便携式模块化称重器系统的制作方法

专利名称：便携式模块化称重器系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及便携式称重器。
背景技术：
被用于称重物体的便携式称重器在本领域中是众所周知的，并且可用在多种设计 中，这些设计被开发出来用于实现无数的目的和需求。例如，如同在Jacob Leupold' 1726 出版，Theatrum Staticum Universale中提到的那样，早在17世纪的历史上已经记录了整 装的、便携式中国“鸦片称重器”。然而，随着技术中的所有进步，都没出现过能够以很高的 精确度(小于0.5%的误差)称量重载荷(150kg或更多)的便于携带并且轻量的称重器。 并且这种称重器能采用几乎任何类型的平台，或，和能够称量几乎任何类型的物体，而不论 物体的形状和大小如何。通常，称重器由被连接到一载荷接收平台的底部并且被连接到一显示单元的一个 载荷元件(load cell)、或多个载荷元件组成。载荷元件经由电连接向显示单元提供与被放 置在平台上的物体的重量相对应的重量数据信号。显示单元接收来自载荷元件的重量数据 信号，执行计算，并且以数字文本或字母数字文本的形式显示被放置在平台上的物体的重 量。稍后将更详细地讨论这些不同部件的功能。目前，市场上存在的称重器系统维修起来是有问题的。例如，载荷元件通常由于将 其中一个载荷传感器连接到显示单元的电连接(诸如导线)的损坏而被损坏。这个导线可 能断掉或者被损坏，因此需要维修或替换。当导线的损坏部分接近载荷元件的本体时，维修 或替换变得很困难。这可能需要拆卸载荷元件、脱焊在载荷元件处的损坏的连接，以及将替 换的连接焊接到载荷元件。因此，维修载荷元件是复杂的工作，这种复杂的工作带来的直接 结果是时间和资源的无效率，继而使成本增加。如果载荷元件不能被拆卸，那么需要替换载 荷元件单元。在最坏的情况下，可能需要替换整个称重器。另一个问题是现有称重器是专用的，因此被固定成某一实际的形式或形状。例如， 人用地称重器对于称重占地面积比称重器表面大的物体是不理想的，因为这样物体不能适 当地搁置在人用地称重器上。这会引起安全问题，并且如果物体从称重器上跌落则会损坏 物体。另一个问题是能力强的称重器很重，因此是不易于运输的。因此，能认识到，存在对于使维修成本最小化并且能被柔性地用于不同应用的新 的和改进的称重器系统的需求。

发明内容
本发明的目的是消除或减轻先前的称重器系统的至少一个不足。在第一方面，本发明提供了一种模块化称重器系统。模块化称重器系统包括三个 或更多个用于可拆卸地定位在一平台下面的载荷传感器，显示单元和卷绕电缆(能从一外 壳延伸出和缩回的电缆)。所述三个或更多个载荷传感器各自收纳载荷元件，并且具有与 载荷元件物理连接用以将力传递到载荷元件的延伸脚。载荷元件响应于所述力提供重量数据。显示单元被可释放地连接到至少三个载荷传感器，用以显示与所述三个载荷传感器中 的每一个提供的重量数据相对应的文本。卷绕电缆将三个或更多个载荷传感器中的每一个 可释放地连接到显示单元。依照本方面的一个实施方式，显示单元经由卷绕电缆被直接连 接到三个载荷传感器中的每一个。在另一实施方式中，显示单元被直接连接到三个载荷传 感器中的第一载荷传感器，其中第一载荷传感器接收来自三个载荷传感器中的第二载荷传 感器和三个载荷传感器中的第三载荷传感器的重量数据。第一载荷传感器提供与所述第 一、第二和第三载荷传感器的重量数据的总和相对应的组合的重量结果数据。在本实施方 式中，第一载荷传感器包括加法板，该加法板用于将来自所述第一、第二和第三载荷传感器 的重量数据加在一起，以提供组合的重量结果数据。在另一实施方式中，卷绕电缆与载荷传 感器的本体是一体的，因此不需要分离的卷绕电缆部件。在第二方面，本发明提供一种模块化称重器系统。该模块化称重器系统包括两个 或更多个用于可拆卸地定位在平台下面的从载荷传感器，用于可拆卸地定位在平台下面的 主载荷传感器，和显示单元。两个从载荷传感器分别响应于外加力提供第一和第二重量数 据。主载荷传感器响应于所述外加力提供第三重量数据。主载荷传感器提供与所述第一、 第二和第三重量数据的总和相对应的组合的重量结果数据。两个或更多个从载荷传感器 和主载荷传感器中的每一个收纳载荷元件，并且具有延伸腿，该延伸腿与载荷元件物理连 接用以将力传递到载荷元件，使得载荷元件响应于所述力提供相应的重量数据。显示单元 从主载荷传感器接收组合的重量结果数据，并且显示与该组合的重量结果数据相对应的文 本。依照本发明的实施方式，通过卷绕电缆，两个或更多个从载荷传感器被可释放地连接到 主载荷传感器，并且主载荷传感器被可释放地连接到显示单元。在第三方面，本发明提供一种用于组装一模块化称重器的模块化称重器套件。所 述套件包括至少三个用于可拆卸地定位在平台下面的载荷传感器、显示单元和至少一个数 据通信连接。所述至少三个载荷传感器各自收纳一载荷元件，并且具有与载荷元件物理连 接用以将力传递到载荷元件的延伸腿，和与载荷元件数据通信的传感器连接器。载荷元件 响应于所述力将重量数据提供给传感器连接器。显示单元具有至少一个用于接收重量数据 的显示连接器，并且用于显示与所述重量数据相对应的文本。至少一个数据通信连接可释 放地连接到传感器连接器和至少一个显示连接器，用以将重量数据从传感器连接器传送到 至少一个显示连接器。