扭矩傳感器和扭矩扳手之間采用連接軸連接

在航空、船舶、汽車等制造業(yè)中，量值的表示是否準確，將直接影響到產(chǎn)品的零部件或整體質(zhì)量。因此，扭矩扳手的示值精度很重要，需要根據(jù)JJG707—2014扭矩扳手檢定規(guī)程進行定期的校驗。

我國扭矩扳手的校準一般都是用扭矩扳手校準器。盡管已基本實現(xiàn)了自動標定，但仍存在以下不足：1)標定過程中，需對扭矩扳手示值進行人工采集；2)標定過程中，若扭矩扳手示值范圍較大，則需切換使用多個不同量程的扭矩傳感器完成標定。現(xiàn)在轉(zhuǎn)矩傳感器的切換都是手工完成的，不僅操作過程繁瑣，而且容易產(chǎn)生校準誤差。

為克服上述不足，進一步完善現(xiàn)有的扭矩扳手校準器，設(shè)計了一種具有自動加載扭矩、卸載扭矩以及生成原始記錄和證書功能的扭矩扳手自動校準器(以下簡稱自動扭矩校準器)，并對其進行了改進，使其在保證校準器精度和可靠性的前提下，能夠自動采集校準器數(shù)據(jù)和切換扭矩傳感器。

一種自動校準器的結(jié)構(gòu)原理。

1.自動校準器結(jié)構(gòu)。

自動化標定裝置主要由以下部分組成：傳感裝置、臺面、筒體一、傳感裝置定位座、傳感裝置轉(zhuǎn)換機構(gòu)、聯(lián)軸器、聯(lián)軸器定位機構(gòu)、升降機構(gòu)、傳動機構(gòu)、驅(qū)動板、扳手支撐機構(gòu)、攝像機、聲音傳感裝置、下位機和上位機，以及自動標定軟件(以下稱軟件)。圖1顯示了自動校準器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2顯示了分解示意圖。

2.自動校準器原理。

將扭矩扳手的方榫與連接軸相連，并將其手柄置于扳手支撐機構(gòu)上，將扭矩扳手信息輸入上位機；

軟件根據(jù)扭矩扳手的示值范圍確定校準點后，通過下位機控制傳感裝置切換機構(gòu)，選擇相應(yīng)范圍的傳感裝置，提升機構(gòu)帶動傳感裝置向上并與連接軸相連；

下位機控制驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動驅(qū)動板轉(zhuǎn)動，驅(qū)動板通過扳手支撐機構(gòu)傳遞力矩給力矩扳手，實現(xiàn)力矩加載；

下位機采集扭矩傳感器示值通過攝像機和聲音傳感器分別采集扭矩扳手示值和預(yù)置式扭矩扳手示值產(chǎn)生的聲音信號，并上傳校準數(shù)據(jù)到上位機；

當需要更換傳感器或完成校準時，驅(qū)動機構(gòu)和升降機構(gòu)按順序復(fù)位，實現(xiàn)扭矩卸載和傳感器的復(fù)位；

過程完成所有校準點的校準，最終上位機能根據(jù)扭矩扳手信息和校準數(shù)據(jù)，自動產(chǎn)生原始記錄和證書。

圖3顯示了自動校準器的結(jié)構(gòu)原理框圖。

3.感應(yīng)器。

各種型號和規(guī)格的轉(zhuǎn)矩傳感器外形尺寸不同，為使外形具有通用性，在轉(zhuǎn)矩傳感器上安裝了附加部件：花鍵軸和定位盤，組成傳感器單元。

在定位盤的邊緣上開有一個定位鍵和滑塊。圖4顯示了該傳感器單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

4.臺面，傳感器單元，定位座和驅(qū)動機構(gòu)。

桌面用于直接或間接固定校驗儀的部件，校驗儀的一邊有圓孔一，另一邊有條形孔。傳感裝置定位座安裝在圓孔一的下方，用來固定所選傳感裝置的位置，其外形為圓筒形，軸心有通孔，下表面有鍵槽。本發(fā)明能與傳感器單元定位盤的定位鍵和滑塊配合使用。

