TWM530217U - 電動起子工作檢測裝置 - Google Patents

Description

電動起子工作檢測裝置

本創作係有關於一種電動起子工作檢測裝置，特別是一種可以檢測電動起子工作狀態的電動起子工作檢測裝置。

電動起子為一種可以將螺絲鎖固在產品上的工具，為了避免螺絲鎖緊後電動起子的馬達仍繼續轉動導致馬達燒壞，會在現有的電動起子中加裝一離合器單元，一旦螺絲鎖緊後，該離合器單元即會偵知，使電動起子的工具頭暫時性的脫離電動馬達的驅動以保護電動起子的工具頭及馬達。

然而，上述之電動起子的保護機制仍有可能因為鎖固不同尺寸的螺絲時導致電動起子無法正確判斷螺絲是否已經完全鎖固，而導致電動起子的馬達持續運轉。因此，在中華民國公告第M377301號的專利中揭露一種電動起子，該電動起子包含一控制單元，透過該控制單元可在電動起子運轉超過鎖固時間上限時發出一警告訊號，通知使用者該電動起子過度鎖固。另外，在中華民國公告第M458284號的專利中揭露一種電動起子，該電動起子包含一運轉檢測單元，透過該運轉檢測單元可在電動起子運轉低於鎖固時間下限時發出一警告訊號以通知工作人員螺絲未正確鎖固。

透過上述改良的電動起子，可在電動起子鎖固螺絲超過鎖固時間上限或鎖固時間下限的時候，告知工作人員，以防止電動起子的馬達燒壞或者螺絲沒有正確鎖緊。然而，上述的電動起子都是於電動起子上發出警告訊號，讓使用電動起子的工作人員可以進一步了解電動起子的使用狀態，但是在自動化設備日新月異的今日，電動起子有可能是裝設在機械手臂或機器人上， 透過遠端的控制主機傳送控制訊號(例如正轉、反轉等操作訊號)以遙控機械手臂或機器人操控電動起子，但是機械手臂或機器人不會觀看或聽到警告訊號，因此需要一種工作檢測裝置可以了解電動起子的工作狀態，讓工作人員可以遠端控制電動起子，防止電動起子的馬達燒壞或者螺絲沒有正確鎖緊的狀況發生。

本創作的目的在提出一種電動起子工作檢測裝置，除了可以防止電動起子的馬達燒壞外，更可以讓工作人員可以遠端控制電動起子的起動以及正反轉。

根據上述的目的，本創作提供一種電動起子工作檢測裝置，包含：至少一檢測單元，包含：一驅動模組，設置於一電動起子內部，供啟動該電動起子的一馬達；一運轉偵測單元，設置於該電動起子內部，包含：一啟動偵測模組，與該驅動模組以及該電動起子的一手動開關連接，供偵測該電動起子的啟動與正反轉；一轉速偵測模組，與該電動起子的該馬達連接，偵測該馬達的轉速；一工作偵測模組，與該電動起子的該馬達連接，偵測該馬達的電壓與電流；一第一傳輸單元，供周邊設備與該電動起子連接；一控制主機，包含：一第二傳輸單元，可供與該第一傳輸單元連接，以使該電動起子與該控制主機連接； 一顯示裝置，該控制主機接收該運轉偵測單元之該啟動偵測模組、該轉速偵測模組與該工作偵測模組的啟動訊號、轉速訊號、該馬達的電壓與電流後，於該顯示裝置顯示該電動起子的工作狀態；一計數器，設置於該控制主機內部，根據該控制主機接收的啟動訊號、轉速訊號以及馬達電壓與電流計算正轉次數、反轉次數以及鎖固螺絲的次數。

本創作的電動起子工作檢測裝置，除了具有可以防止電動起子之馬達過度轉動而燒毀的設置，更可以透過控制主機上控制、管理或監看多個電動起子的工作狀況，例如由控制主機控制多個電動起子轉動工作或跳脫停止，而當電動起子工作異常時，可以從控制主機的顯示裝置上發現異常狀況，工作人員可以在第一時間進行維修或更換。

