CN110039483A - 一种实现交互界面的电动扭矩扳手 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现交互界面的电动扭矩扳手，包括控制电路(6)、驱动电机(4)、减速齿轮装置(3)和交互界面(10)，所述驱动电机(4)连接至减速齿轮装置(3)；所述控制电路(6)连接至交互界面(10)和驱动电机(4)，分别用于控制交互界面(10)的显示和驱动电机的工作；所述交互界面(10)包括薄膜按键板(12)和液晶显示屏(16)，通过薄膜按键板(12)上的按键实现交互界面(10)的操作。本发明提供的电动扭矩扳手可实时显示电动扭矩扳手的工作状态，方便操作者实时监控，可在电动扭矩扳手使用范围内设定任意数值的扭矩，控制精度高。

Description

一种实现交互界面的电动扭矩扳手

技术领域

本发明涉及一种电动工具，尤其是一种可实现交互界面的电动扭矩扳手。

背景技术

使用电动扭矩扳手可达到提高机械化作业水平、降低劳动作业强度的目的。现有电动扭矩扳手通常为只有启停按钮的电动扭矩扳手或者可输出有限个挡位扭矩值的电动冲击扳手，输出扭矩可控值有限。例如，公告号为CN206475105U的中国实用新型专利，公开了“一种电动扭矩扳手”，其通过电子控制装置对输出扭矩进行控制，并在显示面板上做可视化提示。但是此种电动扭矩扳手不具有人机交互功能，无法对输出扭矩实现高精度控制与实时监控。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足,本发明的目的在于解决现有电动扳手输出扭矩可控幅度小的问题，提供了一种实现交互界面的电动扭矩扳手，具有人机交互功能，可实现扭矩输出范围内任意扭矩的控制。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种实现交互界面的电动扭矩扳手，包括控制电路、驱动电机、减速齿轮装置和交互界面，所述驱动电机连接至减速齿轮装置；所述控制电路连接至交互界面和驱动电机，分别用于控制交互界面的显示和驱动电机的工作；所述交互界面包括薄膜按键板和液晶显示屏，通过薄膜按键板上的按键实现交互界面的操作，所述交互界面的操作包括在薄膜按键板上输入目标扭矩值并在液晶显示屏上显示，所述控制电路根据输入的目标扭矩值控制驱动电机的输出扭矩。

上述的实现交互界面的电动扭矩扳手，还包括供电电池，所述供电电池为驱动电机和控制电路供电，所述供电电池为18V锂电池。

上述的实现交互界面的电动扭矩扳手，还包括风扇，风扇用于使驱动电机散热。

上述的实现交互界面的电动扭矩扳手，还包括输出方头和反力臂花键槽，输出方头和反力臂花键槽设于电动扭矩扳手的前端，输出方头通过减速齿轮装置连接至驱动电机。所述反力臂花键槽的作用是用于安装反作用力臂，当扭矩满足设定值后，利用反作用力臂，将输出方头方便地从螺栓中退出。

上述的实现交互界面的电动扭矩扳手，还包括外壳、启停开关和方向键，启停开关和方向键安装在外壳的正面，交互界面安装在外壳的背面。

所述薄膜按键板包括“向上”按键、“向下”按键和“OK”按键。

所述控制电路的主控芯片为STM32F103芯片。

所述液晶显示屏和薄膜按键板分别为型号TFT177F254FPC的液晶显示屏与相应尺寸大小的薄膜按键板。

所述控制电路包括用于控制所述液晶显示屏的控制芯片，该控制芯片为ST7735S芯片。

所述控制电路的主控芯片与用于控制所述液晶显示屏的控制芯片通过SPI串口进行通讯。

所述液晶显示屏上显示当前扭矩扳手的工作模式、输出方头旋转方向、工作状态、目标扭矩值与扭矩单位。

所述减速齿轮装置采用两级行星齿轮机构：高速行星齿轮机构和低速行星齿轮机构，所述高速行星齿轮机构和低速行星齿轮机构均包括行星齿轮和太阳轮，所述驱动电机的转子转动，带动高速行星齿轮机构的太阳轮转动，从而带动高速行星齿轮机构的行星齿轮转动，高速行星齿轮机构的行星齿轮带动低速行星齿轮机构的太阳轮转动，从而带动低速行星齿轮机构的行星齿轮转动，低速行星齿轮机构的行星齿轮将扭矩传递至电动扭矩扳手的输出方头。

