TWI490461B - 扭矩測試裝置 - Google Patents

Description

扭矩測試裝置

本發明涉及一種扭矩測試裝置，尤其關於一種用於測試鉸鏈之扭矩之扭矩測試裝置。

通常翻蓋型電子裝置如行動電話、個人數位助理(personal digital assistant,PDA)及筆記型電腦等都包括一本體及一翻蓋，該翻蓋藉由鉸鏈可旋轉地安裝於該本體上，而扭矩是翻蓋型電子裝置鉸鏈之最重要之機械性能參數之一，也是生產商定性分類及客戶選用所參考之主要參數之一，所以在製造過程中必須對扭矩進行測試。目前通用之扭矩測試方法是用推拉力計在某一力臂位置對鉸鏈施力使其運動，從而測得某個特定過程中之最大扭矩值即作為此鉸鏈之定性標準。利用該方法測試扭矩之缺點是，依靠人工手動，人為因素對測量結構之影響比較大，從而導致測得鉸鏈之扭矩之精度及效率都較低。

有鑒於此，有必要提供一種高效高精度之扭矩測試裝置。

一種扭矩測試裝置，用以測試鉸鏈之扭矩，該鉸鏈包括固定件及可相對於固定件轉動之轉動件，該扭矩測試裝置包括驅動機構、夾頭、鉸鏈安裝座及與該鉸鏈安裝座相固接之測試機構，所述固定件固定於鉸鏈安裝座上，所述夾頭夾持固定所述轉動件，所述 驅動機構驅動所述夾頭轉動以帶動轉動件轉動並對該固定件施力，所述測試機構藉由固定件及鉸鏈安裝座所承受之力來測試該鉸鏈之扭矩。

所述之扭矩測試裝置藉由驅動機構驅動夾頭帶動鉸鏈之轉動件轉動並對該固定件施力，所述測試機構藉由該鉸鏈安裝座及該固定件所承受之力來自動測試該鉸鏈之扭矩。整個過程無需人工測量，從而能有效避免因為人為因素而帶來之測量誤差，具有較高之測試精度。

