FR2941882A1 - Procede d'alarme couple-angle et cle associee - Google Patents
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Abstract
L'invention porte sur une clé. Cette clé comprend un corps (200), un dispositif de stockage (400), un dispositif (500) de détection de couple, un dispositif (600) de détection d'angle et un dispositif de traitement (700). Le dispositif de stockage (400) stocke une valeur de couple prédéterminée (410) et une valeur d'angle prédéterminée (420). Le dispositif (500) de détection de couple détecte un couple fourni par le corps (200). Le dispositif (600) de détection d'angle est mis sous tension et détecte la rotation du corps (200) après que le couple atteint la valeur de couple prédéterminée (410). Le dispositif de traitement (700) génère un signal d'alarme alors que la rotation du corps (200) atteint la valeur d'angle prédéterminée (420).
Description
PROCEDE D'ALARME COUPLE-ANGLE ET CLE ASSOCIEE
La présente invention porte sur une clé. Plus particulièrement, la présente invention porte sur une clé 5 électronique. Les Figures 1A et 1B sont les vues schématiques d'une vis avec une rondelle qui est enfoncée dans un trou taraudé conformément à l'état antérieur de la technique. La rondelle 120 est disposée entre la vis 110 et le trou 10 taraudé 130. En fait, la rondelle 120 est serrée par l'écrou de la vis 110 et le trou taraudé 130. La rondelle 120 augmente la force de frottement sous la surface de contact du trou taraudé 130, et, par conséquent, empêche la vis 110 de se desserrer. La force de frottement est 15 déterminée par deux facteurs, l'un étant le coefficient de frottement de la rondelle 120, et l'autre étant la force dirigée vers le bas qui est appliquée sous la rondelle 120. D'une manière générale, plus le couple appliqué à la vis 110 est important, plus la force dirigée vers le bas qui 20 est ajoutée sous la rondelle 120 est importante. Cependant, si le couple est trop important, la surface de la rondelle 120 peut être endommagée lorsque l'écrou engage en rotation la rondelle 120. Par conséquent, chaque paire de vis 110 et rondelle adaptée 120 en industrie de 25 précision possède ses exigences spéciales pour définir le couple approprié et l'angle de rotation approprié. Comme décrit ci-dessus, de nombreuses propositions ont été présentées pour satisfaire l'exigence de détection simultanée de l'angle de rotation et du 30 couple, par exemple dans les brevets américains US-4 845 998 et US-7 082 866.
Conformément à un mode de réalisation de l'invention, une clé est décrite. La clé comprend un corps, un dispositif de stockage, un dispositif de détection de couple, un dispositif de détection d'angle et un dispositif de traitement. Le dispositif de stockage stocke une valeur de couple prédéterminée et une valeur d'angle prédéterminée. Le dispositif de détection de couple détecte un couple fourni par le corps. Le dispositif de détection d'angle est mis sous tension et détecte la rotation du corps après que le couple atteint la valeur de couple prédéterminée. Le dispositif de traitement génère un signal d'alarme alors que la rotation du corps atteint la valeur d'angle prédéterminée. Conformément à un autre mode de réalisation de 15 l'invention, un procédé d'alarme couple-angle pour une clé est décrit. Le procédé comprend les étapes suivantes : le réglage d'une valeur de couple prédéterminée et d'une valeur d'angle prédéterminée ; la détection d'un couple fourni par la clé ; 20 la mise en marche d'un détecteur de vitesse angulaire après que le couple atteint la valeur de couple prédéterminée ; la détection de la rotation de la clé par le détecteur de vitesse angulaire ; et 25 le déclenchement d'une alarme après que la rotation de la clé atteint la valeur d'angle prédéterminée. La présente invention a donc d'abord pour objet une clé caractérisée par le fait qu'elle comprend: un corps ; 30 un moyen pour stocker une valeur de couple prédéterminée et une valeur d'angle prédéterminée ; un moyen pour détecter un couple fourni par le corps ; un moyen à mettre sous tension et pour détecter la rotation du corps après que le couple atteint la valeur de couple prédéterminée ; et un moyen pour générer un signal d'alarme alors que la rotation du corps atteint la valeur d'angle prédéterminée. Le moyen pour détecter la rotation du corps peut comprendre : un gyroscope pour détecter la vitesse angulaire du corps ; et un dispositif de sortie de tension analogique pour fournir une tension analogique conformément à la vitesse angulaire du corps. La clé selon l'invention peut comprendre en 15 outre : un moyen pour déclencher le gyroscope alors que le couple atteint la valeur de couple prédéterminée. Le moyen pour générer le signal d'alarme peut comprendre : 20 une unité de transformation pour transformer la tension analogique en une valeur d'angle. Le moyen pour générer le signal d'alarme peut comprendre: une unité de calcul pour calculer la rotation du corps 25 par accumulation de la valeur d'angle après que le couple atteint la valeur de couple prédéterminée. Le moyen pour détecter le couple peut comprendre au moins une jauge de contrainte. La clé selon l'invention peut également 30 comprendre : une interface utilisateur pour accéder à la valeur de couple prédéterminée et à la valeur d'angle prédéterminée.