依照本发明的实施方式，至少一个数据通信连接包括电缆。传感器 连接器和至少一个显示连接器是插口，并且电缆的第一端和第二端的末端带有形状上与插 口互补的插头。插口可包括RJ-11插口和RJ-45插口中的其中一个，并且插头可分别包括 RJ-11插头和RJ-11插头中的其中一个。在另一实施方式中，至少一个数据通信连接包括在 传感器连接器和至少一个显示连接器之间的无线连接。传感器连接器然后包括第一无线收 发器，并且至少一个显示连接器包括第二无线收发器。在本发明的再另一实施方式中，所述至少一个数据通信连接包括被电连接到传感 器连接器、至少一个其它载荷传感器和显示单元的接线盒。该接线盒提供与由至少一个载 荷传感器和至少一个其它载荷传感器提供的重量数据的总和相对应的单个输出信号。接线 盒包括用于可释放地接收第一电缆的第一盒式输入连接器，其中，该第一电缆具有互补插 头，并且该第一电缆被可释放地连接到传感器连接器。接线盒包括用于可释放地接收具有 互补插头的第二电缆的第二盒式输入连接器，该第二电缆被可释放地连接到至少一个其它
7载荷传感器。接线盒最后包括用于可释放地接收具有互补插头的第三电缆的盒式输出连接 器，第三电缆被可释放地连接到至少一个显示连接器。在本发明的进一步的实施方式中，至少一个载荷传感器包括用于接收来自从载荷 传感器的额外的重量数据的主载荷传感器。主载荷传感器将所述重量数据和所述额外的重 量数据加在一起，以将组合的重量结果数据从传感器连接器提供到显示单元。主载荷传感 器可包括与所述传感器连接器相同的另一传感器连接器，和加法板，该加法板被电连接到 所述另一传感器连接器和所述载荷元件，用以将所述重量数据和所述额外的重量数据加在 一起，以便提供组合的重量结果数据。
依照本发明的实施方式，模块化称重器套件进一步包括用于容纳载荷传感器、显 示单元和数据通信连接的刚性箱，该数据通信连接用于将载荷传感器可释放地连接到显示 单元。所述箱包括两个被枢转地连接到彼此以在闭合位置和打开位置之间移动的侧壁，当 处于打开位置时，所述两个侧壁是大体上共面的，并且可由载荷传感器支撑在一表面之上 用以接收被称重的载荷。两个侧壁可包括用于将两个侧壁维持在基本上平面的位置的限定 装置，限定装置可包括两个邻接止挡壁，每个邻接止挡壁被形成在两个侧壁的其中一个上。 至少一个侧壁包括用于可释放地保持载荷传感器、显示单元和数据通信连接的保持装置， 并且两个侧壁中的其中一个包括与显示单元相对准的透明窗。显示单元进一步包括用于输 出与重量数据相对应的数据的输出端口，例如USB端口。在进一步的实施方式中，至少一个 载荷传感器可包括连接装置，该连接装置用于将至少一个载荷传感器可释放地连接到用于 接收被称重的载荷的平台的下表面。在第四方面，本发明提供便携式称重器。该便携式称重器包括具有被铰接到第二 侧壁的第一侧壁的箱，和被可释放地保持到所述第一侧壁和所述第二侧壁的多个载荷传感 器以及一显示单元。第一侧壁和第二侧壁可在闭合位置和打开位置之间移动，在处于打开 位置时第一侧壁和第二侧壁是彼此基本上共面的。多个载荷传感器被电连接到显示单元， 并且在第一侧壁和第二侧壁处于闭合位置时被收纳在所述箱内。在处于打开位置时第一侧 壁和第二侧壁被多个载荷传感器支撑在一表面之上，用以接收具有由显示单元显示的重量 的载荷。第一侧壁包括一窗，当显示单元被可释放地固定到第一侧壁时所述窗用于观察显 示单元，并且载荷传感器被可释放地连接到显示单元。依照本发明的实施方式，多个载荷传 感器中的每一个包括至少一个传感器连接器，并且显示单元包括至少一个用于可释放地接 收电缆的显示连接器。在本方面的另一实施方式中，多个载荷传感器中的其中一个是主载荷传感器并且 剩余的载荷传感器是从载荷传感器。主载荷传感器将从各个从载荷传感器和主载荷传感器 接收的重量数据加在一起，用以提供与载荷的重量相对应的组合的重量结果数据。主载荷 传感器包括多个主传感器连接器和额外的传感器连接器，所述多个主传感器连接器的数量 对应于从载荷传感器的数量，用以接收由各个从载荷传感器提供的重量数据，所述额外的 传感器连接器用于提供组合的重量结果数据。显示单元包括用于接收所述组合的重量结果 数据的显示连接器，并且所述从载荷传感器中的每一个包括用于提供重量数据的从传感器 连接器。便携式称重器能包括电缆，所述电缆具有可释放地插入到所述主传感器连接器、所 述从传感器连接器、所述显示连接器和所述额外的传感器连接器内的互补连接器。所述电 缆可包括卷绕电缆。
基于以下结合附图对本发明的特定实施方式的描述，本发明的其它方面和特征对本领域技术人员而言将是显而易见的。


现在将参考附图，仅仅作为示例，描述本发明的实施方式，其中图1是依照本发明的一实施方式的载荷传感器的透视图；图2是包括其支撑器的一示例性的载荷元件的顶部透视图；图3是图2的载荷元件的底部透视图；图4是依照本发明的一实施方式的示例性显示单元的透视图，示出了单个显示连 接器；图5是依照本发明的一实施方式的处于闭合位置的模块化称重器箱的透视图；图6是图5的模块化称重器箱的侧视图，该模块化称重器箱被示为处于打开位置 用以接收载荷；图7是图5的箱处于打开位置时的仰视图；图8是依照本发明的一实施方式的接线盒的示意图；和图9是依照本发明的一实施方式的、处于打开位置的另一箱的仰视图
