一种液压扳手扭矩标定方法及装置
阅读说明：本技术 一种液压扳手扭矩标定方法及装置 (Hydraulic wrench torque calibration method and device ) 是由 毛荣磊 于 2021-01-22 设计创作，主要内容包括：本发明还公开了一种液压扳手扭矩标定方法及装置,包括行星增速器、伺服电机和液压扳手,所述行星增速器的输出端与伺服电机的电机轴相连,液压扳手的输出轴与行星增速器的输入端相连。本发明检测出液压扳手的最大扭矩精度更高,整个装置便于操作,使用效果好。(The invention also discloses a hydraulic wrench torque calibration method and a hydraulic wrench torque calibration device, which comprise a planetary speed increaser, a servo motor and a hydraulic wrench, wherein the output end of the planetary speed increaser is connected with a motor shaft of the servo motor, and the output shaft of the hydraulic wrench is connected with the input end of the planetary speed increaser. The invention has higher precision of detecting the maximum torque of the hydraulic wrench, and the whole device is convenient to operate and has good use effect.)
技术领域：
本发明涉及一种液压扳手扭矩标定方法及装置。
背景技术：
市面中液压扳手扭矩检测业务为各大第三方检测机构的业务之一，目前液压扳手的检测标准大多参考：JJG(新)16-2014液压扭矩扳手地方检定规程或JJG707-2014《扭矩扳子检定规程》等，但是由于液压扳手输出扭矩结构的特殊性，根据力学原理M(扭矩)＝L(力臂)*F(力)，内部活塞杆71与驱动板72成90度为液压扳手的最大扭矩(即图1中K点位置)，目前市面中的检测设备往往是一反作用支撑点外加一扭矩仪进行简易摆放检测，所以很多情况下并未采集到的液压扳手的最大扭矩值，即K点位置。液压扳手在运作时，活塞杆71与驱动板72相连接，活塞杆71往复为一个行程，即活塞杆71由初始端向末端的半个行程、以及由末端向初始端的半个行程，其运作范围一个行程为26度左右，也就意味着液压扳手在一个行程中，开始与结束都并非液压扳手的最大扭矩，开始时的力臂如图2所示，100mm的理论力臂在初始阶段垂直力臂距离仅仅有94.55mm左右，其输出扭矩也为94.55％。如此方式检测出的液压扳手本身误差就高达5.45％左右，这对于大型工程施工要求的扭矩精准性来说是远远不够的。
发明内容
：本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种液压扳手扭矩标定方法及装置。
本发明所采用的技术方案有：
一种液压扳手扭矩标定方法，包括，
1)结构组装：将行星增速器的输出端与伺服电机的电机轴相连，液压扳手的输出轴与行星增速器的输入端相连；
2)结构初始化：伺服电机先初始化，使得伺服电机的转动角度为零，伺服电机保持在初始状态并将行星增速器的输出端抱死，液压扳手的输出轴转动并驱动行星增速器的输入端转动，在行星增速器的输入端停止转动并抱死后，对液压扳手进行初始化，并使得使得液压扳手的输出扭矩为零；
3)液压扳手的扭矩值的抓取：先打开液压扳手保持液压扳手为持续输出力矩状态，然后伺服电机转动，并释放行星增速器的输出端，行星增速器的输出端释放后，液压扳手驱动行星增速器的输入端转动，并保证液压扳手的输出轴转动角度在1°范围以内，随后伺服电机停止转动并停留1-5秒，行星增速器的输出端与输入端先后被重新抱死，计算机抓取此时液压扳手的输出扭矩；