L'interface utilisateur peut comprendre un dispositif de surveillance. La clé selon l'invention peut comprendre: une source de lumière pour activer une lumière d'alarme en réponse au signal d'alarme. La clé selon l'invention peut comprendre : un haut-parleur pour activer un son d'alarme en réponse au signal d'alarme. Le moyen pour stocker la valeur de couple 10 prédéterminée et la valeur d'angle prédéterminée peut comprendre au moins une mémoire morte programmable effaçable électriquement (EEPROM). Le moyen pour générer le signal d'alarme peut comprendre un microprocesseur. 15 La présente invention porte également sur un procédé d'alarme couple-angle pour une clé tel que défini ci-dessus. Ce procédé peut comprendre aussi : l'accès à la valeur de couple prédéterminée par un bus 20 série universel (USE). Il peut comprendre en outre : l'accès à la valeur d'angle prédéterminée par un bus série universel (USE). Le déclenchement de l'alarme peut comprendre : 25 l'activation d'une lumière d'alarme par une source de lumière. Le déclenchement de l'alarme peut comprendre : l'activation d'un son d'alarme par un haut-parleur. Le réglage de la valeur de couple prédéterminée 30 et de la valeur d'angle prédéterminée peut comprendre : - le stockage de la valeur de couple prédéterminée et de la valeur d'angle prédéterminée dans une mémoire morte programmable effaçable électriquement (EEPROM).
L'invention peut être plus complètement comprise à la lecture de la description détaillée suivante de modes de réalisation de celle-ci, avec référence aux dessins annexés sur lesquels :
- la Figure 1A et la Figure 1B sont les vues schématiques d'une vis avec une rondelle qui est enfoncée dans un trou taraudé conformément à l'état antérieur de la technique ;
- la Figure 2 est une vue schématique d'une clé selon un mode de réalisation de la présente invention ; - la Figure 3 est un diagramme fonctionnel à blocs du dispositif électronique de la Figure 2 ;
- La Figure 4 est un diagramme fonctionnel à blocs de détail du dispositif électronique de la Figure 2 ; - La Figure 5 est un diagramme de circuit du dispositif de détection de couple de la Figure 4 ;
- La Figure 6 est un diagramme de circuit du dispositif de 25 détection d'angle de la Figure 4 ;
- La Figure 7 est un diagramme de circuit du dispositif de traitement de la Figure 4 ;
30 - La Figure 8 est un organigramme d'un procédé d'alarme couple-angle selon un autre mode de réalisation de la présente invention.20 La Figure 2 est une vue schématique d'une clé selon un mode de réalisation de la présente invention. La clé comprend un corps 200 et un dispositif électronique 300. Le dispositif électronique 300 est situé dans le corps 200. Le dispositif électronique 300 comprend un dispositif de stockage 400, un dispositif de détection de couple 500, un dispositif de détection d'angle 600 et un dispositif de traitement 700. Le dispositif de stockage 400 stocke une valeur de couple prédéterminée 410 et une valeur d'angle prédéterminée 420. Le dispositif de détection de couple 500 détecte le couple fourni par le corps 200. Le dispositif de détection d'angle 600 est mis sous tension et également détecte la rotation du corps 200 après que le couple atteint la valeur de couple prédéterminée 410. Finalement, le dispositif de traitement 700 génère un signal d'alarme 701 alors que la rotation du corps 200 atteint la valeur d'angle prédéterminée 420. La valeur de couple prédéterminée 410 et la valeur d'angle prédéterminée 420 sont définies dans le manuel de fonctionnement des vis et rondelles d'industrie de précision. Par conséquent, le mode de réalisation permet à l'utilisateur de prérégler la valeur de couple prédéterminée 410 et la valeur d'angle prédéterminée 420 dans la clé. La clé permet à l'utilisateur d'enfoncer de façon commode la vis avec la rondelle dans le trou taraudé dans une force de torsion appropriée. La clé alerte l'utilisateur lorsqu'un angle de torsion approprié entre l'écrou de la vis et la surface supérieure de la rondelle est atteint.
