CN111426416B - 扭力感测与传输装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种扭力感测与传输装置，其包含传动本体、二内壳体、二外壳体、第一电路板模块及电池模块。二内壳体设置于传动本体的轴杆上，且内壳体与轴杆之间可设置有减振件。第一电路板模块设置于其中一内壳体上，且第一电路板模块可包覆有减振层。电池模块设置于其中另一内壳体上，且电池模块可包覆有减振层。本发明借由减振件与减振层的设置，以改善第一电路板模块及电池模块的电子组件因振动而损坏的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种具减振结构的扭力感测与传输装置。
背景技术
时下，各种扭力感测与传输装置都只能应用在手动或操作时振动小的动力扭力锁紧工具。如本发明人先前取得的美国专利公告号US 7,779,704，其为一种具有抗振作用的工具扭力感应与控制装置，其包括：一内部包含肋结构的抗振型扭力传感器，用于各式气动、电动、手动工具等锁固类工具，其中，该先前技术利用弹性材料以胶注或填充方式来包覆固定粘贴在肋结构上的扭力感应输出系统的所有相关电子组件，以防因工作振动造成了电子组件剥离而损坏；该防振装置且制自抗振材料，不会阻挠或减弱输出的扭力信号。
然而，在实务上，利用胶注或填充弹性材料方式包覆固定粘贴在肋结构上的所有相关电子组件，其在内部的组件损坏时，由于弹性材料已介于电子组件及电子组件与其他电子元之间的细缝中，以致无法进行维修或需耗费极高的维修成本。
再者，由于扭力感应输出系统是直接粘贴固定肋结构上，从而锁固过程中产生的振动，仍会直接传递至扭力感应输出系统的所有相关电子组件上而造成损坏。
综观前所述，本发明的发明人设计了一种具减振结构的扭力感测与传输装置，以针对现有技术的缺失加以改善，进而增进产业上的实用性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具减振结构的扭力感测与传输装置，其包含传动本体、扭力感测模块、二个减振件、第一内壳体、第二内壳体、第一电路板模块及电池模块。传动本体的中段凹设而形成轴杆，而轴杆的两端分别具有入力部及输出部。扭力感测模块设置轴杆上以感测扭力。减振件为弹性材料所制成，其为阶梯状圆柱形状，且其轴心具有非圆形的贯穿部，各减振件透过贯穿部而设置轴杆的两端，以分别贴靠入力部与输出部。第一内壳体的一面凹设而具有第一容槽，其相对的另一面具有第一贴靠部；第一贴靠部的两端分别贴靠各减振件上，与传动本体做弹性接触。第二内壳体的一面具有第二贴靠部；第二贴靠部的两端分别贴靠于各减振件上，与传动本体做弹性接触。第一电路板模块设置于第一容槽中，且与扭力感测模块电性连接。电池模块设置于第二内壳体电性连接第一电路板模块。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现，提供一种扭力感测与传输装置，其中未设置有上述的减振件，而是更包含第一减振层及第二减振层；第一减振层为弹性材料所制成，以包覆在第一电路板模块的外部，以使第一电路板模块弹性地悬浮夹持在第一内壳体与第一外壳体之间，第二减振层为弹性材料所制成，以包覆在电池模块的外部，以使电池模块弹性地悬浮夹持在第二内壳体与第二外壳体之间。
为了达到上述目的，再提供一种扭力感测与传输装置，其中同时设置有上述的减振件及第一减振层、第二减振层。
优选地，第一减振层及第二减振层以不阻绝讯号传递的弹性材质制成，并利用浇注成型将第一电路板模块与电池模块分别制成一个包胶的模块。
