变形感测元件载体及具有其的电动工具
阅读说明：本技术 变形感测元件载体及具有其的电动工具 (Deformation sensing element carrier and electric tool with same ) 是由 徐志华 陈伟民 于 2018-07-10 设计创作，主要内容包括：一种变形感测元件载体包含中心件,及围框件。所述围框件环绕于所述中心件,并包括第一侧壁、相反于所述第一侧壁的第二侧壁、连接于所述第一侧壁与所述第二侧壁之间的第一连接壁,及连接于所述第一侧壁与所述第二侧壁之间且相反于所述第一连接壁的第二连接壁。所述第一侧壁具有呈平坦状的第一外侧面。所述第二侧壁具有呈平坦状的第二外侧面。所述中心件与所述围框件界定出第一空间与第二空间。通过平坦状的设计可提升安装便利性,且能通过所述第一空间与所述第二空间减少面积惯性矩而提升造成的应变量。另外,本发明还应用所述变形感测元件载体于电动工具以提升量测精度。(A deformation sensing element carrier includes a center member and a frame member. The surrounding frame surrounds the central piece and comprises a first side wall, a second side wall opposite to the first side wall, a first connecting wall connected between the first side wall and the second side wall, and a second connecting wall connected between the first side wall and the second side wall and opposite to the first connecting wall. The first side wall is provided with a flat first outer side face. The second side wall has a second outer side that is planar. The central piece and the surrounding frame piece define a first space and a second space. The flat design can improve the installation convenience, and can reduce the area moment of inertia through the first space and the second space to promote the strain caused. In addition, the invention also applies the deformation sensing element carrier to the electric tool to improve the measurement accuracy.)
技术领域
本发明涉及一种手工具，特别是涉及一种变形感测元件载体及具有其的电动工具。
背景技术
