专利名称：气动手工工具的扭力控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工具，尤其涉及一种应用于气动手工工具，及具有扭力 同步回馈控制，以输出目标值扭力驱动气动手工工具旋转的气动手工工具的 扭力控制装置。
技术背景现有的气动手工工具广泛应用于螺丝、螺钉、螺栓等组件的旋转上锁或 卸除操作场合，特别是用于某些大型汽车产品或精密机械产品上的不同型号 或型式的螺丝、螺钉、螺栓等零件的上锁或卸除操作过程中，需要不同的旋 转扭力值以对这些螺丝、螺钉、螺栓可以适当安装及卸除操作。上述现有的气动手工工具在实际操作螺丝、螺钉、螺栓等组件的旋转上锁 或卸除过程中，无法有效及精准控制气动手工工具转轴输出的扭力，使螺丝、 螺钉、螺栓等组件无法借助适当扭力上锁或卸除，扭力过大则会导致螺丝、 螺钉、螺栓等组件崩牙断裂或使对应锁合的螺孔内的螺牙崩牙损坏，扭力太 小则无法使螺丝、螺钉、螺栓等组件被上锁锁紧或顺利卸除，严重影响气动 手工工具的操作质量。 ，在相关在前专利文献方面，如中国台湾专利公报第295004号"气动手工 工具机结构改良"新型专利案，揭示一种典型现有的气动手工工具结构，但 是其并无任何可供控制输出扭力的机构或装置，使气动手工工具的输出扭力 无法稳定及精确控制，从而存有上述现有气动手工工具使用操作的缺点及问题。实用新型内容本实用新型的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种 气动手工工具的扭力控制装置，可以将气动手工工具驱动轴的实际输出扭力 经由一扭力感测组件、讯号连接环、数个信号撷取组件予以同步侦测检出， 以实际回馈气动手工工具的扭力输出状态。本实用新型的再一 目的在于提供一种气动手工工具的扭力控制装置，其 中控制电路利用扭力感测组件、讯号连接环，信号撷取组件所回馈输入的气动手工工具实际输出扭力值，以精确调整气动手工工具中的动力轴及驱动轴 输出扭力值至目标值，使气动手工工具对螺丝、螺钉或螺栓的上锁或卸除可 以借助适当扭力予以操作。本实用新型的目的是由以下技术方案实现的。本实用新型气动手工工具的扭力控制装置，其特征在于，包括 一驱动轴，设于一气动手工工具内部，该驱动轴一端连接气动手工工具的 一旋转工具组件，驱动轴另一端连接气动手工工具的一动力轴，使驱动轴受 动力轴驱动旋转并带动旋转工具组件进行同步旋转；至少一对扭力感测组件，结合于驱动轴上，该扭力感测组件同步感测驱动 轴的变形扭力值，并输出一扭力值感测讯号；一讯号连接环，连接于驱动轴，以与驱动轴同步旋转，该讯号连接环上设 有数个导体环，该导体环连接扭力感测组件，以连接导引出该扭力讯号；数个讯号擷取组件，各讯号撷取组件分别对应连接接触于讯号连接环的各 导体环，以随驱动轴同步转动拾取扭力感测组件输出的扭力值感测讯号；至少一控制电路，连接讯号撷取组件与气动手工工具的进气设备，以同馈 输入各讯号撷取组件所拾取与驱动轴同步旋转的扭力感测值，以根据该扭力 感测值所呈现的气动工具组件同步及实际扭力值，而控制动力轴调整输出至 驱动轴的扭力值可以达到目标值。前述的气动手工工具的扭力控制装置，其中驱动轴一端设有一第一连接 端以连接旋转工具组件。前述的气动手工工具的扭力控制装置，其中驱动轴另一端设有一第二连 接端以连接动力轴。前述的气动手工工具的扭力控制装置，其中扭力感测组件为扭力应变片。 前述的气动手工工具的扭力控制装置，其中讯号撷取组件为导体。 