摘 要

本文通过对于机械结构设计、电路、传感器、单片机的学习及应用，设计一种应用于汽车装配工位的数显示手动扭矩扳手。通过这次毕业设计，能够使得自己对于整个本科学习的理论的知识得以应用，提高自己的动手能力和创新能力和知识的应用能力。

论文主要研究了一种应用于汽车装配工位的数显示手动扭矩扳手。该扳手具有示值跟随，峰值保持，预置报警，扳手头可更换，欠压显示，不使用3分钟断电等功能。相对传统扳手较为智能化精确化。

研究结果表明：该数显示扭矩扳手具有多种智能化的功能，能够用于汽车装配对精度要求较高的工位。对螺栓的安全系数有了更大的保障，且易于携带。

本文的特色：对整个数显示的扳手的设计做了详细的描述，里面涉及各种机械、电路、传感器、单片机的应用知识。

关键词 ：扳手；扭矩；数显示；

Abstract

In this paper, through the study and application of mechanical structure design, circuit, sensor and single chip computer, a digital display manual torque wrench applied to automobile assembly station is designed. Through this graduation project, we can make our theoretical knowledge of the whole undergraduate study applied, improve our practical ability and innovative ability and knowledge application ability.

In this paper, a digital display manual torque wrench used in automobile assembly station is studied. The wrench has the functions of following indication value, keeping peak value, preset alarm, replaceable wrench head, under-voltage display and no power failure for 3 minutes. Compared with the traditional wrench, it is more intelligent and accurate.

The results show that the digital display torque wrench has a variety of intelligent functions, and can be used in high precision workstation of automobile assembly. The safety factor of the bolt is guaranteed more, and it is easy to carry.

The characteristics of this paper: The design of the wrench for the whole number display is described in detail, which involves the application knowledge of various machines, circuits, sensors and microcontrollers.

Key words: wrench; torque; number display;

目录

摘要 II

Abstract III

第1章 绪论 1

1.1目的及意义 1

1.2研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施 1

1.2.1设计的基本内容 1

1.2.2目标 1

1.2.3拟采用的技术方案及措施 2

第2章 扳手机械结构的设计 4

2.1 扳手的整体设计 4

2.2扳手头的设计 4

2.3外壳的设计 4

2.4弹性元件的设计 5

2.4.1弹性元件的选材 5

2.4.2弹性元件的机械结构设计 5

2.5扳手握把设计 7

2.6应变片的选择 7

2.6.1材料的选择 7

2.6.2参数选择 7

第3章 硬件电路设计 9

3.1正弦发生电路 9

3.2电压匹配电路 10

3.3电桥电路 11

3.4三运放高共模抑制比放大电路 11

3.5加法器电路 12

3.6施密特触发器 13

3.7移相器电路 14

3.8方波幅度调整电路 15

3.9开关式相敏检波电路 16

3.10压控电压源型二阶低通滤波器 17

3.11同向放大器 18

3.12 AD转换芯片AD7705 19

3.13 89C51单片机及最小系统 21

3.14 LCD1602显示模块 22

3.15报警模块 23

第4章 程序设计 25

4.1 LCD1206子程序的设计 25

4.2 AD7705子程序的设计 25

4.3报警子程序 26

4.4自动断电程序 26

4.5 主程序 26

第5章 误差分析 27

5.1应变片误差 27

5.2信号处理电路误差 27

第6章 结果和总结 28

附录A信号处理电路 30

附录B元件清单 31

附录C程序代码 33

附录D实物图 43

参考文献 44

第1章 绪论

1.1目的及意义

当今的时代是信息化、智能化时代，在工业和科技领域越来越多的智能仪器出现。在现代工业中，对精度要求需求越来越高，扳手也不例外。扳手也想这数显示扭矩扳手发展。数显示扭矩扳手已经发展为一个行业，该行业相对饱和，竞争激励。有相关统计表明，我国大部分高端领域的数显示扭矩扳手依赖于进口。很多场合都会用到数显示扭矩扳手，这给了我国扭矩扳手行业一个很好的发展机遇。[^[1]]

我国的数显示扭矩扳手行业正在与国外的相关行业进行激励的竞争，国外的行业对于高科技方面具有很强的实力，特别是大扭矩高精度方面，但国内的小扭矩已经发展成熟，具有相当的竞争力。通过对外资的引入，国内的该行业有了很快的发展。仪器仪表行业需求量很大，我国是发展最快的国家之一。[^[2]]国家对仪器行业也相当的关注，在政策和市场的 需求下。数显示手动扭矩扳手得到了很好的发展，技术也达到了娴熟的阶段。数显示手动扭矩扳手主要是用于小量程的汽车维修等场合，人们生活质量的提升，同时对安全的要求也越来越高。[^[3]]汽车的安检也做的越来越严格，所以很多加工何维修都需要一些高精度的仪器。手动扭矩扳手市场要求量也变得多起来。[^[4]]

扭矩扳手的发展趋势：