具体实施例方式通常理解，在下面的描述和权利要求中，以面向装置的方式描述本发明，该描述涉 及处于操作状态的装置_也就是，装置处于允许与该描述相关的各个元件执行各元件的固 有功能的方位。进一步地，在附图中，应理解，为了更清楚，在普通技术人员的技术范围之内并且 无助于理解本发明的各个实施方式的标准部件或特征，可以被从附图中省略掉。总的来说，本发明的实施方式提供一种用于测量重量的模块化的、便携式的系统。 一种轻量的(例如在5kg以下)但是性能高(例如150kg及以上)的称重器系统为商业的 称重应用带来一种新程度的便携性，同时提供高的精确度(误差小于0. 5% )。模块化的方 法提供平台独立性，使得几乎任何平底的物体(桶、托盘、板、支承板等等)都能用作称重平 台，并且通过使得能够容易地替换部件而最小化停工时间和维修成本。实施方式由显示单元和任意数目的传感器组成，所述任意数目的传感器经由带有 插头(例如耳机、USB、LAN或类似机构或电话卷绕器)的标准电缆和相应的插口或插座被 连接到所述显示单元，但是许多其它类型的连接，例如电连接、声连接、射频连接或光连接 都是可能的。在以下对各个模块和它们的相互连接的描述中，应当包含这种范围的连接。 为了便于可变数量的传感器的利用，接线盒被用来将几个传感器的信号组合到一个输出源 内。依照另一实施方式，主传感器将它本身的信号和其它传感器的信号并入单个输出流内。 这种主传感器便于通过共同的显示单元利用任意数目的载荷元件，并且不需要分离的接线 盒模块。显示单元能完成多种功能，诸如通过触发开关以公制单位或英制单位显示测量的 重量，以及通过触发相同的开关来进行称重器调零、称重器配衡、以及定时关闭等操作。本 领域技术人员将会理解，在目前的实施方式中，能够很容易地执行其它这样的特征。本发明的一个实施方式提供一种模块化称重器系统，其包括多个用于可拆卸地定位在平台下面的载荷传感器，显示单元，和多个用于将载荷传感器电连接到显示单元的电 连接器。电连接器具有插头，所述插头用于插入到显示单元和载荷传感器内的互补形状的 插口内。称重器也包括用于容纳称重器的各个模块的刚性箱，该刚性箱适于在被打开并且 通过载荷元件被支撑在一表面之上时用作称重平台。参考图1，在透视图中示出了依照本发明的一实施方式的载荷传感器，该载荷传感 器总体上由附图标记100标识。载荷传感器100收纳载荷元件(在图1中未示出)，并且 包括延伸脚101和电连接102，该电连接102也被称作传感器连接器，延伸脚101和电连接 102都与被收纳的载荷元件相关联。所述传感器连接器102能够可释放地连接电缆，并且被 保持在收纳所述载荷元件的本体内。在操作时，多个载荷传感器100能通过使用任选的连 接装置被可释放地连接到一被用作称重平台的平台的下表面。可选地，载荷传感器100可 通过所述平台的重量被简单地定位并且被保持在合适的位置处。载荷元件以不同的形状和形式出现。在图2和3中示出了一示例性的载荷元件， 并且示例性的载荷元件总体上由附图标记200标识。这个载荷元件能被用在图1中所示的 载荷传感器100内。总的来说，载荷元件是被用来将力转变成电信号的电装置。通过一机 械装置，其通常是一臂201，被感应到的力使一应变仪(被示为用环氧树脂粘结到臂的301) 变形。一些载荷元件被制造有支撑结构，支撑结构用于在臂201弯曲时将载荷元件本体与 它被固定到的物体间隔开，和/或用于提供间隙。如果制造商未提供支撑结构，那么本领域 普通技术人员将会理解，应当提供补充的支撑结构。应变仪将变形转变成电信号。载荷元 件200的电信号然后被用来计算通过图1中的延伸脚101而被应用到载荷元件200的力。为了将应用到延伸脚101的任何力传递到臂201，载荷传感器100的延伸脚101是 与臂201机械地接触的。载荷元件200通常经由电缆或电线202电连接到载荷传感器100 的电连接器102用以输出载荷元件200的重量数据。图1的载荷传感器100能包括连接装 置(未示出)，该连接装置通常在载荷传感器100的底侧上，用于将载荷传感器100安装到 一平台的下表面。返回到图1的实施方式，载荷传感器100的连接装置能是嵌入式磁体(用于与金 属平台一起使用)、吸盘(用于与其它光滑表面的平台一起使用)、双面胶带、销-和-凹槽 锁定系统、螺钉和螺栓、或者适于以非永久的方式将载荷传感器100连接到平台的下表面 的任何其它形式的连接装置。载荷传感器100的连接装置通常被安装在载荷传感器100的底部上(图1的方 位)。例如对于磁体、吸盘和双面胶带来说，这是正常的情形。然而，不必须是这样的。连接 装置能以任何方式与所述载荷传感器100相关联，只要连接装置允许载荷传感器100以使 延伸脚101安置为与表面垂直接触的方式被连接到所述平台的下表面。换句话说，当传感 器在一表面之上支撑平台时，延伸脚101与地面相接触，并且被定位(定向)成使得它们能 将力传递到相应地被收纳的载荷元件200的臂201。当与称重平台一起使用时，为了将平台支撑在表面上一通常是地面或其它坚固 表面之上，应当使用至少三个载荷传感器100。在它们的倒置位置时，载荷传感器100担当 用于通过它们的与表面接触的延伸脚101将平台支撑在表面之上的底座。将载荷放置在平台的顶部上，会将一向下的力施加在平台上，其相应于载荷的重 量。这个向下的力被传递到平台的腿--也就是，载荷传感器100。为了使载荷的倾斜最小化，每个载荷传感器100被放置在平台的下面的位置处。因此，长方形平台的一种放置结构 是将各个载荷传感器定位为接近长方形平台的角。只要应用到所有载荷传感器100的各个 力的总和等于载荷的重量，载荷传感器的放置就不被限定到任何特定的结构。为了获得较 好的结果，载荷传感器100通常均勻地分布在平台的下面。
