TWI382168B - 扭力檢測裝置 - Google Patents

Description

扭力檢測裝置

本發明涉及一種扭力檢測裝置。

習知技術中用來檢測扭力的裝置多為以手動方式轉動待測物體而達到扭力檢測的功效，並使檢測的資料由一顯示幕顯示出來。

然而在使用該等裝置進行扭力檢測時，使用者必須以手動的方式轉動該待測物。因此，不但會因使用者每次施力的不同而使量測資料不準確，且會因使用者不斷轉動待測物一段時間後產生疲勞，檢測效率低，不易實現批量檢測。

鑒於以上內容，有必要提供一種可自動進行扭力檢測的裝置。

一種扭力檢測裝置，包括：輸入模塊，用於對待測工件施加扭轉力，並感應轉動待測工件所需的扭力值，該輸入模塊包括一感應單元及一調整單元，該感應單元用來夾持住待測工件的第一端，該調整單元用來夾持住待測工件的第二端，該調整單元包括一夾持器、一水平位置調節器及一豎直位置調節器，該夾持器用來夾持待測工件需扭轉的第二端，該水平位置調節器與該豎直位置調節器用於調整該夾持器的位置，以將該待測工件需扭轉的第二端調整到與夾持於該 感應單元的該待測工件需扭轉的第一端相對應的位置；比較器，用於將該待測工件的扭力值與預定的扭力值相比較，並產生比較結果訊號；輸出模塊，用於根據該比較結果訊號將比較結果顯示。

相較習知技術，上述扭力檢測裝置透過將所測得的待測工件的扭力值與預先設定的扭力值相比較，產生比較結果訊號後將比較結果直觀地輸出；其比較過程與輸出皆係自動完成，縮短了檢測所需的時間，提升了檢測效率。

如圖1所示，本發明扭力檢測裝置的第一較佳實施方式包括輸入模塊100、比較器200、輸出模塊300、放大器400以及模/數轉換模塊500。

請一併參閱圖2，輸入模塊100用於與待測工件相連，並接收待測工件被扭轉時所需的扭力值。在本實施方式中，該輸入模塊100包括一感應單元110及一調整單元130。

該感應單元110在本實施方式中包括一扭矩感應器112、一夾頭114及一控制器116。該夾頭114用於夾持住待測工件的第一端。該扭矩感應器112與該夾頭114相連接，以感應待測工件被扭轉時所需要的扭力並將其傳送給放大器400。該控制器116透過控制伺服馬達來控制該夾頭114進行逆時針轉動、順時針轉動、高速轉動或低速轉動等，並可以控制該夾頭114的轉動角度。該控制器116包 括一控制面板118，該控制面板118上設置開始按鈕、停止按鈕、逆時針低速按鈕、逆時針高速按鈕、順時針低速按鈕、順時針高速按鈕以及氣缸按鈕等。透過操控該控制面板118上的該等按鈕來控制該夾頭114的動作。該控制面板118上的該等按鈕的作用分別係：逆時針低速按鈕：按一下此按鈕，則機台逆時針轉0.5度；繼續按著此鈕不放，則機台以低速逆時針轉；逆時針高速按鈕：按一下此按鈕，則機台逆時針轉10度；繼續按著此鈕不放，則機台以高速逆時針轉；順時針低速按鈕：按一下此按鈕，則機台順時針轉0.5度；繼續按著此鈕不放，則機台以低速順時針轉；順時針高速按鈕：按一下此按鈕，則機台順時針轉10度；繼續按著此鈕不放，則機台以高速順時針轉；開始按鈕：當試驗設定完成，按一下此按鈕，則機台便會開始檢測；停止按鈕：開始檢測後，若要停止檢測，按一下此按鈕，則機台便會停止檢測；而在試驗過程中，按下此按鈕也可停止檢測；氣缸按鈕：控制氣缸動作按鈕。

該調整單元130包括一夾持器132、一水平位置調節器134及一豎直位置調節器136。該夾持器132用來夾持待測工件需扭轉的第二端。該水平位置調節器134與該豎直位置調節器136用於調整該夾持器132的位置，以將該待 測工件的第二端調整到與夾持於該感應單元110的該待測工件的第一端相對應的位置。

