CN201833325U - 扭力扳手 - Google Patents

Abstract

一种扭力扳手，包括：一扳手本体，内部形成一容室，容室内设有数个齿，扳手本体一端设有一杆部；至少一转动件，容置于扳手本体的容室内，转动件下端形成一出力轴；至少一扭力传感器，结合于转动件的出力轴，以感测出力轴的输出扭力值；至少一角度传感器，结合于转动件表面，以感测转动件及出力轴的水平操作角度；至少一讯号拾取环，套接于转动件的出力轴外，讯号拾取环内部设有若干连接导体；至少一无线数据传输装置，结合于扳手本体顶端，无线数据传输装置电性连结讯号拾取环的各连接导体及角度传感器。本实用新型让使用者以任何简便电子设备就近直接得到实际的扭力扳手操作的实际扭力值与角度值信息，得以确保螺丝或螺帽的螺锁操作质量。

Description

扭力扳手

技术领域

本实用新型涉及一种扭力扳手，尤其涉及一种应用于扭力器械扭力输出，以及感测扭力值与水平角度值，并以无线方式对外传输至电子装置显示与应用的扭力扳手。

背景技术

扭力扳手广泛应用于扭力操作的场合，借以通过扭力扳手对于机械或仪器中的螺丝或螺帽予以螺锁操作，但在现有扭力扳手操作过程中，对于机械或零件上的每一个螺锁组件，例如：螺帽，进行锁合或拆卸的操作，有一定的程序及适当扭力操作需求，但如因手动、电动或气动配合扭力扳手输出扭力操作不慎可能会造成螺锁组件或螺孔崩牙损坏或损及机械本身的操作功能及精密度，但现有的扭力扳手并无法于施力操作时具有侦测扭力数据功能，因此，无法让使用者可以了解实际的施力扭力值，而必需凭经验操作扭力扳手，而可能产生人为操作输出扭力不当的问题。

另外，在现有扭力扳手操作过程中，必需注意水平角度，如一般在锁紧螺丝时，基于安全规定，在操作手册上会有对应螺丝锁合规定的一个扭力值(例如20牛顿.米)，当锁到规定的扭力值后，操作手册的操作指示会告知必须将螺丝维持在水平移动多少角度，以确保此颗螺丝确实的被锁紧，同样地，这些水平角度数据亦无法被侦测与提供，让现有扭力扳手操作仅能依赖使用者本身的经验与肉眼视觉调整，无法达到精确与稳定操作的要求。

除此之外，在相关先前专利技术文献方面，如中国台湾第M275921号「倍力扳手」新型专利案、第M311531号「省力机构」新型专利案及第M318488「省力机构(二)」等三案，皆揭示典型现有以齿轮组组合的扭力扳手结构与技术，但在使用操作上，并无法侦测扭力及水平角度数据提供给使用者参考，而仍存有因人为操作扭力或水平角度不当而造成如螺丝或螺帽磨损、崩坏及无法确保螺丝或螺帽被锁紧的问题与缺点。

上述现有的扭力扳手及前案技术，在实际应用上，由于仅只能提供扭力倍增输出功能，对于扭力或水平角度的操作上，则无法有效提供相关的扭力与角度数据供使用者参考，而仍有因扭力或水平角度等人为操作不当的问题，而致使螺丝或螺帽的螺牙磨损或崩坏，以及，螺丝或螺帽无法被确保锁紧的问题与缺点。

