一種配電網檢修機械手扭矩測試裝置及方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于配電網檢測技術領域，特別是一種配電網檢修機械手扭矩測試裝置及 方法。
【背景技術】
[0002] 配電網故障成因中，約50%的故障出現于設備接頭處，具體原因在于設備接頭緊 固作業工藝不滿足要求。目前國內外配電網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場環境，作業效果難以保證。
[0003]目前有些公司已經研制出了電動扳手，例如，北京紐利德股份有限公司研制生產 了YJN系列高精度數顯定扭矩扳子，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 產的850系列數顯扭矩扳手采用先進的編程技術，示值準確。但是現有技術中沒有測量上 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，設置在 底座上的吊持部，包覆吊持部底部的扭轉連接部，及穿透所述扭轉連接部的扭轉臂；其中， 所述吊持部下端還設置有調節桿；所述扭轉連接部在對應調節桿的部位開有調節孔；所述 扭轉臂下部設置有均勻分布的卡槽，底端開有扭轉臂孔。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動機扭矩檢測系統及方法， 該系統包括：信號采集單元，采集發動機的轉速信號、扭矩信號和振動信號參數；處理器， 連接信號采集單元，接收信號采集單元的參數信息打包整理后發送出去；后臺終端，連接處 理器，接收處理器打包發送的發動機參數信息，利用遺傳優化RBF模型對參數信息分析計 算處理和判斷。該專利的系統設置使用了傳感器組，通過檢測發動機的各參數并對各參數 的計算得出扭矩的最準確值，解決了非電控發動機在整車道路試驗中發動機扭矩無法測量 的問題。但是該種檢測方法非常復雜，不適合檢測配電網檢修機械手的扭矩。
[0006] 由上可知，現有技術尚無一種用于測量配電網檢修機械手扭矩的測量裝置及方 法。
【發明內容】
[0007] 本發明所解決的技術問題在于提供一種配電網檢修機械手扭矩測試裝置及方法。
[0008] 實現本發明目的的技術解決方案為：一種配電網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 轉速的霍爾傳感器、濾波電路、模數轉換模塊、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、電流信號和轉速信號 傳輸給濾波電路，濾波電路與模數轉換模塊相連，將接收到的信號濾波后傳輸給模數轉換 模塊，所述模數轉換模塊與主控芯片相連，將信號轉換為數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檢修機械手的轉速n ;
[0013] 步驟4、匯總上述步驟測量的數據，確定配電網檢修機械手的扭矩M;
[0014] 步驟5、將檢測到的扭矩M輸出。
[0015] 本發明與現有技術相比，其顯著優點為：1)本發明的配電網檢修機械手扭矩測試 裝置結構簡單，實現電路簡單，負荷系統整體構思，便于實施，并且測量出的扭矩信息準確， 便于后續使用；2)本發明的扭矩測試方法簡單易行，僅僅需要測量幾個常規參數即可得到 最終的扭矩信息，可以實現對扭矩信息的精確測量。
[0016] 下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。
【附圖說明】
[0017] 圖1為配電網檢修機械手扭矩測試裝置系統框圖。
[0018] 圖2為配電網檢修機械手的旋轉頭結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 結合圖1，本發明的一種配電網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、用于測量機械手轉速 的霍爾傳感器、濾波電路、模數轉換模塊、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、電流信號和轉速信號傳輸 給濾波電路，濾波電路與模數轉換模塊相連，將接收到的信號濾波后傳輸給模數轉換模塊， 所述模數轉換模塊與主控芯片相連，將信號轉換為數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檢修機械手的轉速n ;
[0027] 步驟4、匯總上述步驟測量的數據，確定配電網檢修機械手的扭矩M;確定配電網 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為機械手的轉速。
[0030] 或者，確定配電網檢修機械手的扭矩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] 本發明實現的關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，必須通過與其相關的參數進行計算間接求出。由電機的相關理論基礎可知：若 已知軸的轉速為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。輸入的功是經由扭矩M施加在軸上來完成的，如果 軸的轉速是n，軸在Is的時間內轉過角度為2Jr*n/60,則扭矩M在Is時間內完成作功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] 本發明中即采用這個公式對扭矩的大小進行計