专利名称：一种拧紧机校验仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及拧紧机技术领域，更具体地说，涉及一种拧紧机校验仪。
技术背景
拧紧机在汽车、发动机、机械设备等生产企业已广泛使用，为保证其准确可 靠，需定期用拧紧机校验仪对其进行校准，以保证拧紧机能够输出正确的拧紧力矩和角度。
目前，拧紧机校验仪基本是由国外几家拧紧机制造商提供，制造成本高，售价 昂贵(如覆盖1000N.m量程拧紧机校验仪价格在20万元以上)，使用不方便(需交流电 源)，维修不便(需送国外制造工厂)。由于其功能较多，因此结构较复杂，有些功能依 托的部件的校验效果并不理想，例如校验角度的部件，在实际校准中，由于拧紧机轴是 活动的，用校验仪校准角度很困难，甚至无法校验出正确的角度误差。
目前亟需一种结构简单，价格便宜的拧紧机校验仪。发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种拧紧机校验仪，以达到简化其结构，降低其成本 的目的。
为了达到上述目的，本发明实施例提供如下技术方案
一种拧紧机校验仪，包括
扭矩传感器，该扭矩传感器的一端设有四方公接头，另一端设有四方母接头；
显示仪，其包括与所述扭矩传感器的信号线相连的信号放大滤波电路，与所 述信号放大滤波电路相连的A/D转换电路，将数字信号进行数字滤波、峰值计算和峰值 处理的数字信号处理装置，显示经过峰值处理后的扭矩的显示模块。
优选的，在上述拧紧机校验仪中，所述四方公接头和所述四方母接头上均设有 供销钉穿过的销钉孔；
所述四方母接头在设有销钉孔的位置上，沿其圆周方向设有腰槽。
优选的，在上述拧紧机校验仪中，还包括连接件，该连接件的一端为和所述扭 矩传感器的四方公接头适配的母接头，另一端为与套筒适配的公接头；
或者，该连接件的一端为和所述扭矩传感器的四方母接头适配的公接头，另一 端为与拧紧机的输出轴适配的母接头。
优选的，在上述拧紧机校验仪中，所述连接件上的公接头和所述母接头上均设 有供销钉穿过的销钉孔；
所述母接头在设有销钉孔的位置上，沿其圆周方向设有腰槽。
优选的，在上述拧紧机校验仪中，还包括替换件，该替换件的长度等于扭矩传 感器的长度，该替换件的一端具有和拧紧机上的输出轴或连接件公接头适配的四方母接 头，另一端具有与套筒或连接件母接头适配的公接头。
优选的，在上述拧紧机校验仪中，所述替换件上的四方公接头和四方母接头上 均设有供销钉穿过的销钉孔；
所述替换件上四方母接头在设有销钉孔的位置上，沿其圆周方向设有腰槽。
优选的，在上述拧紧机校验仪中，该拧紧机校验仪的电源为锂电池。
优选的，在上述拧紧机校验仪中，所述数字信号处理装置包括
判断显示模式为峰值显示或连续显示的显示模式判断单元；
在显示模式为连续显示时工作的第一处理单元；
在显示模式为峰值显示时工作的第二处理单元，所述第一处理单元和第二处理 单元分别与所述显示模式判断单元的两个输出端相连。
优选的，在上述拧紧机校验仪中，所述第一处理单元包括
与所述显示模式判断单元的输出端相连的滤波单元；
与所述滤波单元的输出端相连的第一减系数模块；
与所述第一减系数模块的输出端相连的第一乘系数模块，该第一乘系数模块的 输出端与所述显示模块相连。
优选的，在上述拧紧机校验仪中，所述第二处理单元包括
判断实际峰值是否大于预设值的复位判断单元，该复位判断单元与所述显示模 式判断单元的输出端相连；
在实际峰值大于预设值时工作的第二减系数模块；
在每次拧紧中输出最大峰值的最大峰值输出单元，该最大峰值输出单元与所述 第二减系数模块的输出端相连；
与所述最大峰值输出单元的输出端相连的第二乘系数模块，该第二乘系数模块 的输出端与所述显示模块相连。
由上述技术方案可知，本发明实施例提供的拧紧机校验仪，通过在国内现有扭 矩传感器的基础上在其两端设置四方公接头和四方母接头，以使其可以分别与螺栓和拧 紧机的输出轴相连。通过显示仪对扭矩传感器检测的扭矩电信号进行滤波放大处理，并 将模拟信号转换为数字信号，通过其内的数字信号处理装置将数字信号进行处理后，显 示在显示模块上。本发明取消了现有校验仪无实用价值的角度校验功能，不但简化了结 构，而且降低了成本，制造成本仅是进口校验仪的1/10以内。


