Brevet FR2956829A1 — publié le 20110902

CLE DYNAMOMETRIQUE ET PROCEDE POUR DETERMINER L'ANGLE DE ROTATION D'UNE CLE DYNAMOMETRIQUE La présente invention porte sur une clé dynamométrique. La Figure 1 est une vue schématique d'une clé dynamométrique classique. Sur la Figure 1, l'utilisateur utilise une clé dynamométrique 100 pour entraîner un écrou de vis 200, la cavité d'engagement de la clé dynamométrique 100 vient en prise avec l'écrou de vis 200, et le circuit électrique de la clé dynamométrique 100 calcule le couple et l'angle de rotation. Cependant, il existe toujours une erreur d'imprécision concernant l'angle de rotation, quelle que soit la finesse de la précision. Selon un aspect, la présente invention a pour objet une clé dynamométrique, caractérisée par le fait qu'elle comprend : un corps de clé pour communiquer un couple à une pièce à travailler ; un capteur de couple pour détecter si le couple est supérieur à une valeur de couple prédéterminée ; un capteur d'angle pour obtenir une valeur d'angle de rotation par la mesure de la rotation du corps de clé une fois que le couple est supérieur à la valeur de couple prédéterminée ; un détecteur de gravité pour détecter l'angle d'inclinaison du corps de clé ; et un processeur programmé pour corriger la valeur d'angle de rotation en fonction de l'angle d'inclinaison du corps de clé. La clé dynamométrique peut comprendre en outre une unité d'affichage pour afficher la valeur d'angle de rotation corrigée. La clé dynamométrique peut comprendre en 5 outre une interface d'entrée/sortie de données disposée sur le corps de clé. La clé dynamométrique peut comprendre en outre une unité de stockage disposée dans le corps de clé. Selon un autre aspect, la présente invention a 10 pour objet un procédé pour déterminer l'angle de rotation d'une clé dynamométrique, caractérisé par le fait que le procédé comprend : l'obtention d'une valeur d'angle de rotation par la mesure de l'angle de rotation de la clé 15 dynamométrique ; la détection de l'angle d'inclinaison de la clé dynamométrique ; et la correction de la valeur d'angle de rotation en fonction de l'angle d'inclinaison de la clé 20 dynamométrique. Le procédé peut comprendre en outre la communication d'un couple à une pièce à travailler par la clé dynamométrique, l'angle de rotation de la clé dynamométrique étant mesuré une fois que le couple est 25 supérieur à une valeur de couple prédéterminée. Le procédé peut comprendre en outre la mesure du couple par un capteur de couple. Selon un mode de réalisation particulier, l'angle de rotation est mesuré par un capteur d'angle. 30 Le procédé peut comprendre en outre le stockage de la valeur de couple prédéterminée dans une mémoire. Selon un mode de réalisation particulier, l'angle d'inclinaison de la clé dynamométrique est détecté par un détecteur de gravité. La présente invention ressortira davantage à la 5 lecture de la description détaillée suivante du mode de réalisation, avec référence aux dessins annexés, sur lesquels : la Figure 1 est une vue schématique d'une clé 10 dynamométrique qui est actionnée, selon l'état antérieur de la technique ; les Figures 2A et 2B sont des vues schématiques de clés dynamométriques qui sont actionnées avec des angles 15 d'inclinaison, l'angle de vue étant parallèle à l'axe Y ; la Figure 2C est une vue en perspective de dessus d'une clé dynamométrique qui est actionnée ; la Figure 2D est une vue en perspective de dessous d'une clé dynamométrique qui est actionnée ; la Figure 3A est une vue schématique d'une clé 25 dynamométrique qui est amenée à tourner d'un angle a ; la Figure 3B est une vue en perspective de la clé dynamométrique représentée sur la Figure 3A ; 30 - les Figures 4A, 4B et 4C sont des vues schématiques d'une clé dynamométrique à douilles qui est actionnée ; 20 15 la Figure 5 est un schéma fonctionnel d'une clé dynamométrique selon un mode de réalisation de la présente invention ; la Figure 6 est un schéma fonctionnel détaillé de la Figure 5 ; la Figure 7A est une vue de circuit de la puce gyroscopique