CN116408684A - 具有力感测器的刀把 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具有力感测器的刀把，其包含第一连接部、第二连接部、第一感测部、第二感测部、至少一第一力感测器及至少一第二力感测器。第一连接部沿轴线连接刀具。第二连接部沿轴线连接主轴。第一感测部具有至少一第一孔洞且沿轴线连接第一连接部。第二感测部具有至少一第二孔洞且沿轴线连接第二连接部及连接第一感测部。第一力感测器设置于第一孔洞并用于感测扭转力。第二力感测器设置于第二孔洞并用于感测弯曲力。第一感测部的第一弯曲刚性大于第二感测部的第二弯曲刚性。
Description
技术领域
本发明涉及一种刀把，特别是涉及一种具有力感测器的刀把。
背景技术
为了因应工业4.0以及高阶产品(如航太产品与汽车)的需求，全球工具机制造厂都投入大量资源于相关技术的研究与开发。因此，具备工作状态侦测、感测数据分析能力及老化预测能力的智能工具机将是未来的发展趋势。
现有的工具机虽可设置多个感测器，以侦测工具机的刀把的受力情况。然而，这些感测器可能同时侦测到多轴的力，例如扭转力(Torsion Force)及弯曲力(BendingForce)，故可能产生多轴力的耦合效应。前述的耦合效应导致这些感测器无准确地侦测工具机的刀把的各个部位的受力情况，使这些感测器的感测效能大幅降低。
发明内容
根据本发明的一实施例，提出一种具有力感测器的刀把，其包含第一连接部、第二连接部、第一感测部、第二感测部、至少一第一力感测器及至少一第二力感测器。第一连接部沿轴线连接刀具。第二连接部沿轴线连接主轴。第一感测部具有至少一第一孔洞且沿轴线连接第一连接部。第二感测部具有至少一第二孔洞且沿轴线连接第二连接部及连接第一感测部。第一力感测器设置于第一孔洞并用于感测扭转力。第二力感测器设置于第二孔洞并用于感测弯曲力。其中，第一感测部的第一弯曲刚性大于第二感测部的第二弯曲刚性。
根据本发明的另一实施例，提出一种具有力感测器的刀把，其包含第一连接部、第二连接部、第一感测部、第二感测部、至少一第一力感测器及至少一第二力感测器。第一连接部沿轴线连接刀具。第二连接部沿轴线连接主轴。第一感测部具有至少一第一孔洞且沿轴线连接第一连接部。第二感测部具有至少一第二孔洞且沿轴线连接第二连接部及连接第一感测部。第一力感测器设置于第一孔洞并用于感测扭转力。第二力感测器设置于第二孔洞并用于感测弯曲力。其中，第一感测部的第一弯曲刚性大于第二感测部的第二弯曲刚性。
附图说明
图1为本发明的第一实施例的具有力感测器的刀把的结构图；
图2A为本发明的第一实施例的具有力感测器的刀把的第一力感测器的元件分解图；
图2B为本发明的第一实施例的具有力感测器的刀把的第一力感测器的组装图；
图3A为本发明的第一实施例的具有力感测器的刀把的第一感测部的设置方式的简化示意图；
图3B为本发明的第一实施例的具有力感测器的刀把的第二感测部的设置方式的简化示意图；
图4A为本发明的第一实施例的具有力感测器的刀把的第一力感测器的简化示意图；
图4B为本发明的第一实施例的具有力感测器的刀把的第二力感测器的简化示意图；
图5为本发明的第二实施例的具有力感测器的刀把的结构图；
图6A为本发明的第二实施例的具有力感测器的刀把的第一感测部的设置方式的简化示意图；
图6B为本发明的第二实施例的具有力感测器的刀把的第二感测部的设置方式的简化示意图；
图7A为本发明的第二实施例的具有力感测器的刀把的第一力感测器的简化示意图；
图7B为本发明的第二实施例的具有力感测器的刀把的第二力感测器的简化示意图。
符号说明
