CN112533732A - 紧固工具瞬时扭矩测定附件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及手动紧固工具领域。本发明是一种用于具有任何长度和尺寸的大多数紧固工具的附件：当通过快速自适应耦接系统耦接到所选择的紧固工具的手柄时，所述装置的电子器件将在数字显示器上示出由所感测的施加力及其测量的特定臂产生的瞬时扭矩。所述显示器的触摸屏幕允许输入校准数据、目标扭矩值、力臂长度交替输入和测量单位的选择。

Description

紧固工具瞬时扭矩测定附件
【技术领域】
在手动机械工具的领域中，扭矩扳手是用于向旋转紧固件施加特定扭矩的工具。
【背景技术】
手动扭矩扳手可在数十Nm的扭矩范围内使用；这些工具由管状金属体制成，在两端处分别示出了手柄和用于各种插座类型和尺寸的连接配件。当操作时，扭矩扳手将在达到预定扭矩时给出视觉指示、听觉指示或其组合；配备有数字显示器的工具将永久地示出当前施加的扭矩值。
以下是现有扭矩扳手的极限的部分列表：
-为了耐受机械应力，当接近扭矩扳手的扭矩范围的上端操作时，扭矩扳手对于所述范围的下端明显过大。
-仅数十Nm的扭矩范围不能满足在其中会频常施加10到350Nm范围内的扭矩的任何汽车车间的要求；因此，需要至少两个不同的扭矩扳手。
-现有扭矩扳手的形状和尺寸通常与狭窄空间诸如汽车的发动机舱不相容。
-棘爪扭矩扳手不提供当前扭矩值的指示，而是仅在达到预设扭矩值时提供棘爪信号。此外，噪声环境可能隐藏棘爪信号，这可能导致紧固件上的过度机械应力。在电子扭矩扳手中，只要扳手的知觉警报是有效的或者只要数字屏幕对操作者总是可见的，就不会发生这种过度拧紧状况。
-手动扭矩扳手内部机构从不允许扭矩超过扭矩范围；因此，施加加长撬杠仅减少了操作者的努力。
-机械扳手的适当存放需要从内部弹簧释放负载。
-扭矩扳手的校准需要复杂的程序和/或昂贵的设备。
【发明内容】
本发明的主要目的是通过单个装置为许多种选择工具提供测量施加扭矩的能力，该装置可以作为附件耦接到任何所述工具，以便测量施加的扭矩并且在数字显示器上显示其值。该装置应当被放置在操作者的手和该装置已耦接的任何紧固工具之间，使得由操作者施加的所有力都被完全传递到该工具。
本发明的另一个目的是通过电子和直接测量其以下两个分量来计算施加的扭矩：力及其杠杆臂。
本发明的另一个目的是一种通用耦接系统，该系统允许该装置容易地接合到小扳钳或长杆。
本发明的另一个目的是装置有极小尺寸，其不会显著改变装载工具的整体尺寸，并且不排除该装置在受限空间中的使用。
本发明的另一个目的是允许通过数字显示器连续控制当前的扭矩，该数字显示器并未刚性连接到该装置，而是始终保持对操作者可见。
本发明的另一个目的是提供一种扭矩测量仪器，该仪器简单、轻便且小型，使得生产和运输成本明显低于市场当前提供的成本。
本发明的另一个目的是校准程序的简单性，不需要特殊设备和/或特殊技能。
根据本发明，通过权利要求中所述的装置，将会实现由以下描述产生的所有这些和其他目的。
【附图说明】
在第1/2页上，图1示出了该装置的分解图；
在第2/2页上，图2示出了用于圆形手柄的典型圆形弹簧的横截面；图3示出了搭配扁平工具(诸如扳手)使用的典型弹簧的横截面。
【具体实施方式】
在本发明的优选实施方案中，仅在通过非限制性示例的情况下，参考附图进一步阐明本发明，这些附图不包括装置中其文本描述会使得图形表示变得不必要的那些部分和/或不重要的细节。
该装置的主要部件为：
-感测单元，其由力感测单元和臂测量单元组成；
-快速连接系统；
-处理和控制单元。感测单元通过快速连接系统耦接到紧固工具；它收集与力的强度及其杠杆臂的测量相关的电子信息；这种信号被馈送到处理单元，然后显示在
-数字屏幕上。所有电子部件的电力由
-电池供应。详细包括：
力感测单元：金属条状夹(手侧杆)(1)被栓接到负载单元(2)的一端。在单元的相对侧上，较短的条状夹(工具侧杆)(3)被栓接到所述单元的另一端。四根电线将该单元连接到PCB上的电子电路。负载单元允许测量施加在手侧杆上并且传递到工具侧杆上的力。
臂测量单元：所述PCB上的激光二极管及其电路允许测量从力感测单元上的基准线到紧固件(螺栓、螺母等)的轴线的距离)。
快速连接系统允许感测单元耦接到紧固工具，使得整个力参与生成紧固扭矩。该系统包括：各种形状和尺寸的碳钢弹簧(4)，以将该装置耦接到不同形状和尺寸的紧固工具手柄。图2示出了用于圆形手柄的典型圆形弹簧的横截面。图3示出了搭配扁平工具(诸如扳手)使用的典型弹簧的横截面。这些弹簧中的每一个弹簧都栓接到夹在工具侧棒上的弹簧夹子(5)。螺栓(6)的头部是力感测单元和紧固工具之间的唯一接触点，其唯一地限定了力的施加点，从而可精确地测量力臂。在夹子侧上的螺母(7)被嵌入在夹子和工具侧杆之间的整流罩间隔件(8)中。
电子处理单元：电子板(PCB)上的处理器接收来自力感测单元和来自臂测量单元的信号，并且通过蓝牙低能耗(BLE)模块将它们馈送到智能电话应用程序。
电源：电池为电子处理单元供电。
应注意：力感测单元、臂测量单元、电子处理单元和电池一起被容置在塑料外壳中。外壳中的“窗口”允许快速连接系统夹子夹紧工具侧杆。
专用智能电话应用程序允许与该装置进行蓝牙配对。在建立了正连接之后，通过触摸屏幕选择适当的操作模式，显示器将示出：
杠杆臂，其值从激光二极管信号导出到处理单元或者由用户手动输入；
如由感测元件感测的瞬时力，由用户施加；
所得瞬时扭矩，由通过将力乘以其杠杆臂计算；
目标扭矩，由用户设定。
通常，通过限定以下三个值中的任意两个值：杠杆臂、力、目标扭矩，容易显示第三值。
除了这些基本指示之外，可以组织数据以提供任何进一步期望的信息，诸如例如，依次施加到发动机头部的螺栓的扭矩。

