理和随时修正。机械式扭矩扳手价格低，坚固耐用，但是扭矩控制精度低，扭矩范围有限，且扭矩数值不能准确控制及实时显示，所以不能保证所拧螺栓的联结可靠性。目前，扭矩扳手的研究大多集中于兼具定值报警和过载失效功能的智能数显式扭矩扳手。现有的扭矩扳手具有技术成熟、性能稳定，操作界面人性化，数据处理功能强等优点，但是智能扭矩扳手系统包含电子标签，扭矩扳手，信息管理软件等，通过一系列的智能芯片完成所需功能。同类的扭矩扳手均存在结构复杂的问题。同时市场上的扭矩扳手存在着精度和价格难两全的困境，精度较高的扳手通常是数显式扭矩扳手，进口产品居多，价格普遍较高，价格较低的多为结构简单的指针式扭矩扳手，其精度低，量程范围小，无法在实际复杂工况下操作，难以满足使用要求。这也是扭矩扳手在相关领域应用不够广泛的原因。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术中的不足，提供了一种智能扭矩扳手，一方面能很好的将扳手的扭矩通过容栅式传感器检测，另一方面能很好的解决现有扭矩扳手在使用过程中，预紧弹簧容易发生永久变形，紧固扭矩容易发生变化，精度得不到保证的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提出如下技术方案：一种容栅式传感器扭矩扳手，它包括扭矩扳手头部，扭矩扳手头部在连接部与传力杆的一端通过转轴结构连接，传力杆的另一端为曲面端，顶杆通过前端的凸起部与传力杆的曲面端接触式连接，顶杆的后端与弹簧的一端连接，弹簧的另一端与固定机构连接，固定机构用于使弹簧的末端固定在一个特定的位置，在扭矩扳手头部的连接部设有容栅式传感器；传力杆的前端在通过转轴结构与扭矩扳手头部的连接部连接后，传力杆前端的延长端设置在容栅式传感器的感应部中。还包括主体外套筒，扭矩扳手头部的连接部、传力杆、顶杆、弹簧均设置在主体外套筒中，扭矩扳手头部的连接部与传力杆通过第一圆柱销可转动式连接，在第一圆柱销的两侧分别第二圆柱销、第三圆柱销，第二圆柱销设置于于扭矩扳手头部的连接部且靠近扭矩扳手头部的位置，第三圆柱销设置于传力杆上，扭矩扳手头部通过第二圆柱销与扭矩扳手主体外套筒连接，传力杆通过第三圆柱销与扭矩扳手主体外套筒连接。还包括内套筒，弹簧、弹簧与顶杆的连接处均设置在内套筒中，定位螺母将顶杆、弹簧、主体外套筒、内套筒固定连接，这样以限制顶杆的径向转动。所述弹簧的末端设有压力传感器，弹簧可将前端承受的压力传递给压力传感器。所述固定机构包括设置在主体外套筒中的调节杆，在调节杆与弹簧的端部之间设有压力传感器，压力传感器的连接部与调节杆的端部接触式连接，圆柱套筒限制调节杆的径向移动，第四圆柱销限制圆柱套筒的轴向移动。在扭矩扳手主体外套筒的末端设有螺纹，扭矩扳手主体外套筒的外螺纹与调节手柄的内螺纹连接，通过手动旋转调节手柄至外套筒表面标注的挡位刻度线处，以实现档位的调节。在内套筒外套设有调节手柄，调节手柄末端设有锁止机构。上述锁止机构包括螺帽，螺帽与调节手柄的末端螺纹连接。一种扭矩检测方法，它包括传力杆，传力杆的前端设置在传感器的感应部中，传力杆的末端与顶杆的前端活动式连接，顶杆的后端与弹簧的一端连接，弹簧的另一端与固定机构连接，固定机构用于使弹簧的末端固定在一个特定的位置；在使用时，采用以下步骤：1)在初始状态时，弹簧产生一定的预紧力，通过顶杆将预紧力传递给传力杆，该预紧力使得弹簧、顶杆、传力杆位于同一直线上；2)在施加扭矩后，当扭矩值大于弹簧预紧力时，传力杆14绕第三圆柱销转动产生径向运动，弹簧被进一步压缩；3)传感器检测传力杆前端的位移和/或面积，产生电信号，该电信号转化为扭矩值输出。采用上述技术方案，所带来的技术效果为：本专利技术的头部安装有棘轮和换向装置，可以使设备进行双向操作。操作人员根据扭矩值，旋转扭矩等级调节装置，由于调节杆与扭矩等级调节装置通过垫片、螺栓相连接，即手动旋转扭矩等级调节装置，调节杆相应的在内套筒中径向向前或向后运动，以此压缩和放松弹簧，使该等级扭矩区间适应于该螺栓直径所需扭矩，可以相应增大扭矩扳手的测量值范围，相对于依据人工经验，扭矩扳手采用容差式传感器，可以提高拧紧的精度。本专利技术使用方便，可降低劳动强度，提高施工效率；现有扭矩扳手在使用过程中，预紧弹簧容易发生永久变形，紧固扭矩容易发生变化，精度得不到保证，操作人员往往不知道紧固扭矩已经发生变化，在作业中产生严重的后果，只有依靠定期校准保证精度的正确传递。另一方面，现有扭矩扳手大多采用应变片扭矩传感器与非接触式扭矩传感器，但是应变片扭矩传感器用导电滑环将旋转体上的应变桥的桥压输入及检测到的应变信号输出在旋转部分与静止部分传递，由于导电滑环属于摩擦接触，从而不可避免地存在着摩擦并发热，因而限制了导电滑环的寿命，同时易受现场电磁波的干扰，而非接触式扭矩传感器接触摩擦造成磨损，寿命较短，且传感器的稳定性较差，与此同时，两者是一个独立的单元，占用空间大，且量程范围一定，不可以调节，即限制了扭矩扳手的量程。我们的专利主要解决的技术缺陷是预紧弹簧的检定与校准和传感器的工作稳定性，同时容栅式传感器与扭矩扳手结构组成整体，节约空间，并且容栅式传感器与扭矩扳机械结构组成一个系统，可以增大扭矩扳手的量程。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术的扭矩扳手外形轮廓图；图2为本专利技术的扭矩扳手外部结构图；图3为本专利技术的扭矩扳手内部结构图；图4为本专利技术的扭矩扳手主体头部结构示意图；图5为本专利技术的扭矩扳手主体头部外形轮廓图；图6为本专利技术的扭矩扳手头部剖视图；图7为本专利技术的扭矩扳手内部原理图；图8为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种容栅式传感器扭矩扳手，其特征在于：它包括扭矩扳手头部（1），扭矩扳手头部（1）在连接部与传力杆（14）的一端通过转轴结构连接，传力杆（14）的另一端为曲面端，顶杆（15）通过前端的凸起部与传力杆（14）的曲面端接触式连接，顶杆（15）的后端与弹簧（17）的一端连接，弹簧（17）的另一端与固定机构连接，固定机构用于使弹簧（17）的末端固定在一个特定的位置，在扭矩扳手头部（1）的连接部设有容栅式传感器；传力杆（14）的前端在通过转轴结构（13）与扭矩扳手头部（1）的连接部连接后，传力杆（14）前端的延长端设置在容栅式传感器的感应部中。/n

