带称量机构的小刀

本发明涉及按照权利要求1中前序部分的一种小刀以及一种借助 一个小刀称量重量的方法。

WO 99/56918中描述一种构型为小刀的多功能工具，该多功能工 具可以用作天平。在此设置了一个从小刀中可向外翻出的称量工具， 在该称量工具上可以悬挂重量。

在该国际专利申请中描述的实施例早已是公知的，专门用作天平 所提及的小刀留出了用于进一步改进的空间。

换句话说，本发明的任务建议一种用作天平的小刀，其可以简单 地、经济地和适于批量地生产。

本发明建议了一种按照权利要求1前序部分所述的用作天平的小 刀。

按照实施方案建议了一种小刀，该小刀至少具有一个可向外翻出 的切削工具，至少覆盖刀子一侧的一个侧面盖板以及至少三个把刀子 固定在一起的、或者在向内折叠或者向外翻出的位置上可以锁住切削 工具的装配轴，这个小刀还具有称量机构，其围绕三个轴中的至少一 个轴或者至少另外一个轴可以向外翻出和/或在称量过程中可移动地 被支承。

在此，称量机构具有一种传动结构，其用于把待称量的重量传输 到一个测量传感器。

该传动结构优选地具有一个杠杆状的部件，为了把该待称量的重 量以杠杆方式传输到测量传感器上，该部件与称量机构至少是作用相 连的。

在此期间，为了称量而设置的称量机构可以在小刀壳体外摆动或 者折叠，为了传输待称量的重量设置的杠杆状传动件是一个位于刀子 里的部件，并且测量传感器最好是一个微型机械的硅传感器，在该传 感器上传动件可以传输待称量的重量。

称量机构、传动件也如测量传感器那样可以或者布置在一个小刀 平面中，该平面直接通过至少一个小刀的侧面盖板覆盖，在这个 侧面盖板里布置电子计算部件以及用于测得重量的显示器。按照另外 一个实施变型方案，称量机构、传动件和测量传感器一样也可以布置 在一个小刀的中间平面中，其中在刚才提及的平面和至少一个具有电 子计算部件和显示工具的侧面盖板中间的工具平面或者小刀平面中设 置其它如开瓶起、开罐起和类似物的工具，这些工具在测量传感器和 这个侧面盖板之间空留出一个垂直于小刀平面分布的通孔。穿过该通 孔测量传感器和电子计算部件连接起来。当然，在测量传感器和电子 计算部件的连接也可以借助于一个所谓的应答器传输，从而不需要一 个有形的孔。

其它按照本发明小刀的有利实施变型方案在从属权利要求中归纳 其特征。

另外建议的是一种借助于一个按照本发明限定形式的小刀进行称 量重量的方法。在此，执行该称量过程的操作人员至少两次来回的称 量或者移动小刀，如此围绕小刀的三个装配轴中至少一个轴可移动地 支承的称量机构至少两次运动通过90°点，也就是通过垂直于小刀纵轴 向下伸出的位置，其中至少两次分别测得待测量重量的峰值，将其平 均求得待测量的重量。最好通过电子计算部件连续地测量这个力，其 在小刀来回地运行过程中产生，并且在峰值大致相同的情况下，该峰 值或者峰值的平均值作为待测量的重量显示。另外一种方案在于使用 所谓的霍耳传感器，该测量传感器可以测得称量构件或者称量机构的 位置。通过小刀唯一的折叠运动，霍耳传感器获得称量构件相对于小 刀的纵轴准确的90°位置，也就是说，称量构件正好向下垂直地伸出。 同时在称量构件处于90°位置处时，在测量传感器上测得重量。两个测 量值的结合例如借助于一个微处理器进行。

