TWI342821B - - Google Patents

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1342821 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種具有抗振作用之工具扭力感應與控制裝 晉。 【先前技術】 傳統的螺絲或螺帽鎖緊工具，大多無法得讓使用者得知螺 絲/螺帽鎖緊程度大小（所能承受扭力大小），若螺絲/螺帽 • 鎖固之扭力力量不足，其工件會因為振動而有鬆脫危險；若螺 絲/螺帽鎖固太緊，超過螺絲/螺帽所能承受之扭力（機械降 伏強度），會使螺絲/螺帽造成永久性破壞，另一方面，工件 在使用時’也會有瞬間破壞之危險。 習知之扭力感應器例如US 7’307, 517雖揭示一無線扭力感 應器’係貼置一旋轉構件上，藉此產生扭力信號，並加測知者， 唯該感應器直接貼置於旋肖構件上，極易因高速旋轉產生離心 • 力，及接著劑老化、脫膠，而剝離致失去其作用，而現其缺點。 本案發明人有繁於此，乃加研究創新，揭示出本發明新賴 之具有抗振作用之工具扭力感應與控制裝置。 【發明内容】 本發明係包括-種具有抗振個之4扭力絲與控制裝 置’主要應用於各式扭力板手/起子等鎖固類工具以一具抗 振、感應與傳輸功能的扭力傳感器來倘測鎖固螺絲或螺帽的扭 3 1342821 力值大小’ it過有線或無轉輸，财量狀峨傳輸至一顯 不控纖組上’簡示扭力值大小，當扭力達酬需要求時， 進而控制並切嶋力源，以確賴緊扭力的精额安全性。扭 力傳感器可外接在工具板手子旋轉頭上，如第丨，2圖所 示，或是可以模組方式組裝於工具内部之設計，如第6，7圖 所不。該扭力傳感ϋ包括—個制肋結構設計殼體、一抗振之 膠注或填充材料、-組貼附在肋上之應變規、—組放大器、一 個電源供應器、-組邏輯運算器、—組輸人裝置、—組記憶模 組及一組傳輸模組，該扭力傳感器係在每根肋或數根肋上裝設 應變規，組裝後以抗振材料予以膠注固定或以抗振材料製造之 彈性體予以填實，避免内部電子電路因衝擊而損壞，扭力傳 感器經施加扭力後，透過肋條微量變形，進而使應變規相應產 生變形，使得應變規之電阻產生變化，電流因此而產生變化， 電流經放大器將k號放大傳輸至邏輯運算器上，以計算其應變 值。透過記憶模組，可將杻力大小與所對應的應變量關係加以 輸入記憶儲存。該傳輸模組主要是將經過扭力傳感器内之所量 測之扭力值傳輸至一數位顯示控制模組上。該數位顯示控制模 組包含一主接收器、一組顯示器、一組輸入按鍵、一組控制器， 該模組可内嵌於氣動/電動或手持工具上，或是外接於工具外 部，該模組透過接收器將扭力傳感器上傳輸出來之扭力值顯示 在顯示器上，使用者可透過輸入按鍵輸入所需之預設扭力值至 控制器内，控制器將使用者輸入所需之預設杻力值與該接收器 4 接之扭力值進仃比對，當所需預設扭力與實際接收所得扭 力值相吻。時，該控㈣隨即發出警示信號（燈光或聲音）俾 提醒使用者停止施力，或藉以切斷電動/氣動4之動力源， 或啟動-延轉於設定延遲_后錄啟動下—個 動作者。 【實施方式】 本發明係針對傳統鎖緊工具不能測量與控制扭力之缺點進 行改進’本發明設計可顧在氣動'電動或手動等鎖固類工 具，如諸關所示。由扭力傳感ϋ接頭之-端接㈣來鎖固螺 釘螺帽之卫具上’如扭力板手、起子···等，-刺套在套筒上 來鎖固螺釘或螺帽’當透過歧計顧時，即可侧其鎖固扭 力，並控制在設定的扭力值。此設計主要以肋結構為主，如第 3 ’ 4圖所式’扭力傳感器包括一個採用肋結構設計的殼體一 組應變規、一組放大器、一個電源供應器、一組邏輯運算器、 一組輸入裝置、一組記憶模組及一組傳輸模組、一抗振之膠注 材料，以抗振材料膠注或抗振材料製造之彈性體予以填實固 疋’以達抗振之目的。扭力感應器係在每根肋上裝設應變規， 並於殼體内部各電子元件組裝測試後以抗振材料膠注或以彈 性材料予以填實固定，使達抗振目的，避免内部電子電路因衝 擊而損壞。扭力傳感器經施加扭力後，透過肋板微量變形，進 而使應變規產生變形，使得應變規之電阻產生變化，流經之電 流因此而產生變化，電流經放大器將信號放大，傳輸至邏輯運 算器上，計算其應變值。透過記憶模組，可將扭力與所對應的 應變量關係加以輸入至記憶體。傳輸模組主要是將經過扭力傳 感器内之所量測之扭力值傳輸至數位顯示控制模組上。