TWM556196U - 電動棘輪式扭力扳手 - Google Patents

Abstract

本創作係關於一種電動工具，特別是一種電動棘輪式扭力扳手，其包含一馬達具有一馬達驅動軸，一驅動總成耦接於該馬達驅動軸並被該馬達驅動，一輸出總成耦接於該驅動總成並具有一輸出構件會由該驅動總成接受扭力，而使該輸出構件能繞一軸線旋轉，及一轉換總成設在該馬達和該輸出總成之間，當該馬達不作動時，能回應於該電動工具正被以人力繞該軸線轉動，而來測量經由該輸出構件所施的扭力之量。

Description

電動棘輪式扭力扳手

本案要請求2016年9月13日之申請中的No. 62/393,862美國臨時專利申請案之優先權，其完整內容以參照方式併入本文。

本創作係有關一種電動工具，更特別有關一種電動棘輪式扭力扳手。

電動棘輪式扳手典型包含一馬達，一驅動總成被該馬達驅動，及一旋轉輸出件用以施加扭力於一固緊物。該馬達可藉電力(例如一DC或AC電源)或加壓空氣來驅動。

本創作係提出一種電動棘輪式扭力扳手。在一態樣中，本創作提供一種電動工具，包含一馬達具有一馬達驅動軸，一驅動總成耦接於該馬達驅動軸且被該馬達驅動，一輸出總成耦接於該驅動總成，並具有一輸出構件會由該驅動總成接受扭力，而使該輸出構件繞一軸線旋轉，及一轉換總成設在該馬達與輸出總成之間，用以當該馬達不作動時，回應於該電動工具正被以人力繞該軸線轉動，而來測量經由該輸出構件所施的扭力之量。

在另一態樣中，本創作提供一種棘輪式扭力扳手，包含一殼體，一電池包可移除地耦接於該殼體，一馬達當作動時會由該電池包接受電力。該馬達具有一馬達驅動軸可繞一第一軸線旋轉。該扭力扳手更包含一驅動總成耦接於該馬達驅動軸，且當該馬達作動時會被驅動，一輸出總成耦接於該驅動總成並具有一輸出構件其會由該驅動總成接受扭力，而使該輸出構件繞一垂直於該第一軸線的第二軸線旋轉，及一轉換總成設在該馬達與輸出總成之間，用以當該馬達不作動時，使用由該電池包接受的電力而回應於該電動工具正被以人力繞該第二軸線轉動來測量經由該輸出構件所施的扭力之量。

在另一態樣中，本創作提供一種判定用於一電動工具的固緊操作之尖峰扭力的技術。該技術包括檢測出該電動工具係正在進行一用於一第一固緊物的固緊操作，及使用該電動工具之一扭力感測器來判定用於該固緊操作的扭力值。該技術亦包含，使用該電動工具之一電子處理器來記錄用於該固緊操作的扭力值，以產生該固緊操作的記錄扭力值，並由該等記錄扭力值判定一尖峰扭力值，其中該尖峰扭力值對應於該固緊操作。該技術更包含提供該尖峰扭力值之一指示。

在另一態樣中，本創作提供一種可判定用於固緊操作的尖峰扭力之電動工具。該電動工具包含一馬達會驅動一工具頭件，一扭力感測器會判定該工具頭件之一輸出扭力，一位置感測組配成能判定該電動工具之一相對位置，一傳送器組配成能由該電動工具傳送資訊至一遠方裝置，及一電子處理器耦接於該扭力感測器、該位置感測器、和該傳送器。該電子處理器係組配成能用該位置感測器來判定該電動工具正在進行一第一固緊物的固緊操作，及用該扭力感測器來判定該固緊操作的扭力值。該電子處理器亦組配成能記錄該固緊操作的扭力值來產生該固緊操作的記錄扭力值，並由該等記錄扭力值來判定一尖峰扭力值，其中該尖峰扭力值對應於該固緊操作。該電子處理器更組配成能提供該尖峰扭力值之一指示。

本創作的其它態樣將可參酌詳細說明和所附圖式而更清楚得知。

圖1示出一電池供電驅動的手持棘輪式扭力扳手10。該扳手10包含一主殼體12及一電池包16附接於該主殼體12。該電池包16係為一可移除並可充電的12V電池包，而包含3個鋰離子電池胞元。在其它的構造中，該電池包可包含更少或更多的電池胞元，譬如該電池包為一14.4V的電池包，一18V的電池包，或類似者。附加或另擇地，該等□池胞元可具有與鋰離子不同的化學物，例如鎳鎘、鎳金屬氫化物，或類似物等。

該電池包16係沿軸線A(圖5)的軸向插入該主殼體12中之一空穴內，並卡扣成與該主殼體12連接。該電池包16包含一閂扣17(圖1)，其能被壓下來由該扳手10釋放該電池包16。在其它構造中，該扳手10包含一纜線並由一遠處的電源供電，譬如一連接於該纜線的AC電源。在另一構造中，該扳手10可為一氣動工具，係經由一未示出的旋轉空氣葉片馬達藉加壓的空氣流來驅動。於此構造中，取代該□池包16和電馬達18，該扳手10包含一旋轉空氣葉片馬達(未示出)，及一連接器(未示出)用以承接加壓空氣。在其它構造中，其它的動力源可能被使用。

請參閱圖2，該扳手10包含一馬達18，一馬達驅動軸20由該馬達18伸出並繞該軸線A定心，及一驅動總成22耦接於該驅動軸20用以驅動一輸出總成24。該輸出總成24會界定一中心軸線B實質上垂直於該軸線A，而將被更詳細說明於後。如圖1和2中所示，該扳手10亦包含一致動器，譬如一押片28，用以作動一電開關26來將該馬達18連接於該電池包16。