在维护精度较高的设备或是需要进行实验时，监控或了解电动工具所承受的扭矩有其需求存在。可以运用扭矩衡量锁固的程度是否恰当并善用工具性能。如现有的一种中华人民共和国公告号数第102239031号专利所公开的盘形扭矩传感器，应用于一个电动工具，并在使用时可以同时测量扭矩。该电动工具包含一个马达、一个连接于受该马达连动的传动单元、一个与该传动单元接合的齿圈、一个至少部分环绕该马达与该传动单元的壳体、一个固定于该壳体的参考盘，及该现有的扭矩传感器。该现有的扭矩传感器呈盘形设置在前述的齿圈与参考盘之间，并具有一个突伸并连接于该参考盘的中心部、一个突伸并连接于该齿圈的围绕壁，及一个呈环状连接于该中心部与该环绕壁之间的腹板。当该电动工具承受扭矩时，该现有的扭矩传感器产生应变。变形感测元件固定于该腹板以量测应变值。但是由于该腹板呈环状，市售的变形感测元件难以直接应用于此设计，且该中心部与该环绕壁为突伸的立体结构，在固定时容易受到结构限制而难以贴合。另外，若能针对量测的精度加以提升，则更能精确掌握工具进而提升使用方面的技术水准。
发明内容
本发明的目的在于提供一种便于应用且提升量测精度的变形感测元件载体。
本发明变形感测元件载体包含中心件，及围框件。
所述中心件包括绕中心轴线呈环状的环绕壁。所述环绕壁界定出穿孔。所述围框件环绕于所述中心件外部，并包括连接于所述中心件一侧的第一侧壁、连接于所述中心件相反于所述第一侧壁的一侧的第二侧壁、第一连接壁，及第二连接壁。所述第一侧壁沿第一方向延伸，并具有第一端、沿所述第一方向相反于所述第一端的第二端，及相反于所述中心件的第一外侧面。所述第二侧壁沿所述第一方向延伸，并具有对应于所述第一端的第三端、沿所述第一方向相反于所述第三端的第四端，及相反于所述中心件的第二外侧面。所述第一连接壁连接于所述第一端与所述第三端之间。所述第二连接壁连接于所述第二端与所述第四端之间。所述第一外侧面沿所述第一方向延伸并呈平坦状。所述第二外侧面沿所述第一方向延伸并呈平坦状。所述第一侧壁、所述第一连接壁、所述第二侧壁与所述中心件共同围绕并界定出第一空间。所述第一侧壁、所述第二连接壁、所述第二侧壁与所述中心件共同围绕并界定出第二空间。
本发明变形感测元件载体，所述围框件的第一侧壁还具有相邻于所述第一空间且朝所述第二侧壁凸伸的第一凸角，及相邻于所述第二空间且朝所述第二侧壁凸伸的第二凸角，所述第二侧壁还具有相邻于所述第一空间且朝所述第一侧壁凸伸的第三凸角，及相邻于所述第二空间且朝所述第一侧壁凸伸的第四凸角。
本发明变形感测元件载体，所述围框件的第一侧壁与所述第一连接壁的转角处呈凹弧状并与所述第一凸角的边缘连接而形成圆弧，所述第一侧壁与所述第二连接壁的转角处呈凹弧状并与所述第二凸角的边缘连接而形成圆弧，所述第二侧壁与所述第一连接壁的转角处呈凹弧状并与所述第三凸角的边缘连接而形成圆弧，所述第二侧壁与所述第二连接壁的转角处呈凹弧状并与所述第四凸角的边缘连接而形成圆弧。
本发明变形感测元件载体，所述中心件还包括多个环设于所述环绕壁内侧的内齿。
本发明变形感测元件载体，所述围框件的第一连接壁还具有相反于所述第一空间的第三外侧面，及由所述第三外侧面凹陷产生的第一衔接槽，所述第二连接壁还具有相反于所述第二空间的第四外侧面，及由所述第四外侧面凹陷产生的第二衔接槽。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述变形感测元件载体而提升量测精度的具有变形感测元件载体的电动工具。
本发明具有变形感测元件载体的电动工具，适用于锁固锁固件，且应用前述的变形感测元件载体。
本发明具有变形感测元件载体的电动工具包含马达、扭矩感测单元、输出单元、及包覆并支撑所述马达、所述扭矩感测单元与所述输出单元的罩壳单元。
所述马达包括本体，及沿第一轴线延伸且能相对于所述本体转动的驱动轴。
所述扭矩感测单元包括固设于所述本体的马达支架、所述变形感测元件载体、齿圈，及多个变形感测元件。所述马达支架具有围绕于所述第一轴线且沿所述第一轴线朝远离所述马达的本体方向延伸的突伸部。所述突伸部界定出供所述马达的驱动轴穿设的传动孔。所述突伸部还穿过所述变形感测元件载体的穿孔且卡制于所述环绕壁，使得所述变形感测元件载体的中心轴线与所述第一轴线重合。所述齿圈衔接于所述变形感测元件载体相反于所述马达支架的一侧，并具有环绕于所述第一轴线的环绕部，及多个环设于所述环绕部内侧的传动齿。所述变形感测元件分别固定于所述变形感测元件载体的第一外侧面与第二外侧面。
