CN114144283B

CN114144283B - 动力工具附接部件

Info

Publication number: CN114144283B
Application number: CN202080052703.2A
Authority: CN
Inventors: N·K·拉迪夫; U·M·埃里克松
Original assignee: Atlas Copco Industrial Technique AB
Current assignee: Atlas Copco Industrial Technique AB
Priority date: 2019-07-24
Filing date: 2020-07-06
Publication date: 2023-10-31
Anticipated expiration: 2040-07-06
Also published as: SE1930254A1; US20220258313A1; SE543291C2; EP4003650B1; EP4003650A1; CN114144283A; WO2021013506A1

Abstract

一种用于动力工具的动力工具附接部件，包括：长型壳体、输入齿轮、输出齿轮、中间齿轮、插口以及扭矩感测器，长型壳体包括上壳体部分以及与所述上壳体部分相互连接的下壳体部分，输入齿轮配置为连接到动力扳手的输出轴，所述输入齿轮布置在壳体的第一端处，输出齿轮具有输出连接部，所述输出齿轮布置在壳体的第二端处，中间齿轮布置在壳体内侧，并且配置为将所述输入齿轮的旋转传递到所述输出齿轮，插口与输出齿轮同心布置并且沿径向布置在输出齿轮内侧，扭矩感测器配置为测量插口上的应变，从而获得输出齿轮处扭矩的测量。

Description

动力工具附接部件

技术领域

本发明涉及一种用于动力工具的动力工具附接部件。

背景技术

动力工具附接部件通常用于有限空间，在那里不能使用普通的动力工具来接近待要拧紧的接头的螺栓或螺母。动力工具附接部件也称为爪形件、前部附接件或偏移附接件。

动力工具附接部件包括将旋转运动从输入齿轮传递到输出齿轮的多个齿轮。齿轮通常在长型壳体内侧齿对着齿排成一排。

动力工具中的扭矩通常由布置在动力工具内侧的传感器测量。然而，动力工具中的内部测量可能无法提供附接至动力工具的动力工具附接部件正经受的扭矩的准确测量。

EP3388199公开了一种旋拧装置，其包括连接到旋拧装置的爪形件。爪形件具有斜齿轮。爪形件包括扭矩传感器，该扭矩传感器配置为测量与输出齿轮相邻布置的齿轮的扭矩。扭矩测量是基于齿轮的轴向运动，并且传感器利用测压元件来确定扭矩。

需要斜齿轮齿结构才能进行扭矩测量。然而，存在利用其他齿轮设计的爪形件，例如直齿轮。

发明内容

本发明的目的是提供一种附接部件，通过该附接部件解决或至少缓解现有技术的问题。

因此，提供了一种用于动力工具的动力工具附接部件，包括：长型壳体、输入齿轮、输出齿轮、中间齿轮、插口以及扭矩感测器，长型壳体包括上壳体部分以及与所述上壳体部分相互连接的下壳体部分，输入齿轮配置为连接到动力扳手的输出轴，所述输入齿轮布置在壳体的第一端处，输出齿轮具有输出连接部，所述输出齿轮布置在壳体的第二端处，中间齿轮布置在壳体内侧，并且配置为将输入齿轮的旋转传递到输出齿轮，插口与输出齿轮同心布置并且沿径向布置在输出齿轮内侧，扭矩感测器配置为测量插口上的应变，从而获得输出齿轮处扭矩的测量。

因此可以确定直接在输出齿轮上的扭矩。这可能导致更精确的扭矩测量。进一步地，对于所使用的齿轮类型没有限制。不管动力工具附接部件中设置有直齿轮还是斜齿轮，都可以执行测量。

根据一个实施方案，输出齿轮与插口花键锁定。

术语花键锁定意味着输出齿轮设置有花键并且插口设置有与插口的花键接合的花键。插口的花键可以设置在插口的外表面上。输出齿轮的花键可以设置在输出齿轮的内表面上。

根据一个实施方案，扭矩感测器包括套筒，该套筒与输出齿轮同心布置并且沿径向布置在输出齿轮内侧，其中套筒与插口花键锁定。

套筒可以沿径向布置在插口内侧。

术语花键锁定意味着套筒设置有花键并且插口设置有与套筒的花键接合的花键。套筒的花键可以设置在套筒的外表面上。与套筒的花键接合的插口的花键可以设置在插口的内表面上。

根据一个实施方案，扭矩感测器包括光发射器和光接收器，其中，套筒具有轴向端部分，所述轴向端部分沿轴向延伸超过输出齿轮，轴向端部分包括第一圆盘，所述第一圆盘设置有沿着第一圆盘的圆周方向分布的多个第一光隙，并且其中插口包括与第一圆盘相邻布置的第二圆盘，所述第二圆盘设置有沿着第二圆盘的圆周方向分布的多个第二光隙，所述光发射器配置为通过第一光隙和第二光隙传输光，并且所述光接收器配置为检测已经通过第一光隙和第二光隙传输的光，通过第一光隙和第二光隙传输的光量取决于它们的相对对准并提供输出齿轮处的扭矩的测量。

