[发明专利]用于拧紧紧固件的动力工具与方法

权利要求书

1.一种用于拧紧紧固件的动力工具(100)，包括：

角度测量装置(101)，其用于测量紧固件的旋转角度(α)，

扭矩测量装置(102)，其用于测量在拧紧期间传递至紧固件的扭矩(T)，以及电机(104)，其连接至动力工具的可旋转部分，用于驱动紧固件的拧紧，

其中，所述动力工具包括或者连接至：

处理器(103)，其用于计算完成从所测量的旋转角度(α)至预定的目标角度(α_t)的紧固件拧紧所需的拧紧能量(E_t)，其中，基于测量的旋转角度(α)、目标角度(α_t)以及结合部的刚度(k)来计算所述拧紧能量，

调节器(105)，其连接至电机以调节电机的旋转速度(ω)，从而在动力工具的可旋转部分中提供采用旋转惯量形式的旋转能量(E_r)，以满足所需的拧紧能量(E_t)，其中，所述动力工具配置为在紧固件的预定旋转目标角度(α_t)处中断拧紧，目标角度(α_t)根据平缓角(α₀)处的平缓来限定。

2.根据权利要求1所述的动力工具，其中，根据测量的扭矩(T)和旋转角度(α)来计算结合部的刚度(k)，作为紧固件的每旋转角度的扭矩变化率，k＝ΔT/Δα。

3.根据权利要求1或2所述的动力工具，其中，在拧紧期间，所述调节器连续地或间歇地调节电机的旋转速度(ω)。

4.根据权利要求1所述的动力工具，其中，在动力工具的可旋转部分提供的满足所需的拧紧能量(E_t)的采用旋转惯量(J)形式的旋转能量(E_r)所需要的旋转速度(ω)计算为：

ω＝SQRT(k(α_t²-α²)/J)。

5.根据权利要求1所述的动力工具，其中，使旋转速度保持在较高的水平，直至所需的拧紧能量小于动力工具的可旋转部分中采用旋转惯量形式的旋转能量(E_r)。

6.一种拧紧紧固件的方法，包括以下步骤：

-步骤301：测量紧固件的旋转角度(α)，

-步骤302：测量传递至紧固件的扭矩(T)，

-步骤303：计算完成从所测量的旋转角度(α)至预定的目标角度(α_t)的紧固件拧紧所需的拧紧能量(E_t)，其中，基于测量的旋转角度(α)和结合部的刚度(k)来计算所述拧紧能量，

-步骤304：调节电机的旋转速度(ω)，以在动力工具的可旋转部分提供采用旋转惯量(J)形式的旋转能量(E_r)，从而满足所需的拧紧能量(E_t)，

-步骤305：利用所提供的旋转能量来拧紧紧固件，以及

-步骤306：在紧固件的预定旋转目标角度(α_t)处中断拧紧，目标角度(α_t)根据平缓角(α₀)处的平缓来限定。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，结合部的刚度(k)为紧固件的每旋转角度的扭矩变化率，k＝ΔT/Δα。

8.根据权利要求6-7的任一项所述的方法，其中，在拧紧期间，连续地或间歇地调节旋转速度。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，在动力工具的可旋转部分提供满足所需的拧紧能量(E_t)的采用旋转惯量(J)形式的旋转能量(E_r)所需要的旋转速度(ω)计算为：

ω＝SQRT(k(α_t²-α²)/J)。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，将旋转速度保持在较高的水平，直至所需的拧紧能量小于在动力工具的可旋转部分中的采用旋转惯量(J)形式的旋转能量(E_r)。

11.根据权利要求6所述的方法，其中，完成拧紧所需的拧紧能量(E_t)基于平缓之后的结合部的刚度(k)来计算。