請參閱圖2～5，該驅動總成22包含一行星齒輪系34置設在該馬達18與輸出總成24之間，並位在一齒輪罩殼36內。該行星齒輪系34包含一太陽齒輪38耦接成能與該馬達驅動軸20一起旋轉，一行星載體40，三個行星齒輪42可旋轉地被支撐在該載體40上，及一環齒輪44固定在該齒輪罩殼36內。因此，由該馬達18接受的扭力會因該行星齒輪系34而增加，其亦會提供一相比於該馬達驅動軸20之旋轉速度更為減少的旋轉輸出速度。

該驅動總成22亦包含一多件式曲柄軸46具有一偏心構件48，其會更詳細說明於後，一驅動襯套50在該偏心構件48上，及二滾針軸承52支撐著該曲柄軸46以供分別在該齒輪罩殼36及一頭件14中旋轉，其係耦接於該齒輪罩殼36。請參閱圖2和5，該輸出總成24包含一軛54及一砧56將該軛54可旋轉地支撐於該頭件14內。該砧56包含一輸出構件102(圖1)，譬如一方形頭用以承接插口。該輸出總成24亦包含一掣爪58被一銷64及一變換旋鈕60可樞轉地耦接於該軛54。該軛54、砧56、及變換旋鈕60係沿該軸線B定心。如圖6中所示，該輸出總成24亦包含一彈簧66及彈簧套蓋68被支撐成能與該變換旋鈕60一起旋轉。要調整扭力經由該輸出總成24被傳送的旋轉方向時，該變換旋鈕60會在兩個位置之間被轉動，而使該掣爪58能繞該銷64(藉由與該彈簧套蓋68滑動接觸)於一第一位置與一第二位置之間樞轉，在第一位置時扭力係以一順時鐘旋轉方向(藉該軛54)傳送至該砧56，在第二位置時扭力係以一反時鐘旋轉方向傳送至該砧56。至少該軛54和砧56之一組合可包含一棘輪機構。該輸出總成24更包含一掣子(例如一鋼珠70)及一彈簧72可向外偏壓該鋼珠70，以將插口扣持在該輸出構件102上，如圖5中所示。

請參閱圖3和4，該頭件14係由鋼一體地形成，而包含一圓筒狀部84、一相鄰的肩部86，及相隔分開的第一和第二耳部90、92，其間係容納該軛54。該第一耳部90包含一第一孔隙94，且第二耳部92包含一第二孔隙96。該第一和第二孔隙94、96係繞該軸線B定心。該軛54係在一垂直於軸線B的方向容納於該第一和第二耳部90、92之間。該砧56係容納於該第一和第二孔隙94、96中，且該變換旋鈕60係容納於該第一孔隙94中。該第一耳部90包含一外表面100與該第二耳部92相背離。該變換旋鈕60係完全地凹沈於該第一耳部90內，而使該旋鈕60不會交會該外表面100所界定之一平面，且係完全地置設在該外表面100的一側，其上係設有該輸出構件102者，如在圖6的截面圖中所見。該外表面100係相反且背離於該輸出構件102。

如圖6中所示，該扳手10的輸出總成24包含一單爪棘輪設計。該掣爪58係設在該第一和第二耳部90、92之間。該軛54會被該偏心構件48在一第一方向與一第二方向之間繞該軸線B擺動。該軛54之由一孔隙界定的內徑包含齒49等(圖2和6)，其當該軛54以該第一方向移動時，會與該掣爪58的斜齒59嚙合。當該掣爪58以相反於該第一方向的第二方向移動時，該軛齒49會相對於該掣爪58的斜齒59滑動，因此只有一個運動方向會由該軛54傳送至該輸出構件102。該變換旋鈕60會與該彈簧66和彈簧套蓋68合作來相對於該銷64定向該掣爪58，因此當該變換旋鈕60被旋轉至一倒反位置時，則相反的運動方向會由該軛54傳送至該輸出構件102。在該扳手10的其它構造中，該輸出總成24可另擇地包含一雙爪設計。

請參閱圖7，該扳手10更包含一轉換總成118係與該軸線A、該馬達18和該頭件14共線並同軸置設。如後之更詳細說明，該轉換總成118在當該扳手10被以人力繞該軸線B轉動(而該馬達18不作動)時，會檢測該輸出構件102的扭力輸出，且當該扭力輸出達到一預定的扭力值或扭力臨界值時，會(透過一顯示裝置)指示於一使用者。例如，該扳手10可包含一發光二極體(LED)124(圖5)用以在使用該扳手10時照亮一工件。但，當該扳手10係以人力繞該軸線B轉動時，回應於一預定的扭力值或扭力臨界值已經達到，則該LED 124可以閃爍來訊示該使用者表示預定的扭力值已達到。

請參閱圖5和7，該轉換總成118係置設在該頭件14與齒輪罩殼36之間，並與其互接。該轉換總成118包含一框120界定出一第一圓筒座122其會容納該齒輪罩殼36的一部份並(例如藉固緊物)固接於它，其則又附接於該殼體12(或與之形成一體)。該框120亦包含一第二圓座130其會容納該頭件14的圓筒狀部84，並(例如藉固緊物)固接於它。該框120更包含二樑134延伸於該第一和第二圓筒座122、130之間。在如圖9所示的其它實施例中，一轉換總成218會稍異地類似於該轉換總成118，可包含一框係與該頭件14一體地形成，因此該轉換總成218的框和該頭件14係為單一的組件。

請參閱圖5和7，該等樑134係平行且偏離於該軸線A，因此一空氣隙138會存在於該二樑134之間。又，該轉換總成118包含一或更多個感測器(例如應變計142)耦接於該各樑134，用以回應於一施加於該等樑134之彎曲力或力矩來檢測出該各樑134上的應變。該等應變計142係電連接於該扳手10之一高階或主控制器，用以傳送由該等應變計142所產生之正比於該各別的樑134所經歷之變應量值的各別電壓訊號，其係代表當該扳手10被以人力繞軸線B轉動(而該馬達18不作動)時由該輸出構件102施加於一工件(例如一固緊物)的扭力。雖該轉換總成118包含二個樑134，但在其它實施例中，該轉換總成118可另擇地被形成具有更少或更多於二個樑134，及一對應數目的應變計142。例如並請參閱圖10，轉換總成318係被形成具有單一的樑334及單一個應變計342延伸於該第一和第二圓筒座322、330之間。

