TWI665433B - Water pipe clamp performance test system and test method - Google Patents

Abstract

一種水管鉗性能測試系統，包含一基座、一設置於該基座上的量測單元，及一設置於該基座上且位於該量測單元一側的施力單元。該量測單元包括一設置於該基座上的支撐座，及一連接於該支撐座上且適用於供該水管鉗測試的夾持件。該施力單元包括一設置於該基座上且位於該量測單元一側的支架、一連接該支架並適用於施加該水管鉗一握持力的施力件，及一設置於該施力件上並用於量測且記錄該握持力的荷重件。藉由該施力單元施加該水管鉗可供量測的握持力，該水管鉗夾持該夾持件時，量測人員可藉由讀取該荷重件之讀數，而得到數值化的量測結果。

Description

水管鉗性能測試系統及測試方法

本發明是有關於一種測試系統，特別是指一種測試水管鉗的水管鉗性能測試系統及測試方法。

大部分的手工具在生產、研發甚至使用過程中，都會進行對手工具的測量及校準，以便瞭解手工具的性能，並以此將產品標準化，或是改善其性能。現有的試驗規範以及檢驗方式，均無量化水管鉗夾持性能的機制，然而，夾持力是驗證水管鉗性能的關鍵指標，更是改善水管鉗性能的重要依據。

參閱圖1，現有之一水管鉗測試架9，包含一適用於供待測之水管鉗C夾持的夾持軸91，及二分別由該夾持軸91之兩相反端彎折且向下延伸的支撐軸92，該等支撐軸92相配合支撐起該夾持軸91。測試人員可將該水管鉗C夾持於該夾持軸91上，並以徒手握持或是站立等方式來施加握持力，以顯示該水管鉗C夾持的特性。然而，如同前面所述，使用該水管鉗測試架9測試，仍缺乏測試條件以及具體量測結果，導致沒辦法量化精確的數據。因此，目前相關業界並未有針對水管鉗各項性能數值化量測的檢測方式，因而更沒有相關規範。

因此，本發明之目的，即在提供一種能提供數值化量測結果的水管鉗性能測試系統。

於是，本發明水管鉗性能測試系統，包含一基座、一設置於該基座上的量測單元，及一設置於該基座上且位於該量測單元之一側的施力單元。

該量測單元包括一設置於該基座上的支撐座，及一連接於該支撐座上且適用於供該水管鉗夾持的夾持件。

該施力單元包括一設置於該基座上且位於該量測單元之一側的支架、一連接該支架並適用於施加該水管鉗一握持力的施力件，及一設置於該施力件上並用於量測且記錄該握持力的荷重件。

本發明之另一目的，即在提供一種使用該水管鉗性能測試系統來測試該水管鉗之水管鉗性能測試方法，包含一夾持步驟，及一握持步驟。

進行該夾持步驟時，先對應該水管鉗種類更換該水管鉗性能測試系統之該夾持件，並將該水管鉗夾持該夾持件。

該握持步驟則是使用該施加件施加該水管鉗一握持力，並利用該荷重件得到一握力量測值。

本發明之功效在於：藉由該施力單元施加該水管鉗的握持力，可利用該荷重件量測並記錄，故使該水管鉗夾持該夾持件而執行測試時，量測人員可藉由讀取該荷重件之讀數，得到數值化的量測結果。

參閱圖2，本發明水管鉗性能測試系統之一實施例，包含一基座1、一設置於該基座1上的量測單元2、一設置於該基座1上且位於該量測單元2之一側的施力單元3、一用以調整該量測單元2與該施力單元3間相對位置的調整單元4、一連接該調整單元4的動力輸出單元5、一用於調整操作條件並儲存量測數據的控制單元6，及一供給動力的供能單元7。

該量測單元2包括一設置於該基座1上的支撐座21、一連接該支撐座21上且適用於供一水管鉗C夾持的夾持件22，及一設置於該夾持件22上，並適用於量測該水管鉗C施加於該夾持件22之扭力的量測件23。具體而言，該量測件23為一般市面上可購置的扭力計。