selon un mode de réalisation de la 10 présente invention ; la Figure 7B est une vue de circuit du détecteur gravité selon un mode de réalisation de la présente invention ; la Figure 7C est une vue de circuit du processeur selon un mode de réalisation de la présente invention ; la Figure 8 est un diagramme de fonctionnement par 20 étape du procédé de calcul d'angle de rotation pour une clé dynamométrique selon un mode de réalisation de la présente invention ; et la Figure 9 est un diagramme de fonctionnement par 25 étape détaillé de la Figure 8. L'inventeur s'est basé sur des années d'expérience et des efforts de longue durée pour trouver que l'origine de l'erreur d'imprécision de la clé 30 dynamométrique est comme suit : Les Figures 2A et 2B sont des vues schématiques d'une clé dynamométrique qui est actionnée. L'angle de vue est parallèle à l'axe y. Un utilisateur met en prise la clé dynamométrique 100 avec l'écrou de vis 200 sans songer à l'angle d'inclinaison entre la clé dynamométrique 100 et l'écrou de vis 200. Par conséquent, le plan de surface latérale de la tête, dans lequel la cavité d'engagement se trouve, de la clé dynamométrique 100 n'est pas horizontal au plan de surface supérieure de l'écrou de vis 200. En d'autres termes, le plan de surface latérale de la tête de la clé dynamométrique 100 s'incline par rapport au plan x-y vers l'axe z. La situation d'inclinaison modifie la distance entre le capteur d'angle de la clé dynamométrique 100 et le centre de l'écrou de vis 200. La distance décalée provoque l'erreur d'imprécision puisque la clé dynamométrique 100 est réglée pour utiliser la distance entre le capteur d'angle et le centre de la cavité d'engagement de la clé dynamométrique 100 afin de calculer l'angle de rotation. Les Figures 2C et 2D illustrent deux autres situations dans lesquelles un actionnement par l'utilisateur provoque l'erreur d'imprécision. La Figure 2C est une vue en perspective de dessus d'une clé dynamométrique qui est actionnée. La Figure 2D est une vue en perspective de dessous d'une clé dynamométrique qui est actionnée. Comme illustré sur les Figures 2C et 2D, l'angle d'inclinaison ne se trouve pas uniquement dans le plan x-z, mais également dans le plan y-z. En détail, la clé sur la Figure 2C est inclinée vers l'axe z négatif et l'axe y positif, et la clé sur la Figure 2D est inclinée vers l'axe z positif et l'axe y négatif. La Figure 3A est une vue schématique d'une clé dynamométrique qui est amenée à tourner d'un angle a. Comme décrit ci-dessus, lorsque la clé dynamométrique 100 vient en prise avec l'écrou de vis 200 et fait tourner l'écrou de vis 200 d'un angle a, la poignée de la clé dynamométrique 100 se décale habituellement légèrement en raison de la torsion du poignet. En d'autres termes, la clé dynamométrique 100 entraîne l'écrou de vis 200 sur un premier angle de rotation a1 avec un premier angle d'inclinaison, et entraîne l'écrou de vis 200 sur un second angle de rotation a2 avec un second angle d'inclinaison. La Figure 3B est une vue en perspective de la Figure 3A. L'angle de rotation total a est la somme du premier angle de rotation a1 et du second angle de rotation a2, c'est-à- dire a = a1 + a2. En détail, comme illustré sur la Figure 3B, lorsque la clé tourne d'un premier angle a1, l'angle d'inclinaison entre la clé dynamométrique 100 et l'écrou de vis 200 est 01, mais lorsque l'utilisateur continue à actionner la clé dynamométrique 100 de façon à faire tourner d'un second angle a2, l'angle d'inclinaison entre la clé dynamométrique 100 et l'écrou de vis 200 est 02, en raison du fait que l'utilisateur tord légèrement son poignet. Etant donné que la main de l'utilisateur ne peut pas être aussi stable qu'un robot, l'erreur d'imprécision ne peut pas être évitée. Le même problème survient également avec la clé dynamométrique à douilles. Les Figures 4A, 4B et 4C sont des vues schématiques d'une clé dynamométrique à douilles qui est actionnée selon l'état antérieur de la technique. Sur les Figures 4A, 4B et 4C, bien que la tête d'entraînement 