挠性件和体重测量装置

申请号 CN201320605757.4 申请日 2013-09-25 公开(公告)号 CN203572558U 公开(公告)日 2014-04-30
申请人 株式会社百利达; 发明人 茑谷孝夫; 佐佐木伸治;
摘要 一种挠性件和体重测量装置,该挠性件由粉末 冶金 术形成。所述挠性件具有轴对称形状并包括矩形应变区域、两个第一臂、第一连接部、两个第二臂和第二连接部,所述第一连接部连接于所述第一臂和所述应变区域的一端,所述第二连接部连接于所述第二臂和所述应变区域的另一端。一对第一臂和一对第二臂中的一对受到沿垂直于所述挠性件的方向上的 载荷 ,并且一对第一臂和一对第二臂中的另一对固定于 支撑 体。
权利要求

1.一种挠性件(36),该挠性件(36)用于测量体重的载荷传感器(34),其特征在于,所述挠性件(36)通过传递到所述挠性件(36)上的载荷而变形,所述挠性件(36)由粉末冶金术形成,并且具有关于对称轴线的轴对称形状和均匀的厚度,所述挠性件包括: 矩形应变区域(361),该矩形应变区域(361)设置在所述挠性件的中央,在与所述对称轴线相同的方向上延伸,并且具有第一端(361a)和第二端(361b); 两个第一臂部(362),该两个第一臂部(362)平行于所述对称轴线延伸; 第一连接部(363),该第一连接部(363)在正交所述对称轴线的方向上延伸并且连接于所述第一臂部和所述应变区域的所述第一端;
两个第二臂部(364),该两个第二臂部(364)设置为比所述第一臂部更靠近所述应变区域,并且平行于所述对称轴线延伸;以及
第二连接部(365),该第二连接部(365)在正交所述对称轴线的方向上延伸并且连接于所述第二臂部和所述应变区域的所述第二端,
其中,一对所述第一臂部和一对所述第二臂部中的一对受到沿垂直于所述挠性件的方向上的载荷,并且一对所述第一臂部和一对所述第二臂部中的另一对固定于支撑体,以及 所述第一臂部和所述第二臂部之间的间隙(G1)与所述第二臂部和所述应变区域之间的间隙(G2)等于或小于所述挠性件的厚度的一半。
2.根据权利要求1所述的挠性件(36),其特征在于,所述挠性件通过压制成型烧结金属粉末获得。
3.根据权利要求1所述的挠性件(36),其特征在于,所述挠性件通过 金属注射成型获得。
4.根据权利要求1所述的挠性件(36),其特征在于,所述第一臂部受到沿垂直于所述挠性件的方向上的载荷并且所述第二臂部固定于所述支撑体。
5.根据权利要求1所述的挠性件(36),其特征在于,每个所述第一臂部在垂直于所述挠性件的对称轴线的方向上的长度(L1)为所述应变区域在正交所述挠性件的对称轴线的方向上的长度(L2)的1.3倍或更多。
6.根据权利要求1所述的挠性件(36),其特征在于,所述第一连接部在平行于所述挠性件的对称轴线的方向上的长度(L3)为所述应变区域在正交所述挠性件的对称轴线的方向上的长度(L4)的1.4倍或更多。
7.根据权利要求1所述的挠性件(36),其特征在于,每个所述第一臂部设置有第一通孔(366)。
8.根据权利要求1所述的挠性件(36),其特征在于,每个所述第二臂部设置有第二通孔(367)。
9.一种体重测量装置(1),其特征在于,该体重测量装置(1)包括: 至少一个根据权利要求1所述的挠性件(36);以及
至少一个载荷传感器(34),该载荷传感器(34)包括连接于所述挠性件并且产生响应于所述挠性件形变的信号的多个应变片(38)。

说明书全文

挠性件和体重测量装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及一种挠性件,该挠性件用于载荷传感器中,以测量体重,并且该挠性件通过传递到其上的载荷而变形,此外,本实用新型还涉及一种包括所述挠性件的体重测量装置。

背景技术

[0002] 例如,体重测量装置(如体重秤)包括至少一个载荷传感器,施加到平台上的载荷传递到载荷传感器上。载荷传感器包括通过载荷而变形的挠性件和连接于挠性件的多个应变片(strain gauges)。日本专利No.2977278公开了这种挠性件。
[0003] 挠性件由高强度的材料形成,并且通常通过在大规模生产中达到高生产冲压而成型。然而,由于被冲压的待冲压部分的宽度需要等于或大于厚度,因此限制了待加工的挠性件的尺寸的增大。此外,很难形成如小间隙等的复杂形状。为了减小挠性件的尺寸以便通过冲压制造或形成复杂形状,可考虑使挠性件变薄或挠性件由低强度的金属材料制成,但在这些情况下,挠性件的机械强度变差。此外,如果挠性件由高强度的金属材料制成,那么冲压会在冲压表面上产生剪切下陷、断裂的表面和毛刺。因此,很难形成具有高精度的挠性件的厚度和宽度。为此,载荷传感器的重量测量精度受到限制。实用新型内容
[0004] 所以,本实用新型提供一种挠性件,该挠性件具有减小的尺寸,保证了机械强度,并且在厚度和宽度方面具有高的尺寸精度,本实用新型还提供一种包括所述挠性件的体重测量装置。
[0005] 本实用新型提供一种挠性件,该挠性件用在测量体重的载荷传感器中,通过传递到所述挠性件上的载荷而变形,并且由粉末冶金术制成。根据本实用新型,由于所述挠性件由粉末冶金术制成,因此所述挠性件的尺寸可以减小并且可以保证所述挠性件的机械强度。此外,由于所述挠性件的厚度和宽度的尺寸精度高,因此提高了所述载荷传感器的体重测量精度。
[0006] 根据实施方式,所述挠性件用在测量体重的载荷传感器中,所述挠性件通过传递到其上的载荷而变形,所述挠性件由粉末冶金术制成,并且所述挠性件具有关于对称轴线的轴对称形状和均匀的厚度。所述挠性件包括:矩形应变区域,该矩形应变区域设置在所述挠性件的中心,沿与其对称轴线相同的方向延伸,并且所述矩形应变区域具有第一端和第二端;两个第一臂部,该两个第一臂部平行于所述对称轴线延伸;第一连接部,该第一连接部沿正交所述对称轴线的方向延伸,并且所述第一连接部连接于所述第一臂部和所述应变区域的第一端;两个第二臂部,该两个第二臂部设置为比所述第一臂部更靠近所述应变区域,并且所述两个第二臂部平行于所述对称轴线延伸;以及第二连接部,所述第二连接部沿正交所述对称轴线的方向延伸,并且所述第二连接部连接于所述第二臂部和所述应变区域的第二端,其中,一对第一臂部和一对第二臂部中的一对受到沿垂直于所述挠性件方向上的载荷,并且一对第一臂部和一对第二臂部中的另一对固定于支撑体,并且,其中所述第一臂部和所述第二臂部之间的间隙与所述第二臂部和所述应变区域之间的间隙等于或小于所述挠性件的厚度的一半。
[0007] 在所述实施方式中,所述第一臂部和所述第二臂部之间的间隙与所述第二臂部和所述应变区域之间的间隙等于或小于所述挠性件的厚度的一半。由于这种间隙设置为很小,因此可以减小所述挠性件的尺寸。关于适合所述挠性件的高强度的金属材料,当使用冲压时,这种间隙只能设置为与所述挠性件的厚度相同并且不能比所述挠性件的厚度薄。然而,当使用粉末冶金术时,这种间隙可以变薄并且所述挠性件的尺寸可以减小。在所述实施方式中,可以通过压制成型烧结金属粉末获得所述挠性件,或者通过金属注射成型获得所述挠性件。也就是,在所述实施方式中,作为用粉末冶金术的方法,金属粉末可以压制成型并且烧结,或者可以采用金属注射成型。
[0008] 根据本实用新型的另一实施方式,所述挠性件用于测量体重的载荷传感器中,所述挠性件通过传递到其上的载荷而变形,所述挠性件通过压制成型并且烧结至少包括(V)和铬(Cr)并且主要包括(Fe)的金属粉末获得,并且所述挠性件具有关于对称轴线的轴对称形状,所述挠性件包括:矩形应变区域,该矩形应变区域设置在所述挠性件的中央,在与所述对称轴线相同的方向上延伸,并且具有第一端和第二末;两个第一臂部,该两个第一臂部平行于所述对称轴线延伸;第一连接部,该第一连接部在正交所述对称轴线的方向上延伸并且连接于所述第一臂部和所述应变区域的第一端;两个第二臂部,该两个第二臂部设置为比所述第一臂部更靠近所述应变区域,并且平行于所述对称轴线延伸;以及第二连接部,该第二连接部在正交所述对称轴线的方向上延伸并且连接于所述第二臂部和所述应变区域的第二端,其中,一对第一臂部和一对第二臂部中的一对受到沿垂直于所述挠性件的方向上的载荷,并且一对第一臂部和一对第二臂部中的另一对固定于支撑体。
[0009] 在所述实施方式中,由于所述挠性件可以通过压制成型并且烧结至少包括钒(V)和铬(Cr)并且主要包括铁(Fe)的金属粉末获得,具有复杂形状的所述挠性件可以减小尺寸并且可以保证其机械强度。
[0010] 优选地,每个第一臂部在垂直于所述挠性件的对称轴线的方向上的长度为所述应变区域在正交所述挠性件的对称轴线的方向上的长度的1.3倍或更多。优选地,每个第一臂部设置有第一通孔,并且可以通过使用所述通孔螺栓连接于其他部件。当每个第一臂部的两个侧表面之间的所述间隙大时,能够减小所述第一臂部上由拧紧所述螺钉时产生的拧紧力矩引起的残余应力。由于所述残余应力对所述载荷传感器的体重测量精度有不利影响,理想的是所述残余应力是小的。当每个第一臂部在垂直于所述挠性件的对称轴线方向上的长度为所述应变区域在正交所述挠性件的对称轴线的方向上的长度的1.3倍或更多时,所述残余应力减小,因此可以提高所述体重传感器的体重测量精度。
[0011] 优选地,所述第一连接部在平行于所述挠性件的对称轴线的方向上的长度为所述应变区域在正交所述挠性件的对称轴线的方向上的长度的1.4倍或更多。优选地,每个第一臂部设置有第一通孔,并且可以通过使用所述通孔螺栓连接于其他部件。当所述第一连接部在平行于所述对称轴线的方向上的长度大时,能够减小所述第一臂部上由拧紧所述螺钉时产生的拧紧力矩引起的残余应力。由于所述残余应力对所述载荷传感器的体重测量精度有不利影响,理想的是所述残余应力是小的。当所述第一连接部在平行于所述挠性件的对称轴线的方向上的长度为所述应变区域在正交所述挠性件的对称轴线的方向上的长度的1.4倍或更多时,所述残余应力减小,因此可以提高所述体重传感器的体重测量精度。