4)生成抛物线：伺服电机再次转动相同的角度并停留同样的时间，抓取液压扳手下一角度的输出扭矩，如此往复，直至液压扳手中活塞杆由初始端向末端的半个行程结束，计算机根据所抓取所有的输出扭矩生成抛物线，抛物线的最高点为液压扳手的最大扭矩值。
进一步地，在行星增速器的输出端连接磁粉制动器，磁粉制动器的输出端与伺服电机的电机轴相连，液压扳手驱动行星增速器转动，行星增速器增速后对液压扳手的输出扭矩进行泄力，磁粉制动器对行星增速器输出端进行泄力，并使得磁粉制动器输出端输出的力矩在伺服电机的负载范围内。
进一步地，所述行星增速器包括壳体和五个增速级，五个增速级相互联动并置于壳体内，第一个的增速级高度大于第五个的增速级高度，第一个的增速级形成行星增速器的输入端，第五个的增速级形成行星增速器的输出端。
进一步地，所述增速级包括太阳轮、行星轮和行星架，所述太阳轮与行星轮分别置于行星架的上下两侧，太阳轮与行星架相啮合，三个行星轮转动连接在行星架的下端面上；第一级的增速级中三个行星轮与第二级的增速级中太阳轮相啮合。
进一步地，在行星增速器中第五个增速级的三个行星轮之间啮合一个具有传动轴的传动齿轮，所述传动轴形成行星增速器的输出端。
进一步地，行星增速器的第一个增速级中太阳轮的顶面上设有与液压扳手输出轴相适配的传动槽。
进一步地，所述壳体的外壁上设有反作用力齿和反作用力座，在反作用力座上插接有反作用力销。
进一步地，所述液压扳手为设有反作用力套的液压扳手或者为设有反作用力臂的液压扳手。
本发明还公开了一种液压扳手扭矩标定装置，包括行星增速器、伺服电机和液压扳手，所述行星增速器的输出端与伺服电机的电机轴相连，液压扳手的输出轴与行星增速器的输入端相连。
进一步地，所述标定装置还包括磁粉制动器，所述磁粉制动器的输入端与行星增速器的输出端相连，磁粉制动器的输出端与伺服电机的电机轴相连。
本发明具有如下有益效果：
本发明检测出液压扳手的最大扭矩精度更高，整个装置便于操作，使用效果好。
附图说明：
图1为现有技术中液压扳手的内部结构图。
图2为现有技术中液压扳手开始运动时，活塞杆的力臂图。
图3为本发明的结构图。
图4为本发明装配具有反作用力臂的液压扳手的结构图。
图5为本发明中行星增速器的结构图。
图6为图5行星增速器的内部结构图。
图7为图5行星增速器中两个增速级的结构图。
图8为图5行星增速器中最后一个增速级的结构图。
图9和图10为图5行星增速器中行星架的结构图。
图11为本发明装配具有反作用力套的液压扳手的结构图。
具体实施方式
：
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
实施例一
如图3和图4，一种液压扳手扭矩标定装置，包括行星增速器1、伺服电机3和液压扳手4，行星增速器1的输出端与伺服电机3的电机轴相连，液压扳手4的输出轴与行星增速器1的输入端相连。行星增速器1用于对液压扳手4的输出扭矩进行泄力，在伺服电机3停止转动时，行星增速器1抱死，则此时液压扳手4不能推动行星增速器1转动。
为进一步对行星增速器1的输出端进行泄力，在行星增速器1和伺服电机3之间设置磁粉制动器2，磁粉制动器2的输入端与行星增速器1的输出端相连，磁粉制动器2的输出端与伺服电机3的电机轴相连。液压扳手4驱动行星增速器1转动，行星增速器1增速后对液压扳手4的输出扭矩进行泄力，磁粉制动器2对行星增速器1输出端进行泄力，并使得磁粉制动器2输出端输出的力矩在伺服电机3的负载范围内。
磁粉制动器2的设置，使得行星增速器1输出端的扭矩大大减小，最高能控制2N.m以内，减少伺服电机3的负载。
如图5至图8，本发明中的行星增速器1为五级行星增速器，包括壳体11和五个增速级12，五个增速级12相互联动并置于壳体11内，第一个的增速级12高度到第五个的增速级12高度逐渐降低，第一个的增速级12形成行星增速器1的输入端，第五个的增速级12形成行星增速器1的输出端。