优选地，第一减振层及第二减振层也可以单独成型的弹性材质采三明治包覆方式取代浇注成型的制程，而维持同样的减震效果。
优选地，当电池模块设置于第二内壳体时，第二内壳体相对于第二贴靠部的另一面凹设而具有第二容槽，电池模块设置于第二容槽。
优选地，轴杆的两端为非圆形形状，贯穿部、第一贴靠部与第二贴靠部为对应的非圆形形状，以防止组合后内外壳体绕着轴杆旋转。
优选地，扭力感测与传输装置为扭力传感器，入力部可拆卸地连接扭力工具的输出轴，输出部可拆卸地连接套筒。
优选地，扭力感测与传输装置为扭力感测套筒，入力部可拆卸地连接扭力工具的输出轴，输出部可拆卸地连接待锁固组件。
优选地，第一电路板模块包含输出入单元，其为通用串行总线，以供输出或输入讯号或输入电源。
优选地，扭力感测与传输装置设置于扭力工具中或外接在扭力工具的出力端。
以下将参照相关附图，说明依本发明的扭力传感器的实施例，为使便于理解，下述实施例中的相同组件以相同的符号标示来说明。
本发明与现有技术相比具有以下优点：借由减振件与减振层的设置，以改善第一电路板模块及电池模块的电子组件因振动而损坏的问题。
附图说明
图1为本发明的扭力感测与传输装置的第一实施例的爆炸示意图。
图2为本发明的扭力感测与传输装置的第一实施例的组合示意图。
图3为本发明的扭力感测与传输装置的第二实施例的爆炸示意图。
图4为本发明的扭力感测与传输装置的第三实施例的爆炸示意图。
图5为本发明的扭力感测与传输装置的第三实施例的组合示意图。
图6为本发明的扭力感测与传输装置的第四实施例的爆炸示意图。
图7为本发明的扭力感测与传输装置的第四实施例的组合示意图。
附图标号：
1A、1B、1C、1D：扭力感测与传输装置
10：传动本体
11：轴杆
12：入力部
13：输出部
131：凹陷部
20：扭力感测模块
30：减振件
31：贯穿部
41：第一内壳体
411：第一容槽
412：第一贴靠部
42：第二内壳体
421：第二容槽
422：第二贴靠部
51：第一电路板模块
511：输出输入单元
52：第二电路板模块
60：电池模块
71：第一外壳体
711：开口
72：第二外壳体
81：第一减振层
811、821：蜂巢状开口部
82：第二减振层
具体实施方式
为利于了解本发明的技术特征、内容与优点及其所能达成的功效，将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的附图，其主旨仅为示意及辅助说明书的作用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就附图的比例与配置关系解读、局限本发明在实际实施上的权利范围。
本发明的扭力感测与传输装置可应用于扭力传感器、具有扭力感测功能的套筒或扭力工具。以下将针对其分别说明。
请参阅图1、2。在本实施例中，本发明的扭力感测与传输装置为扭力传感器。
如图所示，本发明的扭力感测与传输装置1A，其包含传动本体10、扭力感测模块20、二个减振件30、第一内壳体41、第二内壳体42、第一电路板模块51、电池模块60、第一外壳体71以及第二外壳体72。传动本体10的中段凹设而形成轴杆11，而轴杆11的两端分别具有入力部12及输出部13。其中，入力部12用以连接扭力工具的输出轴，而输出部13用以连接套筒，以对如螺丝或螺帽等待锁固组件进行锁固。
扭力感测模块20设置于轴杆11上。扭力感测模块20优选地可为应变规，其直接地贴置于轴杆11上。在锁固作业时，轴杆11会因施加扭力产生微量变形；扭力感测模块20依据变形产生相应的讯号，以供第一电路板模块51转换为相对应的扭力值。