所述输出单元包括行星齿轮组，及传动轴。所述行星齿轮组设置于所述扭矩感测单元的齿圈内并连接于所述马达的驱动轴且输出动力至所述传动轴。所述传动轴沿所述第一轴线延伸，并具有连接于所述行星齿轮组的驱动端，及相反于所述驱动端且适于与所述锁固件嵌合的输出端。
本发明具有变形感测元件载体的电动工具，所述输出单元的行星齿轮组具有多个第一行星齿轮、第一拖架、中继轴、多个第二行星齿轮，及第二托架，所述第一行星齿轮环绕所述马达的驱动轴排列且与所述驱动轴及所述齿圈的传动齿啮合并能相对于所述齿圈绕所述第一轴线转动，所述第一托架连接于所述第一行星齿轮且被带动而绕所述第一轴线转动，所述中继轴固定于所述第一托架并沿所述第一轴线朝所述传动轴延伸，所述第二行星齿轮环绕所述中继轴排列且与所述中继轴及所述齿圈的传动齿啮合且并能相对于所述齿圈绕所述第一轴线转动，所述第二托架连接于所述第二行星齿轮且被带动而绕所述第一轴线转动，所述传动轴的驱动端固接于所述第二托架。
本发明具有变形感测元件载体的电动工具，所述扭矩感测单元的齿圈还具有两个由所述环绕部朝所述变形感测元件载体突伸的衔接凸块，所述变形感测元件载体的第一连接壁还具有相反于所述第一空间的第三外侧面，及由所述第三外侧面凹陷产生的第一衔接槽，所述第二连接壁还具有相反于所述第二空间的第四外侧面，及由所述第四外侧面凹陷产生的第二衔接槽，所述衔接凸块分别卡制于所述第一衔接槽与所述第二衔接槽。
本发明具有变形感测元件载体的电动工具，所述变形感测元件载体还具有多个环设于所述环绕壁内侧的内齿，所述马达支架的突伸部与所述变形感测元件载体啮合。
本发明具有变形感测元件载体的电动工具，所述扭矩感测单元的齿圈还具有由所述环绕部朝所述第一轴线延伸并设置在所述环绕部相邻于所述变形感测元件载体的一侧的定位部，所述环绕部与所述定位部共同界定出可容纳所述输出单元的行星齿轮组的齿圈空间，所述定位部具有环绕所述第一轴线的定位面、相邻于所述齿圈空间的分隔面，及至少一由所述分隔面凹陷的容油槽，所述定位面界定出连通所述齿圈空间的定位孔，所述变形感测元件载体的中心件沿平行于所述中心轴线的方向延伸并穿设于所述定位孔且外周面与所述定位面相配合。
本发明的有益效果在于：通过所述第一外侧面与所述第二外侧面呈平坦状的设计，提升应用时的便利性。且能通过所述第一空间与所述第二空间减少面积惯性矩而于受力时可造成较大的应变量，进而提升量测精度。
附图说明
图1是本发明具有变形感测元件载体的电动工具的一个实施例的一个立体图；
图2是该实施例的一个局部立体分解图；
图3是该实施例的一个马达、一个扭矩感测单元，及一个输出单元的一个立体分解图；
图4是该实施例的一个马达、一个扭矩感测单元，及一个输出单元在另一角度的一个立体分解图；
图5是该实施例的一个变形感测元件载体的一个立体图；
图6是该实施例的变形感测元件载体的一个前视图；
图7是该实施例的一个马达、一个扭矩感测单元，及一个输出单元的一个俯视图；
图8是沿图7中的线Ⅷ-Ⅷ的一个剖视图；
图9是该实施例的一个齿圈的一个立体图；及
图10是该实施例的齿圈的一个前视图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
参阅图1与图2，本发明具有变形感测元件载体的电动工具的一个实施例，适用于锁固一个锁固件(图未示)，并包含一个马达1、一个扭矩感测单元2、一个输出单元3，及一个包覆并支撑该马达1、该扭矩感测单元2与该输出单元3的罩壳单元4。
参阅图3与图4，该马达1包括一个本体11，及一个沿一个第一轴线R1延伸且能相对于该本体11转动的驱动轴12。
该扭矩感测单元2包括一个固设于该本体11的马达支架21、一个变形感测元件载体22、一个齿圈23，及多个变形感测元件24。