圖11和12示出可與圖1的扭力扳手10一起使用的又另一轉換總成418。該轉換總成418包含一框420具有二圓筒座422、430，及一樑434延伸於其間。不像前述轉換總成中的樑，該樑434係為中空並有一實質上方形的截面形狀(圖12)。因此，該樑434包含四個壁434a-d以直角連接在一起，且各壁434a-d皆具有一壁厚度439為大約1mm至3mm。更具言之，該各壁434a-d的壁厚度439係約為2mm。該轉換總成418亦包含一應變計442在該各壁434a、434b之一外表面上，用以檢測該等樑434上的應變。在其它實施例中，每個該等壁434a-d皆可包含一相關的應變計442。因為該樑434是中空的，故一空氣隙438會存在而該曲柄軸46會延伸穿過它。

圖13和14示出可與圖1的扭力扳手10一起使用的又另一轉換總成518。該轉換總成518包含一框520具有二圓筒座522、530，及一樑534延伸於其間。類似於該樑434，該樑534係為中空，但具有一實質上管形的截面(圖14)而非一方形截面。該樑534具有一大約0.5mm至1.5mm的壁厚度539。更具言之，該壁厚度539係約為1mm。該轉換總成518亦包含二應變計542設在該樑534的外表面上，且彼此相隔分開90度。在其它實施例中，該樑534可包含多於兩個的應變計542，其係以不同的角度間隔互相隔開。因為該樑534是中空的，故一空氣隙538會存在，而該曲柄軸46會延伸穿過它。

請參閱圖2和5，該多件式曲柄軸46包含一第一軸157具有該偏心構件48在其之一前端，及一第二軸158具有一後端耦接成可與該載體40一起旋轉。該第一和第二軸157、158係藉由一萬向接頭(即U形接頭162)耦接成可一起旋轉。或者，一旋轉栓槽或一可撓軸，或其它的耦接物等，其可容許該等軸157、158之間不對準而亦能由該軸157傳送扭力至該軸158者，可被用來取代該U形接頭162。又，該等軸157、158亦可被一體地形成為單一可撓性軸。該U形接頭162係設在該轉換總成118之二樑134間的空氣隙138內，可在該等樑134受到撓彎時允許該二軸157、158之間沿該軸線A不對準。特別是，該U形接頭162包含一插口166及一銷170其係承納於該插口166內，而使該銷170可在該插口166內樞轉。結果，該U形接頭162會允許該第一軸157能繞一縱軸旋轉，其係與該馬達驅動軸20的軸線A不共線。

請參閱圖8，該扳手10亦包含一顯示裝置146，而該轉換總成118會與其相接(即透過該高階或主控制器)，來顯示當該扳手10被以人力繞軸線B轉動且該馬達18不作動時，由該輸出構件102輸出的數字扭力值。此一顯示裝置146(例如一顯示螢幕)可被置設在該殼體12及／或該齒輪罩殼36上，或可被遠離於該扳手10地置設(例如一行動電子裝置)。在該扳手10構製成與一遠方顯示裝置相接的一實施例中，該扳手10可包含一傳送器(例如使用藍牙或WiFi傳輸協定)，用以將該輸出構件102所達到的扭力值無線地傳訊至該遠方顯示裝置。請參閱圖8，該板上顯示裝置146會指示由該轉換總成118所測得的數字扭力值。該扳手10亦包含一視覺指示器，譬如一LED 150，及一可聽式指示器，譬如一蜂鳴器154，其可與該LED 124配合或分開地操作，在當一預定的扭力設定值達到時來指示給一使用者。一使用者亦可用鄰近該顯示裝置146被提供的按鈕156來調整該等預定的扭力設定值。

在該扳手10操作時，該使用者首先會使用該等按鈕156及該顯示裝置146所提供的反饋來設定一預定的扭力值或設定值。然後，該使用者會作動該押片28，其會作動該馬達18來對該輸出構件102提供迅速突發的扭力，而使其旋轉，當該軛54繞該軸線A樞轉地往復運動時。以此方式，一固緊物(例如一螺栓或螺帽)能被該輸出構件102迅速地驅動至一工件上的定置位置。在該固緊物定置於該工件上後，該使用者可釋放該押片28，而使該馬達18不作動。或者，該扳手10的控制系統可被組配成當該固緊物被定置於該工件上時即會使該馬達18不作動，而無需該使用者釋放該押片28。在任一情況下，當該馬達18不作動時，該轉換總成118可保持有效以回應於該扳手10正被該使用者以人力繞該軸線B轉動，而來測出施加於該輸出構件102和該固緊物上的扭力。在此時，該輸出構件102會變成有效旋轉地鎖住於該頭件14(以及該殼體12)，彼時該砧56和連接的掣爪58會反向驅動該軛58，其則不能夠再進一步反向驅動該曲柄軸46上的偏心構件48。

若該使用者繞該軸線B施加一旋轉力或力矩於該扳手上(而該馬達不作動)，則該轉換總成118的樑134會受到撓彎，並因此產生應變。該扳手10的控制器，其可被實施為一電子處理器1025(圖15)，會監視該應變計126所輸出的訊號，將該等訊號轉改成一扭力值，將所測得的扭力相較於一或多個由該使用者輸入的預定值或設定值，及啟動該LED 150(及／或該LED 124來改變該工件之一發光圖案)以訊示該扳手10的使用者一最終所需的扭力值已經施加於一固緊物。當該最終所需的扭力值已經施加於一固緊物時，該扳手10亦可啟動該蜂鳴器154來對該使用者提供一可聽見的訊號。

圖15為一與一遠方裝置1005通訊的電動工具1000之一實施例的方塊圖。在某些實施例中，該電動工具1000係為上述的棘輪式扭力扳手10。在其它實施例中，該電動工具1000可為一不同的電動工具，譬如一鑽孔機／驅轉機，一鎚鑽機，或類似者等。該遠方裝置1005係例如為一智慧手機、一膝上電腦、一平板電腦、一桌上電腦，或類似者等。