各减振件30为如橡胶等弹性材料所制成，其为阶梯状圆柱形状，且其轴心具有贯穿部31。各减振件30透过贯穿部31而设置轴杆11的两端，以分别贴靠入力部12与输出部13。第一内壳体41的一面凹设而具有第一容槽411，其相对于第一容槽411的另一面具有第一贴靠部412。第一贴靠部412的两端分别承靠在各减振件30上，而使第一内壳体41与传动本体10做间接地弹性接触。第二内壳体42的一面凹设而具有第二容槽421，其相对于第二容槽421的另一面具有第二贴靠部422。第二贴靠部422的两端分别承靠在各减振件30上，而使第二内壳体42与传动本体10做间接地弹性接触。即，组合时，第一内壳体41与第二内壳体42不与传动本体10有直接的接触。
其中，轴杆11的两端为非圆形形状，与贯穿部31、第一贴靠部412与第二贴靠部422为对应的形状，以防止组合后内外壳体绕着轴杆11转动。
第一电路板模块51设置于第一容槽411中，且与扭力感测模块20电性连接。而电池模块60设置于第二容槽421，且电池模块60电性连接第一电路板模块51，以供应扭力感测与传输装置1A运作时所需的电力。
第一外壳体71、第二外壳体72分别可拆卸地包覆在第一内壳体41与第二内壳体42的外部。其中，第一外壳体71与第二外壳体72是相互组合固定的，从而使第一与第二外壳体71、72内部的组件能稳固地固定在轴杆11上。在优选的实施态样下，第一与第二内壳体41、42也能相互组合固定，并透过贴靠部412将减振件30弹性压合固定在轴杆11上。而上述的相互组合固定，其可为锁附方式或卡扣方式。
本发明的扭力感测与传输装置1A，借由上述的结构配置，而可使第一与第二内壳体41、42不直接接触传动本体10，而利用减振件30减少传动本体10传递至第一与第二内壳体41、42的振动，从而能有效改善第一电路板模块51与电池模块60因振动而损坏的问题。
请参阅图3。在本实施例中，本发明的扭力感测与传输装置为扭力传感器，且与前述实施例相同之处，在此不再加以赘述。
如图所示，本发明的扭力感测与传输装置1B，其包含传动本体10、扭力感测模块20、第一内壳体41、第二内壳体42、第一电路板模块51、电池模块60、第一外壳体71、第二外壳体72、第一减振层81及第二减振层82。第一内壳体41的一面凹设而具有第一容槽411，其相对于第一容槽411的另一面具有第一贴靠部412。第一贴靠部412的两端分别贴靠于轴杆11的两端。第二内壳体42的一面凹设而具有第二容槽421，其相对于第二容槽421的另一面具有第二贴靠部422。第二贴靠部422的两端分别贴靠于轴杆11的两端。
第一及第二减振层81、82为弹性材料所制成，其中第一减振层81包覆在第一电路板模块51的外部，而第二减振层82包覆在电池模块60的外部。而包覆的方式优选地可以浇注成型制成。因此，当第一电路板模块51设置于第一容槽411中时，第一减振层81包覆着第一电路板模块51且介于第一外壳体71与第一内壳体41之间，而使第一电路板模块51不与第一内壳体41直接接触，缓解来自第一内壳体41的振动；同样地，当电池模块60设置于第二容槽421中时，第二减振层82包覆着电池模块60，且介于第二外壳体72与第二内壳体42之间，而使电池模块60不与第二内壳体42直接接触，缓解来自第二内壳体42的振动。
借由上述的结构配置，第一电路板模块51在组装时，弹性压合于第一内壳体41及第一外壳体71间，电池模块60在组装时，弹性压合于第二内壳体42及第二外壳体72间，而可使第一电路板模块51与电池模块60不直接接触第一与第二内壳体41、42，而利用第一及第二减振层81、82减少传动本体10传递至第一与第二内壳体41、42，再传递至第一电路板模块51与电池模块60的振动，从而能有效改善第一电路板模块51与电池模块60因振动而损坏的问题。另外，第一及第二减振层81、82也可分别为二片片状结构，以分别设置于第一电路板模块51及电池模块60朝向内外壳体的两侧，其同样能达到有效改善第一电路板模块51与电池模块60因振动而损坏的问题。
