CN2749627Y

CN2749627Y - 电子扭力扳手

Info

Publication number: CN2749627Y
Application number: CN 200420013767
Authority: CN
Inventors: 萧烜森; 饶达仁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-10-12
Filing date: 2004-10-12
Publication date: 2006-01-04
Anticipated expiration: 2014-10-12

Abstract

一种电子扭力扳手，包含一具有一头部、一柄部的本体、至少一具有一应变体、一应变感测单元的应变感测装置、一与该应变感测单元电性连接的运算电路，及一与该运算电路电性连接的显示装置，该柄部具有至少一沿该轴向设置的侧抵接面、至少一与该侧抵接面呈间隔设置的限位部，及一第一弹性模数，该应变感测装置是可拆卸地装设于该侧面而朝向该限位部的外侧面，及一小于该第一弹性模数的第二弹性模数，该应变感测单元是设置于该外侧面上，当该应变体装设于该侧抵接面上时，该内侧面是与该侧抵接面抵接，该外侧面是与该限位部抵接，从而显出该应变感测单元所量测到的扭力值。

Description

电子扭力扳手

技术领域

本实用新型涉及一种扳手，特别是涉及一种可单独更换感测元件且灵敏度高的电子扭力扳手。

背景技术

现有电子扭力扳手(例如美国专利第3970155、4006629、4522075、4669319与4976133号等案)均是借由将应变规直接贴设在其握柄的侧面，并搭配工作电路(包括惠氏电桥、放大器、记录器、微处理器、输出单元等等)，以量测电子扭力扳手所承受的扭力值。而，根据材料力学上有关应变ε与弯矩关M系式：

ϵ = \frac{M * y}{E * I}

可知，当一弹性模数E、横截面对其中性轴的惯性矩I的构件，受到弯矩M作用时，其应变ε是与其距中性轴的距离y呈正比。由于上述电子扭力扳手的应变规是贴设在距其握柄中性轴最大距离的侧面上，因此，上述电子扭力扳手的应变规在其所贴设的位置上可产生最大值的应变ε，并进一步产生最大值的电阻变化，如此，当应变规的电阻变化讯号传送至工作电路时，工作电路根据显著的电阻变化讯号即可灵敏精确地计算出电子扭力扳手所承受的扭力值。然而，由于上述电子扭力扳手的应变规是贴设在其握柄的侧面上，因此，为了使其应变规可正确地反应出上述电子扭力扳手所承受的扭力值，不但其握柄侧面的大范围面积必须加工至一定的面精度，且其应变规也需精准地贴设在正确的位置上，此外，也由于上述电子扭力扳手的应变规是贴设在其握柄的侧面上，因此，若上述电子扭力扳手的应变规在使用中损坏时，使用者并无法针对损坏的应变规加以单独更换，而必须再购买新的扳手。

如图1、2所示，为另一种电子扭力扳手，该电子扭力扳手包含一具有一握把101、一头部102的本体1、一包括一基板201、一应变规202的应变量测装置2，及一显示装置3。该握把101具有一可供该基板201容置的第一凹槽1011，该头部102具有一可供该显示装置3容置的第二凹槽1021，该基板201的外廓是与该第一凹槽1011的外廊相同，并具有一可供该应变规202置入的容置孔2011。如此，当该电子扭力扳手受到扭力作用时，该应变规202即可弯曲变形而将电信讯号传送到该显示装置3，以显示出该电子扭力扳手所承受的扭力值。虽然，此种电子扭力扳手具有在该应变规202损坏时可单独更换该应变量测装置2的优点，但是，由于该基板201的外廊是与该第一凹槽1011的外廊相同，因此，该应变规202几乎是位在该握把101的中性轴X上，导致该应变规202距中性轴X的距离y甚为微小，如此，由上述的公式

(ϵ = \frac{M * y}{E * I})

可知，该应变规202变形产生的应变ε将甚为微小，因而无法产生显著的电阻变化讯号，如此一来即会导致该显示装置3的工作电路无法灵敏地计算出电子扭力扳手所承受的扭力值，此外，为了加强电阻变化讯号，虽可借由该显示装置3中的工作电路将电阻变化讯号放大再加以计算，但是，在电阻变化讯号放大的同时，讯号误差值也会被一并被大，而会导致该显示装置3的工作电路无法精确地计算出电子扭力扳手所承受的扭力值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可单独更换感测元件且可灵敏精确地计算出扳手所承受的扭力值的电子扭力扳手。