实用新型内容

本实用新型所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种扭力扳手，让使用者以任何简便电子设备就近直接得到实际的扭力扳手操作的实际扭力值与角度值信息，而得以确保该螺丝或螺帽的螺锁操作质量。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种扭力扳手，其特征在于，包括：一扳手本体，内部形成一容室，该容室内设有数个齿，该扳手本体一端设有一杆部，该杆部可供执握操作；至少一转动件，容置于该扳手本体的容室内，该转动件下端形成一出力轴，该出力轴表面形设有数个输出导体，该出力轴供对应连结一工具组件；至少一扭力传感器，结合于该转动件的出力轴，以感测该出力轴的输出扭力值，并输出一扭力感测讯号，该扭力传感器并电性连结该转动件的出力轴的各输出导体，以将该扭力感测讯号通过该输出导体输出；至少一角度传感器，结合于该转动件表面，以感测该转动件及出力轴的水平操作角度，并输出一角度感测讯号；至少一讯号拾取环，套接于该转动件的出力轴外，该讯号拾取环内部设有若干连接导体，该连接导体对应接触连接该转动件的出力轴的输出导体，使该转动件的转动轴在旋转过程中，该连接导体恒保持与输出导体为接触连结的状态，可将该扭力感测讯号同步由该讯号拾取环的连接导体连结输出；至少一无线数据传输装置，结合于该扳手本体顶端，该无线数据传输装置电性连结该讯号拾取环的各连接导体及角度传感器，以将该扭力传感器的扭力感测讯号及角度传感器的角度感测讯号以无线传输方式传输至一电子装置。

前述的扭力扳手，其中扳手本体的容室内设有数个齿。

前述的扭力扳手，其中扳手本体的容室顶端结合一轴座及一封盖。

前述的扭力扳手，其中扳手本体的轴座设有一容置口。

前述的扭力扳手，其中扳手本体的封盖一侧设有一凸块。

前述的扭力扳手，其中转动件的顶端设有一固定轴。

前述的扭力扳手，其中转动件的一侧至少枢设有一棘轮。

前述的扭力扳手，其中角度传感器为一陀螺仪集成电路。

前述的扭力扳手，其中无线数据传输装置包含：至少一放大器，连结该讯号拾取环的各连接导体与角度传感器，以放大该扭力值讯号及角度值讯号；至少一模拟/数字转换电路，连结放大器，以将该经放大器放大处理后的扭力感测讯号及角度值讯号转换成数字的扭力值及角度值数据输出；至少一微处理器，连结该模拟/数字转换电路，以输入该模拟/数字转换电路输出的扭力值及角度值数据，该微处理器具有扭力值及角度值转换处理与数据传输功能。

至少一内存，连结微处理器，以借由内存提供扭力值、角度值及预设临界扭力值、角度值的暂存功能；

至少一数据传输单元，连结微处理器，以将该扭力值及角度值数据进行无线传输，以将该扭力值及角度值数据以无线传输方式传输至一电子装置中进行暂存、显示或应用；

至少一电源单元，该电源单元是提供扭力传感器及角度传感器、放大器、模拟/数字转换电路、微处理器、内存、数据传输单元所需的直流工作电源。

前述的扭力扳手，其中无线数据传输装置顶端设有一连结组件。

前述的扭力扳手，其中连结组件为磁铁。

前述的扭力扳手，其中数据传输单元无线传输数据的电子装置为一客制化数据接收器。

前述的扭力扳手，其中电子装置包括：至少一无线接收模块，用来接收该无线数据传输装置的数据传输单元所传输的扭力值及角度值数据；至少一微处理器，连结该无线接收模块，以将该无线接收模块收到的扭力值与角度值数据进行预设临界值警示、状态指示及远程数据传送的处理；数个按键，连结微处理器，以供压按操作输入扭力值、角度值的显示模式、临界警示值设定及远程数据传输控制命令；至少一显示器，连结该微处理器，以显示扭力值及角度值数据与相关的临界警示值设定操作信息；至少一状态指示灯，连结微处理器，以显示该无线接收模块接收数据的状态；至少一通讯接口，连结该微处理器及一远程电子设备，以将微处理器所接收到的扭力值与角度值数据传送至该远程电子设备中；至少一警示灯、警报器及振动警示器，连结于该微处理器，以于该扭力值与角度值超出预设临界扭力值与角度值时，使警示灯显示警示状态，并使该警报器发出声响，以及，让振动警示器产生振动警示；至少一电源供应单元，提供直流工作电源给无线接收模块、微处理器、数个按键、状态指示灯、通讯接口、警示灯、警报器、振动警示器。

