Устройство для измерения крутящего момента, выполненное с возможностью соединения с крепежным инструментом
APPARATUS FOR MEASURING TORQUE, CONFIGURED TO BE CONNECTED WITH A FASTENING TOOL

Изобретение относится к области ручных механических инструментов, а именно, к динамометрическим ключам, представляющим собой инструменты, используемые для приложения определенного крутящего момента к вращающемуся крепежу.
Ручные динамометрические ключи можно использовать в диапазоне крутящего момента от нескольких десятков Нм; эти инструменты изготовлены из трубчатого металлического корпуса, на двух концах которого расположены рукоятка и соединительный элемент для различных типов и размеров розеток соответственно. Во время работы динамометрический ключ осуществляет визуальную индикацию, звуковую индикацию или их комбинацию, когда достигается заданный крутящий момент; инструменты, оснащенные цифровым дисплеем, будут постоянно отображать текущее значение приложенного крутящего момента.
Ниже приведен неполный список недостатков существующих динамометрических ключей:
• Чтобы выдерживать механические нагрузки, которым он подвергается при работе вблизи верхнего диапазона крутящего момента, динамометрический ключ, очевидно, слишком мощный для работы на нижнем диапазоне крутящего момента;
• Диапазон крутящего момента всего в несколько десятков Нм, не соответствует требованиям любой автомобильной мастерской, где часто применяются крутящие моменты от 10 до 350 Нм; поэтому требуются как минимум два разных динамометрических ключа;
Основная цель настоящего изобретения заключается в расширении арсенала крепежных инструментов, обладающих возможностью измерения приложенного крутящего момента с помощью одного устройства, которое может быть присоединено в качестве принадлежности к любому из указанных инструментов, для измерения прилагаемого крутящего момента и отобразжения его значение на цифровом дисплее. Устройство предназначено для размещения между рукой оператора и любым крепежным инструментом, к которому оно подсоединено, так что вся сила, прикладываемая оператором, полностью передается инструменту.
Другой целью настоящего изобретения является вычисление приложенного крутящего момента путем прямого электронного измерения обоих его компонентов: силы и плеча рычага.
Другой целью настоящего изобретения является создание универсальной соединительной системы, которая позволяет легко подсоединять устройство к маленькому гаечному ключу или длинному рычагу.
Другой целью настоящего изобретения являются чрезвычайно малые размеры устройства, которые, не изменяя существенно габаритные размеры хостинг-инструмента, не исключают его использования в ограниченном пространстве.
Другой целью изобретения является обеспечение непрерывного управления текущим крутящим моментом с помощью цифрового дисплея, который, будучи не жестко соединенным с устройством, всегда остается видимым для оператора.
Другой целью изобретения является создание прибора для измерения крутящего момента, который является простым, легким и компактным, так что производственные и транспортные расходы значительно ниже тех, которые предлагает рынок в настоящее время.
Еще одной целью изобретения является простота процедуры калибровки, не требующая специального оборудования и/или специальных навыков.
Все эти и другие цели, которые будут проистекать из нижеследующего описания, достигаются в соответствии с изобретением с помощью устройства, охарактеризованного в формуле изобретения.
Краткое описание чертежей:
-на рис. 1 изображено устройство в разобранном виде;
- на рис. 2 показано поперечное сечение типичной круглой пружины, используемой для круглых рукояток;
- на рисунке 3 показано поперечное сечение типичной пружины, которая используется с плоскими инструментами (например, гаечным ключом).
Настоящее изобретение далее дополнительно поясняется в предпочтительном варианте его осуществления, приведенном исключительно в качестве неограничивающего примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые не включают эти части и/или несущественные детали устройства, текстовое описание которого делает графическое представление ненужным.
Основные компоненты устройства:
- датчик, состоящий из блока измерения силы и блока измерения плеча рычага;
- система быстрого подключения;
- блок обработки и управления. Чувствительный элемент соединяется с крепежным инструментом с помощью системы быстрого соединения; он собирает электронную информацию об интенсивности силы и размере плеча рычага; такие сигналы поступают в блок обработки для отображения на
- цифровом экране. Питание всех электронных компонентов осуществляется от
- аккумулятора.
Детально изобретение может быть описано:
Блок измерения силы: металлический стержень (боковая штанга) (1) привинчена к одному концу датчика нагрузки (2). На противоположной стороне ячейки более короткий стержень (стержень со стороны инструмента) (3) привинчен к другому концу ячейки. Четыре электрических провода соединяют ячейку с электронной схемой на печатной плате. Датчик нагрузки позволяет измерять силу, приложенную к боковой штанге и передаваемую на штангу со стороны инструмента.
Блок измерения рычага: лазерный диод и его схема на упомянутой печатной плате позволяет измерять расстояние от контрольной линии на блоке измерения силы до оси крепежного элемента (болта, гайки и т.д.).
Система быстрого соединения позволяет соединять чувствительный элемент с крепежным инструментом, так что вся сила участвует в создании момента затяжки. Система включает: пружины (4) из углеродистой стали различной формы и размера для соединения устройства с разными по форме и размеру рукоятками крепежных инструментов. На рис. 2 показано поперечное сечение типичной круглой пружины, используемой для круглых ручек. На рис. 3 показано поперечное сечение типичной пружины, которая используется с плоскими инструментами (например, гаечным ключом). Каждая из этих пружин прикреплена болтами к пружинному зажиму (5), который зажимает штангу со стороны инструмента. Головка болта (6), являющаяся единственной точкой контакта между блоком измерения силы и крепежным инструментом, однозначно определяет точку приложения силы, что обеспечивает возможность точного измерения рычага силы. Гайка (7) со стороны зажима погружена в прокладку обтекателя (8) между зажимом и штангой со стороны инструмента.
Электронный блок обработки: процессор на электронной плате (PCB) принимает сигналы от блока измерения силы и рычажного измерительного блока и передает их в приложение смартфона с помощью модуля Bluetooth Low Energy (BLE).
Источник питания: батарея питает электронный процессор.
Примечание. Блок измерения силы, рычажного измерительного блока, электронный блок обработки и аккумулятор размещены вместе в пластиковом корпусе. «Окно» в корпусе позволяет зажиму системы быстрого соединения зажимать штангу со стороны инструмента.
Специальное приложение для смартфона позволяет выполнить сопряжение Bluetooth с устройством. После установления положительного соединения и выбора соответствующего режима работы с помощью сенсорного экрана на дисплее отобразится:
- плечо рычага, значение которого выводится из сигнала лазерного диода на блок обработки или вводится пользователем вручную;
- мгновенная сила, прикладываемая пользователем, определяемая чувствительным элементом;
- результирующий мгновенный крутящий момент, рассчитанный путем умножения силы на плечо рычага;
- целевой крутящий момент, установленный пользователем.
Как правило, третье значение легко отображается после определения любых двух из трех значений: плеча рычага, силы, целевого крутящего момента.
В дополнение к этим основным показаниям данные могут быть организованы для предоставления любой дополнительной желательной информации, такой как, например, крутящий момент, последовательно прикладываемый к болтам головки двигателя.