CN101495845B - 转矩指示器 - Google Patents

Abstract

与连接到致动器或阀门组件的手轮装置相结合的转矩指示器标记提供了对手轮装置施加到致动器或阀门组件上的转矩量的视觉指示。与手轮装置相结合的告密转矩指示器进一步提供了施加到与所述手轮装置相连的致动器或阀门组件上的最大转矩量的永久指示。

Description

转矩指示器

技术领域

本发明涉及应用于阀门组件的转矩指示器，更具体地，涉及用于确定由手轮作用在致动器或阀门组件上的转矩大小是否超过其转矩极限的视觉指示器以及最大转矩指示器。

背景技术

致动器和阀门组件可以通过诸如手轮组件等装置操作和驱动。手轮的顺时针或逆时针旋转在驱动轴上施加了旋转力，旋转力又操作致动器或阀门组件。例如，图1示出了通常用于驱动致动器和阀门组件的手轮装置。手轮的旋转驱动致动器内的轴或传动套筒，这又经由一组齿轮直接地或间接地驱动阀杆。手轮和手轮装置与致动器和阀门组件一起使用是已知的。

由手轮驱动的致动器和阀门组件通常受到转矩极限的限制。超过致动器或阀门组件转矩极限的转矩应用能够损坏致动器或阀门组件。一旦过量的转矩施加到致动器或阀门组件上，通常需要更换该装置。

为了防止由施加过大转矩引起的损坏，在致动器或阀门组件所附的用户手册上通常印有警告。在其它情况中，为了防止对组件施加过大转矩，警告还可以设置在致动器外壳或与致动器相连的手轮上。然而，在操作中，操作者难以判断或者不能判断施加到致动器或阀门组件上的转矩大小。当操作者仅能基于他们的经验或对他们在任意给定时间施加的力的大小的感觉来估计转矩大小时，尤为如此。

在许多情况中，并没有防止对致动器或阀门组件施加过量转矩的机构。时常，当过大的转矩施加到致动器或阀门组件上时，过大的转矩会引起致动器或阀门组件损坏，导致需要维修或更换致动器或阀门组件。因此，希望提供操作者能够通过判断是否已经超过了致动器或阀门组件转矩极限的机构。

尽管并不希望对致动器或阀门组件施加过大的力和转矩，但是也可能存在需要这种施加过大力的紧急情况。在这些情况中，不应该阻碍操作者忽略致动器或阀门组件转矩极限的能力。

此外，在损坏是由对装置使用了过大转矩引起的许多情况中，可以基于质量保证找制造商来维修。重要的是，制造商无法判断装置的损坏是由于对装置施加了过量转矩还是由于发生了一些其它合理损坏造成的。因此，希望提供一种机构，通过该机构制造商可以监视或判断致动器或阀门组件的损坏是否是由施加了过量的转矩引起的而不是由装置的缺陷或正常磨损引起的。

因此，为了帮助防止对致动器或阀门组件的损坏，需要提供一种机构，通过该机构可以监视施加到致动器或阀门组件上的转矩。同样，希望提供一种用于指示使用者何时已经超过了致动器或阀门组件转矩极限的机构。

发明内容

本发明的实施例涉及能够指示施加到能够由手轮驱动的致动器或阀门组件上的转矩等级的装置。更具体地，本发明的实施例包括转矩指示器，所述转矩指示器能够记录通过操作手轮或连接到致动器或阀门组件的其它装置施加到致动器或阀门组件上的转矩的量。本发明的实施例还提供了告密(tattletale)转矩指示器，其记录或指示在一段时间内已由手轮或其它装置施加到致动器或阀门组件的最大转矩量。

在本发明的一些实施例中，一个或多个转矩指示器标记以及指针装配有手轮装置或其它能够驱动致动器或阀门组件的装置。指针相对于转矩指示器标记的位置可以指示由手轮装置或其它驱动致动器或阀门组件的装置的旋转或运动而向致动器或阀门组件施加的转矩量或力的范围。

在本发明的其它实施例中，告密转矩指示器装配有手轮装置或其它能够驱动致动器或阀门组件的装置。告密转矩指示器可以记录或指示在一段时间内已由手轮或其它装置向致动器或阀门组件施加的最大转矩量。告密转矩指示器对手轮或其它装置的操作者可以是可视的，或者它也可以是从视线隐藏的，以致需要拆开手轮装置或其它装置来确定施加到致动器或阀门组件的最大转矩量。

根据一些实施例，手轮装置可以包括连接到手轮的旋转轴和连接到致动器或阀门组件的用于驱动致动器或阀门组件的驱动轴。一个或多个力发生装置(例如，弹簧)连接到驱动轴和旋转轴以通过手轮或其它连接到旋转轴的装置的运动来控制施加到致动器或阀门组件的转矩量。与手轮装置整合的转矩指示器标记视觉地指示了与手轮或其他连接到旋转轴的装置的运动或旋转相关的施加到致动器或阀门组件的转矩量。用于指示由手轮装置向致动器或阀门组件施加的最大转矩量的告密转矩指示器也可以与手轮装置整合。