在本實施方式中，該夾持器132可以係兩個相對設置的由氣缸控制的氣爪，氣缸可以控制兩氣爪相向或相背運動以夾持或鬆開待測工件的第二端。該水平位置調節器134包括呈十字交叉設置的兩組滑軌，可以對該夾持器132進行平面上的縱向及橫向的位置調節。該豎直位置調節器136包括一豎直設置的螺杆，透過調整螺杆可以對該夾持器132的豎直位置進行調整。該水平位置調節器134與該豎直位置調節器136可以由氣缸控制進行調整，也可以由人工進行調整。該調整單元130還設置複數位置感應器138，可以輔助對該夾持器132進行精准定位。

放大器400用於將輸入模塊100的扭矩感應器112所傳送的扭力值訊號進行放大，並產生類比形式的放大訊號送到模/數轉換模塊500。

該模/數轉換模塊500將放大器400所傳送的類比形式的放大訊號進行取樣量化，以將其轉換成數位格式的扭力值訊號，並將所生成的數位扭力值訊號傳送到比較器200。

比較器200將該輸入模塊100中的扭矩感應器112所感應到的待測工件被扭轉時所需的扭力值訊號與預定的扭力值訊號進行比較，並根據該比較的結果產生“PASS”或者“FAIL”的比較結果訊號。該比較結果訊號被傳送到輸出模塊300。該比較器200上連接一預定扭力設定單元210，該預定扭力設定單元210用於設置比較器200進行 比較所用的預定扭力值。較佳地，該預定扭力設定單元210包括檔位選擇開關212和檔位存取器214。檔位選擇開關212用於接收外部的檔位調節操作。檔位存取器214用於存取與各個檔位相應的扭力值。根據外部的檔位調節操作所選擇的檔位，檔位存取器214設置與該檔位相應的扭力值，以供比較器200進行比較。

當然，該預定的扭力值可以係一個特定的範圍，待測工件被扭轉時產生的扭力值訊號如果落入該預定的範圍內，比較結果訊號即為“PASS”。

輸出模塊300根據比較器200所產生的比較結果訊號輸出相應的檢測結果。較佳地，該輸出模塊300包括一對指示燈310，該對指示燈310分別代表檢測結果的“通過”與“不通過”。當比較結果訊號為“PASS”時，其中代表“通過”的指示燈發光；而當比較結果訊號為“FAIL”時，其中代表“不通過”的指示燈發光。或者，輸出模塊300包括一個報警器320，當比較結果為“FAIL”時，報警器320響起，從而可以提醒檢測人員。

可選地，輸出模塊300還包括顯示單元330，該顯示單元330用於顯示當前比較器200進行比較時的預定扭力值“SET VALUE”、當前所檢測到的待測工件的扭力值“VALUE”、以及當前比較所得的結果“PASS”或“FAIL”。該模/數轉換模塊500所生成的數位扭力值訊號還可被傳送到輸出模塊300，從而所測得的待測工件的扭力值可以被顯示於該輸出模塊300的顯示單元330上。

如圖3所示，其為本發明扭力檢測裝置的第二較佳實施方式的結構框圖。在本實施方式中，該扭力檢測裝置除包括輸入模塊100、比較器200、輸出模塊300、放大器400以及模/數轉換模塊500等與該第一較佳實施方式類似的結構，其還包括一工業電腦600，該工業電腦600連接輸入模塊100、比較器200及輸出模塊300。該工業電腦600包括主機、顯示器、鍵盤以及滑鼠等。該工業電腦600使用視窗控制系統(即Windows系統)，並在內部安裝特定的檢測程式。透過在Windows系統內操作檢測程式對該輸入模塊100、比較器200及輸出模塊300等進行操作，並可將操作過程及檢測結果圖形化呈現給檢測人員。該工業電腦600也可以將所有的檢測資料進行存取。

