称重装置的制作方法

专利名称：称重装置的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及一种电学/电子称重系统。
背景技术：
众所周知，起重机车，手推平车，以及诸如此类的车辆能执行起重和运 输功能。当装配有重量测量系统时，也可以通过这种类型的装置来实现称重 功能。然而，具体问题可能也确实在现有技术的系统关于执行举重和称重操 作、制造、安装以及维修中产生。例如，有些现有技术的系统要求对起重机 车结构上的改变或额外的附件，增加成本并且造成更加困难和耗时的安装流 程。参见美国专利号4， 421, 186以及6， 002, 090。
有些现有技术的系统是耗时且操作起来笨重的，因为这些装置必须被配 置在为第一结构以实现称重操作以及第二结构以实现运输操作。使得操作者 在执行称重功能之前还需要执行额外的步骤。参见美国专利号5, 739， 478。
一些现有技术的系统在技术上和物理上采用制定的方法来解决过度垂直
5力，侧向力和称重系统中的约束力。过度的力量和约束会导致不准确的重量
读数，并破坏称重传感器。参见发明人的先前专利，美国专利号4， 421， 186 和6， 730， 861 (下称"'861专利")，其中有要求保护一种起重机车车叉仪器， 其包括两个传感器，两者都附着在该仪器的外壳上。在外壳和称重传感器之 间的固定式悬挂装置，应该创造一个更直接，以及从而更准确的测量系统。 然而，在实践中，在典型的车叉的几何形状的不规则，导致安装在其上的称 重传感器的缺陷。当加上负载时，有缺陷的车叉可能稍微扭曲，从而导致形 成一个剪切力。这导致了称重传感器错误测量负荷重量。这结果。在'861专
利中的设计描述，进一歩的问题是，剪切力可能会超过它将称重传感器螺栓 连接在外壳上的限定范围，造成这些螺栓失效。
一些现有技术的系统仅使用其中表面的一部分用于称重，从而限制了放 置负载的选择，并使用不延伸出整个车叉以及部件表面的部分外罩或外壳。 这种系统倾向于产生错误的称重读书，由于称重子系统上由于诸如灰尘和水 的外来物质的污染物。参见美国专利号4，420，053。
一些现有技术系统采用精心的机械化设计，以应对由偏心负载引起的重 量测量的精度问题。这些都可能导致机械故障和高制造成本。参见美国专利 号4， 368， 876。
一些现有技术的系统设计并非基于标准的起重机车车叉配置，而且横截 面上更厚或更高，或具有明显伸出高于车叉的升力面的正常高度的细节元件， 从而使将车叉滑入标准货盘下方变得更加困难或不可能。参见美国专利号 4， 899, 840和5， 861, 580。此外，现有技术系统不基于标准起重机车车叉，需 要更多的定制生产的部件和复杂性，通常导致较高的生产成本及需要更高的 技能或知识的服务人员。
一些现有技术系统需要附属元件，如第二箱座，其可能产生一个潜在的 不平衡和不安全的状况，因为车叉的位置是相对叉车向前推进的，从而导致 起重机车制造商指定不正确负荷中心。参见美国专利号4， 421， 186和6， 002， 090。
因此，需要一个称重装置，其快速，方便，并能够安全使用；易于制造 和安装；并能抵抗由于外来物质产生的侧向力或污染导致的不准确。

发明内容
本发明可以表现为一个装置，其具有基座，外壳，第一称重传感器，第 二称重传感器和分析电路。第一称重传感器可连接到基座和外壳上，而第二 称重传感器，可连接到基座，并与外壳接触但不连接。分析电路可经由导线 通过电子方式连接到称重传感器上。当负载被放置在外壳的承重表面上时， 称重传感器弯曲，并导致电信号通过电线传输至分析电路。该基座可能是车 叉，例如，起重机车车叉。
