專利名稱：氣動手工工具的扭力控制裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及工具，尤其涉及一種應用于氣動手工工具，及具有扭力 同步回饋控制，以輸出目標值扭力驅動氣動手工工具旋轉的氣動手工工具的 扭力控制裝置。
技術背景現有的氣動手工工具廣泛應用于螺絲、螺釘、螺栓等組件的旋轉上鎖或 卸除操作場合，特別是用于某些大型汽車產品或精密機械產品上的不同型號 或型式的螺絲、螺釘、螺栓等零件的上鎖或卸除操作過程中，需要不同的旋 轉扭力值以對這些螺絲、螺釘、螺栓可以適當安裝及卸除操作。上述現有的氣動手工工具在實際操作螺絲、螺釘、螺栓等組件的旋轉上鎖 或卸除過程中，無法有效及精準控制氣動手工工具轉軸輸出的扭力，使螺絲、 螺釘、螺栓等組件無法借助適當扭力上鎖或卸除，扭力過大則會導致螺絲、 螺釘、螺栓等組件崩牙斷裂或使對應鎖合的螺孔內的螺牙崩牙損壞，扭力太 小則無法使螺絲、螺釘、螺栓等組件被上鎖鎖緊或順利卸除，嚴重影響氣動 手工工具的操作質量。 ，在相關在前專利文獻方面，如中國臺灣專利公報第295004號"氣動手工 工具機結構改良"新型專利案，揭示一種典型現有的氣動手工工具結構，但 是其并無任何可供控制輸出扭力的機構或裝置，使氣動手工工具的輸出扭力 無法穩定及精確控制，從而存有上述現有氣動手工工具使用操作的缺點及問題。實用新型內容本實用新型的主要目的在于克服現有產品存在的上述缺點，而提供一種 氣動手工工具的扭力控制裝置，可以將氣動手工工具驅動軸的實際輸出扭力 經由一扭力感測組件、訊號連接環、數個信號擷取組件予以同步偵測檢出， 以實際回饋氣動手工工具的扭力輸出狀態。本實用新型的再一 目的在于提供一種氣動手工工具的扭力控制裝置，其 中控制電路利用扭力感測組件、訊號連接環，信號擷取組件所回饋輸入的氣動手工工具實際輸出扭力值，以精確調整氣動手工工具中的動力軸及驅動軸 輸出扭力值至目標值，使氣動手工工具對螺絲、螺釘或螺栓的上鎖或卸除可 以借助適當扭力予以操作。本實用新型的目的是由以下技術方案實現的。本實用新型氣動手工工具的扭力控制裝置，其特征在于，包括 一驅動軸，設于一氣動手工工具內部，該驅動軸一端連接氣動手工工具的 一旋轉工具組件，驅動軸另一端連接氣動手工工具的一動力軸，使驅動軸受 動力軸驅動旋轉并帶動旋轉工具組件進行同步旋轉；至少一對扭力感測組件，結合于驅動軸上，該扭力感測組件同步感測驅動 軸的變形扭力值，并輸出一扭力值感測訊號；一訊號連接環，連接于驅動軸，以與驅動軸同步旋轉，該訊號連接環上設 有數個導體環，該導體環連接扭力感測組件，以連接導引出該扭力訊號；數個訊號擷取組件，各訊號擷取組件分別對應連接接觸于訊號連接環的各 導體環，以隨驅動軸同步轉動拾取扭力感測組件輸出的扭力值感測訊號；至少一控制電路，連接訊號擷取組件與氣動手工工具的進氣設備，以同饋 輸入各訊號擷取組件所拾取與驅動軸同步旋轉的扭力感測值，以根據該扭力 感測值所呈現的氣動工具組件同步及實際扭力值，而控制動力軸調整輸出至 驅動軸的扭力值可以達到目標值。前述的氣動手工工具的扭力控制裝置，其中驅動軸一端設有一第一連接 端以連接旋轉工具組件。前述的氣動手工工具的扭力控制裝置，其中驅動軸另一端設有一第二連 接端以連接動力軸。前述的氣動手工工具的扭力控制裝置，其中扭力感測組件為扭力應變片。 前述的氣動手工工具的扭力控制裝置，其中訊號擷取組件為導體。 