該電動工具1000包含一電源供應器1010，一馬達1015，一反相橋1020，一電子處理器1025，一扭力感測器1030，一位置感測器1035，及一傳接器1040。在某些實施例中，該電動工具1000更包含前述的LED 124、應變計142、顯示裝置146、蜂鳴器154、及按鈕156等，其係電連接於該電子處理器1025並如前述地操作。該遠方裝置1005包含一裝置電子處理器1055、一裝置記憶體1060、一裝置傳接器1065、及一裝置輸入／輸出介面1070。該裝置電子處理器1055、裝置記憶體1060、裝置傳接器1065、及裝置輸入／輸出介面1070會經由一或更多的控制及／或資料滙流排(例如一通訊滙流排1075)來互相通訊。圖15僅示出一電動工具1000與一遠方裝置1005之一實施例。該電動工具1000及／或該遠方裝置1005可包含更多或較少的組件，並可執行與詳述於此者不同的其它功能。

如前所述，該電源供應器1010可為一電池包(例如電池包16)、一AC實用電源、或類似者等。該馬達1015係例如為一電動無刷DC馬達(譬如該電馬達18)，可由該電子處理器1025透過該反相橋1020來控制。

在某些實施例中，該電子處理器1025係被實施為一具有分開的記憶體之微處理器。在其它實施例中，該電子處理器1025可被實施為一微控制器(有記憶體在同一晶片上)。在其它實施例中，該電子處理器1025可被使用多數個處理器來實施。此外，該電子處理器1025可例如部份或完全地被實施為一場可程式化閘陣列(FPGA)，一特定用途積體電路(ASIC)，及類似者等，而因此一記憶體可以不需要或可能被修改。該裝置電子處理器1055可被以各種不同的方式來實施，包括類似於如上針對電子處理器1025所述的方式。在所示之例中，該裝置記憶體1060包含非暫時性電腦可讀的記憶體，其會儲存指令可被該裝置電子處理器1055接收並執行而來實現所述之該遠方裝置1005的功能。該裝置記憶體1060可包含例如一程式儲存區及一資料儲存區。該程式儲存區和資料儲存區可包含不同類型之記憶體的組合，譬如唯讀記憶體和隨機存取記憶體。

該傳接器1040能達成該電動工具1000與該遠方裝置1005之間的有線或無線通訊。在某些實施例中，該傳接器1040係為一傳接單元包含分開的傳送和接收組件，例如，一傳送器及一接收器。該裝置傳接器1065能達成該遠方裝置1005與該電動工具1000之間的有線或無線通訊。在某些實施例中，該裝置傳接器1065係為一傳接單元包含分開的傳送和接收組件，例如，一傳送器及一接收器。

該裝置輸入／輸出介面1070可包含一或更多的輸入機構(例如一觸控墊、一鍵墊、一按鈕、一旋鈕，及類似者等)，一或更多的輸出機構(例如一顯示器、一擴音器、及類似者等)，或其之一組合，或一組合的輸入和輸出機構譬如一觸控螢幕。

該扭力感測器1030係用來測量該電動工具1000之一輸出扭力。在所示之例中，該扭力感測器1030為一電流感測電阻器(例如一電流感測器)連接在該電動工具1000之一電流路徑中。因此該扭力感測器1030會測量流至該馬達1015之一馬達電流(其係直接正比於該輸出扭力)，並提供該馬達電流之一指示給該電子處理器1025。如所示，該電動工具1000包含該扭力感測器1030會提供一以電流為基礎的扭力測量值，及該應變計142會提供一以應變為基礎的扭力測量值。然而，在某些實施例中，該扭力感測器1030和該應變計142之一者，但非兩者，係被提供於該電動工具1000中來提供扭力測量數據給該電子處理器1025。

該位置感測器1035係用來測量該電動工具1000之一絕對或相對位置。在一例中，該位置感測器1035係為一慣性測量單元包含一加速計、一陀螺儀、一磁強計及類似者等之一或更多者。該位置感測器1035可依據一速位推算技術來判定該電動工具1000之一位置。即是，該位置感測器1035可使用一先前判定的位置，並依據得自該加速計、陀螺儀、磁強計等的讀數來前推該位置，而算出該電動工具1000之一位置。

圖16為一流程圖示出一判定用於該電動工具1000的固緊操作之尖峰扭力的技術1100之一例。如圖16中所示，該技術1100包含檢測該電動工具1000正在進行一第一固緊物的固緊操作(在方塊1105)。該電子處理器1025可依據得自該馬達作動開關26、該位置感測器1035、及／或該扭力感測器1030的訊號，而來判定該電動工具1000正在進行一第一固緊物的固緊操作。例如，該電子處理器1025可判定一固緊操作已經開始，彼時該電子處理器1025會回應於該押片28的下壓而由該馬達作動開關26接收到一作動訊號，或當該電子處理器1025由該扭力感測器1030接收到一正扭力訊號(例如超過一作動臨界值)時。

該電子處理器1025可依據如該位置感測器1035所指示之該電動工具1000的位置，而來判定該第一固緊物的固緊操作。在某些實施例中，該電子處理器1025可將一得自該位置感測器1035的第一位置訊號指配給該第一固緊物，並儲存對應於該第一固緊物的第一位置。即是，該電子處理器1025會依據一由該位置感測器1035的輸出，而來判定該電動工具1000是在一第一位置。該電子處理器1025會提供一指示表明該電動工具1000係在一第一位置，來回應於判定該電動工具1000係在該第一位置。例如，該電子處理器1025可對該遠方裝置1005提供該指示，其會顯示該電動工具1000正在固緊一第一固緊物。類似地，當該電動工具1000移至一第二位置時，例如，用以固定一第二固緊物，則該電子處理器1025會判定該電動工具1000是在一第二位置，且回應於此，會提供一指示表明該電動工具1000係在該第二位置。

