一种可监控扭矩和转角的套筒扳手智能转换接头，包括转换接头本体，所述转换接头本体上端为驱动方孔，下端为输出方榫，中间部分为柱体结构的弹性体，所述柱体结构的弹性体上设有一体化应变式扭矩传感器，弹性体外侧设有微电子检测电路及锂电池；所述转换接头本体下部与旋转臂配合设有编码器式转角传感器；所述扭矩传感器及编码器式转角传感器的输出信号经过调理电路接入所述微电子检测电路。采用本实用新型专利技术可对手动施扭过程中的扭矩和转角值进行实时检测、显示、控制以及灯光指示和语音提示，并对施扭作业数据保存和对外发送，实现对施扭作业的全过程监控以及作业质量的可追溯，可提高施扭作业效率，拓展扳手的适用范围。拓展扳手的适用范围。拓展扳手的适用范围。
【技术实现步骤摘要】
一种可监控扭矩和转角的套筒扳手智能转换接头
[0001]本技术涉及一种可监控扭矩和转角的套筒扳手智能转换接头，采用该智能转换接头可以实现手动施扭过程中对扭矩和转角的检测和控制。
技术介绍
[0002]螺纹联接被广泛应用各种机械结构中，是目前最常用的连接方式。螺纹联接的实质是通过将轴向预紧力（夹紧力）控制到适当范围，将两个或多个部件可靠的联接在一起，因此轴向预紧力是评价螺纹联接可靠性的重要指标。由于轴向预紧力是内力，目前还无法直接控制预紧力来装配螺纹联接，只能通过控制与其相关的参数：如扭矩法、扭矩
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转角法、螺栓屈服点法、螺栓伸长量法等，达到间接控制预紧力的目的。其中扭矩法和扭矩
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转角法是目前螺纹副施扭工艺中的主要方法。
[0003]扭矩法是应用最广的螺纹副紧固方法，是采用手动或电动等静扭扳手以一定角速率均匀地将螺纹副施扭到规定扭矩，该方法的影响因素较多，扭矩控制精度较差，优点是工具简单，操作方便。扭矩
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转角法是先将螺纹副施扭到一个较小的初始扭矩（贴合扭矩），再从此点开始施扭规定角度的施扭控制方法。该方法最大限度地消除了各种与摩擦系数有关的影响因素并可充分利用螺栓的承载能力，达到准确控制预紧力的目的，缺点是可采用的施扭工具较少。
[0004]装配线上使用的电动拧紧轴是目前最先进的拧紧工具，具有拧紧精度高，拧紧质量稳定，螺纹副相关摩擦系数对拧紧质量的影响小等优点，其缺点是：价格很高，控制系统复杂，无法便携式使用等。常用的数字式扭矩扳手是在扳手杆上作用力点敏感位置设置应变式测力传感器，得到施扭中的扭矩，经电子检测、数字运算将扭矩实时显示在液晶屏幕上，并可显示和保存扭矩峰值，精度较高，但不能对施扭扭矩在线监测，也不能进行施扭转角检测和控制。且由于被施扭螺纹副与扭矩检测不在同一中心轴线上，施力位置、用力方向和施扭平稳程度受人为因素影响较大，不易保证施扭质量。
[0005]中国专利技术专利201610566046.9公开了一种智能扭矩套筒，在套筒上设置扭矩传感器、模数转换器和单片机，有效实现了套筒自动组网、无线传输等功能，同时还可以数字显示和存储数据。其不足之处是一种套筒只能施扭一种螺母/螺栓，使用成本较高，且无转角检测和控制以及灯光指示和声音提示功能，功能单一。
[0006]螺纹副施扭作业中， 经常用到一种套筒扳手转换接头，其上部的驱动方孔连接施扭板杆上的方榫，下部的方榫与标准套筒的方孔相连，用于改变方孔和方榫尺寸以适应对不同规格螺纹副施扭，目前尚没有可监控扭矩和转角的套筒扳手智能转换接头,用于手动扳手的扭矩和转角监控。因此，通过一种转换工具，以一定的角速率平稳地且一次性将螺纹副施扭到位，得到一个精准的扭矩和转角值，实现按扭矩法和扭矩
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转角法施扭工艺施扭,对螺纹副装配来讲，无疑是极为方便和必要的。
技术实现思路
[0007]本技术针对现有技术不足，提出一种可监控扭矩和转角的套筒扳手智能转换接头，以智能转换接头形式，实现了手动施扭操作过程中扭矩和转角的实时检测和精确控制。
[0008]本技术采用的技术方案是：
[0009]在智能转换接头本体中间部位的外壳内设置有应变式扭矩传感器、微电子检测电路板和锂电池，在靠近输出方榫上部设置有转角传感器；所述的智能转换接头体上部的驱动方孔、下部的输出方榫与应变式扭矩传感器及转角传感器处于同一中心轴线上。
[0010]所述微电子检测电路板上包含：内含A/D转换器、数据运算单元、非易失数据存储器、液晶显示驱动器、多种串行接口的微处理器，扭矩和转角信号调理电路，液晶显示器，充电及电源管理电路，无线通讯模块，指示灯及其驱动电路，喇叭及其驱动电路等部分。