在其它实施例中，手轮装置的旋转轴可以包括对弹簧或其它力发生装置进行压缩的突起，弹簧或其它力发生装置的压缩又对驱动轴外壳施加力。由力发生装置施加的驱动轴外壳的运动使驱动轴旋转并且驱动连接到驱动轴上的致动器或阀门组件。根据本发明具体实施例的转矩指示器标记和告密转矩指示器可以与这种装置结合以指示施加到致动器或阀门组件的转矩量，并记录在一段时间内施加到其上的最大转矩量。

在另外一些实施例中，手轮装置可以包括驱动轴和连接到手轮或其它用于使驱动轴旋转的装置的柔性辐条。手轮的旋转使辐条挠曲直至充足的转矩施加到驱动轴上以驱动连接到驱动轴上的致动器或阀门组件。转矩制示器标记可以与连接到驱动轴的支柱结合并且相对于柔性辐条被定向。与转矩指示器标记相关的辐条的挠曲提供了由手轮或其它旋转装置的运动向致动器或阀门组件施加的转矩量的直观表示。告密转矩指示器也可以与手轮装置相结合以指示施加到由手轮装置驱动的致动器或阀门组件的最大转矩量。

根据本发明的其它实施例，手轮装置可以包括合并入手轮中的力发生装置，以对连接到手轮的旋转辐条和驱动轴施加力。驱动轴可以驱动连接到驱动轴上的致动器或阀门组件。与手轮装置结合的转矩指示器标记视觉地指示了由手轮的旋转向驱动轴和致动器或阀门组件施加的转矩量或转矩范围。告密转矩指示器也可以与手轮装置结合以指示由手轮装置在一段时间内向致动器或阀门组件施加的最大转矩值。

本发明还提供了用于视觉地监视由手轮装置向致动器或阀门组件施加的转矩量的方法。转矩指示器标记与手轮装置的结合允许监视由手轮装置向致动器或阀门组件施加的转矩量。

在另外一些实施例中，通过将告密装置与手轮装置相结合提供了用于监视和记录施加到致动器或阀门组件的最大转矩量的方法。告密装置可以用于监视或确定随时间施加到致动器或阀门组件的最大转矩量。告密装置可以位于可视的位置或可以隐藏在手轮装置内。

附图说明

本申请给出了权利要求书来具体地指出和明确地限定本发明的范围，而且根据以下描述并结合附图，本领域技术人员将更容易理解和认识本发明，附图中：

图1示出了现有技术中使用的手轮组件；

图2示出了根据本发明具体实施例的手轮组件的剖视图；

图3示出了根据本发明具体实施例的手轮组件的顶视图；

图4示出了根据本发明的某些实施例的手轮组件的顶视图；

图5示出了根据本发明的一些实施例的手轮组件的顶视图；

图6示出了根据本发明具体实施例的手轮组件的顶视图；

图7示出了根据本发明的某些实施例的手轮组件的顶视图；

图8示出了根据本发明的一些实施例的手轮组件的顶视图；以及

图9示出了可以用于本发明的某些实施例的手轮环(handwheelrim)的剖视图。

具体实施方式

本发明的具体实施例涉及可以用于阀门组件或致动器的可视转矩指示器，更具体地涉及用于指示施加到阀门组件或致动器的转矩量何时超过阀门组件或致动器转矩极限的装置。

根据本发明的实施例，用手轮施加到阀门组件或致动器的转矩量的视觉表示可以与手轮组件集成或作为阀门组件或致动器的一部分。随着手轮组件旋转，通过手轮的旋转施加到阀门组件或致动器的相应的转矩量可以由转矩指示器视觉地表示。转矩指示器可以影响施加到阀门组件或致动器的转矩量或施加到阀门组件或致动器的转矩范围。因此，根据本发明的实施例的转矩指示器可以从视觉上告知使用者是否正在、或已经超过了阀门组件或致动器的转矩极限。

图2示出了可以用于本发明的手轮装置100的一个具体实施例。手轮装置100包括由一个或多个螺栓112可拆卸地固定到旋转轴120上的手轮110。旋转轴120位于驱动轴130的内侧并且可以在其中旋转。手轮帽150可以通过一个或多个螺栓152连接到驱动轴130上以将旋转轴120安装在驱动轴130内。旋转轴120可以在驱动轴内旋转。此外，一个或多个活动密封或轴承122可以位于旋转轴120和驱动轴130之间，从而有助于旋转轴120在驱动轴130内的旋转运动。驱动轴130可以通过螺栓132可拆卸地固定到致动器或阀门组件上以便随着驱动轴130旋转带动致动器或阀门组件运动。手轮装置100还包括连接到旋转轴120上的一个或多个旋转栓140和连接到驱动轴130上的一个或多个驱动栓(drive peg)145。

