CN113183073A - 一种带无线传输功能的电动拧紧扳手及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带无线传输功能的电动拧紧扳手，其包括减速器单元、直流电机单元、驱动控制单元、无线收发单元、电源单元以及壳体；电源单元与驱动控制单元电连接，为驱动控制单元提供电力来源；驱动控制单元与直流电机单元电连接，为其提供驱动控制信号；直流电机单元与减速器单元电连接，带动减速器单元转动，输出扭矩；无线收发单元与驱动控制单元电连接，驱动控制单元为无线收发单元提供电源和数据信号，无线收发单元与外部设备之间能够进行无线传输。本发明还公开了该电动拧紧扳手的使用方法。本发明能够对目标螺栓快速的施加精确扭矩，实现高精度的扭矩加载，并且能够通过无线网络与外部设备进行通讯，能够实时地对拧紧数据进行管控。

Description

一种带无线传输功能的电动拧紧扳手及其使用方法

技术领域

本发明属于紧固装配工具，具体涉及拧紧把手，更具体的，涉及一种带无线传输功能的电动拧紧把手及其使用方法。

背景技术

随着科技的高速发展，电动工具在各类行业的生产线上都已经应用的较为广泛，工厂为了做到更精细化的管理，数据的管理与追溯也越来越被重视。对电动扳手而言，不仅要求其精度高，速度快，稳定性好，还要求其具备数据的管理与追溯功能。现有的电动扳手数据管理功能还不具备，无法完成装配过程中的精细化管理的目标，从而可能造成工人在施工过程中由于操作不规范，无意或有意不按要求完成工作等情况出现，最终引发产品出现质量等各类问题。

现有的电动扳手有的电机控制依赖于远程进行，扳手本身并不具备电机控制能力；有的虽然扳手本身具备电机控制功能，但不具备无线传输和远程数据管理能力，即使具备无线传输功能，无线收发功能的增加往往会对电机的控制速度造成影响，从而对输出扭矩造成影响。

基于上述问题，本发明致力于提供一种带无线传输功能的电动拧紧扳手及其使用方法，其能够在实现电动扳手高精度的扭矩加载的同时，通过无线网络与专用软件进行通讯，能够实时地对拧紧数据进行管控。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明的目的在于，提供一种带无线传输功能的电动拧紧扳手及其使用方法，其能够对目标螺栓快速的施加精确扭矩，实现高精度的扭矩加载，并且能够通过无线网络与外部设备进行通讯，能够实时地对拧紧数据进行管控。

本发明采用如下的技术方案：

一种带无线传输功能的电动拧紧扳手，所述电动拧紧扳手包括减速器单元(1)、直流电机单元(2)、驱动控制单元(3)、无线收发单元(4)、电源单元(6)以及壳体(7)；电源单元与驱动控制单元电连接，为驱动控制单元提供电力来源；驱动控制单元与直流电机单元电连接，为其提供驱动控制信号；直流电机单元与减速器单元电连接，带动减速器单元转动，输出扭矩；无线收发单元与驱动控制单元电连接，驱动控制单元为无线收发单元提供电源和数据信号，无线收发单元与外部设备之间能够进行无线传输。

优选的，所述电动拧紧扳手还包括开关单元(5)，所述开关单元与驱动控制单元电连接，实现扳手的换向与启停。

优选的，在扳手的一次拧紧操作结束后，驱动控制单元将数据传输至无线收发单元。

优选的，所述无线收发单元包括数据接口、电源接口、ARM控制器以及无线模块；所述无线收发单元从所述数据接口和电源接口分别接收来自于驱动控制单元的数据信号的电力供应；所述ARM控制器用于解析数据并进行存储；所述无线模块与所述ARM控制器之间进行数据交互，并与外部设备进行无线连接。

优选的，所述无线收发单元还包括调整按键、显示屏以及天线；所述调整按键采用薄膜按键形式，用于对输出扭矩的调节以及显示界面的切换；所述显示屏用于显示扳手的信息；所述天线用于增强所述无线模块的通信性能。

优选的，所述减速器单元、直流电机单元、驱动控制单元、无线收发单元以及电源单元均固定于壳体；所述驱动控制单元位于壳体的把手部位；所述减速器单元位于壳体的前部；所述无线收发单元位于壳体的后端。