一种电动扭矩扳手的控制方法，包括：操作者在交互界面按下“OK”按键，交互界面切换至主菜单，在主菜单界面中，通过“向上”按键或“向下”按键选择需要的模式。

所述模式包括扭矩调节模式、挡位调节模式、扭矩预置值模式和挡位预置值模式。

在所述扭矩调节模式下，通过“向上”按键或“向下”按键在电动扭矩扳手输出扭矩范围内调节目标扭矩值，每次调节一个单位量。

在所述挡位调节模式下，通过“向上”按键或“向下”按键调节目标扭矩值的挡位，其中“向上”按键用于调节挡位数值的十位数字，“向下”按键用于调节挡位数值的个位数字，每次调节一个挡位，调节范围为1-99挡。

在所述扭矩预置值模式下，通过操作薄膜按键板，目标扭矩值只在几个固定的预置扭矩值之间循环切换，预置扭矩值是根据操作者的习惯或工作环境预设的。

在所述挡位预置值模式下，通过操作薄膜按键板，目标挡位只在几个固定的预置挡位值之间循环切换，预置挡位值是根据操作者的习惯或工作环境预设的。

与现有技术相比,本发明具有如下优点：

1、液晶显示屏可实时显示电动扭矩扳手的当前模式、目标扭矩、旋转方向、拧紧结果等工作状态，方便操作者实时监控。

2、通过人机交互界面可使电动扭矩扳手工作于不同模式，可实现扭矩数码调节或者1到99挡位调节扭矩，可在电动扭矩扳手使用范围内设定任意数值的扭矩，配合高精度的电机控制技术，控制精度高。

3、可根据操作者的习惯或工作环境编程预设若干个常用的目标扭矩值或者常用挡位，实用性高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的实现交互界面的电动扭矩扳手的示意图；

图2为交互界面主界面的示意图；

图3为减速齿轮装置的结构图。

图中1.输出方头，2.反力臂花键槽，3.减速齿轮装置，4.驱动电机，5.风扇，6.控制电路，7.外壳，8.启停开关，9.方向键，10.交互界面，11.供电电池，12.薄膜按键板，13.“向上”按键，14.“向下”按键，15.“OK”按键，16.液晶显示屏，17.工作模式，18.输出方头旋转方向，19.工作状态，20.目标扭矩值，21.扭矩单位，22.拧紧结果。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案易于理解，下面结合具体实施方式，进一步阐释本发明。

参照图1，示出了一种实现交互界面的电动扭矩扳手，包括控制电路6、驱动电机4、减速齿轮装置3和交互界面10，所述驱动电机4连接至减速齿轮装置3；所述控制电路6连接至交互界面10和驱动电机4，分别用于控制交互界面10的显示和驱动电机的工作；所述交互界面10包括薄膜按键板12和液晶显示屏16，通过薄膜按键板12上的按键实现交互界面10的操作，液晶显示屏16上显示当前扭矩扳手的工作模式17、输出方头旋转方向18、工作状态19以及目标扭矩值20与扭矩单位21。

上述的实现交互界面的电动扭矩扳手，还包括供电电池11，所述供电电池为驱动电机4和控制电路6供电，所述供电电池为18V锂电池。

上述的实现交互界面的电动扭矩扳手，还包括风扇5，风扇5用于使驱动电机4散热。

上述的实现交互界面的电动扭矩扳手，还包括输出方头1和反力臂花键槽2，输出方头1和反力臂花键槽2设于电动扭矩扳手的前端，输出方头1通过减速齿轮装置3连接至驱动电机4。所述反力臂花键槽的作用是用于安装反作用力臂，当扭矩满足设定值后，利用反作用力臂，将输出方头方便地从螺栓中退出。