本实用新型电子扭力扳手，包含一本体、至少一应变感测装置、一运算电路，及一显示装置，其特点是：该本体具有一头部，及一与该头部连接而沿一轴向延伸出的柄部，该柄部具有至少一沿该轴向设置的侧抵接面、至少一与该侧抵接面呈间隔设置的了限位部，及一第一弹性模数。该应变感测装置是可拆卸地装设于该侧抵接面上，并具有一应变体，及一应变感测单元，该应变体具有一朝向该侧抵接面的内侧面、一相反于该内侧面而朝向该限位部的外侧面，及一小于该第一弹性模数的第二弹性模数，该应变感测单元是设置于该外侧面上，当该应变体装设于该侧抵接面上时，该内侧面是与该侧抵接面抵接，该外侧面是与该限位部抵接。该运算电路是装设于该本体上，并与该应变感测单元电性连接，而可将该应变感测单元所量测到的扭力值运算成电信讯号输出。该显示装置是装设于该本体上，该显示装置是与该运算电路电性连接，并可接收该运算电路输出的电信讯号，而显示出该应变感测单元所量测到的扭力值。

附图说明

下面通过最佳实施例及附图对本实用新型的电子扭力扳手进行详细说明，附图中：

图1是现有一种电子扭力扳手的局部分解立体图；

图2是该电子扭力扳手的组合立体图；

图3是本实用新型的电子扭力扳手一第一较佳实施例的分解立体图；

图4是该第一较佳实施例的局部分解立体图；

图5是该第一较佳实施例的立体外观图；

图6是该第一较佳实施例的组合剖视图；

图7是图6的局部放大示意图；

图8是本实用新型的电子扭力扳手一第二较佳实施例的分解立体图；

图9是该第二较佳实施例的局部分解立体图；

图10是该第二较佳实施例的组合剖视图。

具体实施方式

有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考图式的二较佳实施例的详细说明中，将可清楚的明白。

在提出详细说明之前，要注意的是，在以下的说明中，类似的元件是以相同的编号来表示。

参阅图3、4、5，为本实用新型电子扭力扳手的一第一较佳实施例，该电子扭力扳手包含：一本体10、二应变感测装置20、一运算电路30，及一显示装置40。

该本体10具有一头部11，及一与该头部11连接而沿一轴向X延伸出的柄部12。在本实施例中，该柄部12是由一具有一第一弹性模数E1的材质制成(例如钢，E1＝190Gpa)。该柄部12具有一与该头部11连接而沿该轴向X延伸出的柄段121、一可套接于该柄段121上的中空套管件122、二沿该轴向X设置的侧抵接面123，及四两两成一组的限位部124。该柄段121具有一顶面1211、一相反于该顶面1211的底面1212、一朝向该套管件122的端面1213、一连接于该顶底面1211、1212之间的左侧面1214、一相反于该左侧面1214的右侧面1215，及一从该端面1213分别贯通至该左、右侧面1214、1215而可供电线拉线穿过的出线孔1216(见图6、7)。该套管件122具有一对应该显示装置40的显示窗口1221。该等侧抵接面123是形成于该柄段121上且分别连接于该头部11与该左、右侧面1214、1215之间，该等侧抵接面123分别具有一界定出一安装槽1231的凹面部1232。

该等应变感测装置20是分别可拆卸地装设于该等侧抵接面123上，并各具有一应变体21，及一应变感测单元22。在本实施例中，该等应变体21是由一具有一小于该第一弹性模数E1的第二弹性模数E2的材质制成(例如铝合金，E2＝70Gpa)。该等应变体21分别具有一朝向该等侧抵接面123的内侧面211、一相反于该内侧面211而朝向该等限位部124的外侧面212，及二对应该等限位部124的长圆孔213。该等应变感测单元22分别包括二应变规221，该等应变感测单元22的应变规221是分别固设于该等应变体21的外侧面212上。此外，在本实施例中，该等限位部124均是为一螺栓，并分别具有一可穿过该等长圆孔213而与该等凹面部1232螺接且外径小于该等长圆孔213在该轴向X上的宽度的栓杆1241(见图6、7)，及一与该栓杆1241连接的头部1242，该等限位部124的头部1242分别具有一朝向该等应变体21的外侧面212的抵接面1243。该等安装槽1231在该轴向X上的宽度是大于该等应变体21在该轴向X上的宽度(见图6、7)，当该等应变体分别装设于该等安装槽1231内时(见图6、7)，两组限位部124的栓杆1241可分别穿过该等长圆孔231而与该等侧抵接面123的凹面部1232螺接，同时，两组限位部124的头部1242的抵接面1243可分别与该等应变体21的外侧面212抵接，而迫使该等应变体21的内侧面211分别与该等凹面部1232抵接，此时，两组限位部124的抵接面1243是分别与该等侧抵接面123的凹面部1232呈间隔设置。