根据本发明的具体实施例，手轮装置100可以装备有转矩指示器以视觉地指示施加到驱动轴130上的转矩量以及施加到与驱动轴130相连的致动器或阀门组件上的力。

图3示出了根据本发明一些实施例的转矩指示器。如图2所示，手轮装置100包括在手轮110上的转矩指示器标记115、安装到驱动轴130的指针170，以及具有两端的一个或多个弹簧160，弹簧的第一端可拆卸地连接到旋转栓140而第二端可拆卸地连接到驱动栓145。图3所示的转矩指示器包括两个旋转栓140A和140B以及两个驱动栓145A和145B。至少一个弹簧160能够被连接到与(一个或多个)栓，(一个或多个)弹簧160连接在旋转栓140和驱动栓145之间。

手轮装置100的驱动轴130可以由手轮110旋转。手轮110的运动使旋转轴120旋转，这又带动固定到旋转轴120上的旋转栓140。旋转栓140的运动对一个或多个弹簧160施力，这又使弹簧160伸展并对驱动栓145施力。如果施加在驱动栓145上的力足够带动驱动轴130，驱动轴130随着手轮110的旋转而运动。然而，如果使驱动轴130旋转所需的转矩或力大于施加到手轮110上的力，那么驱动轴130将不运动。对手轮施加的附加力将使弹簧160进一步伸展，从而对驱动轴130施加更大的力。以这种方式，手轮可以旋转直至足够的力通过弹簧160施加到驱动栓145上以使驱动轴130以与手轮110旋转方向相同的方向旋转。

例如，当图3所示的手轮110以顺时针方向旋转时，旋转栓140A和140B也以顺时针方向转动，使弹簧160C和160A相应地伸展。弹簧160A和160C的伸展分别对驱动栓145B和145A施力。例如，随着弹簧160A通过旋转栓140B的运动伸展，弹簧160A对驱动栓145B施加拉力。同样，旋转栓140A的旋转引起的弹簧160C的伸展对驱动栓145A施加拉力。如果由弹簧160A对驱动栓145B施加的力和由弹簧160C对驱动栓145A施加的力足够克服使驱动轴130旋转所需的力，那么驱动轴130将旋转。然而，如果弹簧160的力并不足以克服驱动轴130运动所需的力，那么在驱动轴130将旋转之前还必须在手轮110上施加额外的旋转力。

如图2所示，驱动轴130通过螺栓132连接到致动器或阀门组件。致动器或阀门组件通常具有最大转矩容限。如果超过了转矩容限，将会出现对致动器或阀门组件的损坏。因此，施加到驱动轴130上的转矩量优选不超过驱动轴130所连接到的致动器或阀门组件的转矩极限。在先前的例子中，如果驱动轴130没有因手轮110的旋转而开始旋转，那么可引导操作者对手轮施加附加的旋转力，这又对驱动轴130和连接到驱动轴130上的致动器或阀门组件施加转矩。

如图3所示，本发明的具体实施例包括在手轮110上的转矩指示器标记115和附接到驱动轴上的指针170。当结合使用时，转矩指示器标记115可以与指针170对准以指示施加到连接到驱动轴130上的致动器或阀门组件上的转矩量。示例性地而非限制性地，手轮110上的转矩指示器标记115包括三个区域。第一区域115A可以与指针170对准，以便当没有力施加到手轮100和驱动轴130时指针170位于第一区域115A的中间。两个第二区域115B位于第一区域115A的两侧并且具有相同尺寸且等距。两个第三区域115C位于两个第二区域115B的两侧并且具有相同尺寸且等距。随着手轮110旋转，转矩指示器标记115与手轮110一起运动并且与指针170的位置相关。如果施加到手轮110上的旋转力不足以使驱动轴130运动，指针170将保持在它的起始位置但将指向转矩指示器标记115的不同部分，这取决于对手轮110施加了多大旋转。一旦足够的力施加到手轮110上以使驱动轴130旋转，驱动轴130将旋转并带动指针170。指针170的运动将取决于手轮110的运动，并且指针170将通过它相对于手轮110上的转矩指示器标记115的位置表明所施加的使驱动轴130运动的转矩量。

根据本发明的一些实施例，转矩指示器标记115可以是彩色编码的。例如，图3所示的三个不同的转矩指示器标记115区域可以是彩色编码的以便当接近或超过连接到驱动轴130上的致动器或阀门组件的转矩极限时作出视觉表示。第一区域115A可以涂为绿色以表示第一区域115A内的手轮110的操作在连接到驱动轴130上的致动器或阀门组件的可接受转矩极限的范围内。第二区域115B可以涂为黄色以表示正在接近连接到驱动轴130上的致动器或阀门组件的转矩极限。第三区域115C可以被涂为红色以表示已经或正在超过连接到驱动轴130的致动器或阀门组件的转矩极限。