前述的扭力扳手，其中显示器为液晶显示器。

前述的扭力扳手，其中数据传输单元为数据显示传输接口。

前述的扭力扳手，其中状态指示灯为一发光二极管。

前述的扭力扳手，其中警示灯为一发光二极管。

前述的扭力扳手，其中警示器为一蜂鸣器。

前述的扭力扳手，其中振动警示器为一小型振动马达。

本实用新型扭力扳手的功效，是在于利用扭力传感器设置于该入力转轴，使该操作扭力值可被精确侦测，另外，借由角度传感器设置于扳手本体上，让角度值可以被精确侦测，进一步再由该讯号拾取环套接于转动件下方，以同步转动拾取扭力感测讯号，并再经由该无线数据输出装置，以无线传输方式将扭力值及角度值的数据，传输给如个人计算机、笔记型计算机、手机、个人数据助理器(PDA)等电子装置中作暂存、显示或应用，可让使用者以任何简便电子设备就近直接得到实际的扭力扳手操作的实际扭力值与角度值信息，而得以确保该螺丝或螺帽的螺锁操作质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的扭力扳手第一实施例的立体外观结构示意图；

图2是图1所示的立体分解结构示意图；

图3是一剖视放大图，显示该转动件与讯号拾取环间的结构；

图4是本实用新型中的无线数据传输装置的方块电路图；

图5是本实用新型的扭力扳手的第二实施例图；

图6是图5所示的电子装置的方块电路图；

图7是本实用新型的扭力扳手的第三实施例图。

图中标号说明：

100扭力扳手        10扳手本体

11容室             111齿

12杆部             121轴座

121a容置口         122封盖

122a凸块           20转动件

21固定轴           211螺牙

212垫片            213迫紧弹片

214固定螺帽        22棘轮

221齿              222心形弹簧

23出力轴           231凹槽

232输出导体        30扭力传感器

31扭力感测讯号     40角度传感器

41角度感测讯号     50讯号拾取环

51槽               52连接导体

53固定环           60无线数据传输装置

61放大器           62模拟/数字转换电路

63微处理器         64内存

65数据传输单元     66电源单元

67连结组件         200工具组件

400电子装置        410无线接收模块

420微处理器        430按键

435显示器          440状态指示灯

450通讯接口        460警示灯

470警报器          480振动警示器

490电源供应单元    495连接组件

500远程电子设备

具体实施方式

首先请参阅图1、图2及图3所示，本实用新型的扭力扳手100第一实施例，其中，该扭力扳手100包括一扳手本体10，该扳手本体10内部形成一容室11，该容室11内设有数个齿111，该扳手本体10一端设有一杆部12，该杆部12可供执握操作，该扳手本体10的容室12上方并结合一轴座121及一封盖122，该轴座121设有一容置口121a，该封盖122一侧设有一凸块122a。

至少一转动件20，容置于该扳手本体10的容室11内，该转动件20的顶端设有一固定轴21，固定轴21上设有数个螺牙211，该固定轴21并对应穿入该扳手本体10的轴座121的容置口121a，并以一垫片212、迫紧弹片213及固定螺帽214分别对应套置螺锁于固定轴21的螺牙211上，该转动件20一侧至少枢设有一棘轮22，该棘轮22表面设有数个齿221，该齿对221对应啮合于该扳手本体10的容室11中的齿111，该棘轮22与该扳手本体10的封盖122的凸块122a间以一心形弹簧222加以连结，使该棘轮22具有回复弹性，使该棘轮22可作顺向旋转具有卡掣扭力输出，在逆向旋转时为空转，该转动件20下端形成一出力轴23，该出力轴23上半部表面形成若干凹槽231，数个输出导体232分别环绕结合于各凹槽231中，该出力轴23下半部则供对应连结一工具组件200，该工具组件200的型式不限，在本实用新型中是以螺丝套筒为例。

至少一扭力传感器30，结合于该转动件20的出力轴23上半部，以感测该出力轴23的输出扭力值，并输出一扭力感测讯号31(如图4所示)，该扭力传感器30并电性连结该转动件20的出力轴23的各输出导体232，以将该扭力感测讯号31通过该输出导体232输出。