优选的，所述电源单元为可拆卸电池，通过壳体的电池接口供电。

优选的，所述电动拧紧扳手还包括反力臂，反力臂通过花键固定于减速器单元上。

本发明的带无线传输功能的电动拧紧扳手的使用方法，包括：扳手上电后，驱动控制单元为无线收发单元供电；扳手完成一次拧紧操作后，驱动控制单元将数据传输至无线收发单元；如扳手未完成一次拧紧操作，则等待拧紧操作完成后再进行数据的传输；无线收发单元接收到数据后，将数据发送至与无线收发单元已连接的外部设备。

优选的，若无线收发单元与外部设备的连接处于未连接状态，则等待重新连接后，再将数据发送至外部设备。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比：

本发明的带无线传输功能的电动拧紧扳手在实现了电动扳手高精度拧紧功能的同时，让数据能够远程传输到外部计算机或其他设备中，且不对精度造成任何影响，对于野外工作，显得十分便利，可有效监控操作者作业过程中是否正确完成既定目标，同时也可对数据进行更好的管理，方便管理人员对作业过程进行溯源。

本发明的带无线传输功能的电动拧紧扳手采用了无线收发单元的模式，将收发单元独立出去，同时将扭矩调节部分和显示部分也集中在了无线收发单元，进一步降低了驱动控制单元资源的占有率，提升了驱动控制单元对电机控制和扭矩采集的及时性和准确性。

本发明的带无线传输功能的电动拧紧扳手不仅可以通过位于无线收发单元的调整按键调节目标扭矩值，还可以通过外部设备与无线收发单元的无线连接调整目标扭矩值的设定，灵活方便，外部设备不仅能够对数据进行管理，还可以实现对操作数据的远程设定。

附图说明

图1是本发明的带无线传输功能的电动拧紧把手的结构示意图；

其中的附图标记说明如下：1-减速器单元，2-直流电机单元，3-驱动控制器单元，4-无线收发单元，5-开关单元，6-电源单元，7-壳体，8-反力臂；

图2是本发明的无线收发单元进行无线传输的流程图；

图3是本发明的无线收发单元的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明的带无线传输功能的电动拧紧扳手包括减速器单元1、直流电机单元2、驱动控制器单元3、无线收发单元4、开关单元5、电源单元6、壳体7以及反力臂8。

其中，减速器单元1、直流电机单元2、驱动控制器单元3、无线收发单元4、开关单元5以及电源单元6均固定于壳体7。反力臂8通过花键固定于减速器单元1上，为产品在拧紧过程中提供支持点。

减速器单元1固定于壳体7中，位于壳体的前部，其与直流电机单元2通过齿轮啮合的方式进行连接。直流电机单元2的电机在运行期间，带动减速器单元1进行转动，最终实现对电机力矩的放大，以达到产品能够输出更大扭矩的目的。优选的，减速器单元是行星减速器单元。

驱动控制单元3固定于壳体7中，位于壳体的把手部位。驱动控制单元3与直流电机单元2电连接，用于提供直流电机单元2所用的驱动信号，驱动电机按照要求运行工作，实现扭矩的精确控制。

驱动控制单元3还与电源单元6电连接，电源单元6为驱动控制单元提供电源，驱动控制单元3利用电源单元6提供的电力进行计算，从而为直流电机单元2提供驱动信号。优选的，驱动控制单元3和直流电机单元2之间、驱动控制单元3和电源单元6之间的电连接通过线缆进行。电源单元6优选为电池，电池为可拆卸式，使用时将电池与壳体电池接口相连接，即可对整个产品进行供电。

开关单元5用于使用者进行扳手使能控制以及运行方向切换。开关单元5与驱动控制单元3电连接。驱动控制单元3检测开关单元5的闭合和打开状态，从而实现产品的使能和方向变换。开关单元5由使能开关和方向开关固定于开关座上，并将两个开关信号做成线缆，从而形成开关单元5，通过按压方向开关可对工具输出端的旋转方向进行切换，通过长按使能开关可控制工具开始运转，松开使能开关，切断工具运转。优选的，开关单元5和驱动控制单元3之间的电连接通过线缆进行。