10‧‧‧檢測單元

11‧‧‧驅動模組

12‧‧‧運轉偵測單元

121‧‧‧啟動偵測模組

122‧‧‧轉速偵測模組

123‧‧‧工作偵測模組

13‧‧‧第一傳輸單元

14‧‧‧手動開關

15‧‧‧馬達

16‧‧‧微處理器

17‧‧‧記憶體

20‧‧‧控制主機

21‧‧‧第二傳輸單元

22‧‧‧顯示裝置

23‧‧‧計數器

30‧‧‧電動起子

圖1為本創作之電動起子工作檢測裝置的方塊圖。

圖2為本創作之電動起子的方塊圖。

圖3為本創作之電動起子的剖面示意圖。

圖4為判斷電動起子是否正確鎖固螺絲的步驟流程圖。

圖5為控制主機的工作流程圖。

請參閱圖1、圖2與圖3，電動起子工作檢測裝置包含檢測單元10與一控制主機20。檢測單元10安裝在每個電動起子30上，且該檢測單元10包含一驅動模組11、一運轉偵測單元12與一第一傳輸單元13，該控制主機20包含一第二傳輸單元21與一顯示裝置22。在本創作中，每個電動起子30除了具有檢測單元10外，更包含一手動開關14、一馬達15、一微處理器16與一記憶體17。

運轉偵測單元12包含一啟動偵測模組121、一轉速偵測模組122與一工作偵測模組123，啟動偵測模組121分別與電動起子30之手動開關14以及驅動模組11連接，轉速偵測模組122以及工作偵測模組123分別與馬達15連接。微處理器16分別與啟動偵測模組121、轉速偵測模組122、工作偵測模組123以及記憶體17連接。第一傳輸單元13可供該電動起子30與外部周邊設備(如控制主機20等)連接，進一步來說，在本創作中，係分別透過第一傳輸單元13與第二傳輸單元21以將至少一電動起子30與控制主機20連接。

控制主機20可經由第一傳輸單元13以及第二傳輸單元21透過驅動模組11所產生的啟動訊號控制電動起子30的所有動作，例如電動起子30的正轉、反轉或停止等，並可將驅動模組11控制電動起子30的所有動作顯示在顯示裝置22上。工作人員可以透過電動起子30的手動開關14直接操作電動起子30，或者工作人員也可以透過控制主機20遠端控制電動起子30的操作。

啟動偵測模組121可偵測電動起子30之手動開關14或驅動模組11的開啟與關閉以及電動起子30的正反轉，進一步來說，工作人員透過驅動模組11或啟動手動開關14控制電動起子30正反轉時，啟動偵測模組121可偵測到驅動模組11或手動開關14的啟動訊號，並將啟動訊號傳遞至控制主機20，並於控制主機20的顯示裝置22顯示電動起子30的工作狀態(如開啟、停止、轉動時間、轉動次數或正反轉等狀態)。

轉速偵測模組122可偵測電動起子30之馬達15的轉速，根據馬達15的轉速輸出一轉速訊號至控制主機20，並透過控制主機20的顯示裝置22顯示馬達15的轉速數據。另外，轉速偵測單元122包含一霍爾感測元件，透過該霍爾感測元件偵測馬達15的磁感應極性變化，以計算出馬達15的運轉圈數。

工作偵測模組123可偵測馬達15的電壓與電流，微處理器16分別從轉速偵測模組122接收所偵測的轉速與從工作偵測模組123接收所偵測的電壓 與電流以計算電動起子30之馬達15工作時的扭力，並輸出一扭力訊號至控制主機20，控制主機20根據扭力訊號於顯示裝置22顯示電動起子30從開始至跳脫停止的扭力。

透過運轉偵測單元12的啟動偵測模組121、轉速偵測模組122與工作偵測模組123可以將電動起子30的馬達轉速、馬達電壓、馬達電流以及馬達扭力等訊息傳遞至控制主機20，然後透過顯示裝置22顯示電動起子30的馬達轉速、馬達電壓、馬達電流以及馬達扭力，讓工作人員可以了解電動起子30的使用情形。因此，工作人員可以根據電動起子30的運轉工作期間區間的使用情形(如轉動時間、轉動圈數或扭力等)，了解電動起子30是否工作正常。另外，如何設計控制主機20將所接收之啟動訊號、轉速訊號、馬達電壓或馬達電流轉換為數據顯示於顯示裝置22上為本領域具有通常知識者所熟知，在此不再贅述。