1,2:具有力感测器的刀把
12,22:第一连接部
11,21:第二连接部
13,23:第一感测部
14,24:第二感测部
15A,15A’,25A,25A’:第一力感测器
151A,151A’,251A,251A’:第一感测元件
152A:壳体
153A:弹性基座
154A:固定螺丝
15B,15B’,25B,25B’,25B”,25B”’:第二力感测器
151B,151B’,251B,251B’,251B”,251B”’:第二感测元件
152B:壳体
AX:轴线
D:轴向
H1:第一孔洞
H2:第二孔洞
S1:第一感测表面
S2:第二感测表面
N1:第一法向量
N2:第二法向量
θ1:第一感测夹角
θ2:第二感测夹角
θx,θx1,θx2:投影夹角
TZ:扭转力
MY,MX:弯曲力矩
SC:断面
P1:第一投影
P2:第二投影
P3:第三投影
L1:第一连线
L2:第二连线
L3:第三连线
C1:第一交点
C2:第二交点
C3:第三交点
C4:第四交点
C:刀具
具体实施方式
以下将参照相关附图，说明依本发明的具有力感测器的刀把的实施例。为了清楚与方便附图说明之故，附图中的各部件在尺寸与比例上可能会被夸大或缩小地呈现。在以下描述及/或权利要求中，当提及元件「连接」或「耦合」至另一元件时，其可直接连接或耦合至该另一元件或可存在介入元件；而当提及元件「直接连接」或「直接耦合」至另一元件时，不存在介入元件，用于描述元件或层之间的关系的其他字词应以相同方式解释。为使便于理解，下述实施例中的相同元件是以相同的符号标示来说明。
请参阅图1。图1为本发明的第一实施例的具有力感测器的刀把1的结构图。如图所示，具有力感测器的刀把1包含第一连接部12、第二连接部11、第一感测部13、第二感测部14、两个第一力感测器15A、15A’以及两个第二力感测器15B、15B’。
第一连接部12沿轴线AX连接刀具C；其中，轴线AX为刀把1的中心轴。
第二连接部11沿轴线AX连接工具机的主轴(未绘于图中)。
第一感测部13沿轴线AX连接第一连接部12。在本实施例中，第一感测部13具有两个第一孔洞H1。两个第一力感测器15A、15A’分别设置于两个第一孔洞H1。
第二感测部14的一端沿轴线AX连接第二连接部11，而第二感测部14的另一端沿轴线AX连接第一感测部13。在本实施例中，第二感测部14具有两个第二孔洞H2。两个第二力感测器15B、15B’分别设置于两个第二孔洞H2。在一实施例中，第一力感测器15A、15A’及第二力感测器15B、15B’可为但不限于压电片感测器、石英晶体感测器、应变规或其它现有的力感测器。
第一感测部13为扭转力(Torsion Force)感测层。两个第一力感测器15A、15A’设置于两个第一孔洞H1内，用以感测刀把1所承受的扭转力。第二感测部14为弯曲力(BendingForce)感测层。两个第二力感测器15B、15B’设置于两个第二孔洞H2用以感测刀把1所承受的弯曲力。
第二感测部14的第二弯曲刚性小于第一感测部13的第一弯曲刚性。换言之，第一感测部13的第一弯曲刚性(Bending Stiffness)大于第二感测部14的第二弯曲刚性。前述的第一弯曲刚性指的是第一感测部13产生每单位曲率(curvature)需要的弯曲力矩值(bending moment)。同样地，第二弯曲刚性指的是第二感测部14产生每单位曲率需要的弯曲力矩值。对于一个梁状结构而言，上述的弯曲刚性可以是杨氏系数(Young's modulus)与惯性矩(moment of inertia)的乘积。另外，第一感测部13的第一扭转刚性(TorsionStiffness)小于第二感测部14的第二扭转刚性。换言之，第二感测部14的第二扭转刚性大于第一感测部13的第一扭转刚性。前述的第一扭转刚性指的是第一感测部13产生每单位扭转角度(the angle of twist)需要的扭力值。同样地，第二扭转刚性指的是第二感测部14产生每单位扭转角度需要的扭力值。上述扭转角度是以弧度(radian)为测量单位。