前述的气动手工工具的扭力控制装置，其中控制电路包括 一模拟/数字 转换电路，连接讯号擷取组件，以输入扭力感测组件输出的扭力值感测讯号， 并将此模拟的扭力值感测讯号转换成对应的一扭力值数字数据输出； 一微处 理器，连接该模拟/数字转换电路，以输入扭力值数字数据，该微处理器具有 扭力值计算、扭力目标值比对、显示驱动、控制指令接收及执行、气动控制 讯号输出及低电力警报功能，以计算扭力值数字数据及比对目标值而输出对 应的一气动控制讯号输出，以及相对应的一显示讯号； 一按键组，连接该微处理器，供输入扭力值设定、电源及启动、显示切换控制指令、使微处理器 执行相对的控制命令； 一驱动单元，连接微处理器及气动手工工具的进气设 备，以接收微处理器输出的马达控制讯号，控制进气设备进气显驱动动力轴 旋转再带动驱动轴输出对应的扭力； 一显示界面，连接该微处理器及一显示 器，以根据该徼处理器输出的显示讯号而输出显示扭力输出值、扭力设定值、. 电力状态ffi显示讯息给显示器进行相对功能讯息显示； 一电源单元，提供模 拟/数字转换电路、微处理器、按键组、驱动单元、显示界面所需的直流工作 电源。前述的气动手工工具的扭力控制装置，其中控制电路的显示界面所连接 的显示器为LCD显示器。前述的气动手工工具的扭力控制装置，其中控制电路的显示界面所连接 的显示器为LED显示器。前述的气动手工工具的扭力控制装置，其中控制电路的电源单元，包括 一电源组件，作为直流电源的供应来源； 一低电源指示器，连接于电源组件 及微处理器间，以于电源组件在低电力状态下，输出一低电力讯号给微处理' 器。前述的气动手工工具的扭力控制装置，其中电源组件为直流电池。 本实用新型气动手工工具的扭力控制装置的有益效果，其包括一驱动轴、 至少一扭力感测组件、讯号连接环、数个信号撷取组件及至少一控制电路； 其中，该驱动轴一端连接气动手工工具的动力轴，另一端连接一旋转工具组 件；扭力感测组件结合于驱动轴表面，以感测驱动轴的扭力值讯号；该讯号 连接环结合于驱动轴，讯号连接环上设有数个导体环，该导体环与感测组件 连接；信号撷取组件设于气动手工工具上，并接触讯号连接环的各导体环， 以拾取扭力感测组件的扭力感测讯号；该控制电路连接信号撷取组件及气动^ 手工工具的进气设备，以根据回馈输入的扭力感测讯号而输出适当扭力驱动 电源给进气设备，使进气设备输出目标值扭力给动力轴及驱动轴，达到本实 用新型使气动手工工具输出扭力同步感测回馈及精确控制输出扭力至目标值 的功效。
-图1为本实用新型气动手工工具的扭力控制装置立体结构图。图2为本实用新型气动手工工具的扭力控制装置驱动轴立体结构外观图。图3为本实用新型气动手工工具的扭力控制装置一立体结构分解图，显 示本实用新型的气动手工工具的扭力控制装置结合气动手工工具壳体的结构。图4为本实用新型气动手工工具的扭力控制装置中的控制电路方块电路图。图5为本实用新型气动手工工具的扭力控制装置控制电路的按键组及显 示器较佳应用例图。图6为本实用新型气动手工工具的扭力控制装置控制电路与气动手工工 具结合的较佳应用例。图中主要标号说明100扭力控制装置、IO驱动轴、ll第一连接端、12 第二连接端、20和30扭力感测组件、21和31扭力值感测讯号、40讯号连接 环、41至44导体环、45和46导线、51至54讯号撷取组件、60控制电路、 61模拟/数字转换电路、611扭力值数字数据、62微处理器、621气动控制 讯号、622显示讯号、63按键组、631至635按键、64驱动单元、65显示界 面、651显示器、651A电源显示区块、651B模式显示区块、651C数值显示区 块、651D状态显示区块、66电源单元、661电源组件、662低电源指示器、 662A低电力讯号、200气动手工工具、210旋转工具组件、220动力轴、230 后壳体、240前壳体、241至244固定座、250启动开关、300进气设备。
具体实施方式