需要特別說明的是，由於工程人員使用該水管鉗C夾取的工件種類繁多，為了量測該水管鉗C在夾持不同工件時所表現出的性能差異，該夾持件22可依照所欲量測的工件更換，例如不同管徑、材質，及形狀的螺栓，螺帽等，或是三角、四角、六角，或橢圓等管件，甚至是板狀的工件等。也就是說，在量測該水管鉗C的性能前，可依照該水管鉗C的功能取向，更換不同的夾持件22，以求最佳的量測結果。

參閱圖2、圖3，該施力單元3包括一由該基座1向上延伸的支架31、一連接該支架31並適用於施加該水管鉗C一握持力的施力件32，及一如圖3所示地設置於該施力件32上並用於量測且記錄該握持力的荷重件33。其中，該施力件32具有一由該支架31頂端向該基座1延伸的主桿部321，及一螺接於該主桿部321遠離於該支架31一端的調整螺栓322。該主桿部321具有一圍繞界定出一適用於供該水管鉗C穿設定位之定位槽323的定位壁324，該荷重件33設置於該調整螺栓322之上方。

參閱圖4，當該水管鉗C穿設該定位槽323時，該水管鉗C之握把部H的一側H1頂抵該荷重件33，該握把部H另一側H2則頂抵該定位壁324遠離於該調整螺栓322之一端，藉由該調整螺栓322沿該定位槽323相對該主桿部321來回移動，可調整該施力單元3提供該水管鉗C之握持力。例如旋緊時，該調整螺栓322沿該定位槽323向該支架31移動，提供該水管鉗C之握持力上升；旋鬆時，該調整螺栓322沿該定位槽323遠離該支架31，提供該水管鉗C之握持力下降。

參閱圖2，該調整單元4包括一設置於該量測單元2之該支撐座21與該基座1之間，並可使該支撐座21沿該基座1移動的滑軌41，及一連接該支架31與該基座1之間，並使該支架31可調整地上下移動的活動件42。

該動力輸出單元5連接該活動件42，並提供該活動件42一驅使該支架31上下移動之機械能。而該控制單元6則電連接該動力輸出單元5，並用於量化及調整該動力輸出單元5輸出之該機械能。該供能單元7則是提供一供給該控制單元6及該動力輸出單元5運作的動力。

參閱圖5，本發明水管鉗性能測試方法之一實施例，包含一夾持步驟8、一握持步驟9，及一扭轉步驟10。

首先進行該夾持步驟8，選擇所欲量測之水管鉗種類，將該夾持件22更換為對應之工件，並將該水管鉗C之該夾持部T夾持該夾持件22，為了使量測結果精準，該水管鉗C較佳垂直於該夾持件22之轉動軸方向，以免在夾持時產生分力而造成誤差。確認夾持穩定後，可進行握持的模擬。

參閱圖4，現實中進行握持水管鉗的動作時，是以手掌握持該水管鉗C，對於該水管鉗C而言，該水管鉗C之握把部H受到兩相向的握持力。因此在進行該握持步驟9時，首先將該水管鉗C之握把部H穿設該施力件32的該定位槽323中，該握把部H之一側H1頂抵該荷重件33，該握把部H另一側H2則頂抵該定位壁324遠離於該調整螺栓322之一端，此時該水管鉗C之握把部H的兩側H1與H2，如圖4所示地分別受到來自該荷重件33及該定位壁324頂抵的正向力，以此模擬握持的過程中，該水管鉗C所受到的握持力。若需調整該握持力的大小，則可旋轉該調整螺栓322，並依照該荷重件33所顯示之握持力讀數，來進行量化該握持力大小的流程。

參閱圖2、圖6，接著進行該扭轉步驟10，一般而言，握持該水管鉗C並夾持該夾持件22後，對該握把部H施加一外力，將以該握把部H至該夾持件22的距離為力臂，而相對於該夾持件22施加一力矩。為了模擬此一施力型態，操作該控制單元6使該動力輸出單元5輸出該機械能，驅使該支架31向下移動，進而帶動該施力件32如圖6所示地由上而下移動，該施力件32即可模擬該施加於該握把部H之由上而下的外力，並以該握把部H至該夾持件22的距離為力臂，相對於該夾持件22施加該力矩。此時再記錄該量測件23所顯示的扭力，達成量化該扭力大小之效果。

