TWI709462B - 指針式電子扭力扳手 - Google Patents

Abstract

一種指針式電子扭力扳手，其包含：一頭部；一主桿，前端自該頭部延伸，末端則具有一握把；一指針，一端固設於該頭部，其另一端為一自由端，該主桿受力時，該主桿會與指針之間產生位移變化；一顯示裝置，具有至少一顯示幕；一感測裝置，該指針係與該等感測裝置作動，使該感測裝置感測該扳手的扭力值並顯示於該顯示單元上。

Description

指針式電子扭力扳手

本發明係與一種手工具有關，特別是指一種透過主桿與指針之間位置變化產生數位扭力數值顯示之指針式電子扭力扳手。

請參閱圖1所示，係習知一種指針式扭力扳手10，其包含有：一扳手桿11及一指針桿12，該扳手桿11之一端係設有一工作頭部111，該工作頭部111上並一體延伸設有一端呈自由端的指針桿12，該扳手桿11上並於對應該指針桿12自由端部位置設一扭力刻度表13，該指針桿12的自由端常態指示位於0刻度處；扳手桿11於工作頭部11的另端係以一握柄14相套合，指針式扭力扳手10常態下，指針桿12係與扳手桿11相平行者。

傳統扭力扳手於操作上，可將工作頭部111與工作件相套合，而操作者可藉握柄14施力扳轉該扳手桿11作動工作件，當施力扳轉扳手桿11的力道超出預設值時，該指針桿12會與扳手桿11之間呈相對角度的偏離，由原本的平行的狀態變成傾斜狀態，藉該指針桿12之自由端與扳手桿11桿身的偏離角度，而該指針桿12得以於該扭力刻度表13上指示出施加於扳手的扭力值。習知之指針式扭力扳手10使用時會有如下的問題：指針桿12的自由端於扭力刻度表13上顯示的讀數，必須在操作者持續施力扭轉的狀態下，方得以讀出，所以容易因使用者施力顫抖而使讀數不準確，並且，其轉距指針的讀數，必須在操作者持續施力扭轉的狀態下，方得以讀出，如此將耗費操作者不必要的體力；另外，因為扭力刻度表13係以刻度方式呈現數值，在判斷扭力值的過程中數值僅能有一概略指示值，並且因為刻度的判斷不易，常會產生誤讀的狀況。

本發明主要目的係提供一種可以將偏移角度轉換成數位扭力顯示之指針式電子扭力扳手。

為達上述目的，本發明係提供一種指針式電子扭力扳手，其包含有： 一頭部； 一主桿，前端固接頭部上，末端則具有一握把； 一指針，一端固設於該頭部，其另一端為一自由端，且該主桿未受力時，該指針與該主桿概呈平行；該主桿受力時，該主桿會產生變形，使該指針之自由端係朝該主桿的側向偏移； 一顯示裝置，設於該主桿上，具至少一顯示幕； 一感測裝置，設於該主桿上，具有至少一感測單元，該指針之自由端係與該等感測單元作動，使該感測裝置感測該主桿彎曲變化，經由指針之自由端之位置變化改變該感測裝置之感測值，再轉換成扳手的扭力值：該等顯示幕係顯示該扭力值。

較佳地，該感測單元係為一電阻式傳感器，該電阻式傳感器上設有一撥塊，該指針係與該撥塊相接，該撥塊的位置變化可改變該電阻式傳感器之電阻值。

較佳地，該感測單元係為一光學尺，該指針上設有一讀取頭，該讀取頭可以讀取該光學尺，以測得該指針的位置。

較佳地，該感測單元係為一距離感測器，該距離感測器可以測量該主桿與指針之間的位移量。

本發明所提供之指針式電子扭力扳手，其主桿受力彎折後，指針自由端會相對產生側向偏移，該指針在該等感測單元上作動產生位置的變化，轉換成一對應的數位扭力值，並顯示到該顯示幕上，產生一數位扭力值的顯示；使用者可以透過顯示幕的顯示而可輕易且準確地知道扭力數值。