100‧‧‧扭矩測試裝置

10‧‧‧安裝座

11‧‧‧控制箱

111‧‧‧安裝板

13‧‧‧安裝臂

20‧‧‧驅動機構

21‧‧‧電機

22‧‧‧減速機

23‧‧‧轉軸

24‧‧‧傳動組件

241‧‧‧第一主動輪

243‧‧‧第一從動輪

245‧‧‧第一傳動帶

25‧‧‧測速組件

251‧‧‧編碼器

253‧‧‧第二主動輪

257‧‧‧第二傳動帶

26‧‧‧固定板

27‧‧‧連接板

28‧‧‧軸承

30‧‧‧伸縮機構

31‧‧‧裝配板

32‧‧‧氣缸

33‧‧‧傳動件

34‧‧‧第一滑軌

35‧‧‧第一滑塊

36‧‧‧連接塊

40‧‧‧夾頭

50‧‧‧調節機構

51‧‧‧第一調節機構

511‧‧‧固定塊

512‧‧‧滑動塊

513‧‧‧承載螺栓

514‧‧‧連接凸塊

515‧‧‧連接片

5151‧‧‧滑行孔

516‧‧‧固定螺栓

53‧‧‧自動微調機構

531‧‧‧安裝塊

532‧‧‧第二滑軌

533‧‧‧第二滑塊

534‧‧‧調節塊

535‧‧‧夾持塊

536‧‧‧壓簧

55‧‧‧第二調節機構

551‧‧‧調節板

5511‧‧‧滑槽

553‧‧‧調節螺栓

57‧‧‧第三調節機構

571‧‧‧裝配板

572‧‧‧螺桿

5721‧‧‧手柄

573‧‧‧螺母

574‧‧‧第三滑軌

575‧‧‧第三滑塊

576‧‧‧連接件

577‧‧‧導向板

578‧‧‧鎖緊板

579‧‧‧鎖緊螺栓

60‧‧‧鉸鏈安裝座

61‧‧‧安裝槽

70‧‧‧測試機構

71‧‧‧測試軸承

72‧‧‧隨動件

73‧‧‧短軸

74‧‧‧壓力感測器

75‧‧‧軸套

200‧‧‧鉸鏈

210‧‧‧固定件

230‧‧‧轉動件

圖1為本發明較佳實施方式之扭矩測試裝置之立體圖。

圖2為圖1所示扭矩測試裝置之立體分解圖。

圖3為圖2所示扭矩測試裝置中伸縮機構、調節機構及夾頭之立體分解圖。

圖4為圖2所示扭矩測試裝置之驅動機構之立體組裝圖。

圖5為圖1所示扭矩測試裝置之另一視角之部分組裝圖。

請參閱圖1及圖2，本發明較佳實施方式之扭矩測試裝置100用於測量鉸鏈200之扭矩。所述鉸鏈200包括固定件210及可相對於所述固定件210轉動之轉動件230。所述扭矩測試裝置100包括安裝座10、驅動機構20、伸縮機構30、夾頭40、調節機構50、鉸鏈安裝座60及與該鉸鏈安裝座60相固接之測試機構70。所述鉸鏈200之固定件210固定於該鉸鏈安裝座60上；轉動件230由所述夾頭40夾持；所述驅動機構20驅動所述夾頭40轉動以帶動轉動件230轉 動並對該固定件210施力；所述測試機構70藉由該鉸鏈安裝座60及該固定件210所承受之力來測試該鉸鏈200之扭矩。所述調節機構50用於調節所述夾頭40相對於所述鉸鏈200之三維位置。

所述安裝座10包括控制箱11及固接於該控制箱11上之安裝臂13。所述控制箱11內設置有控制卡等控制組件，以對所述扭矩測試裝置100之各個機構進行相應之控制。所述控制箱11包括安裝板111。所述安裝臂13固接於所述安裝板111上。

請一併參閱圖3，所述驅動機構20包括電機21、減速機22、轉軸23、傳動組件24及測速組件25。所述電機21與所述減速機22相連接；減速機22藉由傳動組件24連接至所述轉軸23；轉軸23藉由伸縮機構30連接至夾頭40。所述電機21藉由減速機22及傳動組件24驅動所述轉軸23轉動，進而帶動所述伸縮機構30及夾頭40轉動。在本較佳實施方式中，所述傳動組件24包括連接至減速機22之第一主動輪241、固接至所述轉軸23之第一從動輪243以及設置於該第一主動輪241以及第一從動輪243上之第一傳動帶245。所述第一主動輪241在電機21及減速機22之驅動下轉動，進而藉由第一傳動帶245帶動第一從動輪243及轉軸23轉動。

所述測速組件25用於測試該轉軸23之轉動速度。所述測速組件25包括編碼器251、固接至該轉軸23之第二主動輪253、固接至該編碼器251之第二從動輪255以及設置於該第二主動輪253及第二從動輪255上之第二傳動帶257。當所述轉軸23在電機21之驅動下轉動時，帶動第二主動輪253轉動，從而藉由第二傳動帶257帶動第二從動輪255轉動，所述編碼器251藉由測試該第二從動輪255之轉速即可換算出該轉軸23之轉速，進而測出該夾頭40之轉速。

所述驅動機構20還包括固定板26、連接板27以及軸承28。所述固定板26之數量為兩個。所述兩個固定板26間隔固定至所述連接板27。所述電機21裝配於其中一個固定板26上，所述減速機22及編碼器251裝配於另一個固定板26之兩端。所述軸承28之數量與所述固定板26之數量相當。每一個所述軸承28用於將所述轉軸23樞接於一個所述固定板26上。

請參閱圖2及圖4，所述伸縮機構30包括與轉軸23相固接之裝配板31、固接於裝配板31上之氣缸32、由氣缸32驅動之傳動件33、固接於裝配板31背離該轉軸23之一側之第一滑軌34、可滑動地裝配於所述第一滑軌34上之第一滑塊35以及固接於第一滑塊35之連接塊36。所述傳動件33固接於所述連接塊36，如此，當所述傳動件33在氣缸32之驅動下往復運動時，則帶動所述連接塊36往復運動。所述第一滑軌34及第一滑塊35對連接塊36之移動進行導向。

所述調節機構50包括第一調節機構51、自動微調機構53、第二調節機構55及第三調節機構57。所述第一調節機構51、自動微調機構53、第二調節機構55及夾頭40依次連接設置。所述第一調節機構51沿第一方向調節自動微調機構53、第二調節機構55及夾頭40之位置；所述第二調節機構55沿與第一方向相垂直之第二方向調節所述夾頭40之位置，所述第三調節機構57沿與第一方向及第二方向均垂直之第三方向調節所述夾頭40之位置，如此實現所述夾頭40在三維方向上之調節。