图1为本发明实施例提供的拧紧机校验仪的结构示意图2为本发明实施例提供的拧紧机校验仪的测量流程图3为本发明实施例提供的数字信号处理装置的处理流程图4为本发明实施例提供的扭矩传感器的结构示意图5为本发明实施例中提供的连接件的结构示意图6为本发明实施例中提供的替换件的结构示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种拧紧机校验仪，以达到简化其结构，降低其成本的目的。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施 例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获 得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为本发明实施例提供的拧紧机校验仪的结构示意图。
本发明提供的拧紧机校验仪，包括扭矩传感器2和显示仪1，其中扭矩传感器 2的一端设有四方公接头21，另一端设有四方母接头22。显示仪1包括与所述扭矩传 感器的信号输出端相连的信号放大滤波电路，与所述信号放大滤波电路相连的A/D转换 电路，将数字信号进行数字滤波、峰值计算和峰值处理的数字信号处理装置，显示经过 峰值处理后的扭矩的显示模块。
本发明实施例提供的拧紧机校验仪，通过在国内现有扭矩传感器的基础上在其 两端设置四方公接头21和四方母接头22，以使其可以分别与螺栓和拧紧机的输出轴相 连。通过显示仪对扭矩传感器检测的扭矩电信号进行滤波放大处理，并将模拟信号转换 为数字信号，并通过其内的数字信号处理装置将数字信号进行处理后，并显示在显示模 块上。本发明取消了现有校验仪无实用价值的角度校验功能，在实际角度校准中，由于 拧紧机轴是活动的，用校验仪校准角度很困难。可设定拧紧轴空转，在较多转数(如20 转以上)后，用目测或量角器测量角度差。取消无实用的角度校验功能，不但简化了结 构，而且降低了成本，制造成本仅是进口校验仪的1/10以内。
扭矩传感器2在现有传感器的基础上去掉了多余的安装板或其它非必要部分， 以降低重量。通过在普通的扭矩传感器本体的两端分别设置四方公接头21和四方母接头 22以和拧紧机校验仪相适应，通过四方母接头22与拧紧机上的输出轴连接，四方公接头 21与和螺栓连接的套筒连接。一般在校验拧紧机的时候，需要在螺栓上套设一个套筒， 套筒的一端和螺栓适配，另一端和公接头21适配。本发明提供的扭矩传感器在国内现有 传感器的基础上改进，因此其价格较便宜，而且去掉了安装板，减轻了重量。
请参阅图2，图2为本发明实施例提供的拧紧机校验仪的测量流程图。
本发明提供的拧紧机校验仪的校验流程包括如下步骤
步骤101，检测拧紧机扭矩；
拧紧机的输出扭矩是通过扭矩传感器2来检测的，通过将扭矩传感器2的四方母 接头22与拧紧机的输出轴相连，将四方公接头21与螺栓上的套筒相连，从而可将测到拧 紧机输出的扭矩，并以电信号的形式输出给信号放大滤波电路。
步骤102，模拟信号放大滤波；
模拟信号的放大和滤波是通过信号放大滤波电路实现的，通过信号放大滤波电 路将扭矩传感器2输出的模拟信号放大和滤波。
步骤103，A/D 转换；
通过A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号。
步骤104，数字信号处理；
通过数字信号处理装置对上述数字信号进行滤波、计算、峰值处理后得到实际 扭矩值。
步骤105，显示扭矩；
将上述经过数字信号处理装置处理后得到的实际扭矩值在显示模块上显示。
请参阅图4，图4为本发明实施例提供的扭矩传感器的结构示意图。
四方公接头21和所述四方母接头22上均设有供销钉穿过的销钉孔011，221)。 相应的套筒和拧紧机的输出轴上也设有销钉孔，通过销钉穿过销钉孔可以将扭矩传感器 分别与套筒和拧紧机稳定连接。
四方母接头22在设有销钉孔221的位置上，沿其圆周方向设有腰槽222，在销钉 穿过上述销钉孔后，可通过一个橡胶套套设在腰槽222位置上，橡胶套即将销钉的两端 紧固在橡胶套内，避免销钉滑出。
请参阅图5，图5为本发明实施例中提供的连接件的结构示意图。
本发明还可以包括连接件3，该连接件3可以与扭矩传感器2相连，其公接头31 和母接头32的尺寸可以为多种，通过在扭矩传感器2的两端分别连接连接件3，可使得扭 矩传感器2能够与各个尺寸的拧紧机输出轴适配。同样，该连接件3可以与套筒连接， 其公接头31和母接头32的尺寸可以为多种，通过在套筒上串接连接件3，可使得扭矩传 感器能够与各个尺寸的套筒连接，以适应各个尺寸的螺栓。
