一種大皮重小量程單(dan)點式稱(cheng)重測力傳感器

技術領域

[0001] 本發明專利涉及單點(dian)式稱重測(ce)力傳感器(qi)。

背景技術

[0002] 傳(chuan)統的單點式(shi)測(ce)力傳(chuan)感器(qi)(qi)只有上梁和下梁，且受力后(hou)應變區直(zhi)接發生形變，隨即輸出信號。目前，有的應用場合為皮重(zhong)遠較稱(cheng)量(liang)(liang)量(liang)(liang)程(cheng)(cheng)大，比如(ru)，皮重(zhong)為100㎏而量(liang)(liang)程(cheng)(cheng)僅5㎏，上述結(jie)構的測(ce)力傳(chuan)感器(qi)(qi)遇到這(zhe)種(zhong)情(qing)況，不能滿足稱(cheng)量(liang)(liang)精度(du)，不適(shi)合大皮重(zhong)小(xiao)量(liang)(liang)程(cheng)(cheng)的稱(cheng)重(zhong)要(yao)求。

發明內容

[0003] 本(ben)發明所(suo)(suo)要解決的技術(shu)問(wen)題(ti)是提供(gong)一(yi)種大(da)皮重(zhong)小量程單點式稱(cheng)重(zhong)測力傳(chuan)感(gan)器，以克服(fu)傳(chuan)統單點式測力傳(chuan)感(gan)器皮重(zhong)小、量程大(da)、精(jing)度低的問(wen)題(ti)。為此(ci)，本(ben)發明采(cai)用以下(xia)(xia)(xia)技術(shu)方(fang)案：它包括由上(shang)(shang)下(xia)(xia)(xia)左(zuo)右四(si)個(ge)剛性(xing)(xing)桿(gan)(gan)構(gou)成的整體彈性(xing)(xing)體，在四(si)個(ge)剛性(xing)(xing)桿(gan)(gan)的交(jiao)界處為橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)部位，所(suo)(suo)述(shu)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)分(fen)為一(yi)對(dui)上(shang)(shang)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)和一(yi)對(dui)下(xia)(xia)(xia)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)，所(suo)(suo)述(shu)上(shang)(shang)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)和下(xia)(xia)(xia)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)呈矩(ju)(ju)形四(si)角分(fen)布，所(suo)(suo)述(shu)上(shang)(shang)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)和下(xia)(xia)(xia)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)的橫(heng)(heng)(heng)截(jie)(jie)面積小于剛性(xing)(xing)桿(gan)(gan)的橫(heng)(heng)(heng)截(jie)(jie)面積；所(suo)(suo)述(shu)彈性(xing)(xing)體中間還設有豎(shu)梁(liang)(liang)(liang)(liang)，所(suo)(suo)述(shu)豎(shu)梁(liang)(liang)(liang)(liang)處于所(suo)(suo)述(shu)矩(ju)(ju)形的中心(xin)，與上(shang)(shang)部剛性(xing)(xing)桿(gan)(gan)和下(xia)(xia)(xia)部剛性(xing)(xing)桿(gan)(gan)一(yi)體，所(suo)(suo)述(shu)一(yi)對(dui)上(shang)(shang)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)和一(yi)對(dui)下(xia)(xia)(xia)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)相(xiang)對(dui)于所(suo)(suo)述(shu)豎(shu)梁(liang)(liang)(liang)(liang)對(dui)稱(cheng)，所(suo)(suo)述(shu)豎(shu)梁(liang)(liang)(liang)(liang)的橫(heng)(heng)(heng)截(jie)(jie)面積小于上(shang)(shang)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)和下(xia)(xia)(xia)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)的橫(heng)(heng)(heng)截(jie)(jie)面積，豎(shu)梁(liang)(liang)(liang)(liang)用于設置稱(cheng)重(zhong)敏感(gan)元件。

[0004] 在(zai)(zai)采用上述技術方案的基礎(chu)上，本發明還可采用以(yi)下(xia)進一步的技術方案：所述豎梁處在(zai)(zai)由四個(ge)剛性桿圍(wei)成的中部通孔中。