无线收发单元4用于实现电动拧紧扳手的无线传输功能，固定于壳体的后端。无线收发单元4与驱动控制单元3电连接，驱动控制单元3为无线收发单元4提供电源和数据信号。优选的无线收发单元5和驱动控制单元3之间的电连接通过线缆进行。

由于驱动控制单元3主要负责实现电机的驱动和驱动过程中的数据监控，已达到产品输出精确扭矩的要求。如果在驱动控制单元3中加入无线收发装置，将导致驱动控制单元3在运行过程中无法全状态的对电机进行控制，从而导致控制精度下降，并最终导致产品整体精度的下降。因此，本发明的无线收发单元4独立于驱动控制单元3。在拧紧操作的过程中，驱动控制单元3将数据发送至无线收发单元4中，无线收发单元4负责与外部设备进行无线连接，进行状态监控，当无线断开连接后，无线收发单元4可自动进行再连接，直到与外部无线设备建立连接，整个过程不会影响到驱动控制单元3对电机的驱动控制，从而在保证控制精度的同时实现了无线传输功能。

无线收发单元4整体的工作流程如图2所示。

操作开关单元5，启动电动拧紧扳手，产品上电，驱动控制单元3通过连接的线缆为无线收发单元4供电。无线收发单元4调用其内部存储的连接地址进行无线连接，并确认与外部无线设备是否完成连接。在扳手完成一次拧紧操作后，驱动控制单元3会将数据传输至无线收发单元4。如扳手还未完成一次拧紧操作，则等待拧紧操作完成再进行数据的传输。无线收发单元4接收到数据后，将数据发送至已连接的外部设备中，如果连接处于断开状态，则等待重新连接后再将数据发送至外部设备中。

也就是说，在整个工作过程中，拧紧操作期间，驱动控制单元3不进行数据的传输，保证其全状态进行驱动控制，不对控制精度造成不利影响，只有在拧紧操作完成后，驱动控制单元3才将数据传输至无线收发单元4。无线收发单元4在连接外部设备的状态下进行数据传输，从而实现外部设备对拧紧扳手的通信和监控。

进一步的，如图3所示，无线收发单元4包括数据接口、电源接口、ARM控制器以及无线模块。数据接口和电源接口分别用于无线收发单元4从驱动控制单元3接受数据信号和电力。ARM控制器用于解析驱动控制单元3发送的数据得到有效数据并进行存储，ARM控制器与无线模块之间进行数据交互。无线模块用于与外部设备进行无线连接。

进一步的，无线收发单元4还包括调整按键、显示屏以及天线。调整按键采用薄膜按键形式，用于对输出扭矩的调节以及显示界面的切换等功能。显示屏用于显示扳手的各类信息，包括工具运行方向，电机实时温度，无线连接状态，电池电量，目标扭矩，实际拧紧角度，历史数据等。天线用于增强无线模块的无线通信性能，无线收发单元4中的无线模块与天线连接，可使得产品接收无线信号的能力更强，增加通信距离。本发明的带无线传输功能的电动拧紧扳手不仅采用无线收发单元的模式，将收发单元独立出去，同时还将扭矩调节部分和显示部分也集中在了无线收发单元，进一步降低了驱动控制单元资源的占有率，提升了驱动控制单元对电机控制和扭矩采集的及时性和准确性。

无线收发单元4内部的工作过程如下：

无线收发单元4的电源接口从驱动控制单元3中接收电力供应，数据接口从驱动控制单元3中接收数据信号。ARM控制器通过解析得到有效数据并存至内部。无线收发单元4中ARM控制器可通过液晶显示屏显示扳手的各类信息。无线收发单元4通过对调整按键中的状态进行监控和检测，可实现目标扭矩值的设定，之后无线收发单元4将目标扭矩从数据接口中传回至驱动控制单元3中，驱动控制单元3接到信号后，对目标输出扭矩进行调整，从而改变产品的输出扭矩大小。无线收发单元4中ARM控制器与无线模块不断进行数据交互，实现无线收发单元4与外部无线设备的连接，建立连接后，将数据无线发送至外部无线设备中。外部设备可以是例如计算机或其它设备，其装有专用的软件，通过该软件，操作人员可对扳手的拧紧数据进行监控和查看。此外，外部设备还可以将目标输出扭矩值发送至无线收发单元4，无线收发单元4再将目标扭矩值发送至驱动控制单元，对目标输出扭矩进行调整。