請參閱圖2及3所示，係本發明一較佳實施例所提供之扭力扳手20，其包含有：一頭部30、一主桿40、 一指針50、一殼體60、一顯示裝置70及一感測裝置80；該主桿40一端固接於該頭部30，該指針50一端固設於該頭部30上，另端則為一自由端，主桿40未受力時，該指針50與該主桿40係概呈平行；該顯示裝置70設於殼體60上，具有一顯示幕71；該感測裝置80具有一感測單元81，該指針50之自由端於該感測單元81上作動，該指針50之自由端位置變化會影響該感測單元81的數值；當該主桿40受力後，該主桿40會因受力產生變形，使該指針50與該主桿40之間會以該頭部30為軸心產生一個角位移，使該指針50之自由端與主桿40之間變化位置，進而使該感測單元81可以因為數值(如電阻值、距離量測)之變化測得對應的扭力數值，並顯示於該顯示裝置70之顯示幕71上；可提升數據判讀的準確率及速度。

請參閱圖2至4所示，該頭部30內部係設置有一棘輪機構31，該棘輪機構31前端凸伸有一工作頭311，該工作頭311於本實施例中係為一四角頭，使其可與套筒相連接，並驅動套筒對工件進行施力；該工作頭311亦可為六角頭或四角孔、六角孔之孔槽；為了要使該棘輪機構31可以更換施力方向，該頭部30之側邊並設有一換向機構32，該棘輪機構31與換向機構32之換向及施力方式係與一般棘輪相同，在此不另贅述。

該主桿40，前端與該頭部30固接，末端則形成有一握把41。

請參閱圖2及3所示，該指針50一端固接於該頭部30上，其另一端形成一自由端，該主桿40未受力時，該指針50係與該主桿40保持平行，該指針50之自由端上並設有一接軸51；當該主桿40受力時，該主桿40會產生以頭部30為軸心產生變形，使該指針50之自由端會相對往主桿40受力方向之反方向側偏擺，兩者之間會產生一個距離的變化。

一殼體60，固設於主桿40上；該殼體60上設有一長槽61，該長槽61沿主桿40的徑向設於該殼體60上，該設定按鈕組86會凸設於該殼體60上。

請參閱圖2及3所示，該顯示裝置70之顯示幕71係固設於該主桿40之殼體60上。

請參閱圖2、圖3及圖5所示，該感測裝置80包含有該感測單元81、一處理單元83、一設定按鈕組86及一警示器87。

該感測單元81係為一電阻式傳感器811，該電阻式傳感器811裝設於該殼體60內，該電阻式傳感器811上係設有一可移動的撥塊812，該撥塊812並露出於該長槽61，該撥塊812的位置會改變該電阻式傳感器811之電阻值；該指針50之自由端與該撥塊812相樞接，該指針50會帶動該撥塊812在該電阻式傳感器811變化位置，使該感測單元81產生不同的電阻值，從而產生不同的電壓變化，該電壓值將透過該處理單元83轉換成(0513)成對應的扭力值大小，該感測單元81除了使用電阻式傳感器811外，如圖9所示的光學尺或如圖10及11所示的距離感測器等其他可透過主桿40與指針50間位置變化來轉換感測數值的感應器也可以做為感測單元81；該處理單元83並將轉換後對應的扭力值顯示至該顯示幕71上；

請配合參閱圖5，該撥塊812頂端係設有一穿槽8121，該穿槽8121內樞設有該指針50自由端之接軸51，使該指針50偏擺時可以連動該撥塊812沿該長槽61於主桿40之徑向兩側移動，而使該撥塊812可在電阻式傳感器811上進行位置的變化。

另外，該設定按鈕組86，其可設定給予該處理單元83一個扭力設定值，當該感測單元81的電阻值轉換之扭力值對應到扭力設定值，亦即，該指針50帶動該撥塊812移動到對應的扭力設定值位置時，該處理單元83可以驅動該警示器87進行警示，該警示器87可為蜂鳴器產生聲音的警示、或是燈光、震動等不同方式進行警示作用。

請參閱圖3、圖4及圖6所示，當該扭力扳手20開始使用時，可先透過換向機構32來選擇該棘輪機構31之工作方向，如逆時針方向施力，施力時，使用者於該主桿40之握把41上往逆時針方向側施力，使該棘輪機構31之工作頭311可以驅動工件轉動。