[0005] 所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)上橫梁和(he)下橫梁為在(zai)靠(kao)近它們(men)所(suo)(suo)處端的彈(dan)性體上鉆孔(kong)(kong)而形(xing)成的孔(kong)(kong)壁；所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)孔(kong)(kong)與所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)中間通孔(kong)(kong)之間由縫(feng)連通，并由所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)縫(feng)和(he)孔(kong)(kong)界定將所(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)彈(dan)性體分(fen)為上下左右(you)四個剛性桿(gan)。

[0006] 所述縫相對于豎梁(liang)對稱(cheng)設置。

[0007] 所述(shu)彈(dan)性體在(zai)中(zhong)部通孔(kong)的外圍(wei)具有(you)盲孔(kong)圈。

[0008] 所(suo)述(shu)彈性體在(zai)對應(ying)形成上橫梁(liang)和下橫梁(liang)的(de)四(si)個孔的(de)位置的(de)表面具(ju)有定(ding)位凹槽。

[0009] 由(you)于(yu)(yu)采用本(ben)發明(ming)的(de)(de)(de)技(ji)術(shu)方(fang)案，所述上橫(heng)梁(liang)(liang)和下橫(heng)梁(liang)(liang)先于(yu)(yu)豎梁(liang)(liang)變(bian)形(xing)(xing)(xing)，用于(yu)(yu)承擔皮重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，在皮重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)情況(kuang)下豎梁(liang)(liang)不(bu)變(bian)形(xing)(xing)(xing)或變(bian)形(xing)(xing)(xing)極小(xiao)，豎梁(liang)(liang)用于(yu)(yu)承擔稱(cheng)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)測(ce)(ce)力(li)的(de)(de)(de)作用，本(ben)發明(ming)的(de)(de)(de)結(jie)構非常(chang)適合大皮重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)小(xiao)量程的(de)(de)(de)稱(cheng)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)要求(qiu)。進一(yi)步地，本(ben)發明(ming)彈性體具有鉸(jiao)支(zhi)結(jie)構特(te)點，四根(gen)橫(heng)梁(liang)(liang)不(bu)僅用于(yu)(yu)稱(cheng)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)承載而且(qie)起到剛性桿(gan)的(de)(de)(de)軸的(de)(de)(de)作用，在稱(cheng)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)時，彈性體由(you)矩形(xing)(xing)(xing)支(zhi)撐向平行四邊形(xing)(xing)(xing)支(zhi)撐轉變(bian)，豎梁(liang)(liang)變(bian)形(xing)(xing)(xing)時呈S形(xing)(xing)(xing)，能夠提高(gao)傳感(gan)器的(de)(de)(de)稱(cheng)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)靈敏度(du)，提高(gao)小(xiao)量程的(de)(de)(de)稱(cheng)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)精度(du)。并且(qie)，本(ben)發明(ming)可(ke)通過改(gai)變(bian)上橫(heng)梁(liang)(liang)和下橫(heng)梁(liang)(liang)的(de)(de)(de)橫(heng)截面積，以針對不(bu)同的(de)(de)(de)皮重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)要求(qiu)，通過改(gai)變(bian)豎梁(liang)(liang)的(de)(de)(de)橫(heng)截面積則可(ke)控制(zhi)量程，非常(chang)方(fang)便各種大皮重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)小(xiao)量程的(de)(de)(de)稱(cheng)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)設(she)計，提高(gao)稱(cheng)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)測(ce)(ce)力(li)傳感(gan)器的(de)(de)(de)稱(cheng)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)精度(du)。

