具有力传感器的枢转负载支承组件的制作方法

文档序号:11160175阅读:555来源:国知局
具有力传感器的枢转负载支承组件的制造方法与工艺

本发明涉及一种枢转负载支承组件,所述枢转负载支承组件包括力传感器,所述力传感器被设置成测量特定方向上的力,例如测量升降车的负载夹持器中的夹持力,所述负载夹持器是例如用于装卸包装在波状纸板箱中的大的家用设施的纸箱夹持器或者用于装卸仓库中的大纸卷的纸卷夹持器。

用于在仓库中装卸货物的升降车可配备有预定用于可靠地抓持各种类型的负载的专门的负载夹持抓爪。升降车可具有专门的纸卷夹持器或者纸箱夹持器,其包括一对直立的大致平坦的夹持臂组件,所述夹持臂组件从升降车向前延伸并且支撑大致平行的、相对的夹持垫。负载夹持器的夹持臂可在升降车的侧面朝向彼此或者远离彼此地移动以便抓持或者释放负载。

对于纸箱夹持器来说,虽然大部分纸箱或者相似的容器具有平行的直立侧面,但是因为纸箱内部的货物和纸箱外壳中的其他包装材料的特性,所以虽然通常期望提供呈均匀分布的夹持力,但是可能因为各种机械因素而导致难以实现。在某些情况下,可能期望抵靠某种类型的纸箱的外部提供不均匀分布的压力,例如,在被夹持臂组件接合的纸箱的底部附近提供较大的压力而在被夹持臂组件接合的纸箱的顶部附近提供较小的压力。类似地,可能期望在诸如纸卷的其他类型的负载上提供呈某种分布的夹持压力。对于某些负载,例如大的轮胎,可能重要的是知道由负载夹持器所施加的总的力。在以上这些情况及其他情况下,将会有用的是知道当负载被抓持时有多少压力实际施加于所述负载。虽然已知通过控制液压压力来校准升降车和控制力,但是仍然期望在操作期间具有可用的实际夹持力的测量。



背景技术:

期望纸箱夹持器的夹持垫或者多个夹持垫至少在小范围内自由移动以便适应夹持臂的偏转并且更好地符合纸箱的形状和某种程度上纸箱内容物的形状。该能力在现有技术Ehmann(美国专利第2,681,162号和第2,684,387号)、Link(美国专利第3,643,827号)、Farmer(美国专利第4,145,866号)和Farmer等(美国专利第2,844,403号和第3,145,866号)中已经提出,例如,其公开了按照允许小量转动的方式安装在纸箱夹持臂上的夹持垫。

Dosso等(美国专利第8,517,440号)公开了一种用于装卸纸箱的升降车夹持抓爪,其中夹持垫按照可调整的方式安装,以使得由夹持垫提供的压力在将被提起和运输的包裹上提供呈期望分布的夹持压力。

已知,应变仪可被结合在大的钩环销或者枢转销或者支撑例如起重机的负载运载线缆束的轴中,以提供表示所述钩环销或者轴所承受的负载的电信号,但是在较小的枢转销或者轴中使用所述应变仪装置可能不实用且相当昂贵,可能需要比将所述销装配至一组所述销将定位于其中的孔中所需的制造精度更高的制造精度,并且可能在其中使用相对小的力但仍然期望对其精确测量的情况下损害枢转销的强度。另外,所述负载销不能很好地适合于在其中除了关注方向以外的方向上的弯曲力可能被施加于所述销的情况中使用。

因此,期望具有一种枢转负载运载组件,所述枢转负载运载组件包括其中可按照隔离的方式对由所述负载运载组件沿着特定方向施加的力进行测量的装置。



技术实现要素:

