TWM484022U - 螺絲應力感測裝置 - Google Patents

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TWM484022U TW103203598U TW103203598U TWM484022U TW M484022 U TWM484022 U TW M484022U TW 103203598 U TW103203598 U TW 103203598U TW 103203598 U TW103203598 U TW 103203598U TW M484022 U TWM484022 U TW M484022U
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B31/00—Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts
    • F16B31/02—Screwed connections specially modified in view of tensile load; Break-bolts for indicating the attainment of a particular tensile load or limiting tensile load
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/24—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for determining value of torque or twisting moment for tightening a nut or other member which is similarly stressed

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Description

螺絲應力感測裝置
本新型是有關於一種緊固螺絲機構，且特別是有關於一種應用於感測即時應力值之螺絲應力感測裝置。此應力感測裝置可快速套接及拆組而方便使用。
螺絲是一種用來將兩個工件螺鎖在一起而不相分離的泛用工具。現今由於公共安全的考量，在精密科技領域螺絲的選用十分重要，使用者需定期檢測螺鎖處螺絲所承受應力是否達標準；舉例而言：飛機、太空梭、橋樑或鋼骨建築的組裝，皆需要有應力精確的螺絲進行螺鎖固定，即使當初操作後螺鎖應力測試無誤，亦不保證後續在客觀條件變化(例如老化生鏽、振動或金屬疲勞等)之後，亦能安全適用而無虞。
現今為了解決上述問題，出現一種電子式扭力板手，其藉由旋轉螺絲直接達成應力偵測目的，但由於操作麻煩(重覆旋轉)及費力，造成定期檢查上的不方便。且重覆旋轉檢測時，累加的應力容易造成螺絲或螺孔崩牙進而影響結構強度。
然而，為了解決前述問題，市場上又出現一種習用應力感測裝置。此習用應力感測裝置是於螺絲內置一感測器、一運算器及一顯示器。但此習用應力感測裝置由於內置感測器、運算器與顯示器造成單顆螺絲成本過高；且於感測應力時，內建顯示器皆採固定的方式設計，因此在某些特別的操作角度下，操作者根本無法順利讀取顯示器上之扭力數據，令內建顯示器之顯示功能大打折扣。此外，若要同時檢測多個部位，則需要配置多根高價螺絲；且當此應力感測裝置運用於特殊環境(如飛機機翼)，其將受到環境考驗及重量配置等限制。
因此，本新型之目的是在提供一種螺絲應力感測裝置，期待能解決上述之各種問題。
依據本新型一實施方式，提出一種螺絲應力感測裝置，其包括一感應螺絲、一套接頭及一顯示器。感應螺絲感測所承受之應力，並且傳遞一應變訊號。透過套接頭與感應螺絲套接，將應變訊號傳遞至與套接頭連結之顯示器，顯示器顯示即時應力值。
藉此實施方式設計，可由感應螺絲與套接頭套設連結而運用一個顯示器在多組感應螺絲之間擇一連結測試。故本新型運用套接頭與感應螺絲套接技術確能隨時拆組、穩定定位和成本低等優點，並以有線連結達到即時監控螺絲所承受之應力的功能。
前述實施方式的其他實施例如下：前述感應螺絲可以包含一基座，供套接頭套接。基座可以為凸形或凹形；且凸形或凹形基座上可以包含至少一第一外露接腳，其第一外露接腳於套接時與套結頭結合。顯示器可包含一太陽能發電板，其供應顯示器所需電力。
依據本新型另一實施方式，提出一種螺絲應力感測裝置，包括一感應螺絲、一套接頭、一無線收發器及一顯示器。感應螺絲感測所承受之應力，並且傳遞一應變訊號。套接頭上設置一無線收發器。套接頭與感應螺絲套接，將應變訊號傳遞至套接頭上之無線收發器。無線收發器與顯示器透過無線連結。顯示器接收無線收發器所傳送之應變訊號且顯示即時應力值。
藉此另一實施方式，不但可以達到感應螺絲與套接頭可拆組、定位且可一個顯示器連接多組感應螺絲而降低成本等優點。更能透過套接頭與顯示器無線連結，於特別操作角度與距離條件下，即時監控螺絲所承受之應力的功能。
此外，透過套接頭與顯示器間的無線連結，亦可達到一顯示器搭配複數個套接頭。有效提昇本新型的應用方便性及配合靈活性。
前述另一實施方式的其他實施例如下：前述感應螺絲可以包含一基座，供套接頭套接。基座可以為凸形或凹形。凸形或凹形基座上可以包含至少一第一外露接腳，於套接時第一外露接腳與套結頭結合。無線收發器與顯示器 無線連結方式可以為透過紅外線、藍芽或近場通訊無線連結等。
100‧‧‧感應螺絲
110‧‧‧螺頭部
111‧‧‧基座
111C‧‧‧基座
112‧‧‧第一外露接腳
120‧‧‧螺紋部
121‧‧‧應力感測元件
200‧‧‧套接頭
210‧‧‧第二外露接腳
220‧‧‧無線收發器
300‧‧‧顯示器
310‧‧‧電源供應件
320‧‧‧訊號傳遞件
330‧‧‧比對分析件
340‧‧‧顯示件
350‧‧‧連接線
360‧‧‧太陽能發電板
第1圖繪示本新型一實施方式的螺絲應力感測裝置之立體透視圖。
第2圖繪示本新型另一實施方式的螺絲應力感測裝置之立體透視圖。