[0012] 每个第二臂部可以设置有第二通孔。
[0013] 根据另外的实施方式的体重测量装置,该体重测量装置包括所述挠性件和载荷传感器,该载荷传感器包括多个应变片,该应变片连接于所述挠性件并且产生响应于所述挠性件的形变的信号附图说明
[0014] 从随后的描述中,结合附图,本实用新型的挠性件和体重测量装置的其它特征和优点将变得明显。其中:
[0015] 图1是显示当从上侧倾斜看时根据本实用新型的实施方式的体重测量装置的立体图;
[0016] 图2是显示当从下侧看时图1中的体重测量装置的立体图;
[0017] 图3是图1中的体重测量装置的俯视图;
[0018] 图4是显示图1中的体重测量装置内部的载荷传感器组件的俯视图;
[0019] 图5是拆开的载荷传感器组件的立体图;
[0020] 图6是显示所述载荷传感器组件内部的载荷传递件的俯视图;
[0021] 图7是显示当从下侧看时载荷传递件的立体图;
[0022] 图8是显示当从上侧倾斜看时载荷传感器组件内部的挠性件的立体图;
[0023] 图9是显示挠性件的仰视图;
[0024] 图10是显示彼此相互连接的载荷传递件和挠性件的仰视图;
[0025] 图11是显示彼此相互连接的挠性件和连接梁的俯视图;
[0026] 图12是显示连接梁的俯视图;
[0027] 图13是显示图11中彼此相互连接的挠性件和连接梁的侧视图;
[0028] 图14是显示支腿和载荷传感器组件内部的弹性支撑件的俯视图;
[0029] 图15是显示支腿和弹性支撑件的立体图;
[0030] 图16是显示弹性支撑件的俯视图;
[0031] 图17是显示支腿的俯视图;
[0032] 图18是显示支腿的仰视图;
[0033] 图19是显示支腿的正视图;
[0034] 图20是显示支腿的侧视图;
[0035] 图21是显示载荷传感器组件内部的载荷传感器的侧视图;
[0036] 图22是沿图3中XXII-XXII线剖切的剖视图;
[0037] 图23是显示通过研究弹性支撑件的硬度和载荷传感器组件的耐用性之间的关系得到的实验结果的表格;
[0038] 图24是显示通过研究弹性支撑件的硬度和体重测量误差之间的关系得到的实验结果的曲线图;
[0039] 图25是显示在体重测量期间产生在挠性件的压力分布的示意图;
[0040] 图26是显示可连接到支腿的地毯支腿的立体图;
[0041] 图27是显示根据另一实施方式的体重测量装置的剖视图;
[0042] 图28是显示通过研究挠性件的尺寸和体重测量误差之间的关系得到的结果的曲线图;
[0043] 图29是显示通过研究挠性件的尺寸和体重测量误差之间的关系得到的结果的曲线图;以及
[0044] 图30是显示通过研究挠性件的尺寸和体重测量误差之间的关系得到的结果的曲线图。

具体实施方式

[0045] 在下文中,将参考附图描述根据本实用新型的具体实施方式。图1和图2示出根据本实用新型的具体实施方式的体重测量装置。体重测量装置1为测量人体体重的体重秤,体重测量装置1也是测定身体组成成分(如人体脂肪百分比)的身体成分测量仪。体重测量装置1包括外壳11,外壳11包括平台12和固定于平台12的底座。如图1所示,平台12包括近似于平面的上表面,这直接便于在测量体重时处于平。人站在平台12的上表面上。也就是,物体放置到平台12上并且物体的载荷施加于所述平台。
[0046] 如图2所示,底座15形成为近似矩形的形状,并且由例如刚性材料(如不锈树脂)制成。支腿16配置于底座15的底面的四个部的每个角部。当测量体重时,支腿16与地面接触。独立的部件可以插入支腿16和地面之间。每个支腿16用作支撑件支撑体重测量装置1,并且每个支腿16还用作稍后描述的载荷传感器的支腿。在测量体重时,包括平台12和底座15的整个外壳11关于由地面支撑的支腿16配置,以响应平台12上的体重。
[0047] 激活体重测量装置1的电源开关17连接于外壳11,并且电源开关17从平台12的侧面伸出。由于体重测量装置用作身体成分测量仪,因此多个电极片18设置在平台12的上表面,如图1所示。这些电极片18用于测量人体的生物阻抗(bioelectrical impedance)。站在平台12上的人体双脚踏在电极片18上。
[0048] 图3是显示体重测量装置1的俯视图,但图3中没有示出电极片18。如图3所示,平台12包括如由刚性材料(如钢)制成的盒状内罩13和配置在内罩13外部并且由树脂制成的外罩14。外罩14为平台12的外盖并且使金属内罩13与电极片18绝缘。
[0049] 体重测量装置1包括手柄单元19。手柄单元19穿过电缆(未示出)连接于外壳11。手柄单元19包括中央操作箱20和向操作箱20(图1)两侧延伸的握柄21和22。操作箱
20设置有显示人体的体重和身体成分的显示器23以及操作按钮24和25。每个握柄21和
22设置有用于测量人体生物阻抗的电极。站在平台12上的人体用双手握住这些电极。根据本实施方式的体重测量装置1也能够用作人体成分测量仪,但由于本实施方式涉及体重测量,因此本质上不需要电极片18和手柄单元19。
[0050] 如图3所示,平台12的内罩13和连接于平台12的底座15相配合以限定容纳空间27。四个载荷传感器组件30设置在容纳空间27内侧,以便测量体重。但是,载荷传感器组件30的支腿16从基座15向下伸出,如图2所示。
[0051] 进一步地,基板28设置在容纳空间27内,用于处理负载传感器组件30的应变片提供的信号的处理电路安装在基板28上。基板28通过电缆29连接于所述应变片。基板28上的处理电路根据负载传感器组件30的应变片提供的信号计算人体的体重。此外,基板28上的处理电路电连接于平台12上的电极片18和手柄单元19上的电极,并且根据体重和人体在不同位置上生物阻抗的变化计算人体的身体成分。如上所述计算出的体重和身体成分显示在显示器23上。
[0052] 如图4和图5所示,每个载荷传感器组件30包括载荷传递件(载荷传感器支架)32和载荷传感器34。例如,载荷传递件32由刚性材料(如树脂)制成。载荷传递件32覆盖载荷传感器34并且可拆卸地连接于载荷传感器34。另外,载荷传递件32可拆卸地连接于平台12的内罩13。载荷传递件32将从平台12传递过来的载荷传递到载荷传感器34的挠性件36。
[0053] 如图5所示,载荷传感器34包括:挠性件36,挠性件36通过由平台12传递的载荷而变形;多个应变片38,多个应变片38连接于挠性件36;连接梁(bridge)40,连接梁40支撑挠性件36;以及支腿16,支腿16支撑连接梁40。更具体地,连接梁40由弹性支撑件42(参见图14和图15)支撑,并且弹性支撑件42由支腿16支撑。但是,弹性支撑件42未在图5中示出。用于应变片38的电缆29通过胶带50粘接于挠性件36。
[0054] 如从图8的斜上侧看的立体图和图9的仰视图所示,挠性件36为具有轴对称形状和均匀厚度的单一部件。例如,挠性件36由板件形成,该板件由如素工具钢的高刚性材料制成。挠性件36包括:应变区域361,该应变区域361设置在挠性件36的中央;两个第一臂部362;两个第二臂部364;第一连接部363,第一连接部363将应变区域361连接于第一臂部362;以及第二连接部365,第二连接部365将应变区域361连接于第二臂部364。
[0055] 应变区域361为矩形部,该矩形部包括沿相同方向(挠性件36的对称轴线的方向)延伸的一端361a和另一端361b。应变区域361为由通过载荷传递件32从平台12传递的载荷而变形最大的区域。应变片38连接于应变区域361(见图5)。应变区域361的上表面设置有用于引导应变片38连接到应变区域361上的标记368。
[0056] 两个第一臂部362平行于挠性件36的对称轴线延伸。第一连接部363沿垂直正交挠性件36的对称轴线的方向延伸,并且第一连接部363连接于两个第一臂部362和应变区域361的一端361a。
[0057] 两个第二臂部364设置为比第一臂部362更靠近应变区域361,并且两个第二臂部364平行于挠性件36的对称轴线延伸。第二连接部365沿垂直正交挠性件36的对称轴线的方向延伸,并且第二连接部365连接于第二臂部364和应变区域361的另一端361b。
[0058] 每个第一臂部362的一端形成为半圆形状,并且该端设置有圆形的第一通孔366。每个第二臂部364的一端形成为半圆形状,并且该端设置有圆形的第二通孔367。第一通孔
366和第二通孔367的中心轴线布置在垂直正交挠性件36的对称轴线上。挠性件36通常包括形成在应变区域361两侧大致J型的对称的沟槽369,并且每个沟槽369由应变区域
361、第一臂部362、第一连接部363、第二臂部364以及第二连接部365围绕。
[0059] 在第二臂部364由配置在挠性件36下方的支撑体(下面将描述的连接梁40)支撑的情况下,向下垂直的载荷通过载荷传递件32从上侧集中施加到第一臂部362,从而使应变区域361变形(当从横向看时,也就是与显示图9的纸张平行的方向看时变形成S型)。应变区域361上的每一个应变片38产生响应于挠性件36的应变区域361的形变的信号。
[0060] 在本实施方式中,向下垂直的载荷通过载荷传递件32从上侧集中施加到第一臂部362。第二臂部364固定于配置在挠性件36下方的支撑体(下面将要描述的连接梁40)。然而,挠性件36并不局限于这种用途,还可以使用挠性件36,使得载荷在垂直方向上施加到第二臂部364上,并且第一臂部362固定于所述支撑体。也就是,一对第一臂部362和一对第二臂部364中的一对在垂直于挠性件36的方向上受到载荷,并且一对第一臂部362和一对第二臂部364中的另一对固定于所述支撑体。不论哪种情况,挠性件36以应变区域
361发生大形变为S型的方式使用。