如本文所公开,感测装置被设置成与多个枢转负载支承组件(例如,夹持垫支撑组件)中的至少一个且有利地多于一个相连,以测量由特定的夹持垫支撑组件沿着特定方向施加的力。力的值可被认为是用于调整夹持垫支撑组件或者一组夹持垫支撑组件中的特定夹持垫支撑组件的基础。在所述枢转负载支承组件的一些实施例中,可提供夹持垫的枢转轴线和附接件之间的径向距离等的调整。

如本发明的一个方面,提供了一种用于负载夹持构件的安装组件,其中具有枢转支撑组件,所述枢转支撑组件包括支承块和延伸通过所述支承块的枢转销;支撑构件,所述支撑构件被设置成沿着轴向方向为所述枢转支撑组件提供支撑并且沿着相对于所述枢转销的径向夹持力方向传递夹持力;处于所述枢转支撑组件中的夹持力隔离装置,所述夹持力隔离装置被设置成隔离出并传递从所述支撑构件至所述枢转支撑组件的沿着所述夹持力方向的夹持力而不沿着轴向方向提供支撑;以及处于所述枢转支撑组件中的力传感器,所述力传感器被定位成测量所述夹持力并且被设置成提供表示所述夹持力的信号。

如另一方面,提供了一种包括力测量传感器的枢转负载支承组件,所述枢转负载支承组件包括枢转支撑组件,所述枢转支撑组件包括支承块和延伸通过所述支承块的枢转销;支撑构件,所述支撑构件被设置成向所述枢转支撑组件提供支撑并且沿着相对于所述枢转销的径向方向将力传递至所述枢转支撑组件,所述枢转支撑组件位于在所述支撑构件中限定的接收部中并且被所述枢转销固定至所述支撑构件;力隔离装置,所述力隔离装置被设置成隔离出并传递从所述支撑构件至所述枢转支撑组件的沿着径向方向的力,而不向所述枢转支撑组件提供支撑;以及力传感器,所述力传感器在所述枢转支撑组件中位于所述支承块和所述枢转销之间,以便测量所述沿着径向方向的力并且提供表示所述力的大小的信号。

还提供了一种用于升降车的负载抓持组件,所述负载抓持组件包括适合于安装在升降车上的夹持臂;夹持垫;枢转夹持垫支撑组件,所述枢转夹持垫支撑组件由所述夹持臂装设且被连接至并支撑夹持垫,所述夹持垫支撑组件被安装成相对于所述夹持臂在有限角度内枢转并且包括力传感器,所述力传感器被安装成当所述负载抓持组件抓持负载时隔离地感测由所述枢转夹持垫支撑组件沿着预定方向施加的力,并且提供表示沿着所述预定方向施加的力的大小的电信号。

如又一方面,提供了一种用于调整配备有负载抓持组件的升降车的负载抓持组件的方法,所述负载抓持组件包括夹持臂、通过枢转夹持垫支撑组件安装至所述夹持臂的夹持垫和包含在所述夹持垫支撑组件中的力传感器,所述方法包括提供具有预定外形的测试负载本体、利用所述负载抓持组件抓持所述测试负载本体、从所述力传感器获得表示由所述枢转夹持垫支撑组件沿着预定方向施加的力的信号、根据所述信号来确定当抓持所述测试负载本体时由所述枢转夹持垫支撑组件沿着所述预定方向施加的抓持力的大小,并且作为响应调整由所述夹持臂所施加的夹持力。

还提供了一种方法,所述方法利用来自一组支撑夹持垫的枢转夹持垫支撑组件的相应枢转夹持垫支撑组件中的多个力传感器中的每一个的信号来确定通过所述枢转夹持垫支撑组件施加的力的分布是否适合,并作为响应调整包含在所述枢转夹持垫支撑组件中的至少一个中的距离调整并且从而调整通过所述多个夹持垫支撑组件施加的用以支撑所述夹持垫的力的分布。

当结合附图来考虑本发明的以下详细说明时将更容易理解本发明的前述及其他特征。

附图说明

图1是用于升降车的夹持臂组件的侧视图,其包括借助于可调整枢转夹持垫支撑组件安装在夹持臂组件上的夹持垫;