至少一角度传感器40，结合于该转动件20表面，以感测该转动件20及出力轴23的水平操作角度，并输出一角度感测讯号41(如图4所示)，该角度传感器40的型式不限，如中国台湾智创科技股份有限公司(MACNICA TAIWAN，LIMITED)的INVENSENSE系列型号ISZ-650的陀螺仪集成电路。

至少一讯号拾取环50，套接于该转动件20的出力轴23上半部外，该讯号拾取环50内部设有若干槽51，各槽51内分别纳置一连接导体52，该连接导体52对应接触连接该转动件20的出力轴23上半部的输出导体232，使该转动件20的转动轴23在旋转过程中，该连接导体52恒保持与输出导体232为接触连结的状态，可将该扭力感测讯号31同步由该讯号拾取环50的连接导体52连结输出，该讯号拾取环50底端与出力轴23间并以一固定环53加以连结固定。

请配合图4所示，至少一无线数据传输装置60结合于该扳手本体10顶端，该无线数据传输装置60电性连结该讯号拾取环50的各连接导体52及角度传感器40，以将该扭力传感器30的扭力感测讯号31及角度传感器40的角度感测讯号41以无线传输方式传输出去，该无线数据传输装置60的型式不限，在本实用新型中是列举包括至少一放大器61、模拟/数字转换电路62、微处理器63、内存64、数据传输单元65及电源单元66为例，其中，该放大器61连结该讯号拾取环50的各连接导体52与角度传感器40，以放大该扭力值讯号31及角度值讯号41；该模拟/数字转换电路62连结放大器61，以将该经放大器61放大处理后的扭力感测讯号31及角度值讯号41转换成数字的扭力值及角度值数据输出；该微处理器63连结该模拟/数字转换电路62，以输入该模拟/数字转换电路62输出的扭力值及角度值数据；该微处理器63具有扭力值及角度值转换处理与数据传输功能。

该内存64连结微处理器63，以借由内存64提供扭力值、角度值及预设临界扭力值、角度值的暂存功能。

该数据传输单元65，连结微处理器63，以将该扭力值及角度值数据进行传输，该数据传输单元65是以无线数据传输接口为例，以将该扭力值及角度值数据以无线传输方式传输至一电子装置400(如图5)中进行暂存、显示或应用，该数据传输单元65的无线传输模式不限，在本实用新型中是以无线射频(RF)方式为例，其它如无线USB(Wireless USB)、蓝芽(Blue Tooth)、无线局域网络(WLAN)、红外线(IR)、振幅移位键控(Amplitude Shift Keying，ASK)或频移键控(Frequency Shift Keying，FSK)等无线发射与接收模式当不脱本实用新型的范畴，该电子装置400的型式亦不限，如个人计算机、笔记型计算机、手机、个人数据助理器(PDA)或客制化数据接收器等具数据暂存、显示或应用的装置。

该电源单元66，其型式不限，在本实用新型中是以直流电池为其实施例，其它如交直流整流器的等效供电电源，亦属本实用新型的范畴，该电源单元66是提供扭力传感器30及角度传感器40、放大器61、模拟/数字转换电路62、微处理器63、内存64、数据传输单元65所需的直流工作电源。

请再配合图5及图6所示，为本实用新型的扭力扳手100第二实施例，其中，显示该电子装置400是以一客制化数据接收器为例，该电子装置400嵌组于该无线数据传输装置60的顶端，该电子装置400包括至少一无线接收模块410、至少一微处理器420、数个按键430、显示器435、至少一状态指示灯440、通讯接口450、警示灯460、警报器470、振动警示器480及电源供应单元490为例，其中，该无线接收模块410用来接收该无线数据传输装置60的数据传输单元65所传输的扭力值及角度值数据，该无线数据传输装置410的型式不限，在本实用新型中是以无线射频方式为例，其它如无线USB、蓝芽、无线局域网络、红外线、振幅移位键控或频移键控等无线接收模式当不脱本实用新型的范畴。

该微处理器420连结该无线接收模块410，以将该无线接收模块420收到的扭力值与角度值数据进行预设临界值警示、状态指示及远程数据传送的处理，该按键430连结微处理器，以供压按操作输入扭力值、角度值的显示模式、临界警示值设定及远程数据传输控制命令，该显示器435连结该微处理器420，以显示扭力值及角度值数据与相关的临界警示值设定操作信息，该显示器435的型式不限，在本实用新型中是以液晶显示器为例，该状态指示灯440连结微处理器420，以显示该无线接收模块410接收数据的状态。