通过前述的具不同刚性的分层感测结构，第一感测部13的两个第一力感测器15A、15A’在感测刀把1所承受的扭转力时，能降低施加于刀把1的弯曲力的干扰。同样地，第二感测部14的两个第二力感测器15B、15B’在感测施加于刀把1的弯曲力时，能降低施加于刀把1的扭转力的干扰。因此，本实施例中，具不同刚性的分层感测结构在同时侦测扭转力及弯曲力时，可有效地降低耦合效应，进而提升第一力感测器15A、15A’及第二力感测器15B、15B’的测量准确度。
请参阅图2A及图2B。图2A及图2B为本发明的第一力感测器15A的元件分解图及组装图。如图2A所示，第一力感测器15A包含第一感测元件151A、第一壳体152A、弹性基座153A及固定螺丝154A。
如图2A及图2B所示，第一感测元件151A设置于弹性基座153A内。弹性基座153A设置于第一壳体152A内，使弹性基座153A的一端露出第一壳体152A，而弹性基座153A的另一端由固定螺丝154A固定。设置于弹性基座153A内的第一感测元件151A具有第一感测表面S1。在本实施例中，第一力感测器15A为压电片感测器，而第一感测元件151A为压电片。在另一实施例中，第一力感测器15A还可以是石英晶体感测器、应变规或其它现有的力感测器。此外，在本实施例中，第一力感测器15A’、第二力感测器15B、15B’与第一力感测器15A具有相同的元件与相同的组装方式，故不在此多加赘述。
当然，上述仅为举例，第一力感测器15A的元件与组装方式可依实际需求变化，本发明并不以此为限。
请参阅图3A及图3B。图3A及图3B为本发明的第一实施例的具有力感测器的刀把1的第一感测部13及第二感测部14的简化示意图。图4A及图4B为本发明的第一力感测器及第二力感测器的设置方式的简化示意图。如图3A～图3B所示，第一感测部13包含两个第一孔洞H1。第一连线L1通过这两个第一孔洞H1及且与轴线AX正交于第一交点C1。因此，分别设置于两个第一孔洞H1中的两个第一力感测器15A、15A’是以第一交点C1为对称点，相互点对称地配置在在第一感测部13中。
第二感测部14包含两个第二孔洞H2。第二连线L2通过这两个第二孔洞H2及且与轴线AX正交于第二交点C2。因此，分别设置于第二孔洞H2中的两个第二力感测器15B、15B’彼此也以第二交点C2为对称点，相互点对称地配置在第二感测部14中。
第一感测部13具有断面SC，此断面SC的一法向量N与轴线AX平行。第一连线L1在第一感测部13的断面SC上形成第一投影P1，而第二连线L2在第一感测部13的断面SC上形成第二投影P2。
第一投影P1及第二投影P2之间具有一投影夹角θx。在一实施例中，此投影夹角θx可在正四十五度或负四十五度之间。例如，在本实施例中，第一投影P1及第二投影P2之间的投影夹角θx可实质上等于正四十五度。