连接件3上的公接头31和所述母接头32上均设有供销钉穿过的销钉孔(311， 321)，通过销钉穿过销钉孔可以将连接件3分别与扭矩传感器和套筒稳定连接。
母接头32在设有销钉孔的位置上，沿其圆周方向设有腰槽322。在销钉穿过上 述销钉孔后，可通过一个橡胶套套设在腰槽322位置上，橡胶套即将销钉的两端紧固在 橡胶套内，避免销钉滑出。
请参阅图6，图6为本发明实施例中提供的替换件的结构示意图。
本发明提供的扭矩传感器用替换件4，该替换件4的长度等于扭矩传感器2的长 度，该替换件4的一端具有和拧紧机上的输出轴适配的四方母接头42，另一端具有与套 筒适配的四方公接头41。
由于拧紧机的输出轴可以为多个，若仅需测量其中一个或几个输出轴的扭矩 时，本发明提供的替换件4可以替换扭矩传感器2，将其连接在不需测量扭矩的输出轴 上。为了使得与扭矩传感器和连接件3的长度一致，需要使装配后的替换件4和连接件 3的长度之和等于装配后的扭矩传感器2和连接件3的长度之和。
替换件4上的四方公接头41和所述四方母接头42上均设有供销钉穿过的销钉孔 (411, 421)，通过销钉穿过销钉孔可以将替换件4分别与拧紧机的输出轴和套筒稳定连 接。
替换件4上的四方母接头42在设有销钉孔421的位置上，沿其圆周方向设有腰 槽422。在销钉穿过上述销钉孔后，可通过一个橡胶套套设在腰槽422位置上，橡胶套即 将销钉的两端紧固在橡胶套内，避免销钉滑出。
本发明提供的拧紧机校验仪的各部分电源由内置锂电池经电压转换模块转换供 给。校验量程、单位、峰值/连续显示方式可根据需要设定。本发明集多量程于一体 (一台仪器最多可4个量程)，例如可设定lOOON.m和300N.m两种量程，N.m和lb.ft两 单位可选，连续/峰值两种扭矩显示方式可选。单件制造成本低于1.8万元，经济实用； 在线校准，无需交流电，一次充足电后，可连续使用4小时。
请参阅图3，图3为本发明实施例提供的数字信号处理装置的处理流程图。
本发明数字信号处理装置包括
判断显示模式为峰值显示或连续显示的显示模式判断单元；
在显示模式为连续显示时工作的第一处理单元；
在显示模式为峰值显示时工作的第二处理单元，所述第一处理单元和第二处理 单元分别与所述显示模式判断单元的两个输出端相连。即当显示模式预先选择为连续显 示时，第一处理单元工作；当显示模式预先选择为峰值显示时，第二处理单元工作。连 续显示即为显示模块实时显示检测到的扭矩值，峰值显示即为显示模块在每次拧紧中， 显示最大的扭矩值。
第一处理单元包括
与所述显示模式判断单元的输出端相连的滤波单元；
与所述滤波单元的输出端相连的第一减系数模块；
与所述第一减系数模块的输出端相连的第一乘系数模块，该第一乘系数模块的 输出端与所述显示模块相连。当旋转实时显示扭矩值时，需要将数字信号滤波处理，然 后调用第一减系数模块，在本实施例中以减800H(为十六进制，相当于十进制2048)处 理。该处理的效果使滤波后数据零点偏移2048(在本实施例中，采用的是12位A/D转 换芯片，A/D输出范围为0 4096，其48 4048对应反、正向扭矩量程，2048对应零 扭矩)。之后调用第一乘系数模块，进行乘系数处理。该处理的作用是将减系数处理后 数据复原到实际扭矩值(如-lOOON.m lOOON.m量程校验仪，lOOON.m时，减系数处理 后数据为2000，乘0.5，复原为lOOON.m，乘0.368781，复原为738LB.FT)。再后调用显 示模块，对扭矩值进行显示。最后回到采集模块，进行下次循环。
第二处理单元包括
判断实际峰值是否大于预设值的复位判断单元，该复位判断单元与所述显示模 式判断单元的输出端相连；当复位判断单元判断出峰值小于满量程值的6.4%，则将该峰 值自动复位。若峰值大于满量程值的6.4%，则调用第二减系数模块，在本实施例中以减 800H(为十六进制，相当于十进制2048)处理。该处理的效果同第一减系数模块。
在每次拧紧中输出最大峰值的最大峰值输出单元，该最大峰值输出单元与所述 第二减系数模块的输出端相连。