如圖4所示，其為本發明扭力檢測方法流程圖，以圖1所示的扭力檢測裝置為例說明該檢測方法的流程。

步驟602，上電後，系統進行初始化。例如：輸出模塊300的指示燈310不發光、顯示單元330的顯示資訊清空。

步驟604，將待測工件的第一端夾持於該感應單元110的夾頭114內，調整該調整單元130的水平位置調節器134及豎直位置調節器136以將該夾持器132調整到與該感應單元110的夾頭114對應的位置，並夾緊待測工件的第二端。

步驟606，預定扭力設定單元210的檔位選擇開關212接收外部的檔位調節操作，檔位存取器214設置一個與所調 節檔位相應的扭力值，以供比較器200將其與測得的待測工件的扭力值進行比較。進而，輸出模塊300還可讀取該預設扭力值，並將該預設扭力值作為“SET VALUE”顯示於該輸出模塊300的顯示單元330上。

步驟608，操作控制面板118上的按鈕開始進行檢測並控制該夾頭114的動作，使該夾頭114進行逆時針轉動、順時針轉動、高速轉動、低速轉動等需要測定扭力的狀態，並可以控制該夾頭114的轉動角度。該感應單元110的扭矩感應器112感應該待測工件產生的扭力值。

步驟610，獲取扭力值訊號並將其送到放大器400。

步驟612，放大器400對所接收的扭力值訊號進行放大，以利於後續訊號處理。放大器400對所接收的扭力值訊號進行放大後產生放大訊號，該放大訊號被傳送到模/數轉換模塊500。

步驟614，模/數轉換模塊500對該放大訊號進行取樣量化，將類比形式的放大訊號轉換為數位扭力值訊號，並將所得數位扭力值訊號送至比較器200。該數位扭力值訊號還可被傳送到輸出模塊300，從而所測得的待測工件的扭力值可以被顯示於該輸出模塊300的顯示單元330上。

步驟616，比較器200將數位扭力值訊號與預定扭力設定單元210所設置的扭力值相比較，產生比較結果訊號，並將所產生的比較結果訊號傳送到輸出模塊300。

步驟618，輸出模塊300依據該比較結果訊號將最終比較結果輸出。例如：根據比較結果訊號將相應的輸出模塊 300中相應的指示燈310點亮，若比較結果訊號為“PASS”，其中代表“通過”的指示燈310被點亮；若比較結果訊號為“FAIL”，其中代表“不通過”的指示燈310則被點亮，和/或報警器320發出響聲報警，以提醒檢測人員注意。進而，輸出模塊300中也可以依據比較結果訊號而將“PASS”或“FAIL”的比較結果顯示在其顯示單元330上。

上述扭力檢測裝置及檢測方法透過將所測得的待測工件的扭力值與預先設定的扭力值相比較，產生比較結果訊號後將比較結果直觀地輸出；其比較過程與輸出皆為自動完成，縮短了檢測所需的時間，提升了檢測效率，方便實現批量檢測。

上述扭力檢測裝置及檢測方法還可依據不同類型的待測工件選擇不同的檔位，在不同檔位上採用相應的扭力值，可以滿足多種類型待測工件的檢測需求。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之申請專利範圍內。

100‧‧‧輸入模塊

200‧‧‧比較器

300‧‧‧輸出模塊

400‧‧‧放大器

500‧‧‧模/數轉換模塊

110‧‧‧感應單元

112‧‧‧扭矩感應器

114‧‧‧夾頭

116‧‧‧控制器

118‧‧‧控制面板

130‧‧‧調整單元

132‧‧‧夾持器

134‧‧‧水平位置調節器

136‧‧‧豎直位置條節器

138‧‧‧位置感應器

210‧‧‧預定扭力設定單元

212‧‧‧檔位選擇開關

214‧‧‧檔位存取器

310‧‧‧指示燈

320‧‧‧報警器

330‧‧‧顯示單元

600‧‧‧工業電腦

圖1為本發明扭力檢測裝置的第一較佳實施方式的結構框圖。

圖2為圖1中輸入模塊的結構框圖。

圖3為本發明扭力檢測裝置的第二較佳實施方式的結構框 圖。

圖4為本發明應用扭力檢測裝置的第一較佳實施方式進行檢測的檢測方法流程圖。

100‧‧‧輸入模塊

200‧‧‧比較器

300‧‧‧輸出模塊

400‧‧‧放大器

500‧‧‧模/數轉換模塊

210‧‧‧預定扭力設定單元

212‧‧‧檔位選擇開關

214‧‧‧檔位存取器

310‧‧‧指示燈

320‧‧‧報警器

330‧‧‧顯示單元

Claims (13)