根据本发明的其它实施例，转矩指示器标记115可以包括其它系列的标记。例如，表示与施加到驱动轴130上的转矩量相关联的单位或数值的标记可以用作转矩指示器标记115。替代性地，也可以使用其它标记，并且本发明的实施例不受所用转矩指示器标记115的类型和样式的限制。

在操作过程中，旋转手轮110时可以监视施加到驱动轴130和致动器或阀门组件的转矩量。随着手轮110旋转，指针170保持在固定位置直至通过手轮110的旋转对驱动栓145施加了足够的转矩，这导致了驱动轴130的运动。手轮110的运动使转矩指示器标记115与指针170对准。如果指针170仍在第一区域115A(即，绿色区域)中时驱动轴130开始运动，指针将保持在第一区域115A内直至施加附加的力使驱动轴130运动。随着施加附加的力以使驱动轴130运动，指针可以不与手轮110同步运动，因此指针170可以从第一区域115A运动进入第二区域115B，表明正在接近连接到驱动轴130上的致动器或阀门组件的转矩极限。因此，操作者能够通过观察指针相对于手轮110上的转矩指示器标记115的位置来视觉地判断是否应对致动器或阀门组件施加附加的力。

驱动轴130所连接的致动器或阀门组件的转矩极限通常是已知的。根据本发明的具体实施例，通过手轮110的旋转施加到驱动轴130上的转矩范围可以通过改变连接到旋转栓140和驱动栓145上的弹簧160来调节。如果使致动器或阀门组件运动需要的转矩量较大，更坚固的弹簧160可以用于本发明的实施例中。如果使致动器或阀门组件运动需要的转矩量较小，可以使用较小的弹簧160。可以基于可能施加到致动器或阀门组件上的操作转矩范围以及手轮110上的转矩指示器标记115的区域尺寸来选择本发明的实施例所用的弹簧160。例如，已知连接到驱动轴130上的致动器或阀门组件的操作转矩极限，可以选择弹簧160或一组弹簧160，以便随着接近致动器的转矩极限，带动驱动轴130所需的手轮110的旋转量将对应于指针170进入转矩指示器标记115的第二区域115B的运动。同样，可以选择弹簧160，以便当超过转矩极限时，指针170将对应于转矩指示器标记115的第三区域115C。

本发明的一些实施例，诸如图3中所示的，可以用于在接近或超过连接到手轮装置100的致动器或阀门组件的操作转矩极限时来警告手轮装置100的操作者。通过视觉地观察指针170相对于手轮110上的转矩指示器标记115的位置，可以确定相对于致动器或阀门组件的转矩极限的转矩量并且可以作出关于手轮装置100相对于致动器或阀门组件的操作的决定。

根据本发明的一些实施例，可以改变用于手轮装置100的弹簧160的数目。如图3所示，可以使用四个弹簧160。如图4所示，可以使用两个弹簧并且可以构造为使得每个弹簧160连接到相同的驱动栓145B并且分别连接到相对的旋转栓140。在其它实施例中，可以使用两个弹簧并且可以设置为彼此相对(未示出)，从而使得第一弹簧160连接到第一驱动栓145A和第一旋转栓140A，第二弹簧160连接到第二驱动栓145B和第二旋转栓140B。本发明的实施例也可以采取使用一个弹簧160或三个弹簧。在另外的实施例中，多个弹簧160可以串联、并联、或既串联又并联地连接到驱动栓145和旋转栓140以产生手轮装置100对致动器或阀门组件的操作所需要的足够的旋转力。

弹簧160也可以由能够在操作手轮装置时对弹簧160施加相似力的其它装置代替或与这种装置结合使用。例如，由诸如橡胶、纤维等可拉伸材料制成的绳索可以用于本发明。作为示例，一系列或一组弹性的或橡皮筋式的绳索可以代替弹簧160并连接到驱动栓145和旋转栓140上以施加与弹簧160产生的力等效的力。也可以使用适于产生这种力的其它任何已知材料和装置。

在其他实施例中，本发明实施例用到的能够施力的弹簧160或其它装置可以通过能够连接或保持弹簧160或其它等效装置的任何适当的装置或方法(而不是通过驱动栓145和旋转栓140)连接到驱动轴130和旋转轴120。

根据本发明的其它实施例，转矩指示器标记115可以应用于手轮装置100的驱动轴130并且指针170可以连接到手轮110(未示出)。在这种实施例中，随着手轮110旋转，指针170相对于驱动轴130运动，从而指示出施加到驱动轴130以及连接到驱动轴130的致动器或阀门组件上的转矩范围。随着驱动轴130开始运动，指针170将保持与驱动轴130上的转矩指示器标记115的这部分对准，因此指示出通过手轮110的旋转施加的转矩量是否在连接到驱动轴130的致动器或阀门组件的可接受范围内。

根据本发明的其它实施例，转矩指示器标记115可以与旋转轴120相结合，并且指针170可以与驱动轴130相结合。在其它实施例中，转矩指示器标记115可以与驱动轴130相结合，并且指针170可以与旋转轴120相结合。