該技術1100亦包含使用該電動工具1000的扭力感測器1030來判定用於該固緊操作的扭力值(在方塊1110)。在該固緊操作期間，該扭力感測器1030會檢測該電動工具1000的輸出扭力。如前所述，在某些實施例中，該扭力感測器1030為一電流感測器，並會提供一馬達電流的指示給該電子處理器1025。該電子處理器1025會依據該馬達電流讀數來判定該電動工具1000的扭力輸出。

該技術1100更包含使用該電動工具1000的電子處理器1025來記錄該固緊操作的扭力值，以產生用於該固緊操作的記錄扭力值(在方塊1115)。該電子處理器1025可例如每一毫秒皆會由該扭力感測器1030接收扭力值。該電子處理器1025可記錄或儲存對應於該第一固緊物的固緊操作之扭力值。在某些實施例中，如更詳述於後者，該等扭力值可僅在當該固緊物開始移動(即當克服其靜摩擦)時才被記錄。該電子處理器1025會依據例如得自該馬達1015之霍耳感測器的訊號，來判定該第一固緊物已由於該固緊操作而開始移動。該等扭力值的記錄是在判定該第一固緊物已開始移動之後才開始。在某些實施例中，該等扭力值係伴隨在方塊1105中所判定的固緊物之識別(例如第一固緊物、第二固緊物等)，或在方塊1105中所判定之固緊物的位置(例如第一位置、第二位置等)之一指示，或兩者，而來被記錄。於某些實施例中，在方塊1115中所記錄的資料係儲存於該電動工具1000之一記憶體中，或在該遠方裝置1005的裝置記憶體1060中(由該傳接器1040傳送至該裝置傳接器1065之後)，或兩者中。

該技術1100亦包含由該等記錄扭力值判定一尖峰扭力值，其中該尖峰扭力值對應於該固緊操作(在方塊1120)。該電子處理器1025會由該固緊操作的記錄扭力值來判定對應於該固緊操作的尖峰扭力值。即是，該電子處理器1025可判定最高的記錄扭力值作為該固緊操作的尖峰扭力值。該電子處理器1025會提供該尖峰扭力值給該遠方裝置1005。

在某些實施例中，附加於或取代該電子處理器1025，該裝置電子處理器1055可由該等記錄扭力值來判定該固緊操作的尖峰扭力值。例如，該電子處理器1025可提供該固緊操作的扭力值給該遠方裝置1005(例如作為方塊1115的一部份)。該遠方裝置1005可在該裝置記憶體1060或另一耦接的記憶體中儲存對應於該第一固緊物所收到的第一固緊物之固緊操作的扭力值。該等扭力值可與該固緊物的識別、該固緊物位置、或兩者，一起來被儲存，以使該等扭力值相關聯於該第一固緊物的固緊操作。該裝置電子處理器1055嗣可由該等記錄扭力值來判定該固緊操作的尖峰扭力值。

在方塊1125時，該技術1100更包含提供該尖峰扭力值之一指示，其係在方塊1120時所判定者。例如，在方塊1120時執行該判定的電子處理器，不論是該電子處理器1025或裝置電子處理器1055，會在方塊1125時輸出該尖峰扭力值。提供該尖峰扭力值的指示可包含例如，顯示該尖峰值(例如在該顯示裝置146上或該裝置輸入／輸出介面1070之一顯示器上)來訊示該使用者當該固緊操作時施加於該固緊物的尖峰扭力，或儲存於該電動工具1000之一記憶體、該裝置記憶體1060，或另一耦接的記憶體(例如經由一網路耦接於該遠方裝置1005者)內，或將該尖峰扭力值傳送至另一裝置。該尖峰值的傳送可包含透過該傳接器1040將該尖峰值由該電動工具1000傳送至該遠方裝置1005的裝置傳接器1065，或可包括該遠方裝置1005將該尖峰扭力值傳送至另一裝置(例如經由一網路耦接於該遠方裝置1005者)。

於某些實施例中，在方塊1125提供該尖峰扭力值的指示之後，該技術1100會回到方塊1105來檢測另一固緊操作。

在某些實施例中，該技術1100可更包含判定該固緊操作已完成，彼時該尖峰扭力值係超過一預定的扭力臨界值。該尖峰扭力值會被相較於該預定的扭力臨界值而來判定該尖峰扭力值是否超過該預定的臨界值。當該尖峰扭力值超過該預定的扭力臨界值時，該電子處理器1025會判定該固緊操作已完成。

該技術1100亦可包括回應於該固緊操作完成而提供一指示表明該固緊操作已完成。該電子處理器1025可透過該電動工具1000提供聲音(例如蜂鳴聲或尖銳聲)，視覺的(例如發亮一LED)，或一觸覺的(例如振動反饋)訊號給該使用者，來指示該固緊操作已妥當完成。在某些實施例中，該電子處理器1025會回應於該固緊操作已完成的指示而停止該馬達1015之一操作。

在某些實施例中，當該電動工具1000移至一新的(例如第二)位置時，該電子處理器1025可停止記錄該固緊操作的扭力值。該電子處理器1025會使用該位置感測器1035來判定該電動工具1000係被移至一第二位置。該電子處理器1025會回應於判定該電動工具1000被移動至第二位置而停止記錄扭力值(例如在方塊1115)。此外，該電子處理器1025可回應於該電動工具1000被移至第二位置而提供該位置資訊、記錄扭力值，及／或該固緊操作的尖峰扭力資訊給該遠方裝置1005。

除了記錄該固緊操作的扭力值之外，該電子處理器1025亦會檢測並記錄該固緊物的角位移。該電子處理器1025可依據由該馬達1015之一霍耳效應感測單元所接收的訊號來測量該角位移。該電子處理器1025會依據該固緊物的記錄扭力值和記錄角位移來產生一扭力與角度曲線。該扭力與角度曲線會示出該電動工具1000的扭力輸出與該固緊物的角位移間之一描點圖。圖17示出該電動工具1000之一舉例的扭力與角度曲線1200。該扭力與角度曲線1200係可用於判定該固緊操作或該固緊物的特性，如詳述於後者。