当本实施例的刀把1承受一相对于轴向X的弯曲力矩MX时或承受一相对于轴向Y的弯曲力矩MY时，由于第一投影P1及第二投影P2之间的投影夹角θx可实质上等于正四十五度。此时，第二感测元件151B、151B’会感测到最大的弯曲应变，而第一感测元件151A、151A’会感测到最小的弯曲应变。更进一步地说，当本实施例的刀把1同时承受一相对于轴向X(或相对于轴向Y)的弯曲力及一相对于轴向D的扭转力时，第一感测元件151A、151A’所测量的总应变中，弯曲应变所占的比例会最小。因此，当第一投影P1及第二投影P2之间的投影夹角θx可实质上等于正四十五度时，耦合至第一感测元件151A、151A’的总应变中的弯曲应变就会减少。这降低了刀把1在同时测量多轴的力时(例如同时测量扭转力及弯曲力)的耦合效应。
在另一实施例中，第一投影P1及第二投影P2之间的投影夹角θx可实质上等于负四十五度。在又一实施例中，此投影夹角θx可在正一百三十五度或负一百三十五度之间；例如，此投影夹角θx可实质上等于正一百三十五度或负一百三十五度。
另外，第一感测元件151A、151A’的第一感测表面S1的第一法向量N1与轴线AX的轴向D之间具有第一感测夹角θ1。在一实施例中，此第一感测夹角θ1可在正四十五度或负四十五度之间。例如，在本实施例中，此第一感测夹角θ1可实质上等于正四十五度或负四十五度，如图4A所示。
另外，第二感测元件151B、151B’的第二感测表面S2的第二法向量N2与轴线AX的轴向D之间具有第二感测夹角θ2。第一感测夹角θ1实质上不等于第二感测夹角θ2。在本实施例中，此第二感测夹角θ2可实质上为零度，如图4B所示。在另一实施例中，此第二感测夹角θ2也可以大于或小于零度。
如图3A、图3B、图4A及图4B所示，在本实施例中，第一感测夹角θ1可实质上等于正四十五度或负四十五度。因此，当刀把1承受一相对于轴向D的扭转力TZ时，第一感测元件151A的第一感测表面S1的方向可对应于最大扭转应变的方向。因此，当第一感测夹角θ1可实质上等于正四十五度或负四十五度时，第一感测元件151A可产生最大的应变，进而使第一感测器15A在测量扭转力TZ时，可以有效提高测量灵敏度。
同样的，另一个第一感测元件151A’的第一感测表面S1的第一法向量N1与轴向D之间的第一感测夹角θ1为正四十五度或负四十五度时，第一感测表面S1的方向可以对应于最大的扭转应变的方向。因此，第一感测元件151A’也会产生最大的应变，进而使第一感测器15A’在测量扭转力TZ时，可以有效提高测量灵敏度。另外，由于第一感测器15A与另一第一感测器15A’是点对称地配置，因此这两个第一感测器15A、15A’能够更有效地感测刀把1整体的受力情况，以提升其感测效能。
在本实施例中，第二感测元件151B、151B’的第二感测表面S2具有一与轴向D平行的第二法向量N2。换言之，第二法向量N2与轴向D之间具有第二感测夹角θ2且第二感测夹角θ2实质上为零度。当本实施例的刀把1承受一以轴向X为轴向的弯曲力矩MX时或承受一以轴向Y为轴向的弯曲力矩MY时，第二感测元件151B、151B’的第二感测表面S2的方向也可对应于最大弯曲应变的方向，进而使两个第二感测器15B、15B’在测量弯曲力矩MX或弯曲力矩MY时，可以有效提高测量灵敏度。此外，两个第二感测器15B、15B’是点对称地配置，因此这两个第二感测器15B、15B’能够更有效地感测刀把1整体的受力情况，以提升其感测效能。
在本实施例中，由于第一投影P1及第二投影P2之间的投影夹角θx可实质上等于正四十五度，各个第一感测器15A、15A’的第一感测表面S1的方向可对应于最大扭力应变的方向且各个第二感测器15B、15B’的第二感测表面S2的方向也可对应于最大弯曲应变的方向。更仔细地说，当刀把1承受一扭力TZ时，两个第一感测器15A、15A’会产生较大的第一扭力测量值，而两个第二感测器15B、15B’会产生较小的第二扭力测量值。当刀把1承受一弯曲力MX或MY时，两个第一感测器15A、15A’会产生较小的第一力矩测量值，而两个第二感测器15B会产生较大的第二力矩测量值。因此，当第一投影P1及第二投影P2之间的投影夹角θx可实质上等于正四十五度时，可进一步降低第一感测器15A、15A’及第二感测器15B、15B’之间的耦合效应。为了刀把1能适用于各种不同的受力情形，当第一力感测器15A、15A’设置于第一孔洞H1及当第二力感测器15B、15B’设置于第二孔洞H2时，可调整前述的第一感测夹角θ1及第二感测夹角θ2。