根据本发明的其它实施例，“告密”装置可以单独使用或与转矩指示装置结合使用。告密装置能够指示通过手轮110的旋转是否已经超过了连接到手轮装置100的致动器或阀门组件的转矩极限。本发明的各种实施例可以与任意数目的告密装置相结合。因此，在此描述的实施例只是代表性的而不是限定性的。

在本发明的一些实施例中，指针170可以与转矩指示器标记115接触。随着指针170沿转矩指示器标记115的区域运动，指针170可以留下表示指针170相对于转矩指示器标记115最大偏转的标记。标记可以是永久标记，诸如通过对转矩指示器标记115划线或者以其他方式对它们进行标记以便对转矩指示器标记115的视觉检查揭示出施加到与手轮装置100的驱动轴130相连接的致动器或阀门组件的最大转矩量或最大转矩范围。

在其它实施例中，指针170可以带动与转矩指示器标记115相结合的隐藏的告密指示。例如，放置在手轮110或驱动轴130上的转矩指示器标记115可以包括具有内部空腔的装置，其中可以放置一个或多个活动标记以便在空腔内运动。一旦转矩指示器标记115被组装和布置在手轮装置100上，标记可以被定向成使这些标记与零转矩位置成一直线，或者处于正常操作转矩区域内。指针170相对于标记的运动可以在空腔内在一个方向上带动所述标记，以便标记记录指针170沿转矩指示器标记115的最大偏转。例如，标记和指针170中的一个或两个可以被磁化，使得指针170的运动对标记施加相应的运动。因此，为了确定是否已经超过了连接到手轮装置100上的致动器或阀门组件的最大转矩极限，可以拆开转矩指示器标记115装置来确定标记在空腔中的位置。

在本发明另外的实施例中，指针170沿转矩指示器标记115的运动可以推动一个或多个销或连接到转矩指示器标记115的次级指针，这将标记出沿转矩指示器标记115达到的最大转矩位置。对销或多个销的检查将揭示操作过程中该装置所到达的最大转矩范围。

在本发明的其它实施例中，告密装置可以被隐藏成使得仅可以通过拆开手轮装置100来确定由告密装置记录的最大偏转。例如，告密装置可以放置在手轮装置100的内部。位于手轮装置100的内部空间内的一个或多个活动销可以与转矩指示器标记115相关并且可以被指针170的运动所带动。随着指针在转矩指示器标记115上偏转过，可以使一个或多个活动销运动以反映施加在手轮装置100上的最大转矩。

根据本发明的其它实施例，告密装置可以包括可挤压材料，该可挤压材料将随着沿转矩指示器标记115出现的较大指针170的偏转永久变形。变形的位置，与转矩指示器标记115相关的可挤压材料反映由手轮装置100施加到驱动轴130上的最大转矩量。

本发明的实施例使用的告密装置允许手轮装置100的操作者视觉地确定致动器或阀门组件的转矩极限何时已被超过，这将指示是否需要维修或替换设备。附加地，告密装置的使用，特别是隐藏的告密装置，可以允许制造者判断损坏的致动器的转矩极限何时已被超过，以便制造者可以避免质保责任和其它责任。

图5和图6示出了本发明的其它代表实施例。如图5所示，驱动轴230包括连接到驱动轴230的驱动轴外壳235以及与驱动轴外壳235联系或连接的一组压缩弹簧260。压缩弹簧260也与突起(lug)242联系或连接，突起242又连接到旋转轴220上。与本发明的其它实施例一样，手轮210连接到旋转轴220上，并可以用于使旋转轴220在手轮210转动的方向上旋转。轴220的旋转带动突起242，导致一个或多个压缩弹簧260的压缩并且对驱动轴外壳235施加压力。当通过手轮210的旋转施加在压缩弹簧260上的力足够克服带动驱动轴230所需的转矩时，压缩弹簧260引起驱动轴外壳235和连接到其上的驱动轴230的运动。驱动轴230的运动转换为连接到驱动轴230的致动器或阀门组件(未示出)的运动。

与本发明的其它实施例类似，图5所示的手轮装置200包括转矩指示器标记215和指针270。转矩指示器标记215包括第一区域215A，位于第一区域215A两侧的两个第二区域215B，以及位于第二区域215B两侧的两个第三区域215C。图5所示的转矩指示器标记215连接到驱动轴230上或与驱动轴230相关联。应该理解的是，转矩指示器标记215也可以与手轮210相关联，如前面已结合本发明的其它实施例对驱动轴外壳235或旋转轴220所描述的。类似地，应该理解是，指针270可以与旋转轴220、驱动轴230、驱动轴外壳235或手轮装置200的手轮210相关联。如图所示，指针270连接到突起242或旋转轴220上。