如同上面所讨论的那样，载荷元件200被电连接到载荷传感器100的传感器连接 器102，以便输出载荷元件200的重量数据。每个载荷传感器100分别将它的重量数据输出 到显示单元，或者输出到接线盒，或者输出到主载荷传感器，如同后面将讨论的那样。图4示出了显示单元的例子，其总体上由附图标记400标识。显示单元400通常包 括多个电连接器402，也被称作显示连接器，电连接器402用于接收电缆以因此将多个载荷 传感器100中的每一个连接到显示单元400。在图4中仅仅示出了一个连接器402，但是显 示单元400能包括多个显示连接器，这取决于它被构造成接收的载荷传感器的数量。可选 地，单个连接器402可以接收多个载荷传感器的组合的输入端。在这些可选的实施方式中， 为了不论载荷元件的数量是多少都能通过单条到达指示器的电缆提供集合信号，包括接线 板的接线盒、或者具有内置式接线板的单个主载荷元件将与一个称重应用系统相关的所有 载荷元件的总和加在一起。显示单元400也包括显示器401，该显示器401可以是一 IXD、 一 LED、或者适于显示载荷重量的任何其它类型的显示器。为了计算载荷的重量，显示单元 400也包括中央处理单元(CPU)，或者任何其它控制器。本领域技术人员将会理解，CPU或 控制器被校准为对应于选定数量的载荷元件，每个载荷元件各自具有特定额定的最大负载 量。所使用的载荷传感器100的负载量能根据称重器需要被应用的情况而改变。例如，称 重器能包括四个传感器，每个传感器具有50kg的负载量，以在与50kg的称重平台一起使用 时提供150kg的总称重负载量，或者称重器能包括四个传感器，每个传感器具有150kg的负 载量，以在与IOOkg的称重平台一起使用时提供500kg的总称重负载量。显示单元400能被安装有一通用串行总线(USB)接口 /端口(未示出)，该接口 /端口用于将结果发送到手持计算装置，计算机或计算机网络，以便能并入到存货系统或运 送和接收系统内，或者用于将结果发送到打印机，以便产生标签和/或邮资。可选地，诸如 蓝牙或WiFi的无线技术能被用于将结果无线地传达到手持式计算装置、计算机或计算机 网络。本领域技术人员将会理解，用于实现无线通信的电路，例如用于从CPU或控制器接收 数据的收发器，将被包含在显示单元400内。显示单元400能以不同的方式被提供电力，例 如通过电池、用于提供直流电压的交流转接器，通过合并的可充电电池，通过太阳能电源， 或者它们的组合来提供电力。CPU或控制器具有两个主要功能(1)校准称重器，和(2)计算载荷的重量。“校准 称重器”包括无论当前什么物体在平台上都将显示器401设置到零。换句话说，校准称重 器意味着不考虑在载荷被放置在平台上之前施加在载荷传感器100上的初始重量(也称作 “本身自重”)，例如由平台本身施加在载荷传感器100上的重量。可通过使用户轻触显示 单元400或者使用与CPU电连接的任何其它致动装置来触发对称重器的校准。这种致动装 置能将称重器打开或关闭、清零称重器和设置测量单元。本领域技术人员应当理解，为了完 成前述的功能，可将算法编制到控制器或CPU内，以响应于轻触或对致动装置的连续致动。 CPU的第二个主要功能是在一载荷已经被放置在平台上之后，将从各个单独的载荷传感器 100接收的重量数据加在一起，以计算载荷的重量(“结果”)。由于载荷被放置在平台上，从各个单独的载荷传感器100接收的重量数据因此代表施加在载荷传感器100上的重量。 这将在后面进行描述，即显示单元400的CPU或控制器可接收经由如上所述的接线盒或主 载荷传感器发送的单个组合的重量结果数据，该单个组合的重量结果数据代表在该系统内 的所有载荷传感器的集合数据。传感器连接器102和显示连接器402可以是任何形式的可释放地连接的电连接器，其使载荷传感器100和显示单元400能被电连接起来，因此使显示单元400能从各个载 荷元件200接收重量数据。两个示例性的连接器是6P4C( —般是RJ-11)和8P8C( —般是 RJ-45)插口，这种连接器允许载荷传感器100和显示单元400通过两个端部分别带有互补 的6P4C和8P8C插头的标准电话和局域网(LAN)电缆被连接起来。电缆能被收纳在一保护 性的塑料卷绕器内，这种塑料卷绕器能提供进一步的保护，使存储、带更方便，并且能到达 几乎任何类型的平台大小，或物体形状。载荷传感器100和显示单元400内的例如RJ-11/RJ-45插口的标准插口能与相应 的标准电话/LAN电缆一起使用，使得能够容易且便宜地替换变得损坏或磨损的电线电缆。 也建议使用USB端口和它们的相关的USB电缆，以给出通常使用的连接的又一个示例。能 运送模拟信号或数字信号的其它电缆和插口组合也是合适的。可选地，通过使用插入到这 种插口内的无线部件或者被收纳在载荷传感器而不是插口内的无线部件，能实现无线通信 装置。在无线通信的实施方式中，如果省略了物理插口，载荷传感器的传感器连接器将包括 必须的无线电路。可选地，无线模块能被可释放地插入到插口内，其中无线模块包括用于实 现无线通信的必须的无线电路。