2025年电动扳手行业分析：技术创新与市场前景

  随着工业自动化和智能制造的快速发展，电动扳手作为重要的工业工具，在2025年迎来了新的发展机遇。数据显示，全球电动扳手市场规模预计将达到数亿美元，年增长率保持在5%以上。电动扳手在农业机械、汽车制造、航空航天、船舶制造以及各类生产设备等领域有着广泛的应用，其市场需求持续增长。本文将探讨基于三重预警的电动扳手及扭力量测装置的设计研究，展示其在提高工作效率和安全性方面的优势。

  一、电动扳手的发展现状与市场需求

  《2025-2030年中国电动扳手行业竞争格局及投资规划深度研究分析报告》电动扳手作为一种高效的工业工具，其种类繁多，包括恒力矩电动扳手、可远距离操控的电动扳手、面向多场景的可重构电动扳手等。这些电动扳手集机械传动、电气控制、自检测、电子技术于一体，能够满足不同场景下的使用需求。近年来，随着智能制造的推进，电动扳手的研究主要集中在性能改进、集成化设计、可视化和自检测设计等方面。数字显示扭力扳手的量测装置也在不断发展，国外数显扭力扳手随着集成电路的出现而不断升级，我国现有的数字扭力扳手测量方法中，应变式测量因其瞬时响应快、静态性能好、测量精度高等优点成为最常用的方法。然而，传统数字扭力扳手存在施力点影响扭矩值测量、校准困难、缺少预警等缺点。因此，设计一款具有三重预警功能的电动扳手及扭力量测装置显得尤为重要。

  二、电动扳手及扭力量测装置的结构设计

  电动扳手行业分析提到平为实现电动扳手及定扭力量测和预警功能，该装置的结构设计包括箱体、预警模块、预载和量测模块、电动扳手模块和外端主机。箱体包括箱盖和底座，预警模块包括LED红色闪烁灯、蜂鸣器、开关、外链接校正端口;预载和量测模块包括贴于扭力传递轴外表面的扭力应变片、接收扭力应变片所测数据的数字处理单元(预载扭力临界值)、组件，电动扳手模块包括电机、扭力传递轴、扭力套筒、扭力扳手。这种结构设计使得电动扳手在使用过程中能够实现高精度的扭力量测和有效的预警提示。

  三、电动扳手的使用流程设计

  在使用电动扳手及扭力量测预警装置前，需要通过校正端口与外端主机相连接，为操作预设标准值或临界值。使用方法包括预设载荷、启动电动扳手、施力、预警提示和结束操作。当电动扳手施力达到预设的扭力临界值时，LED灯发出闪烁光，随着时间和扭力的增加，蜂鸣器以声响的方式提示操作者，避免过度施力导致工件损坏。这种使用流程设计不仅提高了操作的便利性，还有效防止了因过度施力而导致的设备损坏。

  四、电动扳手的三重预警设计

  电动扳手及扭力量测预警系统装置的螺栓锁紧任务中，传感器是预警扭力扳手和数显扭矩扳手的中枢元件。当扭力达到临界值时，预警结构会发出至少一种人体感官可感知的提示，如LED灯亮起、灯光闪烁或蜂鸣器鸣叫。如果电动扳手未停止操作，扭力继续增加，预警提示会逐级增强，从LED红灯亮起到灯光闪烁，再到LED红灯闪烁加蜂鸣器鸣叫。这种三重递增方式的预警设计，使得操作者能够及时感知到扭力的变化，从而有效避免因过度施力而导致的设备损坏。

  五、电动扳手的主要元件选择与电路设计

  电动扳手及扭力量测预警系统装置选用单片机作为核心控制器，电平转换芯片采用LM2575，液晶显示采用LCM128645ZK模块。使用5个按键分别控制步进电机的正转、反转、扭矩设定、转角设定及清零。数字电位器用来设定扭矩和转角。步进电机驱动器采用UDK5214NW-M5，驱动器控制采用ULN2003芯片。扭矩传感器选用BS914型扭矩扳手专用信号耦合器，该耦合器可以直接输出1~5V的电压信号，扭矩反馈信号经过PL.5输入单片机，单片机处理转换成数字信号，并与设置扭矩进行比较，进而控制步进电机是否转动、预警是否报警。这种元件选择和电路设计使得电动扳手在使用过程中能够实现高精度的扭力量测和有效的预警提示。

  六、电动扳手的特点与优势

  (一)低成本且便利操作

  电动扳手及扭力量测预警系统装置具有制作成本低、实施拆装方法简单，以及便利操作、预警方法有效和预警明显的优点。这种低成本且便利操作的特点使得该装置在市场上具有很强的竞争力。

  (二)适合完成多尺寸螺纹锁紧工作

  电动扳手及扭力量测预警系统装置的扭力传递模块包括调速电机、扭力传递轴、扭力套筒、扭力扳手。工作时，打开扳手开关，电机转动，调速电机与扭力传递轴相连接，电机带动扭力传递轴转动。扭力套筒固定在扭力传递轴上，扭力传递轴转动时，扭力扳手外的扭力套筒同步转动。扭力套筒和扭力扳手的凸凹结构可传递剪力，带动扭力扳手旋转。扭力扳手作用于工作零件，实施紧锁和落锁作业。这种设计使得电动扳手能够适应不同尺寸的螺纹锁紧工作，提高了其适用范围。

  (三)三重递增方式预警

  该装置具有两种预警结构。当测得的扭力达到预载的扭力标准值或临界值时，蜂鸣器、LED闪烁灯发出提示讯号。蜂鸣器通过声响提示操作者电动扳手扭力达到临界值，LED灯通过发光提示操作者电动扳手扭力达到临界值。控制按钮控制蜂鸣器、LED闪烁灯的启闭，以及切换预警运作状态。这种三重递增方式的预警设计，使得操作者能够及时感知到扭力的变化，从而有效避免因过度施力而导致的设备损坏。

  七、结语

  在机械扳手的基础上对其硬件部分进行设计，采用微处理器编程技术以测量并显示扭矩。电动扳手及扭力量测预警系统采用应变体作为测量力矩的核心元件，使用蜂鸣器和LCD作为预警闪烁提示，具有峰值保持、记录、声光叠加报警等功能，以及低成本、便利组装和操作、预警方法有效的优势，非常具有市场发展前景。随着技术的不断进步和市场需求的不断增加，电动扳手将在更多领域发挥重要作用，为工业生产提供更高效、更安全的解决方案。

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