上述的实现交互界面的电动扭矩扳手，还包括外壳7、启停开关8和方向键9，启停开关8和方向键9安装在外壳7的正面，交互界面10安装在外壳7的背面。

所述薄膜按键板12包括“向上”按键13、“向下”按键14和“OK”按键15。

所述控制电路6的主控芯片为STM32F103芯片。

所述液晶显示屏16和薄膜按键板12分别为型号TFT177F254FPC的液晶显示屏与相应尺寸大小的薄膜按键板。

所述控制电路6包括用于控制所述液晶显示屏的控制芯片，该控制芯片为ST7735S芯片。

所述控制电路的主控芯片与用于控制所述液晶显示屏的控制芯片通过SPI串口进行通讯。

参照图1-3，本发明的实现交互界面的电动扭矩扳手的工作过程如下：

当操作者为电动扭矩扳手安装供电电池11后，***即开始通电，用于控制所述液晶显示屏16的控制芯片从该控制芯片内的内存器flash中读取存储，并显示当前扭矩扳手工作模式17、输出方头旋转方向18、工作状态19以及当前设置的目标扭矩值20与扭矩单位21；操作者通过交互界面10的薄膜按键板12进行按键操作，控制电路6接收到薄膜按键板12的按键操作后，将操作者的按键操作显示在液晶显示屏16；当操作者通过方向键9确定输出方头1的转动方向时，即当方向键9被按下时，输出方头转向为已设定的转向，当方向键9再次被按下而弹起时，输出方头转向与之前相反，并按下启停开关8后，驱动电机4开始工作；电机的输出扭矩通过减速齿轮装置3后在输出方头1放大输出。当输出的扭矩达到操作者预期的扭矩值，驱动电机4停止工作，液晶显示屏16显示拧紧结果22。

如图3所示，所述减速齿轮装置3采用两级行星齿轮机构：高速行星齿轮机构和低速行星齿轮机构，所述高速行星齿轮机构和低速行星齿轮机构均包括行星齿轮和太阳轮，所述驱动电机的转子转动，带动高速行星齿轮机构的太阳轮转动，从而带动高速行星齿轮机构的行星齿轮转动，高速行星齿轮机构的行星齿轮带动低速行星齿轮机构的太阳轮转动，从而带动低速行星齿轮机构的行星齿轮转动，低速行星齿轮机构的行星齿轮将扭矩传递至扳手头，即传递至输出方头1。

图2为交互界面10显示主界面时的示意图，操作者在交互界面10按下“OK”按键15，界面切换至主菜单。在主菜单界面中，通过“向上”按键13、“向下”按键14选择需要的模式，在需要的模式处按下“OK”按键15，即进入该模式，同时屏幕切换至图3的主界面。

在主菜单界面中，可供选择的模式包括扭矩调节模式、挡位调节模式、扭矩预置值模式、挡位预置值模式。

在扭矩调节模式下，可通过“向上”按键13、“向下”按键14在电动扭矩扳手输出扭矩范围内调节目标扭矩值20，每次调节一个单位量。

在挡位调节模式下，可通过“向上”按键13、“向下”按键14调节目标扭矩值的挡位，其中“向上”按键13用于调节挡位数值的十位数字，“向下”按键14用于调节挡位数值的个位数字，每次调节一个挡位，调节范围为1-99挡，预先设定表格使这些挡位线性对应输出扭矩范围，选择对应的挡位，就得到对应的扭矩。设置挡位时，可以在主界面中左下角看到当前设定挡位对应的扭矩值。

在扭矩预置值模式下，操作者通过薄膜按键板12操作时，目标扭矩值只在几个固定的预置扭矩值之间循环切换，这几个预置扭矩值可在预设值设定功能中根据操作者的习惯或工作环境预设。操作者可以在扭矩预置值设定模式中，将常用的几个扭矩值通过薄膜按键板12输入，这些常用扭矩值将被存储到存储器中，并更新为新的扭矩预置值。

在挡位预置值模式下，操作者通过薄膜按键板12操作时，目标挡位只在几个固定的预置挡位值之间循环切换，这几个预置挡位值可在预设值设定功能中根据操作者的习惯或工作环境预设。操作者可以在挡位预置值设定模式中，将常用的几个挡位值通过薄膜按键板12输入，这些常用挡位值将被存储到存储器中，并更新为新的档位预置值。

在主界面中，工作模式17可以在主菜单界面中的模式选择功能中进行选择，输出方头旋转方向18通过方向键9来进行控制，工作状态19是根据当前扭矩扳手的启停开关状态与报警信号来进行切换。

申请人结合说明书附图对本发明的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种实现交互界面的电动扭矩扳手，所述电动扭矩扳手包括控制电路、驱动电机、减速齿轮装置和交互界面，所述驱动电机连接至减速齿轮装置；所述控制电路连接至交互界面和驱动电机，分别用于控制交互界面的显示和驱动电机的工作；其特征在于：所述交互界面包括薄膜按键板和液晶显示屏，通过薄膜按键板上的按键实现交互界面的操作，所述交互界面的操作包括在薄膜按键板上输入目标扭矩值并在液晶显示屏上显示，所述控制电路根据输入的目标扭矩值控制驱动电机的输出扭矩。

