TW201338932A

TW201338932A - 扭力警示手工具

Info

Publication number: TW201338932A
Application number: TW101109722A
Authority: TW
Inventors: zhi-qing Xie
Original assignee: Kabo Tool Co
Priority date: 2012-03-21
Filing date: 2012-03-21
Publication date: 2013-10-01
Also published as: US9000936B2; DE202012102497U1; US20130249700A1

Abstract

一種扭力警示手工具，包括：一本體，該本體至少一端設置可迫緊工件之一驅動頭，並包括互相電性連結之一扭力偵測器、一控制顯示裝置、與一警示單元。該控制顯示裝置可供設定一預設值，並可由該扭力偵測器接收一扭力值而可比對。該警示單元係具第一、第二、第三警示模式，其分別對應三個不同顏色之色光源；該等警示模式係分別對應鄰近該預設值且分別為不同比例之三個區間。該扭力值經比對後，按所落入的警示模式而驅動不同色光源，藉由發出不同色光，供使用者辨識已施予該手工具之扭力程度。

Description

扭力警示手工具

本發明係與一種扳手有關，詳而言之，係指一種具有警示功能的扭力扳手。

按，隨著產業進步，對於螺固元件所需迫緊力道的精準度亦大幅提升；因此，訴求能提醒扭力值的扳手便相繼問世。

本案申請人之中華民國發明專利公告號第I316890號「電子扭力工具多色警示結構」，公開一扳手本體，其設有一顯示螢幕；該顯色模組於某項作業數據未達預設範圍時，以第一種色光表示當時數值，而於該項數據趨近預設範圍時，會改以第二種色光表示當時數值，於該項數據超出預設範圍時，立刻改以第三種色光表示當時數值，以收警示提醒之效，其功效在於可不受限制地適用於任何施作環境中，且利用不同色光吸引作業人員目光，並有效循序遞增提示作業人員作業數據的變化。

又，中華民國發明專利公開號第201117928號「數位式扭力工具之光色警示方法」，公開一數位式扭力工具，其於扭力工具本體設有一運算單元與一顯示單元，該運算單元可以根據一預設之扭力基準值，利用該預設扭力基準值按不同百分比分別設定為若干比對模式，各該比對模式皆與該顯示單元作對應連結；公開號第201117928號將該等比對模式分別設為預設扭力基準值的80%以下、80%～100%、100%以上，使該顯示單元按不同比對模式分別發出不同色光，使用者可藉發光光色判斷此時扳動扭力位於何數值區間內，而提高使用效率。

又，中華民國新型專利公告號第M360114號「一體式數控工具」，公開一扳手有一數控顯示系統與多個LED(Light Emitting Diode，發光二極體，簡稱LED)顯示元件，藉該多個LED顯示元件依序亮燈，以警示該扳手到達的扭力值狀態。

前述所列舉的習知扳手，均僅止於扭力值接近預設值時發出警示，但扭力值與預設值的趨近程度則非所問。習知扳手通常對預設值粗估一警示範圍，如中華民國公告號第I316890號之發明專利，去提醒作業人員目前扭力朝預設值接近中。然而，對於迫緊力道要求較為精密的扭力需求，扳手所提供的粗略的警示範圍，對作業人員實助益無多。例如，中華民國公開號第201117928號之發明專利，其扭力警示起點過早，作業人員過早全神貫注，對警示的認知、感覺隨時間遞減或麻痺。又，中華民國公告號第M360114號之新型專利，扭力警示以燈數多寡表示，對於何時到達預設值，亦缺乏其精確性，作業人員無法於準確時機停止施力。

由上述可知，警示起點過早、警示範圍過大、或警示表示籠統，易導致作業人員對警示(扭力)到達的判斷失真；因此，一種確實達到警示效果的電子式手工具，實為一個思考方向。

本發明之主要目的在於提供一種提供精確、有效的警示範圍，避免警示效果失真，確實達到警示效果者。

本發明之又一目的在於提供一種能夠補償電子式手工具的電路遲滯、或操作慣性等使扭力微增的顯示區間者。

本發明之又一目的在於提供一種利於作業人員瞬間反射的操作模式，達到快速、精準扳轉扭力者。

爰以達成上揭目的，本發明提供一種扭力警示手工具，其包括：一本體，其至少一端設可迫緊工件之一驅動頭；設於本體且互相電性連結之一扭力偵測器、一控制顯示裝置、與一警示單元；其中：該扭力偵測器係偵測該本體之撓曲應變，而能輸出一扭力值；該控制顯示裝置係供設定一預設值，並可接收該扭力偵測器之該扭力值；該控制顯示裝置係具一運算單元，可比對該扭力值與該預設值；該警示單元係具第一、第二、第三警示模式，與三個不同顏色之色光源；該等警示模式係分別對應該等色光源，而能發出不同色光；該控制顯示裝置比對該扭力值與該預設值後，按該扭力值落入的警示模式區間，驅動該警示單元中相對應之警示模式；其中，該第一、第二、第三警示模式分別界定為該預設值的96%~99%、99%~104%、104%~110%之區間。