請參閱圖6所示，當施力到一定程度後，該主桿40會因為工件已經轉緊無法繼續轉動，施加於主桿40上的力量會使其受力而產生彎折，該指針50並保持原本的位置，使該主桿40與指針50之間會以該頭部30之位置為軸心而產生偏移，逆時針施力時，該指針50之自由端會偏移至主桿40之左側，也就是指針50相對往順時針方向偏移，該指針50之自由端偏移時會帶動該撥塊812往左邊移動，該指針50之自由端帶動撥塊812產生位置的變化，而會使得該電阻式傳感器811產生一電阻值的變化，該電阻值的變化會對應到不同的電壓值，並傳送至處理單元83轉換成不同的扭力值，經過該處理單元83處理轉換成對應的扭力值後並傳送至該顯示幕71進行顯示，使用者透過顯示幕71即可輕易且快速的得到目前的數值，可降低判斷時間及提高準確度；另外，該處理單元83可以對於電阻式傳感器811所輸入的扭力值與設定按鈕86所輸入的扭力設定值進行一比對，當使用者施加於該握把41的扭力值超過扭力設定值時，該處理單元83會驅動該警示器87進行一蜂鳴警示，告訴使用者施加的扭力值已經到達扭力設定值。

請參閱圖7及圖8所示，其係本發明之第二較佳實施例，其主要結構係與前述相同，故不再贅述，其中：該顯示裝置70具有兩顯示幕，一個為第一顯示幕72，另一個為第二顯示幕73；該第一顯示幕72係設於該顯示單元70左半側，該第二顯示幕73則設於顯示單元70之右半側；該感測裝置80也相對設置一第一感測單元84及一第二感測單元85，或是一可具有感測移動方向的感測單元；該第一感測單元84係設於該感測裝置80的右半側，該第二感測單元85係設於該感測裝置80的左半側；當該主桿40往逆時針方向施力時，該指針50之自由端會相對往左邊偏移，該指針50之自由端會往第二感測單元85方向移動，並且將扭力數值顯示在位於右邊的第二顯示幕73的位置；相反的，如果該主桿40往順時針方向施力時，該指針50之自由端會相對往右邊偏移，往第一感測單元84方向移動，此時，位在左側的第一顯示幕72即顯示施加的扭力值，將顯示幕顯示的位置與指針50之自由端指示的位置錯開顯示，可以避免指針50之自由端影響到扭力數值的判讀。

請參閱圖9所示，其係為本發明之第三較佳實施例，其主要結構係與第一較佳實施例同，故不再贅述，其中：該感測裝置80之感測單元81係為一光學尺813所構成，該光學尺813係沿該主桿40之徑向設置於該殼體60內部，該光學尺813具有兩個間隔設置的編碼條8131，該指針50靠近感測裝置80側並設有一讀取頭52，該指針50與該主桿40產生相對位移時，該指針50上的讀取頭52會經由該殼體60之長槽61對該光學尺813之編碼條8131有一量測的作用，透過量測該編碼條8131而可測得該讀取頭52與主桿40間的距離，也就是指針50與主桿40之間的距離有一測量作用，可以知道該指針50與該主桿40之間偏移的距離，透過距離的量測由該處理單元83換算成對應的扭力值，並傳送到該顯示裝置70之顯示幕71進行顯示。

請參閱圖10及11所示，其係為本發明所提供之第三較佳實施例，其主要結構係與第一較佳實施例相同，故不再贅述，其中：該感測裝置80之感測單元81係為一距離感測器814，如紅外線、超音波或是雷射等形式的非接觸式距離感測器，該距離感測器814設於該殼體60內部之側邊，該距離感測器814會隨著該主桿40變形而移動位置，相對的會使該距離感測器814與該指針50之自由端之間的距離產生變化，透過量測該指針50之自由端與距離感測器814之間距離的改變，而可由該處理單元83轉換成對應的扭力值。

本發明所提供的指針式電子扭力扳手，透過該感測裝置感測該主桿與指針之間的位置變化，而可轉換對應的扭力值，並透過顯示裝置的顯示幕，將扭力值透過一數值方式進行呈現，可提升判斷的準確率及速度。

10:扭力扳手 11:板手桿 111:工作頭部 12:指針桿 13:扭力刻度表 14:握柄 20:扭力扳手 30:頭部 31:棘輪機構 311:工作頭 32:換向機構 40:主桿 41:握把 50:指針 51:接軸 52:讀取頭 60:殼體 61:長槽 70:顯示裝置 71:顯示幕 72:第一顯示幕 73:第二顯示幕 80:感測裝置 81:感測單元 811:電阻式傳感器 812:撥塊 8121:穿槽 813:光學尺 8131:編碼條 814:距離感測器 83:處理單元 84:第一感測單元 85:第二感測單元 86:設定按鈕組 87:警示器