两个第一力感测器15A、15A’及两个第二力感测器15B、15B’均可将扭转力及弯曲力的测量数据，直接显示在第一力感测器15A、15A’或第二力感测器15B、15B’的显示元件(图未示)。此外，第一力感测器15A、15A’及第二力感测器15B、15B’还可通过无线通信的方式，将感测数据即时地传送至设置于移动装置(例如：平板电脑、手机及笔记型电脑等)中的数据管理平台。
另外，第一力感测器15A、15A’及第二力感测器15B、15B’的数量也可依实际需求增加或减少。例如，在另一实施例中，第一感测部13可以只具有一个第一力感测器15A，以侦测刀具逆时针旋转时产生扭转力TZ(或刀具顺时针旋转时产生扭转力)。
请参阅图5。图5为本发明的第二实施例的具有力感测器的刀把2的结构图。如图5所示，具有力感测器的刀把2包含第一连接部22、第二连接部21、第一感测部23、第二感测部24、两个第一力感测器25A、25A’以及四个第二力感测器25B、25B’、25B”、25B”’。
第一连接部22沿刀把2的中心轴(及轴线AX)连接刀具C。第二连接部21沿轴线AX连接工具机的主轴(未绘于图中)。第一感测部23沿轴线AX连接第一连接部22。第一感测部23具有两个第一孔洞H1且两个第一力感测器25A、25A’分别设置于两个第一孔洞H1。第二感测部24的一端沿轴线AX连接第二连接部21。第二感测部24的另一端沿轴线AX连接第一感测部23。与前述实施例不同的是，第二感测部24具有四第二孔洞H2且四个第二力感测器25B、25B’、25B”、25B”’分别设置于第二孔洞H2中。与第一实施例相较，本实施例的第二感测部24具有更多的第二力感测器25B、25B’、25B”、25B”’。
同样的，第一感测部23为扭转力感测层。设置于第一感测部23的两个第一孔洞H1的两个第一力感测器25A、25A’能感测刀把2所承受的扭转力。第二感测部24为弯曲力感测层。设置于第二感测部24的四个第二孔洞H2的四个第二力感测器25B、25B’、25B”、25B”’能感测弯曲力。第一感测部23的第一弯曲刚性大于第二感测部24的第二弯曲刚性且第一感测部23的第一扭转刚性小于第二感测部24的第二扭转刚性。因此，当刀把2承受到一扭转力时，第一力感测器25A、25A’能感测到较大的应变值且当刀把2承受到一弯曲力时，第二力感测器25B、25B’、25B”、25B”’能感测到较大的应变值。更进一步地说，当刀把2承受到一扭转力时，第一力感测器25A、25A’能有较大的感测灵敏度且当刀把2承受到一弯曲力时，第二力感测器25B、25B’、25B”、25B”’能有较大的感测灵敏度。
更仔细地说，本实施例的刀把2的两层感测结构具有不同的刚性。因此，当刀把2同时承受一扭转力及一弯曲力时，第一力感测器25A、25A’会感测到一第一总应变。此第一总应变包含第一扭转应变及第一弯曲应变。由于第一感测部23的第一扭转刚性较小且第一弯曲刚性较大，所以在第一总应变中，第一扭转应变相对于第一总应变的比值会大于第一弯曲应变相对于第一总应变的比值。如此，在第一总应变中，第一弯曲应变所占的比例就会较小，进而降低了第一弯曲应变耦合至第一总应变中的效应。更进一步地说，当第一感测部23的第一扭转刚性较小且第一弯曲刚性较大时，第一感测部23能测量到较准确的扭转力。