爰以達成上揭目的，本發明提供一種扭力警示手工具，其包括：一本體，其至少一端設可迫緊工件之一驅動頭；設於本體且互相電性連結之一扭力偵測器、一控制顯示裝置、與一警示單元；其中：該扭力偵測器係偵測該本體之撓曲應變，而能輸出一扭力值；該控制顯示裝置係供設定一預設值，並可接收該扭力偵測器之該扭力值；該控制顯示裝置係具一運算單元，可比對該扭力值與該預設值；該警示單元係具第一、第二、第三警示模式、與臨界模式，以及設有三個不同顏色之色光源；該等警示模式係分別對應該等色光源而能發出不同色光，該臨界模式則未對應任何色光源，而無色光源發光；該控制顯示裝置比對該扭力值與該預設值後，按該扭力值落入的模式區間，驅動該警示單元中所相對應之模式；其中，該第一、第二、第三警示模式分別界定為該預設值的96%~99%、99%~104%、104%~110%之區間，且該臨界模式係落於該第二警示模式。

請參閱第一圖，揭露有本發明一種扭力警示手工具之一實施例。本實施例中，該扭力警示手工具為一電子式扳手，該扳手本體10一端設有用來迫緊工件之驅動頭11。該手本體10設有互相電性連結之一扭力偵測器20、一控制顯示裝置30、與一警示單元40。

該扭力偵測器20係為一應變規，係鄰近該驅動頭11設置，可偵測手工具(該扳手本體10)的撓曲應變，並根據該撓曲應變而可輸出一扭力值T。

該控制顯示裝置30為一可處理訊號與顯示數據之裝置，可供設定一預設值τ，並可接收該扭力偵測器20之該扭力值T。該控制顯示裝置30可如本實施例所示，包括一顯示面31與一按鍵模組32、與一運算單元(圖未示)；作業人員由該按鍵模組32設定一預設值τ，並顯示於該顯示面31。當作業人員操作該電子式扳手迫緊一工件時，該控制顯示裝置30接收該扭力值T，該顯示面31顯示實際操作之該扭力值T，且該運算單元係可比對該扭力值T與該預設值τ。其中，本發明之該控制顯示裝置30為一可點擊設定或手寫輸入的觸碰面板，而不侷限如本實施例之顯示面31與按鍵模組32之態樣。

該警示單元40係至少具第一、第二、第三警示模式51、52、53，與三個不同顏色之色光源41、42、43。該等警示模式51、52、53係分別對應該等色光源41、42、43，其在於能根據不同的警示模式發出不同色光。由於電子式扳手的電路，為了搭接顯示模組、或不同材料LED/OLED(Organic Light Emitting Diode，有機發光二極體，簡稱OLED)、或應變規的設計，該電路可能產生遲滯而影響扭力顯示的精確度；或者，最易造成扭力誤差者為作業人員的操作慣性，因操作慣性使施力停止時的扭力值會比所欲的停止扭力微增。為彌補類似誤差，同時又能達到有效的警示範圍、避免如先前技術之扭力警示起點過早，致作業人員對所欲扭力到達的判斷失真，該等警示模式51、52、53係為三個靠近預設值τ、且為不同比例之獨立區間。

本發明之一實施例中，該第一、第二、第三警示模式51、52、53分別按該預設值τ的96%~99%、99%~104%、104%~110%之區間界定。當作業人員操作扳手並逐漸施力時，該扭力偵測器20輸出該扭力值T，該控制顯示裝置30之該運算單元接收該扭力值T，並將該扭力值T與已設定好的預設值τ進行比對。該警示單元40按該扭力值T與預設值τ比對後獲得的比值，判斷其落入的警示模式區間，以驅動不同警示模式，而令所對應的色光源發光。其中，該等色光源41、42、43分別為黃、綠、紅；且該警示單元4()於各該警示模式中，僅驅動各該警示模式所對應之色光源。

本實施例中之該等色光源41、42、43係為三個獨立於該控制顯示裝置30外之發光二極體(LED或OLED)燈，其係裝設該本體10上、並與該控制顯示裝置30呈電性連結。該等色光源41、42、43可與該控制顯示裝置30模組化，而能與該控制顯示裝置30一起組裝至該手工具本體10。本發明之該等色光源41、42、43，在能於不同扭力程度發出不同色光，使作業人員由顏色即可辨識已施予該手工具之扭力程度。因此，該等獨立於該控制顯示裝置30外之色光源，可不侷限於本實施例，亦可替代以發光二極體燈條，以環繞、發散、平行等等方式佈設於該本體10或控制顯示裝置30上，以擴大出光範圍，進而提高警示效果。又，該等色光源41、42、43可內建於該控制顯示裝置30，透過該控制顯示裝置30的顯示面31出光，而產生顯示面31變色效果，令作業人員藉由該顯示面31變色而提高警示意識。

