称重秤及其控制方法

专利名称：称重秤及其控制方法
技术领域：
本发明涉及 一 种能够#r测妨碍准确测量重量的触底 (bottoming)的称重秤以及控制称重秤的方法。
背景技术：
存在当使用秤称重时可能发生的被称为"触底"(即"到达底 面"或"见底")的错误状态类型。触底是指当施加了负荷时称重 秤的基板单元的底部接触到地面的现象。例如，在通过使用作 为一种称重秤的体重计测量人的重量时，在将体重计放置在地 毯或榻榻米垫子(日本稻草垫子地板)等柔性地面或非水平的地 面上时，有时发生该现象。当发生触底时，基板单元的底部受 到来自地板的反作用力，结果，测量出的重量将小于实际重量， 这是一种错误状态。
作为用于应对该触底的技术，例如，在日本特开平8-247832 号公报中公开了以可移除方式设置在基板单元的底部的平面底 板。作为另一通常使用的传统技术，以可移除方式设置用于延 长支撑基板单元的腿部的延长部件，从而在基板单元和地面之 间产生足够的距离。
在传统技术中，如果用户意识到该问题，则可以通过安装 底板或延长部件来避免触底。然而， 一般用户并不总是能够适 当地确定放置体重计的地面是否适合测量。由于用户可能误解 表示重量减轻的错误测量结果，并认为这表示重量的实际减少， 因此，即使是由于触底引起了测量误差，用户也意识不到该误 差。

发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种能够可靠地检测触底 的发生而不依赖于用户去判断是否发生了触底的称重秤，并且 还提供一种用于控制称重秤的方法。
为解决上述问题，在一方面，本发明提供一种称重秤，该 称重秤具有基板单元以及用于支撑所述基板单元的多个腿部，
并且所述基板单元具有重量测量器，其测量负荷量的重量并 生成重量信息；检测器，其检测当施加了负荷时所述基板单元 和地面之间的最小距离是否为零；以及生成器，其在检测出所 述最小距离为零的情况下生成表示错误状态的发生的错误信 息，其中所述错误状态表示不能准确测量重量。
根据本发明，由于检测出基板单元和地面之间的最小距离 改变为零，因此能够可靠地检测基板单元的底部与地面接触的 状态(发生了触底的状态)。因此，能够可靠地检测出由于触底 而导致的错误状态而不依赖于用户去判断是否发生了触底。本 发明的称重秤包括体重计、烹调秤、商用秤和工业秤等各种类 型的称重秤。
在本发明的优选实施例中，称重秤还可具有通知器，该通 知器基于生成器生成的错误信息向用户通知错误状态的发生， 其中该通知器设置在基板单元中。根据本实施例，能够通知用 户发生了错误状态(即触底)。优选地，通知器可以包括显示单 元并基于错误信息在显示单元上显示错误状态的发生。在这种 情况下，由于称重秤自身具有显示器，因此，只利用称重秤就 能够通知用户^r测到了触底的发生。在显示单元上，可以通过 字符信息或通过灯(例如LED(发光二极管))的闪烁来显示错误 的发生。此外，通知器包括用于通过警报声或消息通知发生了 错误的声音输出器。在本发明的另 一优选实施例中，上面的称重秤可具有用于 向外部装置输出错误信息的输出接口 。在这种情况下，由于可 以将错误信息输出至外部装置，因而如果所使用的外部装置是 显示单元或声音输出器，则可以从外部装置输出用于向用户通 知发生了触底的信息。
在本发明的另 一优选实施例中，所述检测器可以基于与多 个支撑点的中心位置(与各支撑点等距的位置)和地面之间的距 离相对应的最小距离进行检测，其中各支撑点为多个腿部中的 每个腿部的中心，各腿部在各支撑点处支撑基板单元。存在基 板单元的底部在施加了负荷后弯曲的类型的称重秤，并且还存 在基板单元在施加了负荷后不弯曲的另一类型的称重秤。在基 板单元的底部弯曲的类型的称重秤的情况下，在施加了负荷后 很可能在基板单元底部多个支撑点的中心位置处发生最大弯曲 量。因此，可以通过将在中心位置处基々反单元和地面之间的距 离定义为最小距离并通过检测出该最小距离已改变为零，来可 靠地检测触底的发生。