在另一无线的实施方式中，无线电路例如收发器和电源能 被包含在无线模块或载荷传感器本身内，并且数据通信连接变成能使用无线信号的载荷传 感器和无线信号显示单元之间的无线连接。因此，例如，在当显示单元被打开/关闭时信号 能被发动并且然后能被终止时，无线数据通信连接是可释放地连接在能使用无线信号的载 荷传感器和无线信号显示单元之间的。本发明的实施方式能作为用于组装模块化称重器的套件或系统而被提供。在这种 实施方式中，称重器的模块-也就是，载荷传感器100、显示单元400和数据通信连接，如同 上面所描述的那样，能被用来通过利用带有大体上平面的底表面或者用于接收载荷传感器 100的合适下表面的任何刚性平台，组装模块化称重器。下面是能如何使用前面所描述的模块化称重器的实施方式的例子。载荷传感器 100能被安装到一椅子的腿，例如，以形成一“坐下称重器”，其中使用者能坐在椅子内以称 重他本身。类似地，载荷传感器100能被安装到公司的运送和接收部门内的桌子的腿，或者 它们能被安装到可担当用于接收被称重的物体的平台的任何其它物体。在这些示例性的应 用中，显示单元400被定位或放置在方便的位置以允许对所显示的信息的直观观察。因为 载荷传感器100和显示单元400包括插口，在所提供的电缆太短时，能使用众所周知的延伸 联接器或者更长的电缆。上面所讨论的应用需要使用者获得一用于与套件一起使用的刚性平台。在一些情 形中，这种刚性平台对于使用者来说可能是不可运输的或不便运输的。在本发明的另一实 施方式中，提供带有载荷传感器100、显示单元400和通信连接的平台。平台以刚性箱的形 式出现。图5示出了处于闭合位置的这种箱的例子。当处于闭合位置时，箱500能被用来 携带载荷传感器100、显示单元400、通信连接、电源/电池充电器和卷绕器，以便在移动期间保护它们，并且使所有部件易于携带。如同后面将讨论的那样，当处于打开位置时，箱500 能被用作模块化称重器的便携式平台。箱能被安装有一透明窗503，当箱500被用作称重器 平台时该透明窗503允许显示单元400能被看见。当然，显示单元400能被存储为它的显 示屏与透明窗503相对准并且面对透明窗503。所述箱能被装备有一携带把手504和任选 的锁定特征(未示出)，以防止对称重器的未经许可的使用或者误用。箱500也能具有允许 箱被悬挂在墙上以便于存储和取放的支撑器(未示出)。在本实施方式中，在所述箱之内的前述部件没有被松散地容纳在箱500内。这将 导致对存储在箱内的部件的潜在的损坏。因此，箱被安装有用于将称重器部件可释放地连 接到箱500的内部侧壁的保持装置。这种保持装置可以是在箱内侧的带有用于通过摩擦来 保持各部件的切口的泡沫塑料或橡胶填料。可选地，传感器100、通信连接、卷绕器、和显示 单元400可经由磁体、吸盘或双面胶带被保持在合适的位置处。可使用任何形式的保持装 置，只要部件能被使用者从刚性箱拆卸掉就行。图6是图5的刚性箱处于打开位置的侧视图。这个位置被称作箱500的称重位置。透明窗503面向上，使得使用者能容易地观察到搁置在外侧壁501、502上的物体601的显 示重量。如同在图6中所能看到的那样，当处于打开位置时，箱500的两个底壁602、603彼 此紧靠，以防止两个侧壁501、502进一步枢转。其它限定装置，对本领域技术人员而言将是 显而易见的，能被用来将箱500的两个侧壁501、502维持在所示的位置，其中这两个侧壁是 大体上平面的，用以担当称重平台。四个载荷传感器100 (在图6中仅仅能看到两个)被定位在打开的箱的下面，以将 箱支撑在地面之上或任何其它坚固表面之上。如同前面所讨论的那样，载荷传感器100被 可释放地保持在箱500内，并且被定位成使得在箱500被定位在图6中所示的打开位置时 载荷传感器100的延伸脚101接触表面。进一步地，每个载荷传感器在箱500之内的坐落 深度被选择成，在箱处于打开位置时确保所述箱500的两个侧壁501、502都悬挂在表面之 上。因此，箱500被任选地安装有用于将载荷传感器100安装到内部侧壁的模制基座。模 制基座然后将用作载荷传感器100的载荷点。因此，使用者简单地将箱500打开到图6中 所示的打开位置，并且将箱搁置在一平面表面上，从而开始称重操作。当物体601被放置在 箱500的侧壁501、502上时，物体的重量由显示单元400透过窗503显示。图7是箱500处于打开位置时的底视图，示出了将称重器部件_也就是，载荷传感 器100、显示单元400、卷绕器701、和它们的电缆702 (被示为处于它们的伸展位置)_安装 到箱的一种方式。在本实施方式中，电缆702的末端能带有用于连接到显示单元400和载荷 传感器100的互补插头或插口。在另一实施方式中，卷绕器能与载荷传感器结合成一体，使 得电缆能被从传感器拉出，并且在使用之后能被弹簧偏压以自缩回到传感器内(未示出)。 在这种实施方式中，卷绕器的一个终端被连接到载荷元件，并且卷绕器的另一终端从载荷 传感器100的本体延伸。一体式的载荷传感器/卷绕器的好处是减少了部件的数量。卷绕 器701、电缆702、和一体式的载荷传感器/卷绕器的组合是用于将载荷传感器100电连接 到显示单元400的连接装置的例子。图7中示出了所有的四个载荷传感器100，并且尽管其 它定位也是可能的，四个载荷传感器100被示为被定位成邻近打开的箱500的四个角用以 将打开的箱500支撑在一表面之上。