該警示單元40係更進一步具一發音元件，本實施例之該發音元件係為一蜂鳴器44，該警示單元40之該等警示模式，係對應該發音元件44之不同的聲音強度或/與間歇頻率，即，各該警示模式之聲鳴狀態係按聲音強度、間歇頻率之個別或並存，作為分類。該警示單元40按該扭力值T與預設值τ的比值，判斷落入的警示模式區間，而驅動該蜂鳴器44發出不同聲鳴狀態。例如，聲音強度由弱而強遞增、間歇頻率由慢而快遞增、二者個別存在或同時並存於同一警示模式中；或不同警示模式中，如：該蜂鳴器44於該第二警示模式52之聲音強度較與該第一警示模式51為強，或於該第二警示模式52之間歇頻率較與該第一警示模式51為快，其聲音強度與間歇頻率的變化亦可個別存在或同時並存。

請參閱第二圖所示，係為本發明之扭力警示手工具的扭力進程示意圖。當作業人員操作本發明之該扭力警示手工具並逐漸施力時，該扭力值T與預設值τ的比值將逐漸增加，而逼近該警示單元40所設定該等警示模式。由於該警示單元40之該第一、第二、第三警示模式51、52、53分別為預設值τ的96%~99%、99%~104%、104%~110%等三個區間設定；各該警示模式中的色光源可以呈持續發光、或以頻率由慢而快遞增的方式閃爍發光、或現一階段色光源之閃爍頻率又可較前一階段色光源之閃爍頻率要快；該蜂鳴器44可採用聲音強度由弱至強、或採持續聲鳴、或採由慢而快之間歇頻率、或採強度與頻率混合等方式表示。

如第三圖與第四圖A，係分別為本發明之扭力警示手工具一實施例之方塊圖及流程圖；並請同時參閱第五圖A至第五圖C。該扭力警示手工具之警示流程，其簡述如下；

步驟S1：欲扳動工件前，於本發明之扭力警示手工具之該控制顯示裝置30，設一預設值τ為100英呎-磅(Ft-Lb)。

步驟S2：隨著作業人員逐漸施力，該控制顯示裝置30由該扭力偵測器20取得逐漸增加之一扭力值T，並不斷地將該扭力值T與該預設值τ進行比對。

步驟S3：當該扭力值T與該預設值τ之比值小於96%時，則處於不警示狀態；當該扭力值T與該預設值τ之比值一旦等於96%時，即驅動該警示單元40，開始進入警示狀態。

步驟S4：該控制顯示裝置30比對扭力值T與預設值τ之比值是否小於99%。當該扭力值T與該預設值τ之比值小於99%時，則處於第一警示模式51；當該扭力值T與該預設值τ之比值一旦等於99%時，進入步驟S5。如第五圖A，設扭力值增加至97英呎-磅(Ft-Lb)，即落入該第一警示模式51(預設值τ的96%~99%區間)內，該警示單元40之黃色光源41以由慢至快遞增的頻率閃爍，該蜂鳴器44間歇聲鳴，提醒作業人員此時扭力值已接近預設值100英呎-磅(Ft-Lb)。

步驟S5：該控制顯示裝置30比對扭力值T與預設值τ之比值是否小於104%。當該扭力值T與該預設值τ之比值小於104%時，則處於第二警示模式52；當該扭力值T與該預設值τ之比值一旦等於104%時，進入步驟S6；如第五圖B，扭力值達99英呎-磅(Ft-Lb)時，即落入該第二警示模式52(預設值τ的99%~104%區間)內，該警示單元40之發光由黃色光源41切換至綠色光源42，該黃色光源41熄滅、且該綠色光源42以由慢至快遞增的頻率閃爍，此時該蜂鳴器44採較前一階段高之頻率作間歇聲鳴、且聲音強度亦增加，此階段在提醒作業人員扭力值T會達預設值100英呎-磅(Ft-Lb)，施力可以隨時停止。