参阅图1、图2及图3所示，本实用新型的气动手工工具的扭力控制装置 100，包括一驱动轴IO、至少一对扭力感测组件10及30、讯号连接环40、数 个信号撷取组件51、 52、 53和54以及至少一控制电路60;其中，该驱动轴 10设于一气动手工工具200内部，驱动轴10—辦设有一第一连接端11，第 一连接端11连接气动手工工具200的一旋转工具组件210，该旋转工具组件 210的形式不限，在本实用新型中是以螺丝起子为例，其它如螺丝套筒、螺栓 套筒或钻头等旋转工具，也应当属于本实用新型的技术范畴；该驱动轴10的 另一端设有一第二连接端12，该第二连接端12连接气动手工工具200的一动 力轴220，以使驱动轴10受动力轴220驱动旋转并带动上述的旋转工具组件 210进行同步旋转，该第二连接端12与动力轴220间的连接方式不限于直接 连接或间接连接，在本实用新型中是以直接连接为例，其它如通过减速机构 或变速机构的间接连接，也应当属于本实用新型的技术范畴。该动力釉220是设置固定于该气动手工工具200的后壳体230中。扭力感测组件20和30结合于驱动轴10上，该扭力感测组件20和30的 形式不限，在本实用新型中是以扭力应变片(strain gauge)为例，其它等效 的扭力值传感器也应当属于本实用新型的技术范畴。该扭力感测组件20和30 可以同步感测驱动轴10的变形扭力值，即相对该第一连接端11连接的旋转 工具组件210的实际操作扭力值，并输出一扭力值感测讯号21和31(如图4 所示)。该讯号连接环40连接于驱动轴10，以与驱动轴10同步旋转，讯号连接 环40上设有数个导体环4K 42、 43及44，该导体环41、 42、 43及44以数 条导线45和46连接扭力感测组件20和30，以连接导引出该扭力讯号21及31。上述讯号擷取组件51、 52、 53及54，为导体组件，分别对应连接接触于 上述的讯号连接环40的导体环41、 41、 43及44,以随驱动轴10同步转动拾 取上述的扭力感测组件20及30输出的扭力值感测讯号21和31，各讯号撷取 组件51、 52、 53及54的固定方式不限，在本实用新型中是列举设置于气动 手工工具200的前壳体240外部周缘(如图3所示)为例，即该前壳体240外 部设有数个固定座241、 242、 243及244，以分别提供该讯号撷取组件51、 52、 53及54容置固定，该讯号撷取组件51、 52、 53及54固定于气动手工工 具200的前壳体240的方式并非唯一的固定方式，其它等效的固定讯号撷取. 组件51、 52、 53及54的方式，也属于本实用新型的技术范畴。上述的控制电路60连接上述的讯号撷取组件51、 52、 53及54与气动手 工工具200的进气没备300，以回馈输入讯号撷取组件51、 52、 53及54所拾 取与驱动轴10同步旋转的扭力感测值21及31，以使控制电路60根据该扭力 感测值21及31所呈现的旋转工具组件210同步及实际扭力值，而控制进气 设备300调整进气量驱动动力轴220输出至驱动轴10的扭力值可以达到目标 值或最大值，该控制电路60的形式不限，可以为一电路板或单一集成电路形 式，以将驱动轴10的实际操作扭力值预储存或写入该控制电路60中。上述 进气设备300的形式不限，在本实用新型中是以电动打气泵为例。参阅图4所示，为本实用新型的扭力控制装置100中的控制电路60较佳' 实施例的电路方块图，其中，该控制电路60包括一模拟/数字转换电路61、 微处理器62、按键组63、驱动单元64、显示界面65及电源单元66，该模拟/数字转换电路61连接讯号撷取组件51、 52、 53及54,以输入扭力感测组件 20及30输出的扭力值感测讯号21及31，并将此模拟的扭力值感测讯号21 及31转换成对应的扭力值数字数据611输出。上述的微处理器62，连接模拟/数字转换电路61，以输入扭力值数字数 据611，该微处理器62具有扭力值计算、扭力目标值比对、显示驱动、控制 指令接收及执行、警报输出、马达控制讯号输出及低电力警报等功能，以计 算扭力值数字数据611及比对目标值而输出对应的一气动控制讯号621输出， 以及相对应的一显示讯号622。