参阅图3、图5与图6，该变形感测元件载体22包括一个中心件25，及一个围框件26。该中心件25包括一个绕一个中心轴线C1呈环状并界定出一个穿孔252的环绕壁251，及多个环设于该环绕壁251内侧的内齿253。该围框件26环绕于该中心件25外部，并包括一个连接于该中心件25一侧的第一侧壁261、一个连接于该中心件25相反于该第一侧壁261的一侧的第二侧壁262、一个第一连接壁263，及一个第二连接壁264。
该第一侧壁261沿一个第一方向L1延伸，并具有一个第一端265、一个沿该第一方向L1相反于该第一端265的第二端266、一个相反于该中心件25的第一外侧面267、一个第一凸角268，及一个第二凸角269。该第一外侧面267还沿该第一方向L1延伸并呈平坦状。
该第二侧壁262沿该第一方向L1延伸，并具有一个对应于该第一端265的第三端270、一个沿该第一方向L1相反于该第三端270的第四端271、一个相反于该中心件25的第二外侧面272、一个第三凸角273，及一个第四凸角274。该第二外侧面272还沿该第一方向L1延伸并呈平坦状。
该第一连接壁263连接于该第一端265与该第三端270之间。该第二连接壁264连接于该第二端266与该第四端271之间。该第一侧壁261、该第一连接壁263、该第二侧壁262与该中心件25共同围绕并界定出一个第一空间28。该第一侧壁261、该第二连接壁264、该第二侧壁262与该中心件25共同围绕并界定出一个第二空间29。
该第一侧壁261的第一凸角268相邻于该第一空间28且朝该第二侧壁262凸伸。该第一侧壁261与该第一连接壁263的转角处呈凹弧状并与该第一凸角268的边缘连接而形成弧度约270度的圆弧。该第二凸角269相邻于该第二空间29且朝该第二侧壁262凸伸。该第一侧壁261与该第二连接壁264的转角处呈凹弧状并与该第二凸角269的边缘连接而形成弧度约270度的圆弧。
该第二侧壁262的第三凸角273相邻于该第一空间28且朝该第一侧壁261凸伸。该第二侧壁262与该第一连接壁263的转角处呈凹弧状并与该第三凸角273的边缘连接而形成弧度约270度的圆弧。该第四凸角274相邻于该第二空间29且朝该第一侧壁261凸伸。该第二侧壁262与该第二连接壁264的转角处呈凹弧状并与该第一凸角268的边缘连接而形成弧度约270度的圆弧。
该第一连接壁263还具有一个相反于该第一空间28的第三外侧面275，及一个由该第三外侧面275凹陷产生的第一衔接槽276。该第二连接壁264还具有一个相反于该第二空间29的第四外侧面277，及一个由该第四外侧面277凹陷产生的第二衔接槽278。
参阅图3、图7与图8，该马达支架21具有一个围绕于该第一轴线R1且沿该第一轴线R1朝远离该马达1的本体11方向延伸的突伸部211。该突伸部211界定出一个供该马达1的驱动轴12穿设的传动孔212。参阅图5与图8，该突伸部211还穿过该变形感测元件载体22的穿孔252且与所述内齿253啮合而卡制于该环绕壁251，使得该变形感测元件载体22的中心轴线C1与该第一轴线R1重合。
参阅图3、图9与图10，该齿圈23衔接于该变形感测元件载体22相反于该马达支架21的一侧，并具有一个环绕于该第一轴线R1的环绕部231、多个环设于该环绕部231内侧的传动齿232、两个由该环绕部231朝该变形感测元件载体22突伸的衔接凸块233，及一个由该环绕部231朝该第一轴线R1延伸并设置在该环绕部231相邻于该变形感测元件载体22的一侧的定位部234。所述衔接凸块233分别卡制于该第一衔接槽276与该第二衔接槽277。该环绕部231与该定位部234共同界定出一个齿圈空间235。该定位部234具有一个环绕该第一轴线R1的定位面236、一个相邻于该齿圈空间235的分隔面237，及两个由该分隔面237凹陷且环绕该第一轴线R1的容油槽238。该定位面236界定出一个连通该齿圈空间235的定位孔239。该变形感测元件载体22的中心件25沿平行于该中心轴线R1的方向延伸并穿设于该定位孔239且外周面与该定位面236相配合。该齿圈23通过该定位部234而与该中心件25产生相对定位并提升传动时的同心度。在本实施例中，所述容油槽238的数目为两个，但也可以是一个或三个以上。
