一種配電網(wǎng)檢修機械手扭矩測試裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于配電網(wǎng)檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種配電網(wǎng)檢修機械手扭矩測試裝置及 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 配電網(wǎng)故障成因中，約50%的故障出現(xiàn)于設(shè)備接頭處，具體原因在于設(shè)備接頭緊 固作業(yè)工藝不滿足要求。目前國內(nèi)外配電網(wǎng)維修用的各種機械手（簡稱扳手）大部分是機 械式的，力量輸出以人工為主。機械式扭矩扳手具有價格低、堅固耐用等特點，但是精度低， 難以適用于復雜的現(xiàn)場環(huán)境，作業(yè)效果難以保證。
[0003]目前有些公司已經(jīng)研制出了電動扳手，例如，北京紐利德股份有限公司研制生產(chǎn) 了YJN系列高精度數(shù)顯定扭矩扳子，該扭矩扳子一次儀表采用高性能的傳感器，加上二次 儀表多段線性擬合動能，大大提高了扭矩扳子的準確度級別。桂林迪吉特電子有限公司生 產(chǎn)的850系列數(shù)顯扭矩扳手采用先進的編程技術(shù)，示值準確。但是現(xiàn)有技術(shù)中沒有測量上 述扳子扭矩的測試裝置及方法。
[0004] 專利號為201210573550. 3的中國專利公開了一種扭矩檢測裝置，包括：工作臺， 置于工作臺上的固定單元及檢測單元；所述檢測單元包括：置于工作臺上的底座，設(shè)置在 底座上的吊持部，包覆吊持部底部的扭轉(zhuǎn)連接部，及穿透所述扭轉(zhuǎn)連接部的扭轉(zhuǎn)臂；其中， 所述吊持部下端還設(shè)置有調(diào)節(jié)桿；所述扭轉(zhuǎn)連接部在對應(yīng)調(diào)節(jié)桿的部位開有調(diào)節(jié)孔；所述 扭轉(zhuǎn)臂下部設(shè)置有均勻分布的卡槽，底端開有扭轉(zhuǎn)臂孔。該扭矩檢測裝置能測試零件的扭 矩，但是無法檢測配電網(wǎng)檢修機械手的扭矩。
[0005] 專利號為201410519604. 7的中國專利公開了一種發(fā)動機扭矩檢測系統(tǒng)及方法， 該系統(tǒng)包括：信號采集單元，采集發(fā)動機的轉(zhuǎn)速信號、扭矩信號和振動信號參數(shù)；處理器， 連接信號采集單元，接收信號采集單元的參數(shù)信息打包整理后發(fā)送出去；后臺終端，連接處 理器，接收處理器打包發(fā)送的發(fā)動機參數(shù)信息，利用遺傳優(yōu)化RBF模型對參數(shù)信息分析計 算處理和判斷。該專利的系統(tǒng)設(shè)置使用了傳感器組，通過檢測發(fā)動機的各參數(shù)并對各參數(shù) 的計算得出扭矩的最準確值，解決了非電控發(fā)動機在整車道路試驗中發(fā)動機扭矩無法測量 的問題。但是該種檢測方法非常復雜，不適合檢測配電網(wǎng)檢修機械手的扭矩。
[0006] 由上可知，現(xiàn)有技術(shù)尚無一種用于測量配電網(wǎng)檢修機械手扭矩的測量裝置及方 法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種配電網(wǎng)檢修機械手扭矩測試裝置及方法。
[0008] 實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種配電網(wǎng)檢修機械手扭矩測試裝置，包括 用于測量機械手電壓的電壓傳感器、用于測量機械手電流的電流傳感器、用于測量機械手 轉(zhuǎn)速的霍爾傳感器、濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、主控芯片和顯示模塊，所述電壓傳感器、電流 傳感器和霍爾傳感器均與濾波電路相連，分別將檢測到的電壓信號、電流信號和轉(zhuǎn)速信號 傳輸給濾波電路，濾波電路與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊相連，將接收到的信號濾波后傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換 模塊，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與主控芯片相連，將信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后傳輸給主控芯片，該主 控芯片還與顯示模塊相連，將信息顯示在顯示模塊上。
[0009] -種基于上述配電網(wǎng)檢修機械手扭矩測試裝置的檢測方法，包括以下步驟：
[0010] 步驟1、電壓傳感器檢測配電網(wǎng)檢修機械手的工作電壓信號U;
[0011] 步驟2、電流傳感器檢測配電網(wǎng)檢修機械手的工作電流信號I;