该通讯接口450连结该微处理器420及一远程电子设备500，以将微处理器420所接收到的扭力值与角度值数据传送至该远程电子设备500中，该通讯接口450的型式不限，在本实用新型中分别以RS-232通讯接口及USB接口为例，其它如RS-485的等效通讯接口，亦不脱本实用新型的范畴，该远程电子设备500可为远程数据监测计算机或工作站。

该警示灯460、警报器470及振动警示器480连结于该微处理器420，以于该扭力值与角度值超出预设临界扭力值与角度值时，使警示灯460显示警示状态，并使该警报器470发出声响，以及，让振动警示器480产生振动警示，该警示灯460的型式不限，在本实用新型中是以发光二极管为例，该警报器470的型式不限，在本实用新型中是以蜂鸣器为例，该振动警示器480则以小型振动马达为例，且该警示灯460的数量并非以一个为限，也可以是数个警示灯460围成圆形、矩形(图中未示)，并以如同跑马灯方式循环点、灭形成警示，该警报器470也非以蜂鸣声为限，也可以是警示语音，而这些等效的灯光及声音警示方式，亦不脱本实用新型的范畴。

该电源供应单元490，提供直流工作电源给上述的一无线接收模块410、至少一微处理器420、数个按键430、至少一状态指示灯440、通讯接口450、警示灯460、警报器470、振动警示器480，该电源供应单元490的型式不限，在本实用新型中是以交直流电池为例，其它如交直流整流器等等效供电装置，亦属本实用新型的范畴。

请再参阅图7所示，为本实用新型的扭力扳手100第三实施例，其中，显示该无线数据传输装置60顶端设有至少一连结组件67，该连结组件67的型式不限，是以磁铁为例，该电子装置400的底部设有一至少一连接组件495，该连接组件495的型式不限，在本实用新型中是以磁铁为例，该连结组件67对应磁吸连结该连接组件495，使该电子装置400连结于无线数据传输装置60上，于扭力扳手100进行操作时，可让使用者直接同步观看显示器435所显示的扭力值与角度值数据，此外，亦可依使用者在不同的操作场合中，将该电子装置400自该无线数据传输装置60顶端直接分离，让电子装置400放置在方便观看的位置。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

综上所述，本实用新型在结构设计、使用实用性及成本效益上，完全符合产业发展所需，且所揭示的结构亦是具有前所未有的创新构造，具有新颖性、创造性、实用性，符合有关新型专利要件的规定，故依法提起申请。

Claims (19)

1.一种扭力扳手，其特征在于，包括：

一扳手本体，内部形成一容室，该容室内设有数个齿，该扳手本体一端设有一杆部，该杆部可供执握操作；

至少一转动件，容置于该扳手本体的容室内，该转动件下端形成一出力轴，该出力轴表面形设有数个输出导体，该出力轴供对应连结一工具组件；

至少一扭力传感器，结合于该转动件的出力轴，以感测该出力轴的输出扭力值，并输出一扭力感测讯号，该扭力传感器并电性连结该转动件的出力轴的各输出导体，以将该扭力感测讯号通过该输出导体输出；

至少一角度传感器，结合于该转动件表面，以感测该转动件及出力轴的水平操作角度，并输出一角度感测讯号；

至少一讯号拾取环，套接于该转动件的出力轴外，该讯号拾取环内部设有若干连接导体，该连接导体对应接触连接该转动件的出力轴的输出导体，使该转动件的转动轴在旋转过程中，该连接导体恒保持与输出导体为接触连结的状态，可将该扭力感测讯号同步由该讯号拾取环的连接导体连结输出；

至少一无线数据传输装置，结合于该扳手本体顶端，该无线数据传输装置电性连结该讯号拾取环的各连接导体及角度传感器，以将该扭力传感器的扭力感测讯号及角度传感器的角度感测讯号以无线传输方式传输至一电子装置。