[0061] 如图4至图6所示,载荷传递件32包括八角形的上壁321。上壁321与平台12的内罩13(图3)接触。上壁321的上表面设置有多个凸起322、323、324、325。凸起322、323、324、325容纳在形成在内罩13上的孔(未示出)中。通过这种方式,载荷传递件32可拆卸地连接于平台12的内罩13。上壁321设置为平行于平台12的上表面设置。上壁321覆盖整个挠性件36。
[0062] 如图5、图7和图10所示,载荷传递件32包括两个从上壁321向下延伸的侧壁326。如图10的仰视图所示,每个侧壁326包括朝向挠性件36的第一臂部362的下部区域
327。每个下部区域327包括平坦的下部接触表面327a和平坦的下部非接触表面327b,平坦的下部接触表面327a与挠性件36的第一臂部362的部分表面接触,平坦的下部非接触表面327b在非接触的状态下朝向挠性件36的第一臂部362。下部接触表面327a和下部非接触表面327b平行于挠性件36的对称轴线延伸。另外,下部接触表面327a和下部非接触表面327b平行于上壁321设置,从而下部接触表面327a和下部非接触表面327b平行于平台12的上表面设置。因此,下部接触表面327a和下部非接触表面327b直接便于在体重测量时水平延伸。在下部接触表面327a和下部非接触表面327b之间形成台阶。
[0063] 如图10的俯视图所示,挠性件36的每个第一臂部362包括第一通孔366,在体重测量期间第一通孔366的轴线沿垂直方向延伸,并且载荷传递件32的每个侧壁326的下部区域327设置有插入第一通孔366的凸起328。下部接触表面327a位于凸起328的四周。载荷传递件32还包括两个设置在两个侧壁326外侧并且平行于两个侧壁326延伸的外部侧壁329,每个外部侧壁329设置有钩部330,以钩住挠性件36的第一臂部362。
[0064] 如图7所示,载荷传递件32还包括将两个侧壁326相互连接的端壁331。端壁331设置有槽口332,并且用于应变片38的电缆29穿过槽口332(图5)。
[0065] 如图11和图13所示,挠性件36由连接梁40支撑并且挠性件36固定于连接梁40。例如,连接梁40为由刚性材料(如钢)制成的单一部件。如图12和图13所示,连接梁40为具有近似八角形的轮廓并且近似均匀的厚度的板,连接梁40包括近似平面的上表面401和近似平面的下表面402。上表面401和下表面402可以直接便于在体重测量时水平延伸。
[0066] 具有环形轮廓的凸台403形成在连接梁40的两个位置。例如,凸台403可以通过压制成型(press-molding)制成。两个凸台403的表面实质上为平面,并且与挠性件36的下表面(没有应变片38的表面)接触。通孔404形成在每个凸台403的中央。
[0067] 连接梁40的两个通孔404分别与挠性件36的两个第二通孔367重叠,并且铆钉穿过通孔404和第二通孔367。挠性件36和连接梁40通过两个铆钉410固定。如图13所示,在本实施方式中,铆钉410的一端从挠性件36的上表面伸出,而铆钉410的其他头部配置在连接梁40的凸台403的后侧的空间内,以免从连接,40的下表面402伸出。然而,如果铆钉410从连接梁40的伸出量足够小,在弹性支撑件42(下面将描述到)不被铆钉410折断或变形的情况下,弹性支撑件42能够与连接梁40的下表面402紧紧接触。
[0068] 连接梁40的凸台403用作保证挠性件36和连接梁40的上表面401之间的空间的垫片。也就是,即使在挠性件36变形时,也能够避免挠性件36的第一连接部363等抵靠连接梁40的上表面401。
[0069] 此外,连接梁40设置有椭圆形的通孔406、407。通孔406、407用作将连接梁40连接于支腿16,下面将会描述。
[0070] 连接梁40由图14和图15中所示的弹性支撑件42支撑,并且弹性支撑件42由支腿16支撑。弹性支撑件42为由橡胶制成的单一部件。如图14至图16所示,弹性支撑件42包括上部421和下部422,上部421形成为近似平行六面体形状并且在长度方向上具有两个圆弧端,下部422形成为近似平行六面体形状并且在长度方向上具有两个圆弧端。在长度方向上上部421的长度大于下部422的长度,并且上部421的宽度小于下部422的宽度。
[0071] 在本实施方式中,弹性支撑件42的上表面为近似平面。然而,弹性支撑件42的上表面可以形成为圆弧形状,并且所述上表面可以具有不均匀部。连接梁40的下表面402与弹性支撑件42的上表面紧紧接触。连接梁40关于弹性支撑件42配置,从而两个铆钉410平行于弹性支撑件的长度方向布置。弹性支撑件42的下部422安装在支腿16内,并且由支腿16支撑。
[0072] 如图14、图15和图17至图20所示,支腿16包括圆柱形的支腿主体161和绕支腿主体161配置的环形边缘部164。连接梁40放置在支腿主体161上。支腿主体161的上表面设置有凹部162,凹部162设置有弹性支撑件42的下部422配置在其内的部分。如图17所示,凹部162的下表面设置有多个近似矩形的细长孔163,并且由于细长孔163,凹部162的下表面形成为格子形状。配置支腿主体161,从而使支腿主体161的下表面与地面直接接触,并且由地面支撑。然而,单独的部件(例如后面将描述的地毯支腿)可以插入在支腿主体161和地面之间。支腿16例如为由树脂制成的单一部件。
[0073] 如图14、图15、图17和图18所示,支腿主体161和边缘部164通过四个弯曲的弹性连接部165、166、167、168彼此连接。弹性连接部165、166、167、168间隔90°布置,并且每个弹性连接部165、166、167、168都包括外部和圆弧盘状的内部,所述外部为细长S型并且连接于边缘部164的内周,所述圆弧盘状的内部连接于支腿主体161的上端的外周。弹性连接部165、166、167、168形成为薄且细长。具体地,在弹性连接部165、166、167、168中,靠近边缘部164形成为细长S型的外部165a、166a、167a、168a形成为比靠近支腿主体161的圆弧盘状的内部165a、166a、167a、168a更细长。因此,弹性连接部165、166、167、168,具体地,外部165a、166a、167a、168a具有极高的弹性。在本实施方式中,弹性连接部165、166、167、168具有曲线形状,但本实用新型并不局限于此。例如,所述弹性连接部可以形成为直线形状。
[0074] 支腿16包括两个从边缘部164向内突出的第一突出部170、171。此外,支腿16包括第二突出部172,第二突出部172整体连接于弹性连接部165的内部165b,并且沿关于支腿主体161的轴线的圆周方向从弹性连接部165伸出;第二突出部173,第二突出部173整体连接于弹性连接部166的内部166b,并且沿关于支腿主体161的轴线的圆周方向从弹性连接部166伸出;第二突出部174,第二突出部174整体连接于弹性连接部167的内部167b,并且沿关于支腿主体161的轴线的圆周方向从弹性连接部167伸出;以及第二突出部175,第二突出部175整体连接于弹性连接部168的内部168b,并且沿关于支腿主体161的轴线的圆周方向从弹性连接部168伸出。第一突出部170设置在第二突出部172和第二突出部173之间,并且第二突出部172和第二突出部173在沿围绕支腿主体161的轴线的圆周方向上相邻于第一突出部170。第一突出部171设置在第二突出部174和第二突出部175之间,并且第二突出部174和第二突出部175在沿关于围绕支腿主体161的轴线的圆周方向上相邻于第一突出部171。第一突出部170、171和第二突出部172、173、174、175用作调整支腿主体161关于边缘部164相对旋转的旋转防止部。
[0075] 连接梁40连接于支腿16的边缘部164。边缘部164的第一突出部170、171分别设置有向上突出为圆柱型的凸部180、181。如图5所示,凸部180、181插入连接梁40的通孔406、407内。另外,支腿16的边缘部164设置有钩部182、183,并且钩部182、183调整连接梁40的向上运动。因此,连接梁40关于支腿16的边缘部164的垂直运动和水平运动(线性运动和旋转运动)受到限制。也就是,边缘部164关于连接梁40的垂直运动和水平运动(线性运动和旋转运动)受到限制。
[0076] 图22为显示体重测量装置1的一个载荷传感器组件30的周边的剖视图。在图22中,箭头表示载荷。施加到平台12的外罩14的载荷通过内罩13和载荷传递件32传递到挠性件36。然后,载荷从挠性件36通过连接梁40传递到弹性支撑件42,进一步地,载荷传递到支腿16的支腿主体161,之后被地面接收。
[0077] 在本实施方式中,弹性支撑件42支撑连接梁40。连接梁40包括近似平面的下表面,该下表面在体重测量期间直接处于水平。在体重测量时,弹性支撑件42的上表面与连接梁40的近似平面的下表面紧紧接触。因此,即使当过度载荷或重复载荷施加到体重测量装置1时,也可以减少载荷集中在局部位置而使得部分部件断裂的担心,并且因此长时间保持测量精度。此外,由于没有载荷局部集中的突出部并且没有连接于该突出部的部件,因此不需要使用昂贵的材料制造这些部件或对这些部件进行热处理,以增大这些部件的硬度,因此可以降低体重测量装置1的制造成本。
[0078] 此外,挠性件36的姿态由弹性支撑件42的弹性形变恰当地保持。例如,当挠性件36的两个第一臂部363或两个第二臂部364的高度彼此不同时,体重测量的精度变差。然而,这种精度变差通过弹性支撑件42的弹性形变减少或避免。此外,由于弹性支撑件42具有减少冲击的功能,即使当冲击施加到体重测量装置1上时,仍能减少或避免体重测量装置1的部件的松动,从而保证体重测量装置1的长使用寿命。