前述的氣動手工工具的扭力控制裝置，其中控制電路包括 一模擬/數字 轉換電路，連接訊號擷取組件，以輸入扭力感測組件輸出的扭力值感測訊號， 并將此模擬的扭力值感測訊號轉換成對應的一扭力值數字數據輸出； 一微處 理器，連接該模擬/數字轉換電路，以輸入扭力值數字數據，該微處理器具有 扭力值計算、扭力目標值比對、顯示驅動、控制指令接收及執行、氣動控制 訊號輸出及低電力警報功能，以計算扭力值數字數據及比對目標值而輸出對 應的一氣動控制訊號輸出，以及相對應的一顯示訊號； 一按鍵組，連接該微處理器，供輸入扭力值設定、電源及啟動、顯示切換控制指令、使微處理器 執行相對的控制命令； 一驅動單元，連接微處理器及氣動手工工具的進氣設 備，以接收微處理器輸出的馬達控制訊號，控制進氣設備進氣顯驅動動力軸 旋轉再帶動驅動軸輸出對應的扭力； 一顯示界面，連接該微處理器及一顯示 器，以根據該徼處理器輸出的顯示訊號而輸出顯示扭力輸出值、扭力設定值、. 電力狀態ffi顯示訊息給顯示器進行相對功能訊息顯示； 一電源單元，提供模 擬/數字轉換電路、微處理器、按鍵組、驅動單元、顯示界面所需的直流工作 電源。前述的氣動手工工具的扭力控制裝置，其中控制電路的顯示界面所連接 的顯示器為LCD顯示器。前述的氣動手工工具的扭力控制裝置，其中控制電路的顯示界面所連接 的顯示器為LED顯示器。前述的氣動手工工具的扭力控制裝置，其中控制電路的電源單元，包括 一電源組件，作為直流電源的供應來源； 一低電源指示器，連接于電源組件 及微處理器間，以于電源組件在低電力狀態下，輸出一低電力訊號給微處理' 器。前述的氣動手工工具的扭力控制裝置，其中電源組件為直流電池。 本實用新型氣動手工工具的扭力控制裝置的有益效果，其包括一驅動軸、 至少一扭力感測組件、訊號連接環、數個信號擷取組件及至少一控制電路； 其中，該驅動軸一端連接氣動手工工具的動力軸，另一端連接一旋轉工具組 件；扭力感測組件結合于驅動軸表面，以感測驅動軸的扭力值訊號；該訊號 連接環結合于驅動軸，訊號連接環上設有數個導體環，該導體環與感測組件 連接；信號擷取組件設于氣動手工工具上，并接觸訊號連接環的各導體環， 以拾取扭力感測組件的扭力感測訊號；該控制電路連接信號擷取組件及氣動^ 手工工具的進氣設備，以根據回饋輸入的扭力感測訊號而輸出適當扭力驅動 電源給進氣設備，使進氣設備輸出目標值扭力給動力軸及驅動軸，達到本實 用新型使氣動手工工具輸出扭力同步感測回饋及精確控制輸出扭力至目標值 的功效。
-圖1為本實用新型氣動手工工具的扭力控制裝置立體結構圖。圖2為本實用新型氣動手工工具的扭力控制裝置驅動軸立體結構外觀圖。圖3為本實用新型氣動手工工具的扭力控制裝置一立體結構分解圖，顯 示本實用新型的氣動手工工具的扭力控制裝置結合氣動手工工具殼體的結構。圖4為本實用新型氣動手工工具的扭力控制裝置中的控制電路方塊電路圖。圖5為本實用新型氣動手工工具的扭力控制裝置控制電路的按鍵組及顯 示器較佳應用例圖。圖6為本實用新型氣動手工工具的扭力控制裝置控制電路與氣動手工工 具結合的較佳應用例。圖中主要標號說明100扭力控制裝置、IO驅動軸、ll第一連接端、12 第二連接端、20和30扭力感測組件、21和31扭力值感測訊號、40訊號連接 環、41至44導體環、45和46導線、51至54訊號擷取組件、60控制電路、 61模擬/數字轉換電路、611扭力值數字數據、62微處理器、621氣動控制 訊號、622顯示訊號、63按鍵組、631至635按鍵、64驅動單元、65顯示界 面、651顯示器、651A電源顯示區塊、651B模式顯示區塊、651C數值顯示區 塊、651D狀態顯示區塊、66電源單元、661電源組件、662低電源指示器、 662A低電力訊號、200氣動手工工具、210旋轉工具組件、220動力軸、230 后殼體、240前殼體、241至244固定座、250啟動開關、300進氣設備。
具體實施方式