本方法其它有利实施方式的特征归纳在从属权利要求中。

现在，举例并且借助于附图对本发明进行更详细的说明。

在此示出：

图1是按照本发明小刀的透视图，该小刀带有向外翻出的称量机 构；

图2是按照本发明小刀的另外一个实施变型方案的透视图，该小 刀带有向外翻出的称量机构；

图3示意性示出按照本发明小刀的“内部结构”，即与称量相关 的部件；

图4是穿过小刀平面的纵向剖面图，该小刀平面具有对于称量来 说重要的部件；

图5是对于测得重量相关的部件在按照本发明小刀的对应纵向平 面里的结构；

图6示出了另一种测量结构，在该结构上一个测量传感器直接设 置在称量机构上；

图7示意性示出测量传感器的实施方案；

图8示意性示出将待称量的重量从称量机构传送至测量传感器的 另一种支承原理，

图9a和9b示出称量机构相对于小刀纵轴可能的倾斜位置的补偿 和

图10a和10b是借助于霍耳传感器的另一种补偿变型方案。

图1是一种按照本发明小刀1的透视图，其在不同平面具有不同 的工具3、4和5，如刀片、剪刀、阿兰锥(Aalen)、开瓶起、开罐 起等等。不同工具平面的两侧通过盖板6和7覆盖起来，并且盖板以 及不同的工具至少通过两个在端部布置的纵轴9和10固定在一起。因 此，工具分别在向内折叠以及向外翻出的状态下是可锁紧并且可定位 的，相应设置了在图1中看不到的纵向延伸的夹紧部件，其一方面紧 固在两个端部的轴9和10上并且通过另一个垂直于小刀布置的轴11 固定和夹紧。通常小刀至少都有这三个轴9、10和11。在存在阿兰锥 (Aalen)、瓶塞起或者类似物的情况下，通常至少设置四个垂直于小 刀平面布置的安装轴、紧固轴和/或锁紧轴。

在按照本发明示出的小刀1中，一个称量机构围绕轴11摆动并且 支承在该轴上，该称量机构类似于例如一个刀片可以由小刀壳体向外 摆动或者向外翻出，从而可以到达在图1中示出的位置。在这个钩状 的称量机构13上可以悬挂一个重量，这个重量可以通过另外设置在小 刀中的部件、传感器等来测得。在一个设置在两个侧板6和7其中之 一上的显示器17中可以读取测得的重量。接下来参考图3并且在下文 中更详细的剖析按照本发明小刀的“内部结构”。

图2示出按照本发明小刀的另外一个实施变型方案，其中称量机 构13没有在轴11上而是可摆动地设置在装配轴9或者10上，装配轴 设置在端部区域。称量机构设置在哪里对小刀本身来说并不重要，但 是最好使用已经存在的装配轴、紧固轴或者锁紧轴。

图3中示意性示出按照本发明小刀的“内部结构”，这个小刀类 似于在图1中示出的小刀。在此，托架结构13与一个传动件21一起 尽量可自由移动地或者摆动地支承在装配轴11，从而通过一个铰链形 式的连接结构14和传动件21设置在小刀的内部，悬挂在称量机构13 上的重量可以传输至一个测量传感器23上。测量传感器23本身与一 个电子计算部件25相连，该电子计算部件设置在侧面盖板6上。最终， 测得的重量值可以在显示器17上读出来。

接下来的图4示出另外一种可能的机构，为了将悬挂在托架13上 的重量传输至测量传感器23。在此，图4示意性示出沿着这样一个平 面穿过按照本发明小刀的纵向截面，在该平面上设置不同的、负责称 量以及测量的部件。在此，与图1和图3类似，在一个垂直于该平面 分布的轴11上固定一个可以从小刀壳体摆动出来的称量机构13，其设 计成钩形。在此，横轴11与一个杠杆状的传动件21连接，该传动件 呈杠杆状可摆动地围绕轴31固定。这个传动件21与另一个传动件21’ 相连，后者围绕另一个轴31’可转动地固定。最终，另一个传动件21’ 通过一个球形部件24压到测量传感器23上，在该传感器上最终测得 悬挂在称量机构13上的重量。此外，在图4中示意性可以看出两个本 身通常设置在小刀中的工具，其中该工具例如是一个开罐起或者旋具5 以及一个开罐起5’。关于图4需要进一步补充的是，称量机构13也 示出向内折叠的状态并且通过虚线画出的参考线通过附图标记13’标 识出来。此外，尽管存在示意性画出的工具5和5’，还可以从图4中 看出，测量传感器23至少可以从一侧自由出入，即在示意性示出的设 置了工具5和5’的一侧自由出入。因此，用于待测量重量的测量和传 动结构不是必须直接设置在小刀的一个侧面盖板下方，而是也可以设 置在中间范围内，这对于实现精确的测量是有利的。通过对示意性画 出的工具5和5’的选择，到侧面盖板的通孔敞开，使得通过测量传感 器测得的重量经导线传导、触针传导、接触板传导传输到在相应的侧 面盖板中的电子计算部件。