值得一提的是，第一及第二减振层81、82其各别的至少一个表面上，可设置有一蜂巢状开口部811、812。借此设置，可在减振的同时，提供适当的散热效果，并可提供第一及第二减振层81、82组装时受到内外壳体挤压产生形变时的弹性容置空间。
请参阅附图4、5。在本实施例中，本发明的扭力感测与传输装置为扭力传感器。
如图所示，本发明的扭力感测与传输装置1C，其同时包含第一实施例的减振件30及其相应的结构，以及第二实施例的第一及第二减振层81、82及其相应的结构，而其余与前述二实施例相同之处，在此便不再加以赘述。
值得一提的是，在上述第一至三实施例中，第一电路板模块51可包含输出输入单元511、放大器、逻辑运算器、传输单元、内存。输出输入单元511可为通讯总线等，以供用户在组装后校验时将扭力与应变值的关系输入到内存。此外，当电池模块60为充电电池时，也可借由输出输入单元511进行充电。放大器配置以放大扭力感测模块20所产生的讯号，逻辑运算器配置以运算扭力感测模块20所产生的讯号，并转换为相应的扭力值，传输模块借由无线的方式将扭力值传输到外部的扭力控制装置。
优选地，第一外壳体71具有开口711，以显露出第一电路板模块51的输出入单元511。
本实施例主要是，来自轴杆11的振动经过减振件30与第一及第二减振层81、82的双重缓冲，可以大幅地降低，从而有效延长了第一电路板模块51与电池模块60的使用寿命。
请参阅附图6、7。在本实施例中，本发明的扭力感测与传输装置为扭力感测与传输套筒，而具有扭力感测与传输的功能。
如图所示，本发明的扭力感测与传输装置1D，其包含传动本体10、扭力感测模块20、二个减振件30、第一内壳体41、第二内壳体42、第一电路板模块51、电池模块60、第一外壳体71、第二外壳体72、第一减振层81及第二减振层82。传动本体10大致上为套筒的结构，其中段凹设而形成轴杆11，而轴杆11的两端分别具有入力部12及输出部13。其中，入力部12用以连接扭力工具的输出轴，而输出部13用以连接螺栓或螺帽等待锁固组件进行锁固。
扭力感测模块20设置于轴杆11上。各减振件30透过贯穿部31而设置于轴杆11，且分别位于轴杆11的两端，以分别贴靠于入力部12与输出部13。第一与第二内壳体41、42可为金属或塑料等材质所制成。第一贴靠部412的两端分别贴靠于各减振件30上，而使第一内壳体41未与传动本体10有实质的接触。第二贴靠部422的两端分别贴靠于各减振件30上，而使第二内壳体42未与传动本体10实质接触。
第一电路板模块51设置于第一容槽411中，且与扭力感测模块20电性连接。第二容槽421与第二贴靠部422之间可具有缺口等，而第一与第二内壳体41、42可配置为一个整体，或第一与第二内壳体41、42也可具有缺口等，以供扭力感测模块20能电性连接在第一电路板模块51。
电池模块60设置于第二容槽421，且电池模块60电性连接第一电路板模块51，以供应扭力感测与传输装置1D运作时所需的电力。
在本实施例中，第一电路板模块51可包含输出输入单元511、警示单元、开关单元。输出输入单元511可为通讯总线等，以供用户在组装后校验时将扭力与应变值的关系输入到内存。此外，当电池模块60为充电电池时，也可借由输出输入单元511进行充电。警示单元配置发出警示讯息，开关单元为配置开启或关闭扭力感测与传输装置1D。