參閱圖1、圖2及圖3所示，本實用新型的氣動手工工具的扭力控制裝置 100，包括一驅動軸IO、至少一對扭力感測組件10及30、訊號連接環40、數 個信號擷取組件51、 52、 53和54以及至少一控制電路60;其中，該驅動軸 10設于一氣動手工工具200內部，驅動軸10—辦設有一第一連接端11，第 一連接端11連接氣動手工工具200的一旋轉工具組件210，該旋轉工具組件 210的形式不限，在本實用新型中是以螺絲起子為例，其它如螺絲套筒、螺栓 套筒或鉆頭等旋轉工具，也應當屬于本實用新型的技術范疇；該驅動軸10的 另一端設有一第二連接端12，該第二連接端12連接氣動手工工具200的一動 力軸220，以使驅動軸10受動力軸220驅動旋轉并帶動上述的旋轉工具組件 210進行同步旋轉，該第二連接端12與動力軸220間的連接方式不限于直接 連接或間接連接，在本實用新型中是以直接連接為例，其它如通過減速機構 或變速機構的間接連接，也應當屬于本實用新型的技術范疇。該動力釉220是設置固定于該氣動手工工具200的后殼體230中。扭力感測組件20和30結合于驅動軸10上，該扭力感測組件20和30的 形式不限，在本實用新型中是以扭力應變片(strain gauge)為例，其它等效 的扭力值傳感器也應當屬于本實用新型的技術范疇。該扭力感測組件20和30 可以同步感測驅動軸10的變形扭力值，即相對該第一連接端11連接的旋轉 工具組件210的實際操作扭力值，并輸出一扭力值感測訊號21和31(如圖4 所示)。該訊號連接環40連接于驅動軸10，以與驅動軸10同步旋轉，訊號連接 環40上設有數個導體環4K 42、 43及44，該導體環41、 42、 43及44以數 條導線45和46連接扭力感測組件20和30，以連接導引出該扭力訊號21及31。上述訊號擷取組件51、 52、 53及54，為導體組件，分別對應連接接觸于 上述的訊號連接環40的導體環41、 41、 43及44,以隨驅動軸10同步轉動拾 取上述的扭力感測組件20及30輸出的扭力值感測訊號21和31，各訊號擷取 組件51、 52、 53及54的固定方式不限，在本實用新型中是列舉設置于氣動 手工工具200的前殼體240外部周緣(如圖3所示)為例，即該前殼體240外 部設有數個固定座241、 242、 243及244，以分別提供該訊號擷取組件51、 52、 53及54容置固定，該訊號擷取組件51、 52、 53及54固定于氣動手工工 具200的前殼體240的方式并非唯一的固定方式，其它等效的固定訊號擷取. 組件51、 52、 53及54的方式，也屬于本實用新型的技術范疇。上述的控制電路60連接上述的訊號擷取組件51、 52、 53及54與氣動手 工工具200的進氣沒備300，以回饋輸入訊號擷取組件51、 52、 53及54所拾 取與驅動軸10同步旋轉的扭力感測值21及31，以使控制電路60根據該扭力 感測值21及31所呈現的旋轉工具組件210同步及實際扭力值，而控制進氣 設備300調整進氣量驅動動力軸220輸出至驅動軸10的扭力值可以達到目標 值或最大值，該控制電路60的形式不限，可以為一電路板或單一集成電路形 式，以將驅動軸10的實際操作扭力值預儲存或寫入該控制電路60中。上述 進氣設備300的形式不限，在本實用新型中是以電動打氣泵為例。參閱圖4所示，為本實用新型的扭力控制裝置100中的控制電路60較佳' 實施例的電路方塊圖，其中，該控制電路60包括一模擬/數字轉換電路61、 微處理器62、按鍵組63、驅動單元64、顯示界面65及電源單元66，該模擬/數字轉換電路61連接訊號擷取組件51、 52、 53及54,以輸入扭力感測組件 20及30輸出的扭力值感測訊號21及31，并將此模擬的扭力值感測訊號21 及31轉換成對應的扭力值數字數據611輸出。上述的微處理器62，連接模擬/數字轉換電路61，以輸入扭力值數字數 據611，該微處理器62具有扭力值計算、扭力目標值比對、顯示驅動、控制 指令接收及執行、警報輸出、馬達控制訊號輸出及低電力警報等功能，以計 算扭力值數字數據611及比對目標值而輸出對應的一氣動控制訊號621輸出， 以及相對應的一顯示訊號622。