专利名称：直测式数显扭矩扳手的制作方法
技术领域：
本实用新型技术涉及螺栓紧固的设备技术领域，尤其涉及到汽车，火车，摩托车，机械制造等螺栓紧固的测量控制领域。
背景技术：
目前市场上广泛使用数显扭矩扳手，采用的均是间接测量原理，即人手施加在扳手上的力与人手到拧紧目标的距离乘积作为扳手的扭矩值。这种数显扳手，测量精度低，测量重复性差，测量精度完全受扳手操作人员的影响。这种数显扳手的标称精度一般为±1%，±2%，±5%。在实际使用中，由于扳手操作人员手握扳手的位置不同，且每次的位置都有变化，扳手测量的目标精度都远远低于扳手标称精度。直测式数显扭矩扳手就很好地解决了这个问题。
实用新型内容本实用新型的目的，在于解决目前市场上数显扭矩扳手成数测量精度过低的状况，提高并满足精密机械，如火车，汽车，内燃机等螺栓拧紧力控制要求。本实用新型的技术方案为直测式数显扭矩扳手，包括扳手盖板、扭矩传感器、扳手体、锂电池、扳手手柄、充电插头、单片机单元模块和仪表板；扳手手柄的末端安装充电插头，前端焊接扳手体，扳手体与仪表板之间隔出一个空腔，空腔内安装单片机单元模块和锂电池；扭矩传感器与方标同轴且为一体，带方标的扭矩传感器安装在扳手体前端的凹槽内通过扳手盖板密封，扭矩传感器的方标部分伸出扳手盖板；通过充电插头给锂电池充电，由锂电池给单片机单元模块和带方标的扭矩传感器供电。所述的扭矩传感器弹性体采用柱式(筒式)或轮辐式结构，粘贴应变计，组成惠斯通全桥电路。所述的应变计采用高阻应变计，阻值彡1000 Q。所述的单片机单元模块采用MPS430系列。本发明与现有技术相比的有益效果为直测式数显扭矩扳手采用直接测量方法，扳手方标与扭矩传感器设计为一体，测量原理科学，设计结构精巧，无论操作人员手握扳手体的任何位置，都不影响对目标扭矩的测量精度。而直测式数显扭矩扳手采用的扭矩传感器自身精度极高，所以直测式数显扭矩扳手的标称精度按照国家扭矩扳手鉴定规程可以达到±0. 1%，±0. 2%, ±0. 5%的测量精度。
图Ia为本实用新型整体结构剖视图，图Ib为整体外观图。图2为本实用新型柱式(筒式)扭矩传感器结构图。图3为本实用新型轮辐式扭矩传感器结构图。图4为本实用新型直测式数显扭矩扳手电气示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。如图la、Ib所示，直测式数显扭矩扳手包括扳手盖板I、扭矩传感器2、扳手体3、充电锂电池4、扳手手柄5、充电插头6、单片机模块7、仪表板8。扳手盖板I对扭矩传感器2起保护作用。扳手体3是整个扳手的载体。充电插头6对充电锂电池4进行充电，而充电锂电池4对扭矩传感器2和单片机单元模块7提供电源。仪表板8用来固定单片机单元模块7。扳手手柄5是操作人员手持的部位。扳手手柄5的末端安装充电插头6，前端焊接扳手体3，扳手体3与仪表板8之间隔出一个空腔，空腔内安装单片机单元模块7和锂电池4 ;扭矩传感器2与方标同轴且为一体，带方标的扭矩传感器2安装在扳手体3前端的凹槽内通过扳手盖板I保护凹槽内的扭矩传感器2,扭矩传感器2的方标部分伸出扳手盖板I ;通过充电插头6给锂电池4充电，由 锂电池4给单片机单元模块7和带方标的扭矩传感器2供电。扭矩传感器2与扳手的方标24设计成一体，能实现被拧紧螺栓的直接扭矩测量。如图2和图3所示，在方标24上开有圆盲孔，里面封装有弹簧23和钢球25，对与方标连接的套筒有锁紧作用。这两种传感器弹性体22均采用优质合金结构钢，通过加工与热处理工艺制作而成，通过一定的粘贴工艺，把8片高阻应变计21粘贴在弹性体22上，连成传感器测量电路。这两种传感器弹性体结构不同。图2结构较为简单，小巧，加工成本低，装配方便，缺点是测量精度稍低；图3结构较复杂，体积较大，加工成本较高，优点是测量精度较高。两种传感器制作完成后，把弹簧23和钢球25放进方标24上的盲孔中，然后冲压锁住钢球25。扭矩传感器2上粘贴有8片高阻应变计，组成惠斯通全桥电路，由充电锂电池4提供电源，把扭矩传感器2弹性体的物理量形变转化为电信号，传给单片机单元模块7，进行数据处理，实现实时测量、峰值保持和声光报警等功能。如图4所示。单片机单元模块7采用低功耗的MPS430系列，使其具有较长的使用寿命，较多的使用功能。上述部件中，在机械加工条件允许的情况下，扳手体与扳手手柄可以直接加工成一体。由于采用直接测量原理，在扳手的实际使用中，测量精度不受操作人员手握扳手手柄5位置的影响，按照国家扭矩扳手鉴定规程可以达到±0. 1%，±0. 2%, ±0. 5%的测
量精度。本实用新型未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。
权利要求1.直测式数显扭矩扳手，其特征在于包括扳手盖板(I)、扭矩传感器(2)、扳手体(3)、锂电池(4)、扳手手柄(5)、充电插头(6)、单片机单元模块(7)和仪表板⑶； 扳手手柄(5)的末端安装充电插头￠)，前端焊接扳手体(3)，扳手体(3)与仪表板(8)之间隔出一个空腔，空腔内安装单片机单元模块(7)和锂电池(4);扭矩传感器(2)与方标同轴且为一体，带方标的扭矩传感器(2)安装在扳手体(3)前端的凹槽内通过扳手盖板(I)密封，扭矩传感器(2)的方标部分伸出扳手盖板(I);通过充电插头(6)给锂电池(4)充电，由锂电池(4)给单片机单元模块(7)和带方标的扭矩传感器(2)供电。
2.根据权利要求I所述的直测式数显扭矩扳手，其特征在于所述的扭矩传感器(2)弹性体采用柱式或轮辐式结构，粘贴应变计，组成惠斯通全桥电路。
3.根据权利要求2所述的直测式数显扭矩扳手，其特征在于所述的应变计采用高阻应变计，阻值彡1000 Ω。
4.根据权利要求I所述的直测式数显扭矩扳手，其特征在于所述的单片机单元模块(7)采用MPS430系列。
专利摘要直测式数显扭矩扳手，扳手手柄的末端安装充电插头，前端焊接扳手体，扳手体与仪表板之间隔出一个空腔，空腔内安装单片机单元模块和锂电池；扭矩传感器与方标同轴且为一体，带方标的扭矩传感器安装在扳手体前端的凹槽内通过扳手盖板密封，扭矩传感器的方标部分伸出扳手盖板；通过充电插头给锂电池充电，由锂电池给单片机单元模块和带方标的扭矩传感器供电。主要针对目前市场上现有的数显扭矩扳手，均采用间接测量方法，测量精度不高，使用中测量精度受到手持位置等因素影响的现状，采用直接测量的原理，运用精巧的结构设计，低功耗的单片机单元模块，使得数显扳手的测量精度提高一个数量级。
文档编号B25B23/142GK202540196SQ20122014606
公开日2012年11月21日 申请日期2012年4月6日 优先权日2012年4月6日
发明者田忠涛 申请人:中国航天空气动力技术研究院