CN114770415B - 跳脱扳手的显示控制方法和***及跳脱扳手 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种跳脱扳手的显示控制方法和***及跳脱扳手，该显示控制方法包括：根据预设频率获取扭矩数据和角度数据，得到扭矩数据序列和角度数据序列；根据所述扭矩数据序列和所述角度数据序列，得到第一扭矩峰值和第二扭矩峰值；其中，所述第一扭矩峰值对应于跳脱开始发生的时刻，所述第二扭矩峰值对应于跳脱发生后停止加力操作的时刻；显示所述第一扭矩峰值和所述第二扭矩峰值。该显示控制***用于实现上述的显示控制方法。本发明便于操作人员快速准确地判断并停止加力操作，从而达到更加接近预先设置的扭矩值的操作结果。

Description

跳脱扳手的显示控制方法和***及跳脱扳手

技术领域

本发明涉及扭力测量技术领域，具体地，涉及一种跳脱扳手的显示控制方法和***及跳脱扳手。

背景技术

跳脱扳手是一种可以预先设置扭矩值的扳手。操作人员使用扳手对螺母进行拧紧操作的过程中，当扳手上测得的扭矩值达到预先设置的扭矩值时，扳手上的跳脱机械机构就会进行一个跳脱动作，同时伴随有金属机构碰撞产生的咔咔声音，以提示操作人员操作结束。早期的跳脱扳手只是纯机械结构，不显示扳手的扭矩值，后来一些跳脱扳手上增加了最大扭矩值显示功能，对螺母的最终拧紧的扭矩值会显示出来。

由于跳脱扳手本身的机械结构的限制，在对螺母进行拧紧操作的时候，跳脱机械结构的跳脱时间很短，在跳脱动作发生时，需要操作人员快速地判断并停止加力操作。但是由于这个时间太短，一般操作人员会在跳脱动作发生后还会加力操作一定的时间，这样就导致了最终结果的扭矩值比预设的扭矩值偏大，并且在跳脱动作发生后拧紧操作的时间越长，导致的拧紧结果扭矩值比设置值越偏大。

正是由于上面所描述的原因，使用跳脱扳手的操作人员一般都要经过培训。但即使进行过培训的人员，在实际操作中，也只是根据自身经验操作，并没有一个对操作进行评判的标准，以便操作人员持续改进自己的操作。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种跳脱扳手的显示控制方法和***及跳脱扳手。

根据本发明的第一方面，提供一种跳脱扳手的显示控制方法，该方法包括：

根据预设频率获取扭矩数据和角度数据，得到扭矩数据序列和角度数据序列；

根据所述扭矩数据序列和所述角度数据序列，得到第一扭矩峰值和第二扭矩峰值；其中，所述第一扭矩峰值对应于跳脱开始发生的时刻，所述第二扭矩峰值对应于跳脱发生后停止加力操作的时刻；