另一方面，当刀把2同时承受一扭转力及一弯曲力时，第二力感测器25B、25B’、25B”、25B”’会感测到一第二总应变。此第二总应变包含第二扭转应变及第二弯曲应变。由于第二感测部23的第二扭转刚性较大且第二弯曲刚性较小，所以第二扭转应变会较小且第二弯曲应变会较大。如此，在第二总应变中，第二扭转应变相对于第二总应变的比值会小于第二弯曲应变相对于第二总应变的比值，进而降低了第二扭转应变耦合至第二总应变中的效应。更进一步地说，当第二感测部24的第二弯曲刚性较小且第二扭转刚性较大时，当第二感测部24能测量到较准确的弯曲力。
请参阅图6A及图6B。图6A及图6B为本发明的第二实施例的具有力感测器的刀把2的第一感测部23及第二感测部24的设置方式的简化示意图。图7A及图7B为本实施例的第一力感测器及第二力感测器设置方式的示意图。如图6A及图6B所示，第一感测部23包含两个第一孔洞H1，而第一连线L1通过这两个第一孔洞H1且与轴线AX相交于第三交点C3。因此，设置于两个第一孔洞H1的两个第一力感测器25A、25A’以第三交点C3为对称点，相互点对称地配置。
第二感测部24包含四个第二孔洞H2。第二连线L2通过其中两个第二孔洞H2且第三连线L3通过另外两个第二孔洞H2。第二连线L2与第三连线与轴线AX相交于第四交点C4。第二连线L2与第三连线L3夹角为90度。因此，两个第二力感测器25B、25B’分别设置于第二连线L2通过的两个第二孔洞H2内且彼此以第四交点C4为对称点，相互点对称地配置。另外两个第二力感测器25B”、25B”’设置于第三连线L3通过的另两个第二孔洞H2内且以第四交点C4为对称点，彼此相互点对称地配置。
第一感测部23具有断面SC，此断面SC的法向量N与轴线AX平行。通过第一孔洞H1的第一连线L1在断面SC上形成第一投影P1。通过第二孔洞H2的第二连线L2及第三连线L3分别在断面SC上形成第二投影P2及第三投影P3。
第一投影P1及第二投影P2之间具有投影夹角θx1，而第一投影P1及第三投影P3之间具有投影夹角θx2。在一实施例中，投影夹角θx1及投影夹角θx2可在正四十五度或负四十五度之间。在本实施例中，投影夹角θx1可实质上等于正四十五度，而投影夹角θx2可实质上等于负四十五度。
当本实施例的刀把2承受一以轴向X为轴向的弯曲力矩MX时或承受一以轴向Y为轴向的弯曲力矩MY时，由于第一投影P1及第二投影P2之间的投影夹角θx1可实质上等于正四十五度，第二感测元件251B、251B’、251B”、251B”’会感测到最大的弯曲应变，而第一感测元件251A、251A’会感测到最小的弯曲应变。更进一步地说，当本实施例的刀把2同时承受一相对于轴向X(或相对于轴向Y)的弯曲力及一相对于轴向D的扭转力时，第一感测元件251A、251A’所测量的第一总应变中，弯曲应变相对于第一总应变所占的比例会最小。因此，当第一投影P1及第二投影P2之间的投影夹角θx1可实质上等于正四十五度时，耦合至第一总应变中的弯曲应变就会减少许多。这降低了刀把2在同时测量多轴的力时(例如同时测量扭转力及弯曲力)的耦合效应。
在另一实施例中，投影夹角θx1及投影夹角θx2可在正一百三十五度或负一百三十五度之间。例如，投影夹角θx1及投影夹角θx2可实质上分别等于正一百三十五度或负一百三十五度。