附圖說明

[0010] 圖(tu)1為本(ben)發明(ming)所提供(gong)的實施(shi)例1的主(zhu)視(shi)圖(tu)。

[0011] 圖2為圖1的俯視(shi)圖。

[0012] 圖(tu)3為本發明所提供(gong)的實施例2的主(zhu)視圖(tu)。

具體(ti)實施方式

[0013] 實施例1，參照附,1、2。

[0014] 本發明包括(kuo)由(you)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)下(xia)(xia)左右(you)四個(ge)剛(gang)性(xing)桿(gan)100a、100b、100c、100d構(gou)成的(de)整體(ti)彈性(xing)體(ti)，在四個(ge)剛(gang)性(xing)桿(gan)的(de)交界處(chu)為(wei)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)部位，所(suo)述(shu)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)分為(wei)一對(dui)(dui)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)11、12和(he)一對(dui)(dui)下(xia)(xia)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)13、14，所(suo)述(shu)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)11、12和(he)下(xia)(xia)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)13、14呈矩形四角分布(bu)，所(suo)述(shu)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)和(he)下(xia)(xia)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)的(de)橫(heng)(heng)(heng)截面(mian)(mian)積(ji)(ji)小于(yu)(yu)剛(gang)性(xing)桿(gan)的(de)橫(heng)(heng)(heng)截面(mian)(mian)積(ji)(ji)；所(suo)述(shu)彈性(xing)體(ti)中(zhong)(zhong)間(jian)(jian)還(huan)設有豎(shu)梁(liang)(liang)(liang)2，所(suo)述(shu)豎(shu)梁(liang)(liang)(liang)2處(chu)于(yu)(yu)所(suo)述(shu)矩形的(de)中(zhong)(zhong)心(xin)，與上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)部剛(gang)性(xing)桿(gan)100a和(he)下(xia)(xia)部剛(gang)性(xing)桿(gan)100b一體(ti)，所(suo)述(shu)一對(dui)(dui)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)11、12和(he)一對(dui)(dui)下(xia)(xia)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)13、14相對(dui)(dui)于(yu)(yu)所(suo)述(shu)豎(shu)梁(liang)(liang)(liang)對(dui)(dui)稱(cheng)，所(suo)述(shu)對(dui)(dui)稱(cheng)為(wei)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)對(dui)(dui)稱(cheng)、下(xia)(xia)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)對(dui)(dui)稱(cheng)、上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)和(he)下(xia)(xia)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)之(zhi)(zhi)間(jian)(jian)對(dui)(dui)稱(cheng)，所(suo)述(shu)豎(shu)梁(liang)(liang)(liang)的(de)橫(heng)(heng)(heng)截面(mian)(mian)積(ji)(ji)小于(yu)(yu)上(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)(shang)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)和(he)下(xia)(xia)橫(heng)(heng)(heng)梁(liang)(liang)(liang)的(de)橫(heng)(heng)(heng)截面(mian)(mian)積(ji)(ji)，豎(shu)梁(liang)(liang)(liang)用于(yu)(yu)設置稱(cheng)重(zhong)敏感元件。

[0015] 所(suo)述豎(shu)梁2處在由(you)四個(ge)剛性(xing)桿圍成的(de)中部通孔20中。所(suo)述豎(shu)梁的(de)橫截面的(de)D向(xiang)尺寸大(da)于C向(xiang)尺寸，所(suo)述D向(xiang)為彈性(xing)體厚度方向(xiang)，所(suo)述C向(xiang)和D向(xiang)垂直。如(ru)果需要增(zeng)大(da)量程時，也(ye)可(ke)以增(zeng)大(da)C向(xiang)尺寸直至大(da)于D向(xiang)尺寸。

[0016] 上述彈(dan)性(xing)(xing)體可(ke)為對一整塊剛性(xing)(xing)金(jin)屬件進行鉆孔和切(qie)割加(jia)工而(er)成。

[0017] 所(suo)(suo)述上(shang)橫梁和(he)下(xia)橫梁為(wei)在靠(kao)近它們所(suo)(suo)處(chu)端的彈(dan)性(xing)體上(shang)鉆孔(kong)5而形成(cheng)的孔(kong)壁(bi)；所(suo)(suo)述孔(kong)5與所(suo)(suo)述中間(jian)通(tong)孔(kong)20之(zhi)間(jian)由縫4連通(tong)，并由所(suo)(suo)述縫4和(he)孔(kong)5界定將所(suo)(suo)述彈(dan)性(xing)體分為(wei)上(shang)下(xia)左右四個(ge)剛性(xing)桿。

