角度测量装置的制作方法

专利名称：角度测量装置的制作方法
角度测量體狱领域本发明涉及一种测量用于紧固螺皿接的操作工具的紧固角度的角度测量 ，该角度测量装置可松开地安装 作工具上。 背景狱测量紧固角度的角度测sga糊于由旋转角度控制的螺栓或螺母的紧固之中。^^么做的ai呈中，例如M3i糊扳手，螺纹连接被紧固，直到达到预设的平離接转矩时。达至ij平滑连接f^^螺^^平滑配合，艮p,舰有粗 糙部分平滑后，所涉及的元件如螺栓头、螺母和難部件即超湘互平滑的接 ￡接。te，另一紧固操作通过按照确定的预鄉鬼转角度进"^旋转来实现。由jl^lj!i^接的最艘求。将机M^度测量装置易松开iira^操作工具^技术领域已知的。例如， 德国文献DE29622318U1公开了一种t/lM旋转角度测ftt，其包括一角度测量 盘和一角度指示元件。该角度测量盘与操作工具l^旋转轴，由此,作工具M^^运动。该角游旨示元f^别aiM—支撑臂与一参比臂固定在工件部分上，从而舰作工具旋转运动时仍i^m加台的位置。完成的旋转角度由角度测 量盘上的角度指琉料繊舰者。该已知 角度测 2的缺点在于它们體接应用于螺1^的健因 而需要足够的工作空间。参比臂必乡祠应用并且也可糊安装于^t连结的封闭处。因此，该已知鹏角度测s^a的应用领艰就受到了限制。而且参考臂 的应用增加了《顿者在螺纹连接上的工作量。此外，利用现有机鹏度湖罎装 置不能实现测量旋转角度的自动化数据档案M。禾,誠电子测量手段测慰定转角度的电子^E扳手也是已知的，例如德 国文献DK9615123。这些电子糊扳判吏得糊观懂同旋转角度测量一样，因 此特别适用于由旋转角度控制的螺栓或螺母的紧固。但敏些I^H扳手的角度 测量装置是不可松 fitt^在转矩扳手内部，从而导致它们不能禾唭 作工 具"^糊的不利影响。因lW发明的目的在预免现有駄中的缺陷，舰供一种可魏在不同 操作工具上的角度测^置，其不需要额外的参照，特别是不需要用于旋转角 度测量的参比臂。根据本发明，该目的通过以下手段实现，为如前所述的角度测量^fi^转 角度的电子测量提供旋转角度传感器，该角度测量^M于测量紧固螺纹连接 的操作工具的紧固角度。本发明基于以下原理在没有额外参照特别是没有参比臂时，舰4顿用 于旋转角度观糧的旋转角度传麟来测量由纟顿者完成的旋转角度。旋转角度 传^^所测量完成的角度与测量启动0 作工具的初皿置相关。根据本发明的角度观攛装置不需要被安装在操作工具上临近操作头的位 置。例如，与操作工具的连接可以有利地实鹏与水平臂救具的雜。财卜，不再需要参比臂。因此，角度测量體可通用于空间穀服帝啲m^场合 的情况。MS"^的是，由于作为笨重附件的参比臂可以省略，使得旋转角度 测量对鹏者更加容易并且立亥何以势f 。顿一步的优势在于，该角度测量^a可以与多种操作工具配合连接。非常经济地，4OT者只需要一个角度测量 装置艮阿用来与多个操作工具完戯龙转角度测量。根据本发明的电子角度测 ￡的有利实施例是雜实现的，其通过由加 ffi传ii^形成为旋转角度传麟。例如，压电传ii^或制成MEMS (微电机系统)的传iiw^r用作加速度传麟。力Q^jg传感器测量加驗并相应地测 量出与完成的旋转运动相对应的角度，该运动在没有外部参考点的情况下非常 精 与初始值对应。此外，加皿传 在小型化设计方面将更为可行。因 此，依照本发明的角度测量縫可以非常紧凑的实现并且使不需敷卜部参考的 精确旋转角度测誠为可能。在根据本发明的进一步雌贼的角度测量體中，旋转角度传^i^形成 为回转仪。回转仪同样适合于，在没有外部 点以及不与初始值相关的情况 下，精确地测iJp速度并相应地观懂出旋转角度。