图2是以放大比例示出的沿着图1中的线2-2截取的包含在夹持臂组件中的可调整枢转组件之一的剖视图。

图3是以放大比例示出的沿着图1中的线3-3截取的图2中所示的可调整枢转组件的剖视图。

图4是取自于上部左前方的图1中所示的夹持臂和夹持垫组件的分解轴测图。

图5是以放大比例示出的包括可调整枢转夹持垫支撑组件之一的图4的一部分的分解轴测图。

图6是诸如图1、3和5中所示的可调整枢转夹持垫支撑组件的支承块和相关联部件的分解轴测图。

图7是包含可调整枢转夹持垫支撑组件的系统的简图。

图8是夹持组件和用于对枢转夹持垫支撑组件的调整进行检查的测试本体的轴测图。

图9是纸箱夹持组件连同一组配备有力传感器的油缸(凸轮)的轴测图,所述力传感器被用于校准可调整枢转夹持垫支撑组件中的力传感器。

图10是包含可调整夹持垫支撑组件的分层拣货器的夹持叉式抓爪的立体图,其显示了抓持选定数量层的成堆的罐装货物的纸箱。

图11是用于诸如图10中所示的分层拣货器的一个夹持臂组件的立体图。

图12是图11中所示的夹持臂组件的正视图。

图13是沿着图12中的线13-13截取的剖视图,其显示了可调整枢转夹持垫支撑组件的位置。

图14是以放大比例示出的包括可调整枢转夹持垫支撑组件之一的备选实施例的图4的一部分的分解轴测图。

图15是以放大比例示出的沿着图1中的线2-2截取的包含在夹持臂组件中的具有备选结构的可调整枢转组件之一的剖视图。

图16是图14中所示的支承块的立体图,其显示了支承块中安装有应变仪的空腔。

图17是图14的支承块的俯视图。

图18是图14中所示的支承块的正视图。

图19是图14所示的支承块的仰视图。

图20是沿着图18中的线20-20截取的剖视图,其显示了应变仪装置以及与集成电路的互连,所述集成电路被设置成从应变仪接收信息。

图21是沿着图17的线21-21截取的剖视图,其显示了附接至支承块的测量部分的表面的应变仪,所述测量部分由支承块中的槽沟和支承块侧面的盲空腔限定。

具体实施方式

首先参见附图中的图1,在包括本文所公开的主题的一个实施例的负载夹持组件中,用于升降车的纸箱夹持臂组件10包括适合于附接至升降车(未示出)的前部的横向定向的水平构件12以允许夹持臂组件10相对于所述升降车横向地移动,以使得相对的成对夹持臂组件10可朝向彼此或远离彼此地移动以抓持或者释放负载。装设在横向构件12上的夹持臂14从夹持臂组件10安装于其上的升降车向前延伸以供使用。负载稳定器16被安装在夹持臂14的外端部18上、通过同轴销20附接至外端部18,所述同轴销20限定铰接式连接的基本上竖直的枢转轴线。因此,稳定器16可以围绕同轴销20枢转以允许偏转夹持臂14或者未对准将被抓持的包裹。稳定器16可以是具有大致竖直的中心躯干部分以及从所述躯干向前和向后延伸的各组多个水平指状构件24的坚固的钢构件。虽然此处在每个方向上示出了三个指状构件24,但是在不同的应用中可存在两个至五个指状构件。

诸如纸箱夹持垫的负载接触垫可以是单一构件(未示出)或者如图所示可以呈具有两个大的大致矩形且基本上扁平的负载接触垫构件28和30的分离式负载接触垫的形式。负载接触垫构件28和30被分别装设在负载稳定器16的向后延伸和向前延伸的指状水平构件24上。负载接触垫构件或者纸箱夹持垫构件28和30中的每一个通过三个可调整枢转夹持垫支撑组件32(也被称为可调整枢转组件)附接至负载稳定器16,所述可调整枢转夹持垫支撑组件32中的每一个被安装在接收部34中,所述接收部34由相应的指状水平构件24之一限定。接收部34中的每一个可以是延伸通过稳定器16的相应指状部分24的开口。