具體地，所述第一調節機構51包括固定塊511、滑動塊512、承載螺栓513、連接凸塊514、連接片515以及固定螺栓516。所述固定塊511固接於所述連接塊36；所述滑動塊512沿第一方向可滑動地 裝配於所述固定塊511；所述承載螺栓513一端沿第一方向可滑動地裝配於所述滑動塊512內，另一端藉由所述連接凸塊514固接於所述固定塊511。推動所述滑動塊512，即可使該滑動塊512沿該固定塊511及承載螺栓513滑動。所述連接片515一端固接於所述固定塊511，另一端貫通開設有滑行孔5151。所述固定螺栓516一端螺接於所述滑動塊512，並可滑動地裝配於所述滑行孔5151，該固定螺栓516之另一端可分離地抵持於所述連接片515。當所述滑動塊512移動到預定位置後，調節該固定螺栓516使其鎖緊於該滑動塊512及連接片515上，即可將所述滑動塊512固定。

所述自動微調機構53包括固接於所述滑動塊512之安裝塊531、固定於所述安裝塊531之第二滑軌532、可滑動地裝配於所述第二滑軌532之第二滑塊533、固定於所述第二滑塊533之調節塊534、分別固接於所述安裝塊531兩端面之兩個夾持塊535以及兩根壓簧536。其中一根壓簧536彈性抵持於所述調節塊534之其中一端與其中一個夾持塊535之間；另一根壓簧536彈性抵持於所述調節塊534之另一端與另一個夾持塊535之間。所述夾頭40藉由所述第二調節機構55固定至所述調節塊534上。當所述夾頭40在所述氣缸32之驅動下朝向所述轉動件230移動時，若所述夾頭40沒有與該轉動件230完全對準，則在該夾頭40與所述轉動件230接觸時，該夾頭40即在該轉動件230之抵持作用下，帶動所述調節塊534壓縮/拉伸該調節塊534兩端之壓簧536，進而調節該夾頭40之位置，實現對該夾頭40之位置之自動微調，使該夾頭40準確夾持所述轉動件230。

所述第二調節機構55包括與所述夾頭40相固接之調節板551及將 所述調節板551裝配至所述調節塊534之調節螺栓553。所述調節板551上貫通開設有至少一個滑槽5511。所述滑槽5511沿第二方向延伸。所述調節螺栓553穿過滑槽5511後螺接至所述調節塊534，且所述調節螺栓553可沿所述滑槽5511滑動。當需沿第二方向調節所述夾頭40之位置時，只需沿第二方向移動所述調節板551，此時該調節螺栓553於該滑槽5511內移動；待夾頭40及調節板551移動到預定位置後，旋緊所述調節螺栓553即可將所述調節板551及夾頭40固定於預定位置。

所述第三調節機構57包括裝配板571、螺桿572、螺母573、第三滑軌574、第三滑塊575、連接件576、導向板577、鎖緊板578以及鎖緊螺栓579。所述裝配板571之數量為兩塊。所述兩塊裝配板571間隔固接於所述安裝臂13上。所述螺桿572之一端樞接於其中一塊裝配板571，且所述螺桿572之其中一端端部固接一個手柄5721。藉由操作所述手柄5721來旋轉所述螺桿572。所述螺母573螺接於所述螺桿572，且該螺母573固接於所述連接件576上。所述第三滑軌574固接於所述安裝臂13，且該第三滑軌574之兩端分別鄰接一塊所述裝配板571。所述第三滑塊575沿第三方向可滑動地裝配於所述第三滑軌574上。所述連接件576樞接於所述螺桿572，且所述連接件576之一側面固接於所述第三滑塊575，另一側面固接於所述驅動機構20之連接板27。所述導向板577之一端固接至一塊裝配板571上，且所述導向板577與所述連接件576可滑動地裝配於一起，以實現所述連接件576滑動過程中之導向。所述鎖緊板578之兩端分別固接於所述兩塊裝配板571上；所述鎖緊螺栓579穿過所述鎖緊板578螺接於所述連接件576，藉由調節鎖緊螺栓579來講連接件576與鎖緊板578相固定。

藉由操作所述手柄5721驅動所述螺桿572轉動，所述螺母573即帶動所述連接件576沿第三方向移動，進而帶動與所述連接件576依次相固接之驅動機構20、伸縮機構30、第一調節機構51、自動微調機構53、第二調節機構55以及夾頭40沿第三方向移動。

可以理解，所述第一調節機構51、自動微調機構53、第二調節機構55及第三調節機構57中之一個或多個可以省略。當省略第一調節機構51、自動微調機構53及第二調節機構55時，所述夾頭40可以直接固接於所述伸縮機構30之連接塊36；當省略自動微調機構53及第二調節機構55時，所述夾頭40可以直接固接於所述第一調節機構51之固定塊511上；當省略第二調節機構55時，所述夾頭40可以直接固接於所述自動微調機構53之調節塊534上。