当图5所示的手轮装置200的手轮210旋转时，指针270和旋转轴220一起相对于转矩指示器标记215运动，指示了由压缩弹簧260施加到驱动轴230上的转矩量。当足够的转矩施加到驱动轴外壳235上时，驱动轴外壳235带动驱动轴230，这又带动转矩指示器标记215。在操作过程中指针270相对于转矩指示器标记215的位置视觉地表示了施加到驱动轴230和连接到驱动轴230上的致动器或阀门组件的转矩大小。

驱动轴外壳235可以包括其它结构。例如，图6所示的手轮装置200可以包括具有不同于图5的驱动轴外壳235结构的驱动轴外壳235。根据本发明的替代性实施例，驱动轴外壳235可被构造为容纳压缩弹簧260在驱动轴外壳235内布置，以便突起242对压缩弹簧260和驱动轴外壳235施力。

根据本发明的具体实施例，不同结构的手轮装置200可以使用任意数目的压缩弹簧260。例如，图5示出了四个压缩弹簧260，图6示出了两个压缩弹簧260。尽管没有进行图示，一个或三个压缩弹簧260也可以用于本发明的其它实施例，并且驱动轴外壳235也可以被适当地构造。在另外一些实施例中，多个压缩弹簧260可以串联、并联、或既串联又并联地组合以提供使手轮装置200的驱动轴230旋转所需的必要阻碍或力。此外，其它种类的弹簧，诸如贝氏弹簧，可以用来代替压缩弹簧260。类似地，根据本发明的多种实施例，诸如可拉伸材料和弹力绳式材料的其它材料可以用来代替压缩弹簧或与其相结合。

在本发明的其它实施例中，告密装置可以包括在图5和6所示的手轮装置200中。告密装置可以包括在手轮装置200使用过程中达到最大转矩的视觉指示，例如通过指示最大转矩位置或在指针270和转矩指示器标记215之间接触从而在转矩指示器标记215上留下可视标记的活动销。隐藏的告密装置也可以用于本发明的实施例，其中隐藏的告密装置封闭在手轮装置200内，以便对最大转矩指示告密标记的检查只可以通过拆开手轮装置200来进行。可以用于本发明实施例中的这些告密装置，例如图5和6所示的那些，都是非限制性的，可以包括能够用于本发明其它实施例的任何告密装置。

图7示出了本发明的附加实施例。如图所示，手轮装置700可以包括手轮710、柔性辐条720、驱动轴730、以及安装到转矩指示器支承717上的转矩指示器标记715。一个或多个柔性辐条720的第一端连接到手轮710上，第二端连接到驱动轴730上。手轮710的旋转使力通过柔性辐条720传递到驱动轴730，这又使驱动轴730旋转。驱动轴730可以连接到致动器或阀门组件。转矩指示器支承717可以连接到驱动轴730并且可以跨过一个或多个柔性辐条720。转矩指示器支承717支持着转矩指示器标记715，转矩指示器标记715可以被用来确定施加到手轮710上的转矩量何时超过连接到驱动轴730的致动器和阀装置的转矩极限。

如图7中的实施例所示，转矩指示器标记715可以包括三个不同区域：第一区域715A，分别位于第一区域715A两侧的两个第二区域715B，以及位于两个第二区域215B两侧的两个第三区域715C。转矩指示器标记715可被彩色编码以指示由手轮710的旋转施加到驱动轴730上的转矩的不同区域或范围。根据本发明的其它实施例，转矩指示器标记715可以包括能够指示施加到连接到驱动轴730上的致动器或阀门组件上的不同转矩量。

根据本发明的其它实施例，其它标记或标记组合可以用作转矩指示器标记715。

如图7所示，当没有旋转力施加到手轮710上时，柔性辐条720可以布置或放置在松弛位置720A上。然而，当手轮710旋转时，所施加的力使得柔性辐条720弯曲进入挠曲位置720B。当手轮710施加在柔性辐条720上的旋转力释放时，柔性辐条720返回松弛位置720A。

可以通过由手轮710的旋转引起的柔性辐条720在挠曲位置720B中的位置来确定施加到驱动轴730和与驱动轴730相连接的致动器或阀门组件上的转矩量。如图7所示，当旋转力施加到手轮710上时，柔性辐条720弯曲进入挠曲位置720B。然而，转矩指示器支承717与驱动轴730一起运动。因此，直至驱动轴730开始运动，转矩指示器支承717保持就位，并且可以通过观察柔性辐条720B相对于由转矩指示器支承717固定的转矩指示器标记715的位置来确定施加到驱动轴730上的转矩量。当驱动轴730运动时，转矩指示器标记715和转矩指示器支承717也运动，可以通过柔性辐条720B相对于转矩指示器标记715的位置来确定施加到驱动轴730和与驱动轴730相连接的致动器或阀门组件上的转矩量。