上述的按键组63，连接微处理器62，以输入扭力值设定、电源及启动、 显示切换等控制指令，使微处理器62执行相对的控制命令。上述的驱动单元64连接微处理器62及上述气动手工工具200的动力轴 220，以接收微处理器62输出的气动控制讯号621，从而控制进气设备300的 进气量，以驱动动力轴220旋转驱动驱动轴10输出目标值或最大值的扭力。上述的显示界面65连接微处理器62及一显示器651，以根据微处理器 62输出的显示讯号622而输出显示启动操作状态、扭力输出值、扭力设定值、 电力状态及警报状态等显示讯息给显示器651，该显示器651的形式不限，本 实用新型是以LCD显示器为例，其它如LED显示器也属于本实用新型的技术 范畴。上述的电源单元66，提供上述模拟/数字转换电路61、微处理器62、按 键组63、驱动单元64、显示界面65所需的直流工作电源，该电源单元66形 式不限，在本实用新型中是以一电源组件661及低电源指示器662构成为例， 该电源组件661为直流电池，以作为直流电源的供应来源，低电源指示器662 连接于电源组件661及微处理器62间，以利于电源组件661在低电力状态下， 输出一低电力讯号662A给微处理器62，使微处理器62输出对应低电力的警 示汛息给显示器651显示。参阅图5及图6所示，为本实用新型气动手工工具的扭力控制装置100 的较佳应用例，其中，图5显示控制电路60的按键组63，其具有一按键631、 632， 633、 634及635，分别代表电源、模式选择、设定、向上及向下等操作 按键，以用于设定扭力值、电源及启动、显示切换等控制指令，在常态操作 下，可选择追踪(TRACK)方式，让通过该扭力感剧组件20及30、讯号连接环 40、数个信号撷取组件51、 52、 53及54回馈输入实际扭力值给微处理器62，以随时同步追踪实际扭力值，并于显示器651中，以显示其扭力值。参阅图5所示的显示器651的画面，是规划有一电源显示区块651A、模 式显示区块651B、数值显示区块651C，状态显示区块651D，以相对显示电源、 模式选择、数值、操作状态。参阅图6所示，该一驱动轴IO、至少一对扭力感测组件20及30、讯号 连接环40、数个信号撷取组件51、 52、 53和54及至少一控制电路60均设置 于气动手工工具200的后壳体230及前壳体240内，可以整合于原来现有的 气动手工工具中，不会增加体积，可以使该气动手工工具200整体具备上述 本实用新型所述的自动或手动操作模式，并且该气动手工工具200外部所设 置的启动开关250，是用以触发启动进气设备300进气至气动手工工具200内 部，驱动动力轴220以带动驱动轴10旋转，该控制电路60并不一定要纳入 该气动手工工具200内部，也可以是独立于气动手工工具200外的单元装置。 图1至图6所示的本实用新型的气动手工工具的扭力控制装置，其中所 揭示的相关说明及图示，仅为便于阐明其实用新型技术内容及技术手段，所 揭示的一较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本 实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰， 均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求1. 一种气动手工工具的扭力控制装置，其特征在于，包括一驱动轴，设于一气动手工工具内部，该驱动轴一端连接气动手工工具的一旋转工具组件，驱动轴另一端连接气动手工工具的一动力轴，使驱动轴受动力轴驱动旋转并带动旋转工具组件进行同步旋转；至少一对扭力感测组件，结合于驱动轴上，该扭力感测组件同步感测驱动轴的变形扭力值，并输出一扭力值感测讯号；一讯号连接环，连接于驱动轴，以与驱动轴同步旋转，该讯号连接环上设有数个导体环，该导体环连接扭力感测组件，以连接导引出该扭力讯号；数个讯号撷取组件，各讯号撷取组件分别对应连接接触于讯号连接环的各导体环，以随驱动轴同步转动拾取扭力感测组件输出的扭力值感测讯号；至少一控制电路，连接讯号撷取组件与气动手工工具的进气设备，以回馈输入各讯号撷取组件所拾取与驱动轴同步旋转的扭力感测值，以根据该扭力感测值所呈现的气动工具组件同步及实际扭力值，而控制动力轴调整输出至驱动轴的扭力值可以达到目标值。