此外参见图2、3和4,弹簧22被安装在负载稳定器16的指状部分24之一上并且被压靠在夹持臂14的内表面上,从而倾向于围绕同轴销20旋转负载稳定器16,而安装在夹持臂14上的一对止动构件26限制负载稳定器16的角运动以使其呈轻微外八字的姿势。

对于分开的纸箱夹持垫构件28和30中的每一个,枢转轴线由相应的枢转销36限定,所述相应的枢转销36竖直地延伸通过支撑夹持垫28或30的相应指状构件24中的同轴对准的孔38并且将相应的可调整枢转夹持垫支撑组件32固定在接收部34中。

最佳地如图5中所示,每个接收部34可以包括一对相对的上下水平支承表面40和用于使枢转销36延伸通过所述支承表面40的孔38,相应的可调整枢转夹持垫支撑组件32位于所述一对相对的上下水平支承表面40之间。

此外参见图6,每个可调整枢转夹持垫支撑组件32包括限定枢转销孔44以接收枢转销36的支承块42。一对螺纹孔46沿着垂直于销孔44的轴线的方向延伸通过支承块42的平坦的底表面或者内表面48。调整环箍50被螺纹连接至每个孔46中(如图2中可见)并且如下所述起到定位构件的作用,所述调整环箍50具有外螺纹并且可以具有成形为被扳手接合的部分。

由枢转支撑组件32向内施加的、将夹持垫28和30朝向彼此推动的按压或抓持压力从夹持臂14的每个指状水平构件24传送来并通过孔38和相应的枢转销36传递。按压力或夹持力从每个枢转销36传递至装配在支承块42的销孔44中的负载管52。负载管52紧贴但可围绕枢转销36旋转地装配。负载管52的中心部分56装配在支承块42的销孔44中并且几乎与销孔44的内表面接触,且被定位和定向成将诸如螺栓54的紧固件接收在小孔58中,所述小孔58可设置在中心部分56的外表面中以将负载管52保持在其在支承块42中的预期位置和预期定向中。然而,如目前将说明的是,负载管仍然可在孔44中自由地径向移动一小段距离。负载管52的从中心部分56朝向支承块42的上下表面62延伸的外端部60的外径64稍小于销孔44的内径66,以提供端部60和销孔44的内部之间的径向间距,其中枢转销36和负载管52可在负载的作用下弯曲,而非支承在销孔44的内表面上。应当理解,替代地,负载管52可以沿着其端部60和中心部分56具有恒定的尺寸,在这种情况下,围绕端部60的销孔44的内径可以更大以提供围绕负载管52的径向间隙。

可以是圆柱形的空腔70从外表面48延伸至支承块42中并且与销孔44相交。空腔70的中心轴线沿着期望测量的力的方向定向,并且空腔70需要足够深地延伸以使得沿着关注方向施加的全部力通过负载管52的中心部分56传送至柱塞72。同时,空腔70需要足够浅以允许负载管52的中心部段56能够接收除了沿着空腔70的中心轴线的方向以外的方向上的力,以使得那些力可以从支承块42传送至负载稳定器16的指形件24或者其他类型的负载夹持组件的等同构件。

柱塞72被可滑动地装配在空腔70中并且可具有凹入的圆柱形内端部表面74,所述凹入的圆柱形内端部表面74抵靠负载管52的中心部分56的外表面装配并符合负载管52的中心部分56的外表面的形状,以使得相应的指状构件24的向内的负载抓持力通过枢转销36和负载管52的中心部分56被传送并施加至柱塞72。