在本发明的又 一 实施例中，所述基4反单元的下部(底部)可 具有向内凹陷(沿地面的相反方向)的至少一个凹陷部分和作为 所述至少一个凹陷部分之外的部分的平面部分，并且所述检测 器基于与所述平面部分的最靠近多个支撑点的中心位置(与各 支撑点等距的位置)的位置和地面之间的距离相对应的最小距 离进行检测，其中各支撑点为多个腿部中的每个腿部的中心， 各腿部在各支撑点处支撑所述基板单元。
代替在整个底部区域上具有平面(平的)表面，有些基板单 元的底部具有凹陷部分。根据本实施例，由于将凹陷部分之外 的平面部分的最靠近多个支撑点的中心位置的位置和地面之间 的距离定义为最小距离，并且检测出最小距离已改变为零，因此即使在基^反单元具有凹陷部分的情况下，也可以可靠地检测 出触底的发生。
在本发明的又一实施例中，所述基板单元的下部(底部)可 具有向外凸出(向地面)的至少一个凸起部分，并且所述检测器 可基于与所述凸起部分的向外凸出最多的位置和地面之间的距 离相对应的最小距离进行检测。代替在整个底部区域上具有平 面(平的)表面，有些基板单元的底部具有凸起部分。在这种情 况下，凸起部分和地面之间的距离将为最小距离。因此，根据 本实施例，由于将凸起部分的最凸出部分和地面之间的距离定 义为最小距离，并且基于测量出的最小距离进行^^测，因此即 使在基板单元的底部具有凸起部分的情况下，也可以可靠地检 测出触底的发生。在基板单元的底部具有凹陷部分和凸起部分 两者的情况下，该实施例也是有效的。
在又一实施例中，所述检测器可具有多个测距传感器，所 述多个测距传感器用于测量各测距传感器和地面之间的距离， 其中所述多个测距传感器安装在所述基板单元的多个位置处， 并且在基于从所述多个测距传感器输出的值之一所获得的最小 距离表示基板单元和地面之间的距离为零的情况下，所述检测 器可以检测出所述最小距离为零。如上所述，在由多个支撑点 支撑基板单元的情况下，多个支撑点的中心位置最可能弯曲(凹 陷)。然而，依赖于施加负荷的位置(例如，被测者的脚在体重 计上的位置)，中心位置处的距离不总是为基板单元和地面之间 的最小距离。然而，根据本实施例，由于设置了多个测距传感 器，'因此，在多个位置处测量基板单元和地面之间的距离，从 而可以检测测量出的距离之一已改变为零的状态。因此，即使 在当称重秤是在施加了负荷时在基板单元底部发生弯曲的类型 的称重秤时，弯曲最大的位置偏离中心位置的情况下，也能够可靠地检测出触底的发生。此外，当称重秤放置在非水平的安 放表面上时，安放表面的凸起部分的位置与支撑点的中心位置 无关。因此，根据本实施例，能够在这种情况下可靠地检测出 触底的发生。
此外，在又一实施例中，所述检测器可具有多个开关，当 所述基板单元和地面之间的距离已改变为零时，所述多个开关 各自改变为接通状态和断开状态之一，其中所述多个开关安装 在所述基板单元的多个位置处，并且在所述多个开关中的至少 一个开关改变为所述接通状态和所述断开状态之一的情况下， 所述检测器可以检测出所述最小距离为零。在本实施例中，代 替在之前的段落中使用的测距传感器，使用多个开关。因此， 在至少一个开关改变为表示最小距离已改变为零的某种状态 (接通状态或断开状态)的情况下，可以检测出触底的发生。因 此，即使在基板单元底部的弯曲量在偏离中心位置的位置处最 大的情况下，也可以可靠地检测出触底的发生。此外，如上所 述，即使在将称重秤放置在非水平的安放表面的情况下，也可 以可靠地4企测出触底的发生。