显示所述第一扭矩峰值和所述第二扭矩峰值。

进一步地，所述根据预设频率获取扭矩数据和角度数据，得到扭矩数据序列和角度数据序列，包括：

当扭矩数据不小于预设扭矩值时，开始根据预设频率连续读取并保存扭矩数据和角度数据，每保存一个扭矩数据和角度数据，读取的数据个数增加一个；

当扭矩数据为零时，停止保存扭矩数据和角度数据，得到数据个数为N的扭矩数据序列和数据个数为N的角度数据序列。

进一步地，所述根据所述扭矩数据序列和所述角度数据序列，得到第一扭矩峰值和第二扭矩峰值，包括：

对所述角度数据序列进行求斜率处理，得到角度变化率数据序列；

查找所述角度变化率数据序列中的角度变化率数据最大值，所述角度变化率最大值在所述角度变化率数据序列中的位置记为N1；

在所述扭矩数据序列中，从第一个扭矩数据到第N1个扭矩数据查找扭矩最大值，即为第一扭矩峰值；

在所述扭矩数据序列中，从第N1个扭矩数据到第N个扭矩数据查找扭矩最大值，即为第二扭矩峰值。

进一步地，所述当扭矩数据不小于预设扭矩值时，开始连续读取并保存扭矩数据和角度数据，包括：所述预设扭矩值根据目标扭矩值确定。

进一步地，在所述当扭矩数据不小于预设扭矩值时，开始连续读取并保存扭矩数据和角度数据之前，包括：当扭矩数据小于预设扭矩值时，继续读取扭矩。

进一步地，在所述显示所述第一扭矩峰值和所述第二扭矩峰值之后，包括：清零所述扭矩数据序列、所述角度数据序列和所述角度变化率数据序列，以及将所述数据个数重置为零。

根据本发明的第二方面，提供一种跳脱扳手的显示控制***，该***包括：

数据获取模块，用于根据预设频率获取扭矩数据和角度数据，得到扭矩数据序列和角度数据序列；

处理模块，用于根据所述扭矩数据序列和所述角度数据序列，得到第一扭矩峰值和第二扭矩峰值；其中，所述第一扭矩峰值对应于跳脱开始发生的时刻，所述第二扭矩峰值对应于跳脱发生后停止加力操作的时刻；

显示模块，用于显示所述第一扭矩峰值和所述第二扭矩峰值。

进一步地，所述数据获取模块包括扭矩测量单元和角度测量单元，所述扭矩测量单元用于测量扳手上的扭矩数据，所述角度测量单元用于测量扳手管壁转动的角度数据；

所述处理模块包括数据读取单元和计数单元，所述数据读取单元用于当扭矩数据不小于预设扭矩值时，开始连续读取并保存扭矩数据和角度数据，当扭矩数据为0值时，停止保存扭矩数据和角度数据；

所述计数单元用于计算保存的扭矩数据和角度数据的个数，其中，每保存一个扭矩数据和角度数据，数据个数增加一个。

进一步地，所述处理模块还包括计算单元，所述计算单元用于对所述角度数据序列进行求斜率处理，形成角度变化率数据序列；查找所述角度变化率数据序列中的角度变化率数据最大值，所述角度变化率数据最大值在所述角度变化率数据序列中的位置记为N1；在所述扭矩数据序列中，从第一个数据到第N1个数据查找扭矩数据最大值，得到第一扭矩峰值；在所述扭矩数据序列中，从第N1个数据开始到最后一个数据查找扭矩数据最大值，得到第二扭矩峰值。

根据本发明的第三方面，提供一种跳脱扳手，该跳脱扳手包括上述的跳脱扳手的显示控制***。

与现有技术相比，本发明具有如下至少之一的有益效果：

本发明通过显示跳脱开始发生的时刻对应的第一扭矩峰值和跳脱发生后停止加力操作的时刻对应的第二扭矩峰值，可以给操作人员以参考，不断改进操作，便于操作人员快速准确地判断并停止加力操作，从而达到更加接近预先设置的扭矩值的操作结果。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例的跳脱扳手的显示控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的扳手没有加扭力时的扳头和滑块的相对位置；

图3为本发明实施例的跳脱动作发生后并且扳头和滑块的移动已经达到最大的相对位置图；

图4为本发明实施例扭矩曲线和角度曲线对应图；

图5为本发明实施例的跳脱扳手的显示控制***的结构示意图。

图中：1为扳头，2为管壁，3为滑块。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。在本发明实施例的描述中，需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

本发明一实施例提供的跳脱扳手的显示控制方法，参照图1，包括：

S1、根据预设频率获取扭矩数据和角度数据，得到扭矩数据序列和角度数据序列。

在一些具体的实施方式中，根据预设频率获取扭矩数据和角度数据，得到扭矩数据序列和角度数据序列，包括：

当扭矩数据小于预设扭矩值时，继续读取扭矩。当扭矩数据不小于预设扭矩值时，开始根据预设频率连续读取并保存扭矩数据和角度数据，扭矩数据和角度数据同时获取并一一对应，每保存一个扭矩数据和角度数据，读取的数据个数增加一个；

当扭矩数据为零时，停止保存扭矩数据和角度数据，得到数据个数为N的扭矩数据序列和数据个数为N的角度数据序列。

预设扭矩值表示开始记录扭矩值和角度值的起始值，此预设扭矩值以后的扭矩值能有效反映扭矩的曲线变化。在一些具体的实施方式中，当扭矩数据不小于预设扭矩值时，开始连续读取并保存扭矩数据和角度数据，包括：预设扭矩值根据目标扭矩值确定。根据不同大小的螺母，扳手使用过程中，用户想要达到的目标扭矩值也不同。预设扭矩值可以设置为目标扭矩值的10％。

S2、根据扭矩数据序列和角度数据序列，得到第一扭矩峰值和第二扭矩峰值。

参照图2和3，跳脱扳手包括扳头1、管壁2和滑块3，图2示出扳手没有加扭力时的扳头1和滑块3的相对位置，图3示出跳脱动作发生后并且扳头1和滑块3的移动已经达到最大的相对位置；其中，第一扭矩峰值对应于跳脱开始发生的时刻，第二扭矩峰值对应于跳脱发生后停止加力操作的时刻。