因此，在螺鄉作没有参考 的情况下，皿具有回转仪的角度测1^置可以精确地实现己完成的旋转角度'、本发明的Hi当实施例^i共用于显示各个测得角度的显^置。在紧固工作中，舰供的旋转角度会立刻显^^顿者。这使得j顿者在^^设旋转 角度后f辦精确地停止紧固操作。财卜，可以通皿^置显示更多信息的详细内容，例如魏的称或预设的旋转角度，4i^本发明的角度测KS的操作 情M^喻令贩棚魏择的相对应的控鹏求。在本发明的一个实施例中，麟Hi接用于4顿操作工具的供电电源。这 有以下优点，角度测^置中的供电电源可以由操作工具的供电电源提供^ 也可以完^^略。^M说明，操作工具提供的供电电源可以由角度溯糧體与 操作工具上的触点，插^i座连接或感应的方微实现。一方面，^ 、本发 明的角度测量装置可以实现得更加紧凑并更加轻便。另一方面，简易的集成化 W^、妒的淋。在本发明的进"-^雌实施例中，微舰離制的控制单元包括存储器， 特别駒于测得旋转角度数据的数^ 器。禾拥存储测得旋转角度的数字存 储器，鹏^lil微舰雜制的控制单元絲上可以非常地額地实现这些 旋转角度的聽档案M。可以尽可能多地自动地记下记录赫稱当所测得的 旋转角度。因此，避免了劳动繁重并且容易出错的领^I定转角度的AX记录。 jtt邻，由于对于不同的紧固操作，预^^转角度可以存储于存储器中并可从存 麟中取回，这M^了工作负荷并且避免了驟的发生。在依照本发明的电子角度测ft^实施例中，^i雜输^Mffl于将测得旋 转角度数据传输至外部处理单元。这有以下优点，电子角度测量装置可以4柳 对应的外部处理能力、内存大小以及输出能力。例如，领幌旋转繊可以传输 至PC，在PC中进行M、控制以及存储。利用与外部处理单^3i接的打印机 打印旋转角度 ^#将旋转角度数据乡^:数据网发送至控制中'|> 不再成 为困难。在本发明的实施例中，传输^S有利地形成为射频、船卜和/或电M^。 电1^不易受环境因素的干扰，并且盲镞保ffi^传输的^14以及节能性。 另一方面，禾,紛卜，频 ， 4OT者的移动性将不再受謝ii可方式的限制。 这增强了角度测量^ 的用户友$刊吏用度并且有利 免事故的发生。基于工 作环,和鹏的情况，顿者可以选衝顿射频,红外或电缆连接。根据本发明的雌实施例，樹共一具有接口的娜控制总线给操作工具的 微处理鹏制的控制单元，该接口尤其指无线接口。该 控制总线能够实现角度测量装置与操作工具之间的数据以及控制信号的魏。特别的是，依照本发明的角度测量體，其可以由操作工具控制并且可以传输旋转角ra^至外部工具或与之连接的用于进一步处理的外部处理单元。因此，对舰者来说， 角度测量^S的应用得以简化。在本发明实施例中，电子角度观懂體优先翻以下结构操作工具柳 ，度测量装置，该角度测量^ 有用于传输启教停止信号的^^装置，该 信号用于控制角度测fi^置的测量。Ml!^装置，角度测量M可以实现自动鹏动或停止角度测量。例如，为了实5JU:述目标，当平滑连接点的,达 到一定值时，角度测量^开始旋,度测量，操作工具可以传输电信号至角度测i^a。伴随松开下,扳手，既可以通过声学传感器实现松开敲击的检 测也可以，加31^传 实1^开振动的检测。尤其是，OT者可以通过可触发的角度观懂方法更简单更腿的誠由旋转角度控制的螺1^0如果触发驢没有附啲有效信号，可以衝共一专门的开細于生細发信号。该开关由AX操分别地作用于启动与停止角拨该旋转角度测量。在本发明皿实施例中，操作工具包括一松开^fi。角度ft^Jf^g中被 予跌OT。如，到该角度，操作工具被松开以便类似螺纹连接不能被进一步 紧固。然而，如果需要的话，操作工具也可以^^信号建议舰者不要对螺纹 ，》进~^的紧固。雌的是，触发體生成一由松开^ba的信号。出于该目的，触发装置在角度超脂，立刻^it信号至松JF^g。这时，松开^g松开操作工具。进一步的实施例以及优点来源于扁权利要求以鹏有相应说明的附图的内容。本发明的实施例皿弓间相关附图详细描述如下。