在本发明的一些实施例中，图7中示出的手轮装置700也可以包括告密装置(未示出)。告密装置可以记录施加到驱动轴730和与驱动轴730相连接的致动器或阀门组件上的最大转矩量。例如，柔性辐条720可以接触转矩指示器标记715，从而使得柔性辐条720可以在转矩指示器标记715上留下对应于施加到手轮装置700上的最大转矩量的标记。在其它实施例中，柔性辐条720的运动可以带动销或与转矩指示器标记715相关联的其它标记，以便所施加的最大转矩可以被视觉地表示在转矩指示器标记715上。根据本发明的其它实施例，其所使用的告密装置也可以用于图7所示的手轮装置700。

根据本发明的又一个实施例，如图8所示，手轮装置800可以包括手轮810、驱动轴830、以及将手轮810连接到驱动轴830上的一个或多个传动辐条820。驱动轴830可以连接到致动器或阀门组件上。手轮810可以进一步包括手轮环812和环绕手轮环812的一个或多个部分的手轮盖880。弹簧860可以围绕手轮环812并靠近一个或多个传动辐条820安装。如图8所示，弹簧860可以安装到手轮环812上每个传动辐条820的任一侧。弹簧860可以包括压缩弹簧、贝氏弹簧、或能够提供操作本发明的实施例所需的力的任何其它适当装置。槽型手轮盖880可以安装到手轮环812并在弹簧驱动位置885处接触弹簧860。

在本发明的一些实施例中，手轮盖880的弹簧驱动位置885部分可以包括横截面开口，允许手轮环812通过但是防止弹簧860通过。图9示出了在手轮810的一个弹簧驱动位置885处的手轮环812和手轮盖880的剖视图。如图所示，手轮环812被手轮盖880包围并且手轮盖880包括在弹簧驱动位置885处的宽度816。手轮盖880在弹簧驱动位置885处的宽度816能够适于防止弹簧860与手轮环812一起运动。换句话说，手轮盖880的宽度816部分能够适于对安装到手轮环812上的弹簧860施力。

在一些实施例中，手轮环812可以被构造为使得它通过一个或多个传动辐条820并且可以通过传动辐条820运动。在所述实施例中，手轮盖880固定到手轮环812上，从而使得手轮盖880的运动转换为与手轮环812相似的运动。因此，手轮盖880的旋转转换为与手轮环812的旋转。随着手轮盖880旋转，手轮环812运动并且手轮盖880的弹簧驱动位置885对一个或多个弹簧860施力，这又对一个或多个传动辐条820施力。如果由一个或多个弹簧860对传动辐条820施加的力足够使驱动轴830旋转，传动辐条820将运动并引起驱动轴830旋转。

在本发明的其它具体实施例中，手轮环812能够连接到一个或多个传动辐条820上。在所述实施例中，手轮盖880可以围绕手轮环812运动，由此，手轮盖880的运动不必转化为手轮环812的运动。例如，当握紧和运动时，手轮盖880可以滑过手轮环812。然而，手轮盖880的运动对与手轮盖880的弹簧驱动位置885接触的一个或多个弹簧860施力。如果对一个或多个弹簧860施加的力足够克服带动驱动轴830所需的转矩，作为手轮盖880运动的结果，传动辐条820和手轮环812将运动。

根据本发明的其它实施例，可以使用转矩指示器标记815监视由手轮810施加到驱动轴830上的转矩量。例如，在本发明的一些实施例中，如图8所示，转矩指示器标记815可以印刷在手轮盖880上。指针870可以安装到驱动轴830上，以便当没有力施加到手轮810上时，指针870位于转矩指示器标记815的中心位置。随着手轮盖880旋转，转矩指示器标记815相对于指针870运动，从而记录施加到驱动轴830上的转矩量。当产生了带动驱动轴830的足够转矩时，指针870能够与驱动轴830和手轮盖880一起运动，由此记录施加到驱动轴830上的转矩量。

在本发明的其它实施例中，转矩指示器标记815可以位于手轮盖880与弹簧860重叠的部分(未示出)上。转矩指示器标记815可以包括期望的任何类型的标记。例如，代替指针870，手轮装置800的一个或多个传动辐条820能够与转矩指示器标记815一起使用，以确定施加到驱动轴830和与驱动轴830相连的致动器或阀门组件上的转矩量。位于手轮盖880上在传动辐条820的周围覆盖弹簧860的部分上的转矩指示器标记815将与手轮盖880一起运动。随着手轮盖880运动，转矩指示器标记815在手轮盖880上的相对位置相对于传动辐条820改变到不同于它们的初始定位的位置。基于相对位置的改变，可以确定施加到驱动轴830上的转矩量。这样，操作者可以视觉地观察是否接近或超过了驱动轴830和与驱动轴830相连的致动器或阀门组件的转矩极限。

告密装置也可以与图8所示的本发明实施例或其它相似结构相结合。例如，诸如可挤压材料等告密装置可以放置在手轮盖880内侧靠近弹簧860的位置。随着手轮810运动以及转矩的施加，可挤压材料可以永久变形。对可挤压材料的变形程度的检查可以指示施加到材料上的力的大小，从而能够确定是否超过了驱动轴830的转矩极限。也可以采用其它告密装置，例如针对本发明的其它实施例所描述的那些。