La Figure 3 est un diagramme fonctionnel à blocs du dispositif électronique 300 de la Figure 2. Le dispositif de détection de couple 500 détecte le couple 510 du corps 200 et transmet ensuite un signal de tension qui représente le couple 510 au dispositif de traitement 700. Le dispositif de détection d'angle 600 comprend au moins un gyroscope 601 et un dispositif de sortie de tension analogique 602. Le gyroscope 601 est appliqué pour détecter la rotation du corps 200, à savoir pour détecter la vitesse angulaire du corps 200, et le dispositif de sortie de tension analogique 602 fournit une tension analogique 610 conformément à la vitesse angulaire du corps 200.
Le dispositif de traitement 700 comprend une unité de comparaison 710, une unité de transformation 720 et une unité de calcul 730. L'unité de comparaison 710 déclenche le gyroscope 601 alors que le couple 510 atteint la valeur de couple prédéterminée 410. L'unité de comparaison 710 envoie un signal de déclenchement 711 au dispositif de détection d'angle 600 alors que le dispositif de détection de couple 500 détecte que le couple 510 du corps 200 (sur la Figure 2) atteint la valeur de couple prédéterminée 410.
Le dispositif de sortie de tension analogique 602 envoie la tension analogique 610 à l'unité de transformation 720. L'unité de transformation 720 transforme la tension analogique 610 en une valeur d'angle 721, et transmet ensuite la valeur d'angle 721 à l'unité de calcul 730. L'unité de calcul 730 peut être réalisée par un accumulateur. L'unité de calcul 730 accumule la valeur d'angle 721 pour générer une valeur d'angle totale qui représente la rotation du corps 200. En d'autres termes, l'unité de calcul 730 calcule la rotation du corps 200 par accumulation de la valeur d'angle 721 après que le couple 510 atteint la valeur de couple prédéterminée 410. En détail, le dispositif de traitement 700 comprend au moins un microprocesseur. Le dispositif de traitement 700 génère un signal d'alarme 701 lorsque la valeur d'angle totale atteint la valeur d'angle prédéterminée. Le dispositif de détection d'angle 600 est déclenché pour détecter la rotation du corps 200 après réception du signal de déclenchement 711. L'unité de comparaison 710 comprend au moins deux bornes d'entrée. Le dispositif de traitement 700 génère un niveau de tension sur la base de la valeur de couple prédéterminée 410. Le niveau de tension est introduit à l'une des bornes d'entrée de l'unité de comparaison 710. Le dispositif de détection de couple 500 détecte le couple 510 fourni par le corps 200, et émet ensuite un signal de tension pour représenter le couple 510. Le signal de tension est introduit dans l'autre borne d'entrée de l'unité de comparaison 710. Par conséquent, l'unité de comparaison 710 peut être réalisée par un comparateur pour générer le signal de déclenchement 710 une fois que le signal de tension est plus grand que le niveau de tension. Par conséquent, la clé du mode de réalisation détecte le couple 510 fourni par le corps 200. Lorsque le couple 510 atteint l'exigence de la vis, le dispositif de détection d'angle 600 est déclenché par le signal de déclenchement 711 de l'unité de comparaison 710. Puis le dispositif de détection d'angle 600 commence à détecter l'angle de rotation du corps 200, à savoir l'angle de torsion entre l'écrou et la rondelle. La Figure 4 est un diagramme fonctionnel à blocs de détail du dispositif électronique 300 de la Figure 2. Sur la Figure 4, le dispositif électronique 300 comprend en outre une interface utilisateur 800. L'interface utilisateur 800 est appliquée pour qu'un utilisateur actionne le dispositif électronique 300 de la clé. D'une manière générale, l'interface utilisateur 800 comprend un bus série universel (USB), un dispositif de surveillance 810 et un dispositif d'entrée. L'utilisateur peut accéder à la valeur de couple prédéterminée 410 et à la valeur d'angle prédéterminée 