图5中，借助于一个类似的剖面再次示出一个测量和传输结构， 其中主要是传动件21围绕小刀的一个轴或者装配轴11可旋转移动地 支承并且称量机构13和传动件21围绕另外一个旋转轴31”可摆动固 定地连接起来。称量机构13也是可旋入小刀壳体内或者从小刀壳体内 旋出。如果称量机构13上悬挂了一个重量，该重量通过旋转轴31”直 接传输至传动件21上，该传动件由于围绕轴11可旋转的支承把重量 通过一个中间部件24传到至测量传感器23上。

由测量传感器测得的信号至电子计算部件的传输可以与上述实施 例相反也可以无线地借助于电磁耦合进行，测量传感器23包含一个线 圈，并且向计算微处理器的传输例如借助于应答器传输进行。在此， 测量传感器包含一个被动编码电子部件和/或电子计算部件。借助于电 磁耦合，一方面测量能量传输到测量传感器和电子编码部件和/或电子 计算部件。在此，电子编码部件和/或电子计算部件调制传输测量能 量，其可以被传感器计算。这个原理公知地作为日间原理 (Tagprinzip)和应答器原理。这个实施变型方案特别证明在小刀的 装配过程中有利，因为可能的从测量传感器至电子计算部件布置的接 触板、导线和类似物在相对粗糙的装配条件下可能轻微损坏。这种危 险在无线的传输中是不存在的。

图6示出借助一个小刀测量重量的一个可选择方案。图6只是示 出了称量机构的纵向剖面，其例如围绕轴11在小刀外可折叠地支承。 在此，通过设置的一个部位71，重量的测得可以直接在称量机构上进 行，该部位相对于称量机构其余部分变薄了。悬挂一个重量到称量机 构13上时，变薄的部位71在纵向上稍微延长或者在箭头方向稍微延 长，如在图6b示意性示出的那样，借助于一个测试条73测量延长量。 测试条可以如下文中相对于图7描述的测量传感器23的可拉伸测试条 -电桥45那样设计。测得值的传输可以再次借助于所述应答器传输至 在侧面小刀壳层里的电子计算部件或者微处理器，在那里最终也进行 测得重量的显示。

图7中最后示出了优选的测量传感器的实施方案，即一个微型机 械的硅传感器。在此，从没有画出的传动件21至一个中间部件24传 输的重量传导到硅传感器41上，测量电阻45以测量电桥的形式进行 布置。有利的是，该中间部件24是一个球形的部件。该微形机械的硅 传感器的测量原理对应着可拉伸测试条电桥45中安装在硅晶片43的 那些，并且那些可拉伸测试条电桥具有接头46。这种测量技术的优点 在于：

-路径非常小(几个微米)；

-因为硅是单晶体，其与传统的金属传感器相反不存在材料疲 劳；

-对同样小的硅晶体可以直接测量温度，由此测量电桥可以获 得非常精确的测量值。

借助于图8a和8b示意性示出待测量重量的测量原理或者传输原 理和支承原理的另外一个变型。在称量机构13上悬挂的重量通过中间 部件24传输到测量传感器23上，该称量机构13在一个轴11上自由 可旋转地与一个传动件或者传输杆21连接。在此，借助于传动件21 折叠运动的传输围绕一个弹性设计的支座81，该支座设置在传动件21 和一个紧固板83之间。图8a和8b中的区别只是在于，在一种情况下 固定盘以及弹性设计的支座81在图8a中布置在称量机构13和传感器 23之间，同时在图8b中，支座81设置在传动件21的端部。为了避免 如一个硅传感器的测量传感器23的损坏，在图8a和8b中还可以分别 看到一个挡块28，传动件21在某个最大负载时通过称量机构13靠在 该挡块上。由此得到一个称量可能性的限制，也就是说，测量装置按 照图8a和8b可以只是直到某个最大重量时使用。