[0012] 步驟3、霍爾傳感器檢測配電網(wǎng)檢修機械手的轉(zhuǎn)速n ;
[0013] 步驟4、匯總上述步驟測量的數(shù)據(jù)，確定配電網(wǎng)檢修機械手的扭矩M;
[0014] 步驟5、將檢測到的扭矩M輸出。
[0015] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點為：1)本發(fā)明的配電網(wǎng)檢修機械手扭矩測試 裝置結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)電路簡單，負荷系統(tǒng)整體構(gòu)思，便于實施，并且測量出的扭矩信息準確， 便于后續(xù)使用；2)本發(fā)明的扭矩測試方法簡單易行，僅僅需要測量幾個常規(guī)參數(shù)即可得到 最終的扭矩信息，可以實現(xiàn)對扭矩信息的精確測量。
[0016] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。
【附圖說明】
[0017] 圖1為配電網(wǎng)檢修機械手扭矩測試裝置系統(tǒng)框圖。
[0018] 圖2為配電網(wǎng)檢修機械手的旋轉(zhuǎn)頭結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 結(jié)合圖1，本發(fā)明的一種配電網(wǎng)檢修機械手扭矩測試裝置，其特征在于，包括用于 測量機械手電壓的電壓傳感器、用于測量機械手電流的電流傳感器、用于測量機械手轉(zhuǎn)速 的霍爾傳感器、濾波電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、主控芯片和顯示模塊，所述電壓傳感器、電流傳感 器和霍爾傳感器均與濾波電路相連，分別將檢測到的電壓信號、電流信號和轉(zhuǎn)速信號傳輸 給濾波電路，濾波電路與模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊相連，將接收到的信號濾波后傳輸給模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊， 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與主控芯片相連，將信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后傳輸給主控芯片，該主控芯 片還與顯示模塊相連，將信息顯示在顯示模塊上。
[0020] 所述主控芯片為單片機、DSP芯片或FPGA。
[0021] 所述顯示模塊為液晶顯示模塊。
[0022] 所述單片機為51單片機。所述DSP芯片為的型號為TMS320C54X。所述FPGA的型 號為EP1C3T144C8NLQFP-144Altera〇
[0023] 一種基于上述配電網(wǎng)檢修機械手扭矩測試裝置的檢測方法，包括以下步驟：
[0024] 步驟1、電壓傳感器檢測配電網(wǎng)檢修機械手的工作電壓信號U ;
[0025] 步驟2、電流傳感器檢測配電網(wǎng)檢修機械手的工作電流信號I;
[0026] 步驟3、霍爾傳感器檢測配電網(wǎng)檢修機械手的轉(zhuǎn)速n ;
[0027] 步驟4、匯總上述步驟測量的數(shù)據(jù)，確定配電網(wǎng)檢修機械手的扭矩M;確定配電網(wǎng) 檢修機械手的扭矩M所用公式為：
[0028]
[0029] 其中U為機械手的工作電壓信號，I為機械手的工作電流信號，0為電壓與電流信 號的相位差，n為機械手的轉(zhuǎn)速。
[0030] 或者，確定配電網(wǎng)檢修機械手的扭矩M所用公式為：
[0031]
[0032] 其中U為機械手的工作電壓信號，I為機械手的工作電流信號，0為電壓與電流信 號的相位差，n為機械手的轉(zhuǎn)速。
[0033] 步驟5、將檢測到的扭矩M輸出。
[0034] 下面進行更詳細的描述：
[0035] 本發(fā)明實現(xiàn)的關(guān)鍵在于對電動扳手的扭矩大小進行精確控制，而扭矩大小不易直 接測量得到，必須通過與其相關(guān)的參數(shù)進行計算間接求出。由電機的相關(guān)理論基礎(chǔ)可知：若 已知軸的轉(zhuǎn)速為n(r/min)，輸入的功率為P(KW)，則因lkW= 1000N?m/s，輸入P(kw)就相 當于每秒鐘輸入W=P*1000N?!!!的功。輸入的功是經(jīng)由扭矩M施加在軸上來完成的，如果 軸的轉(zhuǎn)速是n，軸在Is的時間內(nèi)轉(zhuǎn)過角度為2Jr*n/60,則扭矩M在Is時間內(nèi)完成作功W= 2Jr*n/60*M〇
[0036] 由作功相等，有W=P*1000N?m= 2Jr*n/60*M，得：
[0037] 扭矩M= 1000*60*PA2it*n) = 9549P/n~9550P/n(N.m)。
[0038] SP:扭矩M= 9550P/n。
[0039] 本發(fā)明中即采用這個公式對扭矩的大小進行計