2.根据权利要求1所述的扭力扳手，其特征在于，所述扳手本体的容室内设有数个齿。

3.根据权利要求1所述的扭力扳手，其特征在于，所述扳手本体的容室顶端结合一轴座及一封盖。

4.根据权利要求3所述的扭力扳手，其特征在于，所述扳手本体的轴座设有一容置口。

5.根据权利要求3所述的扭力扳手，其特征在于，所述扳手本体的封盖一侧设有一凸块。

6.根据权利要求1所述的扭力扳手，其特征在于，所述转动件的顶端设有一固定轴。

7.根据权利要求6所述的扭力扳手，其特征在于，所述转动件的一侧至少枢设有一棘轮。

8.根据权利要求1所述的扭力扳手，其特征在于，所述角度传感器为一陀螺仪集成电路。

9.根据权利要求1所述的扭力扳手，其特征在于，所述无线数据传输装置包含：

至少一放大器，连结该讯号拾取环的各连接导体与角度传感器，以放大该扭力值讯号及角度值讯号；

至少一模拟/数字转换电路，连结放大器，以将该经放大器放大处理后的扭力感测讯号及角度值讯号转换成数字的扭力值及角度值数据输出；

至少一微处理器，连结该模拟/数字转换电路，以输入该模拟/数字转换电路输出的扭力值及角度值数据，该微处理器具有扭力值及角度值转换处理与数据传输功能。

至少一内存，连结微处理器，以借由内存提供扭力值、角度值及预设临界扭力值、角度值的暂存功能；

至少一数据传输单元，连结微处理器，以将该扭力值及角度值数据进行无线传输，以将该扭力值及角度值数据以无线传输方式传输至一电子装置中进行暂存、显示或应用；

至少一电源单元，该电源单元是提供扭力传感器及角度传感器、放大器、模拟/数字转换电路、微处理器、内存、数据传输单元所需的直流工作电源。

10.根据权利要求9所述的扭力扳手，其特征在于，所述无线数据传输装置顶端设有一连结组件。

11.根据权利要求10所述的扭力扳手，其特征在于，所述连结组件为磁铁。

12.根据权利要求9所述的扭力扳手，其特征在于，所述数据传输单元无线传输数据的电子装置为一客制化数据接收器。

13.根据权利要求12所述的扭力扳手，其特征在于，所述电子装置包括：

至少一无线接收模块，用来接收该无线数据传输装置的数据传输单元所传输的扭力值及角度值数据；

至少一微处理器，连结该无线接收模块，以将该无线接收模块收到的扭力值与角度值数据进行预设临界值警示、状态指示及远程数据传送的处理；

数个按键，连结微处理器，以供压按操作输入扭力值、角度值的显示模式、临界警示值设定及远程数据传输控制命令；

至少一显示器，连结该微处理器，以显示扭力值及角度值数据与相关的临界警示值设定操作信息；

至少一状态指示灯，连结微处理器，以显示该无线接收模块接收数据的状态；

至少一通讯接口，连结该微处理器及一远程电子设备，以将微处理器所接收到的扭力值与角度值数据传送至该远程电子设备中；

至少一警示灯、警报器及振动警示器，连结于该微处理器，以于该扭力值与角度值超出预设临界扭力值与角度值时，使警示灯显示警示状态，并使该警报器发出声响，以及，让振动警示器产生振动警示；

至少一电源供应单元，提供直流工作电源给无线接收模块、微处理器、数个按键、状态指示灯、通讯接口、警示灯、警报器、振动警示器。

14.根据权利要求13所述的扭力扳手，其特征在于，所述显示器为液晶显示器。

15.根据权利要求13所述的扭力扳手，其特征在于，所述数据传输单元为数据显示传输接口。

16.根据权利要求13所述的扭力扳手，其特征在于，所述状态指示灯为一发光二极管。

17.根据权利要求13所述的扭力扳手，其特征在于，所述警示灯为一发光二极管。

18.根据权利要求13所述的扭力扳手，其特征在于，所述警示器为一蜂鸣器。

19.根据权利要求13所述的扭力扳手，其特征在于，所述振动警示器为一小型振动马达。

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