上述的按鍵組63，連接微處理器62，以輸入扭力值設定、電源及啟動、 顯示切換等控制指令，使微處理器62執行相對的控制命令。上述的驅動單元64連接微處理器62及上述氣動手工工具200的動力軸 220，以接收微處理器62輸出的氣動控制訊號621，從而控制進氣設備300的 進氣量，以驅動動力軸220旋轉驅動驅動軸10輸出目標值或最大值的扭力。上述的顯示界面65連接微處理器62及一顯示器651，以根據微處理器 62輸出的顯示訊號622而輸出顯示啟動操作狀態、扭力輸出值、扭力設定值、 電力狀態及警報狀態等顯示訊息給顯示器651，該顯示器651的形式不限，本 實用新型是以LCD顯示器為例，其它如LED顯示器也屬于本實用新型的技術 范疇。上述的電源單元66，提供上述模擬/數字轉換電路61、微處理器62、按 鍵組63、驅動單元64、顯示界面65所需的直流工作電源，該電源單元66形 式不限，在本實用新型中是以一電源組件661及低電源指示器662構成為例， 該電源組件661為直流電池，以作為直流電源的供應來源，低電源指示器662 連接于電源組件661及微處理器62間，以利于電源組件661在低電力狀態下， 輸出一低電力訊號662A給微處理器62，使微處理器62輸出對應低電力的警 示汛息給顯示器651顯示。參閱圖5及圖6所示，為本實用新型氣動手工工具的扭力控制裝置100 的較佳應用例，其中，圖5顯示控制電路60的按鍵組63，其具有一按鍵631、 632， 633、 634及635，分別代表電源、模式選擇、設定、向上及向下等操作 按鍵，以用于設定扭力值、電源及啟動、顯示切換等控制指令，在常態操作 下，可選擇追蹤(TRACK)方式，讓通過該扭力感劇組件20及30、訊號連接環 40、數個信號擷取組件51、 52、 53及54回饋輸入實際扭力值給微處理器62，以隨時同步追蹤實際扭力值，并于顯示器651中，以顯示其扭力值。參閱圖5所示的顯示器651的畫面，是規劃有一電源顯示區塊651A、模 式顯示區塊651B、數值顯示區塊651C，狀態顯示區塊651D，以相對顯示電源、 模式選擇、數值、操作狀態。參閱圖6所示，該一驅動軸IO、至少一對扭力感測組件20及30、訊號 連接環40、數個信號擷取組件51、 52、 53和54及至少一控制電路60均設置 于氣動手工工具200的后殼體230及前殼體240內，可以整合于原來現有的 氣動手工工具中，不會增加體積，可以使該氣動手工工具200整體具備上述 本實用新型所述的自動或手動操作模式，并且該氣動手工工具200外部所設 置的啟動開關250，是用以觸發啟動進氣設備300進氣至氣動手工工具200內 部，驅動動力軸220以帶動驅動軸10旋轉，該控制電路60并不一定要納入 該氣動手工工具200內部，也可以是獨立于氣動手工工具200外的單元裝置。 圖1至圖6所示的本實用新型的氣動手工工具的扭力控制裝置，其中所 揭示的相關說明及圖示，僅為便于闡明其實用新型技術內容及技術手段，所 揭示的一較佳實施例，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據本 實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾， 均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。