在另一方面，本发明提供一种称重秤的控制方法，所述称 重秤具有基板单元以及用于支撑所述基板单元的多个腿部，所 述基板单元设置有显示单元和重量测量器，所述显示单元用于 显示信息，所述重量测量器用于测量负荷量的重量并生成重量
信息，所述控制方法包括如下步骤重量测量步骤，用于使得
所述重量测量器测量负荷量的重量并生成所述重量信息；检测 步骤，用于检测所述基板单元和地面之间的最小距离是否已改
变为零；以及显示步骤，用于在所述检测步骤中检测出所述基 板单元和地面之间的所述最小距离为零的情况下，在所述显示 单元上显示错误状态的发生，否则在所述显示单元上显示所述
ii重量信息，其中所述错误状态表示由于触底而导致不能准确测量重量。根据本发明，由于能够检测出基板单元和地面之间的最小距离改变为零，因此，能够可靠地检测基板单元的底部与地面接触(发生触底)的状态。因此，能够可靠地检测出由于触底而导致的错误状态而不依赖于用户去判断是否发生了触底。
在优选的实施例中，所述称重秤具有测距传感器，所述测距传感器用于在施加了负荷时测量所述测距传感器和地面之间
的距离，所述^r测步骤包括测距步骤，所述测距步骤用于使得所述测距传感器测量所述测距传感器和地面之间的距离以获得所述最小距离，并且并行地执行所述重量测量步骤和所述测距步骤。根据本实施例，由于并行地执行由重量测量器进行的重量测量和由测距传感器进行的最小距离测量，因此，与在测量重量之后测量最小距离的情况相比，可以减少从被测者已站到基板单元上的时刻起用于显示错误信息或重量信息所需要的时间。
在另 一 优选实施例中，该称重秤的控制方法还包括判断步骤，所述判断步骤用于基于在所述重量测量步骤中生成的所述重量信息判断测量出的重量是否稳定，其中，在所述判断步骤中判断为所述测量出的重量稳定的情况下，进行所述检测步骤，并且所述显示步骤包括在所述检测步骤中才企测出所述基板单元和地面之间的所述最小距离为零的情况下，在所述显示单元上显示作为第 一错误状态的错误状态的发生，否则在所述显示单元上显示所述重量信息，其中所述第一错误状态表示由于触底而导致不能准确测量重量，以及在所述测量出的重量不稳定的情况下，进行所述检测步骤，并且所述显示步骤包括在所述检测步骤中检测出所述基板单元和地面之间的所述最小距离为零的情况下，显示作为所述第 一 错误状态的错误状态的发生，否则在所述显示单元上显示第二错误状态的发生而不显示所述 重量信息，其中所述第二错误状态表示由于触底之外的原因而 导致不能准确测量重量。可能存在重量测量结果不稳定的情况。 该不稳定可能是由于触底而导致的，但这种不稳定有时是由于 触底之外的原因而导致的。根据本实施例，由于在观察到测量 结果不稳定时能将由于触底而导致的错误状态与由于触底之外 的原因而导致的错误状态区别开，因此，能够可靠地检测出由 于触底而导致的错误状态而不依赖于用户去判断是否发生了触 底。


图l是示出根据本发明第 一 实施例的体重计的平面图和沿
A-A'线截取的平面图的局部截面正视图。 图2是示出体重计的电子结构的框图。 图3A和3B是用于说明可能发生触底的情况的图。 图4A和4B是用于说明可能发生触底的情况的图。 图5A和5B是用于说明可能发生触底的情况的图。 图6A和6B是用于说明可能发生触底的情况的图。 图7是示出体重计进行的触底检测处理的过程的流程图。 图8是示出根据第 一 实施例的变形例的体重计的局部截面
正视图。
图9是示出根据本发明第二实施例的体重计的平面图和沿 B-B'线截取的平面图的局部截面正视图。
图10是根据第二实施例的变形例的体重计的局部截面正视图。
图ll是示出根据第二实施例的变形例的体重计的局部截面 正视图。图12是示出根据本发明第三实施例的体重计的平面图和沿 C-C'线截取的平面图的局部截面正视图。