傳動機構(gòu)安裝有并固定安裝在條形孔下面的圓柱，圓柱垂直于臺面上的條形孔而垂直于臺面，圓柱在傳動機構(gòu)的帶動下可沿臺面上的條形孔進行反復(fù)運動，在標定過程中，傳動機構(gòu)可為加、卸扭矩提供動力。圖5顯示了自動標定儀中臺面、傳感器單元定位座和驅(qū)動機構(gòu)的分解圖。

5.傳感器轉(zhuǎn)換機構(gòu)和提升機構(gòu)。

傳感元件切換機構(gòu)由轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)動機構(gòu)組成，安裝在傳感元件定位座的下方，在轉(zhuǎn)盤的中心處均開有多個圓孔二，每一個圓孔二周圍垂直安裝有與定位盤滑塊配合的導(dǎo)軌，當定位盤滑塊與導(dǎo)軌配合時，傳感元件的軸線與圓孔二的軸線重合。旋轉(zhuǎn)機構(gòu)可使轉(zhuǎn)盤順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)。

提升機構(gòu)安裝在傳感單元切換機構(gòu)下面，頂桿一具有升、降功能。圖6顯示了自動檢定儀中傳感器單元、傳感器單元切換機構(gòu)和升降機構(gòu)的分解圖。

6.聯(lián)接軸和聯(lián)接軸定位機構(gòu)。

為避免扭矩傳感器受側(cè)向力的干擾，扭矩傳感器和扭矩扳手之間采用連接軸連接。為了解決這個問題，在臺面的圓孔一上同軸固定安裝圓筒一，連接軸通過軸承同軸轉(zhuǎn)動安裝在圓筒一上。第二個與扭矩扳手方榫配合的鍵槽位于連接軸上方，而第二個與花鍵軸配合的花鍵槽位于連接軸下方。軸向力是軸承承受的徑向力。

為防止連接軸在未與扭力扳手的榫頭或花鍵軸配合時因轉(zhuǎn)動而偏離初始位置，連接軸和筒體之間設(shè)有連接軸定位機構(gòu)。為了實現(xiàn)這一目的，在圓筒體一的內(nèi)表面上平行于軸線方向有一個條形鍵，條形鍵的下端有一個擋塊；連接軸的下端外側(cè)有一個定位鍵二。聯(lián)軸器的定位機構(gòu)是一個圓環(huán)形，它的內(nèi)側(cè)和外側(cè)分別開有鍵槽三和鍵槽四，鍵槽三與聯(lián)軸器的定位鍵二配合，鍵槽四與圓筒一的條形鍵配合，在聯(lián)軸器的下端垂直安裝有頂桿。

7.傳動盤，扳手支撐機構(gòu)，攝像機和聲音傳感器。

傳動盤用來支撐扳手的支撐機構(gòu)，把驅(qū)動機構(gòu)的直線反復(fù)運動轉(zhuǎn)換成順時針或逆時針的力矩。傳動盤一端設(shè)有軸套，軸套通過軸承二套位于滾筒外部。驅(qū)動板另一端下方設(shè)有圓桿槽，驅(qū)動機構(gòu)中的圓桿上端位于圓桿槽內(nèi)，與軸承三接觸，使圓桿槽能推動驅(qū)動板繞圓筒一的軸旋轉(zhuǎn)。

本實用新型用于支撐扭矩扳手的手柄，并可根據(jù)扭矩扳手的尺寸來調(diào)整扭矩裝點位置。扳手支撐機構(gòu)由可沿驅(qū)動板運動的橫向滑塊，可在橫向滑塊上固定的縱向軌道，可在縱向軌道上移動的縱向滑塊，可在縱向滑塊上固定的柱狀物以及可在柱狀物上的手柄支架組成。

攝象機通過攝象機支架安裝在一個縱向滑塊上，用來采集扭矩扳手的示值圖像；聲音傳感器一端裝有磁鐵，可以根據(jù)需要貼附在聲源附近；聲音傳感器是用來采集預(yù)置式扭矩扳手在達到設(shè)定值時發(fā)出的聲音信號。

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