【技术特征摘要】
1.一种容栅式传感器扭矩扳手，其特征在于：它包括扭矩扳手头部（1），扭矩扳手头部（1）在连接部与传力杆（14）的一端通过转轴结构连接，传力杆（14）的另一端为曲面端，顶杆（15）通过前端的凸起部与传力杆（14）的曲面端接触式连接，顶杆（15）的后端与弹簧（17）的一端连接，弹簧（17）的另一端与固定机构连接，固定机构用于使弹簧（17）的末端固定在一个特定的位置，在扭矩扳手头部（1）的连接部设有容栅式传感器；传力杆（14）的前端在通过转轴结构（13）与扭矩扳手头部（1）的连接部连接后，传力杆（14）前端的延长端设置在容栅式传感器的感应部中。


2.根据权利要求1所述的容栅式传感器扭矩扳手，其特征在于：还包括主体外套筒（24），扭矩扳手头部（1）的连接部、传力杆（14）、顶杆（15）、弹簧（17）均设置在主体外套筒（24）中，扭矩扳手头部（1）的连接部与传力杆（14）通过第一圆柱销（13）可转动式连接，在第一圆柱销（13）的两侧分别第二圆柱销（10）、第三圆柱销（28），第二圆柱销（10）设置于于扭矩扳手头部的连接部且靠近扭矩扳手头部的位置，第三圆柱销（28）设置于传力杆（14）上，扭矩扳手头部（1）通过第二圆柱销（10）与扭矩扳手主体外套筒（24）连接，传力杆（14）通过第三圆柱销（28）与扭矩扳手主体外套筒（24）连接。


3.根据权利要求2所述的容栅式传感器扭矩扳手，其特征在于：还包括内套筒（23），弹簧（17）、弹簧（17）与顶杆（15）的连接处均设置在内套筒（23）中，定位螺母（16）将顶杆（15）、内套筒（23）固定连接。


4.根据权利要求1至3所述的容栅式传感器扭矩扳手，其特征在于：所述弹簧（17）的末端设有压力传感器，弹簧（17）可将前端承受的压力传递给压力传感器。


5.根据权利要求3所述的容栅式传感器扭矩扳手，其特征在于：所述固定机构包括设置在主体外套筒（24）中的调节杆（21），在调节杆（21）与弹簧（17）的端部之间设有压力传感器（...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵美云，殷云辉，何钱，李伟，田森，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42