進一步來說，控制主機20更包含一計數器23，該計數器23設置於該控制主機20內部，該計數器23可根據控制主機20所接收的啟動訊號、轉速訊號或馬達電壓與電流計算電動起子30從開始至跳脫停止的正轉次數、反轉次數或鎖固螺絲的次數等，因此控制主機可以根據計數器23所計算正轉次數判斷鎖固是否正確。工作人員可以經由控制主機20設定電動起子30鎖固螺絲所需的次數，或者工作人員可以直接在電動起子30上設定鎖固螺絲所需的次數，若鎖固不正確，透過控制主機20顯示警示訊息於顯示裝置22上。另外，控制主機20除了可以透過計數器23計算的正轉次數來判斷是否正轉次數達到鎖固螺絲的次數以外，控制主機20也可以透過從轉速偵測模組122接收的轉速訊號計算馬達15的運轉圈數，以及根據啟動偵測模組121所接收的啟動訊號計算電動起子30的從開始至跳脫停止的運轉圈數，判斷鎖固是否正確。如何透過本創作的啟動 偵測模組121、轉速偵測模組122與控制主機20判斷電動起子30是否將螺絲鎖固，其詳細說明如下。

本創作的微處理器16可根據所計算的扭力判斷電動起子30是否將螺絲鎖緊，該記憶體17儲存電動起子30鎖固螺絲時的扭力數據。透過下列步驟，判斷電動起子30是否正確鎖固螺絲。請參閱圖4，在步驟S401中，運轉偵測單元12判斷電動起子30是否開始啟動，其中，運轉偵測單元12可以根據是否接收到啟動訊號判斷電動起子30是否啟動。當運轉偵測單元12判斷電動起子30開始運轉後，在步驟S402中，運轉偵測單元12判斷電動起子30的馬達15是正轉或是反轉，其中，運轉偵測單元12可以根據啟動訊號的種類(例如訊號的高或低等)判斷電動起子30的馬達15是正轉還是反轉。在步驟S403中，當電動起子30的馬達15在正轉時，該微處理器16計算馬達15正轉開始至馬達15停止時的扭力、運轉圈數以及運轉時間。

反之，在步驟S404中，若馬達15是在反轉時，則無需進行扭力的計算。在步驟S403中計算馬達15正轉開始至馬達15停止時的扭力之後，在步驟S405中，透過該微處理器16判斷螺絲是否正確鎖固。在步驟S406中，在該微處理器判斷螺絲是否正確鎖固的過程中，透過微處理器16將電動起子30正轉時的扭力、運轉圈數以及運轉時間與儲存於記憶體17的扭力、運轉圈數以及運轉時間進行比較，當工作時的扭力、運轉圈數以及運轉時間小於儲存於記憶體17的扭力、運轉圈數以及運轉時間，微處理器16輸出一未鎖固訊號。在步驟S407中，當工作時的扭力、運轉圈數以及運轉時間大於儲存於記憶體17內的扭力、運轉圈數以及運轉時間，微處理器16輸出一停止訊號至驅動模組11，驅動模組11根據停止訊號停止電動起子30的運轉。透過上述的方法使本創作的電動起子30具有保護機制，以防止電動起子30在螺絲鎖緊後繼續轉動導致馬達15燒壞。

另外，本創作的也可以透過電動起子工作檢測裝置在控制主機20的顯示裝置22上顯示電動起子30的工作狀態，在步驟S405中，當電動起子30正轉時的扭力、運轉圈數以及運轉時間小於儲存於記憶體17內的扭力、運轉圈數以及運轉時間，顯示裝置22顯示之電動起子30的扭力、運轉圈數以及運轉時間等數據為正常(例如將扭力、運轉圈數以及運轉時間等數據顯示為藍色等)。而在步驟S406中，當電動起子30正轉時的扭力、運轉圈數以及運轉時間大於儲存於記憶體17內的扭力、運轉圈數以及運轉時間時，微處理器16所輸出的停止訊號會傳遞至控制主機20，控制主機20在顯示裝置22顯示的扭力、運轉圈數以及運轉時間等數據為異常(例如將扭力、運轉圈數以及運轉時間等數據顯示為紅色等)，透過上述的方式，本創作之電動起子工作檢測裝置除了可以防止電動起子30的馬達15過度運轉而燒壞，更可以在控制主機20的顯示裝置22上了解每個電動起子30的工作狀態以及是否工作異常，讓工作人員可以了解電動起子30的使用情形，若有異常，可以盡早進行電動起子30的維修與更換。另外，在此需要說明的是，記憶體17所儲存之扭力、運轉圈數以及運轉時間可以是電動起子30出廠時就已經預先設定的，也可以是工作人員透過控制主機20另外設定的，在此並不侷限，而如何將扭力、運轉圈數以及運轉時間等數值儲存於記憶體17內為本領域具有通常知識者所熟知，且非本創作的重點，在此不再贅述。