这种一个称重传感器连接外壳，而另一个称重传感器支撑外壳但并不连 接的布置，相对于'861专利显现出了意想不到的在精确性上的改进。事实证 明，最好有一个称重传感器连接到外壳，并带有可以浮动的第二称重传感器。 这种相对于外壳浮动的能力，使得两个称重传感器能够更精确地测量负载的 重量。
外壳可通过使用间隔板以及加强板的布置来防止从基座上被掀开。间隔 板可连接至外壳并且放置加强板，这样施加在外壳上的升力将导致加强板与 基座接触，并防止外壳脱离基座。
外壳可通过一个从外壳伸出的舌部与角形托座在车叉的装配位置处接 触，来防止其被从底座上掀起。可以使用不止一个角形托座。 一块平板可以 将角形托座互相连接，以形成一个封闭的配置，在其中套住舌部。该平板可 以通过紧固件固定在托座上，例如螺丝或铆钉。角形托座可以包括导线出入 孔以排布信号线或控制线，或两者都从其中穿过。 一个连接器和/或终端，通 过其使得信号线可以很容易地从起重机车上断开，可用于更容易地将装配件称重传感器可能放置到基座的凹处，通过安装称重传感器的通道的包含 体。例如，第二称重传感器，可在一端连接到通道。在第二称重传感器的另 一端，螺栓与外壳的底面接触。这样，测量精度可通过提供向组件施加的切 向力来得到改进。
称重传感器可以是电子匹配的，以得到更准确的重量数据。电子匹配的 称重传感器具有类似的实际负载和温度的电子响应。通过使用匹配的称重传 感器，从称重传感器发出的信号可直接比较分析，而不需要将来自单独的称 重传感器的信号进行转换。
本发明的另一个优点是能够使用标准、商用的起重机车车叉为本装置的 底座。这样的标准车叉可能只需要细小的修改，以便它可以用于根据本发明 的装置。例如，标准车叉可被加工操作进行修改，如铣削和/或钻孔。


为了更全面的理解本发明的特点与目的，应同时参考以下的详细说明与 相应的附图，其中
图1是根据本发明的重量传感器装置的分解视图； 图2a是根据本发明的重量传感起重机车车叉的分解视图； 图2b是如图2a所描述的重量传感起重机车车叉的部分侧视图，显示了 外壳的尖部端；
图3a是根据本发明的重量传感起重机车车叉的俯视图，带有外壳； 图3b是图3a中的重量传感起重机车车叉的俯视图，但不带有外壳； 图4是沿着图3a中的3-3线的重量传感起重机车车叉的剖面图； 图5a是根据本发明的重量传感起重机车车叉的局部放大图，显示尖部重 量传感器组件；图5b类似于图5a，但图5b显示的是当负载施加在外壳上时各部件的形
态；
图6a是根据本发明的重量传感起重机车车叉的局部放大图，显示后跟部 重量传感器组件；
图6b类似于图6a，但图6b显示的是当负载施加在外壳上时各部件的形
态；
图7是根据本发明的重量传感起重机车车叉的另一个实施例的分解视
图8是根据本发明的可选的重量传感起重机车车叉的局部放大图，尖部 称重传感器部件。
具体实施例方式
图1描述了根据本发明的装置10，其可包括以下组成部分基座14;外
壳ll，具有负载承重表面27，后跟端36，以及尖部端37;第一称重传感器 20;第二称重传感器40;和分析电路50。关于图3b，第一称重传感器20可 以包括基座端43个和外壳端44，其中基座端43连接到基座14上，且外壳 端44连接到外壳11。第二称重传感器40可以具有基座端41和外壳端42， 其中基座端41连接到基座14，而外壳端42支持，但不依附在外壳ll上。 称重传感器20， 40可以响应放置在外壳11的承重表面27上负载弯曲。分析 电路50可通过电线17连接第一和第二称重传感器。
