一种多功能精密数控电动螺丝批及其使用方法技术

本发明专利技术属于螺丝拧紧工具技术领域，具体涉及一种多功能精密数控电动螺丝批，包括壳体、储能装置、控制装置、检测装置、驱动装置和输出轴组件，储能装置、控制装置、检测装置、驱动装置、输出轴组件均卡置于壳体内部，驱动装置的两端分别通过第一轴承、第二轴承与壳体的内部卡接，输出轴组件与驱动装置的输出端连接，检测装置与驱动装置的表面连接。该螺丝批能够动态监测螺丝批的扭矩，检测精度高，并对螺丝批的工作进行动态调节，避免扭矩超限，增加其工作的稳定性，延长其使用寿命。此外，还提供了一种该螺丝批的使用方法，以提高其工作的稳定性和效率。本电动螺丝批还可作为数显扭矩手动螺丝批或便携式扭矩检测仪使用。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能精密数控电动螺丝批及其使用方法
本专利技术属于螺丝拧紧工具
，具体涉及一种多功能精密数控电动螺丝批及其使用方法。
技术介绍
随着中国汽车、航天、机械、电子产品、手机等行业的快速发展，对于各种紧密机械零部件的装配要求越来越高，螺丝批是用于拧螺丝的重要工具，在各种装配过程中得以广泛使用，因此提升拧紧工具的自动化程度成为了当务之急。同时，在对螺丝批实现自动化控制的同时，对螺丝批的力矩控制精度及智能要求也相应提升。另外，由于现场工作中需要对一些已经拧紧的螺丝进行扭矩复核，或者拆卸时进行扭矩校验，因此对便携式扭矩检测仪的需求应运而生。目前市面上的电动工具对输出扭矩的控制分为以下几种类型：1.机械触发式：该方式采用经典的弹簧式预调节离合器，离合器在抵达所需扭矩时开始打滑或者通过机械机构触发电路进行停机，原理简单，应用广泛。但是打滑的结构在抵达扭矩值时，会重复进入离与合的状态，不断输出冲击的动作，扭矩值实际上在不断增加。而机械触发电路停机的机构，虽然不会重复进入离与合的状态，但是依然不够灵敏和准确。相对后几种方式来说，仍然存在装置相对复杂，调节范围有限、控制精度低、小扭矩无法实现、稳定性差、体积大、噪音大、有磨损等缺陷，例如专利CN203438139U、CN203449227U、CN201295892Y。2.电机负载电流检测式：通过检测电机回路的负载电流的变化(正常运转的电机受到阻力，负载电流会增加，有一定的线性关系)，间接判断当前受到的转动阻力矩，也即输出扭矩。此方法无需增加机械零部件，成本低廉，但此方法在小扭矩应用场景，尤其是重复拧紧或者拆卸螺丝时，因电机自身启动电流往往很大，掩盖了真实负载引起的电流变化，因此控制精度不高。此外，传动机构的磨损也会让电机的负载电流发生改变，因此负载电流无法作为准确的参考。例如相关专利和文书CN208084248U、CN103264370B、CN105269508A。3.惯性制动式:通过控制转动惯量的大小，让螺丝在统计上相对稳定的自由减速时间内停下时，从而获得所需的扭矩。此方式也无需增加机械零部件，但是受到摩擦条件、材料特性和转速控制精度的影响，不能做到精确拧紧，尤其是小扭矩的控制。例如专利CN101466501B。4.扭矩直接测量式：通过直接测量弹性体的弹性变形获得相应的扭矩。相对以上所有的方式，这种方式对测试元件的精度和电路的精度的要求较高，理论上测量更为精确。例如专利CN208528492U，甚至附加了角度测量装置，以精确控制所转圈数，但这个结构相对较大，不便于手持和微型自动化生产线。CN202331115U、CN206344072U、CN110370212A、CN106078597A这些专利描述了相似的基本原理，没有可供参考的具体数据和具体实施方案，还需要创造性的劳动才能具体实施。专利CN103934673B的方案相对具体但是该方案对微小扭矩的测量有难度，测量的精度低，且整体设备结构复杂，体积大，笨重，不便于携带，不便于市场推广普及，具体在在本申请的
技术实现思路
中进行对比描述。综上可知，相关技术存在缺陷，亟待完善。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种多功能精密数控电动螺丝批，能够动态监测螺丝批的扭矩，检测精度高，并对螺丝批的工作进行动态调节，避免扭矩超限，增加其工作的稳定性，延长其使用寿命，而且可以作为数显扭矩手动螺丝批或便携式扭矩检测仪使用。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种多功能精密数控电动螺丝批，包括壳体、储能装置、控制装置、检测装置、驱动装置和输出轴组件，所述储能装置、所述控制装置、所述检测装置、所述驱动装置、所述输出轴组件均卡置于所述壳体内部，所述驱动装置的两端分别通过第一轴承、第二轴承与所述壳体的内部卡接，所述输出轴组件与所述驱动装置的输出端连接，所述检测装置与所述驱动装置的表面连接，所述检测装置包括第一卡块、第二卡块、弹性体和感应器，所述感应器设置于所述弹性体，所述第一卡块、所述第二卡块分别与所述弹性体的两端连接，所述第一卡块与所述驱动装置的表面卡接，所述第二卡块卡置于所述壳体的内壁，所述储能装置、所述感应器、所述驱动装置均与所述控制装置电连接。