图13是示出根据第一 ~第三实施例的变形例的体重计的局 部截面正^L图。
图14是示出根据第 一 第三实施例的变形例的操作过程的 流程图。
图15是示出根据第 一 第三实施例的变形例的操作过程的
流程图。
图16是示出体重的测量值和测量时间点之间的关系的图。 图17是用于说明对体重测量值的不稳定性判断的解释图。
具体实施例方式
第一实施例
将参考图1 7说明根据本发明第一实施例的体重计。图l的 上部是根据本实施例的体重计100的平面图，图l的下部是沿 A-A'线部分截取的体重计100的正视图(局部截面正视图)。图2 是示出体重计100的电子结构的框图。
如图1和2所示，体重计100具有基板单元50、在支撑点 S1 S4处支撑基板单元50的四个腿部60、以及位于基板单元50 中央的测距传感器30。各支撑点S1 S4为各腿部60的中心。如 图1所示，本实施例的各腿部60是圆柱状的。因此，各支撑点 S1 S4为圆柱的圆的中心。
体重计100的基板单元50的上部设置有用于显示测量结果 和错误消息等各种信息的显示单元15。显示单元"例如是 LCD(液晶显示器)。此外，在基板单元50内部有存储装置20、 用于输出与被测者的重量相对应的模拟电信号的重量传感器 70、用于将从测距传感器30和重量传感器70的每一个输出的模拟信号转换成数字信号的模拟-数字(A/D)转换器35、以及用于 控制体重计100各单元的CPU 10。存储装置20具有ROM(只读存 储器)201和RAM(随机存取存储器)202。 ROM 201是非易失性存 储器并且已预先存储有根据本实施例的触底检测程序P。 RAM 202用作CPU IO的工作区域。重量传感器70例如具有装配在其 上的弹性体和应变片(strain gauge),并l俞出由应变片的应变产 生的电压变化。CPU 10基于经由A/D转换器35从重量传感器70 提供的数字信号生成重量信息。因此，CPU 10和重量传感器70 一起用作用于基于所施加的负荷测量重量并生成重量信息的重 量测量器。此外，基板单元50设置有用于将体重计100的电源切 换为接通状态的电源按钮25。注意，将省略对基板单元50的结 构的详细"i兌明，并且体重计100采用传统体重计的已知结构。因 此，可以以各种结构制造体重计IOO。
测距传感器30例如是用于发射红外线的发光元件和用于接 收来自目标点的反射光并将该光转换为电信号的光接收元件。 光接收器是光学测距仪，其生成与从传感器位置到传感器正前 方的任何位置的距离相对应的模拟电信号。更具体地，光接收 器接收从沿传感器的测距轴方向的直线与物体相交的点反射的 光。在本实施例中，将测距传感器30安装在设置在基板单元50 底部的通孔中，使得测距轴的起点在基板单元50的底面(底部下 面)的平面内。此外，测距轴指向地面并垂直于基板单元50的底 面。利用上述结构，测距传感器30能够测量基板单元50的底面 和地寺反上的目标点(图l中的"F")之间的3巨离Dm。 CPU IO基于经 由A/D转换器35从测距传感器30提供的数字信号，生成表示距 离Dm的3巨离4言 息o
触底是如下这样一种现象当被测者踩在体重计上时(即， 当施加了负荷时)，基板单元50的底部与地面4妾触。在发生触底的情况下，基板单元的底部受到来自地板的反作用力，结果， 将导致测量误差。具体地，将输出小于实际体重的测量结果。 因此，将不能准确测量体重。
图3A 6B示出可能发生触底的示例情况。存在当施加了负 荷时在其基板单元的底部发生弯曲的类型的体重计以及不发生
弯曲的另一类型的体重计。图3A和3B、 4A和4B各图所示的体 重计WA是不发生弯曲的类型的体重计。