101 de la clé dynamométrique 100 vient en prise horizontalement avec l'écrou de vis 200, la poignée 102 s'incline encore d'un angle R. Une fois que le capteur d'angle est installé dans la poignée 102, l'erreur d'imprécision se produit également. L'homme du métier peut installer le capteur d'angle dans la tête d'entraînement 101 suite à l'enseignement donné par la description ci-dessus. Cependant, la tête d'entraînement 101 est de petites dimensions et l'effort appliqué sur la tête d'entraînement 101 est important. Le capteur d'angle installé dans la tête d'entraînement 101 présente de nombreux inconvénients, tels que le fait d'être endommagé facilement, d'être coûteux et de laisser peu de liberté de conception. Par conséquent, l'inventeur a investit beaucoup de temps et d'essais pour trouver l'origine de l'erreur d'imprécision, et proposer une solution pour surmonter le problème. La Figure 5 est un schéma fonctionnel d'une clé dynamométrique selon un mode de réalisation de la présente invention. Sur la Figure 5, la clé dynamométrique 300 comprend un corps de clé 310 et un dispositif de circuit électrique 320. Le dispositif de circuit électrique 320 comprend un capteur de couple 321, un capteur d'angle 322, un détecteur de gravité 323 et un processeur 324. Le corps de clé 310 transmet un couple à une pièce à travailler, telle qu'une vis. Le capteur de couple 321 est disposé pour détecter si le couple est supérieur à une valeur de couple prédéterminée. Le capteur d'angle 322 est disposé pour obtenir une valeur d'angle de rotation par la mesure de la rotation du corps de clé 310 une fois que le couple est supérieur à la valeur de couple prédéterminée. Le détecteur de gravité 323 est disposé pour détecter l'angle d'inclinaison du corps de clé 310. Le processeur 324 est programmé pour corriger la valeur d'angle de rotation en fonction de l'angle d'inclinaison du corps de clé 310. Si l'on se réfère, par exemple, à la Figure 3B, on peut voir que l'utilisateur peut actionner la clé dynamométrique 100 pour la déplacer d'un premier angle a1 et ensuite relâcher l'effort pendant un moment, le capteur de couple 321 détectant son relâchement sur la base du fait que le couple n'est pas supérieur à une valeur de couple prédéterminée. Par conséquent, le capteur d'angle 322 ne travaille pas à ce moment. Une fois que l'utilisateur continue à entraîner l'écrou de vis 200, le capteur de couple 321 détecte si le couple est supérieur à la valeur de couple prédéterminée, et le capteur d'angle 322 calcule en continu l'angle de rotation. Par conséquent, le capteur d'angle 322 délivre en sortie la valeur d'angle = a1+ a2. Au même moment, le détecteur de gravité 323 détecte les angles d'inclinaison 01 et 02. Par conséquent, le processeur 324 est programmé pour utiliser les angles d'inclinaison 01 et 02 afin de régler la valeur d'angle de rotation a et de diminuer ainsi l'erreur d'imprécision. La Figure 6 est un schéma fonctionnel détaillé de la Figure 5. Sur la Figure 6, la clé 300 comprend en outre une unité d'affichage pour afficher la valeur d'angle de rotation corrigée. En détail, l'unité d'affichage comprend un écran 325, un voyant lumineux 326 et un avertisseur 327. L'écran 325 est disposé pour représenter une diversité de sortes d'informations, telles que la valeur d'angle de rotation corrigée ou la valeur de couple prédéterminée. Le voyant lumineux 326 est disposé sur le corps de clé 310 pour avertir l'utilisateur. Un avertisseur 327 est également disposé sur le corps de clé 310 pour avertir l'utilisateur. D'autre part, la clé dynamométrique 300 comprend également une unité de stockage 328 disposée dans le corps de clé 310 pour stocker une diversité de sortes d'informations, telles que la valeur de couple prédéterminée, la valeur d'angle de rotation, la valeur de l'angle d'inclinaison ou la valeur d'angle de rotation corrigée. La clé dynamométrique 300 comprend également une interface d'entrée/sortie de données 329 qui est disposée sur le corps de clé 310. L'interface d'entrée/sortie de données 329 peut être