2、 根据权利要求l所述的气动手工工具的扭力控制装置，其特征在于， 所述驱动轴一端设有一第一连接端以连接旋转工具组件。
3、 根据权利要求1所述的气动手工工具的扭力控制装置，其特征在于， 所述驱动轴另一端设有一第二连接端以连接动力轴。
4、 根据权利要求1所述的气动手工工具的扭力控制装置，其特征在于， 所述扭力感测组件为扭力应变片。
5、 根据权利要求l所述的气动手工工具的扭力控制装置，其特征在于， 所述讯号撷取组件为导体。
6、 根据权利要求l所述的气动手工工具的扭力控制装置，其特征在于， 所述控制电路包括一模拟/数字转换电路，连接讯号撷取组件，以输入扭力感测组件输出的 扭力值感测讯号，并将此模拟的扭力值感测讯号转换成对应的一扭力值数字 数据输出；一微处理器，连接该模拟/数字转换电路，以输入扭力值数字数据，该微 处理器具有扭力值计算、扭力目标值比对、显示驱动、控制指令接收及执行、气动控制讯号输出及低电力警报功能，以计算扭力值数字数据及比对目标值而输出对应的一气动控制讯号输出，以及相对应的一显示讯号；一按键组，连接该微处理器，供输入扭力值设定、电源及启动、显示切换控制指令、使微处理器执行相对的控制命令；一驱动单元，连接微处理器及气动手工工具的进气设备，以接收微处理器输出的马达控制讯号，控制进气设备进气显驱动动力轴旋转再带动驱动轴输出对应的扭力；一显示界面，连接该微处理器及一显示器，以根据该微处理器输出的显示 讯号而输出显示扭力输出值、扭力设定值、电力状态迫显示讯息给显示器进 行相对功能讯息显示；一电源单元，提供模拟/数字转换电路、微处理器、按键组、驱动单元、 显示界面所需的直流工作电源。
7、 根据权利要求6所述的气动手工工具的扭力控制装置，其特征在于， 所述控制电路的显示界面所连接的显示器为LCD显示器。
8、 根据权利要求6所述的气动手工工具的扭力控制装置，其特征在于， 所述控制电路的显示界面所连接的显示器为LED显示器。
9、 根据权利要求6所述的气动手工工具的扭力控制装置，其特征在于， 所述控制电路的电源单元，包括 一电源组件，作为直流电源的供应来源； 一低电源指示器，连接于电源组件及微处理器间，以于电源组件在低电力状 态下，输出一低电力讯号给微处理器。
10、根据权利要求9所述的气动手工工具的扭力控制装置，其特征在于，所述电源组件为直流电池。
专利摘要一种气动手工工具的扭力控制装置，包括驱动轴设于气动手工工具内部，一端连接气动手工工具旋转工具组件，另端连接气动手工工具动力轴，使驱动轴带动旋转工具组件同步旋转；至少一对扭力感测组件结合于驱动轴，扭力感测组件同步感测驱动轴变形扭力值并输出扭力值感测讯号；讯号连接环连接驱动轴，讯号连接环上设数个导体环，导体环连接扭力感测组件，连接导引出扭力讯号；数个讯号撷取组件连接接触讯号连接环各导体环，随驱动轴同步转动拾取扭力感测组件输出的扭力值感测讯号；至少一控制电路连接讯号撷取组件与气动手工工具进气设备，回馈输入讯号撷取组件拾取与驱动轴同步旋转扭力感测值，控制动力轴调整输出至驱动轴的扭力值达到目标值。
文档编号G05D17/02GK201098871SQ200720155029
公开日2008年8月13日 申请日期2007年7月20日 优先权日2007年7月20日
发明者陈锵镐 申请人:关弘科技股份有限公司