在图3A和3B中，体重计WA放置在厚地毯(蓬松地毯)上。 在该例子中，如图3A所示，当体重计上没有负荷时，体重计WA 的腿部在地毯L的顶端，但如图3B所示，在施加了负荷后腿部 陷入地毯L中(即，地慈L被部分压下)。结果，体重计WA的底部 与地趁L接触，/人而发生触底。
图4 A和4 B示出体重计WA放置在榻榻米垫子T上的例子。在 该例子中，如图4A所示，当体重计WA上没有负荷时，其腿部 在榻榻米垫子T上，使榻榻米垫子T产生小的变形。如图4 B所示， 当体重计WA上施加了负荷时，榻榻米垫子T在体重计WA的腿 部60与榻榻米垫子T相接触的部分处下陷，而榻榻米垫子T的其 它部分将凸起。结果，体重计WA的底部和榻榻米垫子T的凸起 部分相互接触，从而发生触底。在薄地毯的情况下可能出现类 似的问题。尽管上述例子涉及的是不发生弯曲的体重计，但也 可能出现在基板单元的底部发生弯曲的另 一类型的体重计中的 相同问题。
图5A和5B、 6A和6B示出基板单元的底部发生弯曲的类型 的体重计W B的触底的不同例子。图5 A和5 B示出体重计W B放置 在不告见则的地面R上的例子。如图5A所示，当体重计WB上没有 负荷时，其底部不与地面R接触。当如图5B所示施加了负荷时， 基板单元的底部和地面R的凸起部分相互接触。将发生弯曲的体重计WB设计成当体重计放置在足够硬且 平的地面上时，即使在基板单元的底部发生弯曲的情况下，基 板单元的底部和地面也不会由于弯曲而导致接触。然而，在地 面不规则的情况下，基板单元和凸起部分的地面之间的距离可 能降低到设计时假定的值以下。如果基^反单元的底部的弯曲距 离等于或大于基板单元和地面(尤其是，地面的凸起部分)之间 的实际距离，则将发生触底。
图6A和6B示出体重计WB放置在足够硬且平的地面P上但 是发生了触底的例子。如上所述，考虑到体重计放置在地面P 上并且基板单元的底部发生弯曲的情况下可能发生的弯曲量， 将发生弯曲的体重计WB设计成即使在上述情况下也不发生触 底。然而，该弯曲量是4艮定纟皮测者双脚站在基4反单元上的大致 预定位置处而计算出的。因此，如果负荷集中在该预定位置之 外的位置(例如，如果被测者单脚站在基板单元上)，则可能会 发生触底。图6B是由于超出假定的负荷量集中在基板单元中心 位置附近而发生触底的例子。
如图l所示，根据本实施例的体重计100是如下类型的体重 计这种类型的体重计在施加了负荷时在基板单元的底部发生 弯曲，并且由四个腿部在支撑点S1 S4处支撑体重计100的基板 单元50。因此，基板单元50的底部的弯曲量在支撑点S1 S4的 中心位置C(即，与各支撑点S1 S4等距的位置)处可能为最大 (即，距离Dm可能为最小)。因此，基板单元50的底部最有可能 在中心位置C处与地面接触。由于这个原因，在本实施例中， 将测距传感器30设置在基板单元50的底部的弯曲量可能为最大 的位置处，以测量基板单元50和地面之间的距离Dm。由于测距 传感器30的测距轴的起始点位于基板单元50的底面的平面内基 板单元5 0的底部最弯曲的位置处，因此测量出的距离D m将等于
17最小距离D,假定最小距离D是基板单元50的底面和地面之间的 多个距离中最短的一个(即，最小距离D是最弯曲位置处基板单 元50的底部和地面之间的距离)。
作为可选的实施例，由于施加了负荷时的最小距离D不是 必须直接测量，而是可以通过计算获得的，周此测距传感器30 不是必须放置在中心位置C处。具体地，通过将测距传感器30 设置为偏离中心位置C， CPU 10可以获得基4反单元50的底面和 地面之间的距离Dm,以基于测量出的距离Dm计算出最小距离 D。在施加了负荷后不发生弯曲的体重计的情况下，不必将测 距传感器30设置在支撑点S1 S4的中心位置C处，并且可以自由 地选择测距传感器30的位置。