在一些具体的实施方式中，根据扭矩数据序列和角度数据序列，得到第一扭矩峰值和第二扭矩峰值，包括：

对角度数据序列进行求斜率处理，得到角度变化率数据序列；

查找角度变化率数据序列中的角度变化率数据最大值，角度变化率最大值在角度变化率数据序列中的位置记为N1；

在扭矩数据序列中，从第一个扭矩数据到第N1个扭矩数据查找扭矩最大值，即为第一扭矩峰值；

在扭矩数据序列中，从第N1个扭矩数据到第N个扭矩数据查找扭矩最大值，即为第二扭矩峰值。

可以理解的是，如果第一扭矩峰值和第二扭矩峰值是一个点上的同一个值，则两个峰值点重合，即本次操作的两个扭矩峰值相同。

具体地，预设一个门槛扭矩值T0即预设扭矩值，设置读取扭矩数据的频率为F，读取保存的数据个数Len＝0。

使用过程中，连续读取扭矩模块的扭矩值，读取的时间间隔为1/F。当扭矩值小于门槛扭矩值T0时，继续读取扭矩。当扭矩值不小于门槛扭矩值T0时，认为扳手开始进行拧紧操作，此时开始连续读取并保存扭矩值和角度值，每保存一个扭矩值和角度值，数据个数Len加1。

保存扭矩数据和角度数据的过程中，当扭矩值为0值时，说明此时扳手已经停止操作，此时停止保存扭矩数据和角度数据，得到数据个数为N的扭矩数据序列和数据个数为N的角度数据序列。

保存的N个扭矩数据组成扭矩数据序列Tv[i]＝{Tv1,Tv2,Tv3,…Tvi}，i＝1,2,3…N,其中N＝Len。

保存的N个角度数据组成角度数据序列Av[i]＝{Av1,Av2,Av3,…Avi}，i＝1,2,3…N,其中N＝Len。

随后对保存的扭矩数据序列和角度数据序列进行处理，参照图4，处理数据的过程为：对角度数据序列Av[i]进行求斜率处理，形成角度变化率数据序列Adt[i]＝{0,Adt1,Adt2,Adt3,…Adti},i＝1,2,3…N,其中N＝Len，得到角度变化率曲线。

在数据序列Adt[i]中,从1开始到Len找最大值Adtmax,该值在数据序列Adt[i]中的位置记为N1；扭矩数据序列形成扭矩曲线，在扭矩数据序列Tv[i]中，T1为第N1个扭矩数据，从第1个数据开始到第N1个数据中，查找最大值即为第一扭矩峰值；在扭矩数据序列Tv[i]中，从第N1个开始到第Len个数据，查找最大值即为第二扭矩峰值。

跳脱扳手的跳脱动作开始发生，也就是跳脱动作发生之前的临界点，是指扳头1和滑块3产生相对运动将要发生而未发生之时。通过对跳脱扳手实际扭矩变化值的分析，在跳脱动作发生的临界点时，扭矩值达到最大值，之后随着扳头1和滑块3的相对移动，扭矩值会减小，这是第一扭矩峰值。随着扳头和滑块的产生相对移动，也就是跳脱动作发生后，扳头1相对于扳手管壁2转动。此时如果立刻停止加力操作，扭矩值就一直下降到零，而由于一般操作不会在这么短的时间内停止，所以扳头1相对于扳手管壁2继续转动，当扳头1靠近滑块3的一端和扳手管壁2接触后，扳手的扭矩又开始加大。从而导致扭矩下降后又会开始增加，直到实际操作停止时，扭矩减小，这就又形成一个扭矩的峰值，即第二扭矩峰值。当操作扭力停止后，扳头1和滑块3又恢复到初始位置。

本发明实施例根据跳脱扳手的特点，对跳脱结构动作时的扭矩值进行多点连续采集，形成数据曲线，在对曲线数据处理后，从曲线中查找两个扭矩峰值并显示处理，可以给操作人员以参考，不断改进操作，从而达到更加接近预定设置扭矩值的操作结果。

S3、显示第一扭矩峰值和第二扭矩峰值。

在一些具体的实施方式中，在显示第一扭矩峰值和第二扭矩峰值之后，包括：清零扭矩数据序列、角度数据序列和角度变化率数据序列，以及将数据个数重置为零，以便于下一次的操作。

