近年來,五金工具中的活動扳手在全國機械生產(chǎn)過程中發(fā)揮了越來越大的作用,如何由繁入簡,技術(shù)創(chuàng)新,江蘇省工商聯(lián)五金機電商會技術(shù)研究中心聯(lián)合華東五金網(wǎng)經(jīng)過反復研究,結(jié)合泰州、揚州、鎮(zhèn)江、南通、江陰、鹽城等城市的現(xiàn)有扳手領(lǐng)域應用,對手動扳手做技術(shù)上的升級,將其設計成智能電動扳手。
智能扳手設計是基于單片機和模擬電路部分相結(jié)合的技術(shù),用于對電動扳手的扭矩進行控制,從而達到擰緊螺絲的目的。通過一次測量電機正常工作時的電壓、電流和轉(zhuǎn)速值,將所測得的電壓、電流送入自帶AD的單片機,進行AD轉(zhuǎn)換,利用測頻法測出電機的轉(zhuǎn)速,再將這三個值送入單片機內(nèi)部處理,將所得的扭矩通過五位八段數(shù)碼管顯示出來。同時,還能控制扭矩的大小,以免將螺絲擰斷;擰緊螺絲后,該系統(tǒng)還能讓電機回轉(zhuǎn)取下來;另外,為防止電機的啟動電流太大,容易損害電機,該系統(tǒng)還設置了軟啟動的功能,能夠延長電機的使用壽命。

實現(xiàn)的功能是控制電動扳手的扭矩的大小,從而擰緊螺絲。因為扭矩的計算公式M=9550*P/n,其中,M代表扭矩,P代表電動扳手的有功功率,n代表電機扳手正常工作時的轉(zhuǎn)速,再送入單片機內(nèi)進行數(shù)據(jù)處理,就能計算出扭矩的真實值。
根據(jù)上面的原理,只要測出P和n,就可以計算出扭矩的大小,從而進行控制。但是對于電動活動扳手實際的功率雖然可以通過一些專門功率器件進行測量,但是價格比較高,為了減少成本,根據(jù)P=U*I*cost,通過測量電動扳手的工作電壓和工作電流來計算有功,相對于專門的功率器件而言,不僅價格低廉,而且實現(xiàn)電路簡單,適合實時系統(tǒng),能夠達到要求的指標。

對于電動扳手的轉(zhuǎn)速不宜直接測量,但是根據(jù)計算公式n=60*f,其中,f是電動扳手運轉(zhuǎn)時輸出波形的頻率,電動扳手運轉(zhuǎn)時輸出波形頻率測量較測量轉(zhuǎn)速簡單,故選用測量運轉(zhuǎn)頻率的方法,將所測得值送給單片機進行處理,得出電動扳手的正常轉(zhuǎn)速
由于不同的螺絲具有不同的扭矩值,故該系統(tǒng)還設置了扭矩調(diào)整功能以實現(xiàn)不同的需求。具體的實現(xiàn)方案通過單片機來控制四個按鈕來設置扭矩值的大小。

同時,該系統(tǒng)還采用了功率原件可控硅來控制電機的啟動,為了防止可控硅被擊穿而影響到電機的工作,還增加了繼電器來保護電機,當可控硅失去控制時,電機還能正常工作。
因為電動活動扳手在剛啟動時,具有很大的工作電流,大概是額定電流的3-5倍,對電動扳手有很大的損害,為了避免這種損害,延長電動扳手的使用壽命,該系統(tǒng)還設計了電動扳手的軟啟動環(huán)節(jié),使啟動從零慢慢增加到工作電流,消除啟動時的沖擊電流。