[0018] 所述縫(feng)(feng)4相對(dui)(dui)于豎梁2對(dui)(dui)稱設置。所述對(dui)(dui)稱為相鄰縫(feng)(feng)4之間對(dui)(dui)稱、對(dui)(dui)向縫(feng)(feng)4之間對(dui)(dui)稱。

[0019] 所述彈性體在中部通孔(kong)20的外圍具有盲孔(kong)圈6。

[0020] 所(suo)述彈性體在(zai)對應形成上橫梁和下(xia)橫梁的四(si)個孔5的位置(zhi)的表(biao)面具有(you)定位凹槽7。

[0021] 在(zai)設(she)(she)計時，通(tong)過(guo)(guo)設(she)(she)計不同的孔5壁(bi)厚A及彈性體厚度(du)(du)B可(ke)以(yi)改變皮(pi)重的大(da)小(xiao)，通(tong)過(guo)(guo)設(she)(she)計不同的豎梁(liang)壁(bi)厚C和豎梁(liang)寬度(du)(du)D，可(ke)以(yi)控制量程(cheng)，從而達到大(da)皮(pi)重小(xiao)量程(cheng)的高精度(du)(du)傳感器。

[0022] 以(yi)所(suo)述(shu)傳感器的上(shang)橫(heng)(heng)(heng)(heng)梁(liang)和下橫(heng)(heng)(heng)(heng)梁(liang)可以(yi)承(cheng)(cheng)受(shou)50kg的皮重(zhong)為例。在(zai)所(suo)述(shu)上(shang)橫(heng)(heng)(heng)(heng)梁(liang)和下橫(heng)(heng)(heng)(heng)梁(liang)承(cheng)(cheng)受(shou)50kg皮重(zhong)后，豎梁(liang)才有足夠的形變(bian)，開(kai)始(shi)正常(chang)輸(shu)出(chu)信號。在(zai)上(shang)橫(heng)(heng)(heng)(heng)梁(liang)下橫(heng)(heng)(heng)(heng)梁(liang)承(cheng)(cheng)受(shou)50kg以(yi)內的力(li)，豎梁(liang)變(bian)形極(ji)小，沒有信號輸(shu)出(chu)。

[0023] 實施(shi)例(li)2，參(can)照附圖3。

[0024] 在本(ben)實施(shi)例中，本(ben)發明同(tong)樣包(bao)括由(you)上(shang)(shang)(shang)下(xia)(xia)(xia)左右四個剛(gang)性(xing)(xing)桿100a、100b、100c、100d構成的(de)(de)整體(ti)彈(dan)性(xing)(xing)體(ti)，在四個剛(gang)性(xing)(xing)桿的(de)(de)交界處為(wei)橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)部(bu)位，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)分為(wei)一(yi)對(dui)(dui)上(shang)(shang)(shang)橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)11、12和(he)一(yi)對(dui)(dui)下(xia)(xia)(xia)橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)13、14，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)上(shang)(shang)(shang)橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)11、12和(he)下(xia)(xia)(xia)橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)13、14呈矩形(xing)四角分布，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)上(shang)(shang)(shang)橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)和(he)下(xia)(xia)(xia)橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)橫(heng)截(jie)(jie)面積(ji)小于剛(gang)性(xing)(xing)桿的(de)(de)橫(heng)截(jie)(jie)面積(ji)；所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)彈(dan)性(xing)(xing)體(ti)中間還設有豎(shu)(shu)梁(liang)(liang)(liang)(liang)2，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)豎(shu)(shu)梁(liang)(liang)(liang)(liang)2處于所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)矩形(xing)的(de)(de)中心，與上(shang)(shang)(shang)部(bu)剛(gang)性(xing)(xing)桿100a和(he)下(xia)(xia)(xia)部(bu)剛(gang)性(xing)(xing)桿100b一(yi)體(ti)，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)一(yi)對(dui)(dui)上(shang)(shang)(shang)橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)11、12和(he)一(yi)對(dui)(dui)下(xia)(xia)(xia)橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)13、14相對(dui)(dui)于所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)豎(shu)(shu)梁(liang)(liang)(liang)(liang)對(dui)(dui)稱(cheng)，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)對(dui)(dui)稱(cheng)為(wei)上(shang)(shang)(shang)橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)之間對(dui)(dui)稱(cheng)、下(xia)(xia)(xia)橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)之間對(dui)(dui)稱(cheng)、上(shang)(shang)(shang)橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)和(he)下(xia)(xia)(xia)橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)之間對(dui)(dui)稱(cheng)，所(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)(shu)(shu)豎(shu)(shu)梁(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)橫(heng)截(jie)(jie)面積(ji)小于上(shang)(shang)(shang)橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)和(he)下(xia)(xia)(xia)橫(heng)梁(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)橫(heng)截(jie)(jie)面積(ji)，豎(shu)(shu)梁(liang)(liang)(liang)(liang)用于設置稱(cheng)重敏感元件8。