420 par le dispositif d'entrée ou l'USE de l'interface utilisateur 800. L'utilisateur peut également vérifier les informations telles que le couple du corps, l'angle du corps, la valeur de couple prédéterminée 410 et la valeur d'angle prédéterminée 420 par le dispositif de surveillance 810. De plus, le dispositif électronique 300 comprend en outre une source de lumière 740 et un haut-parleur 750. La source de lumière 740 active une lumière d'alarme en réponse au signal d'alarme. Le haut-parleur 750 active un son d'alarme en réponse au signal d'alarme 701. Finalement, le dispositif de stockage 400 peut être réalisé par une mémoire morte programmable effaçable électriquement (EEPROM), une mémoire vive (RAM) ou autres dispositifs équivalents. La Figure 5 est un diagramme de circuit du dispositif de détection de couple 500 de la Figure 4. Sur la Figure 5, le dispositif de détection de couple 500 est réalisé par la jauge de contrainte BKF350-1EB de la Société DaJing. En détail, quatre jauges de contrainte BKF350-1EB sont disposées dans une structure de circuit en pont, et la structure de circuit en pont comprend deux bornes de sortie. L'une des bornes de sortie émet une tension positive qui représente le couple dans le sens des aiguilles d'une montre du corps 200, et l'autre borne de sortie émet une tension négative qui représente le couple dans le sens contraire des aiguilles d'une montre du corps 200. La valeur différentielle de tension entre les bornes représente le degré de couple fourni par le corps 200. La Figure 6 est un diagramme de circuit du dispositif de détection d'angle 600 de la Figure 4. Le dispositif de détection d'angle 600 comprend au moins un gyroscope 601 et un dispositif de sortie de tension analogique 602. Le dispositif de détection d'angle 600 peut être réalisé par la puce de gyroscope IDG-1004 de la Société InvenSense (RTM). La puce de gyroscope IDG-1004 adresse la tension analogique 610 au dispositif de traitement 700 par l'intermédiaire de la broche de sortie 603. L'échelle de la tension analogique 610 de la puce de gyroscope IDG-1004 est de 4 mV par degré en une seconde.
La puissance de la puce de gyroscope IDG-1004 est contrôlée par le commutateur 604. La grille du commutateur 604 connecte électriquement l'unité de comparaison 610 pour recevoir le signal de déclenchement 711. Il vaut la peine de souligner que la grille du commutateur 604 se connecte au VDD de la puce. En d'autres termes, le dispositif de détection d'angle 600 est mis sous tension après que le commutateur 604 est déclenché. Par conséquent, la puce est coupée pour empêcher une interférence électromagnétique lorsque le dispositif de 20 détection de couple 500 est actif. La Figure 7 est un diagramme de circuit du dispositif de traitement 700 de la Figure 4. Le dispositif de traitement 700 peut être réalisé par un microprocesseur. Sur la Figure 7, le microprocesseur est une monopuce 25 MSP430-F427 de la Société Texas Instruments Company (RTM). La mono puce MSP430-F427 est appliquée avec un circuit périphérique tel que représenté sur la Figure 7. En détail, la tension analogique 610 du dispositif de détection d'angle 600 est introduite dans l'unité de 30 comparaison 710 à l'intérieur de la monopuce MSP430-F427 par l'intermédiaire de la borne d'entrée 702 du circuit périphérique. Le signal de déclenchement 711 est fourni au détecteur de vitesse angulaire 600 par l'intermédiaire de la broche de sortie 704. La monopuce MSP430-F427 obtient une tension de référence par l'intermédiaire du noeud de tension 703, et génère le différentiel de tension de la tension de référence et de la tension analogique 610.
L'unité de transformation 720 et l'unité de calcul 730 utilisent le différentiel de tension et un signal de période de temps pour calculer l'angle de rotation du corps 200, le signal de période de temps étant fourni par un oscillateur de la monopuce MSP430-F427.
