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(zhǔn)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(jìn)行定期的校驗(yàn)。

我國(guó)扭矩扳手的校準(zhǔn)一般都是用扭矩扳手校準(zhǔn)器。盡管已基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)標(biāo)定，但仍存在以下不足：1)標(biāo)定過程中，需對(duì)扭矩扳手示值進(jìn)行人工采集；2)標(biāo)定過程中，若扭矩扳手示值范圍較大，則需切換使用多個(gè)不同量程的扭矩傳感器完成標(biāo)定?，F(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(zhǔn)誤差。

為克服上述不足，進(jìn)一步完善現(xiàn)有的扭矩扳手校準(zhǔn)器，設(shè)計(jì)了一種具有自動(dòng)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(dòng)校準(zhǔn)器(以下簡(jiǎn)稱自動(dòng)扭矩校準(zhǔn)器)，并對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)，使其在保證校準(zhǔn)器精度和可靠性的前提下，能夠自動(dòng)采集校準(zhǔn)器數(shù)據(jù)和切換扭矩傳感器。

一種自動(dòng)校準(zhǔn)器的結(jié)構(gòu)原理。

1.自動(dòng)校準(zhǔn)器結(jié)構(gòu)。

自動(dòng)化標(biāo)定裝置主要由以下部分組成：傳感裝置、臺(tái)面、筒體一、傳感裝置定位座、傳感裝置轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)、聯(lián)軸器、聯(lián)軸器定位機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)板、扳手支撐機(jī)構(gòu)、攝像機(jī)、聲音傳感裝置、下位機(jī)和上位機(jī)，以及自動(dòng)標(biāo)定軟件(以下稱軟件)。圖1顯示了自動(dòng)校準(zhǔn)器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2顯示了分解示意圖。

2.自動(dòng)校準(zhǔn)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(jī)構(gòu)上，將扭矩扳手信息輸入上位機(jī)；

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

下位機(jī)控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)板轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)板通過扳手支撐機(jī)構(gòu)傳遞力矩給力矩扳手，實(shí)現(xiàn)力矩加載；

下位機(jī)采集扭矩傳感器示值通過攝像機(jī)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(hào)，并上傳校準(zhǔn)數(shù)據(jù)到上位機(jī)；

當(dāng)需要更換傳感器或完成校準(zhǔn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)按順序復(fù)位，實(shí)現(xiàn)扭矩卸載和傳感器的復(fù)位；

過程完成所有校準(zhǔn)點(diǎn)的校準(zhǔn)，最終上位機(jī)能根據(jù)扭矩扳手信息和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，自動(dòng)產(chǎn)生原始記錄和證書。

圖3顯示了自動(dòng)校準(zhǔn)器的結(jié)構(gòu)原理框圖。

3.感應(yīng)器。

各種型號(hào)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(gè)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(tái)面，傳感器單元，定位座和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。

桌面用于直接或間接固定校驗(yàn)儀的部件，校驗(yàn)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(dòng)機(jī)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(tái)面上的條形孔而垂直于臺(tái)面，圓柱在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下可沿臺(tái)面上的條形孔進(jìn)行反復(fù)運(yùn)動(dòng)，在標(biāo)定過程中，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可為加、卸扭矩提供動(dòng)力。圖5顯示了自動(dòng)標(biāo)定儀中臺(tái)面、傳感器單元定位座和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的分解圖。

5.傳感器轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)和提升機(jī)構(gòu)。

傳感元件切換機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)盤和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)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(gè)圓孔二，每一個(gè)圓孔二周圍垂直安裝有與定位盤滑塊配合的導(dǎo)軌，當(dāng)定位盤滑塊與導(dǎo)軌配合時(shí)，傳感元件的軸線與圓孔二的軸線重合。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可使轉(zhuǎn)盤順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

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

6.聯(lián)接軸和聯(lián)接軸定位機(jī)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(gè)問題，在臺(tái)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(dòng)安裝在圓筒一上。第二個(gè)與扭矩扳手方榫配合的鍵槽位于連接軸上方，而第二個(gè)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(shí)因轉(zhuǎn)動(dòng)而偏離初始位置，連接軸和筒體之間設(shè)有連接軸定位機(jī)構(gòu)。為了實(shí)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(gè)條形鍵，條形鍵的下端有一個(gè)擋塊；連接軸的下端外側(cè)有一個(gè)定位鍵二。聯(lián)軸器的定位機(jī)構(gòu)是一個(gè)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(dòng)盤，扳手支撐機(jī)構(gòu)，攝像機(jī)和聲音傳感器。

傳動(dòng)盤用來支撐扳手的支撐機(jī)構(gòu)，把驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的直線反復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成順時(shí)針或逆時(shí)針的力矩。傳動(dòng)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(dòng)板另一端下方設(shè)有圓桿槽，驅(qū)動(dòng)機(jī)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(dòng)驅(qū)動(dòng)板繞圓筒一的軸旋轉(zhuǎn)。

本實(shí)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(diǎn)位置。扳手支撐機(jī)構(gòu)由可沿驅(qū)動(dòng)板運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(jī)通過攝象機(jī)支架安裝在一個(gè)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(dá)到設(shè)定值時(shí)發(fā)出的聲音信號(hào)。

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