图7还示出了放置在箱500的内部之内的泡沫塑料或 橡胶填料的四个偏移切口 703，每个切口 703分别对应于在箱500的相对侧上的载荷传感器100。在一个侧壁内的载荷传感器100和切口 703在水平方向上是偏移开的，以便当箱500闭合时接收和保护被安装到其它侧壁上的载荷传感器100。对于技术人员而言显而易见的 是，载荷传感器和切口可以是如图7所示的那样在水平方向上偏移开，也可以在垂直方向 上、任何对角线的方向上或未示出的以上提到的方向的组合方向上偏移开。前面所描述的实施方式的模块化称重器具有分别被直接连接到显示单元400的 载荷传感器100。因为显示单元400被构造成用于接收特定数量的载荷传感器，它通常将 包括相应数量的显示连接器402。然而，可能有需要不同数量的载荷传感器100的不同应 用。因此，需要不同的显示单元400，主要不同的是形成到显示单元内的显示连接器402的 数量。本领域技术人员将会理解，制造除了所包含的显示连接器数量之外彼此大体上相同 的不同显示单元400，没有成本效益。依照另一实施方式，一个显示单元400被提供给所有 的应用。图8示出了能与本发明的任一实施方式一起使用的接线盒800。在本实施方式中， 模块化称重器的载荷传感器100经由接线盒800被电连接到显示单元400。接线盒800具 有多个电连接器801，这些电连接器801也被称作盒式输入连接器，例如被构造成前面所讨 论的插口。接线盒800然后能通过这些连接接收来自每个载荷传感器100的单独的重量数 据。接线盒800包括一加法板，用于将各载荷传感器的重量信号并在一起或加在一 起，用以提供单个组合的重量结果。接线盒800也具有一个被称作盒式输出连接器的额外 的电连接器802，用于将接线盒800电连接到显示单元400，以便将组合的重量结果数据发 送到显示单元400。用于这个实施方式的显示单元400包括一个显示连接器，该显示连接器 用于显示相应于组合的重量结果数据的重量。在本实施方式中，卷绕器701、与卷绕器相关 的电缆702、前面所讨论的一体式的载荷传感器/卷绕器组合、和接线盒800是用于将载荷 传感器100电连接到显示单元400的连接装置。图8示出了接线盒800内部的总的配线。配线通常被形成为在一本实施方式 中也被称作加法板的PCB板上的传导轨迹。盒式输出连接器802被连接到包括四个线 +EXT,-EXT, +SIG和-SIG的信号总线804。激励+EXT、_EXT本质上是由显示单元提供的静 电电压，用于给连接到接线盒800的各个载荷传感器提供电压。信号+SIG和-SIG是由各 个载荷传感器提供的信号，例如以毫伏为单位，对应于各个载荷传感器的应变仪响应于一 载荷发生的变形。每个电连接器801都具有相应并联到信号总线的电线+EXT、-EXT，+SIG 和-SIG。本领域技术人员应当熟悉与被连接到的载荷传感器相关的接线盒的功能。前面所描述的包括接线盒的箱500的另一实施方式能被进一步改变，以提供带有 的部件数量减少的系统。在图9中所示的这个示例性的实施方式中，在图8中所示的接线 盒的加法板被并入到其中一个载荷传感器中。之前已经为图7中所示的实施方式描述了相 同数量的部件。这个载荷传感器然后被称作主载荷传感器900。主载荷传感器的加法板将 主载荷传感器的重量数据信号与来自所有其它载荷传感器的重量数据信号加在一起，以提 供组合的重量结果数据。因此，其它的载荷传感器被称作从载荷传感器902。主载荷传感器 900将包括多个输入连接器(举例来说，插口)和一单个输出连接器(举例来说，插口)，所 述多个输入连接器的数量对应于系统的从载荷传感器902的数量，所述单个输出连接器用 于提供组合的重量结果数据。这些插口，也被称作传感器连接器，可以与前面的实施方式中所描述的那些连接器相同。在这个实施方式中，从载荷传感器902与前面所描述的载荷传感器在结构和功能上没有不同，但是现在它们经由具有互补的插头的电缆904被分别连接 到主载荷传感器900。单条电缆904被连接在主载荷传感器的单个输出连接器和显示单元 之间，用于将组合的重量结果数据提供给显示单元400。因此，从载荷传感器902被认为是 经由主载荷传感器900被连接到显示单元400。在具有四个载荷单元的示例性的模块化称 重器的实施方式中，主载荷传感器900具有三个输入插口和一个输出插口，同时三个从载 荷传感器902各自具有一个输出插口。所有这些部件能被固定在前面所描述的箱内，以便 易于运输，当被打开并被放置在一表面上时该箱能被用作即时称重器。使用电缆904之外 或者代替使用电缆904，能使用卷绕器906互相连接所述部件。因此，如同在前面所描述的实施方式中所示的那样，包括能被可释放地连接到彼 此的分离的载荷传感器和显示单元部件的便携式模块化称重器，能被用来将合适的物体转 变成称重器。允许可释放的连接部件的插口和插头的使用便于便宜的电缆的替换，同时卷 绕电缆允许载荷传感器与许多不同大小的平台一起使用。已经披露了用于携带模块化称 重器的部件的箱，当被打开并被放置在表面上时该箱用作即时称重器。尽管本实施方式示 出了具有四个载荷传感器的系统，但是可使用任何数量的载荷传感器，只要显示单元、接线 盒、或主载荷传感器被构造成用于接收特定数量的被使用的载荷传感器。上面的描述和附图是为了使本领域的任何技术人员能使用本发明，并且这些描述 和附图是在特定应用和它的需求的上下文中提供的。所披露的实施方式的多种修改对本领 域技术人员而言将是显而易见的，并且这里所限定的一般原理在不脱离本发明的精神和范 围的情况下可以被应用到其它实施方式和应用中。因此，本发明不意在被限定到所示的实 施方式，而是符合与这里所披露的原理和特征相一致的最广的范围。附图的权利要求，经过 适当的解释，会形成对本发明的范围的唯一限定。
