[发明专利]电子扭矩扳手

说明书

提供了一种用于在驱动紧固件中使用的扭矩扳手。所述扳手包括设置在与所述扳手的主体接合的壳体内的电子单元，该电子单元能够感测和测量由所述扳手施加到紧固件的扭矩，并且将扭矩水平的输出提供给使用者。由电子单元感测的数据可用来向使用者提供关于所述扳手的操作的反馈，并且监测所述扳手的整个操作以用于校准目的，以及其它功能。在使用期间，所述扳手可为使用者提供关于该装置操作的、相对于存储在电子单元中所存最大扭矩值的视觉、听觉和触觉反馈。电子单元的壳体可形成为所述工具的单次使用部件，或者可以设计用于多次使用且具有这样的配置，即，该配置可与形成具有各种不同配置的扳手主体的支架接合。

相关专利申请的交叉引用

本申请是提交于2013年6月11日的美国非临时性专利申请序列号13/915,395的部分继续申请，该部分继续申请是提交于2011年5月18日的美国非临时性专利申请序列号13/110,446(现在为美国专利第8,485,075号)的继续申请，该继续申请又要求提交于2010年5月18日的美国临时专利申请序列号61/345,817的优先权，并且本申请还要求提交于2012年11月26日的美国临时专利申请序列号61/729,918以及提交于2013年3月14日的美国临时专利申请序列号61/784,396的优先权，这些申请的全文均以引用方式明确地并入本文中。

技术领域

本发明涉及工具，并且更具体地涉及包括电子测量和显示装置的工具，所述电子测量和显示装置用于指示由工具施加的力。

背景技术

通常，用来组装对性能至关重要的部件的紧固件被拧紧到指定的扭矩水平，以将“预张力”引入紧固件内。当施加到紧固件的头部的扭矩超出一定的扭矩水平时，紧固件开始拉紧。这种拉紧导致紧固件中的预张力，该预张力接着将部件保持在一起。拧紧这些紧固件的一种普遍的方法是使用扭矩扳手。准确且可靠的扭矩扳手帮助确保紧固件被拧紧到正确的扭矩指标。

扭矩扳手从简单的机械式变为先进的电子式。机械式扭矩扳手通常比电子式更便宜。存在两种普通类型的机械扭矩扳手：横梁式和咔嗒式。就横梁式扭矩扳手而言，响应于由扳手施加的扭矩，一横梁相对于一不偏转横梁弯曲。弯曲的横梁相对于不偏转横梁的偏转量指示施加到紧固件的扭矩量。咔嗒式扭矩扳手通过用弹簧预加载按扣机构以在指定扭矩下释放来工作，从而生成咔嗒声。其它类型的机械扭矩扳手包括指示式、棘轮式、扭矩限制式、内嵌式和横梁式扭矩扳手。在指示式扳手中，扭矩值被测量并显示在刻度盘上。在扭矩限制式扳手中，扳手会将紧固件一直驱动到达到预设的扭矩值为止，此时，扳手会滑动并停止传递所施加的扭矩。在棘轮机构扳手中，为了将紧固件驱动到诸如木材或骨骼的基板中，有必要将紧固件绕其轴线旋转多转。对于手持工具来说，由于人手中的骨关节的运动范围(根据个人情况，其出现在大约100至180度)的限制，为了驱动紧固件，使用者通常将不得不改变其握力或换手，以便继续驱动紧固件。紧固件驱动工具中的棘轮机构允许使用者将器械在相反的方向上旋转至所施加的扭矩，而不使装置驱动头从紧固件抬离或以其它方式脱离，并且不必将手抬离装置或换手。借助工具中的棘轮机构，使用者可以旋转工具并且将紧固件驱动通过他们的手所允许的尽可能大的旋转角度，然后在相反的方向上用棘轮推动驱动工具，以便能够在不将手抬离驱动工具的情况下将紧固件驱动通过尽可能大的角度。

电子扭矩扳手(ETW)往往比机械扭矩扳手更贵，并且也更准确。当用电子扭矩扳手将扭矩施加到紧固件时，扭矩读数以可视方式(例如，通过数值或光指示)指示在电子扭矩扳手的显示装置上，并且与由施加的扭矩的紧固件中所导致的预张力成比例。然而，除了其它因素之外，读数也取决于在紧固件的头部和部件的相邻表面之间的头部下摩擦以及在配接的螺纹之间的摩擦。静摩擦力大于动摩擦力。因此，当扭转操作被引发时，可能需要增加量的扭矩来克服静摩擦力并引发紧固件的旋转。因此，接着，扭矩优选地以缓慢而连续的方式施加到紧固件，以允许摩擦力稳定，以有助于确保准确度并且有助于防止扭矩过大，扭矩过大会导致紧固件和基板损坏，极端的情况下导致紧固件或基板的破坏。常常还希望使用者同时看到当前扭矩值(在那一刻正施加的扭矩)和峰值扭矩值(到当前时刻为止所施加的最大扭矩)两者。然而，现有的扭矩扳手通常仅显示在任何给定时间的当前扭矩值或峰值扭矩值。