因此，插口上的应变通过测量与插口花键锁定的套筒上的应变来间接测量。由此可以获得输出齿轮上的扭矩的测量。

第一圆盘可以相对于套筒的主体旋转地固定。

第二圆盘可以相对于插口的主体旋转地固定。

根据一个实施方案，扭矩感测器设置在插口上。

根据一个实施方案，扭矩感测器包括声波SAW感测器。

根据一个实施方案，扭矩感测器包括应变计。

一个实施方案包括配置为可滑动地连接到应变计的滑环。应变计的测量结果由此可以从旋转的应变计传递。应变计也可以经由滑环供电。

一个实施方案包括配置为从扭矩感测器接收测量结果的电子单元。

根据一个实施方案，电子单元配置为向扭矩感测器供电。电子单元可以例如包括电池或配置为通过线路连接到动力工具的驱动电子设备或连接到动力工具的控制单元。

根据一个实施方案，电子单元配置为处理测量结果。因此，电子单元可以包括处理电路，该处理电路配置为处理测量结果以例如基于应变的测量结果来确定扭矩。

根据一个实施方案，电子单元配置为将测量结果传输到动力工具的控制单元。

根据一个实施方案，动力工具附接部件是爪形件。

本发明的其他特征和优点将从附图和所示实施方案的详细描述中显而易见。

附图说明

在如下详细说明中，将参照所附的附图，在这些附图中：

图1是示出了动力工具附接部件的示例的立体图；

图2是图1中的动力工具附接部件的分解图；

图3是图1中的动力工具附接部件的纵向截面；

图4描绘了动力工具附接部件的另一个示例的立体图；

图5是图4中的动力工具附接部件的分解图；以及

图6是图4中的动力工具附接部件的纵向截面。

具体实施方式

图1描绘了用于动力工具的动力工具附接部件1的示例。动力工具例如可以是扳手或螺帽扳手。

示例性的动力工具附接部件1是爪形件。动力工具附接部件1包括长型壳体3。长型壳体3包括上壳体部分或第一壳体部分3a和下壳体部分或第二壳体部分3b。上壳体部分3a与下壳体部分3b相互连接。

图2以分解图的形式示出了动力工具附接部件1。动力工具附接部件1包括布置在长型壳体3中的输入齿轮9和输出齿轮11。输入齿轮9布置在长型壳体3的第一端处。输出齿轮9布置在壳体3的第二端处。

动力工具附接部件1进一步包括一个或更多个中间齿轮13。输入齿轮9经由一个或更多个中间齿轮13与输出齿轮11驱动连接。一个或更多个中间齿轮13配置为将输入齿轮9的旋转传递到输出齿轮11。

输出齿轮11包括输出连接部11a。输出连接部11a可以配置为接收例如扳手批头、螺丝批头、螺母或螺丝头。

动力工具附接部件1包括插口15。插口15配置为由输出齿轮11容纳。插口15在其外表面上设置有花键，并且输出齿轮11在其内表面上设置有配置为与插口15的花键接合的花键。插口15和输出齿轮11由此被花键锁定到彼此。

示例性的动力工具附接部件1包括扭矩感测器5。扭矩感测器5配置为测量应变并因此测量输出齿轮11正经受的扭矩。扭矩可以从应变测量结果中推断出来。在本示例中，扭矩感测器5利用光学装置进行扭矩检测。

示例性的扭矩感测器5包括配置为由插口15容纳的套筒17。套筒17因此布置在插口15径向内侧。套筒17在其外表面上设置有花键。插口15在其内表面上设置有花键。套筒17和插口15由此被花键锁定到彼此。

套筒17具有轴向端部分17a，该轴向端部分17a沿轴向延伸超过长型壳体3内的插口15。轴向端部分17a设置有第一圆盘19。第一圆盘19从套筒17的主体沿径向延伸。第一圆盘19相对于主体旋转地固定。因此第一圆盘与主体同时旋转。