請參閱圖2，所述鉸鏈安裝座60上開設有至少一個安裝槽61。所述安裝槽61用於安裝固定所述鉸鏈200之固定件210。

請一併參閱圖5，所述測試機構70包括測試軸承71、隨動件72、短軸73、壓力感測器74以及與該測試軸承71相樞接之軸套75(如圖2所示)。所述測試軸承71一端固接所述鉸鏈安裝座60，另一端固接所述隨動件72。所述隨動件72遠離該測試軸承71之一端鄰近所述壓力感測器74設置並樞接於所述短軸73上。當所述夾頭40夾持所述轉動件230轉動時，同時對所述固定件210及鉸鏈安裝座60施力，藉由該測試軸承71驅動隨動件72抵持於該壓力感測器74。所述壓力感測器74即可測出其所承受之抵持力。該抵持力之力臂為該短軸73之軸心與該測試軸承71之軸心之間之垂直距離。該抵持力與其力臂之乘積即為該鉸鏈200所承受之扭矩。在本較佳實施方式中，所述軸套75與該壓力感測器74分別固接於該安裝板 111上，且該壓力感測器74位於該控制箱11內側。所述短軸73固接於該安裝板111上並鄰近該壓力感測器74設置。

請參閱圖1、圖2及圖5，所述扭矩測試裝置100在使用時，首先將所述鉸鏈200之固定件固定於所述鉸鏈安裝座60上。接著調節所述第一調節機構51、第二調節機構55及第三調節機構57，使所述夾頭40與所述轉動件230相對準。隨後啟動該扭矩測試裝置100：首先所述氣缸32驅動所述夾頭40夾持住所述轉動件230，接著該電機21即驅動所述轉軸23旋轉，以藉由夾頭40驅動轉動件230旋轉，此時該壓力感測器74則可測出該鉸鏈200所承受之力，從而得出該鉸鏈200所承受之扭矩。

所述之扭矩測試裝置100藉由驅動機構20驅動夾頭40帶動鉸鏈200之轉動件230轉動並對該固定件210施力，所述測試機構70藉由該鉸鏈安裝座60及該固定件210所承受之力來自動測試該鉸鏈200之扭矩。整個過程無需人工測量，從而能有效避免因為人為因素而帶來之測量誤差，具有較高之測試精度。

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實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士，於援依本案發明精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。

100‧‧‧扭矩測試裝置

10‧‧‧安裝座

11‧‧‧控制箱

111‧‧‧安裝板

13‧‧‧安裝臂

20‧‧‧驅動機構

30‧‧‧伸縮機構

40‧‧‧夾頭

57‧‧‧第三調節機構

60‧‧‧鉸鏈安裝座

70‧‧‧測試機構

200‧‧‧鉸鏈

Claims (13)