[0079] 在支腿16中,集中接收载荷的支腿主体161连接于边缘部164,边缘部164通过具有高弹性的弹性连接部165、166、167、168调节连接梁40的运动。由于弹性连接部165、166、167、168具有高弹性,因此避免不必要的作用力从边缘部164施加到支腿主体161。
[0080] 在体重测量装置1中,底座15连接于平台12并且与平台12一起限定容纳空间27。容纳空间27调节每个载荷传感器组件30(支腿16的上部、载荷传递件32、挠性件36、应变片38、连接梁40以及弹性支撑件42)的大部分。然而,如图22所示,底座15包括底座通孔15a,并且每个支腿16的下部通过一个通孔15a从容纳空间27向底座15的下侧突出。因此,支腿16不固定于底座15,并且底座15和平台12一起设置在关于支腿16的垂直方向上。
[0081] 在支腿固定于底座或平台的结构(不同于本实施方式的结构)中,插入支腿和平台之间的挠性件变形,以响应于从平台施加到挠性件上的载荷和从底座施加到挠性件上的作用力。当载荷施加到平台时,底座轻微变形,并且之后从底座施加到挠性件上的载荷改变,以响应于底座的姿态。此外,由于挠性件通过载荷而变形,使得底座和支腿互相拉扯,因此施加到挠性件上的载荷改变。此外,当挠性件如本实施方式中设置时,由于弹性支撑件的弹性压缩形变,底座和支腿之间的拉力进一步增大。这些降低通过体重测量装置的体重测量精度。
[0082] 相反地,在本实施方式中,支腿16在不固定于底座15和平台12的情况下独立于底座15和平台12,并且之后底座15和平台12关于支腿16设置在一起。因此,插入支腿16和平台12之间的挠性件36形变,以响应于从平台12施加到挠性件36上的载荷和从支腿16放置的底面施加到挠性件36上的作用力。然而,本实用新型并不局限于支腿16独立于底座15和平台12的配置。本实用新型还可以应用于支腿16固定于底座15或平台12的情况。
[0083] 弹性支撑件42由橡胶制成,但弹性支撑件可以由其他弹性体(如弹簧)制成。本实施方式中使用橡胶状弹性支撑件42的原因是因为橡胶针对重复负载通常具有高耐久性,并且即使当体重测量期间支腿16(和之后的连接梁40)相对于水平面倾斜时,测量误差也很小。因此,即使当地面轻微倾斜或体重测量装置相对于地面轻微倾斜时,通过体重测量装置1测量的体重的测量精度得到充分保证。
[0084] 图23为显示使用由不同橡胶制成的弹性支撑件42的载荷传感器组件30的耐用性测试结果的表格。在本测试中,将50千克力(kgf)的载荷重复施加到单个负载传感器组件30上20000次。
[0085] 在使用由具有肖氏硬度(Shore hardness)A90和肖氏硬度(Shore hardness)A80的橡胶制成的弹性支撑件42的载荷传感器组件30中没有问题出现。在使用由具有肖氏硬度(Shore hardness)A70的橡胶制成的弹性支撑件42的载荷传感器组件30中,由树脂制成的底座16的内侧出现裂纹,但当考虑常规体重秤的使用次数时,载荷传感器组件可以用在体重测量装置1中。在使用由具有肖氏硬度(Shore hardness)A60的橡胶制成的弹性支撑件42的载荷传感器组件30中,由树脂制成的支腿16的裂纹显著产生,从而从外面明显看到裂纹。因此,证明了具有肖氏硬度(Shore hardness)A60的弹性支撑件42是欠佳的。这是由于以下原因。如果弹性支撑件42由非常软的橡胶制成,那么弹性支撑件42在竖直方向上的压缩非常大,并且弹性支撑件42在水平方向上过度变宽,因此增大了使配置有弹性支撑件42的支腿16变宽的作用力。
[0086] 图24为显示通过研究弹性支撑件42的硬度和体重测量误差之间的关系得到的实验结果的曲线图。在这个实验中,通过使体重测量装置1的外壳11增加应变测得体重测量值。使体重测量装置1的外壳11增加应变的方式为将连接有软橡胶的平木板放置到平台12上,并且将砝码放置到所述平木板上的方式。这种方式类似于人站在平台12上的状态。
如图24所示,关于载荷的误差由于增加到外壳11上的应变而出现。随着橡胶越硬误差有增大的趋势。此外,值得考虑的是,如果支腿16(和之后的体重测量装置1)由于根据实验规则的地面的倾斜而倾斜,那么将得到相同的实验结果。然而,根据图24中所示的实验结果,可以确定的是,由于对于具有肖氏硬度(Shore hardness)A70到A90的橡胶的体重测量误差即使在载荷为150千克力(kgf)的情况下都不是很大,因此实际上将没有问题出现。
对于具有肖氏硬度(Shore hardness)A90的橡胶的误差在载荷为150千克力时为80克力并且在载荷为125千克力时为60克力。对于比肖氏硬度(Shore hardness)A90更硬的橡胶,可以认为测量精度进一步降低。
[0087] 根据图23和图24的实验结果,理想的是弹性支撑件42的硬度为肖氏硬度(Shore hardness)A70到肖氏硬度(Shore hardness)A90。如果由橡胶制成的弹性支撑件42的硬度为肖氏硬度(Shore hardness)A70到肖氏硬度(Shore hardness)A90,则相对于重复负载的耐久性高,并且甚至当在体重测量期间支腿16(和之后的连接梁40)相对于水平面倾斜时,测量误差也小。
[0088] 理想的是,弹性支撑件42的硬度为肖氏硬度(Shore hardness)A75到肖氏硬度(Shore hardness)A85。在根据图23的实验中,在使用由具有肖氏硬度(Shore hardness)A70的橡胶制成的弹性支撑件42的载荷传感器组件30中,由树脂制成的支腿16的内侧出现裂纹,但是在使用由具有肖氏硬度(Shore hardness)A80的橡胶制成的弹性支撑件42的载荷传感器组件30中没有出现问题。因此,从耐久性的角度看,认为具有肖氏硬度(Shore hardness)A75或更大的高硬度的橡胶更符合要求。在根据图24的实验中,对于具有肖氏硬度(Shore hardness)A90的橡胶,在载荷为125千克力下,误差约为60克力;对于具有肖氏硬度(Shore hardness)A80的橡胶,在载荷为125千克力下,误差约为30克力。当假设载荷为125千克力下允许的误差为50克力,认为具有肖氏硬度(Shore hardness)A85或更少硬度的橡胶是理想的。
[0089] 如上参照附图10所述,每个侧壁326的下部区域327包括平坦的下部接触表面327a和平坦的下部非接触表面327b,下部接触表面327a与挠性件36的第一臂部362的部分表面接触,下部非接触表面327b在非接触的状态下朝向挠性件36的第一臂部362。下部接触表面327a和下部非接触表面327b之间形成台阶。在体重测量期间,下部接触表面
327a与挠性件36的第一臂部362的部分表面接触,并且直接水平延伸。下部接触表面327a沿平行于挠性件36的对称轴线的方向延伸,该方向为第一臂部362延伸的方向。因此,当载荷施加到平台12上时,受到来自平台12的载荷的挠性件36的两个第一臂部362的姿态的变化微小的几乎可以忽略不计。此外,两个侧壁326的每一个的下部区域327不仅设置有下部接触表面327a,还设置有下部非接触表面327b。也就是,只有部分下部区域327(下部接触表面327a)与挠性件36的第一臂部362的部分表面接触,并且另一部分(下部非接触表面327b)在非接触的状态下朝向第一臂部362。这样,载荷传递件32的每个侧壁326的与第一臂部362接触的部分受到下部接触表面327a的限制,因此挠性件36的第一臂部
362在近似于直线接触的状态下以具有非常狭窄的宽度的表面与下部接触表面327a接触。
在挠性件36的第一臂部362以具有非常狭窄的宽度的表面与下部接触表面327a接触的情况下,挠性件36的第一臂362的载荷集中部分根据载荷量变化。然而,在本实施方式中,由于挠性件36的第一臂部362在近似于直线接触的状态下以具有非常狭窄的宽度的表面与下部接触表面327a接触,因此挠性件36的第一臂362的载荷集中部分实质上并不根据载荷量变化。此外,每个侧壁的下部非接触表面327b相应的不与第一臂部362接触的部分保证侧壁326的厚度大,并且有助于抑制载荷传递件32的形变。因此,在本实施方式中,当上时,无论载荷量的大小,承受至少来自平台12的载荷的挠性件36的两个臂部的姿态变化都非常小,因此保证了体重测量装置1的测量精度。
[0090] 每个第一臂部362包括在体重测量期间沿竖直方向直接延伸的第一通孔366,载荷传递件32的每个侧壁326的下部区域327设置有凸起328,以插入第一通孔366,并且下部接触表面327a位于凸起328的周围。由于在体重测量期间凸起328安装在沿竖直方向直接延伸的第一通孔366内,因此避免了挠性件36和载荷传递件32在水平方向上的相对运动。此外,由于下部接触表面327a位于安装在第一通孔366内的凸起328的周围,即使当载荷施加到从载荷传递件32的凸起328偏移的位置上时,下部接触表面327a和挠性件36的第一臂部362在水平面上相互接触,因此保证了体重测量装置1的测量精度。
[0091] 图25是显示在体重测量期间挠性件36上产生的压力分布示意图。压力分布由计算机模拟获得。在图25中,区域A1为最小压力区域,区域A5为最大压力区域。随着有关区域A的数值减少,产生的压力量减小。从图10与图25的比较中明显看出,载荷传递件32的侧壁326的下部区域327的下部接触表面327a与对应于挠性件36的压力区域A1和A2具有小应变的区域接触。因此,挠性件36的区域A1和A2以稳定的姿态接收来自载荷传递件32的侧壁326的下区域部327的下部接触表面327a的载荷,从而保证了体重测量装置1的测量精度。
[0092] 如上通过参考附图10所述,载荷传递件32还包括两个外部侧壁329,这两个外部侧壁329配置在两个侧壁326的外部并且平行于两个侧壁326延伸,并且每个外部侧壁329设置有钩部330,以钩住挠性件36的第一臂部362。由于挠性件36钩在载荷传递件32的钩部330上,因此,挠性件36和载荷传递件32可以整体连接于平台12和与平台12分开。因此,这些部件可以很容易地操作。