参阅图3、图5与图6，所述变形感测元件24分别固定于该第一外侧面267与该第二外侧面272。在本实施例中，所述变形感测元件24的数目为两个，但是只是用于举例而言，也可以是一个或三个以上。实际应用时，可以选择固定在该第一外侧面267或该第二外侧面272其中一个，或是依需求分布于该第一外侧面267与该第二外侧面272。而在本实施例中的所述变形感测元件24是以市售的应变规(Strain Gauge)举例而言，并不限于此种类型或是尺寸。
参阅图3、图7与图8，该输出单元3包括一个设置于该齿圈23的齿圈空间235内并连接于该驱动轴12的行星齿轮组31，及一个连接于该行星齿轮组31并沿该第一轴线R1延伸的传动轴32。
该行星齿轮组31具有多个第一行星齿轮311、一个第一拖架312、一个中继轴313、多个第二行星齿轮314，及一个第二托架315。所述第一行星齿轮311环绕该驱动轴12排列且与该驱动轴12及该齿圈23的传动齿232啮合并能相对于该齿圈23绕该第一轴线R1转动。该第一托架312连接于所述第一行星齿轮311且被带动而绕该第一轴线R1转动。该中继轴313固定于该第一托架312并沿该第一轴线R1朝该传动轴32延伸。所述第二行星齿轮314环绕该中继轴313排列且与该中继轴313及该齿圈23的传动齿232啮合且并能相对于该齿圈23绕该第一轴线R1转动。该第二托架315连接于所述第二行星齿轮314且被带动而绕该第一轴线R1转动并输出动力至该传动轴32。若涂抹润滑油于该行星齿轮组31时，所述容油槽238能容纳多余的润滑油并防止润滑油流出该齿圈空间235。
该传动轴32具有一个固接于该行星齿轮组31的第二托架315的驱动端321，及一个相反于该驱动端321且适于与该锁固件嵌合的输出端322。该锁固件可以为一个螺丝、一个螺帽或其他以转动方式锁固的元件，并非本案论究重点而未以图示。
使用时，该马达1的驱动轴12带动所述第一行星齿轮311相对于该齿圈23绕该第一轴线R1转动。动力依序传递至该第一托架312、该中继轴313、所述第二行星齿轮314，及该第二托架315，最终输出至该传动轴32。该传动轴32的输出端322与该锁固件嵌合并带动该锁固件而产生锁固效果。在锁固的过程中或锁固后，该齿圈23会受到扭矩影响而扭转该变形感测元件载体22。该变形感测元件载体22被扭转而产生应变量。可通过所述变形感测元件24量测应变量而得知扭矩大小，进而判断锁固效果如何。
值得说明的是，由于该变形感测元件载体22的第一外侧面267与该第二外侧面272呈平坦状，因此方便固定变形感测元件24。不只能应用市售的变形感测元件而具有便利性，在自行设计变形感测元件时也易于订定规格。
另外，该变形感测元件载体22的形状会影响量测时的应变量大小。由于该第一空间28与该第二空间29的设计，使得该变形感测元件载体22的面积惯性矩减少而能提升受力时的应变量，进而提升量测精度。
参阅图6，该第一侧壁261、该第一连接壁263、该第二侧壁262，及该第二连接壁264的转角处呈凹弧状并对应连接于该第一凸角268、第二凸角269、第三凸角273，及该第四凸角274，此种设计可见于应变规、平面柔性绞链，及磅秤内的荷重元等，能适当分布应力并产生较大的应变量，更进一步提升量测精度。
综上所述，本发明变形感测元件载体22，通过该第一外侧面267与该第二外侧面272呈平坦状的设计，提升应用时的便利性，并通过该第一空间28与该第二空间29减少面积惯性矩而于受力时可造成较大的应变量，进而提升量测精度。本发明具有变形感测元件载体的电动工具则应用该变形感测元件载体22而提升量测精度，故确实能达成本发明的目的。