一種扭矩測量軸及測量方法技術

本發明專利技術公開了一種扭矩測量軸及測量方法，屬于扭矩測量工具領域，解決現有扭矩測量裝置無法實時反饋測量數據，且測量數據存在誤差的問題。本發明專利技術的裝置包括驅動軸和殼體，驅動軸包括扭矩測量段，殼體包裹在扭矩測量段上，殼體與扭矩測量段外壁之間有空隙，殼體內設置有電子組件；電子組件包括電池、應變片、電源模塊、模數轉換模塊、顯示屏模塊和微處理器模塊；應變片設置在扭矩測量段外壁上；電池與電源模塊雙向相連；電源模塊與應變片相連；應變片與模數轉換模塊相連；模數轉換模塊與電源模塊相連，同時與微處理器模塊相連；微處理器模塊與電源模塊雙向相連，同時與顯示屏模塊單向相連。本發明專利技術實時反饋測量數據，且測量精確，使用壽命長。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于扭矩測量工具領域，更具體地說，涉及。
技術介紹
工程上通常需要對旋轉軸進行動態的扭矩測量，現有技術中扭矩測量通常有三種，一種是采用動態扭矩傳感器進行測量，一種是采用在旋轉軸上貼應變片的方式測量，一種是用靜態扭矩傳感器進行測量。采用動態扭矩傳感器進行扭矩測量，由于動態扭矩傳感器體積大，并且需要專用信號變送器、采集調理箱，數顯儀表等，通常需搭建試驗臺架完成旋轉軸的扭矩測量，因此這種扭矩測量方法測量前準備時間長，測量設備體積大，對測量空間場地的要求大同時也不經濟。采用在旋轉軸上貼應變片的方式測量，因粘貼應變片對環境及人員技術要求較高，在現場進行粘貼有諸多不利因素，且現場中不便扭矩值的標定工作，造成扭矩值測量不準確。用靜態扭矩傳感器進行測量，僅能對扭轉角度不大的軸進行扭矩測量，如果測量螺母擰緊時的扭矩，會出現傳感器供電的電纜線纏繞問題。中國專利申請號201110310200.3，公開日2012年6月20日的專利申請文件，公開了一種數顯扭矩頭及包含該種數顯扭矩頭的數顯扭矩扳手，具體的數顯扭矩頭包括外套組件、襯套組件、薄膜開關、電子組件與扭矩傳感器，其具有可精確預警小型化的優點，可容易配合應用于現有的扭矩扳手結構中，通過給數顯扭矩頭的輸入方加載扭矩，扭矩傳感器發生扭曲形變進而將緊固的扭矩信號采集，而后給電子組件，電子組件對采集的信號進行濾波、分析、轉化、線性化處理后直觀的顯示到四位半液晶顯示器上，從而達到精確預緊控制扭矩的目的。但該專利申請文件公開的技術方案只能在待測量軸旋轉停止時才能觀測到數顯屏顯示的測量扭矩數據，不能在待測量軸旋轉過程中實時顯示反饋扭矩數據，同時也導致測量數據存在一定誤差，測量精度還有待進一步提高。中國專利申請號201010176318.7，公開日2010年10月6日的專利申請文件，公開了一種扭矩測試裝置，包括階梯軸，沿其軸向分為貼片部位和設有外花鍵的部位；感應元件，設于所述階梯軸的貼片部位；軸套，與所述階梯軸連接，呈內部鏤空的形狀，鏤空結構具有內花鍵；調理單元及無線發射單元，均設在所述軸套的上側，與所述全橋電路連接，所述調理單元用于將全橋電路輸出電壓轉變為其幅值與所受扭矩相對應的數字信號，所述無線發射單元用于發射所述數字信號。該專利技術大大降低了扭矩測試的現場工作，無需更改現有設備，無需在被測軸上進行打磨、清洗、貼應變片以及組橋等工作，使得現場安裝及扭矩測試作業更加簡單，避免了現場貼片帶來的測試誤差，并且可以重復利用。但該專利技術申請文件公開的測試裝置為設置應變片采用階梯軸容易在扭矩作用下變形或斷裂，影響測量精度；應變片的設置位置容易使其受污染，從而影響測量精度。
技術實現思路
1、要解決的問題針對現有扭矩測量裝置無法實現在測量過程中實時反饋測量數據，且測量數據存在誤差的問題，本專利技術提供，能實時反饋測量數據，且測量精確，使用壽命長。2、技術方案為解決上述問題，本專利技術采用如下的技術方案。—種扭矩測量軸，包括驅動軸和殼體，所述的驅動軸包括扭矩測量段，所述的殼體包裹在扭矩測量段上，所述的殼體與扭矩測量段外壁之間有空隙，所述的殼體內設置有電子組件；所述的電子組件包括電池、應變片、電源模塊、模數轉換模塊、顯示屏模塊和微處理器模塊；所述的應變片設置在扭矩測量段外壁上；所述的電池與電源模塊雙向相連；所述的電源模塊與應變片相連；所述的應變片與模數轉換模塊相連；所述的模數轉換模塊與電源模塊相連，由電源模塊供電，同時與微處理器模塊相連，向微處理器模塊單向輸出數據；所述的微處理器模塊與電源模塊雙向相連，同時與顯示屏模塊單向相連，將數據傳輸至顯示屏模塊上顯示。優選地，還包括無線發射模塊；所述的無線發射模塊與電源模塊相連，由電源模塊供電，同時與微處理器模塊相連，接收微處理器模塊發送的數據。優選地，所述的無線發射模塊為無線藍牙模塊、無線wifi模塊或無線串口模塊。