增速级12包括太阳轮121、行星轮122和行星架123，太阳轮121与行星轮122分别置于行星架123的上下两侧，太阳轮121与行星架123相啮合，三个行星轮122转动连接在行星架123的下端面上。
装配时，第一级的增速级12中三个行星轮122与第二级的增速级12中太阳轮121相啮合，如此类推，完成五个增速级12的装配。
结合图9和图10，在装配时，由于行星架123的中间设置与太阳轮121相啮合的齿孔1230，在装配时，为避免下一级的太阳轮121伸入上一级行星架123的齿孔1230内，在行星架123下端面设有台阶孔，台阶孔与齿孔1230同轴且贯通，在台阶孔内放置挡片1231，通过挡片1231的设置，避免下一级的太阳轮121伸入上一级行星架123的齿孔1230内，造成运动的约束卡死现象。
为便于与磁粉制动器2的相连，在行星增速器1中第五个增速级12的三个行星轮122之间啮合一个具有传动轴124的传动齿轮125，传动轴124形成行星增速器1的输出端。在传动轴124设有用于装配安装的键槽。
为便于液压扳手4输出轴与行星增速器1的连接，行星增速器1的第一个增速级12中太阳轮121的顶面上设有与液压扳手输出轴相适配的传动槽1210。
实施例二
本发明中的液压扳手4采用设有反作用力臂的液压扳手，为方便设有反作用力臂的液压扳手的安装，在壳体11的外壁上设有反作用力座112，在反作用力座112上插接有反作用力销113。
该结构的液压扳手4与行星增速器1安装时，液压扳手4的输出轴插接在传动槽1210内，液压扳手4的反作用力臂41置于反作用力销113的一侧，如图4。
实施例三
如图11，本发明中的液压扳手4还可以采用设有反作用力套的液压扳手，反作用力套的液压扳手的结构见我公司专利2021201044017一种液压扳手用紧固套筒组件。为方便反作用力套的液压扳手的安装，壳体11的外壁上设有反作用力齿111，如图5。
反作用力套的液压扳手4与行星增速器1安装时，反作用力套的液压扳手4的反作用力套筒44的内筒壁上设有与反作用力齿111相啮合的配合齿面，在，反作用力套的液压扳手4的驱动套筒45设置设有驱动头46，驱动头46插接在传动槽1210内。
实施例四
本发明还提供一种液压扳手扭矩标定方法，具体如下。
1)结构组装：将行星增速器1的输出端与磁粉制动器2的输入端相连，磁粉制动器2的输出端与伺服电机3的电机轴相连，液压扳手4的输出轴与行星增速器1的输入端相连。
2)结构初始化：伺服电机3先初始化，使得伺服电机3的转动角度为零，伺服电机3保持在初始状态并将行星增速器1的输出端抱死，液压扳手4的输出轴转动并驱动行星增速器1的输入端转动，在行星增速器1的输入端停止转动并抱死后，对液压扳手4进行初始化，并使得使得液压扳手4的输出扭矩为零；
先将行星增速器1的输出端抱死，然后液压扳手4的输出轴转动并驱动行星增速器1的输入端转动，该过程是为了消除行星增速器1内五个增速级的转动间隙，实现行星增速器1输入端与输出端均为抱死的状态。
3)液压扳手的扭矩值的抓取：先打开液压扳手4保持液压扳手4为持续输出力矩状态，然后伺服电机3转动，并释放行星增速器1的输出端，行星增速器1的输出端释放后，液压扳手4驱动行星增速器1的输入端转动，并保证液压扳手4的输出轴转动角度在1°范围以内，随后伺服电机3停止转动并停留1-5秒，行星增速器1的输出端与输入端先后被重新抱死，计算机抓取此时液压扳手4的输出扭矩。
液压扳手4的输出轴的每次转动角度是通过伺服电机3的转动来限制，液压扳手4的输出轴的每次转动角度越小，则最终得出液压扳手4的最大扭矩值精度越高。
4)生成抛物线：伺服电机3再次转动相同的角度并停留同样的时间，抓取液压扳手4下一角度的输出扭矩，如此往复，直至液压扳手中活塞杆由初始端向末端的半个行程结束，计算机根据所抓取所有的输出扭矩生成抛物线，抛物线的最高点为液压扳手4的最大扭矩值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
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