une interface câblée ou sans fil pour transmettre les données. La clé dynamométrique 300 comprend également une interface d'exploitation 330 pour la saisie de données ou de commandes par l'utilisateur. La Figure 7A est une vue de circuit de la puce gyroscopique selon un mode de réalisation de la présente invention. En détail, le capteur d'angle décrit ci-dessus peut être réalisé sous la forme d'une puce gyroscopique. La puce gyroscopique peut être choisie parmi les gyroscopes LY503ALH, LY510ALH, LPR510AL, LPY510AL, LY5150ALH et LPY5150AL de la famille ST et les gyroscopes ADXRS610 et ADXRS613 de la famille ADI. Le signal de sortie de la puce gyroscopique est transmis au processeur 324 par l'intermédiaire de la broche de connexion 401. La Figure 7B est une vue de circuit du détecteur de gravité selon un mode de réalisation de la présente invention. En détail, le détecteur de gravité peut être choisi parmi les détecteurs de gravité LIS202D1, LIS244AL, LIS331AL, LIS344AL, LIS344ALH et LIS3V02DL de la famille ST et les détecteurs de gravité ADXL325, ADXL326, ADXL335, ADXL345, ADXL103 et ADXL203 de la famille ADI. Le signal de sortie du détecteur de gravité est transmis au processeur 324 par l'intermédiaire de la broche de connexion 402. La Figure 7C est une vue de circuit du processeur selon un mode de réalisation de la présente invention. Si l'on prend, par exemple, la puce de microprocesseur de numéro MSP430-F427. La puce MSP430-F427 reçoit le signal provenant de la puce gyroscopique par l'intermédiaire de la broche de connexion 403. En d'autres termes, la broche de connexion 403 est connectée en termes de signal à la broche de connexion 401. La puce MSP430-F427 reçoit le signal provenant du détecteur de gravité par l'intermédiaire de la broche de connexion 404. En d'autres termes, la broche de connexion 404 est connectée en termes de signal à la broche de connexion 402. La puce MSP430-F427 reçoit ensuite le signal provenant du capteur de couple par l'intermédiaire de la broche de connexion 405 et de la broche de connexion 406. La Figure 8 est un diagramme de fonctionnement par étape du procédé de détermination d'angle de rotation pour une clé dynamométrique selon un mode de réalisation de la présente invention. Le procédé comprend les étapes suivantes : Tout d'abord, comme indiqué à l'étape 510, une valeur d'angle de rotation de la clé dynamométrique est obtenue par la mesure de l'angle de rotation de la clé dynamométrique. En détail, un capteur d'angle est disposé pour obtenir la valeur d'angle de rotation du corps de clé. Ensuite, comme indiqué à l'étape 520, l'angle d'inclinaison de la clé dynamométrique est détecté par l'intermédiaire d'un détecteur de gravité. Ensuite, comme indiqué à l'étape 530, la valeur d'angle de rotation est corrigée en fonction de l'angle d'inclinaison de la clé dynamométrique. La Figure 9 est un diagramme de fonctionnement par étape détaillé de la Figure 8. Sur la Figure 9, le mode de réalisation comprend cinq étapes comme suit : Tout d'abord, comme indiqué à l'étape 610, un couple est communiqué à une pièce à travailler. En d'autres termes, une clé dynamométrique est utilisée pour entraîner une pièce à travailler, telle qu'un écrou de vis. En détail, la clé dynamométrique communique un couple à la pièce à travailler et un capteur de couple est déclenché pour détecter le couple. Ensuite, comme indiqué à l'étape 620, le couple est contrôlé en fonction d'une valeur de couple prédéterminée. En détail, un processeur est disposé pour contrôler si le couple est ou non supérieur à une valeur de couple prédéterminée. De plus, le capteur de couple est déclanché par le processeur pour mesurer l'angle de rotation de la clé dynamométrique une fois que le couple est supérieur à la valeur de couple prédéterminée. Ensuite, comme indiqué à l'étape 630, l'angle de rotation de la clé dynamométrique est détecté. En détail, un capteur d'angle est déclenché pour mesurer l'angle de rotation de la clé dynamométrique alors que le couple est supérieur à la valeur de couple prédéterminée. Le