在本实施例中，CPU 10基于测距传感器30的测量结果判断 最小距离D是否已改变为零，从而在最小距离D已改变为零时检 测出触底的发生。将在后面详细说明该判断处理。
在检测出发生了触底的情况下，将在显示单元15上显示表 示发生了触底的错误信息，从而通知用户该事件。通过查看该 错误信息，可以提示用户将体重计10 0移动到其它地面上以再次 测量体重，如果该地面适合进行测量(即，如果未检测出触底)， 则用户可以将测量结果视为满意的结果。注意，在本实施例中， 假定用户和被测者是同一人给出了上面的说明，并将在该假定 下给出下面的i兌明，但用户和被测者可以是不同的人。
图7是示出根据本实施例的触底检测处理的过程的流程图。
如上所述，在ROM 201中存储有描述流程图中所示的过程 的触底检测程序P(计算机程序或计算机程序要素)。CPU IO根据 该触底检测程序P进行操作。在本实施例中，ROM 201用作用 于存储触底检测程序P的介质，但可以使用硬盘、光盘、数字 多功能盘、软盘或其它合适的记录介质来存储该计算机程序或计算机程序要素。
当用户(即被测者)按下图1中的电源按钮25时开始图7所示 的操作。在步骤S1， CPU 10首先驱动显示单元15以开始显示。 例如，在显示单元15上显示"0.00kg"。即，当按下电源按钮25 时，体重计进入可以测量体重的状态。
之后，在步骤S3， CPU IO测量被测者的体重。具体地，CPU 10基于经由A/D转换器35从重量传感器70提供的数字信号生成 重量信息，以将所生成的重量信息临时存储在RAM 202中。
在步骤S5， CPU 10向测距传感器30发出驱动指令信号，从 而驱动测距传感器30。当从A/D转换器35输入数字距离信号时， CPU IO将距离信号作为距离信息临时存储在RAM 202中。
在步骤S7， CPU IO读取临时存储在RAM 202中的距离信息 以判断表示距离Dm(本实施例中的最小距离D)的距离信息是否 为零。在步骤S7中的判断结果为肯定的情况下，CPU10判断为 发生了错误状态。在错误状态下不能准确地测量体重。在这种 情况下，例程进入步骤S11并在显示单元15上显示例如表示触 底的错误代码"E3"的错误信息，并结束处理。这使得用户能够 基于该错误代码"E3"得知发生了触底。另一方面，在步骤S7中 的判断结果为否定的情况下，处理进入到步骤S9。在步骤S9， CPU 10读耳又临时存储在RAM 202中的重量信息，以作为测量结 果显示在显示单元15上，然后结束检测处理。
步骤S7中的判断不限于关于距离Dm(即，最小距离D)是否 为零的判断。例如，在距离Dm在预定范围内的情况下，可以认 为基板单元和地面之间的距离为零。可选地，由于腿部60的长 度为已知值，因此基才反单元50 底面和地面之间的距离d是已知 的。因此，CPU IO通过预先在ROM 201中存^f诸距离d来获耳又距 离d和由测距传感器30测量出的距离Dm之间的差G(G=d-Dm)。然后，CPU 10可以仅在满足GX)时进入步骤S9，并且在步骤S9 中将重量信息作为测量结果显示在显示单元15上。另 一方面， 当满足G《0时，CPU IO才企测出发生了触底并且进入步骤Sll。
如上所述，在本实施例中，将测距传感器30安装在基板单 元50上，并且测量测距传感器30和地面之间的距离。因此，才艮 据本实施例，能够可靠地检测出触底而不依赖于用户去判断是 否发生了触底。用户无需判断是否发生了触底，而仅通过查看 表示发生了触底的错误显示就可以得知体重计处于触底状态， 并可以适当地回避触底的错误状态。