數位顯 示控制模組包含一主接收器、一組顯示器、一組輸入按鍵、一 組控制器’該模組可内嵌於氣動/電動或手持工具上，或是外 接於工件外部，該模組透過接收器將由杻力傳感器上傳輸出來 之扭力值顯示在顯示器上，使用者可透過輸入按鍵輸入所需扭 力值至控制器上，控制器比對使用者輸入所需之扭力值與該接 收器所接收之扭力值進行比對，當所需扭力與實際接收所得扭 力值相吻合時，控制器隨即發出警示信號（燈號或聲音）提醒 使用者停止施力，或切斷電動/氣動工具之動力源，其邏輯運 算及控制流程如第5圖所示。 茲針對第Ml圖各圖式及編號說明如下： 本發明之第一可取實施例示於第丨，2圖之中，係包括：一 杻力傳感器⑴外接（或外掛)於―氣動卫具⑵#鎖_工具 上；以及-數位顯示控制模組⑶者。如係氣動工具，則控制 模組(3)連接_難空氣之動力源(31)，可以空壓管線⑶ 接至工具⑵俾於達到預設之扭力值時，可_空線⑽ 上之控制氣閥(未示出）者。如係第8，9圆所示之充電式電動 工具⑵’其動力源⑻為—電池，可叫線方式控制關掉其 内部電源。如為-赠接魏電動工具，财啸賴組與工 1342821 具間的電源線上之電磁閥（未示出者）來切斷藉電源線⑽通 往工具(2)之電源（31)者。 參閱第2,3’4圖，該扭力傳感器（1)包括：一金屬本體(n)， 多數肋結構（12)設於該金屬本體（11)上，多數凹穴（13)凹設於 該本體（11)上，各肋結構（12)係介於相鄰兩凹穴（13)之間，一 扭力感應輸出系統（14)含有多數應變規者各貼設於各肋結構 (12)上，亦即貼設於鄰接該肋結構（12)之凹穴（13)穴壁上，以 及夕數防振裝置（15)例如以防振彈性體（elastomer)塞入填實 各該凹穴（13)之中（第3圖），或以膠注或模製（moving)之方 式罩封入各凹穴（13)中（第4圖），一併罩護住所貼設之扭力感 應輸出系統（14)内各電子元件與連結線路，使免於老化或因震 動而剝離者。所選用之防振裝置（15)應採不會阻撓或減弱扭力 仏號輸出之材質者。該傳感器（1)本體（11)尚可以一外套（16) 緊實罩護填實或膠注後之器體以確實保護彈性材質部分不受 外力破壞。 該扭力傳感器本體（11)之後方開設一軸孔（111)以便套接 工具（1)之驅動軸（2〇);且於本體（π)前方突伸一輸出軸 (112)(亦可為凹入之套入孔），以便套接一轉接套筒（21)俾轉 接螺絲起子頭（22)或螺栓或螺帽（23)如第2圖所示者。 該扭力感應輸出系統(14)係包括：一組電源（14a)可設於或 連至本體（11)内，用來提供電子電路之訊號傳輸、量測及運 算’包括：可更換式電池，充電式電池，内建發電裝置或外接 7 1342821 電源者；至少一組應變規，固定於該肋結構上用來感應肋結構 因扭力的變形量，有關應變規之多寡係依扭力感測精度需要來 做變化、調整者；一組放大器，用來放大應變規因變形所產生 之信號；一組邏輯運算器，用來運算應變規量測之應變值，並 轉換為相對應的扭力值；一組輸入裝置，用於組裝後校驗時將 扭力與應變值的關係輸入一組記憶體；該組記憶體，用來記憶 扭力與應變值的關係；以及一組傳輸裝置，用來將量測之扭力 值傳輸至數位顯示控制模組上，該傳輸裝置係包括無線傳輸或 有線傳輸者。 該數位顯示控制模組（3)係包括：一組顯示器，用來顯示設 定及最後之扭力值；一組設定按鈕，以設定所需扭力值大小； 一組接收裝置，用來接收扭力傳感器之扭力輸出信號，該裝置 可為無線接收或有線接收·，以及一組邏輯控制模組，用來控制 動力源之作動’當扭力達到預設之所需扭力大小時，隨即發出 信號（燈光或聲音）提醒使用者停止施力，或切斷動力源(31)。 有關本發明之邏輯運算控制流程示如第5圖，其中左方之 流程為檢驗流程，右方則為此扭力感應與控制裝置之操作流 程。 本發明優異、進步於習知技術者’在於：該應變規係貼置 於肋結構（12)上，於遭受扭力狀態下，其上之應變規對變形量 (deformation)的感應可更為靈敏，且殼體之凹穴（13)内各組 裝連結的各電子元件間之空隙，以彈性抗振材料灌注或塞入彈 8 1342821 性體予以填實ID定，可防其肚作中之震動而_，故使用壽 命長’且可靠度(reliability)更高。 第6 ’ 7圖所示’為令該傳感器⑴内嵌於工具⑴之中，傳 感器-端轴接作動器（可為馬達軸心或施力轴），令 打組或作動期a)，另加-外殼⑽如_所示外殼可 選用避免傳輸信號遭受干擾之材質。