La Figure 8 est un organigramme d'un procédé d'alarme couple-angle selon un autre mode de réalisation de la présente invention. Le mode de réalisation comprend les étapes suivantes : tout d'abord, comme représenté à l'étape 910, une valeur de couple prédéterminée et une valeur d'angle prédéterminée sont fixées conformément aux exigences de la vis et de la rondelle. Ensuite, comme représenté à l'étape 920, un couple est fourni par la clé. Puis, comme représenté à l'étape 930, un comparateur est appliqué pour vérifier si ou non le couple atteint la valeur de couple prédéterminée. Dans l'affirmative, comme représenté à l'étape 940, un dispositif de détection d'angle est déclenché après que le couple atteint la valeur de couple prédéterminée. Ensuite, comme représenté à l'étape 950, le dispositif de détection d'angle est appliqué pour détecter la rotation de la clé. Finalement, comme représenté à l'étape 960, une alarme est déclenchée après que la rotation de la clé atteint la valeur d'angle prédéterminée.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1 - Clé comprenant : un corps (200) ; un moyen (400) pour stocker une valeur de couple prédéterminée (410) et une valeur d'angle prédéterminée (420) ; un moyen (500) pour détecter un couple fourni par le corps (200) ; un moyen (600) à mettre sous tension et pour détecter la rotation du corps après que le couple atteint la valeur de couple prédéterminée (410) ; et un moyen (700) pour générer un signal d'alarme (701) alors que la rotation du corps (200) atteint la valeur d'angle prédéterminée (420).
- 2 - Clé selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le moyen (600) pour détecter la rotation du corps (200) comprend : un gyroscope (601) pour détecter la vitesse angulaire du corps (200) ; et un dispositif (602) de sortie de tension analogique pour fournir une tension analogique (610) conformément à la vitesse angulaire du corps.
- 3 - Clé selon la revendication 2, caractérisée par le fait qu'elle comprend en outre : un moyen pour déclencher le gyroscope (601) alors que le couple atteint la valeur de couple prédéterminée (410).
- 4 - Clé selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le moyen (700) pour générer le signal d'alarme (701) comprend : - une unité de transformation (720) pour transformer la tension analogique (610) en une valeur d'angle.
- 5 - Clé selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le moyen (700) pour générer le signal d'alarme (701) comprend : une unité de calcul (730) pour calculer la rotation du corps (200) par accumulation de la valeur d'angle après que le couple atteint la valeur de couple prédéterminée (410).
- 6 - Clé selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le moyen (500) pour détecter le couple 10 comprend au moins une jauge de contrainte.
- 7 - Clé selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend - une interface utilisateur (800) pour accéder à la valeur de couple prédéterminée (410) et à la valeur d'angle 15 prédéterminée (420).
- 8 - Clé selon la revendication 7, caractérisée par le fait que l'interface utilisateur (800) comprend un dispositif de surveillance (810).
- 9 - Clé selon la revendication 1, caractérisée 20 par le fait qu'elle comprend - une source de lumière (740) pour activer une lumière d'alarme en réponse au signal d'alarme (701) - Clé selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comprend 25 un haut-parleur (750) pour activer un son d'alarme en réponse au signal d'alarme (710). 11 - Clé selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le moyen (400) pour stocker la valeur de couple (420) prédéterminée et la valeur d'angle 30 prédéterminée (420) comprend au moins une mémoire morte programmable effaçable électriquement (EEPROM).12 - Clé selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le moyen (700) pour générer le signal d'alarme (701) comprend un microprocesseur. 13 - Procédé d'alarme couple-angle pour une clé, 5 le procédé d'alarme couple-angle comprenant : le réglage d'une valeur de couple prédéterminée et d'une valeur d'angle prédéterminée ; la détection d'un couple fourni par la clé ; la mise en marche d'un détecteur de vitesse angulaire 10 après que le couple atteint la valeur de couple prédéterminée ; la détection de la rotation de la clé par le détecteur de vitesse angulaire ; et le déclenchement de l'alarme après que la rotation de la 15 clé atteint la valeur d'angle prédéterminée. 14 - Procédé d'alarme couple-angle selon la revendication 13, caractérisé par le fait qu'il comprend : l'accès à la valeur de couple prédéterminée par un bus série universel (USB). 20 15 - Procédé d'alarme couple-angle de la revendication 13, comprenant en outre : - l'accession de la valeur d'angle prédéterminée par un bus de série universel (USB). 16 - Procédé d'alarme couple-angle selon la 25 revendication 13, caractérisé par le fait que le déclenchement de l'alarme comprend : l'activation d'une lumière d'alarme par une source de lumière. 17 - Procédé d'alarme couple-angle selon la 30 revendication 13, caractérisé par le fait que le déclenchement de l'alarme comprend : - l'activation d'un son d'alarme par un haut-parleur.18 - Procédé d'alarme couple-angle selon la revendication 13, caractérisé par le fait que le réglage de la valeur de couple prédéterminée et de la valeur d'angle prédéterminée comprend : le stockage de la valeur de couple prédéterminée et de la valeur d'angle prédéterminée dans une mémoire morte programmable effaçable électriquement (EEPROM).
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