步驟S6：該控制顯示裝置30比對扭力值T與預設值τ之比值是否小於110%。當該扭力值T與該預設值τ之比值小於110%時，則處於第三警示模式53；當該扭力值T與該預設值τ之比值大於等於110%時，則回到不警示狀態。如第五圖C，設該扭力值為105英呎-磅(Ft-Lb)時，落入該第三警示模式53(預設值τ的104%~110%區間)內，此時工件所被施予的實際扭力已遠超過所需要的預設扭力；由於過度扭力會在工件與被鎖固物之間殘留應力，而影響螺鎖功效，或者破壞工件或被鎖固物。此階段需要更有力的警示，該警示單元40將由綠色光源43切換至紅色光源43，該綠色光源42熄滅、該紅色光源43不採閃爍發光而改以持續發光，且該蜂鳴器44亦不採間歇聲鳴而改以持續聲鳴、並增加聲音強度；此二警示模式52、53之間，以綠、紅光的切換反差，可明確提醒作業人員進入風險階段。

本發明之扭力警示手工具之又一實施例中，該警示單元40更設有跨越預設值τ之一臨界模式54，其未對應任一色光源41、42、43、亦未對應該發音元件，如第三圖。同時參閱第二圖與第四圖B，該臨界模式54係落於該第二警示模式52，其區間界定為該預設值τ的99.5%~100.5%；當該扭力值T經與該預設值τ比對後落入該臨界模式54時，該警示單元40之該等色光源41、42、43均不發光、且該蜂鳴器44呈靜音。此階段在提醒作業人員扭力值T即將通過預設值100英呎-磅(Ft-Lb)，施力應立刻停止。

現簡述與前一實施例不同之步驟如下。

即，於警示流程之步驟S4中，當該扭力值T與該預設值τ之比值一旦等於99%時，進入步驟S51。

步驟S51：該控制顯示裝置30比對扭力值T與預設值τ之比值是否小於99.5%。當該扭力值T與該預設值τ之比值小於99.5%時，則進入第二警示模式52；當該扭力值T與該預設值τ之比值一旦等於99.5%時，進入步驟S52。

步驟S52：該控制顯示裝置30比對扭力值T與預設值τ之比值是否小於100.5%。當該扭力值T與該預設值τ之比值小於100.5%時，則進入臨界模式54；如第五圖D，設該扭力值達99.8英呎-磅(Ft-Lb)時，即落入該臨界模式54(預設值τ的99.5%~100.5%區間)內，該警示單元40不發光、未聲鳴；原第二警示模式52之該綠色光源42熄滅，該蜂鳴器44亦停止聲鳴。當警示單元40不發光也未聲鳴時，係以一種假性異常對作業人員提出雙重警示為：作業人員應立即停止施力操作。

當該扭力值T與該預設值τ之比值一旦等於100.5%時，則進入步驟S53。

步驟S53：該控制顯示裝置30比對扭力值T與預設值τ之比值是否小於104%。當該扭力值T與該預設值τ之比值小於104%時，則回復至該第二警示模式52；當該扭力值T與該預設值τ之比值一旦等於104%時，進入步驟S6。以下略。

本實施例中，位於該第二警示模式52中界定此種假性異常的警示方式：由於作業人員在進入第二警示模式52時，已全神貫注顯示之該扭力值T，亦已有心理準備隨時會到達該預設值τ，當一發現手工具不發光也未聲鳴時，則能對作業人員產生反向提示、並促使作業人員瞬間判斷扭力值已達預設值，而能直覺性地停止施力，是為一種瞬間反射的操作模式，有利作業人員快速且精準地操作。

本發明之扭力警示手工具，對於電子式扳手可能產生的電路遲滯、或作業人員的操作慣性而發生的扭力微增，有彌補與補償效果，可提供一種有效警示之範圍者；又能避免如先前技術之扭力警示起點過早，避免作業人員對扭力到達的判斷失真，進而提供一種確實警示之效果者；又可因警示範圍的選取適當，有利於作業人員瞬間反射的操作模式，達到快速、精準扳轉扭力者。

前述各組件的實施態樣，係用以說明該等較佳實施例而非限制。

上揭諸實施例僅係用以說明本發明而非限制。綜上所述，本發明謂同類物品首創之結構，具進步性，誠合於發明專利之要件，爰依法提出申請。

10．．．本體

11．．．驅動頭

20．．．扭力偵測器

30．．．控制顯示裝置

40．．．警示單元

31．．．顯示面

32．．．按鍵模組

41、42、43．．．色光源

44．．．蜂鳴器

51、52、53．．．第一、第二、第三警示模式

54．．．臨界模式

S1、S2、S3、S4、S5、S51、S52、S53、S6．．．步驟

τ．．．預設值

T．．．扭力值

第一圖為本發明之扭力警示手工具之一實施例之頂視圖；

第二圖為本發明之扭力警示手工具之扭力進程示意圖。

第三圖為本發明之扭力警示手工具之方塊圖；

第四圖A為本發明之扭力警示手工具，之一實施例，之流程圖；

第四圖B為本發明之扭力警示手工具，又一實施例，之流程圖；

以及

第五圖A至第五圖D，係分別為本發明之扭力警示手工具於不同扭力值之警示模式示意圖。