[0093] 如上通过参考图14、图15、图17和图18所述,每个支腿16包括两个第一突出部170、171和第二突出部172、173、174、175,第一突出部170、171从边缘部164向内突出,第二突出部172、173、174、175整体连接于弹性连接部165、166、167、168。第一突出部170设置在第二突出部172和第二突出部173之间,并且第二突出部172和第二突出部173在沿围绕支腿主体161的轴线的圆周方向上相邻于第一突出部170。第一突出部171设置在第二突出部174和第二突出部175之间,并且第二突出部174和第二突出部175在沿关于围绕支腿主体161的轴线的圆周方向上相邻于第一突出部171。因此,即使当在边缘部164关于轴线的旋转受到限制的状态下施加到支腿主体161的扭矩较大时,第一突出部170与第二突出部172或第二突出部173接触,第一突出部171与第二突出部174或第二突出部175接触,并且支腿主体161的旋转(和之后的弹性连接部165、166、167、168的形变)受到限制,从而避免绕支腿主体161配置的弹性连接部165、166、167、168的破裂。
[0094] 如上通过参考图5所述,支腿16的边缘部164的凸部180、181插入连接梁40的通孔406、407中,因此边缘部164相对于连接梁40的水平运动(直线运动和旋转运动)受到抑制。如上所述,挠性件36通过铆钉410(见图11和图22)固定于连接梁40。此外,挠性件36连接于载荷传递件32,从而以载荷传递件32的两个凸起328安装在挠性件36的两个第一通孔366内的方式(见图10和图22)限制挠性件36关于载荷传递件32的水平运动。通过将前凸322、323、324、325止于平台12的内罩13(见图4至图6)的方式防止载荷传递件32相对于平台12的移动。因此,支腿16的边缘部164被控制,使得所述边缘部关于平台12不旋转。也就是,在体重测量装置1的配置中,通过连接梁40、挠性件36、载荷传递件32和平台12抑制边缘部164围绕轴线的旋转。因此,在支腿16不设置有第一突出部
170、171和第二突出部172、173、174、175的配置中,需要考虑的是,当大扭矩施加到支腿主体161上时,弹性连接部165、166、167、168可能被折断。然而,借助于第一突出部170、171和第二突出部172、173、174、175的作用,即使当大扭矩施加到支腿主体161上时,支腿主体
161的旋转(和之后的弹性连接部165、166、167、168的形变)也能受到限制,因此避免了绕支腿主体161配置的弹性连接部165、166、167、168的破裂。
[0095] 当地毯支腿连接于每一个支腿16时,第一突出部170、171和第二突出部172、173、174、175的作用尤其有效。图26为图示地毯支腿60的立体图。例如,地毯支腿60为由树脂形成的实质上的盘状部件,并且包括平坦的下表面61。多个突出部62在地毯支腿60的上部的中央向上伸出。这些多个突出部62分别插入形成于支腿16的支腿主体161的下表面的多个孔185内。通过这种方式,地毯支腿60可拆卸地连接于支腿主体161。地毯支腿
60的直径比支腿主体161的直径大得多。因此,当地毯支腿60连接于支腿主体161时,大扭矩很可能从地毯支腿60施加到支腿主体161。由于第一突出部170、171和第二突出部
172、173、174、175用作控制支腿主体161关于边缘部164的旋转的旋转防止部,因此即使在大扭矩施加于支腿主体161时,也避免弹性连接部165、166、167、168的破裂。
[0096] 类似于图22,图27为显示根据另一个实施方式的体重测量装置1的剖视图。体重测量装置1不包括载荷传递件32,并且载荷从平台12直接施加到挠性件36。平台12的内罩13的下表面设置有凸台13a,并且每个凸台13a设置有螺纹孔。挠性件36的第一臂部362紧靠凸台13a,并且通过凸台13a的螺纹孔约束穿过形成在第一臂部362的第一通孔366的螺钉70。通过这种方式,挠性件36直接固定于内罩13。
[0097] 在图27中,箭头表示载荷。施加到平台12的外罩14的载荷通过内罩13传递到挠性件36。然后,载荷通过连接梁40从挠性件36传递到弹性支撑件42,并且进一步地传递到支腿16的支腿主体161,在此载荷被地面接收。
[0098] 在所有的实施方式中,理想的是挠性件通过粉末冶金术形成。与通过冲压形成的挠性件相比,通过粉末冶金术形成的挠性件有助于减小挠性件36的尺寸并且有助于保证挠性件36的机械强度。此外,由于当使用粉末冶金术时,挠性件36的厚度和宽度的尺寸精度高,因此改善了载荷传感器的体重测量精度。作为粉状冶金术的方法,金属粉末可以是被压制成型并被烧结,或者也可以采用金属注射成型(MIM)。
[0099] 参考图9,将描述挠性件36的理想尺寸。优选地,第一臂部362与第二臂部364之间的间隙G1和第二臂部364与应变区域361之间的间隙G2等于或小于挠性件36的厚度的一半。由于间隙G1和间隙G2设置为较小,因此实现了挠性件36的尺寸减小(具体地,图9的侧面方向的长度)。在适用于所述挠性件的高强度的金属材料中,在冲压工艺中的间隙能够设置为仅仅等于挠性件36的厚度,并且不能薄于挠性件36的厚度。然而,所述间隙能够通过粉末冶金术变薄,因此能够减小挠性件36的尺寸。
[0100] 优选地,每个第一臂部362在垂直于挠性件36的对称轴线的方向上的长度L1为应变区域361在垂直正交挠性件36的对称轴线的方向上的长度L2的1.3倍或更多。每个第一臂部362设置有第一通孔366,并且可以通过使用第一通孔366螺钉固定于其它部件(在图27中的实施方式里为内罩13)。当每个臂部362的两个侧表面之间的间隙L1较大时,能够减小第一臂部362上的残余应力,该残余剩余应力由拧紧螺钉70时产生的拧紧力矩引起。由于残余应力对载荷传感器的体重测量精度有不利影响,理想的是剩余应力是小的。当每个第一臂部362在垂直于挠性件36的对称轴线的方向上的长度L1为应变区域361在垂直正交挠性件36的对称轴线的方向上的长度L2的1.3倍或更多时,残余应力减小,因此可以提高载荷传感器的体重测量精度。
[0101] 优选地,第一连接部363在平行于挠性件36的对称轴线的方向上的长度L3为应变区域361在垂直正交挠性件36的对称轴线的方向上的长度l2的1.4倍或更多。当第一连接部363在平行于挠性件36的对称轴线的方向上的长度L3大时,能够减小第一臂部362上的残余应力,该残余应力由拧紧螺钉70时产生的拧紧力矩引起。由于残余应力对载荷传感器的体重测量精度有不利影响,理想的是残余应力是小的。当第一臂部363在平行于挠性件36的对称轴线的方向上的长度L3为应变区域361在垂直正交挠性件36的对称轴线的方向上的长度L2的1.4倍或更多时,残余应力减小,因此可以提高载荷传感器的体重测量精度。
[0102] 图28到图30为示出通过改变间隙L1和长度L3来研究体重测量误差得到的结果的曲线图。图28示出当L1/L2等于86%并且L3/L2等于86%时,体重测量误差和螺钉70的拧紧力矩(1.0Nm,2.0Nm,和2.5Nm)之间的关系。图29示出当L1/L2等于93%并且L3/L2等于100%时,体重测量误差和螺钉70的拧紧力矩之间的关系。图30示出当L1/L2等于130%并且L3/L2等于140%时,体重测量误差和螺钉70的拧紧力矩之间的关系。从这些图中可以明显看出,测量误差随着拧紧力矩的增大而增大。这是因为第一臂部362上由拧紧螺钉70时产生的拧紧力矩引起的残余应力消极地影响测量。然而,当L1/L2等于130%并且L3/L2等于140%(如图30所示)时,体重测量误差显著小于图28和图29所示的其它结果中的体重误差。因此,可以理解的是,当L1为L2的1.3倍或更多并且L3为L2的1.4倍或更多时,取得了显著的效果。
[0103] 如上所述,挠性件36可以通过压制成型和烧结金属粉末制成,或者可以根据金属注射成型制成。然而,发明人发现理想的是通过压制成型和烧结特定种类的材料制造挠性件36。所述特定种类的材料为至少包括钒(V)和铬(Cr)并且主要包括铁(Fe)的金属粉末。在下文中,将详细描述这种材料。
[0104] 发明人发现当作为弯曲元件36的材料的金属粉末中包括铬和钒时,可以提高具有复杂形状的挠性件36的机械强度,所述复杂形状包括两个第一臂部362、两个第二臂部364、第一连接部363、第二连接部365等。发明人还发现,作为反复实验(trial and error)的结果,当通过烧结金属粉末获得的烧结金属中包括10.8%或更多的铬时,可以保证非常适合的强度。相反地,当铬的量太大时,挠性件36强度变差并且制造成本增大。发明人发现,作为反复实验的结果,考虑到强度和费用的平衡,理想的是通过烧结金属粉末获得的烧结金属中铬的百分含量为18.2%或更小。因此,理想的是通过烧结金属粉末获得的烧结金属中包括10.8%至18.2%的铬。
[0105] 发明人还发现,作为反复实验的结果,当通过烧结金属粉末获得的烧结金属中包括0.1%或更多的钒时,可以保证非常适合的强度。另一方面,当钒的量太大时,制造成本增大。具体地,由于钒非常昂贵,因此当钒的量太大时,成本大大增加。发明人发现,作为反复实验的结果,考虑到强度和费用的平衡,理想的是通过烧结金属粉末获得的烧结金属中钒的百分含量为0.5%或更小。因此,理想的是通过烧结金属粉末获得的烧结金属中包括0.1%至0.5%的钒。