請參閱圖5，當控制主機20開啟時，在步驟S501中，在顯示裝置22上顯示開機畫面。當顯示裝置22顯示完開機畫面後，在步驟S502中，顯示裝置22顯示計數器23所計算之電動起子30的扭力、計數圈數或運轉時間，控制主機20可以設定開機時所顯示之電動起子30的扭力、計數圈數或運轉時間歸零，或者開機時顯示之計數器23所計數的電動起子30的扭力、計數圈數或運轉時間為上次電動起子30運轉時的扭力、計數圈數或運轉時間，在此並不侷限。在步驟S503中，控制主機20偵測是否接收到工作訊號，若控制主機20接收到工作訊 號，在步驟S504中，控制主機20傳送命令訊號至電動起子30，在步驟S505中，電動起子30接收命令訊號開始工作，並在工作結束後回到步驟S502，顯示裝置22顯示計數器23所計算之電動起子30的扭力、計數圈數或運轉時間。若控制主機20沒有接收到工作訊號，進入步驟S506，控制主機20在設定模式中，可進行控制主機20的系統設定或環境設定等，直到接收到工作訊號進入步驟S503。

透過本創作的電動起子工作檢測裝置，除了具有可以防止電動起子之馬達過度轉動而燒毀的設置，更可以透過控制主機上監看每個電動起子的工作狀況，當電動起子工作異常時可以在第一時間進行維修或更換。

10‧‧‧檢測單元

11‧‧‧驅動模組

12‧‧‧運轉偵測單元

13‧‧‧第一傳輸單元

20‧‧‧控制主機

21‧‧‧第二傳輸單元

22‧‧‧顯示裝置

23‧‧‧計數器

Claims (6)

1. 一種電動起子工作檢測裝置，包含：至少一檢測單元，設置於一電動起子內部，該檢測單元包含：一驅動模組，供啟動該電動起子的一馬達；一運轉偵測單元，包含：一啟動偵測模組，與該驅動模組以及該電動起子的一手動開關連接，供偵測該電動起子的啟動與正反轉；一轉速偵測模組，與該電動起子的該馬達連接，偵測該馬達的轉速；一工作偵測模組，與該電動起子的該馬達連接，偵測該馬達的電壓與電流；一第一傳輸單元，供該電動起子與一周邊設備連接；一控制主機，包含：一第二傳輸單元，供與該第一傳輸單元連接；一顯示裝置，設置於該控制主機上，該控制主機接收該運轉偵測單元之該啟動偵測模組、該轉速偵測模組與該工作偵測模組的啟動訊號、轉速訊號、該馬達的電壓與電流後，於該顯示裝置顯示該電動起子的工作狀態；一計數器，設置於該控制主機內部，根據該控制主機接收的啟動訊號、轉速訊號以及該馬達的電壓與電流計算正轉次數、反轉次數以及鎖固螺絲的次數。
2. 如請求項1所述之電動起子工作檢測裝置，其中該控制主機操控該驅動模組以控制該電動起子。
3. 如請求項1所述之電動起子工作檢測裝置，其中該控制主機根據所接收的該啟動訊號、該轉速訊號與該工作訊號計算該正轉次數、該反轉次數或該鎖固螺絲的次數，判斷該電動起子的鎖固狀態。
4. 如請求項1所述之電動起子工作檢測裝置，其中該檢測單元更包含：一微處理器，設置於該電動起子內，並連接該啟動偵測模組與該轉速偵測模組，供計算該電動起子的扭力與判斷該電動起子的鎖固狀態；一記憶體，與該微處理器連接，供儲存該電動起子鎖固時的扭力數據。
5. 如請求項1所述之電動起子工作檢測裝置，其中該轉速偵測模組包含一霍爾感測元件，該霍爾感測元件供偵測該馬達的磁感應極性變化以輸出該馬達的轉速。
6. 如請求項1所述之電動起子工作檢測裝置，其中該顯示裝置所顯示之該電動起子的該工作狀態為該電動起子的開啟、運轉圈數、扭力或正反轉狀態。