為了操作上與判讀上的方便，可將該控制單元6訊號連接該量測件23及該荷重件33，調整操作條件的同時，還能儲存量測數據。

實務上來說，該動力輸出單元5較佳可為伺服電機，且動力源較佳可為電動馬達或是液壓系統，藉由該伺服電機控制轉速來產生該可量化的動力，使該動力驅動該活動件42並帶動該支架31上下移動，藉此達成施加精確力矩，且易於取得轉速、移動距離等等確切數據的效果，再從轉速及移動距離等數據來量化施加於該水管鉗C的移動速度。其中，施加動力的方式以及相關的傳動機制並不以此為限，只要能達成上述之效果即可。

由於作業人員在作業現場可能面臨不同的狀況，例如夾持距離、施力方向，及施力大小的差異等，為了針對上述狀況進行該水管鉗C性能的量測，可依照所欲量測的狀況，設定該調整單元4，藉此達成量測數據並交叉比對的效果。

參閱圖4、圖7，並配合圖2，在此先以夾持距離作為操作變因進行討論，當欲夾持管件距離較遠，或是鎖固的管件時，由於力矩與力臂成正比，需要使用力臂較長的水管鉗，才能施加足夠大的力矩來將鎖固的管件轉鬆。當作業環境因為水管配置擁擠時而沒有充足的施力空間，則需要使用較細小的水管鉗。因此，水管鉗的種類與長短不一，而需要量測長度不同的水管鉗時，可藉由圖2所示之該滑軌41設計，扳動該支撐座21沿該滑軌41移動， 帶動該夾持件22移動一水平距離，藉此如圖7所示地調整該水管鉗C與該夾持件22之間的水平距離，故長短不一的水管鉗的性能都能量測。

參閱圖8、圖9，除了夾持距離以外，例如夾持位在高處的冷氣銅管時，水管鉗通常位於該冷氣銅管下方，而例如夾持位於低處的流理台排水管時，水管鉗則會位於該排水管上方，如此一來，操作水管鉗的施力角度也有所不同。為了分析在不同施力角度下，該水管鉗C表現出的性能差異，該施力件32是樞接於該支架31，故可相對於該支架31轉動，藉此調整呈現的角度。當調整至所欲量測之施力角度後，即可將該施力件32鎖緊以固定夾持角度，再進行該水管鉗C性能的量測。

參閱圖4、圖6，並配合圖2，藉由該控制單元6驅動該動力輸出單元5帶動該活動件42轉動，除了能使該支架31上下移動，使該水管鉗C如圖6所示地相對於該夾持件22施加力矩，配合圖2所示的控制單元6，還可以調整該施力件32施加該水管鉗C的外力大小，藉此量測該水管鉗C在施加不同外力下表現出的性能差異，例如，在外力較大的情況下，該水管鉗C是否會滑脫而造成危險。

綜上所述，本發明水管鉗性能測試系統，先在該調整單元4上設定好操作變因後，藉由操作該控制單元6，使裝設於該施力件32上的該水管鉗C夾持該夾持件22，並施加力矩於該夾持件22，該量測件23與該荷重件33測得的數據則顯示於該控制單元6上，藉此完成分析在不同狀況下，該水管鉗C的性能差異而獲得數值化的量測結果，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

C‧‧‧水管鉗

H‧‧‧握把部

H1‧‧‧一側

H2‧‧‧一側

T‧‧‧夾持部

1‧‧‧基座

2‧‧‧量測單元

21‧‧‧支撐座

22‧‧‧夾持件

23‧‧‧量測件

3‧‧‧施力單元

31‧‧‧支架

32‧‧‧施力件

321‧‧‧主桿部

322‧‧‧調整螺栓

323‧‧‧定位槽

324‧‧‧定位壁

33‧‧‧荷重件

4‧‧‧調整單元

41‧‧‧滑軌

42‧‧‧活動件

5‧‧‧動力輸出單元

6‧‧‧控制單元

7‧‧‧供能單元

8‧‧‧夾持步驟

9‧‧‧握持步驟

10‧‧‧扭轉步驟

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一立體圖，說明一現有的水管鉗測試架； 圖2是一立體圖，說明本發明水管鉗性能測試系統之一實施例； 圖3是一局部立體圖，說明該實施例之一施力單元； 圖4是一示意圖，說明一施力件使一水管鉗夾持一夾持件； 圖5是一方塊流程圖，說明本發明水管鉗性能測試方法之一實施例； 圖6是一示意圖，說明該施力件向下移動使該水管鉗相對於該夾持件產生一力矩； 圖7是一類似於圖4之示意圖，說明該夾持件相對於該施力件移動一水平距離； 圖8是一示意圖，說明該施力件可調整地樞接於一支架；及 圖9是一類似於圖8之示意圖，說明該施力件相對於該支架調整一夾持角度。