柱塞72的力传递外端部76具有接触表面78,所述接触表面78可具有凹入的、大半径的球形形状并且可由浅边缘80围绕。

按钮状力感测或者测压元件82可具有包括接触表面84的居中定位的接触部分,所述接触部分可具有与接触表面78的形状对应的大半径的凸出球形接触表面,并且当测压元件82被边缘80保持在中心位置时,所述接触部分抵靠柱塞72的接触表面78并且可以在柱塞72的接触表面78上居中。测压元件82的相反地定位的底表面86抵靠保持板88的内表面,所述保持板88通过诸如螺栓90的合适的紧固件紧固至支承块42的内表面48,所述紧固件通过保持板88中的相应的孔延伸至支承块40的内表面48中的相应的螺纹孔中。垫片92可以设置成适当的厚度从而为测压元件82设立足够的空间,并且还确保保持板88与测压元件82、柱塞72和负载管52的中心部分56具有可靠的接触且通过测压元件82、柱塞72和负载管52的中心部分56与销孔44的内表面具有可靠的接触,以使得由枢转销36沿着夹持方向向内引导的力通过负载管52、柱塞72、测压元件82和保持板88隔离地传送至支承块42并且因此可被测压元件82感测到。然而,同时,柱塞72预定用于确保仅仅压缩的负载夹持力被传递至测压元件82,而其他方向上的力,例如,负载提升的竖直力通过支承块42的上下表面62传送至支承表面40。因此,测压元件82将仅仅测量柱塞72在空腔70中沿着其自由移动的方向上的力。

测压元件82可以是可从多种来源(例如,美国康涅狄格州的斯坦福德的OMEGA工程公司)获得的超小型工业压缩测压元件。一种可接受的测压元件具有大约19mm的直径94和大约6.5mm的厚度或高度96并且可依据期望施加的夹持力以适当的测量能力获得。例如,可以使用具有2230N的测量能力的测压元件82,或者还可以使用具有相似尺寸和例如4450N的测量能力的测压元件。包括合适的电线或者多条电线的信号传导器98从测压元件处延伸并且穿过被设置成贯穿支承块42的开口100,以当夹持臂组件10向负载上施加向内的夹持力时传送表示由保持板88和柱塞72施加于测压元件82上的压力的电信号。如上所述的用于所述类型的测压元件82的信号传导器98例如包括一对激励电线和一对信号传导电线。

可以与支承块42的外表面48具有相似形状的扁平隔板104限定与支承块42中的孔46同轴地对准的一对孔106。诸如平头螺栓108的紧固件可以埋头在夹持垫28或者30的支撑板部分110中并且延伸通过夹持垫28或者30的支撑板部分110以及隔板104中的孔106,并接合在由环箍50限定的螺纹孔112中,从而保持隔板104紧紧地抵靠环箍20的内端部120。锁定垫圈114和自锁螺母116可设置在平头螺栓108上并且抵靠环箍50绷紧以在夹持垫28或者30紧紧地抵靠隔板104的情况下保持螺栓108(如图2中所示)并防止隔板104相对于环箍50移动。隔板104限定稍微大于保持板88的开口118,以使得隔板104可以在保持板88处于开口118中的情况下接近支承块42的表面48或者与支承块42的表面48齐平。

如图2中所示,调整环箍50的内端部120超过支承块42的外表面48地延伸,并且保持隔板104以可调整的距离122远离支承块42的内表面48。因此,如图2中所示,枢转销36的轴线和夹持垫30的支撑板110之间的径向距离124由抵靠内端部120的隔板104的位置限定。