第一圆盘设置有多个第一光隙。第一光隙沿着第一圆盘19的圆周方向分布。第一光隙在套筒17的轴向方向上延伸穿过第一圆盘。

插口15具有旋转地固定到插口15的第二圆盘21。第二圆盘21在输出齿轮11的轴向方向上与第一圆盘19相邻布置。第二圆盘21设置有多个第二光隙。第二光隙沿着第二圆盘21的圆周方向分布。第二光隙在插口15的轴向方向上延伸穿过第二圆盘。

根据一个示例，当不存在扭矩时，第一光隙相对于第二光隙的默认相对位置可以例如是当每个第一光隙与相应的第二光隙完全对准的情况。其他替代方案也是可能的。例如，第一光隙和第二光隙可以布置为在不存在扭矩时的默认位置中彼此完全偏移。第一光隙和第二光隙之间相对于默认相对位置的相对运动提供了对于套筒17正经受的扭矩的测量。第一圆盘和第二圆盘之间在圆周方向上的相对运动是由于在动力工具附接部件1的操作过程中插口15和套筒17之间的相对运动而获得的。

扭矩感测器5进一步包括光学感测器23。光学感测器23包括光发射器23a和光接收器23b，如图3所示。光发射器23a配置为通过第一光隙和第二光隙传输光。光接收器23b配置为检测已经通过第一光隙和第二光隙传输的光。为此，光发射器23a设置在第一圆盘19和第二圆盘21的一侧，并且光接收器23b沿输出齿轮11的轴向方向在第一圆盘19和第二圆盘21的另一侧与光发射器23a偏移布置。

动力工具附接部件1可以可选地包括电子单元7。根据本示例，电子单元7和光学感测器23是集成的。电子单元和光学感测器可以替代地是单独的单元/箱。电子单元7可以配置为向扭矩感测器5供电。电子单元7可以配置为接收来自扭矩感测器5的测量结果。电子单元7可以配置为处理来自扭矩感测器5的测量结果。例如，电子单元7可以配置为处理由光接收器获得的测量结果或信号检测并且确定与第一圆盘和第二圆盘之间的相对位置对应的扭矩。

电子单元7可以配置为与动力工具无线通信或通过线路通信，和/或与配置为控制动力工具的操作的控制单元无线通信或通过线路通信。电子单元7可以配置为传输未处理的测量结果和/或处理的测量结果。可选地，电子单元7可以包括显示单元7a，显示单元7a配置为显示来自扭矩感测器的处理过的测量结果，例如套筒17正经受的扭矩。电子单元7可以布置在长型壳体3的外表面上，例如布置在上壳体部分3a上。

扭矩感测器5可以替代地配置为直接电连接到动力工具并且由动力工具供给电力。

图4示出了动力工具附接部件1'的另一个示例。动力工具附接部件1'类似于动力工具附接部件1，但具有不同类型的扭矩感测器。动力工具附接部件1'的扭矩感测器5'是基于表面声波(SAW)技术。

参考图5，动力工具附接部件1'包括与输出齿轮11'拼接锁定的插口15'。插口15'配置为由输出齿轮11'容纳并且具有设置有拼接头(splices)的外表面，该拼接头配置为与设置在输出齿轮11'的内表面上的拼接头接合。

扭矩感测器5'包括SAW感测器25和RF耦合器27。SAW感测器25设置在插口15'上。SAW感测器25可以例如布置在插口15'的外表面或内表面上。SAW感测器25配置为在插口15'中产生表面声波并检测由此感应的声波的频率。后者取决于插口15'上的应变。RF耦合器27配置为无线传输由SAW感测器25获得的测量结果。

动力工具附接部件1'可以包括电子单元7'，电子单元7'配置为接收由RF耦合器27传输的测量结果。电子单元7'可以配置为向扭矩感测器5'供电。电子单元7'可以配置为处理从RF耦合器27接收的测量结果以确定插口15'正经受的扭矩。电子单元7'可以配置为将测量结果从RF耦合器27无线地或通过线路传输到动力工具和/或传输到配置为控制动力工具的操作的控制单元。

图6示出了动力工具附接部件1'的纵向截面。

根据动力工具附接部件1'的一种变型，SAW感测器和RF耦合器可以用设置在插口上的一个或更多个应变计来更换。一个或更多个应变计可以设置在插口的内表面或外表面上。动力工具附接部件还可以包括一个或更多个滑环，并且一个或更多个应变计可以经由一个或更多个滑环供电。测量结果也可以经由一个或更多个滑环从一个或更多个应变计传递。

电子单元7、7'可以包括配置为处理来自扭矩感测器5、5'的测量结果的处理电路。进一步地，电子单元7、7'可以包括存储介质，该存储介质包括计算机代码，当该计算机代码由处理电路执行时，使电子单元7、7'基于来自扭矩感测器5、5'的测量结果来确定输出齿轮处的扭矩。处理电路可以配置为在电子单元7、7'的显示器上显示确定的扭矩。