其中，输出部13更具有凹陷部131，凹陷部131中更可设置有第二电路板模块52，其可包含放大器、逻辑运算器、传输单元、内存等组件。其中，凹陷部131与传动本体10的中段凹设而形成轴杆11的空间可具有传输线导引通道，以供第一与第二电路板模块51、52可达成电性连接，而凹陷部131与传动本体10的中段凹设而形成轴杆11的空间另可具有天线导引信道，以供传输单元的天线能对外通讯。
其中，第一减振层81可分别包覆在第一电路板模块51与第二电路板模块52，而第二减振层82则包覆在电池模块60的外部。
在优选地实施例中，本发明的扭力感测与传输装置为应用于扭力工具之中，其整体结构类似上述，在此便不再加以赘述。进一步来说，入力部12可连接在扭力工具的输出轴，而输出部13则可连接至变速机构。也就是说，本发明的扭力感测与传输装置可连接在扭力工具的马达的输出轴与变速机构之间，以整合到扭力工具之中。
需特别说明的是，本发明的目的在于使振动不直接传递到电路板模块与电池模块。因此，在适当地运用下，减振件与减振层可为择一使用，或为同时使用，应不可以实施例的态样作为局限。
综上所述，本发明的扭力感测与传输装置，借由上述的结构配置，而可使第一与第二内壳体不直接接触传动本体，而利用减振件减少传动本体传递至第一与第二内壳体的振动，接着借由第一及第二减振层使电路板模块与电池模块不直接接触第一与第二内壳体且弹性地悬浮夹持在第一与第二内壳体以及第一与第二外壳体之间，以更进一步地减少传动本体经由第一与第二内壳体传递至电路板模块与电池模块的振动，从而能更有效改善电路板模块与电池模块因振动而损坏的问题。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (18)
1.一种扭力感测与传输装置，其特征在于：包含：
传动本体，所述传动本体的中段凹设而形成轴杆，而所述轴杆的两端分别具有入力部及输出部；
扭力感测模块，设置于所述轴杆上，以感测扭力；
二个减振件，各所述减振件为弹性材料所制成，其为阶梯状非圆柱形状，且其轴心具有贯穿部，各所述减振件透过所述贯穿部而设置于所述轴杆的两端，以分别贴靠于所述入力部与所述输出部；
第一内壳体，其一面凹设而具有第一容槽，其相对于所述第一容槽的另一面具有第一贴靠部，所述第一贴靠部的两端分别贴靠于各所述减振件上，而与所述传动本体做间接地弹性接触；
第二内壳体，其一面具有第二贴靠部，所述第二贴靠部的两端分别贴靠于各所述减振件上，而与所述传动本体做间接地弹性接触；
第一电路板模块，设置于所述第一容槽中，且与所述扭力感测模块电性连接；以及
电池模块，设置于所述第二内壳体，所述电池模块电性连接所述第一电路板模块。
2.根据权利要求1所述的扭力感测与传输装置，其特征在于：
更包含第一减振层及第二减振层，所述第一减振层为弹性材料所制成，以包覆于所述第一电路板模块的外部，以使所述第一电路板模块在组装时，弹性压合于所述第一内壳体及设置于所述第一内壳体外的第一外壳体间，所述第二减振层为弹性材料所制成，以包覆于所述电池模块的外部，以使所述电池模块在组装时，弹性压合于所述第二内壳体及设置于所述第二内壳体外的第二外壳体间。
3.根据权利要求2所述的扭力感测与传输装置，其特征在于：
所述第二内壳体相对于所述第二贴靠部的另一面凹设而具有第二容槽，所述电池模块设置于所述第二容槽。
4.根据权利要求2所述的扭力感测与传输装置，其特征在于：
所述第一减振层及所述第二减振层设置有至少一个蜂巢状开口部。
5.根据权利要求1所述的扭力感测与传输装置，其特征在于：