第3A圖繪示第1、2圖實施方式之基座呈凹形。
第3B圖繪示第1、2圖實施方式之基座呈凸形。
第3C圖繪示第3A圖凹形基座與套接頭套接於內之實際圖。
第4圖繪示第2圖實施方式螺絲應力感測裝置之實際操作示意圖。
請參照第1圖，其繪示依照本新型之一實施方式的螺絲應力感測裝置的立體透視圖。由第1圖可知，本實施方式之螺絲應力感測裝置包含有一感應螺絲100、一套接頭200及一顯示器300。
感應螺絲100包含一螺頭部110與螺紋部120。一應力感測元件121設置於螺紋部120上，此應力感測元件121感應螺紋部120所承受之應力，並傳遞一應變訊號。一基座111設置於螺頭部110上，此基座111上設置複數個 第一外露接腳112。
套接頭200係透過一連接線350與顯示器300連接，上述套接頭200上設置複數根第二外露接腳210。於套接頭200與感應螺絲100套接時，位於基座111上之第一外露接腳112與套接頭200上之第二外露接腳210接觸連結，其可將應力感測元件121所傳遞之應變訊號，透過連接線350傳遞致顯示器300。
顯示器300包含一電源供應件310、一訊號傳遞件320、一比對分析件330、一顯示件340與一太陽能發電板360。訊號傳遞件320將所接收之應變訊號，傳遞至比對分析件330，比對分析件330將所代表之應力值傳遞至顯示件340，顯示器300上之顯示件340上所呈現的數值為即時應力值。太陽能發電板360透過光源照射產生電力，其將所產生之電力傳遞給電源供應件310；電源供應件310透過連接線350供應給位於感應螺絲100上之應力感測元件121電力。
請再參照第2圖，其繪示依照本新型之另一實施方式的立體透視圖。由第2圖可知，本實施方式包含有一感應螺絲100、一套接頭200、一無線收發器220及一顯示器300。感應螺絲100包含一螺頭部110與螺紋部120。一應力感測元件121設置於螺紋部120上，此應力感測元件121感應螺紋部120所承受之應力，並傳遞一應變訊號。一基座111設置於螺頭部110上，此基座111上設置至少一第一外露接腳112。
套接頭200上設置一無線收發器220及複數根第二外露接腳210。套接頭200與感應螺絲100套接時，基座111上之第一外露接腳112與套接頭200上之第二外露接腳210接觸連結，將應力感測元件121所傳遞之應變訊號，透過無線收發器220無線傳遞應變訊號給顯示器300。無線收發器220與顯示器300無線連結方式可以為透過紅外線、藍芽或近場通訊(NFC)等。
顯示器300包含一電源供應件310、一訊號傳遞件320、一比對分析件330、一顯示件340與一太陽能發電板360。訊號傳遞件320將所接收之應變訊號，傳遞至比對分析件330，比對分析件330將所代表之應力值傳遞至顯示件340，顯示器300上之顯示件340上所呈現的數值為即時應力值。太陽能發電板360透過光源照射產生電力，其將所產生之電力傳遞給電源供應件310；電源供應件310透過無線收發器220供應給位於感應螺絲100上之應力感測元件121電力。
請參閱第3A圖繪示前述兩實施例之基座111為一凹形。應力感測元件121設置於螺紋部120上，凹形基座111設置於螺頭部110上。上述之凹形基座111上設置複數根第一外露接腳112。複數根第一外露接腳112與應力感測元件121電氣連接，此應力感測元件121感應螺紋部120所承受之應力。
第3B圖繪示前述兩實施例之基座111為一凸形。應力感測元件121設置於螺紋部120上，凸形基座111突 出於螺頭部110上。上述之凸形基座111上設置複數根第一外露接腳112。複數根第一外露接腳112與應力感測元件121電氣連接，此應力感測元件121感應螺紋部120所承受之應力。
請參閱第3C圖繪示凹形基座111C與套接頭200套設連接圖。套接頭200與感應螺絲100套接時，基座111C上之第一外露接腳112與套接頭200上之第二外露接腳210接觸連結，透過與顯示器300連接之連接線350，傳遞應力感測元件121所感應之應變訊號至第一圖中顯示器300。
請參閱第4圖繪示前述實施例套接頭200與顯示器300以無線連結之實際操作示意圖，此圖為螺絲應力感測裝置使用於橋樑。使用者事先將套接頭200與所欲感測應力值的橋樑部位之感應螺絲100套接，使用者僅需走動至所需感測部位附近，透過套接頭200上之無線收發器220與顯示器300間無線連結，顯示器300顯示該部為之即時應力值。此操作方法達到一顯示器300可搭配複數個套接頭200，提昇其應用方便性及配合靈活性，大大地簡化了精密零件的檢測流程。
前述之應力感測元件121為一半導體結構，常見為以場效電晶體(MOSFET)之積體電路，其因半導體材料內之伸張或壓縮應力可能造成電子或電洞之修正的遷移率；上述場效電晶體可以利用石墨烯材料增進其特性。前述之應力感測元件121可以為一片狀或環狀結構，設置於螺紋部120上。
前述套接技術，是利用基座111或基座111C使套接頭200之軸向與徑向受到限制，達到定位之效果。
綜合上述，本新型藉套接方式有以下優勢：其一，達到可快速拆組；其二，達到可定位；其三達到降低成本。此外，透過顯示器300與套接頭200無線連結之技術，提昇其應用方便性及配合靈活性，大大地簡化了精密零件的檢測流程。
雖然本新型已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本新型，任合熟習此技藝者，在不脫離本新型的精神韓範圍內，當可做各種的更動與潤飾，因此本新型的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧感應螺絲
110‧‧‧螺頭部
111‧‧‧基座
112‧‧‧第一外露接腳
120‧‧‧螺紋部
121‧‧‧應力感測元件
200‧‧‧套接頭
210‧‧‧第二外露接腳
300‧‧‧顯示器
310‧‧‧電源供應件
320‧‧‧訊號傳遞件
330‧‧‧比對分析件
340‧‧‧顯示件
350‧‧‧連接線
360‧‧‧太陽能發電板