1〇，11_用在林1= 電動卫具之中，或如第 1圖應用在手動工具之中。本發明尚可 神及範奸作適當之㈣或崎，本㈣打發明之精 【圖式簡單說明】 第1圖係本發明之組成外觀圖。 第2圖係本發明之分解示意圖。 第3圖係本發明之傳感器分解圖。

第4圖係本發明之另-傳感ϋ分解圖。 第5圖係本發明控制流程圖。 第6圖係本發明另—可取實體組成外觀圖。 第7圖為第6圖之分解圖。 第8圖為本發明再—可取實偷成外觀圖。 第9圖為第8圖之分解圖。 =10圖為本翻他—可取實成外觀圖 11圖為第1〇圖之分解圖。 9 1342821 【主要元件符號說明】 L··.· ••扭力傳感器； 2…· .·工具； 3…. …控制模組； ll··.· ••本體； 12…· ••肋結構； 13···· ••凹穴； 14…· ••扭力感應輸出系統； 14a" ....電源； 15…， ••防振裝置； 16a- …·外殼； 16…， ••外套； 20…. ••驅動轴； 20a" …·作動器； 20b" …·前罩； 2l·… …套筒； 22···· ••起子， 23…. …螺栓， 3l··.· ••動力源； 32…， …空壓管線（或電源線）； 111·· …·軸孔； 112·. •…輸出軸

Claims (1)

1. 、申請專利範圍： 1. -種具有抗振作用之工具扭力感應與控制裝置係包括： 一内部包含麟構之抗振聽力傳感器，用於各式氣動、 電動、手動工具等鎖固類工具俾於施加扭力或鎖固螺釘/ 螺帽時，能偵測所施加之扭力者；以及 一數位顯示控制模組，用來接收扭力傳感器所測得之扭力 值，並將該扭力值顯示在顯示器上，當測得扭力達到預先 設定之扭力大小時，藉由控制器發出警示信號（燈光或聲 音）以提醒使用者停止施力’或藉以切斷動力源者。 2. 如申請專利範圍第1項之具有抗振作用之工具扭力感應與 控制裝置，其中該抗振型扭力傳感器係包括： 一具有肋結構設計之金屬本體結構，可外接或内嵌於該工 具者；以及 一扭力感應輸出系統，係包括： 一組電源，用來提供電子電路之訊號傳輸、量測及運算， 包括：可更換式電池，充電式電池，内建發電裝置或外接 電源者； 至少一組應變規，固定於該肋結構上用來感應肋結構因扭 力產生的細微變形量’該組應變規數目之多寡係依扭力感 測精度之需要加以調整、變化者； 一組放大器，用來放大應變規因變形所產生之信號； 一組邏輯運算器’用來運算應變規量測之應變值，並轉換 1342821 為相對應的扭力值； -組輸入裝置’用於組裝後校驗時將杻力與應變值的關係 輸入一記憶體；該組記憶體，用來記憶扭力與應變值的關 係；以及 -組傳輸裝置，用祕4狀扭力值傳輸至触顯示控制 模組上，該傳輸裝置係包括無線傳輸及有線傳輸者；以及 一組防振裝置，係令一彈性材料以膠注或填充方式來固定 肋結構上之該扭力感應輸出系統之所有相關電子元件以 防因工作振動造成之電子元件剝離而損壞者；該防振裝置 且係製自抗振材料，不會阻撓或減弱輸出之扭力信號者。 3. 如申請專利範圍第2項之具有抗振作用之工具扭力感應與 控制裝置，其中該肋結構係令該傳感器金屬本體結構内凹 為多數凹八，各該肋結構係介於相鄰兩凹穴之間，該應變 規係貼置於各該肋結構所鄰接之凹穴穴壁上，為該彈性體 所罩護者。 4. 如申請專利範圍第1項之具有抗振作用之工具扭力感應與 控制裝置，其中該數位顯示控制模組係包括：一組顯示器， 用來顯不設定之扭力值；一組設定按鈕，以設定所需扭力 值大小；一組接收裝置’用來接收該扭力傳感器之扭力輸 出信號’該裝置可為無線接收或有線接收；以及一組邏輯 控制模組，用來控制動力源之作動，當扭力達到預設之所 需扭力大小時’隨即發出信號（燈光或聲音）以提醒使用 12 !342821 者停止施力，或切斷動力源’或啟動一延遲控制俾於設定 延遲時間后重新啟動下一個鎖固動作者。 如申請專利範圍第4項之具有抗振作用之工具扭力感應與 控制裝置’其中該模組係内建於該工具内部或外接於該工 具外部者。 6.如申請專利範圍第丨項之具有抗振作用之卫具扭力感應與 控制裝置，其中該扭力傳感ϋ猶包括—外套以罩護填實或

   膠注後之器體以確實保護彈性材質部分不受外力破壞；或 内建於工具内部時另加一外殼，外殼係選用避免傳輸信號 遭受干擾之材質者。

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