優選地，還包括USB充電口 ；所述的USB充電口與微處理器模塊雙向相連，同時與電源模塊相連。優選地，還包括電源按鍵和輸入按鍵；所述的電源按鍵與電源模塊相連；所述的輸入按鍵與微處理器模塊相連。—種扭矩測量方法，包括以下步驟:1)根據待測量軸接口形狀，選擇連接端與所述接口形狀對應的扭矩測量軸；2)通過扭矩測量軸的連接端將扭矩測量軸安裝至待測量軸上，按下電源按鍵，電源模塊導通，微處理器模塊工作并控制電源模塊持續導通，從而為電子組件供電；3)啟動待測量軸旋轉運動動力源，使待測量軸在外力下開始旋轉運動；待測量軸旋轉產生的扭轉阻力傳遞給驅動軸，驅動軸表面在扭轉阻力下產生變形的作用，使扭矩測量裝置上應變片發生變形產生電壓信號，該電壓信號經模數轉換模塊傳輸給微處理器模塊，微處理器模塊對采集的電壓信號數值進行計算并轉換成扭矩值，輸出至顯示屏模塊上顯不;4)記錄步驟3)中所述顯示屏模塊上顯示的扭矩值數據；5)步驟3)中微處理器模塊輸出的扭矩值同時經無線發射模塊向外發射，從無線發射模塊發射的扭矩數據由無線接收模塊接收，由電腦進行顯示和保存；6)停止待測量軸的旋轉運動，按下電源按鍵或停止幾分鐘后，電源模塊中斷供電，測量過程結束。優選地，還包括充電步驟，所述的充電步驟在所述的步驟1)與步驟2)之間，具體為:通過USB充電口向扭矩測量軸充電，電源模塊通電后，接通與電池的連接，向電池充電，并監測電池電量；電池電量充滿后向電源模塊反饋電量信息，電源模塊接收信號，中斷充電線路，停止向電池充電。優選地，所述的步驟3)中從顯示屏模塊觀測數據時，按下輸入按鈕，切換扭矩實時值和峰值的顯示。優選地，所述的驟3)中微處理器模塊輸出的扭矩值由微處理器模塊記錄并保存；所述的保存的扭矩值數據可以通過存儲設備連接USB充電口進行下載。優選地，所述的步驟6)中停止幾分鐘后是指幾分鐘后微處理器模塊自動控制電源模塊斷電；所述的幾分鐘為0.1?9.9分鐘。3、有益效果相比于現有技術，本專利技術的有益效果為:(1)本專利技術扭矩測量軸是將驅動軸、應變片、控制模塊、顯示屏、電池集成在一起，此外驅動軸兩端做成通用的接口形狀，可方便的安裝在被測量軸上，故具有體積小，使用方便，實現扭矩的快速測量；由于采用內置電池供電，避免了采用電纜線供電時測量過程中電纜線纏繞的問題；由于本專利技術的扭矩測量軸其內部應變片可以在生產裝配過程中粘貼標定完成，不需在工程現場中進行標定，故測量的扭矩值精度高；(2)本專利技術的扭矩測量軸采用集成顯示屏和無線傳輸至電腦兩種方式同時顯示測量的扭矩值，即使在沒有電腦的現場測量中，也可讀取扭矩測量值，適應性強；同時無線傳輸的應用使得測量過程中可實時監測及處理測量的數據，而電腦將測量的扭矩值進行實時顯示和保存，能夠溯源測量過程；(3)本專利技術的扭矩測量軸還包括USB充電口 ；所述的USB充電口與微處理器模塊雙向相連，用于上傳、下載數據，同時與電源模塊相連，經電源模塊向電池充電；(4)本專利技術的扭矩測量軸還包括電源按鍵和輸入按鍵；電源按鍵與電源模塊相連，用于人工手動控制電源模塊的通斷；輸入按鍵與微處理器模塊相連，用于可對扭矩的零點及增益進行修改調整；(5)本專利技術的扭矩測量方法具有操作方便，測量成本低，測量快速、準確的優點；由于將應變片、電源、數據采集傳輸做成一體，集成度高，測量精度高；通過USB充電口充電，操作本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種扭矩測量軸，包括驅動軸(10)和殼體(20)，所述的驅動軸(10)包括扭矩測量段，所述的殼體(20)包裹在扭矩測量段上，其特征在于：所述的殼體(20)與扭矩測量段外壁之間有空隙，所述的殼體(20)內設置有電子組件；所述的電子組件包括電池(30)、應變片(40)、電源模塊(50)、模數轉換模塊(60)、顯示屏模塊(70)和微處理器模塊(80)；所述的應變片(40)設置在扭矩測量段外壁上；所述的電池(30)與電源模塊(50)雙向相連；所述的電源模塊(50)與應變片(40)相連；所述的應變片(40)與模數轉換模塊(60)相連；所述的模數轉換模塊(60)與電源模塊(50)相連，由電源模塊(50)供電，同時與微處理器模塊(80)相連，向微處理器模塊(80)單向輸出數據；所述的微處理器模塊(80)與電源模塊(50)雙向相連，同時與顯示屏模塊(70)單向相連，將數據傳輸至顯示屏模塊(70)上顯示。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄒奇峰，胡井湖，
申請(專利權)人：鄒奇峰，馬鞍山市井湖機械制造有限公司，
類型：發明
國別省市：安徽;34