一种铁路专用立式低温锂电智能定扭矩扳手的制作方法

1.本发明涉及扳手技术领域，尤其涉及一种铁路专用立式低温锂电智能定扭矩扳手。


背景技术：

2.铁路专用螺栓扳手是线路维修作业松紧扣件螺栓小型机具，广泛应用于钢轨更换、道岔维修、砼枕更换、应力放散、垫板捣固等维修作业。螺栓扳手作业质量直接影响铁路运输行车安全。扣件扭矩不足，会导致钢轨爬行，夏季存在胀轨跑道、冬季断轨安全隐患，危及行车安全。扣件扭矩大于规定范围，弹条趴底与钢轨形成钢性连接，失去减振功能，增大车辆车轮对钢轨的冲击力，降低钢轨使用寿命。
3.目前线路维修作业普遍使用以内燃机为动力扳手，以燃油为动力，螺栓松紧传动结构复杂，故障率高，维修困难，机具自重大，上下道不方便。锂电扳手以锂电池作为动力源，驱动无刷有感电机，电机带动斜行星齿内凹打击块t字头旋转，通过旋转套筒扳头实现对钢轨竖螺栓和水平螺栓旋松拧紧作业。
4.现有技术中存在以下技术问题：
5.1.现有锂电扭矩扳手的扭矩精度不高，达到扣压力时不能自动停止；
6.2.现有锂电扳手电池包容量小，在低温作业时，电池容量衰减大，作业时间大幅减少，降低了低温作业效能和作业标准。