附图1是原理概图，际了一关于操作工具上电子角度测量錢的实施例 的侧视图。附图2是原理概图，歸了附图i中电子角度测s^a的实施例的顶视图。 具体实駄式参考附图i，附图标记io指示了一电子角度观懂體，其可以简单地魏在电子转矩扳手50上并能赚^^开。在这里，该电子I^E扳手50 ^为一用于紧固i^3ig的操作工具的示例。该角度测量装置10也可应用于其 作工具，例如， 一机械测量或松嘴^g扳手、嫩或螺鄉手。电子I^E扳手50包括一具有方形卡头54的扳手头52,该卡头用于,例 如带有把手58的水平臂56之类的可插AI具。lil7jC平臂56，舰者可以经 由扳手头52与插AI具向螺^^W^— 。转矩扳手50拥有一用，制 并M湖幌的转矩的微^bS雜制的控制单元60。雜制单元60由电源供给 62提供电压并且使用传输和接收装置64与外部^进行无^ ，。可替换m^外地樹共h^元件66，例如插头与插座接触用于与外部装aa行有线翻^il。 MiS^步的是，电子^E扳手包括一显祿置68用于M/示例如测得 的,，4虫发，70用于，舒 ,时4^电子、声波、光学^M发信 号。皿电压,元件72，可以由具有供电电源62的外部装置为电子，扳手 麟腿。电子角度测穀置10包括紧固體12，其用于简单可松开鹏测量装置 10安擬ij,扳手50上。，地，附件被安装在位于扳手头52和把手58之间 的7K平臂56上。也可以将角度测量體10作为以下装置的附件，扳手头52、 把手58 #接，手58的水 56的 。角度测量装置10繊一电池或蓄电池14与/或一用于育繊衝共的电缆18 作为电压连接元件16。 一角度测量體10的电源供给可以敏^JB^元件 16安装，该元件经由电缆18与转矩扳手50的供电电源62的电ffi^元件72。 例如，电ffi^元件16由插头与插座连接构成。当角度测魏置10的附件安 擬!l鞭扳手50上，粒的与観扳手50的供电电源62的连接淑中接敝式 是可以变化的。 一外部供电电源单元也可以,至,电电源的电压连接元件16。 可徵射喊另外地，可以由一太阳能电池构戯由一感应方法实现供电电源。角度测量装置10包括作为旋转角度澳糧传,的加速度传感器20,其可 以由以下體构成，例如，压电传感器、MEMS (微电机系统)或回转仪。通 鄉口ilM专感器20装置，使用者不需默卜gl^考，并且特别是不需要参比臂即 可须懂由用户所完成的旋转角度。这个操作可以Mil角度测ffi^g 10内部的微 ^ha鹏制的控制单元22来娥。财卜，控制单元22控制角度测量縫10并 且存储测得的旋转角度于数字剤诺器24中。出于雄目的， 一將或串行翻 和控制总线26被^^于角度测量装置10中。M31传输體28实5鹏测得的旋转角度传输至外部體或 ^E扳手50。 财卜，j織體28倉巨够实现角度测a^g 10与外^SS^E扳手50之间的 控制言号鄉他信号的繊交换。为此，传输錢28例如歡職或M卜连接。 可纖《，糊|^ 出连接经由连接元件30和电或形1例如，连接元件 30由插头与插J^^构成。为了建立与,扳手50的连接，也可以使用角度测 fi^SlO上的撤虫点，当一角度测量錢10的,顿设于棘扳手50上时， 该接 \与转 手的对应的 点的,。在此描述的具体实施例中，通过传输體28,接口 32实 ^控制总线 26与糊扳手50的控制单元60之间的M，地址和控制信号娥。这种接口也可以用于其他^S。附图2显示了附图1中实施例的俯视情况。因此，相同要素部分被相同的 参對斜H^。