权利要求
一种模块化称重器系统，包括至少三个载荷传感器，用于可拆卸地定位在平台下面，所述至少三个载荷传感器中的每一个收纳载荷元件并且具有延伸脚，所述延伸脚与所述载荷元件物理连接以便将力传递到所述载荷元件，所述载荷元件响应于所述力提供重量数据；显示单元，所述显示单元被可释放地连接到所述至少三个载荷传感器中的至少一个载荷传感器，以便显示与所述至少三个载荷传感器中的每一个提供的重量数据相对应的文本；和卷绕电缆，用于将所述至少三个载荷传感器中的每一个可释放地连接到所述显示单元。
2.如权利要求1所述的模块化称重器系统，其中所述显示单元经由所述卷绕电缆被直 接连接到所述至少三个载荷传感器中的每一个。
3.如权利要求1所述的模块化称重器系统，其中所述显示单元被直接连接到所述至少 三个载荷传感器中的第一载荷传感器，所述第一载荷传感器接收来自所述至少三个载荷传 感器中的第二载荷传感器和所述至少三个载荷传感器中的第三载荷传感器的重量数据，以 便提供与所述第一、第二和第三载荷传感器的重量数据的总和相对应的组合的重量结果数 据。
4.如权利要求3所述的模块化称重器系统，其中所述第一载荷传感器包括加法板，所 述加法板用于将来自所述第一、第二和第三载荷传感器的重量数据加在一起以提供所述组 合的重量结果数据。
5.如权利要求1所述的模块化称重器系统，其中所述卷绕电缆被并入到所述至少三个 载荷传感器中的每一个内。
6.一种模块化称重器系统，包括至少两个从载荷传感器，用于可拆卸地定位在平台下面，所述至少两个从载荷传感器 中的每一个响应于一外加力提供第一和第二重量数据；主载荷传感器，用于可拆卸地定位在平台下面，以便响应于所述外加力提供第三重量 数据，所述主载荷传感器提供与所述第一、第二和第三重量数据的总和相对应的组合的重 量结果数据，所述至少两个从载荷传感器中的每一个和所述主载荷传感器收纳载荷元件并 且具有延伸脚，所述延伸脚与所述载荷元件物理连接以便将力传递到所述载荷元件，所述 载荷元件响应于所述力提供相应的重量数据；和显示单元，所述显示单元用于接收来自所述主载荷传感器的所述组合的重量结果数 据，并且用于显示与所述组合的重量结果数据相对应的文本。
7.如权利要求6所述的模块化称重器系统，其中所述至少两个从载荷传感器被可释放 地连接到所述主载荷传感器，并且所述主载荷传感器被可释放地连接到所述显示单元。
8.如权利要求7所述的模块化称重器系统，其中卷绕电缆将所述至少两个从载荷传感 器中的每一个可释放地连接到所述主载荷传感器，并且将所述主载荷传感器可释放地连接 到所述显示单元。
9.一种用于组装模块化称重器的模块化称重器套件，所述套件包括至少三个载荷传感器，用于可拆卸地定位在平台下面，每一个所述载荷传感器收纳载 荷元件，并且具有延伸脚和传感器连接器，所述延伸脚与所述载荷元件物理连接以便将力传递到所述载荷元件，所述传感器连接器与所述载荷元件数据连通，所述载荷元件响应于 所述力向所述传感器连接器提供重量数据；显示单元，所述显示单元具有至少一个用于接收所述重量数据的显示连接器，并且所 述显示单元用于显示与所述重量数据相对应的文本；和至少一个数据通信连接，所述至少一个数据通信连接可释放地连接到所述传感器连接 器和所述至少一个显示连接器，用以将所述重量数据从所述传感器连接器传送到所述至少 一个显示连接器。
10.如权利要求9所述的模块化称重器套件，其中所述至少一个数据通信连接包括电缆。
11.如权利要求10所述的模块化称重器套件，其中所述传感器连接器和所述至少一个 显示连接器是插口，并且所述电缆的第一端和第二端的末端带有形状上与所述插口互补的 插头。
12.如权利要求11所述的模块化称重器套件，其中包括RJ-Il插口和RJ-45插口中的 其中一个，并且所述插头分别包括RJ-Il插头和RJ-Il插头中的其中一个。
13.如权利要求9所述的模块化称重器套件，其中所述至少一个数据通信连接包括一 在所述传感器连接器和所述至少一个显示连接器之间的无线连接。
14.如权利要求13所述的模块化称重器套件，其中所述传感器连接器包括第一无线收 发器，并且所述至少一个显示连接器包括第二无线收发器。
15.如权利要求11所述的模块化称重器套件，其中所述电缆包括卷绕电缆。
16.如权利要求9所述的模块化称重器套件，其中所述至少一个数据通信连接包括被 电连接到所述传感器连接器、至少一个其它载荷传感器和所述显示单元的接线盒，所述接 线盒提供与由所述至少一个载荷传感器和所述至少一个其它载荷传感器提供的重量数据 的总和相对应的单个输出信号。
17.如权利要求16所述的模块化称重器套件，其中所述接线盒包括第一盒式输入连接器，所述第一盒式输入连接器用于可释放地接收具有互补插头的第 一电缆，所述第一电缆被可释放地连接到所述传感器连接器；第二盒式输入连接器，所述第二盒式输入连接器用于可释放地接收具有互补插头的第 二电缆，所述第二电缆被可释放地连接到所述至少一个其它载荷传感器；和盒式输出连接器，所述盒式输出连接器用于可释放地接收具有互补插头的第三电缆， 所述第三电缆被可释放地连接到所述至少一个显示连接器。