该运算电路30是装设于该柄段121上并容置于该套管件122内，在本实施例中，该运算电路30是为一电路板，并具有与现有技艺类似的惠氏电桥、放大器、记录器、微处理器之类的构件，惟，此并非本案请求重点，所以不再赘述。该运算电路30可借由穿过该出线孔1216的电线与该等应变规221电性连接。当该等应变规221的电阻变化讯号传送至该运算电路30时，该运算电路30可根据电阴变化讯号计算出扳手所承受的扭力值，并将该等应变规221所量测到的扭力值运算成电信讯号输出至该显示装置40。

该显示装置40是装设于该运算电路30上，并与该运算电路30电性连接，而可接收该运算电路30输出的电信讯号，以显示出该等应变规221所量测到的扭力值。

借此，如图6、7所示，当本实用新型受到扭力作用时，扭力可径由互相抵接的该等侧抵接面123的凹面部1232与该等应变体21的内侧面211传迅至该等应变体21，而使该等应变体21产生弯曲变形，如此，该等应变规221即可产生应变，并将电阻变化讯号传送至该运算电路30，则，该运算电路30根据电阻变化讯号计算出扳手反承受的扭力值后，即可将所量测到的扭力值运算成电信讯号输出至该显示装置40显示。

经由以上的说明，可再将本实用新型的优点归纳如下：

一、本实用新型与现有的美国专利案相较，本实用新型的应变规221是固设于该等应变体21的外侧面212上，而非固设于现有的握柄侧面上，因此，本实用新型只需将小范围面积的该等外侧面212加工至一定的面精度即可，而不需进行大范围面积的面精度加工，更重要的是，当本实用新型应变规221在使用中损坏时，使用者只需将该等应变感测装置20单独更换即可，而不需再购买新的扳手。

二、本实用新型的应变规221是固设于该等应变体21的外侧面212上，因此，由图6、7中可知，该等应变规221与该等应变体21的中性轴X的距离y是远大于现有电子扭力扳手的距离y，此外，本实用新型的应变体21是采用与该柄部12不同的材质制成而具有更小的第二弹性模数E2，且本实用新型应变体21的惯性矩(I)也是小于现有握把101的惯性矩，如此，由上述的公式

(ϵ = \frac{M * y}{E * I})

可知，本实用新型应变规221所产生的应变ε将远大于现有应变规202的应变，而可产生显著的电阻变化讯号，因此，当该等应变规221的电阻变化讯号传送至该运算电路30时，该运算电路30根据显著的电阻变化讯号即可灵敏精确地计算出本实用新型所承受的扭力值。

三、本实用新型该等安装槽1231在该轴向X上的宽度是大于该等应变体21在该轴向X上的宽度，当该等应变体21分别装设于该等安装槽1231内时，该等应变体21的前、后端面与该等安装槽1231之间可形成一间隙，此外，该等应变体221可根据所受到的扭力产生独自的变形，而不会受到该柄部12的拘束，而，该等应变规221也可根据该等应变体21的变形量产生相对应的应变，而不会受到任何干涉。

参阅图8、9、10，为本实用新型的一第二较佳实施例，该第二较佳实施例是类似于该第一较佳实施例，其差异之处在于：

该柄部12具有一形成于该柄段121上且连接于该顶部11与该左侧面1214之间的侧抵接面123，及二限位部124。该侧抵接面123具有一界定出一安装槽1231的凹面部1232，该柄段121具有一个该端面1213贯通至该凹面部1232而与该安装槽1231运通的出线孔1216。

该应变感测装置20的应变体21具有一形成于该外侧面212上的嵌槽214，该应变感测装置20的应变感测单元22包括一可固设于该嵌槽214内的晶片整合式应变规222，及一可固设于该应变体21的外侧面212上的封装义板223。在本实施例中，该晶昌片整合式应变规222是以微机电制程制出而具有数应变规单元(图未示)，该封装盖板223具有一对应该晶片整合式应变规222的开口2231，及数可与该晶片整合式应变规222电性连接的接点2232。如此，借由该晶片整合式应变规222产生应变，本实施例也可达到与上述第一较佳实施例相同的目的与功效。

归纳上述，本实用新型的电子扭力扳手，不但可单独更换应变感测装置，且可灵敏精确地计算出扳手所承受的扭力值，所以确实能达到期本实用新型的目的。

惟以上所述者，只为本实用新型的较佳实施例而已，当不能以此限

定本实用新型实施的范围，即大凡依本实用新型申请专利范围及新型说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵义的范围内。