權利要求1. 一種氣動手工工具的扭力控制裝置，其特征在于，包括一驅動軸，設于一氣動手工工具內部，該驅動軸一端連接氣動手工工具的一旋轉工具組件，驅動軸另一端連接氣動手工工具的一動力軸，使驅動軸受動力軸驅動旋轉并帶動旋轉工具組件進行同步旋轉；至少一對扭力感測組件，結合于驅動軸上，該扭力感測組件同步感測驅動軸的變形扭力值，并輸出一扭力值感測訊號；一訊號連接環，連接于驅動軸，以與驅動軸同步旋轉，該訊號連接環上設有數個導體環，該導體環連接扭力感測組件，以連接導引出該扭力訊號；數個訊號擷取組件，各訊號擷取組件分別對應連接接觸于訊號連接環的各導體環，以隨驅動軸同步轉動拾取扭力感測組件輸出的扭力值感測訊號；至少一控制電路，連接訊號擷取組件與氣動手工工具的進氣設備，以回饋輸入各訊號擷取組件所拾取與驅動軸同步旋轉的扭力感測值，以根據該扭力感測值所呈現的氣動工具組件同步及實際扭力值，而控制動力軸調整輸出至驅動軸的扭力值可以達到目標值。
2、 根據權利要求l所述的氣動手工工具的扭力控制裝置，其特征在于， 所述驅動軸一端設有一第一連接端以連接旋轉工具組件。
3、 根據權利要求1所述的氣動手工工具的扭力控制裝置，其特征在于， 所述驅動軸另一端設有一第二連接端以連接動力軸。
4、 根據權利要求1所述的氣動手工工具的扭力控制裝置，其特征在于， 所述扭力感測組件為扭力應變片。
5、 根據權利要求l所述的氣動手工工具的扭力控制裝置，其特征在于， 所述訊號擷取組件為導體。
6、 根據權利要求l所述的氣動手工工具的扭力控制裝置，其特征在于， 所述控制電路包括一模擬/數字轉換電路，連接訊號擷取組件，以輸入扭力感測組件輸出的 扭力值感測訊號，并將此模擬的扭力值感測訊號轉換成對應的一扭力值數字 數據輸出；一微處理器，連接該模擬/數字轉換電路，以輸入扭力值數字數據，該微 處理器具有扭力值計算、扭力目標值比對、顯示驅動、控制指令接收及執行、氣動控制訊號輸出及低電力警報功能，以計算扭力值數字數據及比對目標值而輸出對應的一氣動控制訊號輸出，以及相對應的一顯示訊號；一按鍵組，連接該微處理器，供輸入扭力值設定、電源及啟動、顯示切換控制指令、使微處理器執行相對的控制命令；一驅動單元，連接微處理器及氣動手工工具的進氣設備，以接收微處理器輸出的馬達控制訊號，控制進氣設備進氣顯驅動動力軸旋轉再帶動驅動軸輸出對應的扭力；一顯示界面，連接該微處理器及一顯示器，以根據該微處理器輸出的顯示 訊號而輸出顯示扭力輸出值、扭力設定值、電力狀態迫顯示訊息給顯示器進 行相對功能訊息顯示；一電源單元，提供模擬/數字轉換電路、微處理器、按鍵組、驅動單元、 顯示界面所需的直流工作電源。
7、 根據權利要求6所述的氣動手工工具的扭力控制裝置，其特征在于， 所述控制電路的顯示界面所連接的顯示器為LCD顯示器。
8、 根據權利要求6所述的氣動手工工具的扭力控制裝置，其特征在于， 所述控制電路的顯示界面所連接的顯示器為LED顯示器。
9、 根據權利要求6所述的氣動手工工具的扭力控制裝置，其特征在于， 所述控制電路的電源單元，包括 一電源組件，作為直流電源的供應來源； 一低電源指示器，連接于電源組件及微處理器間，以于電源組件在低電力狀 態下，輸出一低電力訊號給微處理器。
10、根據權利要求9所述的氣動手工工具的扭力控制裝置，其特征在于，所述電源組件為直流電池。
專利摘要一種氣動手工工具的扭力控制裝置，包括驅動軸設于氣動手工工具內部，一端連接氣動手工工具旋轉工具組件，另端連接氣動手工工具動力軸，使驅動軸帶動旋轉工具組件同步旋轉；至少一對扭力感測組件結合于驅動軸，扭力感測組件同步感測驅動軸變形扭力值并輸出扭力值感測訊號；訊號連接環連接驅動軸，訊號連接環上設數個導體環，導體環連接扭力感測組件，連接導引出扭力訊號；數個訊號擷取組件連接接觸訊號連接環各導體環，隨驅動軸同步轉動拾取扭力感測組件輸出的扭力值感測訊號；至少一控制電路連接訊號擷取組件與氣動手工工具進氣設備，回饋輸入訊號擷取組件拾取與驅動軸同步旋轉扭力感測值，控制動力軸調整輸出至驅動軸的扭力值達到目標值。
文檔編號G05D17/02GK201098871SQ200720155029
公開日2008年8月13日 申請日期2007年7月20日 優先權日2007年7月20日
發明者陳鏘鎬 申請人:關弘科技股份有限公司