最佳地如图2、3和5中以及图6中的放大分解图中所示,可调整枢转夹持垫支撑组件32全部如图2中所示地组装,夹持垫构件28和30两者都平行于由枢转销孔38和销孔44限定的中心轴线,并且因此被定位成沿着抵靠将被纸箱夹持器抓持的纸箱的竖直侧的相应夹持垫28或者30的整个高度提供相等的压力。然而,每个夹持垫28或者30的定向和某种程度上的形状可以通过以下方式改变,即,调整夹持垫支撑组件32以改变夹持垫板部分110和相应的枢转销36以及销孔44的中心轴线之间的间距、即径向距离124,如图2中所示。可调整支撑组件32可通过拧松锁定螺母116和螺栓108从而减轻调整环箍50的压力来调整。环箍50于是可以从支承块42中的螺纹孔46中退出或者朝向隔板104进一步拧入支承块42中的螺纹孔46中。每个环箍50的内端部120支承抵靠隔板104并且通过改变隔板104和支承块42的内表面48之间的空隙距离122来设立夹持垫支撑板110中的相邻部分的选定位置,所述选定位置选自于由环箍50的长度和各个超过支承块42的内表面48地突出的距离122所限定的一定范围的可用位置。在螺栓108被拧紧的情况下,锁定螺母116可被拧紧抵靠锁定垫圈114和相应环箍50的凹陷表面126。这保持隔板104紧紧地抵靠环箍50的内端部120定位,从而设立并维持支承块42和隔板104之间的空隙122,并且因此设立径向距离124。

信号传导器98可以被电连接至配备有夹持臂组件10的升降车的系统控制器128,所述夹持臂组件10包括负载感测可调整枢转支撑组件32,如图7中所示。响应于从一个或多个枢转夹持垫支撑组件32处接收的表示由所述一个或多个枢转夹持垫支撑组件32中的每一个沿着预定方向传递的力的信号,控制器128可调整在负载感测可调整枢转夹持垫支撑组件32安装于其上的夹持臂组件10上施加的液压力或者其他机械力的大小。

于是在更一般的含义上,枢转支撑组件32允许精确测量在其中枢转销太小难以安全或者经济地结合应变仪装置的枢转施力机构中沿着关注方向实际施加的力,所述枢转支撑组件32配备有测压元件、枢转销36以及抵靠柱塞地装配的负载管52,所述柱塞被装设成可在期望对施加的力进行测量的方向上相对于枢转销径向地移动,并且其中枢转销具有径向间隙以允许其邻近于中心部分的端部稍微弯曲。

以上已经关于可调整枢转支撑组件32在呈纸箱夹持臂组件10(如图10中所示)的形式的负载夹持组件10中的使用对可调整枢转支撑组件32进行了描述。可调整枢转支撑组件32还可用于其他期望隔离地测量在特定方向上、例如在相对于枢转轴的径向方向上施加的力的应用中,例如用于诸如分层拣货器夹持组件的其他类型的负载抓持夹持设备中。

如图7中示意性地示出,诸如来自每个测压元件82的电信号的信息被信号传导器98传递至中央控制器128,所述中央控制器128可利用或者给出由每个枢转夹持垫支撑组件32在特定时间施加的力的指示,并且闭环反馈系统可以使用如此测得的夹持力的值来提供期望大小的夹持力以装卸待抓持的负载。操作者输入和显示单元130可以与控制器128相关联。控制器128可以控制可操作地连接至液压油缸134的液压流体泵和阀系统132,所述液压油缸134结合在夹持臂组件10中。备选地,可以使用诸如气缸和活塞组件或者电动机和合适的电源的其他类型的发动机来代替液压系统。

如图8中所示,通常,可通过具有已知尺寸和刚性结构的测试本体136以及以由夹持臂组件10施加的预定的总夹持力来夹持所述测试本体136来测试和检查夹持臂组件10。由若干枢转夹持垫支撑组件32中的每一个的测压元件82感测到的力被传递至中央控制器128。这允许对由若干枢转夹持垫支撑组件32施加的力的分布进行评估。如果观察到夹持力没有按照期望分布,如当相关联的成对或者成组的枢转夹持垫支撑组件32之一施加过大负载时,则环箍构件50可以在松开相关联的锁定螺母116之后退出所述枢转夹持垫支撑组件32之一的支承块42,从而允许夹持垫28或者30的相关联部分向后移动或者较少地突出。

