第5期 2016年5月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2016)05014304
D0I:10. 13462/j. cnki. mmtamt. 2016. 05.039
基于AT89S52的智能扭矩扳手设计
赵排航，王克印，肖辉，黄海英
（1.军械工程学院，石家庄050003；2.武警8640部队，河北定州073000）
No.5 May2016
摘要：许用扭矩是拧紧螺纹紧固件时可施加的最大扭矩值，它是保证螺纹连接安全可靠的重要参数；针对扭矩扳手需要人工设定所需扭矩值的现状，设计了一款可自动设定许用扭矩值的智能扭矩扳手；建立了扳手夹持装置开口大小与许用扭矩的关联函数，采用电位器制作位移传感器用于检测扳手开口大小进而计算许用扭矩值，在扭转轴上粘贴全桥式应变电路作为扭矩传感器用于检测施加扭矩值。单片机AT89S52为运算处理的核心，当施加扭矩值大于许用扭矩值时发出报警；硬件采用技术成熟的集成模块，软件设计采用模块化思想，提高了系统的维修性和可靠性；经过原理样机的数据
实测，数据误差在允许范围内，达到了设计要求。关键词：单片机；智能；许用扭矩；模数转换
中图分类号：TH132；TG506
文献标识码：A
Design of Intelligent Torque Wrench Based on AT89S52 ZHAO Pai-hang', WANG Ke-yin',XIAO Hui’,HUANG Hai-ying
(1. Ordnance Engineering College, Shijiazhuang 050003, China ;2. China Armed Police Force 8640, Dingzhou Hebei 073000, China）
Abstract: Allowable torque is the maximum torque value that can be applied when tightening the screw fas-teners, which is an important parameter to ensure the safety and reliability of the screw connection. Accord ing to the present situation that torque wrench needs to manually set the desired torque values,it has designed a set of intelligent torque wrench which could set torque values automatically. It has established the correla-tion function of the opening size of the holding device and the allowable torque of the wrench. Production of displacement sensor using potentiometer for measuring the opening of the wrench and calculating the allowa-ble torque value. Pasted on the torsion shaft full bridge strain as a torque sensor signal acquisition circuit used to applied to detect the applied torque. Single chip microcomputer AT89S52 is the core of operation processing. When the applied torque value is greater than the allowable torque value, the alarm is issued. The hardware adopted technological integrated module, the software was designed using the modular idea,it has improved system's maintainability and reliability. Test results show,data calculation error is within the al lowable range, reached the design requirements.
Key words: SCM; intelligence; allowable torque; ADC
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引言
扭矩扳手是一种能够实时反馈并控制拧紧力矩的专用工具，可以施加比较准确的紧力矩。目前，工程应用较多的有电子数显式和机械式两种。两种扳手的操作方法基本相同，均为先设定许用扭矩值再进行拧紧操作，当施加扭矩值达到设定值时出现报警提示。也就是说，当使用扭矩扳手对一个螺栓施加预紧力时，必须先通过计算或者查询相关手册得到其许用扭矩值，再用扭矩扳手拧紧螺栓，这就要求操作者对螺栓的
收稿日期：2015-0706
许用扭矩值有一定的掌握。而许用扭矩等理论信息并未在工程实际中推广，这就阻碍了扭矩扳手的推广应用。
本文所研究的智能扭矩扳手可实现自动识别螺栓规格，辅助设置相关参数，自动计算螺栓的许用扭矩，采用扭矩传感器实时采集施加的扭矩值并与许用扭矩值比较，达到许用值时出现报警，提示不再加力。操作对象主要为常用的4.8级普通螺纹紧固件，省去了传统扭矩扳手需要人工设定许用扭矩值的环节。该方案较传统扭矩扳手在参数设定方面进行创新，在保证可
*基金项目：总后勤部军内科研基金项目，军械工程学院基础科研基金项目（YJXM13025）
作者简介：赵排航(1991一），男，河南兰考人，军械工程学院硕士研究生，研究方向为机械设计及理论，（E-mail)zhaopaihang@126.com，