称重传感器20， 40可以是本领域所熟知的任何类型，诸如变形测量器， 或者压电材料。分析电路50可以执行一个额外的或者其他的功能以使测量值 与重量相互关联。分析电路50可以根据所采用的变形测量器的类型进行选 择。例如，如果阻抗型变形测量器被用作称重传感器，可以采用伏特计或者 电表测量惠斯通电桥的输出。当负载被放置在外壳1的负载承重表面27上时， 称重传感器20， 40弯曲并产生电信号被通过导线17发射至分析电路50。分 析电路可以与显示器51连接，其用于显示重量读数从而操作者可以知道放置 在外壳ll上的物品的重量。在图2a中，显示了车叉形式的底座14，其适应于装配在，例如，起重 机车上。车叉可以形成带有装配部46用于与机车连接，以及起重部47，其 上可放置负载。装置10可以被安装在商用起重机车上，通过一个上部托座 15以及一个下部托座16，其被设置和安置在车叉的装配部46上以与标准车 叉装配箱座连接，如本领域所普遍所知的。这也能够不必改变起重机车或使 用诸如第二箱座的额外元件进行实施，从而减轻了安装盒维修的困难。负载 的适当定位以及起重机车的平衡得到保持，从而改进了起重、称重和运输功 能中的安全性。在起重机车的实际应用中，装置IO可以优选的成对使用，在 起重机车的每个车叉上都安装一个。
在本发明的一个实施例中，如图2a， 2b和4所示，外壳ll可通过使用 可附着在外壳11地面上的间隔板35和加强板34来防止其被从底座14上揭 开。间隔板35和加强板34可设置和安置为俘获底座14的尖端33。这样， 力应用在外壳ll上，其趋向于从底座14上抬起外壳11，将导致加强板34 与底座14接触以防止外壳11与底座14分离。间隔板35可车叉的拆除末端 25相结合，以得到恰当的安置。
在本发明的另一个实施例中，在图7中所示，外壳11可能通过舌部90 防止其从底座14上被揭开，舌部从外壳11的承重表面27延伸出来。舌部 90将一个或多个角形托座91附着连接至车叉底座14的安装部分46。如果采 用了多个角形托座91，平板93可用于贴附在托座91上。在图7所示的配置 中，两个角形托座91，平板93，以及车叉的安装部分46形成一个长方形的 外形，套住舌部90。该平板93可通过紧固件94被固定在托座91上。角形 托座91可包括导线出入孔92。
装置10可以包括一个连接器99，贴附在车叉14的安装部分46上。连 接器99可安装在安装板97上，其可以由紧固件98和IOO连接。连接器99 可连接到电线17，并可用于移动式地与起重机车信号电缆22连接使用，例 如， 一个巻电缆。连接器99的应用增加了该装置10可与起重机车断开的容易程度。电线17和信号电缆22也可被连接到除了或代替连接器99外的带有 紧固件96的终端95。
称重传感器20， 40，可嵌入基座14中，以通过包含入一个或多个通道 29，在其中可安装称重传感器20， 40，减少装置10的整体侧面壁。这种通 道29，例如，可以制造在基座14中，通过基座14的铸模件形成，或通过其 他本领域熟知的方式。图1显示了一个实施例，其中通道29充分延伸了基座 14的长度，但该通道29并不需要那么长。每个称重传感器20， 40的这些基 座端43， 41，可贴在该通道29的凹陷表面中。图7显示了一个使用两个通 道29a，在两个称重传感器20， 40的其中一个或每一个中体现。
图5c和5b分别描绘了第一称重传感器20的无负载状态和负载状态。在 优选的构造中，第一称重传感器20如图所示，通过两个紧固件18，在称重 传感器20的底座端43上，附着连接通道29的嵌入表面。同时页显示了两个 垫片21，其可使得称重传感器20的悬臂，这样弯曲响应防止在外壳ll上的 负载。第一称重传感器20如图所示，在称重传感器的外壳端44，通过使用 紧固件13与外壳附着连接。同时显示了外科垫片19，其限定了称重传感器 20和外壳11之间与称重传感器20的外壳端44的接触。垫片21可以选择具 有一定厚度，其使得称重传感器20的外壳端44与通道29的凹陷表面在某点 接触，在该点或该点之前，称重传感器20的设计限定被达到或者超过。可选 择的，垫片21可以选择具有一定厚度，其使得称重传感器的外壳端44与通 道29的凹陷表面在某一点或某点之前接触，称重传感器由于放置在外壳11 上的过度重量而损坏，其否则可以过度弯曲称重传感器20。