处理电路可以使用合适的中央处理单元(CPU)、多处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等中的一个或更多个的任何组合，其能够执行与基于由扭矩感测器5、5'获得的测量结果确定扭矩有关的任何本文公开的操作。

存储介质可以例如体现为存储器，例如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)或电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，并且更具体地体现为外部存储器(例如USB(通用串行总线)存储器或闪存(例如紧凑型闪存))中的装置的非易失性存储介质。

例如，电子单元7、7'可以包括发送器，该发送器配置为将从扭矩感测器5、5'接收的测量结果无线地传输到动力工具或动力工具的控制单元。

以上，已经参考两个具体实施方案描述了本发明构思。然而，本发明构思不限于这些实施方案中的任一个。对于本领域的技术人员来说显而易见的是，本发明构思可以在其范围内进行修改，该范围由所附权利要求限定。

Claims

1.一种用于动力工具的动力工具附接部件(1；1')，包括：

-长型壳体(3)，其包括上壳体部分(3a)以及与所述上壳体部分(3a)相互连接的下壳体部分(3b)，

-输入齿轮(9)，其配置为连接到动力扳手的输出轴，所述输入齿轮(9)布置在壳体(3)的第一端处，

-输出齿轮(11；11')，其具有输出连接部(11a)，所述输出齿轮(11；11')布置在壳体(3)的第二端处，

-中间齿轮(13)，其布置在壳体(3)内侧，并且配置为将所述输入齿轮(9)的旋转传递到所述输出齿轮(11；11')，

-插口(15；15')，其与输出齿轮同心布置并且沿径向布置在输出齿轮内侧，以及

-扭矩感测器(5；5')，其配置为测量插口(15；15')上的应变，从而获得输出齿轮(11；11')处扭矩的测量。

2.根据权利要求1所述的动力工具附接部件(1；1')，其中，所述输出齿轮(11；11')与所述插口(15；15')花键锁定。

3.根据权利要求2所述的动力工具附接部件(1)，其中，所述扭矩感测器(5)包括套筒(17)，所述套筒(17)与所述输出齿轮(11)同心布置并且沿径向布置在输出齿轮(11)内侧，其中套筒(17)与所述插口(15)花键锁定。

4.根据权利要求3所述的动力工具附接部件(1)，其中，所述扭矩感测器(5)包括光发射器(23a)和光接收器(23b)，所述套筒(17)具有轴向端部分(17a)，所述轴向端部分(17a)沿轴向延伸超过输出齿轮(11)，所述轴向端部分(17a)包括第一圆盘(19)，所述第一圆盘(19)设置有沿着第一圆盘(19)的圆周方向分布的多个第一光隙，并且其中所述插口(15)包括与第一圆盘(19)相邻布置的第二圆盘(21)，所述第二圆盘(21)设置有沿着第二圆盘(21)的圆周方向分布的多个第二光隙，所述光发射器(23a)配置为通过所述第一光隙和第二光隙传输光，并且所述光接收器(23b)配置为检测已经通过第一光隙和第二光隙传输的光，通过第一光隙和第二光隙传输的光量取决于它们的相对的对准并提供输出齿轮(11)处的扭矩的测量。

5.根据权利要求2所述的动力工具附接部件(1')，其中，所述扭矩感测器(5')设置在所述插口(15')上。

6.根据权利要求5所述的动力工具附接部件(1')，其中，所述扭矩感测器(5')包括声波SAW感测器(25)。

7.根据权利要求5所述的动力工具附接部件，其中，所述扭矩感测器包括应变计。

8.根据权利要求7所述的动力工具附接部件，其包括滑环，所述滑环配置为可滑动地连接到所述应变计。

9.根据前述权利要求中任一项所述的动力工具附接部件(1；1')，其包括电子单元(7；7')，所述电子单元(7；7')配置为接收来自所述扭矩感测器(5；5')的测量结果。

10.根据权利要求9所述的动力工具附接部件(1；1')，其中，所述电子单元(7；7')配置为向所述扭矩感测器(5；5')供电。

11.根据权利要求10所述的动力工具附接部件(1；1')，其中，所述电子单元(7；7')配置为处理测量结果。

12.根据权利要求9所述的动力工具附接部件(1；1')，其中，所述电子单元(7；7')配置为将测量结果传输到动力工具的控制单元。

13.根据权利要求1-8，10-12中任一项所述的动力工具附接部件(1；1')，其中，所述动力工具附接部件(1；1')是爪形件。