[0106] 当作为挠性件36的材料的金属粉末包括碳时,挠性件36的硬度通过烧结工艺之后的热处理提高,并且挠性件36的机械强度可以改善。发明人发现,作为反复实验的结果,当通过烧结金属粉末获得的烧结金属中包括0.5%或更多的碳时,可以保证非常适合的强度。然而,当碳的量太大时,在烧结工艺和热处理期间材料的收缩量大,使得挠性件36的尺寸改变。当材料的收缩量大时,具有复杂形状的挠性件36不能够具有高的制造精度,所述复杂形状包括两个第一臂部362、两个第二臂部364、第一连接部363、第二连接部365等。发明人发现,作为反复实验的结果,考虑到强度和费用,当通过烧结金属粉末获得的烧结金属中的碳的百分比为1.8%或更少时,尺寸改变受到恰当地抑制。因此,理想的是通过烧结金属粉末获得的烧结金属中包括0.5%至1.8%的碳。
[0107] 虽然已经描述了可被用作身体成分测量仪的如体重秤的体重测量装置,但是本实用新型涉及重量测量,因此用于测量除人以外的物体的重量的其他体重测量装置和该体重测量装置的部件也落入本实用新型的范围。在上述实施例中,体重测量装置1配置有四个载荷传感器组件,但设置于体重测量装置的载荷传感器组件的数目并不限于四个。
[0108] 公开前面的描述仅仅是为了说明和描述本实用新型的挠性件和体重测量装置的典型实施方式。其不用穷举或不用于将本实用新型限制于在此公开的任何具体形式。本领域技术人员将会理解的是,在不脱离本实用新型的范围的情况下,可以做出各种改变并且等效物可代替其中的部件。此外,在不脱离基本范围的情况下,对本实用新型的教导可以做出多种修改,以适应特定情形或材料。因此,本实用新型并不局限于作为用于实施本实用新型的最佳方式所公开的具体实施方式,而是本实用新型将包括落入权利要求范围内的所有实施方式。
[0109] 参考标记列表
[0110] 1体重测量装置;11外壳;12平台;13内罩;13a凸台;14外罩;
[0111] 15底座;15a底座通孔;16支腿;161支腿主体;162凹部;
[0112] 163细长孔;164边缘部;165、166、167、168弹性连接部;
[0113] 165a、166a、167a、168a外部;165b、166b、167b、168b内部;
[0114] 170、171第一突出部;172、173、174、175第二突出部;
[0115] 180、181凸部;182、183钩部;17电源开关;18电极片;
[0116] 19手柄单元;20操作箱;21、22握柄;23显示器;24、25操作按钮;
[0117] 27容纳空间;28基板;29电缆;30载荷传感器组件;32载荷传递件;
[0118] 321上壁;322、323、324、325凸起;326侧壁;327下部区域;
[0119] 327a下部接触表面;327b下部非接触表面;328凸起;329外部侧壁;
[0120] 330钩部;331端壁;332槽口;34载荷传感器;36挠性件;
[0121] 361应变区域;361a端;361b端;362第一臂部;363第一连接部;
[0122] 364第二臂部;365第二连接部;366第一通孔;367第二通孔;
[0123] 368标记;369沟槽;38应变片;40连接梁;401上表面;402下表面;
[0124] 403凸台;404通孔;406、407通孔;410铆钉;42弹性支撑件;
[0125] 421上部;422下部;50胶带;60地毯支腿;61下表面;62突出部;
[0126] 70螺钉。
[0127] 其他实用新型
[0128] 下面将描述来自于上面的描述中的其他实用新型。
[0129] 背景技术
[0130] 日本专利申请号No.2012-145389公开了一种体重秤,该体重秤包括多个载荷传感器,每个载荷传感器包括挠性件。如日本专利申请号No.2012-145389的图2和图5所公开,每个载荷传感器的挠性件由支撑件支撑,该支撑件被称为连接梁并且在水平方向上延伸,所述连接梁由所述体重秤的一个支腿支撑。所述连接梁的下表面设置有向下凸出的半球形突出部,然而由金属形成的刚性板件嵌入所述支腿的上部。所述连接梁的突出部与嵌入所述支腿的板件接触,因此所述连接梁由所述支腿支撑。
[0131] 所述公开具有尽可能保持所述挠性件的姿态的功能,因此当允许所述挠性件形变时,载荷尽可能地沿垂直方向施加到所述挠性件上。为了达到这个目的,所述连接梁的突出部与嵌入所述支腿的板件在狭小的空间接触(理想的为点接触),并且因此即使当所述支腿倾斜时,所述连接梁保持水平姿态。
[0132] 然而,在日本专利申请号No.2012-145389的图2和图5所公开的结构中,由于所述连接梁的突出部与嵌入所述支腿的板件在狭小的空间内接触,因此需要考虑的是所述突出可被过度载荷或重复载荷压碎。当所述突出部被压碎时,所述连接梁不能很容易地保持水平的姿态,并且施加到所述挠性件上的负载的方向不再垂直,因此,可能不能完成精确的体重测量。
[0133] 此外,为了承受集中载荷,所述连接梁,具体地为所述突出部和与所述突出部接触的所述板件需要相当高的硬度。有鉴于此,所述连接梁和所述板件需要由具有高硬度或需要通过热处理提高硬度的昂贵的材料制造。
[0134] 因此,根据另一个实用新型,提供一种能够减少制造费用并且长时间保持测量精度的体重测量装置和载荷传感器。
[0135] 本实用新型的实施方式由以下条款公开:
[0136] 1.一种体重测量装置(1),该体重测量装置(1)包括:
[0137] 平台(12),载荷施加到该平台(12)上;
[0138] 至少一个挠性件(36),该挠性件(36)通过由所述平台传递的载荷而变形;
[0139] 多个应变片(38),该应变片(38)连接于所述挠性件并且产生响应于所述挠性件的形变的信号;
[0140] 至少一个连接梁(40),该连接梁(40)支撑所述挠性件;以及
[0141] 至少一个弹性支撑件(42),该弹性支撑件(42)支撑所述连接梁,其中,所述连接梁包括近似于平面的下表面(402),并且其中,所述弹性支撑件的上表面与所述连接梁的所述下表面接触。
[0142] 在条款1的实施方式中,所述弹性支撑件支撑所述连接梁。所述弹性支撑件的所述上表面与所述连接梁的所述近似于平面的下表面相接触。因此,即使当过度载荷或重复载荷施加到所述体重测量装置上时,能够减少关于载荷集中在局部位置从而使部件的部分折断的担心,并因此长时间保持测量精度。此外,不存在载荷局部集中的突出部并且不存在突出部与突出部接触的部件。因此,不需要使用昂贵的材料用于这些部件,或者进行热处理,以增大这些部件的硬度,从而可以减少所述体重测量装置的制造成本。
[0143] 2.根据条款1所述的体重测量装置(1),其中,所述弹性支撑件(42)的所述上表面与所述连接梁(40)的所述下表面(402)表面接触。由于这些表面处于彼此紧密地表面接触,因此所述连接梁由所述弹性支撑件支撑在稳定的姿态。因此,所述弹性支撑件可以具有近似于平面的上表面。
[0144] 3.根据条款1或2所述的体重测量装置(1),其中,所述弹性支撑件(42)具有近似于平面的上表面。
[0145] 4.根据条款1-3中任一项所述的体重测量装置(1),其中,所述弹性支撑件(42)由橡胶形成。一般地,当所述弹性支撑件由橡胶形成时,关于重复载荷的耐用性高。此外,即使在体重测量期间当所述支腿(和之后的所述连接梁)关于水平面倾斜时,测量误差小。
[0146] 5.根据条款4所述的体重测量装置(1),其中,所述弹性支撑件(42)的硬度从肖氏硬度(Shore hardness)A70至肖氏硬度(Shore hardness)A90。当由橡胶形成的弹性支撑件的硬度在肖氏硬度(Shore hardness)A70至肖氏硬度(Shore hardness)A90之间的范围时,关于重复载荷的耐用性大。此外,甚至在体重测量期间当所述支腿(和之后的所述连接梁)关于水平面倾斜时,测量误差小。
[0147] 6.根据条款1-5中任一项所述的体重测量装置(1),所述体重测量装置(1)还包括:至少一个支腿(16),该支腿(16)支撑所述弹性支撑件(42);以及
[0148] 底座(15),该底座(15)连接于所述平台(12)并且和所述平台(12)一起限定容纳空间(27),其中,所述容纳空间容纳所述支腿(16)的上部、所述挠性件(36)、所述应变片(38)、所述连接梁(40)以及所述弹性支撑件(42),其中,所述底座包括底座通孔(15a),并且所述支腿的下部通过所述底座通孔从所述容纳空间朝向所述底座的下侧突出,并且其中,所述支腿不固定于所述底座,因此所述底座和所述平台可以关于所述支腿垂直设置。
[0149] 在所述支腿固定于所述底座的结构(不同于所述实施方式的结构)中,插入所述支腿和所述平台之间的所述挠性件变形,以响应从所述平台施加到所述挠性件的载荷和从所述底座施加到所述挠性件的作用力。当载荷施加到所述平台时,所述底座轻微变形,并且因此从所述底座施加到所述挠性件的作用力改变,以响应所述底座的姿态。此外,由于所述挠性件通过载荷而变形,使得所述底座和所述支腿彼此相互拉扯,因此施加到所述挠性件上的载荷改变。此外,当所述弹性支撑件如条款1中所描述的设置时,由于所述弹性支撑件的弹性压缩形变,所述底座和所述支腿之间的拉力进一步增大。这些使通过所述体重测量装置测量的体重的测量精度变差。相反地,在条款6所描述的实施方式中,所述支腿在不固定于所述底座的状态下独立于所述底座,并且所述底座和所述平台关于所述支腿设置在一起。因此,插入所述支腿和所述平台之间的所述挠性件变形,以响应从所述平台施加到所述挠性件上的载荷和从放置所述支腿的地面施加到所述挠性件上的作用力。甚至当所述地面稍微倾斜或所述体重测量装置关于地面稍微倾斜时,充分地保证了通过所述体重测量装置所测量的体重的测量精度。
[0150] 7.一种载荷传感器(34),该载荷传感器(34)包括:
[0151] 至少一个挠性件(36),该挠性件(36)通过从上侧传递的载荷而变形;
[0152] 多个应变片(38),该应变片(38)连接于所述挠性件并且产生响应于所述挠性件的形变的信号;