特别地,在升降车被用于夹持通常具有一致的外形的负载的情况下,上述可调整枢转支撑组件32在实际的夹持组件操作期间提供力测量,所述力测量可允许负载抓持机构被调整成提供沿着将被抓持和提升的负载的表面按照期望分布的最优的压力。

一组各自配备有力传感器(未示出)的液压油缸140可被用在夹持组件10的夹持臂14之间(其中每个油缸140对准枢转夹持垫支撑组件32之一,如图9中所示)以校准测压元件82。

可能重要的是,在其他相关联的机构中具有可用的实际力的测量以便防止叉式单元的夹持臂过载。所述力测量可被用于确定叉式臂没有因其用于提升和移动大的重型负载而过载。

在一些修改后,枢转支撑组件32可用于测量在负载和许多类型的叉式抓爪的负载接合表面之间施加的力。其可用于平衡施加至负载的夹持力、限制施加至负载的力、使施加至负载的力选择性地分布、警报过大的力、统计若干被施加的力以确定所施加的力的总合、或者甚至统计在不同的负载接合表面上、沿着不同方向施加的力。

例如,在预定用于提升及旋转大的轮子并且将所述轮子安装在诸如推土设备的大型机器上的轮胎装卸升降车抓爪中,包括测压元件82的枢转夹持垫支撑组件32可用于确保轮胎装卸夹持器不会因增大保持在所述轮胎装卸抓爪中的轮胎中的充气压力而承受过大的力。

如另一示例,可能期望的是,具有由诸如图10中所示的分层拣货器叉式抓爪144的其他负载装卸机构(其中重要的是具有足够的力以抓持负载并且同样重要的是不使用过多的力)所施加的夹持力的精确表示。

如图11、12和13中所示,包含在所述分层拣货器抓爪144中的夹持臂组件148可具有一对诸如液压油缸的水平发动机150以移动一对竖直支腿152,夹持垫154通过一对枢转夹持垫支撑组件32附接至所述一对竖直支腿152,所述一对枢转夹持垫支撑组件32支撑在水平枢转轴156上并且可围绕水平枢转轴156自由枢转,所述水平枢转轴156在支腿152之间延伸。枢转夹持垫支撑组件32中的测压元件82可以按照与上述相似的方式使用以确保足够但不会过大的力被施加至负载,例如图10中所示的一层软饮料罐的箱体。

参见图14、15、16、17、18和19,在具有力传感器的枢转负载支承组件的另一实施例中,将夹持垫28和30朝向彼此推动的按压力或者夹持力通过测量可调整枢转夹持垫支撑组件32的支承块中产生的应力来确定。支承块200限定细长的矩形基梁202。分别靠近基梁202的各个端部的一对螺纹孔46延伸通过所述基梁并且垂直于所述支承块的内表面208。支承块200还限定枢转销孔204,所述枢转销孔204优选位于基梁202中的一对螺纹孔46的中间并且具有垂直于所述基梁的纵向轴线206的纵向轴线。枢转销孔204接收枢转销36以将支承块200可枢转地固定至稳定器16的指状构件24。

从基梁202的相反侧朝向所述基梁的纵向中心轴线206沿着大致平行于枢转销孔204的方向延伸的成对的同轴盲传感器空腔216、218和220、222位于螺纹孔46和枢转销孔204之间。另外,还参见图20和21,支承块204的基梁202限定一对侧向地延伸的细长槽沟224、226,所述槽沟224、226中的每一个与成对的同轴传感器空腔216、218和220、222之一同轴。槽沟224、226的端部230和盲传感器空腔216、218、220、222的端部限定基梁20的多个测量部分232的相反侧面,所述多个测量部分232具有基本上比所述基梁中的相邻部分小的横截面和惯性矩。用于测量所述测量部分232中的应力的应变仪组件240优选地附接至相应的盲传感器空腔216、218、220、222的端部处的表面。