所述轴杆的两端为非圆形形状，所述贯穿部、所述第一贴靠部与所述第二贴靠部为对应的非圆形形状。
6.根据权利要求1所述的扭力感测与传输装置，其特征在于：
所述扭力感测与传输装置为扭力传感器，所述入力部可拆卸地连接扭力工具的输出轴，所述输出部可拆卸地连接套筒。
7.根据权利要求1所述的扭力感测与传输装置，其特征在于：
所述扭力感测与传输装置为扭力感测与传输套筒，所述入力部可拆卸地连接扭力工具的输出轴，所述输出部可拆卸地连接待锁固元件。
8.根据权利要求1所述的扭力感测与传输装置，其特征在于：
所述扭力感测与传输装置设置于扭力工具内或外接于所述扭力工具的出力端。
9.一种扭力感测与传输装置，其特征在于，包含：
传动本体，所述传动本体的中段凹设而形成轴杆，而所述轴杆的两端分别具有入力部及输出部；
扭力感测模块，设置于所述轴杆上，以感测扭力；
第一内壳体，其一面凹设而具有第一容槽，其相对于所述第一容槽的另一面具有第一贴靠部，所述第一贴靠部的两端分别贴靠于所述轴杆的两端；
第二内壳体，其一面具有第二贴靠部，所述第二贴靠部的两端分别贴靠于所述轴杆的两端；
第一电路板模块，设置于所述第一容槽中，且与所述扭力感测模块电性连接；
电池模块，设置于所述第二内壳体，所述电池模块电性连接所述第一电路板模块；
第一减振层，其为弹性材料所制成，以包覆于所述第一电路板模块的外部，以使所述第一电路板模块在组装时，弹性压合于所述第一内壳体及设置于所述第一内壳体外的第一外壳体间；以及
第二减振层，所述第二减振层为弹性材料所制成，以包覆于所述电池模块的外部，以使所述电池模块在组装时，弹性压合于所述第二内壳体及设置于所述第二内壳体外的第二外壳体间。
10.根据权利要求9所述的扭力感测与传输装置，其特征在于：
所述第一减振层及所述第二减振层设置有至少一个蜂巢状开口部。
11.根据权利要求9所述的扭力感测与传输装置，其特征在于：
所述第一减振层及所述第二减振层以不阻绝讯号传递的弹性材质制成，并利用浇注成型将所述第一电路板模块与所述电池模块分别制成一个包胶的模块。
12.根据权利要求9所述的扭力感测与传输装置，其特征在于：
所述第一电路板模块包含输出入单元，其为通用序列总线，以供输出或输入讯号或输入电源。
13.根据权利要求12所述的扭力感测与传输装置，其特征在于：
更包含二个减振件，各所述减振件为弹性材料所制成，其为阶梯状非圆柱形状，且其轴心具有贯穿部，各所述减振件透过所述贯穿部而设置于所述轴杆的两端，以分别贴靠于所述入力部与所述输出部，而介于所述第一内壳体与所述轴杆之间，及所述第二内壳体与所述轴杆之间。
14.根据权利要求13所述的扭力感测与传输装置，其特征在于：
所述第二内壳体相对于所述第二贴靠部的另一面凹设而具有第二容槽，所述电池模块设置于所述第二容槽。
15.根据权利要求13所述的扭力感测与传输装置，其特征在于：
所述轴杆的两端为非圆形形状，所述贯穿部、所述第一贴靠部与所述第二贴靠部为对应的非圆形形状。
16.根据权利要求13所述的扭力感测与传输装置，其特征在于：
所述扭力感测与传输装置为扭力传感器，所述入力部可拆卸地连接扭力工具的输出轴，所述输出部可拆卸地连接套筒。
17.根据权利要求13所述的扭力感测与传输装置，其特征在于：
所述扭力感测与传输装置为扭力感测与传输套筒，所述入力部可拆卸地连接扭力工具的输出轴，所述输出部可拆卸地连接待锁固元件。
18.根据权利要求13所述的扭力感测与传输装置，其特征在于：
所述扭力感测与传输装置设置于扭力工具内或外接于所述扭力工具的出力端。
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