在装置10各组件之间的切向力和约束力，能够影响负载重量信号的准确 性。这种约束力可以阻止放置在组件之间的空隙以及紧固件13的不完全的紧 固。进一步放松紧固件13可以阻止加压杆28。加压杆28可以被驱动钻入的 钻孔紧固件13的头部边缘内，然后通过外壳11上对齐的孔产生一个如图5a 和5b所示的锁固结构。图8描述了第一次称重传感器20附件部分包括备用配置。在用于最终第
一个称重传感器20 44是两个紧固件，81和82。紧固件82重视包括间隔83 至覆盖ll。紧固件81重视覆盖11至封面结束前20 44称重传感器，通过间 隔83遍历。也显示是一个步骤45使用，使称重传感器20悬臂作为对先前所 描述的间隔21替代。该步骤45的高度，可设计允许用于最终的称重传感器 20 44联络的点，或之前通道的29凹入表面上，传感器的设计极限已达到或 超出。
图6a和图6b分别描述了根据本发明的第二称重传感器40的无负载状态 和负载状态下。第二称重传感器40显示在称重传感器40的基座端41处通过 使用两个紧固件18和两个垫片21以与第一称重传感器连接通道相同的方式 与通道29的凹陷表面连接。在本装置10中，第二称重传感器40不与外壳 ll附着连接。相反的，第二称重传感器40可设置为带有螺栓32，其是的外 壳11关于第一称重传感器附着点枢轴转动，这样会减少具有剪切或侧向力支 撑负载的可能性。从而，结果是测量值将会更加精确地反应实际的负载重量。
应当认识到，第一称重传感器20和第二称重传感器40的角色是可逆转 的，即第二称重传感器40通过此前描述的其中一种构造附着在外壳11上， 第一称重传感器20不与外壳11附着连接而允许其以此前描述的方式浮动。
装置10的承载外壳11可设定小型面高度的。此外，充分均布负载的承 重表面27也可以采用。优选的，所有将外壳11附着在称重传感器20上的紧 固件都是钻孔的，从而负载可以很容易滑入外壳ll上。参见图4。这些特性 进一步增强了便利程度和畅通的得到在典型的标准货盘或负荷下的承重表面 27，其通常在接触空间上通常有所限制。
称重传感器20， 40可能是电子匹配的，以解决由于不规则设置的负载导 致的重量读数的变化，从而兼顾了承重表面27上的不同的负载位置，同时保 持准确测量负载重量的能力。电子匹配的称重传感器20， 40也有类似的应用 所施加的负载和温度的电响应。通过使用匹配的称重传感器20， 40，来自称重传感器20， 40的信号可以被直接用于比较和分析，而不需要将从个别称重 传感器来的信号进行转换。
凡本申请的术语不明确，含糊，或未定义的，'861专利现纳入参照，以 在某种程度上弥补不足部分。
虽然本发明已经就一个或多个特定实施方式进行了描述，但应当理解， 本发明的其他实施方式也可能在不背离本发明的精神和范围的情况下得到。 因此，本发明被认为是只受附加的权利要求及其合理的解释的限定。
权利要求
1.一种重量传感装置，包括基座；具有承重表面、后跟端和尖部端的外壳；第一称重传感器，包括底座端和外壳端，其中，第一称重传感器的底座端附着连接在底座上，第一称重传感器的外壳端附着连接在外壳上，第一称重传感器能够根据放置在外壳的承重表面上的负载而弯曲；第二称重传感器，包括底座段和外壳端，其中，第二称重传感器的底座端附着连接在底座上，第二称重传感器的外壳端支撑外壳，但并不连接在外壳上，并且第二称重传感器能够根据放置在外壳的承重表面上的负载而弯曲；以及分析电路，与第一和第二称重传感器电连接，其中第一和第二称重传感器每个都发出重量信号至分析电路以响应由放置在外壳的承重表面上的负载产生的称重传感器的弯曲。