Claims

1.一种电子扭力扳手，包含一本体、至少一应变感测装置、一运算电路，及一显示装置，其特征在于：

该本体，具有一顶部，及一与该顶部连接而沿一轴向延伸出的柄部，该柄部具有至少一沿该轴向设置的侧抵接面、至少一与该侧抵接面呈间隔设置的限位部，及一第一弹性模数；

该应变感测装置，是装设于该侧抵接面上，并具有一应变体及一应变感测单元，该应变体具有一朝向该侧抵接面的内侧面、一相反于该内侧面而朝向该限位部的外侧面，及一小于该第一弹性模数的第二弹性模数，该应变感测单元是设置于该外侧面上，当该应变体装设于该侧抵接面上时，该内侧面是与该侧抵接面抵接，该外侧面是与该限位部抵接；

该运算电路，是装设于该本体上，并与该应变感测单元电性连接，而将该应变感测单元所量测到的扭力值运算成电信讯号输出；及

该显示装置，是装设于该本体上，该显示装置是与该运算电路电性连接，并接收该运算电路输出的电信讯号，而显示出该应变感测单元所量测到的扭力值。

2.如权利要求1所述的电子扭力扳手，其特征在于：

该柄部更具有一与该顶部连接而沿该轴向延伸出的柄段，及一套接于该柄段上的中空套管件，该运算电路与该显示装置是装设于该柄段上并容置于该套管件内，该套管件并具有一对应该显示装置的显示窗口。

3.如权利要求2所述的电子扭力扳手，其特征在于：

该柄段具有一顶面、一相反于该顶面的底面、一朝向该套管件的端面、一连接于该顶、底面之间的左侧面、一相反于该左侧面的右侧面，及一定该端面分别贯通至该左、右侧面的出线孔。

4.如权利要求3所述的电子扭力扳手，其特征在于：

该电子扭力扳手包含二应变感测装置，该柄部具有二形成于该柄段上且分别连接于该顶部与该左、右侧面之间的侧抵接面，及四两两成一组而分别与该等侧抵接面呈间隔设置的限位部，当该等应变体分别装设于该等侧抵接面上时，其中一应变体的内、外侧面是分别与其中一侧抵接面、其中一组限位部抵接，另一应变体的内、外侧面是分别与另一侧抵接面另一组限位部抵接。

5.如权利要求4所述的电子扭力扳手，其特征在于：

该等侧抵接面分别具有一界定出一安装槽的凹面部，该等安装槽在该轴向的宽度是大于该等应变体在该轴向上的宽度，该等应变感测装置的应变体更分别具有二对应该等限位部的长圆孔，该等限位部分别具有一穿过该等长圆孔而与该等凹面部连接且外径小于该等长圆孔在该轴向上的宽度的栓杆，及一与该栓杆连接的头顶部，该等限位部的头部分别具有一朝向该等应变体的外侧面的抵接面，当该等应变体分别装设于该等安装槽内时，该等限位部的栓杆是分别穿过该等长圆孔而与该等凹面部连接，该等限位部的顶部的抵接面是分别与该等应变体的外侧面抵接，而迫使该等应变体的内侧面分别与该等凹面部抵接。

6.如权利要求5所述的电子扭力扳手，其特征在于：

该等应变感测装置的应变感测单元分别包括二应变规，该等应变感测单元的应变规是分别固设于该等应变体的外侧面上。

7.如权利要求2所述的电子扭力扳手，其特征在于：

该柄段具有一顶面、一相反于该顶面的底面、一朝向该套管件的端面、一连接于该顶、底面之间的左侧面，及一相反于该左侧面的右侧面，该柄部具有一形成于该柄段上且连接于该头部与该左、右侧面的其中一者之间的侧抵接面，及二与该侧抵接面呈间隔设置的限位部，该侧抵接面具有一界定出一安装槽的凹面部，该柄段更具有一从该端面贯通至该凹面部而与该安装槽运通的出线孔。

8.如权利要求7所述的电子扭力扳手，其特征在于：

该安装槽在该轴向上的宽度是大于该应变体在该轴向上的宽度，该应变体更具有二对应该等限位部的长圆孔，该等限位部分别具有一穿过该等长圆孔而与该凹面部连接且外径小于该等长圆孔在该轴向上的宽度的栓杆，及一与该栓杆连接的头部，该等限位部的头部分别具有一朝向该应变体的外侧面的抵接面，当该应变体装设于该安装槽内时，该等限位部的栓杆是分别穿过该等长圆孔而与该凹面部连接，该等限位部的头部的抵接面是分别与该应变体的外侧面抵接，而迫使该应变体的内侧面与该凹面部抵接。

9.如权利要求8所述的电子扭力扳手，其特征在于：

该应变体更具有一形成于该外侧面上的嵌槽，该应变感测单元包括一固设于该嵌槽内的晶片整合式应变规。

10.如权利要求9所述的电子扭力扳手，其特征在于：

该应变感测单元更抱括一固设于该应变体的外侧面上的封装盖板，该封盖板具有一对应该晶片整合式应变规的开口，及数与该晶片整合式应变规电性连接的接点。