本发明实施例中的跳脱扳手的显示控制方法，通过显示跳脱开始发生的时刻对应的第一扭矩峰值和跳脱发生后停止加力操作的时刻对应的第二扭矩峰值，便于操作人员快速准确地判断并停止加力操作，从而达到更加接近预先设置的扭矩值的操作结果。

本发明实施例还提供一种跳脱扳手的显示控制***，参照图5，该***包括：

数据获取模块，用于根据预设频率获取扭矩数据和角度数据，得到扭矩数据序列和角度数据序列；处理模块，用于根据扭矩数据序列和角度数据序列，得到第一扭矩峰值和第二扭矩峰值；其中，第一扭矩峰值对应于跳脱开始发生的时刻，第二扭矩峰值对应于跳脱发生后停止加力操作的时刻；显示模块，用于显示第一扭矩峰值和第二扭矩峰值。

在一些具体的实施方式中，数据获取模块包括扭矩测量单元和角度测量单元，扭矩测量单元用于测量扳手上的扭矩数据，角度测量单元用于测量扳手管壁转动的角度数据。

在一些具体的实施方式中，处理模块包括数据读取单元和计数单元，数据读取单元用于当扭矩数据不小于预设扭矩值时，开始连续读取并保存扭矩数据和角度数据，当扭矩数据为0值时，停止保存扭矩数据和角度数据；计数单元用于计算保存的扭矩数据和角度数据的个数，其中，每保存一个扭矩数据和角度数据，数据个数增加一个。

在一些具体的实施方式中，处理模块还包括计算单元，用于计算处理得到第一扭矩峰值和第二扭矩峰值。具体地，计算单元用于对角度数据序列进行求斜率处理，形成角度变化率数据序列；查找角度变化率数据序列中的角度变化率数据最大值，角度变化率数据最大值在角度变化率数据序列中的位置记为N1；在扭矩数据序列中，从第一个数据到第N1个数据查找扭矩数据最大值，得到第一扭矩峰值；在扭矩数据序列中，从第N1个数据开始到最后一个数据查找扭矩数据最大值，得到第二扭矩峰值。处理模块可以为主CPU，通过主CPU完成读取数据、计数以及计算处理的功能。显示模块的功能可以采用设于扳手上的显示屏实现。

扳手在使用前，首先预设一个门槛扭矩值T0即预设扭矩值。设置处理模块如主CPU读取扭矩模块的频率为F，即扭矩模块的数据采样频率为F，角度模块的测量频率也设置为F。设置处理模块如主CPU读取的数据个数Len＝0。

使用过程中，处理模块连续读取扭矩模块的扭矩值，读取的时间间隔为1/F。当扭矩值小于门槛扭矩值T0时，继续读取扭矩。当扭矩值不小于门槛扭矩值T0时，认为扳手开始进行拧紧操作，此时处理模块开始连续读取并保存扭矩值和角度值，每保存一个扭矩值和角度值，读取的数据个数Len加1。

保存扭矩数据和角度数据的过程中，当处理模块检测到扭矩值为0值时，说明此时扳手已经停止操作，此时处理模块停止保存扭矩数据和角度数据。

第一扭矩峰值和第二扭矩峰值的计算处理方法同方法实施例，然后在显示模块显示第1扭矩峰值和第2扭矩峰值。

处理模块如主CPU重新设置数据初值准备进行下一次操作，包括根据数据个数Len将扭矩数据序列Tv[i]、角度数据序列Av[i]和角度变化率数据序列Adt[i]清零，然后将数据个数Len设置为0。然后处理模块如主CPU重新判断扳手开始进行拧紧操作的过程。

需要说明的，上述***实施例中的***与方法实施例基于同样的发明构思，详情请参见方法实施例，在此不再赘述。由于上述实施例中的跳脱扳手的显示控制方法具有的上述技术效果，本实施例中的跳脱扳手的显示控制***也应具有相同的技术效果，在此也不再赘述。

本发明实施例还提供一种跳脱扳手，该跳脱扳手包括上述实施例中的跳脱扳手的显示控制***。由于上述实施例中的跳脱扳手的显示控制***具有的上述技术效果，本实施例中的跳脱扳手也应具有相同的技术效果，在此也不再赘述。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。上述各优选特征在互不冲突的情况下，可以任意组合使用。

Claims (10)