2.根据权利要求1所述的实现交互界面的电动扭矩扳手，其特征在于：所述电动扭矩扳手还包括供电电池，所述供电电池为驱动电机和控制电路供电。

3.根据权利要求1所述的实现交互界面的电动扭矩扳手，其特征在于：所述电动扭矩扳手还包括风扇，风扇用于使驱动电机散热。

4.根据权利要求1所述的实现交互界面的电动扭矩扳手，其特征在于：所述电动扭矩扳手还包括输出方头和反力臂花键槽，输出方头和反力臂花键槽设于电动扭矩扳手的前端，输出方头通过减速齿轮装置连接至驱动电机。

5.根据权利要求1所述的实现交互界面的电动扭矩扳手，其特征在于：所述电动扭矩扳手还包括外壳、启停开关和方向键，启停开关和方向键安装在外壳的正面，交互界面安装在外壳的背面。

6.根据权利要求1所述的实现交互界面的电动扭矩扳手，其特征在于：所述薄膜按键板包括“向上”按键、“向下”按键和“OK”按键。

7.根据权利要求1所述的实现交互界面的电动扭矩扳手，其特征在于：所述控制电路的主控芯片为STM32F103芯片。

8.根据权利要求1所述的实现交互界面的电动扭矩扳手，其特征在于：所述液晶显示屏和薄膜按键板分别为型号TFT177F254FPC的液晶显示屏与相应尺寸大小的薄膜按键板。

9.根据权利要求1所述的实现交互界面的电动扭矩扳手，其特征在于：所述控制电路包括用于控制所述液晶显示屏的控制芯片，该控制芯片为ST7735S芯片。

10.根据权利要求1所述的实现交互界面的电动扭矩扳手，其特征在于：所述控制电路的主控芯片与用于控制所述液晶显示屏的控制芯片通过SPI串口进行通讯。

11.根据权利要求1所述的实现交互界面的电动扭矩扳手，其特征在于：所述液晶显示屏上显示当前扭矩扳手的工作模式、输出方头旋转方向、工作状态、目标扭矩值与扭矩单位。

12.根据权利要求1所述的实现交互界面的电动扭矩扳手，其特征在于：所述减速齿轮装置采用两级行星齿轮机构：高速行星齿轮机构和低速行星齿轮机构，所述高速行星齿轮机构和低速行星齿轮机构均包括行星齿轮和太阳轮，所述驱动电机的转子转动，带动高速行星齿轮机构的太阳轮转动，从而带动高速行星齿轮机构的行星齿轮转动，高速行星齿轮机构的行星齿轮带动低速行星齿轮机构的太阳轮转动，从而带动低速行星齿轮机构的行星齿轮转动，低速行星齿轮机构的行星齿轮将扭矩传递至电动扭矩扳手的输出方头。

13.一种根据权利要求1-12任一项的电动扭矩扳手的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：操作者在交互界面按下“OK”按键，交互界面切换至主菜单，在主菜单界面中，通过“向上”按键或“向下”按键选择需要的模式。

14.根据权利要求13所述的控制方法，其特征在于：

所述模式包括扭矩调节模式、挡位调节模式、扭矩预置值模式和挡位预置值模式。

15.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于：

在所述扭矩调节模式下，通过“向上”按键或“向下”按键在电动扭矩扳手输出扭矩范围内调节目标扭矩值，每次调节一个单位量。

16.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于：

在所述挡位调节模式下，通过“向上”按键或“向下”按键调节目标扭矩值的挡位，其中“向上”按键用于调节挡位数值的十位数字，“向下”按键用于调节挡位数值的个位数字，每次调节一个挡位，调节范围为1-99挡。

17.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于：

在所述扭矩预置值模式下，通过操作薄膜按键板，目标扭矩值只在几个固定的预置扭矩值之间循环切换，预置扭矩值是根据操作者的习惯或工作环境预设的。

18.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于：

在所述挡位预置值模式下，通过操作薄膜按键板，目标挡位只在几个固定的预置挡位值之间循环切换，预置挡位值是根据操作者的习惯或工作环境预设的。