根据本发明的另外一些实施例，用于本发明实施例的弹簧或其它力发生装置可被构造为能够使用根据本发明的转矩指示器标记视觉地监视两个或多个转矩极限。例如，图3所示的本发明的实施例可以包括四个弹簧160。随着手轮310在顺时针方向上旋转，弹簧160A和弹簧160C可以在旋转栓140和驱动栓145之间拉伸。因此，所施加的转矩量取决于弹簧160A和160C的强度，而不是取决于弹簧160B和160D，当手轮110在顺时针方向上运动时弹簧160B和160D不对驱动轴130进行驱动。然而，当手轮110在逆时针方向上运动时弹簧160B和160D对驱动轴130进行驱动。可以通过选择相对弹簧的期望强度来控制使用手轮110带动驱动轴130所需的力。如果使手轮在顺时针方向上运动所需的力的大小大于使它在顺时针方向上运动所需的力的大小，可以选择弹簧或其它不同强度的力发生装置。在这种情况中，可以使用两个指针170和两组转矩指示器标记。

虽然已经对本发明当前优选的实施例进行了说明，但应该理解的是，由所附权利要求限定的发明不受上述说明中给出的特定细节或实例的限制，因为在不脱离要求保护的本发明的精神和范围的情况下，可预见到多种明显的变型。。

Claims (9)

1.一种手轮装置，包括：

手轮，所述手轮包括：

手轮环，其中所述手轮环可以运动通过在至少一个旋转辐条内的孔；

至少一个弹簧，其具有第一端和第二端，所述至少一个弹簧安装在所述手轮环周围，所述第一端靠近所述至少一个旋转辐条布置；

手轮盖，其安装在所述手轮环的至少一部分上并且与所述至少一个弹簧的所述第二端接触；

至少一个转矩指示器标记；以及

参考指针，其与至少一个转矩指示器标记对准，其中手轮的运动相对于所述至少一个转矩指示器标记定位了所述指针，以便视觉地表达出由所述手轮施加到与所述手轮相连的致动器或阀门组件上的转矩的相对量。

2.根据权利要求1所述的手轮装置，其中所述至少一个转矩指示器标记包括：

第一范围，其表示在致动器或阀门组件的操作容限内的应用转矩；

第二范围，其表示接近致动器或阀门组件的操作极限的应用转矩；以及

第三范围，其表示在致动器或阀门组件的操作极限之外的应用转矩。

3.一种手轮装置，包括：

驱动轴；

手轮；

手轮环，其中所述手轮环可以运动通过在至少一个旋转辐条内的孔；

至少一个弹簧，其具有第一端和第二端，所述至少一个弹簧安装在所述手轮环周围，所述第一端靠近所述至少一个旋转辐条布置；

手轮盖，其安装在所述手轮环的至少一部分上并且与所述至少一个弹簧的所述第二端接触；

至少一个旋转辐条，其将所述手轮固定在相对于所述驱动轴的位置上；以及

在所述手轮上的至少一个转矩指示器标记。

4.根据权利要求3所述的手轮装置，进一步包括连接到所述驱动轴并且相对于所述至少一个转矩指示器标记定位的指针，以便视觉地表示由所述手轮施加到与所述手轮相连的致动器上的转矩的相对量。

5.根据权利要求1和3所述的手轮装置，进一步包括转矩输入告密装置，其中所述告密装置指示了由所述手轮装置施加到致动器或阀门组件上的最大转矩量。

6.根据权利要求5所述的手轮装置，其中所述告密装置选自活动销、可挤压材料以及能够对所述至少一个转矩指示器标记作标记的划线装置构成的组中。

7.根据权利要求1和3所述的手轮装置，其中所述至少一个转矩指示器被定位在所述手轮上或附接到所述手轮上。

8.一种用于视觉地确定由手轮施加到致动器或阀门组件上的转矩的代表量的方法，包括：

提供手轮；

提供手轮环，其中所述手轮环可以运动通过在至少一个旋转辐条内的孔；

提供至少一个弹簧，其具有第一端和第二端，所述至少一个弹簧安装在所述手轮环周围，所述第一端靠近所述至少一个旋转辐条布置；

提供手轮盖，其安装在所述手轮环的至少一部分上并且与所述至少一个弹簧的所述第二端接触；

提供转矩指示器标记；

提供参考指针，其中所述转矩指示器标记或所述参考指针中的一个被固定到手轮上，并且所述转矩指示器标记或所述参考指针中的另一个被固定到用于驱动致动器或阀门组件的驱动轴上；以及

比较所述参考指针相对于所述转矩指示器标记的位置，以确定施加到致动器或阀门组件上的转矩的代表量。

9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括提供具有三个代表转矩范围的转矩指示器标记，其中第一范围代表在操作容限内的应用转矩，第二范围代表接近操作极限的应用转矩，第三范围代表超过致动器或阀门组件的操作极限的应用转矩。

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