為使  貴審查委員能進一步瞭解本發明之目的、特徵以及所達成之功效，以下茲舉三較佳實施例，並配合圖式詳細說明於後，其中： 圖1為習知指針式扭力扳手之立體外觀圖。 圖2為本發明第一較佳實施例指針式電子扭力扳手之立體外觀圖。 圖3為圖2之頂視圖。 圖4為圖2之扭力扳手之頭部與指針之局部側視圖。 圖5為指針與撥塊結合位置之剖面示意圖。 圖6為顯示單元與指針施力作動時之數值顯示示意圖。 圖7為本發明第二較佳實施例之扳手順時針施力時指針施力作動時之數值顯示示意圖。 圖8為本發明第二較佳實施例之扳手逆時針施力時指針施力作動時之數值顯示示意圖。 圖9為本發明第三較佳實施例之感測單元使用光學尺之立體外觀圖。 圖10為本發明第四較佳實施例之感測單元使用距離感測器之頂視圖。 圖11為本發明第四較佳實施例之感測單元使用距離感測器之動作示意圖。

20:扭力扳手

30:頭部

31:棘輪機構

311:工作頭

32:換向機構

40:主桿

41:握把

50:指針

51:接軸

60:殼體

61:長槽

70:顯示裝置

71:顯示幕

80:感測裝置

81:感測單元

811:電阻式傳感器

812:撥塊

8121:穿槽

83:處理單元

86:設定按鈕組

87:警示器

Claims (11)

1. 一種指針式電子扭力扳手，其包含有： 一頭部； 一主桿，前端固接該頭部上，末端則具有一握把； 一指針，一端係固設於該頭部，其另一端為一自由端，且該主桿未受力時，該指針係與該主桿概呈平行；該主桿受力時，該主桿會產生變形，使指針之自由端係朝該主桿的側向偏移； 一顯示裝置，設於該主桿上，具有至少一顯示幕； 一感測裝置，設於該主桿上，具有至少一感測單元；該指針之自由端係與該等感測單元作動，使該感測裝置感測該扳手的扭力值；該等顯示幕係顯示該扭力值。
2. 如請求項1所述之指針式電子扭力扳手，其中，該感測單元係為一電阻式傳感器，該電阻式傳感器上設有一可位移之撥塊，該指針之自由端係與該撥塊相連接。
3. 如請求項1所述之指針式電子扭力扳手，其中，該感測裝置更包含有：一處理單元、一設定按鈕組及一警示器，該設定按鈕組可以設定一設定扭力值，該處理單元可比對該感測單元偵測之扭力值是否高於設定扭力值，並驅動該警示器進行警示。
4. 如請求項1所述之指針式電子扭力扳手，其中，該感測單元係為一光學尺，該指針之自由端設有一讀取頭，該讀取頭係可讀取該光學尺來測量該主桿與指針間之位移。
5. 如請求項1所述之指針式電子扭力扳手，其中，該感測單元係為一距離感測器，該距離感測器可量測該主桿與指針間之位移。
6. 如請求項1至5任一項所述之指針式電子扭力扳手，其中，該顯示裝置係具有一第一顯示幕與一第二顯示幕。
7. 如請求項1至5任一項所述之指針式電子扭力扳手，其中，更包含有一殼體，該殼體係設於該主桿上。
8. 如請求項7所述之指針式電子扭力扳手，其中，該顯示裝置係設於該殼體上。
9. 如請求項7所述之指針式電子扭力扳手，其中，該感測裝置的感測單元係沿該主桿之徑向設置於該殼體內。
10. 如請求項 2所述之指針式電子扭力扳手，其中，更包含有一殼體，該殼體上具有一長槽沿該主桿之徑向設置；該感測單元之電阻式傳感器係設置於該殼體內，該撥塊並露出於該長槽與該指針之自由端相連接。
11. 如請求項1所述之指針式電子扭力扳手，其中，該頭部內係設置有一棘輪機構，該頭部並設置有一換向機構，該換向機構可改變該棘輪機構之施力方向。

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