[0153] 至少一个连接梁(40),该连接梁(40)支撑所述挠性件;以及
[0154] 至少一个弹性支撑件(42),该弹性支撑件(42)支撑所述连接梁,其中,所述连接梁包括近似于平面的下表面(40),并且其中,所述弹性支撑件的上表面连接于所述连接梁的所述下表面。
[0155] 背景技术
[0156] 日本专利申请号No.2012-145389公开了一种体重秤,该体重秤包括多个载荷传感器,每个载荷传感器包括挠性件。如日本专利申请号No.2012-145389的图2和图5所公开,每个载荷传感器的挠性件由支撑件支撑,该支撑件被称为连接梁,该连接梁在水平方向上延伸,并且所述连接梁由所述体重秤的一个支腿支撑。所述挠性件具有复杂形状,并且所述挠性件包括应变区域,该应变区域设置在所述挠性件的中央并且在与对称轴线相同的方向上延伸;两个臂部,该两个臂部连接于所述应变区域的一端,平行于所述对称轴线延伸,并且受到来自平台的载荷;以及两个臂部,该两个臂部连接于所述应变区域的另一端,平行于所述对称轴线延伸,并且固定于所述连接梁。所述应变区域为通过载荷产生的应变大的区域,并且应变片连接于所述应变区域。
[0157] 如果载荷在垂直方向上施加到所述平台上,那么当从侧面看时所述挠性件的应变区域弯曲为S型。然而,理想的是,当载荷施加到所述平台上时,无论载荷量大还是小,承受到来自所述平台的载荷的所述两个臂部和固定于所述连接梁的两个臂部都保持在水平姿态。当承受到来自所述平台的载荷的所述两个臂部和固定于所述连接梁的两个臂部都保持在水平姿态时,载荷在垂直方向上施加到所述挠性件,并且因此保证了所述体重测量装置的测量精度。目前为止未发现用于这个目的的装置。
[0158] 因此,根据另一个实用新型,提供一种体重测量装置和一种用于该体重测量装置的载荷传递件,当载荷施加到所述平台上时,无论载荷量大还是小,受到来自平台的载荷的所述挠性件的至少所述两个臂部的姿态改变极小。
[0159] 本实用新型的实施方式由以下条款公开:
[0160] 1.一种体重测量装置(1),该体重测量装置(1)包括:
[0161] 平台(12),载荷施加到该平台(12)上;
[0162] 至少一个挠性件(36),该挠性件(36)通过由所述平台传递的载荷而变形;
[0163] 至少一个载荷传递件(32),该载荷传递件(32)将载荷从所述平台传递到所述挠性件;
[0164] 多个应变片(38),该应变片(38)连接于所述挠性件并且产生响应于所述挠性件的形变的信号;
[0165] 至少一个连接梁(40),该连接梁(40)支撑所述挠性件;以及
[0166] 至少一个支腿(16),该支腿(16)支撑所述连接梁,其中所述挠性件(36)包括关于对称轴线的轴对称形状,并且所述挠性件(36)包括应变区域(361),该应变区域(361)设置在所述挠性件的中央,在与所述对称轴线相同的方向上延伸,并且包括第一端(361a)和第二端(361b);两个第一臂部(362),该两个第一臂部(362)连接于所述应变区域的第一端,平行于所述对称轴线延伸,并且受到来自所述平台的载荷;以及两个第二臂部(364),该两个第二臂部(364)设置为比所述第一臂部更靠近所述应变区域,所述第二臂部(364)连接于所述应变区域的第二端,平行于所述对称轴线延伸,并且固定于所述连接梁;并且其中,所述载荷传递件(32)包括与所述平台接触的上壁(321)和从所述上壁向下延伸的两个侧壁(326),每个所述侧壁包括朝向所述挠性件的第一臂部的下部区域(327),每个所述下部区域包括平面的下部接触表面(327a)和平面的下部非接触表面(327b),所述下部接触表面(327a)与所述挠性件的第一臂部的一部分表面接触,所述下部非接触表面(327b)在不接触所述第一臂部的情况下朝向所述挠性件的第一臂部,并且所述下部接触表面和所述下部非接触表面平行于所述挠性件的对称轴线延伸并且直接便于体重测量期间水平放置。
[0167] 在条款1的实施方式中,所述载荷传递件的两个侧壁的每一个的下部区域包括所述下部接触表面,并且所述下部接触表面与所述挠性件的第一臂部的一部分表面接触,并且所述下部接触表面直接便于体重测量期间水平放置。所述下部接触表面在平行于所述挠性件的对称轴线的方向上延伸,该方向即为所述第一臂部延伸的方向。因此,当载荷施加到所述平台时,受到来自平台的载荷的所述挠性件的两个臂部的姿态改变很小。此外,每个所述侧壁的下部区域不仅设置有所述下部接触表面还设置有下部非接触表面。也就是,在所述下部区域中只有部分(所述下部接触表面)与所述挠性件的第一臂部的一部分表面接触,所述下部区域的其他部分(所述下部非接触表面)以非接触的状态朝向所述第一臂部。通过这种方式,与所述第一臂部接触的所述载荷传递件的每个侧壁的部分限制于所述下部接触表面,使得在所述挠性件的所述第一臂部在近似于直线接触的状态下以具有非常狭窄的宽度的表面与所述下部接触表面接触。如果所述下部接触表面和所述挠性件的第一臂部在具有非常宽的宽度的表面上接触,所述挠性件的所述第一臂部的载荷集中部分根据所述载荷的量改变。然而,如果所述下部接触表面和所述挠性件的第一臂部在近似于直线接触的状态下以具有非常窄的宽度的表面相互接触,所述挠性件的第一臂部中的载荷集中部分实质上不根据载荷量改变。此外,保证了对应于不与所述第一臂部接触的每个所述侧壁的下部非接触表面的部分,以便于所述侧壁具有大的厚度,并且有助于抑制所述载荷传递件的形变。因此,在条款1的实施方式中,当载荷施加到所述平台时,无论载荷量大还是小,受到来自所述平台的载荷的所述挠性件的至少两个臂部的姿态改变极小,从而保证了所述体重测量装置的测量精度。
[0168] 2.根据条款1所述的体重测量装置(1),其中,每个第一臂部(362)包括在体重测量期间直接在垂直方向上延伸的孔(366),其中,所述载荷传递件(32)的每个侧壁(326)的下部区域(327)设置有凸起(328),以插入所述孔内,并且其中,所述下部接触表面(327a)位于所述凸起四围。由于所述凸起安装于在体重测量期间直接在垂直方向上延伸的所述孔内,因此避免了所述挠性件和所述载荷传递件在水平方向上的相对运动。此外,由于所述下部接触表面绕位于安装在所述孔内的凸起的四周,因此即使载荷施加到偏离所述载荷传递件的凸起的位置上,所述下部接触表面和所述挠性件的所述第一臂部也在水平面上彼此接触,因此保证了所述体重测量装置的测量精度。
[0169] 3.根据条款1或2所述的体重测量装置(1),其中,所述载荷传递件(32)包括两个外部侧壁(329),该两个外部侧壁(329)设置在所述两个侧壁(326)的外部并且平行于所述两个侧壁延伸,每个所述外部侧壁设置有钩挂所述挠性件(36)的第一臂部(362)中的一个的钩部(330)。由于所述挠性件被所述载荷传递件的钩部钩挂,因此所述挠性件和所述载荷传递件可以整体连接于所述平台和从所述平台分离。因此,可以容易地操作所述部件。
[0170] 4.根据权利要求1-3中任一项所述的体重秤测量装置(1),所述体重秤测量装置(1)还包括底座(15),该底座(15)连接于所述平台并且与所述平台一起限定容纳空间(27),所述容纳空间容纳所述支腿(16)的上部、所述载荷传递件(32)、所述挠性件(36)、所述应变片(38)以及所述连接梁(40),其中,所述底座包括底座通孔(15a),所述支腿的下部通过所述底座通孔从所述容纳空间朝向所述底座的下侧突出,并且其中,所述支腿不固定于所述底座,因此所述底座和所述平台可以关于所述支腿垂直设置。
[0171] 在所述支腿固定于所述底座的结构(一种不同于所述实施方式的结构)中,插入所述支腿和所述平台之间的所述挠性件变形,以响应从所述平台施加到所述挠性件的载荷和从所述底座施加到所述挠性件的作用力。由于当载荷施加到所述平台上时所述底座轻微变形,因此从所述底座施加到所述挠性件的作用力改变,以响应所述底座的姿态。此外,由于所述挠性件通过载荷变形,使得所述底座和所述支腿彼此拉扯,因此施加到所述挠性件上的载荷改变。它们使通过所述体重测量装置测量的体重的测量精度变差。相反地,在条款4所描述的实施方式中,所述支腿在不固定于所述底座的情况下独立于所述底座,并且所述底座和所述平台关于所述支腿设置在一起,因此插入所述支腿和所述平台之间的所述挠性件变形,以响应从所述平台施加到所述挠性件的载荷和从放置所述支腿的地面施加到所述挠性件的作用力。即使当地面稍微倾斜或所述体重测量装置关于地面稍微倾斜时,也能充分地保证通过所述体重测量装置测量的体重的测量精度。此外,当所述地面水平时,所述连接梁的姿态稳定,从而所述挠性件中固定于所述连接梁的所述两个臂部的姿态稳定。因此,进一步提高了所述体重测量装置的测量精度。
[0172] 5.一种体重测量装置(1),该体重测量装置(1)包括:
[0173] 平台(12),载荷施加到该平台(12)上;
[0174] 至少一个挠性件(36),该挠性件(36)通过由所述平台传递的载荷而变形,以及[0175] 至少一个载荷传递件(32),该载荷传递件(32)将载荷从所述平台传递到所述挠性件,其中,所述载荷传递件包括与所述平台接触的上壁(321)和从所述上壁向下延伸的两个侧壁(326),每个侧壁包括朝向所述挠性件的下部区域(327),每个所述下部区域包括与所述挠性件接触的平面的下部接触表面(327a)、在非接触的状态下朝向所述挠性件的平面的下部非接触表面(327b)以及在所述下部接触表面和所述下部非接触表面之间形成的台阶。
[0176] 6.根据条款1-5中任一项所述的体重测量装置(1),其中,所述两个侧壁(326)的每一个的下部接触表面(327a)设置在所述下部非接触表面(327b)的外侧。
[0177] 7.一种用于体重测量装置(1)的载荷传递件(32),该载荷传递件(32)将载荷从所述体重测量装置的平台(12)传递到挠性件(36),挠性件(36)通过传递到其上的载荷而变形,所述载荷传递件包括:
[0178] 上壁(321),该上壁(321)与所述平台接触;和两个侧壁(326),该两个侧壁(326)从所述上壁向下延伸,每个所述侧壁包括形成以便于朝向所述挠性件的下部区域(327),每个下部区域包括形成以便于与所述挠性件接触的平面的下部接触表面(327a)、形成以便于在非接触的状态下朝向所述挠性件的下部非接触表面(327b)以及在所述下部接触表面和所述下部非接触表面之间形成的台阶。
[0179] 8.根据条款7所述的载荷传递件(32),其中,所述两个侧壁(326)的每一个的下部接触表面(327a)设置在所述下部非接触表面(327b)的外侧。在这种情况下,与相反的情况相比,所述挠性件中受到来自所述平台的载荷的所述两个臂部的姿态改变极小,从而保证了所述体重测量装置的测量精度。
[0180] 背景技术
[0181] 日本专利申请号No.2012-145389公开了一种体重秤,该体重秤包括多个载荷传感器,每个载荷传感器包括挠性件。如日本专利申请号No.2012-145389的图2和图5所公开,每个载荷传感器的挠性件由支撑件支撑,该支撑件被称为连接梁,该连接梁在水平方向上延伸,并且所述连接梁由所述体重秤的一个支腿支撑。所述支腿包括支腿主体、环形边缘部和多个连接部,所述连接梁配置在所述支腿主体上,所述多个连接部可弹性变形并且将所述支腿主体和所述边缘部相互连接。
[0182] 所述支腿的所述边缘部固定于作为所述体重测量装置的底板的底座。所述底座连接于所述平台,并且所述底座和所述平台限定容纳多种部件的容纳空间。所述底座包括通孔,并且所述支腿主体的所述下部通过所述通孔朝向所述底座的下侧突出,以便于能够放置在地面上。设置每个可弹性变形的连接部,以便不必要的作用力不从所述底座施加到所述支腿主体上,也就是,所述底座和所述平台可以相对于所述支腿主体设置。
[0183] 然而,在这种类型的支腿中,当绕所述支腿施加大的力矩时,所述连接部变形大,因此有时候所述连接断裂。一般地,当第二支腿(称作具有大尺寸的地毯支腿)连接于所述支腿主体时,大的力矩可能从所述地毯支腿施加到所述支腿主体。所述地毯支腿连接于所述支腿主体,以便于当所述体重测量装置放置在厚地毯的软面料上时,避免所述支腿主体被埋在软面料内,使得所述体重测量装置的底座与所述软面料接触,并因此载荷从所述底座传递到所述软面料的问题。
[0184] 在日本专利申请公开No.2012-145389中,由于所述支腿的边缘部固定于所述底座,因此约束了所述边缘部的旋转,当大的力矩施加到所述支腿主体上时,存在所述连接部变形大而使所述连接部被折断的情况。然而,尽管所述边缘部不固定于所述底座,如果约束所述边缘部的旋转,当力矩施加到所述支腿主体上时,所述连接部变形大,使得所述连接部被折断。
[0185] 因此,根据另一实用新型,提供一种载荷传感器和包括该载荷传感器的体重测量装置,所述体重测量装置包括支腿,该支腿包括支腿主体、环形边缘部和将所述支腿主体和所述边缘部相互连接的至少一个可弹性变形的连接部,其中,当大力矩施加到所述支腿主体时,可以避免绕所述支腿主体设置的所述弹性连接部的断裂。
[0186] 本实用新型的实施方式如下列条款所公开:
[0187] 1.一种载荷传感器(34),该载荷传感器(34)包括:
[0188] 至少一个弹性件(36),该弹性件(36)通过传递到其上的载荷而变形;
[0189] 多个应变片(38),该应变片(38)连接于所述挠性件并且产生响应于所述挠性件的形变的信号;
[0190] 至少一个连接梁(40),该连接梁(40)支撑所述挠性件;以及
[0191] 至少一个支腿(16),该支腿(16)用于支撑所述连接梁,所述连接梁连接于所述支腿(16),其中,所述支腿包括圆柱形支腿主体(161),所述连接梁设置在所述支腿主体(161)上;环形的边缘部(164),该边缘部(164)围绕所述支腿主体设置;至少一个弹性连接部(168),该弹性连接部(168)能够弹性变形并且将所述支腿主体和所述边缘部相互连接;至少一个第一突出部(170,171),该第一突出部(170,171)从所述边缘部向内突出;以及至少一个第二突出部(172,173,174,175),该第二突出部(172,173,174,175)整体连接于所述弹性连接部,并且围绕所述支腿主体的轴线在周向上从所述弹性连接部突出,并且在周向上与所述第一突出部相邻。在条款1的本实施方式中,设置有从所述环形边缘部向内突出的至少一个第一突出部和围绕所述支腿主体的轴线在周向上从所述弹性连接部突出的至少一个第二突出部。所述第二突出部在周向上与所述第一突出部相邻。因此,即使当绕所述边缘部的轴线的旋转受到约束同时将大力矩施加到所述支腿主体时,所述第一突出部和所述第二突出部彼此相互接触,以便于约束所述支腿主体的旋转,从而约束所述弹性连接部的形变,借此避免围绕所述支腿主体设置的所述弹性连接部的断裂。
[0192] 2.一种载荷传感器(34),该载荷传感器(34)包括:
[0193] 至少一个弹性件(36),该弹性件(36)通过传递到其上的载荷而变形;
[0194] 多个应变片(38),该应变片(38)连接于所述挠性件并且产生响应于所述挠性件的形变的信号;
[0195] 至少一个连接梁(40),该连接梁(40)支撑所述挠性件;以及
[0196] 至少一个支腿(16),该支腿(16)用于支撑所述连接梁,所述连接梁连接于所述支腿(16),其中所述支腿包括圆柱形支腿主体(161),所述连接梁设置在所述支腿主体(161)上;环形的边缘部(164),该边缘部(164)绕所述支腿主体设置;至少一个弹性连接部(168),该弹性连接部(168)能够弹性变形并且将所述支腿主体和所述边缘部相互连接;至少一个第一突出部(170,171),该第一突出部(170,171)从所述边缘部向内突出;以及至少一个第二突出部(172,173,174,175),该第二突出部(172,173,174,175)与所述第一突出部接触,以便于当作用力在圆周方向上施加到所述环形的支腿主体时抑制圆周作用力。
[0197] 3.根据条款1或2所述的载荷传感器(34),其中,所述弹性连接部为曲线型。
[0198] 4.根据条款1-3中任一项所述的载荷传感器(34),其中,所述支腿(16)包括至少一个凸部(180,181),该凸部(180,181)从所述第一突出部凸出并且插入所述连接梁(40)的通孔(404)中。在这种情况下,所述连接梁关于所述支腿的所述边缘部的水平运动(直线运动和旋转运动)被约束。也就是,所述边缘部关于所述连接梁的水平运动(直线运动和旋转运动)被约束。在这种情况下,如果所述支腿不设置有所述第一突出部和所述第二突出部,将需要担心的是当大的力矩施加到所述支腿主体上时,所述弹性连接部可能断裂。然而,根据条款4的本实施方式,即使在大的力矩施加到所述支腿主体上时,通过所述第一突出部和所述第二突出部的作用限制所述支腿主体的旋转和之后的所述弹性连接部的形变,从而避免了围绕所述支腿主体设置的所述弹性连接部的断裂。
[0199] 5.一种体重测量装置,该体重测量装置包括:
[0200] 平台(12),载荷施加到该平台(12)上;
[0201] 根据条款1-4中任一项所述的载荷传感器(34);以及
[0202] 载荷传递件(32),该载荷传递件(32)固定于所述平台并且将载荷从所述平台传递到所述挠性件,其中,所述挠性件连接于所述载荷传递件,以便于约束所述挠性件关于所述载荷传递件的水平运动,并且所述挠性件固定于所述连接梁,所述连接梁连接于所述支腿的支腿主体,以便于约束所述连接梁关于所述支腿的水平运动。在这种配置中,通过所述连接梁、所述挠性件、所述载荷传递件和所述平台约束围绕所述边缘部的轴线的旋转。因此,如果所述支腿不设置有第一突出部和第二突出部,将需要担心的是当大的力矩施加到所述支腿主体上时,所述弹性连接部可能断裂。然而,根据条款5的实施方式,即使当大的力矩施加到所述支腿主体上时,通过所述第一突出部和所述第二突出部的作用限制所述支腿主体的旋转和之后的所述弹性连接部的形变,从而避免了围绕所述支腿主体设置的所述弹性连接部的断裂。
[0203] 6.根据条款5所述的体重测量装置,所述体重测量装置还包括连接于所述平台并且与所述平台一起限定容纳空间(27)的底座(15),所述容纳空间可以容纳所述支腿(16)的上部、所述载荷传递件(32)、所述挠性件、所述应变片(38)以及所述连接梁(40),所述底座包括底座通孔(15a),所述支腿(16)的所述支腿主体(161)的下部通过所述底座通孔从所述容纳空间朝向所述底座的下侧突出,其中,所述支腿不固定于所述底座,因此所述底座和所述平台可以关于所述支腿垂直设置。
[0204] 在所述支腿固定于所述底座的结构(一种不同于所述实施方式的结构)中,插入所述支腿和所述平台之间的所述挠性件变形,以响应从所述平台施加到所述挠性件的载荷和从所述底座施加到所述挠性件的作用力。当载荷施加到所述平台上时,所述底座轻微变形,因此从所述底座施加到所述挠性件的作用力改变,以响应所述底座的姿态。此外,由于所述挠性件通过载荷变形,使得所述底座和所述支腿彼此拉扯,因此施加到所述挠性件上的载荷改变。它们使通过所述体重测量装置测量的体重的测量精度变差。相反地,在条款6所描述的实施方式中,所述支腿在不固定于所述底座的情况下独立于所述底座,并且所述底座和所述平台关于所述支腿设置在一起,因此插入所述支腿和所述平台之间的所述挠性件变形,以响应从所述平台施加到所述挠性件的载荷和从放置所述支腿的地面施加到所述挠性件的作用力。即使当地面稍微倾斜或所述体重测量装置关于地面稍微倾斜时,也能充分地保证通过所述体重测量装置测量的体重的测量精度。
[0205] 7.根据条款5或6所述的体重测量装置,所述支腿不固定于所述平台和所述底座中的任意一者。
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