与所述最大峰值输出单元的输出端相连的第二乘系数模块，该第二乘系数模块 的输出端与所述显示模块相连。本实施例中第二乘系数模块作用同第一乘系数模块。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发 明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所 定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因 此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和 新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种拧紧机校验仪，其特征在于，包括扭矩传感器，该扭矩传感器的一端设有四方公接头，另一端设有四方母接头； 显示仪，其包括与所述扭矩传感器的信号输出端相连的信号放大滤波电路，与所 述信号放大滤波电路相连的A/D转换电路，将数字信号进行数字滤波、峰值计算和峰值 处理的数字信号处理装置，显示经过峰值处理后的扭矩的显示模块。
2.根据权利要求1所述的拧紧机校验仪，其特征在于，所述四方公接头和所述四方母 接头上均设有供销钉穿过的销钉孔；所述四方母接头在设有销钉孔的位置上，沿其圆周方向设有腰槽。
3.根据权利要求1所述的拧紧机校验仪，其特征在于，还包括连接件，该连接件的一 端为和所述扭矩传感器的四方公接头适配的母接头，另一端为与套筒适配的公接头；或者，该连接件的一端为和所述扭矩传感器的四方母接头适配的公接头，另一端为 与拧紧机的输出轴适配的母接头。
4.根据权利要求3所述的拧紧机校验仪，其特征在于，所述连接件上的公接头和所述 母接头上均设有供销钉穿过的销钉孔；所述母接头在设有销钉孔的位置上，沿其圆周方向设有腰槽。
5.根据权利要求3或4所述的拧紧机校验仪，其特征在于，还包括替换件，该替换件 的长度等于扭矩传感器的长度，该替换件的一端具有和拧紧机上的输出轴或连接件的公 接头适配的四方母接头，另一端具有与套筒或连接件的母接头适配的公接头。
6.根据权利要求5所述的拧紧机校验仪，其特征在于，所述替换件上的四方公接头和 四方母接头上均设有供销钉穿过的销钉孔；所述替换件上四方母接头在设有销钉孔的位置上，沿其圆周方向设有腰槽。
7.根据权利要求1所述的拧紧机校验仪，其特征在于，该拧紧机校验仪的电源为锂电池。
8.根据权利要求1所述的拧紧机校验仪，其特征在于，所述数字信号处理装置包括判断显示模式为峰值显示或连续显示的显示模式判断单元； 在显示模式为连续显示时工作的第一处理单元；在显示模式为峰值显示时工作的第二处理单元，所述第一处理单元和第二处理单元 分别与所述显示模式判断单元的两个输出端相连。
9.根据权利要求8所述的拧紧机校验仪，其特征在于，所述第一处理单元包括 与所述显示模式判断单元的输出端相连的滤波单元；与所述滤波单元的输出端相连的第一减系数模块；与所述第一减系数模块的输出端相连的第一乘系数模块，该第一乘系数模块的输出 端与所述显示模块相连。
10.根据权利要求8或9所述的拧紧机校验仪，其特征在于，所述第二处理单元包括判断实际峰值是否大于预设值的复位判断单元，该复位判断单元与所述显示模式判 断单元的输出端相连；在实际峰值大于预设值时工作的第二减系数模块；在每次拧紧中输出最大峰值的最大峰值输出单元，该最大峰值输出单元与所述第二 减系数模块的输出端相连；与所述最大峰值输出单元的输出端相连的第二乘系数模块，该第二乘系数模块的输 出端与所述显示模块相连。
全文摘要
本发明公开了一种拧紧机校验仪，包括扭矩传感器，其一端设有四方公接头，另一端设有四方母接头；显示仪，包括与扭矩传感器的信号输出端相连的信号放大滤波电路，与信号放大滤波电路相连的A/D转换电路，将数字信号进行数字滤波、峰值计算和峰值处理的数字信号处理装置，显示经过峰值处理后的扭矩的显示模块。本发明通过在现有扭矩传感器的两端设置四方公接头和四方母接头，使其可以分别与螺栓和拧紧机的输出轴相连。通过显示仪对扭矩传感器检测的扭矩模拟电信号转换为数字信号，通过数字信号处理装置将数字信号进行处理后，并显示在显示模块上。本发明取消了现有校验仪无实用价值的角度校验功能，不但简化了结构，而且降低了成本。
文档编号G01L5/24GK102023069SQ20101052942
公开日2011年4月20日 申请日期2010年11月2日 优先权日2010年11月2日
发明者李俊 申请人:重庆康明斯发动机有限公司