技术实现要素：

7.为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：
8.一种铁路专用立式低温锂电智能定扭矩扳手，包括：定扭矩扳手主体和加热电源，所述定扭矩扳手主体与所述加热电源电连接，其特征在于，所述定扭矩扳手主体内部还设置有数字编码器，所述数字编码器与所述控制器电连接。
9.作为优选的，所述定扭矩扳手主体还包括把手、竖杆、外壳、控制器、电机、波箱总成和套筒；所述把手上设置有电源开关、档位开关和调速开关，所述电源开关、所述档位开关和所述调速开关分别与所述控制器电连接；所述电机与所述控制器电连接；所述波箱总成与所述控制器电连接；所述电机与所述波箱总成连接；所述波箱总成与所述套筒连接。
10.作为优选的，所述波箱总成设有波箱尾座、波箱头壳、内齿圈、压力传感器、打击块总成和t字输出轴；所述电机的输出端与所述内齿圈的输入端连接；所述内齿圈的输出端与所述压力传感器的输入端连接，所述压力传感器的输出端与所述打击块总成的输入端连接；所述打击块总成的输出端与所述t字输出轴连接；所述压力传感器与所述控制器电连接。
11.作为优选的，所述定扭矩扳手主体外部及所述加热电源外部均设有电源触头，所述电源触头与所述控制器电连接，所述加热电源插接在所述定扭矩扳手主体上，两个所述电源触头电连接。
12.作为优选的，所述加热电源为锂电电源，包括电源外壳和电池包，所述电池包上设有温度检测模块、加热模块、加热信号线和加热部件；所述温度检测模块与所述加热模块电连接，所述加热模块通过所述加热信号线与所述加热部件电连接。
13.作为优选的，所述电源外壳上设置有温度设定开关，所述温度设定开关与所述温度检测模块电连接。
14.作为优选的，所述电池包上连接有电芯、电芯连接片和电芯支架。
15.作为优选的，所述加热部件为碳纤维加热片。
16.作为优选的，还包括减震保温垫，所述减震保温垫位于所述电池包最外侧。
17.作为优选的，所述加热电源至少有2个。
18.综上所述，相比于现有技术，本发明的有益技术效果为：本实用新型采用数字编码器斩波变频技术调控铁路螺栓锂电扳手定扭矩。数字编码器斩波电路将直流电源转换成直流脉冲电源，通过数字编码器调节脉冲的频率或宽度来改变直流脉冲电源有效值的增减，从而达到档位精准调控锂电扳手定扭矩目的。
附图说明
19.为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型工作原理图；
21.图2为本实用新型外部结构图；
22.图3为本实用新型电机和波箱总成结构图；
23.图4为本实用新型加热电源结构图。
24.图中，1-定扭矩扳手主体、11-把手、111-电源开关、112-档位开关、113-调速开关、12-竖杆、13-外壳、14-控制器、15-电机、16-波箱总成、161-波箱尾座、162-波箱头壳、163-内齿圈、164-压力传感器、165-打击块总成、166-t字输出轴、17-套筒、18-数字编码器、2-加热电源、21-电源外壳、22-电池包、221-温度检测模块、222-加热模块、223-加热信号线、224-加热部件、225-电芯、226-电芯连接片、227-电芯支架、228-减震保温垫、3-电源触头。
25.具体实施方式：
26.实施例1
27.请参阅图1-4，一种铁路专用立式低温锂电智能定扭矩扳手，包括：定扭矩扳手主体1和加热电源2，定扭矩扳手主体1与所述加热电源2电连接，其特征在于，定扭矩扳手主体1内部还设置有数字编码器18和控制器14，数字编码器18与控制器14电连接。
28.作为优选的，定扭矩扳手主体1还包括把手11、竖杆12、外壳13、控制器14、电机15、波箱总成16和套筒17；把手11上设置有电源开关111、档位开关112和调速开关113，电源开关111、档位开关112和调速开关113分别与控制器14电连接；电机15与控制器14电连接；波箱总成16与控制器14电连接；电机15与波箱总成16连接；波箱总成16与套筒17连接。
29.作为优选的，波箱总成16设有波箱尾座161、波箱头壳162、内齿圈163、压力传感器164、打击块总成165和t字输出轴166；电机15的输出端与内齿圈163的输入端连接；内齿圈
163的输出端与压力传感器164的输入端连接，压力传感器164的输出端与打击块总成165的输入端连接；打击块总成165的输出端与t字输出轴166连接；压力传感器164与控制器14电连接。
30.作为优选的，定扭矩扳手主体1外部及加热电源2外部均设有电源触头3，电源触头3与控制器14电连接，加热电源2插接在定扭矩扳手主体1上，两个电源触头3电连接。
31.作为优选的，加热电源2为锂电电源，包括电源外壳21和电池包22，电池包22上设有温度检测模块221、加热模块222、加热信号线223和加热部件224；温度检测模块221与加热模块222电连接，加热模块222通过加热信号线223与加热部件224电连接。
32.作为优选的，电源外壳21上设置有温度设定开关211，温度设定开关211与温度检测模块221电连接。
33.作为优选的，电池包22上连接有电芯225、电芯连接片226和电芯支架227。
34.作为优选的，加热部件224为碳纤维加热片。
35.作为优选的，还包括减震保温垫228，减震保温垫228位于电池包22最外侧。
36.作为优选的，加热电源2至少有2个。
37.实施例2
38.本实用新型的工作原理具体如下：
39.请参阅图1-4，一种铁路专用立式低温锂电智能定扭矩扳手，由加热电源2提供电能给定扭矩扳手主体1；数字编码器18与控制器14电连接，启动档位开关112，档位开关112发出电信号给控制器14，控制器14在将电信号传输给数字编码器18，由数字编码器18斩波电路，将直流电源转换成直流脉冲电源，并通过数字编码器18调节脉冲的频率或者宽度来改变直流脉冲电源有效值的增减，进而反馈到控制器14，使得控制器14通过直流脉冲电源来控制电机15，达到精准调控扭矩的作用。
40.作为优选的，电源开关111用于启动电源，档位开关112用于预设扭矩，调速开关113用于调节速度；由控制器14驱动和控制电机15的转速、扭矩；波箱总成16将通过压力传感器164和打击块总成165将压力和螺纹圈数转换成电信号后传输给控制器14；电机15带动波箱总成16进行工作。
41.作为优选的，电机15转动并依次驱动内齿圈163、压力传感器164、打击块总成165和t字输出轴将螺栓按设定的扭矩拧紧。压力传感器164与控制器14电连接，压力传感器164将压力信号转换成电信号并反馈给控制器13。
42.作为优选的，加热电源2插接在定扭矩扳手主体1上，两个电源触头3电连接，加热电源2与定扭矩扳手主体1接触工作时，加热电源2能提供持续稳定的电流。
43.作业时，档位开关112通过控制器14将信号发送到数字编码器18，由数字编码器18斩波电路，将直流电源转换成直流脉冲电源，并通过数字编码器18调节脉冲的频率或者宽度来改变直流脉冲电源有效值的增减，进而反馈到控制器14，使得控制器14通过直流脉冲电源来调控电机15，达到精准调控扭矩的作用；调速开关113发出信号给控制器14，通过控制器14驱动电机15，当螺栓旋紧时，控制器14通过打击块总成165反馈的螺纹圈数电信号数据、压力传感器164反馈的压力电信号数据和电流信号数据，计算出响应的力矩，当输出达到预设扭矩时，通过控制器14阻断向电机15输出电流，扳手输出扭矩自动停止。
44.作为优选的，加热电源2为锂电电源，温度设定开关211用于设定温度，当温度检测
模块221检测到外部环境低于设定温度时，温度检测模块221会将电信号发送给加热模块222，再由加热模块222将电信号通过加热信号线223发送给加热部件224，加热部件自动加热；当温度检测模块221检测到温度已达到设定温度时，温度检测模块221会将电信号发动给加热模块222，再由加热模块222将电信号通过加热信号线223发送给加热部件224，加热部件224停止加热。
45.作为优选的，加热部件224为碳纤维加热片。
46.作为优选的，减震保温垫用于保持加热电源的温度。
47.作为优选的，加热电源2至少，用于增加电容量，延长作业时间。
48.实施例3
49.本实用新型具体操作流程如下：
50.请参阅图1-4，首先，对准螺栓与套筒17的位置，然后，启动电源开关111，选择档位开关112，并按下调速开关113进行操作。
51.通过数字编码器18斩波电路，将直流电源转换成直流脉冲电源，通过数字编码器18调节脉冲的频率或宽度来改变直流脉冲电源有效值的增减，从而精准调控扭矩。
52.作业时，档位开关112通过控制器14发出信号到数字编码器18，调速开关113发出信号给控制器14，通过控制器14驱动电机15和检测压力传感器164的压力，锂电扳手旋紧时通过采集螺纹圈数，压力传感器反馈的压力和采样工作电流三合一数据，控制器14计算出响应的力矩，当输出达到预设螺母螺栓和扣压件额定承受扭矩时，输出扭矩会变小至自动停止。
53.当温度检测模块221检测到外部环境低于设定温度时，温度检测模块221会将电信号发送给加热模块222，再由加热模块222将电信号通过加热信号线223发送给加热部件224，加热部件自动加热；当温度检测模块221检测到温度已达到设定温度时，温度检测模块221会将电信号发动给加热模块222，再由加热模块222将电信号通过加热信号线223发送给加热部件224，加热部件224停止加热。
54.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”“内”、“外”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
55.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
56.以上所述仅为本发明的优选实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。