capteur d'angle délivre en sortie une valeur d'angle de rotation pour représenter l'angle de rotation de l'écrou de vis. Comme décrit ci-dessus, la valeur d'angle comprend l'erreur d'imprécision. Ensuite, comme indiqué à l'étape 640, l'angle d'inclinaison de la clé dynamométrique est détecté. En détail, un détecteur de gravité est également disposé pour détecter l'angle d'inclinaison de la clé dynamométrique. Il convient de noter que l'étape 630 et l'étape 640 peuvent être exécutées au même moment. Ensuite, comme indiqué à l'étape 650, la valeur d'angle de rotation est corrigée en fonction de l'angle d'inclinaison de la clé dynamométrique. En détail, un processeur est disposé pour calculer l'erreur d'imprécision provoquée par l'angle d'inclinaison de la clé dynamométrique. Ainsi, la valeur d'angle de rotation est corrigée en fonction de l'angle d'inclinaison. Par conséquent, le processeur diminue l'erreur d'imprécision de la valeur d'angle de rotation en fonction de l'angle d'inclinaison. De plus, la valeur de couple prédéterminée peut être stockée dans une mémoire, et la valeur d'angle de rotation corrigée peut être affichée par l'intermédiaire d'un écran. Il apparaîtra à l'homme du métier que différentes modifications et variantes peuvent être apportées à la structure de la présente invention sans s'écarter du cadre ou de l'esprit de l'invention. Au vu de ce qui précède, il est souhaité couvrir les modifications et variantes de cette invention à condition qu'elles se situent à l'intérieur de la portée des revendications suivantes.5 REVENDICATIONS1 - Clé dynamométrique (300), caractérisée par le fait qu'elle comprend : un corps de clé (310) pour communiquer un couple à une pièce à travailler ; un capteur de couple (321) pour détecter si le couple est supérieur à une valeur de couple prédéterminée ; un capteur d'angle (322) pour obtenir une valeur d'angle de rotation par la mesure de la rotation du corps de clé (310) une fois que le couple est supérieur à la valeur de couple prédéterminée ; un détecteur de gravité (323) pour détecter l'angle d'inclinaison du corps de clé (310) ; et - un processeur (324) programmé pour corriger la valeur d'angle de rotation en fonction de l'angle d'inclinaison du corps de clé (310). 2 - Clé dynamométrique (300) selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend en outre une unité d'affichage pour afficher la valeur d'angle de rotation corrigée. 3 Clé dynamométrique (300) selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend en outre une interface d'entrée/sortie de données (329) disposée sur le corps de clé (310). 4 - Clé dynamométrique (300) selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend en outre une unité de stockage (328) disposée dans le corps de clé (310). 5 - Procédé pour déterminer l'angle de rotation d'une clé dynamométrique (300), caractérisé par le fait que le procédé comprend :l'obtention d'une valeur d'angle de rotation par la mesure de l'angle de rotation de la clé dynamométrique (300) ; la détection de l'angle d'inclinaison de la clé 5 dynamométrique (300) ; et la correction de la valeur d'angle de rotation en fonction de l'angle d'inclinaison de la clé dynamométrique (300). 6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé 10 par le fait qu'il comprend en outre la communication d'un couple à une pièce à travailler par la clé dynamométrique (300), l'angle de rotation de la clé dynamométrique (300) étant mesuré une fois que le couple est supérieur à une valeur de couple prédéterminée. 15 7 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre la mesure du couple par un capteur de couple (321). 8 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'angle de rotation est mesuré par un 20 capteur d'angle (322). 9 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre le stockage de la valeur de couple prédéterminée dans une mémoire. 10 - Procédé selon la revendication 5, 25 caractérisé par le fait que l'angle d'inclinaison de la clé dynamométrique (300) est détecté par un détecteur de gravité (323). 30