请同时参考图2A、图2B、图7A及图7B。由于本实施例的第一力感测器25A、25A’及第二力感测器25B、25B’、25B”、25B”’的结构与前一个实施例的第一力感测器15A相同，故以图2A、图2B表示这些感测器的结构。第一力感测器25A包含具有第一感测表面S1的第一感测元件251A。第二力感测器25B包含具有第二感测表面S2的第二感测元件251B。第一感测元件251A的第一感测表面S1的第一法向量N1与轴线AX的轴向D之间具有第一感测夹角θ1。在本实施例中，此第一感测夹角θ1可实质上等于正四十五度或负四十五度。与本发明的第一实施例相同地，当第一感测夹角θ1可实质上等于正四十五度或负四十五度时，第一感测元件251A可产生最大的扭转应变，进而使第一感测器25A在测量扭转力TZ时，可以有效提高测量灵敏度。第一力感测器25A’与第一感测器25A具有相同的元件与相同的组装方式，故不在此多加赘述。此外，第二感测元件251B的第二感测表面S2的第二法向量N2与轴线AX的轴向D之间具有第二感测夹角θ2。第一感测夹角θ1实质上不等于第二感测夹角θ2。与本发明的第一实施例相同地，在本实施例中，此第二感测夹角θ2可实质上为零度。当本实施例的刀把2承受一以轴向X为轴向的弯曲力矩MX时或承受一以轴向Y为轴向的弯曲力矩MY时，第二感测元件251B感测到最大的弯曲应变，进而使第二感测器25B在测量弯曲力矩MX或弯曲力矩MY时，可以有效提高测量灵敏度。第二力感测器25B’、25B”、25B”’与第二感测器25B具有相同的元件与相同的组装方式，故不在此多加赘述。
综上所述，根据本发明的实施例，具有力感测器的刀把具有创新的分层感测结构及主动感测机制。因此，第一感测部的第一力感测器能感测施加于刀把的扭转力，但不会被施加于刀把的弯曲力干扰。同样的，第二感测部的第二力感测器能感测施加于刀把的弯曲力，但不会被施加于刀把的扭转力干扰。此分层感测结构能使第一力感测器在测量扭转力时，不会测量到太大的弯曲力且使第二力感测器测量弯曲力时，不会测量到太大的扭转力。因此，根据本发明的实施例的具有力感测器的刀把在同时主动测量扭转力及弯曲力时，可有效地降低耦合效应，进而分别提升第一力感测器及第二力感测器的测量准确度。
此外，根据本发明的实施例的具有力感测器的刀把的各个感测器的感测表面的方向可分别对应于最大的扭转应变的方向或是最大的弯曲应变的方向，进而使各个感测器在分别测量扭转力及弯曲力矩时可以有效提高测量灵敏度。
另外，根据本发明的实施例，具有力感测器的刀把的感测器彼此相互点对称地配置。此对称配置的设计可使感测器能够更有效地感测刀把整体的受力情况，以提升其感测效能。
再者，根据本发明的实施例，具有力感测器的刀把的感测器均可将扭转力及弯曲力的测量数据，直接显示在感测器的显示元件。此外，感测器还可通过无线通信的方式，将感测数据即时地传送至设置于移动装置(例如：平板电脑、手机及笔记型电脑等)中的数据管理平台。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。其它任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应该包含于所附的权利要求中。
Claims (16)
1.一种具有力感测器的刀把，包含：
第一连接部，沿轴线连接刀具；
第二连接部，沿该轴线连接主轴；
第一感测部，具有至少一第一孔洞且沿该轴线连接该第一连接部；
第二感测部，具有至少一第二孔洞且沿该轴线连接该第二连接部及连接该第一感测部；
至少一第一力感测器，设置于该至少一第一孔洞并用于感测扭转力(Torsion Force)；以及
至少一第二力感测器，设置于该至少一第二孔洞并用于感测弯曲力(Bending Force)；