本发明通过无线收发单元与驱动控制单元的设计，在保证产品能够精确控制扭矩的同时，实现了无线数据的传输，使产品的应用更加广泛。

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明的带无线传输功能的电动拧紧扳手在实现了电动扳手高精度拧紧功能的同时，让数据能够远程传输到外部计算机或其他设备中，且不对精度造成任何影响，对于野外工作，显得十分便利，可有效监控操作者作业过程中是否正确完成既定目标，同时也可对数据进行更好的管理，方便管理人员对作业过程进行溯源。

本发明的带无线传输功能的电动拧紧扳手采用了无线收发单元的模式，将收发单元独立出去，同时将扭矩调节部分和显示部分也集中在了无线收发单元，进一步降低了驱动控制单元资源的占有率，提升了驱动控制单元对电机控制和扭矩采集的及时性和准确性。

本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示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 (10)

1.一种带无线传输功能的电动拧紧扳手，其特征在于，

所述电动拧紧扳手包括减速器单元(1)、直流电机单元(2)、驱动控制单元(3)、无线收发单元(4)、电源单元(6)以及壳体(7)；

电源单元与驱动控制单元电连接，为驱动控制单元提供电力来源；

驱动控制单元与直流电机单元电连接，为其提供驱动控制信号；

直流电机单元与减速器单元电连接，带动减速器单元转动，输出扭矩；

无线收发单元与驱动控制单元电连接，驱动控制单元为无线收发单元提供电源和数据信号，无线收发单元与外部设备之间能够进行无线传输。

2.如权利要求1所述的带无线传输功能的电动拧紧扳手，其特征在于，

所述电动拧紧扳手还包括开关单元(5)，

所述开关单元与驱动控制单元电连接，实现扳手的换向与启停。

3.如权利要求1所述的带无线传输功能的电动拧紧扳手，其特征在于，

在扳手的一次拧紧操作结束后，驱动控制单元将数据传输至无线收发单元。

4.如权利要求1所述的带无线传输功能的电动拧紧扳手，其特征在于，

所述无线收发单元包括数据接口、电源接口、ARM控制器以及无线模块；

所述无线收发单元从所述数据接口和电源接口分别接收来自于驱动控制单元的数据信号的电力供应；

所述ARM控制器用于解析数据并进行存储；

所述无线模块与所述ARM控制器之间进行数据交互，并与外部设备进行无线连接。

5.如权利要求4所述的带无线传输功能的电动拧紧扳手，其特征在于，

所述无线收发单元还包括调整按键、显示屏以及天线；

所述调整按键采用薄膜按键形式，用于对输出扭矩的调节以及显示界面的切换；

所述显示屏用于显示扳手的信息；

所述天线用于增强所述无线模块的通信性能。

6.如权利要求1所述的带无线传输功能的电动拧紧扳手，其特征在于，

所述减速器单元、直流电机单元、驱动控制单元、无线收发单元以及电源单元均固定于壳体；

所述驱动控制单元位于壳体的把手部位；

所述减速器单元位于壳体的前部；

所述无线收发单元位于壳体的后端。

7.如权利要求1所述的带无线传输功能的电动拧紧扳手，其特征在于，

所述电源单元为可拆卸电池，通过壳体的电池接口供电。

8.如权利要求1所述的带无线传输功能的电动拧紧扳手，其特征在于，

所述电动拧紧扳手还包括反力臂，反力臂通过花键固定于减速器单元上。

9.一种如权利要求1-8之一所述的带无线传输功能的电动拧紧扳手的使用方法，其特征在于，

扳手上电后，驱动控制单元为无线收发单元供电；

扳手完成一次拧紧操作后，驱动控制单元将数据传输至无线收发单元；如扳手未完成一次拧紧操作，则等待拧紧操作完成后再进行数据的传输；

无线收发单元接收到数据后，将数据发送至与无线收发单元已连接的外部设备。

10.如权利要求9所述的带无线传输功能的电动拧紧扳手的使用方法，其特征在于，

若无线收发单元与外部设备的连接处于未连接状态，则等待重新连接后，再将数据发送至外部设备。

Images