借助于所述弹性支座进行重量传输的最大优点在于，支座是无润 滑的并且不存在摩擦危险。当然重要的是，在支座弹动的过程中不能 超过屈服点，从而一直能够在100°时复位到初始位置。

与此相反，按照图1至图7的结构中存在一定的摩擦危险，并且 因此重要的是，不同的接头设计为摩擦支座或者球轴承或者弯曲支 座，通过不同部件的支承致使待测量重量不失真。

另外一个要点是，只有当重力尽可能垂直于小刀的纵轴时，重力 才能正确的测量。当存在不同于90°的角度时存在偏差。

称得的重量显然会轻一些，在小刀紧固的时候角度不正好是90°， 因此钩子的倾斜位置可以以任意方式进行补偿。这种补偿借助于图9a 和9b示意性示出。原理上该补偿是通过正弦函数来修正的，如图9b 所示。因此，可以通过电子方法和/或通过机械方法进行补偿。

按照一种有利的实施变型方案，按照本发明建议了以下的做法。 在此，该做法涉及所谓的称量方法，其中操作人员来回至少两次移动 小刀或者测量体。从而，称量机构13由于其尽可能自由的可移动性能 围绕着紧固轴11来回的运动。一个电子计算部件连续测得力的数值。 当两次摆动通过90°点时，也就是，当称量机构至少两次经过垂直向下 布置的位置时，肯定两次测得所测力的大致相同的峰值。该峰值就是 带测量的重量。小而短的干扰信号通过数字过滤方法滤除。此外还进 行一次合理性检测。

现在可以在显示器17上既显示峰值也可以显示重量，或者测得不 同峰值的平均值并且显示出来。但是，另一种方案也可以测得钩子的 角度位置。通过一个相对于测量传感器23的第二传感器测量角度并且 所测得的力按照图9b所示的正弦函数来修正，其中第二传感器可以测 得钩子相对于小刀的纵向延伸方向的角度位置。以下是作为合适的传 感器所列出的条件：

-霍耳传感器：一个霍耳传感器与一个力传感器一同移动。与 一个固定在钩子上的磁铁一起测得角度位置。

-光学传感器

-带有电阻轨道和滑动触头的电位计。

图10a和10b中示出了上文提及的霍耳传感器91的结构，借助于 该传感器可以测得称量机构13位置的偏差。图10a示出，霍耳传感器 91设置在称量机构13端部区域93的对面，其中该端部区域93是磁性 的。当如图10b示出的称量机构13本身与端部区域93沿着线97围绕 轴11移动时，中间位置的偏差通过霍耳传感器测得。但是，另一方面 悬挂在称量机构上的重量不言而喻地也是通过传动件21传输到测量传 感器23并且分别被该传感器测得。这两个被霍耳传感器91和被测量 传感器23测得的值集中在一个微处理器95里并且这个在测量传感器 23上测得的重量通过称量机构13的偏差相应地修正。根据霍耳传感器 的结构，图9a和9b中描述的称量就不需要了。

但是还要介绍一种机械补偿。在该方法中，分别根据钩子的倾斜 位置为了直到一定程度的杆传导跟踪作用点。

不言而喻，在图1至图10中示出的实施方案和按照本发明的部件 只是举例，其可以以任意的方式改变、修改或者通过另外的部件补充。 这些图的主要目的是借助于例子更详细的说明本发明。特别是不同部 件更详细的结构、测量传感器技术的选择、电子计算部件、显示器、 小刀本身的结构等等可以在本发明的范围内任意地修改。

权利要求书

(按照条约第19条的修改)

1.小刀，其具有至少一个可向外翻出的切削工具或者一个刀片， 至少覆盖刀子一侧的一个侧面盖板以及至少三个把刀子固定在一起 的、或者在向内折叠或者向外翻出的位置上可以锁住切削工具的装配 轴，其特征在于，布置了一个用于求得待称量重量的称量机构(13)， 该称量机构围绕三个轴(9，10)中的至少一个轴或者至少另外一个轴 (11)可以向外翻出地和/或在称量过程中可移动地被支承。