Claims (6)

1.一种包括至少一个数字显示器的装置，在所述至少一个数字显示器上会示出由力产生的扭矩的值，其特征在于：
至少一个传感器，所述至少一个传感器检测力强度；
至少一个子系统，所述至少一个子系统测量这种力的实际杠杆臂，而不管其施加点和/或枢轴点位于何处；
至少一个电子处理器单元，所述至少一个电子处理器单元接收并且处理来自所述传感器和所述子系统的信息，计算得到的扭矩并且在所述数字显示器上示出其值；
至少一个输入装置，所述至少一个输入装置允许操作者输入已知和目标值并且选择优选测量单位。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数字屏幕并未刚性连接到所述装置。
3.根据前述权利要求中的一项或多项所述的装置，其特征在于，所述耦接系统允许其在一定位置刚性地附接到紧固工具，使得作用在所述紧固工具上的所述力的强度完全由所述电子力传感器检测。
4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的装置，其特征在于，至少一个弹簧夹子，所述至少一个弹簧夹子能够在稳定的相对位置将所述装置和所述工具有效地接合在一起；
5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的装置，其特征在于，选择与所述紧固工具手柄的尺寸最佳匹配的弹簧夹子的可能性。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电子处理单元配备有用于系统升级和电子部件校准的通信端口。
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