在实际应用中，检测装置优先设置在驱动装置的后端，基于这种结构设计，检测装置不必为了避让输出轴组件而不得不设计成同轴的空心体，而是可以方便地缩小，检测装置中的弹性体可以设计成处于扭转中轴线的一个狭长扁片，根据材料力学扭转刚度相关知识，扁平的弹性体扭转刚度显著小于筒状弹性体，从而其表面上粘贴的应变片将获得更大的变形量，输出更显著的差分信号，实现更精确的扭矩测量；同时，试验表明：宽度10.0毫米，厚度2.0毫米，热处理硬度HRC40度的弹簧钢片，两面各贴一片华兰海BF1000-3HA-E半桥应变片(感应器中的一种)，电桥电压2.5V时，在400Ncm的扭矩作用下，差分信号输出幅度为10.6mV。而同样的应变片，贴在与专利CN103934673B图示尺寸相宜的前置扭矩检测单元上，例如外径14.0毫米，0.5毫米壁厚的钢管件外侧，同样的扭矩只产生了1.1mV的差分信号(容易被环境信号干扰)，这个结果与扭转刚度理论是吻合的，因此本申请中的技术方案检测精度更高；同时本申请中的驱动装置的支撑结构，有别于专利CN103934673B的悬臂支撑，本申请中将整个驱动装置用双轴承支撑，可靠地径向卡置在壳体内、防止了冲击的工作环境下驱动装置对壳体的敲击和粗糙接触引起的测量误差，同时可让扭矩充分地作用在弹性体上，提高了测量的精度；第一轴承、第二轴承优选为深沟球轴承，这种结构设计使得驱动装置圆周可转动、轴向可滑动地卡置在壳体内；第一卡块、第二卡块上开孔或开槽，用于电机线缆或感应器连接线分别走线，降低干扰；控制装置兼具依照目标力矩值拆卸或拧紧、圈数监控、电机锁定、力矩显示、电流监控、温度监控、充电控制、工况数据记录等程序功能，控制装置还设置有LED、蜂鸣器、振动器等等，其中LED用于输出轴组件的工作照明和视觉上的反馈，蜂鸣器在使用中可提供听觉上的反馈，振动器在使用中可提供触觉上的反馈；在工作中，将输出轴组件与需要拧动的螺丝配合；接着通过控制装置控制驱动装置启动工作；驱动装置的输出端转动，带动输出轴组件转动；输出轴组件带动螺丝转动时，受到来自螺丝的反作用阻力，这个反作用阻力通过输出轴组件传递到驱动装置；驱动装置在反作用阻力的作用下沿着第一轴承、第二轴承发生周转；与驱动装置的表面卡接的第一卡块被带动发生同步周转；与第一卡块连接的弹性体被第一卡块带动发生扭转；设置在弹性体上的感应器实时监测到弹性体的扭转量，并将监测到的信息实时地传递到控制装置；控制装置对信息进行处理，并根据处理的结果实时地对驱动装置的工作状态进行调控，避免扭矩超限，使得螺丝批在工作中更加稳定；同时控制装置对信息进行处理，得出实时的输出扭矩，并将输出扭矩实时地在显示屏上显示出来，便于对螺丝批的工作状态进行实时地监控；该螺丝批能够动态监测螺丝批的扭矩，并对螺丝批的工作进行动态调节，避免扭矩超限；同时实现了微本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能精密数控电动螺丝批，其特征在于：包括壳体(1)、储能装置(2)、控制装置(3)、检测装置(4)、驱动装置(5)和输出轴组件(6)，所述储能装置(2)、所述控制装置(3)、所述检测装置(4)、所述驱动装置(5)、所述输出轴组件(6)均卡置于所述壳体(1)内部，所述驱动装置(5)的两端分别通过第一轴承(7)、第二轴承(8)与所述壳体(1)的内部卡接，所述输出轴组件(6)与所述驱动装置(5)的输出端连接，所述检测装置(4)与所述驱动装置(5)的表面连接，所述检测装置(4)包括第一卡块(41)、第二卡块(42)、弹性体(43)和感应器(44)，所述感应器(44)设置于所述弹性体(43)，所述第一卡块(41)、所述第二卡块(42)分别与所述弹性体(43)的两端连接，所述第一卡块(41)与所述驱动装置(5)的表面卡接，所述第二卡块(42)卡置于所述壳体(1)的内壁，所述储能装置(2)、所述感应器(44)、所述驱动装置(5)均与所述控制装置(3)电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种多功能精密数控电动螺丝批，其特征在于：包括壳体(1)、储能装置(2)、控制装置(3)、检测装置(4)、驱动装置(5)和输出轴组件(6)，所述储能装置(2)、所述控制装置(3)、所述检测装置(4)、所述驱动装置(5)、所述输出轴组件(6)均卡置于所述壳体(1)内部，所述驱动装置(5)的两端分别通过第一轴承(7)、第二轴承(8)与所述壳体(1)的内部卡接，所述输出轴组件(6)与所述驱动装置(5)的输出端连接，所述检测装置(4)与所述驱动装置(5)的表面连接，所述检测装置(4)包括第一卡块(41)、第二卡块(42)、弹性体(43)和感应器(44)，所述感应器(44)设置于所述弹性体(43)，所述第一卡块(41)、所述第二卡块(42)分别与所述弹性体(43)的两端连接，所述第一卡块(41)与所述驱动装置(5)的表面卡接，所述第二卡块(42)卡置于所述壳体(1)的内壁，所述储能装置(2)、所述感应器(44)、所述驱动装置(5)均与所述控制装置(3)电连接。