1. 一種扭矩測試裝置，用以測試鉸鏈之扭矩，該鉸鏈包括固定件及可相對於固定件轉動之轉動件，其改良在於：該扭矩測試裝置包括驅動機構、夾頭、鉸鏈安裝座及與該鉸鏈安裝座相固接之測試機構，所述鉸鏈安裝座用於固定所述固定件，所述夾頭用於夾持固定所述轉動件，所述驅動機構包括轉軸，所述扭矩測試裝置還包括設置於夾頭與驅動機構之間之伸縮機構，所述伸縮機構包括與所述轉軸相固接之裝配板、固接於裝配板上之氣缸、由氣缸驅動之傳動件及與傳動件相固接之連接塊，所述傳動件在氣缸之驅動下帶動連接塊做往復運動，以帶動所述夾頭朝向或遠離所述轉動件做往復運動，實現該夾頭夾持或釋放所述轉動件，所述驅動機構驅動所述夾頭轉動以帶動轉動件轉動並對該固定件施力，所述測試機構藉由測試固定件及鉸鏈安裝座所承受之力以得到該鉸鏈之扭矩。
2. 如申請專利範圍第1項所述之扭矩測試裝置，其中所述驅動機構包括電機、減速機及傳動組件，所述電機與所述減速機相連接；減速機藉由傳動組件連接至所述轉軸；轉軸藉由伸縮機構連接至所述夾頭，所述電機藉由減速機及傳動組件驅動所述轉軸轉動，進而帶動所述夾頭轉動。
3. 如申請專利範圍第2項所述之扭矩測試裝置，其中所述傳動組件包括連接至減速機之第一主動輪、固接至所述轉軸之第一從動輪以及設置於該第一主動輪以及第一從動輪上之第一傳動帶，所述第一主動輪在電機及減速機之驅動下轉動，進而藉由第一傳動帶帶動第一從動輪及轉軸轉動。
4. 如申請專利範圍第2項所述之扭矩測試裝置，其中所述驅動機構還包括測速組件，所述測速組件包括編碼器、固接至該轉軸之第二主動輪、固接至該編碼器之第二從動輪以及設置於該第二主動輪及第二從動輪上之第 二傳動帶，電機驅動轉軸轉動，從而依次帶動第二主動輪、第二傳動帶及第二從動輪轉動，所述編碼器藉由測試該第二從動輪之轉速即可換算出該轉軸之轉速，進而測出該夾頭之轉速。
5. 如申請專利範圍第2項所述之扭矩測試裝置，其中所述伸縮機構還包括第一滑塊及與該第一滑塊滑動配合之第一滑軌，所述第一滑軌固接至所述裝配板，所述第一滑塊固接於所述連接塊，所述第一滑軌及第一滑塊對連接塊之移動進行導向。
6. 如申請專利範圍第2項所述之扭矩測試裝置，其中所述扭矩測試裝置還包括設置於夾頭與伸縮機構之間之第一調節機構，所述第一調節機構包括固定塊、滑動塊及承載螺栓，所述固定塊固接於所述連接塊，所述滑動塊沿第一方向可滑動地裝配與所述固定塊上，所述承載螺栓一端沿第一方向可滑動地裝配與所述滑動塊內，另一端固接至所述固定塊，推動所述滑動塊，該滑動塊帶動夾頭沿第一方向移動。
7. 如申請專利範圍第6項所述之扭矩測試裝置，其中所述第一調節機構還包括連接片及固定螺栓，所述連接片一端固接於所述固定塊，另一端貫通開設有滑行孔，所述固定螺栓一端螺接於所述滑動塊，並可滑動地裝配於所述滑行孔，該固定螺栓之另一端可分離地抵持於所述連接片，將該固定螺栓鎖緊於該滑動塊及連接片，即可固定該滑動塊。
8. 如申請專利範圍第6項所述之扭矩測試裝置，其中所述扭矩測試裝置還包括設置於該第一調節機構與夾頭之間之自動微調機構，所述自動微調機構包括調節塊、固接於所述滑動塊之安裝塊、分別固接於所述安裝塊兩端面之兩個夾持塊以及兩根壓簧，每一根壓簧抵持於所述調節塊之一端與一個夾持塊之間，在該夾頭與轉動件相抵持時，該調節塊在轉動件之抵持作用下壓縮/拉伸該調節塊兩端之壓簧以調節該夾頭之位置，使夾頭夾持所述轉動件。
9. 如申請專利範圍第8項所述之扭矩測試裝置，其中所述自動微調結構還包括第二滑軌及滑動地裝配於所述第二滑軌之第二滑塊，所述第二滑軌固接於所述安裝塊，所述第二滑塊固定於所述調節塊。
10. 如申請專利範圍第8項所述之扭矩測試裝置，其中所述扭矩測試裝置還包括第二調節機構，所述第二調節機構包括與所述夾頭相固接之調節板及將所述調節板裝配至所述調節塊之調節螺栓，所述調節板上貫通開設有至少一個滑槽，所述滑槽沿與第一方向垂直之第二方向延伸，所述調節螺栓可滑動地容置於滑槽內並螺接至所述調節塊上。
11. 如申請專利範圍第1或10項所述之扭矩測試裝置，其中所述扭矩測試裝置還包括第三調節機構及安裝臂，所述第三調節機構包括螺桿、與螺桿相螺接之螺母、與螺母相固接之連接件及兩塊裝配板，所述兩塊裝配板間隔固接於所述安裝臂上，所述驅動機構包括連接板，所述連接件一側面固接於所述連接板，轉動所述螺桿使該螺母帶動連接件沿與第一方向及第二方向均垂直之第三方向移動，從而帶動所述驅動機構及夾頭沿第三方向移動。
12. 如申請專利範圍第11項所述之扭矩測試裝置，其中所述第三調節機構還包括第三滑軌及與第三滑軌沿所述第三方向滑動配合之第三滑塊，所述第三滑軌固接於所述安裝臂，所述第三滑軌固接於所述連接件。
13. 如申請專利範圍第1項所述之扭矩測試裝置，其中所述測試機構包括軸承、隨動件、短軸以及壓力感測器，所述測試軸承一端固接所述鉸鏈安裝座，另一端固接所述隨動件，所述隨動件遠離該測試軸承之一端鄰近所述壓力感測器設置並樞接於所述短軸上；該夾頭施力於該固定件及鉸鏈安裝座上，使該測試軸承驅動隨動件抵持於該壓力感測器以測出鉸鏈之扭矩。