如在圖17中可看出，該扭力與角度曲線包含一最初扭力突峰1205。為能使該固緊物開始移動，該電動工具1000首先必須克服靜摩擦，其會至少部份地造成該最初扭力突峰1205。一旦該固緊物開始移動時，該電動工具1000的扭力輸出即會減降，且當該固緊物被鎖緊時則會緩慢地增升。該扭力突峰1205可能會誤導該扭力與角度曲線的分析，用以判定該固緊操作(例如該尖峰扭力)或該固緊物的特性。因此，將該最初扭力突峰1205由該扭力與角度曲線1200移除可能是有幫助的。

圖18示出一扭力與角度曲線1300而該扭力突峰1205已移除。在一例中，該電子處理器1025可依據該固緊物的角位移來移除該扭力與角度突峰。即是，該電子處理器1025可僅在當該角位移被檢測到時才開始記錄該等扭力值。在另一例中，該電子處理器1025可依據該扭力與角度曲線1200之一斜率分析來移除該扭力突峰1205。即是，該電子處理器1025可連續地判定該扭力與角度曲線1200之一斜率，並在檢測出該斜率中之一突兀的改變之前來移除該部份。若干其它的技術係可使用，並能被一通常精習於該技術者所思及，來移除該最初扭力突峰1205。

該扭力與角度曲線1300可被用來判定該固緊物(例如第一固緊物)之一屬性。例如，該電子處理器1025可依據該扭力與角度曲線來判定一固緊物的類型。各類型(或種類)的固緊物(例如一螺帽、螺栓、螺絲，及其各不同的直徑、長度、形狀和材料)皆有一特別的扭力與角度標記。在製造和測試時，不同類型的固緊物之扭力與角度曲線可被由該電動工具1000的製造者來決定。該等扭力與角度標記可被儲存於一令該類型的固緊物相關聯於其扭力與角度曲線的速查表中。在操作時，判定該固緊物的類型係藉將該扭力與角度曲線相較於儲存在該電動工具1000之一記憶體中或該裝置記憶體1060中的速查表來決定。

作為一例，前述的特徵等在當該電動工具1000被用來鎖緊例如在一組裝線或其它按序的組合製程中之眾多的固緊物時是有用的。該電動工具1000會提供用於每一固緊操作的扭力值、一扭力與角度曲線、一尖峰扭力值、及／或位置資訊給該遠方裝置1005。該遠方裝置1005可使用該位置資訊來判定那個固緊物正在被鎖緊。例如，當該遠方裝置1005收到一位置訊號指示該電動工具1000係在一第一位置，且伴隨該位置訊號或緊接於後又收到扭力值時，則該遠方裝置1005會依據指示該電動工具係在一第一位置的位置訊號來判定該電動工具1000正在鎖緊一第一固緊物，並儲存該等扭力值作為對應於該第一固緊物的固緊操作。類似地，當該遠方裝置1005收到一位置訊號指示該電動工具1000係在一第二位置，且伴隨該位置訊號或緊接其後又收到扭力值時，則被遠方裝置1005會判定該第一固緊物的固緊操作已完成，而該電動工具1000正在固緊一第二固緊物，並儲存該等扭力值作為對應於一第二固緊物的固緊操作。該遠方裝置1005會使用每個固緊物的尖峰扭力值和該扭力與角度曲線，並判定該固緊物的類型，及該固緊物是否被妥善地鎖緊。該遠方裝置1005可在該裝置輸入／輸出介面1070上顯示一指示表明該固緊物的類型及該固緊物是否被妥善地鎖緊。依據此顯示資訊，當該遠方裝置1005指示某一特定固緊物未被妥善地鎖緊時，該使用者可返回該特定固緊物來再鎖緊該固緊物。

本創作的各種特徵係陳述於以下之申請專利範圍中。

5-5、6-6‧‧‧截線
10‧‧‧電動扭力板手
12‧‧‧主殼體
14‧‧‧頭件
16‧‧‧電池包
17‧‧‧閂扣
18‧‧‧電馬達
20‧‧‧馬達驅動軸
22‧‧‧驅動總成
24‧‧‧輸出總成
26‧‧‧電開關
28‧‧‧押片
34‧‧‧行星齒輪系
36‧‧‧齒輪罩殼
38‧‧‧太陽齒輪
40‧‧‧行星載體
42‧‧‧行星齒輪
44‧‧‧環齒輪
46‧‧‧曲柄軸
48‧‧‧偏心構件
49‧‧‧齒
50‧‧‧驅動襯套
52‧‧‧滾針軸承
54‧‧‧軛 56‧‧‧砧
58‧‧‧掣爪
59‧‧‧斜齒
60‧‧‧變換旋鈕；軸鈕
64、170‧‧‧銷
66、72‧‧‧彈簧
68‧‧‧套蓋
70‧‧‧鋼珠
84‧‧‧圓筒狀部
86‧‧‧肩部
90‧‧‧第一耳部
92‧‧‧第二耳部
94‧‧‧第一孔隙
96‧‧‧第二孔隙
100‧‧‧外表面
102‧‧‧輸出構件
118、218、318、418、518‧‧‧轉換總成
120、420、520‧‧‧框
122‧‧‧第一圓筒座
124、150‧‧‧LED
130‧‧‧第二圓筒座
134、234、334、434、534‧‧‧樑
138、438、538‧‧‧空氣隙
142、342、442、542‧‧‧應變計
146‧‧‧顯示裝置
154‧‧‧蜂鳴器
156‧‧‧按鈕
157‧‧‧第一軸
158‧‧‧第二軸
162‧‧‧U形接頭
166‧‧‧插口
322、330、422、430、522、530‧‧‧圓筒座
434a-d‧‧‧壁
439、539‧‧‧壁厚度
1000‧‧‧電動工具
1005‧‧‧遠方裝置
1010‧‧‧電源供應器
1015‧‧‧馬達
1020‧‧‧反相橋
1025‧‧‧電子處理器
1030‧‧‧扭力感測器
1035‧‧‧位置感測器
1040‧‧‧傳接器
1055‧‧‧裝置電子處理器
1060‧‧‧裝置記憶體
1065‧‧‧裝置傳接器
1070‧‧‧裝置輸入／輸出介面
1075‧‧‧通訊滙流排
1100‧‧‧判定技術流程圖
1105-1125‧‧‧各步驟
1200、1300‧‧‧扭力與角度曲線
1205‧‧‧最初扭力突峰
A‧‧‧軸線
B‧‧‧中心軸線

