[發(fā)明專利]用于測量扭矩和角度的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910295587.6
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN110370212B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杰里·A·金;內(nèi)森·J·李;約翰·L·雷伊尼特森;史蒂芬·M·鮑爾;黎杰
• 申請（專利權(quán)）人: 施耐寶公司
• 主分類號: B25B23/142
• 分類號: B25B23/142;G01D21/02
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 何沖;黃隸凡

本發(fā)明涉及扭矩施加工具，例如電子扭矩螺絲刀，該扭矩施加工具具有多軸陀螺儀(例如3軸陀螺儀或其他類型的陀螺儀)和扭矩傳感器，這允許同時(shí)或順序地測量扭矩和圍繞工具軸線的轉(zhuǎn)角。扭矩和角度測量的目標(biāo)可用于創(chuàng)建算法，以檢測起步扭矩、殘余扭矩，或用于執(zhí)行防錯(cuò)，以確保緊固特定的緊固件。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2018年4月13日提交的題為“用于測量扭矩和角度的系統(tǒng)和方法(System and Method for Measuring Torque and Angle)”的美國臨時(shí)申請62/657,359的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容通過引用整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般地涉及適于將扭矩施加到工件的工具。更具體地，本發(fā)明涉及具有多軸陀螺儀和扭矩傳感器的扭矩施加工具。

背景技術(shù)

扭矩施加工具通常用于汽車和工業(yè)應(yīng)用中，以將期望大小的扭矩施加到工件(例如，螺紋緊固件或螺栓)。例如，扭矩施加過程可能需要將工件緊固到期望的扭矩大小或緊固到期望的扭矩范圍內(nèi)。以期望的扭矩大小固定工件允許牢固地附接部件以及與部件相關(guān)的結(jié)構(gòu)，而不存在工件緊固不足或過度緊固的風(fēng)險(xiǎn)。例如，沒有施加適當(dāng)大小的扭矩可能導(dǎo)致工件緊固不足，這可能導(dǎo)致部件的意外脫離。同樣地，施加過大的扭矩可能會(huì)過度緊固工件，這可能導(dǎo)致工件難以脫離，或者會(huì)損壞緊固的部件或工件。為了防止緊固不足或過度緊固，可以在緊固部件(例如螺栓或螺母)的同時(shí)進(jìn)行扭矩測量，以滿足目標(biāo)扭矩大小或施加期望的扭矩范圍內(nèi)的扭矩大小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明寬泛地涉及扭矩施加工具，例如電子扭矩螺絲刀，該扭矩施加工具具有多軸陀螺儀(例如3軸陀螺儀或其他類型的陀螺儀)和扭矩傳感器，這允許同時(shí)或順序地測量扭矩和圍繞工具軸線的角度。扭矩和角度測量的目標(biāo)可用于創(chuàng)建算法，以檢測起步扭矩、殘余扭矩，或用于執(zhí)行防錯(cuò)，以確保緊固特定的緊固件。

在一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種具有手柄和驅(qū)動(dòng)器的工具。該工具可包括：控制殼體，其從驅(qū)動(dòng)器延伸；和控制器，其設(shè)置在控制殼體中。控制器可包括：扭矩傳感器，其配置為測量由驅(qū)動(dòng)器施加到工件的扭矩大小；以及陀螺儀，其配置為測量驅(qū)動(dòng)器的角位移量。控制器還可以包括處理器和存儲(chǔ)器。處理器可以配置為確定來自陀螺儀的驅(qū)動(dòng)器的角位置。該工具還可包括與控制器通信的輸入界面和與控制器通信并配置為顯示值的顯示器。

在另一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種通過工具將扭矩施加到工件的方法。該工具可以具有驅(qū)動(dòng)器、控制器、扭矩傳感器、陀螺儀、存儲(chǔ)器、輸入界面和顯示器。該工具可以通過輸入界面接收最小期望扭矩值和最大期望扭矩值。還可以通過輸入界面接收最小期望旋轉(zhuǎn)角度值和最大期望扭矩值。可以從扭矩傳感器接收分別施加到工件的扭矩大小的相應(yīng)測量值，使得當(dāng)施加到工件的扭矩大小達(dá)到最小扭矩值時(shí)，接收旋轉(zhuǎn)角度測量值。可以測量扭矩和旋轉(zhuǎn)角度的大小，直到扭矩大小達(dá)到最大扭矩值。可以將測量的旋轉(zhuǎn)角度與最小旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行比較。

在又一個(gè)實(shí)施例中，公開了一種測量通過工具施加到工件的扭矩大小的方法。可以通過輸入界面接收最小期望扭矩值和最大期望扭矩值。還可以通過輸入界面接收最小期望旋轉(zhuǎn)角度值和最大期望旋轉(zhuǎn)角度值。可以從扭矩傳感器接收分別施加到工件的扭矩大小的相應(yīng)測量值，并且可以根據(jù)從陀螺儀接收的旋轉(zhuǎn)測量值確定旋轉(zhuǎn)角度測量值。施加到工件的扭矩的相應(yīng)大小和相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度測量值可以記錄在存儲(chǔ)器中，直到達(dá)到目標(biāo)值。目標(biāo)值可包括最小扭矩值、最大扭矩值、最小旋轉(zhuǎn)角度值和最大旋轉(zhuǎn)角度值中的至少一個(gè)。此外，可以在達(dá)到目標(biāo)值時(shí)激活指示。

附圖說明

為了便于理解尋求保護(hù)的主題，在附圖中示出了其實(shí)施例，通過審閱在附圖中示出的實(shí)施例，并結(jié)合以下描述考慮尋求保護(hù)的主題，其構(gòu)造和操作以及許多優(yōu)點(diǎn)應(yīng)該很容易被理解和領(lǐng)會(huì)。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的扭矩施加工具的透視圖。

圖2和圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的圖1所示的扭矩施加工具的第一側(cè)視圖和第二側(cè)視圖。