2.如权利要求1所述的多功能精密数控电动螺丝批，其特征在于：所述感应器(44)为应变片、光栅尺、磁栅尺、高灵敏度电感式位移探头、高灵敏度电容式位移探头或高灵敏度压电片。


3.如权利要求1所述的多功能精密数控电动螺丝批，其特征在于：所述储能装置(2)为镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池。


4.如权利要求1所述的多功能精密数控电动螺丝批，其特征在于：所述控制装置(3)为单片机或PLC。


5.如权利要求1所述的多功能精密数控电动螺丝批，其特征在于：所述控制装置(3)设置有显示屏(31)和开关(32)，所述显示屏(31)、所述开关(32)均贯穿所述壳体(1)，所述显示屏(31)、所述开关(32)均与所述控制装置(3)电连接。


6.如权利要求5所述的多功能精密数控电动螺丝批，其特征在于：所述开关(32)为按键开关或光电开关。


7.如权利要求1所述的多功能精密数控电动螺丝批，其特征在于：所述驱动装置(5)包括电机(51)和减速器(52)，所述输出轴组件(6)通过所述减速器(52)与所述电机(51)的输出端连接。


8.如权利要求1所述的多功能精密数控电动螺丝批，其特征在于：所述壳体(1)的后端设置有插头或插座；所述输出轴组件(6)的一端设置有批头(61)。


9.如权利要求1所述的多功能精密数控电动螺丝批，其特征在于：所述控制装置(3)还设置有LED、蜂鸣器和振动器，所述LED...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡微，潘明，
申请(专利权)人：胡微，潘明，
类型：发明
国别省市：河南;41