现在参考附图2，在下面内容中描,度测量装置10与转矩扳 手50的其它部分。角度测量體10还包括显^g 34，显示测得的、存储的或预设的旋转 角度。进一步还有如下信息也M^S34显^^娜者，例如，角度测量装置10的运行状况或由^^^i择的控制命令与请求。当超lj预设的旋转角度，控制单満外部驢或魏扳手50生成一电賴号。当超顾设旋转角度，使 用^#未示出的装置，也可以^用于使用者的额外光学、声学或接触信号。{顿舒页设 ,例如旋转角度，通过角度测量单元10的操作单元36人 工鹏制角度测量體IO。另外，例如舰者可(^IM棚操作单元36切换角 度测量髓的开启戯闭，也可以通M入钥匙开始或停止一旋转角度测量， 存储测得的旋转角度到存储器24鄉鹏传输錢28割专输测得的旋转角度至 其它类似糊扳手50的驢。可选地，旋转角度的观懂可以自动开始。出于该目的，衝共触发體38 给角度测量装置IO。举例说明，触发装置38检测到一来自,扳手50电子信 号后立刻开始旋转角度测量。为了松开转矩扳手，衝共一未示出的声学传麟 用于检测松开敲击(releasing knock)。也可以f顿加^S传麟20检观凇开撞 击(releasing b咖p)。舰触发體38的旋转角度测量是在松开敲击和松开振 动的检测之后开始的。下面，将以由旋转角度控制的螺^B作为基础详细描述角度测量體10的一些纟賊部分的功能和相互关系。鹏舰同时参照附图1和附图2完成。最初，^ffi^!J用紧固CTl2将角度测M^Sl0,到电子,扳手50 的水平臂56上^认角度测量^S 10上有一^:供电电源，例如Mii电缆18 连接^ffi^元件16和72。鉴于角度测量驢10并非一定要^^在扳手头52 上且参考臂并非必艰可将角度观糧驢10与糊扳手50體在一起以鹏 用于工作空间受限制盼瞎况下以及其^M青况。此外，对4顿者来说，旋转 角度控制的螺^^将更决更容易实现。招OT者利用操作单元36致动角度测量^M 10之后，控制单元22将角度 测量體10初始化以iia行旋转角度测试。在这样做的3^呈中，顿繊与控 帝J总线26以及传输装置28，控制单元22例如E^Sl传输^t^ 64至转矩 扳手的控制单元60的基于无线电的接口 32。接口 32确保了角度测*^置10 与f^手50之间的繊和控制信号効奂。夕卜部舰单元74 (见附图2)与转 矩扳手50上的某1分相连接。另外，或者4顿传懈啦收體28粒与外 部处理单元74的无线连接，或者OT连接元件66和数据传输电缆76 ^与外 部M单元74的有线连接(见附图2)。在开始螺,作之前，可以预先设定旋转角度和相应的紧固角度。为了上 述目的，旋转角度或被^^剤港器24中，^!MM传输體28传输，该传 输的方雜角棘自于^^手50敏卜舰理单元74。也可以由舰^ilil^作 单元36 AX输入離动角度。相应地，这也翻于^H扳手50的预设,，例如平m^点^g。在利用合适的插AX具，^SR手50至鹏栓，母后，舰者开^t行 !lg^固。超i评滑连接点糊时，lil转矩扳手50指示舰者。角度测量装 置10检测由角皿置70提供给使用者的信号或经由接口 32的来自于^g扳手 50制言号。于是，角度测量體10将旋转角度测量的启辦繊<顿者，在进 一步的旋瓶动中与显^^34上不^S/i^测得的角度。达至顿设旋转 角度时，角度测^^10糊者一信号表明旋转角鹏制紧固已经誠。以上 可ffl^例如显^l34或附加提供的光学、声学^觉信号来实现。然而，M^:装置的信号也可以被用于在一预设角度下松开转矩扳手50。出于以上目的，鄉一松蹄置78给糊扳手50 。松开驢78包括一繊结构， 防止例如超出一预设角度的螺纹紧固。然后，最后观i得的旋转角度被存储于^f^器24中柳 口 32传输至 ^^^50或是传输，于M的外部,单元74中以便进行数据文档M。 外部舰单元74肯嫩控制并細l照的旋转角度以及相应的由旋转角度控制的 螺紋紧固的^L也可以M打印机打印iK。舰自动记郝可能多的测得麟角度，角度测量體10充分地简化了螺 ^B作。实际 ^^作在一简单的快速的不需要参比臂的方法中也是可行的。 角度测 § 10 ;iffl用的，傲鹏用于工作空间有限的情况并且招婉者有许 多不同的l^手时，M法可以节约耗费。
