[发明专利]一种基于惯性传感器的智能扭矩扳手角度精确测量方法

说明书

本发明属于智能制造的技术领域，更具体地，涉及一种基于惯性传感器的智能扭矩扳手角度精确测量方法。所述方法包括S1：获取惯性传感器所测量的角度；S2：计算控制板与扳手平面的安装误差角，并利坐标系关系进行转化求得工件实际旋转的角度值；S3：通过记录多次的拧紧角度值进行角度累加算法，并计算得到总转动角度。本发明解决了现有技术中惯性传感器的测量精确较低，无法全面地掌握作业情况导致工件牢固性较低，带来了极大的安全隐患等问题的问题。

技术领域

本发明属于智能制造的技术领域，更具体地，涉及一种基于惯性传感器的智能扭矩扳手角度精确测量方法。

背景技术

随着制造业的不断发展，制造业开始向着智能制造转型，随之带来的是数字化和高精度的双重要求。尤其是在航空航天、铁路等着重强调安全性的行业，对于工件紧固等装配工艺的精度要求越来越高。装配工具的数字化与智能化是实现高精度装配的必要手段。

对于目前的智能扭矩扳手来说，大多数只装载了扭矩传感器用来显示工件拧紧过程中的扭矩值变化，可以提高工人在工件装配过程的扭矩把控，方便达到指定扭矩要求。但只有扭矩数据无法全面地掌握作业情况(比如工件非平稳放入、螺母内有杂质等情况)，可能会造成假性拧紧(扭矩值达到但是工件并没有完全拧入)，工件在这样非正常拧紧的情况下牢固性很低，带来了极大的安全隐患。现有技术中通过加入角度惯性传感器来测量拧紧角度，但是角度惯性传感器因其物理特性，且考虑扳手成本问题，扳手所搭载的惯性传感器大多数为低成本惯性传感器，会存在较多不可忽略的误差项，严重影响角度测量的精度，从而影响整体的装配质量。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种基于惯性传感器的智能扭矩扳手角度精确测量方法。

本发明详细的技术方案如下：

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种基于惯性传感器的智能扭矩扳手角度精确测量方法，以解决现有技术因为无法全面地掌握作业情况导致工件在这样非正常拧紧的情况下牢固性很低，带来了极大的安全隐患等问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于惯性传感器的智能扭矩扳手角度精确测量方法，包括：

S1：获取惯性传感器所测量角度；惯性传感器所测量的是控制板旋转角度，而需显示的是工件实际旋转角度即扳手旋转角度；

进一步，以控制板底面中心点为原点二O₂建立扳手坐标系，包括x’轴、y’轴、z’轴；以扳手底面中心点为原点一O₁建立控制板坐标系，包括x轴、y轴、z轴。

S2：补偿安装误差角，测得实际旋转的角度值：由于惯性传感器的灵敏性，在测量过程中需解决不可忽略的误差问题，其中安装误差角所带来测量误差是不可忽略的。惯性传感器作为贴片器件焊接在控制板上，控制板安装在扳手底面上时，会因为各种焊接器件及线路问题存在安装误差角，导致控制板与扳手底面是不平行的。两个平面不平行就会导致惯性器件测量的角度值与扳手实际转动角度值不一致。因此需要将这个误差记录下来，并找到控制板底面与扳手底面之间的相对关系进行补偿，从而消除安装误差，得到工件实际旋转角度。

S21:测定误差角,所述误差角包括横滚角、俯仰角；所述横滚角为安装时在控制板坐标系x′O₂y’中，控制板底面绕x’轴转动与扳手平面存在的偏差角；所述俯仰角为安装时在控制板坐标系x′O₂y′中，控制板底面绕y’轴转动与扳手平面存在的偏差角。

将扳手上电开机，并且使扳手保持水平放置(与当地水平面保持绝对水平)，此时若控制板底面与扳手底面之间没有安装误差角，则加速度计在其自身的x、y、z轴的加速度计所显示的结果应为{0，0，g}(g的实际数值取决于当地经纬度)，若存在安装误差角，则重力加速度g会在x和y轴存在分量，且z轴方向所测加速度分量不会再是当地重力加速度g；