Claims (11)

1. 一種水管鉗性能測試系統，包含： 一基座； 一量測單元，設置於該基座上，並包括一設置於該基座上的支撐座，及一連接於該支撐座上且適用於供該水管鉗夾持的夾持件；及 一施力單元，設置於該基座上且位於該量測單元之一側，並包括一支架、一連接該支架並適用於施加該水管鉗一握持力的施力件，及一設置於該施力件上並用於量測且記錄該握持力的荷重件。
2. 如請求項1所述的水管鉗性能測試系統，其中，該施力件具有一由該支架頂端向該基座延伸的主桿部，及一螺接於該主桿部遠離於該支架一端的調整螺栓，該主桿部具有一圍繞界定出一適用於供該水管鉗穿設定位之定位槽的定位壁，該調整螺栓可沿該定位槽相對該主桿部來回移動，藉此調整該施力單元提供該水管鉗之握持力。
3. 如請求項1所述的水管鉗性能測試系統，其中，該量測單元還包括一設置於該夾持件上並適用於量測該水管鉗施加於該夾持件之扭力的量測件。
4. 如請求項2或3所述的水管鉗性能測試系統，還包含一用以調整該量測單元與該施力單元間相對位置的調整單元，該調整單元包括一設置於該量測單元之該支撐座與該基座之間並可使該支撐座沿該基座移動的滑軌，及一連接該支架與該基座之間，並使該支架可調整地上下移動的活動件。
5. 如請求項4所述的水管鉗性能測試系統，該施力件可調整地樞接於該支架。
6. 如請求項4所述的水管鉗性能測試系統，還包含一連接該活動件並提供該活動件一驅使該支架上下移動之動力的動力輸出單元。
7. 如請求項6所述的水管鉗性能測試系統，還包含一連接該動力輸出單元、該量測件，及該荷重件，且用於調整操作條件並儲存量測數據之控制單元。
8. 如請求項7所述的水管鉗性能測試系統，還包含一供給該控制單元及該動力輸出單元動力的供能單元。
9. 一種使用如請求項1所述的水管鉗性能測試系統之水管鉗性能測試方法，包含： 一夾持步驟，對應該水管鉗種類更換該水管鉗性能測試系統之該夾持件，並將該水管鉗夾持該夾持件；及 一握持步驟，使用該施加件施加該水管鉗一握持力，並利用該荷重件得到一握力量測值。
10. 如請求項9所述的水管鉗性能測試方法，其中，該水管鉗性能測試系統之該施力件具有一由該支架頂端向該基座延伸的主桿部，及一螺接於該主桿部遠離於該支架一端的調整螺栓，該主桿部具有一圍繞界定出一適用於供該水管鉗穿設定位之定位槽的定位壁； 該握持步驟是將該水管鉗之握把部穿設該定位槽中，使該握把部的兩相反側分別頂抵該荷重件及該定位壁遠離於該調整螺栓之一端，接著旋轉該調整螺栓，藉由該荷重件得到該握力量測值。
11. 如請求項10所述的水管鉗性能測試方法，其中，該水管鉗性能測試系統還包含一用以調整該量測單元與該施力單元間相對位置的調整單元、一連接該活動件並提供該活動件一驅使該支架上下移動之動力的動力輸出單元，及一連接該動力輸出單元、該量測件，及該荷重件，且用於調整操作條件並儲存量測數據之控制單元，該調整單元包括一設置於該量測單元之該支撐座與該基座之間並可使該支撐座沿該基座移動的滑軌，及一連接該支架與該基座之間，並使該支架可調整地上下移動的活動件； 該水管鉗性能測試方法還包含一扭轉步驟，該扭轉步驟是操作該控制單元使該動力輸出單元輸出一驅使該支架向下移動的機械能，進而帶動該施力件移動而施加於該握把部一由上而下的外力，並以該握把部至該夾持件的距離為力臂，而相對於該夾持件施加該力矩，再從該量測件得到一扭力值。