18.如权利要求9所述的模块化称重器套件，其中所述至少一个载荷传感器包括主载 荷传感器，所述主载荷传感器用于接收来自从载荷传感器的额外的重量数据，所述主载荷 传感器将所述重量数据和所述额外的重量数据加在一起，以将组合的重量结果数据从所述 传感器连接器提供到所述显示单元。
19.如权利要求18所述的模块化称重器套件，其中所述主载荷传感器包括与所述传感器连接器相同的另一传感器连接器，和加法板，所述加法板被电连接到所述另一传感器连接器和所述载荷元件，用以将所述 重量数据和所述额外的重量数据加在一起，以便提供所述组合的重量结果数据。
20.如权利要求9所述的模块化称重器套件，进一步包括用于容纳载荷传感器、所述显示单元和数据通信连接的刚性箱，所述数据通信连接用于将所述载荷传感器可释放地连接 到所述显示单元，所述箱包括两个侧壁，所述两个侧壁被枢转地连接到彼此以在闭合位置和打开位置之间移动，当 处于所述打开位置时，所述两个侧壁是基本上共面的，并且可由所述载荷传感器支撑在一 表面之上以便接收被称重的载荷。
21.如权利要求20所述的模块化称重器套件，其中所述两个侧壁包括用于将所述两个 侧壁维持在基本上平面的位置的限定装置。
22.如权利要求21所述的模块化称重器套件，其中所述限定装置包括两个邻接止挡 壁，所述邻接止挡壁分别被形成在所述两个侧壁的其中一个上。
23.如权利要求20所述的模块化称重器套件，其中至少一个侧壁包括保持装置，所述 保持装置用于可释放地保持所述载荷传感器、所述显示单元和所述数据通信连接。
24.如权利要求23所述的模块化称重器套件，其中所述两个侧壁中的其中一个包括与 所述显示单元对准的透明窗。
25.如权利要求9所述的模块化称重器套件，其中所述显示单元进一步包括用于输出 与所述重量数据相对应的数据的输出端口。
26.如权利要求25所述的模块化称重器套件，其中所述输出端口是USB端口。
27.如权利要求9所述的模块化称重器套件，其中所述至少一个载荷传感器包括连接 装置，所述连接装置用于将所述至少一个载荷传感器可释放地连接到用于接收被称重的载 荷的平台的下表面。
28.一种便携式称重器，包括箱，所述箱具有被铰接到第二侧壁的第一侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁可在闭 合位置和打开位置之间移动，当处于所述打开位置时所述第一侧壁和所述第二侧壁是彼此 基本上共面的；和多个载荷传感器和一显示单元，所述多个载荷传感器和所述显示单元被可释放地保持 到所述第一侧壁和所述第二侧壁，所述多个载荷传感器被电连接到所述显示单元并且在所 述第一侧壁和所述第二侧壁处于闭合位置时被收纳在所述箱内，在处于打开位置时所述第 一侧壁和所述第二侧壁被所述多个载荷传感器支撑在表面之上，用以接收具有由所述显示 单元显示的重量的载荷。
29.如权利要求28所述的便携式称重器，其中所述第一侧壁包括窗，当所述显示单元 被可释放地固定到所述第一侧壁时，所述窗用于观察所述显示单元。
30.如权利要求28所述的便携式称重器，其中所述载荷传感器被可释放地连接到所述 显示单元。
31.如权利要求30所述的便携式称重器，其中所述多个载荷传感器中的每一个包括至 少一个传感器连接器，并且所述显示单元包括至少一个用于可释放地接收电缆的显示连接.
32.如权利要求30所述的便携式称重器，其中所述多个载荷传感器中的其中一个是主 载荷传感器并且剩余的载荷传感器是从载荷传感器，所述主载荷传感器将从每个所述从载 荷传感器和所述主载荷传感器接收的重量数据加在一起，用以提供与所述载荷的重量相对 应的组合的重量结果数据。
33.如权利要求32所述的便携式称重器，其中所述主载荷传感器包括数量与所述从载 荷传感器的数量相对应的多个主传感器连接器和一额外的传感器连接器，所述主传感器连 接器用于接收由每个所述从载荷传感器提供的重量数据，所述额外的传感器连接器用于提 供组合的重量结果数据，所述显示单元包括用于接收所述组合的重量结果数据的显示连接 器，并且所述从载荷传感器中的每一个包括用于提供所述重量数据的从传感器连接器。
34.如权利要求33所述的便携式称重器，进一步包括电缆，所述电缆具有可释放地插 入到所述主传感器连接器、所述从传感器连接器、所述显示连接器和所述额外的传感器连 接器内的互补连接器。
35.如权利要求34所述的便携式称重器，其中所述电缆包括卷绕电缆。
全文摘要
一种套件或系统形式的模块化称重器，包括多个载荷传感器、显示单元和多个用于将载荷传感器电连接到显示单元的电通信连接。载荷传感器包括用于可释放地接收电缆的互补插头的连接器，例如插口。电缆的另一端包括用于可释放地插入到显示单元的互补插口内的另一插头。其中一个载荷传感器可以是用于接收被称作从载荷传感器的其它载荷传感器的重量数据的主载荷传感器。主载荷传感器将由它本身和从载荷传感器提供的重量数据加在一起，用以提供组合的重量结果数据。称重器还包括用于携带该称重器的各个模块的刚性箱，当被打开并且被载荷传感器支撑在一表面之上时，所述箱适于用作称重平台。
文档编号G01G3/12GK101815929SQ200880100891
公开日2010年8月25日 申请日期2008年5月28日 优先权日2007年5月28日
发明者法西·赛格, 肯纳德·沃托瓦 申请人:洛德森斯技术公司