2.特别是按照权利要求1的小刀，其特征在于，称量机构(13) 与一个传动机构(21，21’，21”)作用相连，把该待称量的重量传 输到一个测量传感器(23)上。

3.特别是按照权利要求1或2的小刀，其特征在于，传动结构(21， 21’，21”)具有一个杠杆状的部件，该部件与称量机构(13)至少 是作用相连的，把待称量的重量以杠杆形式传输到测量传感器(23)。

4.特别是按照权利要求1至3中任意一项的小刀，其特征在于， 轴(9，10，11)基本上垂直于小刀的轴线在一个距离内支承或者是可 移动的，称量机构可以摆动地或者可以折叠地支承在所述轴(9，10， 11)上或者围绕该轴支承。

5.特别是按照权利要求1至4中任意一项的小刀，其特征在于， 测量传感器(34)具有一个最好是硅传感器的微型机械的传感器，并 且电子计算部件布置在至少一个侧面盖板(6，7)中。

6.特别是按照权利要求1至5中任意一项的小刀，其特征在于， 称量机构(13)以及传动结构(21，21’，21”)稍微摩擦地或者无 摩擦地支承，如借助于摩擦支座、球轴承和/或弯曲支座。

7.特别是按照权利要求1至6中任意一项的小刀，其特征在于， 传动件通过一个弹性的装配轴(81)与一个紧固部件(83)连接，使 称量机构以及传动结构弹性地进行支承。

8.特别是按照权利要求1至7中任意一项的小刀，其特征在于， 设置一个用于测得称量机构(13)相对于刀子(1)纵轴的角度位置的 测量结构，该测量结构可以是一个霍耳传感器、一个光学传感器和/或 一个带有电阻轨道和滑动触头的电位计。

9.小刀，其具有至少一个可向外翻出的切削工具或者刀子，以及 至少覆盖刀子一侧的一个侧面盖板(6，7)，其特征在于，用于测量 待测量重量的测量传感器与一个电子计算部件和电子显示部件的连接 穿过在刀子里的平面而形成，该电子计算部件和电子显示部件至少布 置在一个侧面盖板(6，7)中，在该平面中布置了可从刀子向外翻出 的工具(5，5’)，该工具在这个平面中在向内折叠的位置上空留一 个用于连接的穿行区域。

10.按照权利要求1至9中任意一项的小刀，其特征在于，由测 量传感器测得的数据可以无线地传输到微处理器，例如通过在测量传 感器里布置一个线圈和通过借助于应答器传输实现到计算微处理器的 传输。

11.小刀，其特征在于，为了称量设置一个可从刀子摆出的称量 机构(13)，该机构在一个位于刀子内部的传动结构(21，21’，21”) 上以杠杆形式传输待称量的重量，并且传输结构把待称量的重量继续 以杠杆形式传输到一个负载元件(23)上，该负载元件例如是一个微 型机械的如硅传感器。

12.借助于按照权利要求1至11中任意一项的一个小刀称量重量 的方法，其特征在于，小刀通过执行该称量过程的操作人员至少两次 来回的称量或者移动，如此围绕一个轴可旋转并且可移动支承的称量 机构至少两次运动通过90°点，也就是通过垂直于小刀纵轴向下伸出的 位置，其中至少两次分别测得待测量重量的峰值，将其平均求得待测 量的重量。

13.特别是按照权利要求12的方法，其特征在于，一个电子计算 部件连续地测量在小刀来回运行过程中产生的力，并且在峰值大致相 同的情况下，借助于电子过滤方法显示峰值或者峰值的平均值作为待 测量的重量。

14.借助于按照权利要求1至11中任意一项的小刀称量重量的方 法，其特征在于，在称量机构区域设置一个所谓的霍耳传感器，借助于 该传感器测得称量机构的位置以及分别在小刀不精确水平定位时的角 度偏差，被一个微处理器求得的用于悬挂在称量机构上的重量的值借 助于由霍耳传感器测得的角度偏差相应地进行修正。