枢转块200的内表面208优选包括位于基梁202的端部中间的内凹部分210以接收电路板212。可以是圆柱形的盲中心空腔214优选沿着垂直于枢转销孔204的轴线的方向从支承块的内表面208的内凹部分210的大约中心处延伸至支承块200中。优选地,支承块200还限定通道242和多个通道244,所述通道242将所述基梁的端部连接至中心空腔214以使得信号传导器98能够连接至内表面208的内凹部分210中的电路板212,所述多个通道244将中心空腔连接至传感器空腔216、218、220、222中的相应传感器空腔以使得应变仪组件240的导线246能够被连接至居中定位的电路板。

如图15中所示并且如上所述,调整环箍50被螺纹连接至每个孔46中,所述调整环箍50具有外螺纹和螺纹孔112并且可以具有成形为被扳手接合的部分。调整环箍50的螺纹端支承在隔板250上,所述隔板250具有一对与支承块200中的孔46同轴地对准的孔252。接合并穿过夹持垫28或者30的支撑板110的紧固件108延伸通过隔板250中的孔252并且被螺纹连接至环箍50的螺纹孔112中。紧固件108将夹持垫28、30固定至支承块并且夹持支撑板110和调整环箍50的端部之间的隔板250。螺母116和垫圈114将每个紧固件108锁定在相应的调整环箍50的螺纹孔112中。调整环箍50的内端部120超过支承块200的内表面208地延伸从而维持支承块200的内表面208和隔板250之间的空隙254。如以上详细地描述,每个夹持垫28或者30的定向和某种程度上的形状可通过以下方式改变,即,旋转夹持垫支撑组件32的调整环箍50以改变隔板250和夹持器的稳定器16的指状构件24之间的空隙254的宽度和或形状。

由夹持垫28、30施加于纸箱或者其他被夹持负载上的按压力或者夹持力被从每个指状构件24传递至相应的支承块200的基梁202的中心处的枢转销孔204中的相应的枢转销36。基梁202将夹持力通过所述调整环箍50传递至隔板250、夹持垫支撑板110和夹持垫28或者30,在所述夹持垫28或者30处,被夹持的负载抵抗所述夹持力。基梁202基本上是具有变化的横截面和惯性矩的居中承载的简单支撑梁。因为测量部分232的横截面和惯性矩基本上小于基梁202中的相邻部分的横截面和惯性矩,所以当枢转块的中心被枢转销36朝向夹持垫28、30偏转时,测量部分经受最高的应力和可测量应变。由弯曲产生的应变被附接至测量部分232的壁的应变仪组件240感测到。优选地,应变仪组件包括多个应变仪,例如典型地包括具有30°、45°、60°或者90°的相对定向的两个、三个或者四个应变仪的应变组合片。三应变仪组件(其中两个应变仪彼此垂直地定向,第三个应变仪以45°定向)是常见的并且使得被测得的应变能够解析出主应变及其方向。附接至枢转支承块200的应变仪组件240的输出优选被输入附接至电路板212的集成电路(IC)260。IC 260优选解析由多个应变仪感测到的应变以隔离出由枢转销36在支承块200的测量部分中引起的弯曲应变并且优选放大表示施加于负载的夹持力的模拟输出信号,所述模拟输出信号优选与所述施加于负载的夹持力成比例。如图7中所示,来自包括支承块200的测量部分232、应变仪组件240和IC 260的多个测压元件的输出信号经由信号传导器98传递至中央控制器128,所述中央控制器128可指示由每个枢转夹持垫组件72施加的力或者利用反馈系统中的信号来控制施加于被夹持负载的夹持力。

在前述说明书中所采用的术语和表述在本文中被用作说明而非限制性的术语,并且在所述术语和表述的使用中,不存在排除所示和所述特征的等同特征或者所示和所述部分的等同部分的意图,应当认识到,本发明的范围仅仅由随后的权利要求来限定和限制。

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