[0011]具体的，所述可监控扭矩和转角的套筒扳手智能转换接头，包括转换接头本体(10)，所述转换接头本体(10)上端设有驱动方孔(11)，下端设有输出方榫(12)，中间部分为柱体结构的弹性体(13)，在所述柱体结构的弹性体（13）上与其中心轴线成45度角方向均匀设置有多片应变片(14)，所述应变片组成测量电桥，构成与转换接头本体(10)一体的扭矩传感器(15)，在所述转换接头本体(10)的下部与旋转臂(43)配合设有编码器式转角传感器(40)；所述转换接头本体(10)的两圆盘内侧通过固定架(16)固定有微电子检测电路板(20)及锂电池(70)。所述驱动方孔(11)、输出方榫(12)、扭矩传感器(15)及转角传感器(40)处于同一中心轴线上。通过转换接头本体两圆盘，与其匹配设有非金属密封外壳（60，62），所述非金属密封壳上面和微电子检测电路的液晶显示器(24)对应位置设置有透明显示窗（61），与喇叭对应位置设置有网状传声孔。
[0012]进一步的，所述编码器式转角传感器(40)设置于转换接头本体(10)下部输出方榫(12)的上方，包括码盘(41)和读码器(42)，所述读码器(42)与码盘(41)配合设置于转换接头本体(10)下部的盒体内，读码器(42)固定于盒体的内壁，盒体下端敞口，并设有封盖(48)。码盘(41)与旋转臂(43)相固定并可沿智能转换接头本体(10)中心轴线呈360
°
转动，所述旋转臂(43)通过销轴（49）与上支撑臂(44)连接，上支撑臂(44)与中支撑臂(45)固定连接，中支撑臂(45)与下支撑臂(47)固定连接,下支撑臂(47)外套有软橡胶外套(46)；中支撑臂(45)为绝缘柔性材质，下支撑臂(47)为强磁体材质，目的是将下支撑臂与金属支撑件可靠固定，通过编码器式转角传感器(40)采集的转角值准确可靠。
[0013]所述的微电子检测电路（20）包括微处理器(21)，液晶显示器(24)，无线通讯模块(28)，扭矩指示灯(33)、转角指示灯（34）和角速率指示灯(35)以及指示灯驱动电路(22)，喇叭(36)以及喇叭驱动模块(23)，充电及电源管理电路(26)；扭矩传感器(15) 输出的电压信号经扭矩信号调理电路(27)接入微处理器(21)，转角传感器(40)输出的脉冲信号经转角信号调理电路(25)接入微处理器(21)；微处理器(21) 通过I/0口经指示灯驱动电路(22)分别驱动扭矩指示灯(33)、转角指示灯(34)和角速率指示灯(35)进行操作指示，微处理器(21)还通过I/0口经喇叭驱动模块(23)驱动喇叭(36)进行操作过程的语音提示。
[0014]进一步的，所述扭矩指示灯(33)、转角指示灯（34）和角速率指示灯(35)为镶嵌于智能转换接头本体(10)上下侧的光导纤维灯环，所述灯环由指示灯驱动电路(22)驱动，微处理器(21)根据扭矩、转角和角速率值可控制其发出不同颜色的环状光线。
[0015]微处理器(21)内部的液晶驱动器连接液晶显示器(24)，用于显示正反方向的扭矩值和转角值以及保持显示其峰值，还显示扭矩初始值，扭矩合格值和转角合格值及其范围等控扭参数，以及电池剩余电量信息和无线连接状态等信息。
[0016]进一步的，所述喇本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可监控扭矩和转角的套筒扳手智能转换接头，包括转换接头本体(10)，所述的转换接头本体(10)上端为驱动方孔(11)，下端为输出方榫(12)，中间部分为柱体结构的弹性体(13)，其特征在于：在所述柱体结构的弹性体（13）上与其中心轴线成45度角方向均匀设置有组成测量电桥的应变片(14)，由所述应变片（14）组成的测量电桥构成与转换接头本体(10)一体的扭矩传感器(15)，在所述转换接头本体(10)的下部与旋转臂(43)配合设有编码器式转角传感器(40)；并且，在所述转换接头本体(10)通过固定架（16）固定有微电子检测电路(20)及锂电池(70)，所述扭矩传感器（15）及编码器式转角传感器（40）输出信号连接所述微电子检测电路（20）,以实现扭矩、转角信号的检测。2.根据权利要求1所述的可监控扭矩和转角的套筒扳手智能转换接头，其特征在于：所述编码器式转角传感器(40)设置于转换接头本体(10)下部输出方榫(12)的上方，包括码盘(41)和读码器(42)，所述读码器(42)与码盘(41)配合设置，读码器(42)与转换接头本体(10)固定连接，码盘(41)与旋转臂(43)固定连接并可沿转换接头本体(10)中心轴线转动，所述旋转臂(43)通过销轴（49）与上支撑臂(44)连接，上支撑臂(44)与中支撑臂(45)固定连接，中支撑臂(45)与下支撑臂(47)固定连接；所述下支撑臂(47)外套有软橡胶外套(46)，中支撑臂(45)为绝缘柔性材质，下支撑臂(47)为强磁体材质。3.根据权利要求1或2所述的可监控扭矩和转角的套筒扳手智能转换接头，其特征在于：所述驱动方孔(11)、输出方榫(12)、扭矩传感器(15)及转角传感器(40)处于同一中心轴线上。4. 根据权利要求3所述的可监控扭矩和转角的套筒扳手智能转换接头，其特征在于：所述微电子检测电路（20）包括微处理器(21)、液晶显示器(24)、无线通讯模块(28)以及充...
【专利技术属性】
技术研发人员：王留军，刘明，万里瑞，张腾飞，张劼，
申请(专利权)人：中国铁路郑州局集团有限公司科学技术研究所，
类型：新型
国别省市：
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