其中，该第二感测部的第二弯曲刚性(Bending Stiffness)小于该第一感测部的第一弯曲刚性。
2.如权利要求1所述的具有力感测器的刀把，其中该第一感测部的第一扭转刚性(Torsion Stiffness)小于该第二感测部的第二扭转刚性。
3.如权利要求2所述的具有力感测器的刀把，其中该第一感测部包含两个该第一孔洞且该第二感测部包含两个该第二孔洞，第一连线通过该些第一孔洞及该轴线，第二连线通过该些第二孔洞及该轴线。
4.如权利要求3所述的具有力感测器的刀把，其中该第二感测部还包含另外两个该第二孔洞，第三连线通过另外两个该第二孔洞及该轴线，该第二连线与该第三连线相互垂直。
5.如权利要求3所述的具有力感测器的刀把，其中第一感测部另包含断面，该断面的法向量与该轴线平行，该第一连线在该断面的第一投影与该第二连线在该断面的第二投影具有投影夹角。
6.如权利要求5所述的具有力感测器的刀把，其中该投影夹角实质上等于正四十五度或负四十五度。
7.如权利要求5所述的具有力感测器的刀把，其中该投影夹角实质上等于正一百三十五度或负一百三十五度。
8.如权利要求5所述的具有力感测器的刀把，其中该第一力感测器包含第一感测元件且该第二力感测器包含第二感测元件，该第一感测元件具有第一感测表面且该第二感测元件具有第二感测表面，该第一感测面的第一法向量(N1)与该轴线之间具有第一感测夹角，该第二感测面的第二法向量(N2)与该轴线之间具有第二感测夹角，该第一感测夹角实质上不等于该第二感测夹角。
9.如权利要求8所述的具有力感测器的刀把，其中当该第一力感测器设置于该至少一第一孔洞时，该第一感测夹角为可调整，当该第二力感测器设置于该至少一第二孔洞时，该第二感测夹角为可调整。
10.如权利要求8所述的具有力感测器的刀把，其中该第一感测夹角的该角度实质上为正四十五度或负四十五度。
11.如权利要求8所述的具有力感测器的刀把，其中该第二感测夹角的该角度实质上为零度或一百八十度。
12.一种具有力感测器的刀把，包含：
第一连接部，沿轴线连接刀具；
第二连接部，沿该轴线连接主轴；
第一感测部，具有至少一第一孔洞且沿该轴线连接该第一连接部；
第二感测部，具有至少一第二孔洞且沿该轴线连接该第二连接部及连接该第一感测部；
至少一第一力感测器，设置于该至少一第一孔洞并用于感测扭转力(Torsion Force)；以及
至少一第二力感测器，设置于该至少一第二孔洞并用于感测弯曲力(Bending Force)；
其中，该第一感测部的第一扭转刚性(Torsion Stiffness)小于该第二感测部的第二扭转刚性。
13.如权利要求12所述的具有力感测器的刀把，其中该第一力感测器包含第一感测元件且该第二力感测器包含第二感测元件，该第一感测元件具有第一感测表面且该第二感测元件具有第二感测表面，该第一感测面的第一法向量(N1)与该轴线之间具有第一感测夹角，该第二感测面的第二法向量(N2)与该轴线之间具有第二感测夹角，该第一感测夹角实质上不等于该第二感测夹角。
14.如权利要求13所述的具有力感测器的刀把，其中当该第一力感测器设置于该至少一第一孔洞时，该第一感测夹角为可调整，当该第二力感测器设置于该至少一第二孔洞时，该第二感测夹角为可调整。
15.如权利要求13所述的具有力感测器的刀把，其中该第一感测夹角的该角度实质上为正四十五度或负四十五度。
16.如权利要求13所述的具有力感测器的刀把，其中该第二感测夹角的该角度实质上为零度或一百八十度。
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