Claims (10)

  1. 一種螺絲應力感測裝置，包含有：一感應螺絲，該感應螺絲傳遞一應變訊號；一套接頭，該套接頭用於套合該感應螺絲；以及一顯示器，該顯示器與該套接頭連接，該顯示器顯示該應變訊號。
  2. 如請求項1所述的螺絲應力感測裝置，該感應螺絲包括一基座，該基座供該套接頭套設結合。
  3. 如請求項2所述的螺絲應力感測裝置，其中該基座呈凸形或凹形。
  4. 如請求項2所述的螺絲應力感測裝置，該基座上設置至少一第一外露接腳，該套接頭則相對應設有至少一第二外露接腳，該第一外露接腳連結該第二外露接腳供該應變訊號傳遞。
  5. 如請求項1所述的螺絲應力感測裝置，該顯示器更包括一太陽能發電板。
  6. 一種螺絲應力感測裝置，包含有：一感應螺絲，該感應螺絲傳遞一應變訊號；一套接頭，該套接頭用於套合該感應螺絲； 一無線收發器，該無線收發器設置於該套接頭上；以及一顯示器，該顯示器與該無線收發器無線連接，該顯示器顯示該應變訊號。
  7. 如請求項6所述的螺絲應力感測裝置，該感應螺絲包括一基座，該基座供該套接頭套設結合。
  8. 如請求項6所述的螺絲應力感測裝置，其中該無線收發器係透過紅外線、藍芽或近場通訊無線連結。
  9. 如請求項7所述的螺絲應力感測裝置，其中該基座呈凸形或凹形。
  10. 如請求項9所述的螺絲應力感測裝置，該基座上設置至少一第一外露接腳，該套接頭則相對應設有至少一第二外露接腳，該第一外露接腳連結該第二外露接腳供該應變訊號傳遞。
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