1. 一種扭力檢測裝置，包括：輸入模塊，用於對待測工件施加扭轉力，並感應轉動待測工件所需的扭力值，該輸入模塊包括一感應單元及一調整單元，該感應單元用來夾持住待測工件的第一端，該調整單元用來夾持住待測工件的第二端，該調整單元包括一夾持器、一水平位置調節器及一豎直位置調節器，該夾持器用來夾持待測工件需扭轉的第二端，該水平位置調節器與該豎直位置調節器用於調整該夾持器的位置，以將該待測工件需扭轉的第二端調整到與夾持於該感應單元的該待測工件需扭轉的第一端相對應的位置；比較器，用於將該待測工件的扭力值與預定的扭力值相比較，並產生比較結果訊號；及輸出模塊，用於根據該比較結果訊號將比較結果顯示。
2. 如申請專利範圍第1項所述之扭力檢測裝置，其中該扭力檢測裝置還包括放大器，該放大器與該輸入模塊相連以接收待測工件的扭力值訊號，並將該扭力值訊號進行放大後輸出。
3. 如申請專利範圍第2項所述之扭力檢測裝置，其中該扭力檢測裝置還包括連接於輸入模塊及比較器之間的模/數轉換模塊，該模/數轉換模塊用於將該輸入模塊所傳送的類比形式的扭力值訊號轉換為數位扭力值訊號。
4. 如申請專利範圍第1項所述之扭力檢測裝置，其中該比較器上連接一預定扭力設定單元，該預定扭力設定單元用於為該比較器設置該預定的扭力值，以提供該比較器進行比 較。
5. 如申請專利範圍第4項所述之扭力檢測裝置，其中該預定扭力設定單元包括：檔位選擇開關，用於提供外界的檔位調節操作；檔位存取器，用於存取與各檔位相應的扭力值閾值，該檔位存取器根據外界的檔位調節操作為該比較器設置相應的預定的扭力值。
6. 如申請專利範圍第1項所述之扭力檢測裝置，其中該輸出模塊還用於將扭轉該待測工件所需的扭力值及該預定的扭力值輸出。
7. 如申請專利範圍第1項所述之扭力檢測裝置，其中該感應單元包括一扭矩感應器、一夾頭及一控制器，該夾頭用於夾持住待測工件需扭轉的第一端，該扭矩感應器與該夾頭相連接並感應待測工件被扭轉時所需的扭力，該控制器透過控制伺服馬達來控制該夾頭運轉。
8. 如申請專利範圍第7項所述之扭力檢測裝置，其中該控制器包括一控制面板，該控制面板設置複數按鈕，透過操控該控制面板上的該等按鈕來控制該夾頭的動作。
9. 如申請專利範圍第1項所述之扭力檢測裝置，其中該夾持器係兩個相對設置的由氣缸控制的氣爪，氣缸可以控制兩氣爪相向或相背運動以夾持或鬆開待測工件的第二端。
10. 如申請專利範圍第1項所述之扭力檢測裝置，其中該水平位置調節器包括呈十字交叉設置的兩組滑軌，可以對該夾持器進行平面上的縱向及橫向的位置調節。
11. 如申請專利範圍第1項所述之扭力檢測裝置，其中該豎直位置調節器包括一豎直設置的螺杆，透過調整螺杆可以對 該夾持器的豎直位置進行調整。
12. 如申請專利範圍第1項所述之扭力檢測裝置，其中該調整單元還設置複數位置感應器，可以輔助對該夾持器進行精准定位。
13. 如申請專利範圍第1項所述之扭力檢測裝置，其中該扭力檢測裝置還包括一工業電腦，用於控制該輸入模塊、比較器及輸出模塊。