1.一种跳脱扳手的显示控制方法，其特征在于，包括：

根据预设频率获取扭矩数据和角度数据，得到扭矩数据序列和角度数据序列；

根据所述扭矩数据序列和所述角度数据序列，得到第一扭矩峰值和第二扭矩峰值；其中，所述第一扭矩峰值对应于跳脱开始发生的时刻，所述第二扭矩峰值对应于跳脱发生后停止加力操作的时刻；

显示所述第一扭矩峰值和所述第二扭矩峰值。

2.根据权利要求1所述的跳脱扳手的显示控制方法，其特征在于，所述根据预设频率获取扭矩数据和角度数据，得到扭矩数据序列和角度数据序列，包括：

当扭矩数据不小于预设扭矩值时，开始根据预设频率连续读取并保存扭矩数据和角度数据，每保存一个扭矩数据和角度数据，读取的数据个数增加一个；

当扭矩数据为零时，停止保存扭矩数据和角度数据，得到数据个数为N的扭矩数据序列和数据个数为N的角度数据序列。

3.根据权利要求2所述的跳脱扳手的显示控制方法，其特征在于，所述根据所述扭矩数据序列和所述角度数据序列，得到第一扭矩峰值和第二扭矩峰值，包括：

对所述角度数据序列进行求斜率处理，得到角度变化率数据序列；

查找所述角度变化率数据序列中的角度变化率数据最大值，所述角度变化率最大值在所述角度变化率数据序列中的位置记为N1；

在所述扭矩数据序列中，从第一个扭矩数据到第N1个扭矩数据查找扭矩最大值，即为第一扭矩峰值；

在所述扭矩数据序列中，从第N1个扭矩数据到第N个扭矩数据查找扭矩最大值，即为第二扭矩峰值。

4.根据权利要求2所述的跳脱扳手的显示控制方法，其特征在于，所述当扭矩数据不小于预设扭矩值时，开始连续读取并保存扭矩数据和角度数据，包括：所述预设扭矩值根据目标扭矩值确定。

5.根据权利要求2所述的跳脱扳手的显示控制方法，其特征在于，在所述当扭矩数据不小于预设扭矩值时，开始连续读取并保存扭矩数据和角度数据之前，包括：当扭矩数据小于预设扭矩值时，继续读取扭矩。

6.根据权利要求3所述的跳脱扳手的显示控制方法，其特征在于，在所述显示所述第一扭矩峰值和所述第二扭矩峰值之后，包括：清零所述扭矩数据序列、所述角度数据序列和所述角度变化率数据序列，以及将所述数据个数重置为零。

7.一种跳脱扳手的显示控制***，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于根据预设频率获取扭矩数据和角度数据，得到扭矩数据序列和角度数据序列；

处理模块，用于根据所述扭矩数据序列和所述角度数据序列，得到第一扭矩峰值和第二扭矩峰值；其中，所述第一扭矩峰值对应于跳脱开始发生的时刻，所述第二扭矩峰值对应于跳脱发生后停止加力操作的时刻；

显示模块，用于显示所述第一扭矩峰值和所述第二扭矩峰值。

8.根据权利要求7所述的跳脱扳手的显示控制***，其特征在于，所述数据获取模块包括扭矩测量单元和角度测量单元，所述扭矩测量单元用于测量扳手上的扭矩数据，所述角度测量单元用于测量扳手管壁转动的角度数据；

所述处理模块包括数据读取单元和计数单元，所述数据读取单元用于当扭矩数据不小于预设扭矩值时，开始连续读取并保存扭矩数据和角度数据，当扭矩数据为0值时，停止保存扭矩数据和角度数据；

所述计数单元用于计算保存的扭矩数据和角度数据的个数，其中，每保存一个扭矩数据和角度数据，数据个数增加一个。

9.根据权利要求8所述的跳脱扳手的显示控制***，其特征在于，所述处理模块还包括计算单元，所述计算单元用于对所述角度数据序列进行求斜率处理，形成角度变化率数据序列；查找所述角度变化率数据序列中的角度变化率数据最大值，所述角度变化率数据最大值在所述角度变化率数据序列中的位置记为N1；在所述扭矩数据序列中，从第一个数据到第N1个数据查找扭矩数据最大值，得到第一扭矩峰值；在所述扭矩数据序列中，从第N1个数据开始到最后一个数据查找扭矩数据最大值，得到第二扭矩峰值。

10.一种跳脱扳手，其特征在于，包括权利要求7-9任一项所述的跳脱扳手的显示控制***。