图8是示出根据本实施例的变形例的体重计10 0 A的局部截 面正视图。如图8所示，在该变形例中，测距传感器30a放置在 基板单元50的内部，而不是放置在基板单元50的底面的平面上。
更具体地，如图8所示，在基板单元50的底部设置有通孔H。 在基板单元50内通孔H的外缘设置有用于支撑测距传感器30a 的支撑部件30al和30a2。利用该结构，使得测距传感器30a能够 测量传感器测距轴的起始点和地面上的目标点F之间的距离 Dm。如从图8右侧的图E可以理解，从测距传感器30a到基板单 元50的底面平面的距离Dk是已知的。因此，使得CPU10能够基 于D m和D k之间的距离获得基板单元5 0的底面和地面之间的最 小距离D(D-Dm-Dk)。当检测到最小距离D为零时，CPU IO生 成表示发生了触底的错误信息，并基于该错误信息在显示单元 15上显示触底的发生，从而通知用户发生了触底。
第二实施例
下面，将参考图9说明根据本发明第二实施例的体重计。图 9的上部是根据本实施例的体重计200的平面图，图9的下部是沿 B-B'线部分截取的体重计200的正视图(局部截面正视图)。在本 实施例中，将给出如下情况的说明基板单元具有向基板单元内部凹陷的凹陷部分，而不是如上述实施例中那样具有平的底面。在下面的说明中，使用相同的附图标记表示与上述实施例中的元件相同的元件，并且省略对其的i兌明。
如图9所示，体重计200的基板单元40具有多个凹陷部分斗la 々lg以及除凹陷部分41a 41g之外的平面部分41A，其中各凹陷部分均向基板单元40内部凹陷。形成这些被称为"加强筋(bead)"的凹陷部分41 a~41 g以增加基板卑元40的刚性并提高设计质量。这使得能够减小当被测者踩在体重计200上时基板单元40底部的弯曲。此外，基板单元40设置有测距传感器31来代替测距传感器30。
如上面实施例中所述，优选将测距传感器31定位在支撑点S1 S4的中心位置C处，特别是当体重计的基板单元的底部为可弯曲类型时。然而，如在本实施例中，当基板单元40处有凹陷部分并且当支撑点S1 S4的中心位置C与凹陷部分中的一个重叠时，中心位置C和地面之间的距离不是基板单元和地面之间的最小距离D。因此，如图9所示，在本实施例中，测距传感器31安装在最靠近除凹陷部分41a 41g之外的平面部分41A的中心位置C的位置处。利用该结构，由测距传感器31获得最靠近中心位置C的位置和地面之间的距离Dm作为最小距离D,并且判断最小距离D是否等于零。
根据本实施例，由于测距传感器31安装在平面部分41 A上最靠近中心位置C的位置处，所以能够测量当在施加了负荷后基板单元40的底部弯曲时最有可能与地面接触的位置处的距离(即，最小距离D)。因此，根据本实施例也可以获得与第一实施例中的效果相同的效果。
如图9所示，尽管在基板单元40的底部设置了槽状的凹陷部分41a 41g，但各凹陷部分可以是圆形等的任4可其它形状，并且多个凹陷部分不必具有相同的形状或相同的大小。此外，凹陷部分的数量或位置不限于图中所示的数量或位置。
此外，在本实施例中，说明了基板单元40的底部具有多个向地面的相反方向(即，向基才反单元40的内部)凹陷的凹陷部分的情况。然而，基板单元40的底部的形状不限于所示出的实施例。
图10和11示出如下变形例与第二实施例相反，基冲反单元40的底部具有多个向地面凸出(即，向基才反单元40的外部)的凸起部分。
如图IO所示，体重计200A的基板单元40A的底部具有凸起部分42a。在这种情况下，凸起部分42a的最凸出位置和地面之间的距离将是基板单元40A和地面之间的最小距离D。因此，在该变形例中，测距传感器31a安装在凸起部分42a的最凸出部分处，从而使得测距传感器31 a测量距离Dm(-最小距离D)。