[0025] 所(suo)述豎梁2處在(zai)由四(si)個剛性(xing)桿(gan)圍成的中部通孔20中。

[0026] 在實(shi)施例的(de)(de)(de)(de)(de)基礎上(shang)(shang)(shang)(shang)可(ke)以預見，對于(yu)上(shang)(shang)(shang)(shang)下(xia)橫梁(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)方(fang)(fang)式(shi)還(huan)可(ke)以有(you)其(qi)(qi)(qi)它多種方(fang)(fang)式(shi)，比(bi)如(ru)將(jiang)上(shang)(shang)(shang)(shang)下(xia)橫梁(liang)部位(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)彈性(xing)(xing)體(ti)銑薄，或將(jiang)上(shang)(shang)(shang)(shang)下(xia)橫梁(liang)部位(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)彈性(xing)(xing)體(ti)形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)銑成(cheng)工(gong)字形(xing)(xing)(xing)截面(mian)等等，其(qi)(qi)(qi)最(zui)終(zhong)目的(de)(de)(de)(de)(de)為使(shi)上(shang)(shang)(shang)(shang)、下(xia)橫梁(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)橫截面(mian)積小(xiao)于(yu)剛性(xing)(xing)桿的(de)(de)(de)(de)(de)橫截面(mian)積。對于(yu)上(shang)(shang)(shang)(shang)下(xia)橫梁(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)方(fang)(fang)式(shi)實(shi)際上(shang)(shang)(shang)(shang)也可(ke)轉(zhuan)換成(cheng)上(shang)(shang)(shang)(shang)下(xia)左右四個剛性(xing)(xing)桿的(de)(de)(de)(de)(de)外(wai)形(xing)(xing)(xing)設(she)置問(wen)題，在本(ben)實(shi)施例中(zhong)，“桿”不一(yi)定是(shi)細長形(xing)(xing)(xing)態（就像(xiang)”四連桿“中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)桿，也不一(yi)定必須是(shi)細長形(xing)(xing)(xing)狀(zhuang)，只(zhi)要(yao)其(qi)(qi)(qi)起(qi)到“連桿”的(de)(de)(de)(de)(de)作用即(ji)可(ke)）。在本(ben)發明中(zhong)，“桿”比(bi)“梁(liang)”橫截面(mian)積大(da)，而相(xiang)對于(yu)橫梁(liang)成(cheng)為剛形(xing)(xing)(xing)體(ti)，起(qi)到“后變(bian)形(xing)(xing)(xing)”的(de)(de)(de)(de)(de)作用，使(shi)得(de)與桿連接的(de)(de)(de)(de)(de)豎梁(liang)針對稱重物體(ti)變(bian)形(xing)(xing)(xing)，不受大(da)皮重影響。