圖1為一依據本創作之一實施例的電動棘輪式扭力扳手之一立體側視圖。

圖2為圖1的電動棘輪式扭力扳手之一分解圖。

圖3為圖1的電動棘輪式扭力扳手之一頭件的立體圖。

圖4為沿圖3中的截線4-4所採之該頭件的立體截面圖。

圖5為沿圖1中的截線5-5所採之該電動棘輪式扭力扳手的一部份之截面圖。

圖6為沿圖1中的截線6-6所採之該電動棘輪式扭力扳手的一輸出總成的一部份之截面圖。

圖7為圖1的電動棘輪式扭力扳手之一轉換總成的立體圖。

圖8為圖1的電動棘輪式扭力扳手之一顯示裝置的平面圖。

圖9為一依據本創作的另一實施例之使用於一電動棘輪式扭力扳手的轉換總成之一立體圖。

圖10為一依據本創作的又另一實施例之使用於一電動棘輪式扭力扳手的轉換總成之一立體圖。

圖11為一依據本創作的又另一實施例之使用於一電動棘輪式扭力扳手的轉換總成之一立體圖。

圖12為圖11的轉換總成沿截線12-12所採之一截面圖。

圖13為一依據本創作的又另一實施例之使用於一電動棘輪式扭力扳手的轉換總成之一立體圖。

圖14為圖13的轉換總成沿截線14-14所採之一截面圖。

圖15為一依據本創作之一實施例的電動工具，譬如圖1的電動棘輪式扭力扳手，與一遠方裝置通訊方塊圖。

圖16為一依據本創作之一實施例之判定用於圖15的電動工具之固緊操作的尖峰扭力之技術的流程圖。

圖17示出圖15的電動工具之一舉例的扭力與角度曲線。

圖18示出圖15的電動工具之一舉例的扭力與角度曲線，有一最初的扭力突峰信號被移除。

在本創作的任何實施例被詳細說明之前，應請瞭解本創作於此申請案中並不受限於詳述於以下說明或被示於以下圖式中的構造細節和組件的安排。本創作係可為其它的實施例，並能以不同的方式來被實施或完成。

Claims (44)