权利要求
1. 一种测量用于紧固螺纹连接的操作工具(50)的紧固角度的角度测量装置(10)，该角度测量装置(10)可松开地安装在操作工具(50)上，其特征在于旋转角度传感器(20)电子地测量旋转角度。
2. 如权利要求1所述的测量用于紧固螺纹连接的操作工具(50)的紧固角 度的角度测量體(10)，辦征在于，旋转角度传麟(20)形戯加3IM专 麟(20)。
3. 如权利要求l或2所述的测量用于紧固!feii^6^作工具(50)的紧 固角度的角度测^置(10)，其特征在于，鄉定转角度传 (20)形成为回 转仪。
4. 如权利要求l至3之一戶脱的测OT于紧固!i^i^的操作工具(50) 的紧固角度的角度测量驢(10〉，其特征在于，提供显^^g (34)，分别显 示测量角度。
5. 如权利要求1至4之一戶腿的测翻于紧固驗雜的離工具(50) 的紧固角度的角度领攆錢(10)，其特征在于，提供连接體(18)，以便使 用操作工具(50)的能源供给(62)。
6. 如权利要求1至5之一所述的测量用于紧固 的操作工具(50) 的紧固角度的角度测量驢(10〉， TO征在于，Mh理ll^作的控帝俾元(22) 具有存储器(24)，特别用于数字鹏储观幌的旋转角繊据。
7. 如权利要求1至6之一所述的测M于紧固螺IJ^接的操作工具(50) 的紧固角度的角度测量體(10)，其特征在于，提離输體(28)，以便将 测得的旋转角度,传输至外mS单元(74)。
8. 如权利要求7戶诚盼测翻于紧固螺纹驗的操作工具(50)的紧固角 度的角度测量體(10)，其特征在于，传输體(2S)形成为射频、必卜与/ 疏线连接。
9. 如权利要求1至8之一所述的测量用于紧固螺纹连接的操作工具(50) 的紧固角度的角度测量装置(10)，其iJT征在于， 和控制总线(26)具有到 操作工具(50)的微鹏添操條制单元(60)的接口 (32)，特别是无线接口。
10. 如权利要求l至9之一m的测量用于紧固螺纹连接的操作工具(50)的紧固角度的角度测量體(io)， ^tr征在于，操作工具(50)禾n/或糊度测量装置(10)包織拨装置(38， 70)， 发^2用于为该角度测量装置(10) ^t测量的启动和/或停止信号。
11. 如权利要求i至m之一所述的测量用于紧固螺lfei接的操作工具(50〉的紧固角度的角度测量驢(io)， ^fr征在于，操作工具(50)包括松3ws(78〉， i^^开^S用于以预定角度松开操作工具(50)。
12. 如权利要求ll所述的测量用于紧固螺纹连接的操作工具(50)的紧固 角度的角度测量装置(10)， ^1T征在于，敝驢(38， 70)生綱于私鄉 置(78)松开操作工具(50)的信号。
全文摘要
本发明涉及一种测量紧固螺纹连接的操作工具(50)的紧固角度的角度测量装置(10)，该角度测量装置(10)可松开地安装在操作工具(50)上。
文档编号G01L5/24GK101251364SQ200810092040
公开日2008年8月27日 申请日期2008年2月22日 优先权日2007年2月22日
发明者M·卢克 申请人:爱德华·威尔有限责任两合公司