2. 根据权利要求l所述的重量传感装置，其特征在于，底座包括具有凹陷表 面的通道，并且称重传感器的底座端贴附在凹陷表面上。
3. 根据权利要求2所述的重量传感装置，其特征在于，所述通道形成包括一 个步骤，称重传感器被放置并使得称重传感器的外壳端成悬臂式的。
4. 根据权利要求2所述的重量传感装置，进一步包括垫片，其具有适应于在 通道放置称重传感器的厚度，使得称重传感器的外壳端成悬臂式的。
5. 根据权利要求4所述的重量传感装置，其特征在于，垫片的厚度保证了称 重传感器的外壳端与通道的凹陷表面接触，在施加于外壳的承重表面的负载 重量超出限定而称重传感器不再精确的点处或在该点之前。
6. 根据权利要求4所述的重量传感装置，其特征在于，垫片的厚度保证了称重传感器的外壳端与通道的凹陷表面接触，在施加于外壳的承重表面的负载 重量超出限定而称重传感器被损坏的点处或在该点之前。
7. 根据权利要求l所述的重量传感装置，其特征在于，分析电路与显示器电 连接。
8. 根据权利要求l所述的重量传感装置，其特征在于，第一和第二称重传感器是电子匹配的。
9. 根据权利要求1所述的重量传感装置，其特征在于，底座是具有装配部和 起重部的车叉。
10. 根据权利要求9所述的重量传感装置，进一步包括间隔板贴附在外壳的尖部端的底面；以及 加强板贴附在间隔板的底面，以防止外壳从车叉上掀起。
11. 根据权利要求10所述的重量传感装置，其特征在于，车叉具有移动式的 末端。
12. 根据权利要求ll所述的重量传感装置，其特征在于，所述尖端贴附在间 隔板和加强板之间。
13. 根据权利要求9所述的重量传感装置，进一步包括 在载重外壳的后跟端上的舌部，从外壳的承重表面上延伸出；以及 角形托座，贴附在车叉的装配部上以套住舌部并限制外壳的运动。
14. 根据权利要求13所述的重量传感装置，进一步包括 第二角形托座贴附在车叉的装配部上；以及平板，贴附在第一和第二角形托座上，以及连同第一和第二角形托座和 车叉的装配部，形成一个用于套住舌部的空间。
15. 根据权利要求14所述的重量传感装置，进一步包括多个紧固件将平板贴 附在角形托座上。
16. 根据权利要求9所述的重量传感装置，进一步包括连接器，贴附在车叉的装配部上，连接器适于连接信号电缆。
17. 根据权利要求9所述的重量传感装置，进一步包括终端，贴附在车叉的 装配部上，终端适应于连接信号电缆。
18. 根据权利要求9所述的重量传感装置，进一步包括第一紧固件，将第一 称重传感器的外壳端连接至外壳。
19. 根据权利要求18所述的重量传感装置，进一步包括外壳和第一称重传感 器之间的外壳垫片，第一紧固件穿过其定位。
20. 根据权利要求18所述的重量传感装置，其特征在于，第一紧固件将称重 传感器的外壳端与外壳连接，连接为部分收紧的从而使得外壳相对于称重传 感器适应切向力。
21. 根据权利要求20所述的重量传感装置，其特征在于，加压杆存在于对齐 的孔中，对齐的孔中的其中一个穿过紧固件的头部的边缘以及对齐的孔中另 一个穿过外壳，因而防止部分收紧的连接称重传感器外壳端至外壳上的紧固 件的松弛。
22. 根据权利要求18所述的重量传感装置，其特征在于，还包括第二紧固件， 其将承重外壳贴附在外壳垫片上，但不穿过称重传感器。
全文摘要
重量传感装置，可包括底座，外壳，附着在底座和外壳上的第一称重传感器，附着在底座上与外壳接触但不附着的第二称重传感器，通过电线与称重传感器连接分析电路。底座可以是车叉，例如起重机车车叉。当负载放置在外壳的承重表面上时，称重传感器弯曲并导致电信号被通过电线发送至分析电路。
文档编号G01G3/12GK101646926SQ200880010283
公开日2010年2月10日 申请日期2008年1月30日 优先权日2007年1月30日
发明者杰拉德·S·西蒙斯 申请人:杰拉德·S·西蒙斯