1. 一種電動工具，包含： 一馬達具有一馬達驅動軸； 一驅動總成耦接於該馬達驅動軸並被該馬達驅動； 一輸出總成耦接於該驅動總成並具有一輸出構件會由該驅動總成接受扭力，而使該輸出構件能繞一軸線旋轉；及 一轉換總成設在該馬達和該輸出總成之間，可當該馬達不作動時，回應於該電動工具正被以人力繞該軸線轉動，而來測量經由該輸出構件所施的扭力之量。
2. 如請求項1之電動工具，其中該馬達驅動軸係可繞一第一軸線旋轉，且其中該電動工具繞之旋轉的軸線為一垂直於該第一軸線的第二軸線。
3. 如請求項1之電動工具，其中該輸出總成包含一被該驅動總成操作的棘輪機構，該輸出構件為其之一組件。
4. 如請求項3之電動工具，其中該棘輪機構包含一軛，且其中該驅動總成包含一曲柄軸可對該軛提供一擺動輸入，用以在一第一旋轉方向繞該軸線間歇地旋轉該輸出構件。
5. 如請求項4之電動工具，其中該棘輪機構係可調整以回應於對該軛提供的擺動輸入而在一第二旋轉方向繞該軸線間歇地旋轉該輸出構件。
6. 如請求項4之電動工具，其中當該馬達不作動時，且當該電動工具被以人力繞該軸線轉動時，該輸出構件係被該軛旋轉地鎖住。
7. 如請求項1之電動工具，更包含： 一殼體，該馬達係至少部份地設於其內；及 一頭件，該輸出總成係至少部份地容納於其內，而該驅動總成會由該殼體朝該頭件延伸。
8. 如請求項7之電動工具，其中該轉換總成包含一框會互接該殼體和該頭件。
9. 如請求項8之電動工具，其中該框係與該頭件一體地形成。
10. 如請求項8之電動工具，其中該框包含一樑延伸於分別位在該樑之相反端的第一和第二座之間。
11. 如請求項10之電動工具，其中該第一座係附接於該殼體，且其中該第二座係附接於該頭件。
12. 如請求項10之電動工具，其中該樑係為一第一樑，且其中該框更包含一第二樑延伸於該第一和第二座之間。
13. 如請求項12之電動工具，其中該第一樑和第二樑係平行且互相偏離，而在該第一和第二樑之間界定一間隙。
14. 如請求項13之電動工具，其中該驅動總成包含一軸設在該第一和第二樑之間，並在該間隙內。
15. 如請求項14之電動工具，其中該軸包含一萬向接頭設在該間隙內。
16. 如請求項8之電動工具，其中該框包含一樑，且其中該轉換總成包含一感測器耦接於該樑可回應於一施加於該樑的撓彎力來檢測應變。
17. 如請求項16之電動工具，其中該感測器是一應變計。
18. 如請求項16之電動工具，其中該樑係為一第一樑且該感測器是一第一感測器，其中該框包含一第二樑平行於該第一樑，且其中該轉換總成包含一第二感測器耦接於該第二樑可回應於一施加於該第二樑的撓彎力來檢測應變。
19. 如請求項1之電動工具，更包含一顯示裝置可當該電動工具被以人力繞該軸線轉動時來指示經由該輸出構件所施的扭力之量。
20. 如請求項19之電動工具，其中該顯示裝置包含一視覺指示器可當該所施的扭力達到或超過一預定的扭力設定值時來傳訊給一使用者。
21. 如請求項20之電動工具，其中該視覺指示器在當該電動工具被以人力繞該軸線轉動時，會回應於該預定的扭力設定值已達到而發光閃爍。
22. 如請求項20之電動工具，其中該顯示裝置包含至少一輸入裝置可供調整該預定的扭力設定值。
23. 如請求項1之電動工具，更包含一電池包用以在作動時提供電力給該馬達，其中當該馬達不作動時，該轉換總成會由該電池包接受電力，而回應於該電動工具正被以人力繞該軸線轉動來測量經由該輸出構件所施的扭力之量。
24. 如請求項23之電動工具，更包含一顯示裝置其當該馬達不作動時亦會由該電池包接受電力，而回應於該電動工具正被以人力繞該軸線轉動來指示經由該輸出構件所施的扭力之量。
25. 一種棘輪式扭力扳手，包含： 一殼體； 一電池包可移除地耦接於該殼體； 一馬達當作動時會由該電池包接受電力，並具有一馬達驅動軸可繞一第一軸線旋轉； 一驅動總成耦接於該馬達驅動軸，且當該馬達作動時會被它驅動； 一輸出總成耦接於該驅動總成，並具有一輸出構件其會由該驅動總成接受扭力，而使該輸出構件繞一垂直於該第一軸線的第二軸線旋轉；及 一轉換總成設在該馬達和該輸出總成之間，可當該馬達不作動時，使用由該電池包接受的電力，而回應於該電動工具正被以人力繞該第二軸線轉動來測量經由該輸出構件所施的扭力之量。
26. 如請求項25之棘輪式扭力扳手，其中該輸出總成包含一被該驅動總成操作的棘輪機構，該輸出構件為其之一組件。
27. 如請求項26之棘輪式扭力扳手，其中該棘輪機構包含一軛，且其中該驅動總成包含一曲柄軸可提供一擺動輸入給該軛用以繞該第二軸線在一第一旋轉方向來間歇地轉動該輸出構件。
28. 如請求項27之棘輪式扭力扳手，其中當該馬達不作動且當該電動工具被以人力繞該第二軸線轉動時，該輸出構件會被該軛旋轉地鎖住。
29. 如請求項25之棘輪式扭力扳手，更包含一頭件其內係至少部份地容納該輸出總成，其中該馬達係至少部份地設在該殼體內，且其中該驅動總成會延伸於該殼體和該頭件之間。
30. 如請求項29之棘輪式扭力扳手，其中該轉換總成包含一框會互接該殼體和該頭件，其中該框包含平行的第一和第二樑會在其間界定一間隙，且其中該驅動總成包含一軸置設於該間隙內。
31. 如請求項30之棘輪式扭力扳手，其中該轉換總成包含一感測器耦接於各該第一和第二樑，可回應於一施加於該第一和第二樑的撓彎力來檢測應變。
32. 如請求項31之棘輪式扭力扳手，更包含一顯示裝置其當該馬達不作動時亦會由該電池包接受電力，而回應於該電動工具正被以人力繞該第二軸線轉動來指示經由該輸出構件所施的扭力之量。
33. 一種可判定用於固緊操作之尖峰扭力的電動工具，該電動工具包含： 一馬達可驅動一工具頭件； 一扭力感測器可判定該工具頭件之一輸出扭力； 一位置感測器組配成能判定該電動工具之一相對位置； 一傳送器組配成能由該電動工具傳送資訊至一遠方裝置；及 一電子處理器耦接於該扭力感測器、該位置感測器、及該傳送器，且組配成能： 使用該位置感測器來判定該電動工具正在進行一第一固緊物的固緊操作； 使用該扭力感測器來判定用於該固緊操作的扭力值； 記錄用於該固緊操作的扭力值來產生該固緊操作的記錄扭力值； 由該等記錄扭力值判定一尖峰扭力值，其中該尖峰扭力值對應於該固緊操作；及 提供該尖峰扭力值之一指示。
34. 如請求項33之電動工具，其中該扭力感測器是一電流感測器，且其中該等扭力值係依據一馬達電流來判定。
35. 如請求項33之電動工具，其中該電子處理器係更組配成能：使用該傳送器將該等記錄扭力值傳送至該遠方裝置。
36. 如請求項33之電動工具，其中該電子處理器係更組配成能：使用該傳送器將該尖峰扭力值傳送至該遠方裝置。
37. 如請求項36之電動工具，其中該電子處理器係更組配成能： 依據該等記錄扭力值產生一扭力與角度曲線； 依據該扭力與角度曲線來判定該第一固緊物之一屬性；及 回應於判定該第一固緊物之該屬性而提供該第一固緊物的該屬性之一指示。
38. 如請求項37之電動工具，其中該屬性是固緊物之一類型。
39. 如請求項37之電動工具，其中判定該第一固緊物的屬性係更依據將該扭力與角度曲線比較於一儲存著扭力與角度曲線和固緊物的屬性間之一相互關聯的速查表。
40. 如請求項37之電動工具，其中該電子處理器係更組配成能： 依據該扭力與角度曲線來判定該第一固緊物已由於該固緊操作而開始移動，其中在判定該第一固緊物已開始移動之前的扭力值在判定該尖峰扭力值時會被忽視。
41. 如請求項33之電動工具，其中該電子處理器係更組配成能：判定該第一固緊物已由於該固緊操作而開始移動，其中記錄該等扭力值係在判定該第一固緊物已開始移動之後才開始。
42. 如請求項33之電動工具，其中該電子處理器係更組配成能： 使用該位置感測器來判定該電動工具係移動至一第二位置；及 回應於判定該電動工具係移動至該第二位置而停止記錄該等扭力值。
43. 如請求項33之電動工具，其中該電子處理器係更組配成能： 當該尖峰扭力值超過一預定的扭力臨界值時，判定該固緊操作已完成；及 回應於判定該固緊操作已完成而提供該固緊操作已完成之一指示。
44. 如請求項43之電動工具，其中該電子處理器係更組配成能：回應於判定該固緊操作已完成而停止該馬達之一操作。