此外，如图11所示，在体重计200B中，在基板单元40B的底部有两个凸起部分42bl和42b2。在这种情况下，各凸起部分42bl和42b2的最凸出部分和地面之间的距离将是基板单元40B和地面之间的最小距离D。然而，在图ll所示的例子中，测距传感器31b未设置在各凸起部分42bl和42b2的最凸出部分处，而设置在位于两凸起部分之间的平面部分处。在这种结构中，假定测距传感器3lb的测距轴的起始点和各凸起部分42bl 、 42b2的底面之间的垂直距离为Dk,并且测距传感器31b的测量值为Dm，因此D为Dm减去Dk(D-Dm-Dk)。因此，即4吏在以这种方式定位测距传感器31b的情况下，也能够获得最小距离D的值。根据该变形例，可以获得与上面第二实施例中的效果相同的效果。
如上所述，体重计基板单元40底部的凹陷部分或凸起部分的形状、大小或数量不限于图9 11中所示的形状、大小或数量，因此，应当以能够测量最小距离D或能够基于测量值获得最小距离D的方式适当地确定测距传感器的位置和数量。
尽管在图9 11中示出了安装测距传感器31、 31a、 31b以使得测距轴的起始点在基板单元40、 40A、 40B的底面平面上的例子，但如图8所示，各测距传感器31、 31a、 31b可以位于各基板单元40、 40A、 40B的内部。在这种情况下，CPU IO同样可以基于测距传感器31b的测距轴的起始点和各凸起部分42bl、42b2的底面之间的垂直距离Dk和由测距传感器31b测量出的值Dm来获得最小距离D。
第三实施例
下面，将参考图12说明根据本发明第三实施例的体重计。图12的上部是根据本实施例的体重计300的平面图，图12的下部是沿C-C'线部分截取的体重计300的正视图(局部截面正视图)。在下面的说明中，使用相同的附图标记表示与上面的实施例中相同的元件，并且省略对其的说明。
在上面第一实施例中，说明了在支撑点S1 S4的中心位置C处安装一个测距传感器30的情况。然而，被测者的脚的大小或相对基板单元的重心依据被测者而改变，并且#皮测者在基板单元上的站立位置会改变。因此，中心位置C并不总是最大弯曲位置。因此，以在基板单元50上安装多个测距传感器32(32a 32i)的方式配置本实施例。具体地，如图12的上部所示，基板单元50具有安装在中心位置C处的测距传感器32a以及沿圆周围绕测距传感器32a的方式安装的测距传感器32b 32i。利用该结构，CPU 10使得各测距传感器32测量各传感器和地面之间的各距离Da Di,并且在距离Da Di中的至少 一个为零的情况下判断出发生了触底，从而执行步骤S11中的错误显示。
23根据本实施例，可以获得与上面实施例中的效果相同的效
果。此外，由于在中心位置c处和靠近中心位置c的多个位置处
测量基板单元50和地面之间的距离，以便在测量结果之一为零时判断出发生了触底，因此，即使在发生触底的位置偏离中心位置C的情况下也能够检测出触底的发生。因此，根据本实施例，可以更可靠地检测触底。
多个测距传感器32不是必需包括位于中心位置C处的测距传感器。此外，可以自由选择多个测距传感器32的数量或位置(水平或垂直位置)而不限于本实施例所示的例子。例如，在体重计放置在如图5所示的非水平安装面上的情况下，地面凸起部分的位置与中心位置C无关。因此，多个测距传感器32不必安装成围绕中心位置C，而可以安装成跨越基板单元50的整个区域。
变形例1
在第一 第三实施例中，使用测距传感器来检测出基板单元和地面之间的最小距离为零，但用于该检测的部件不限于测距传感器。
作为例子，图13示出根据该变形例的体重计400的截面图，如图所示，在体重计400中使用开关34代替测距传感器30。开关34根据杆34a的位置切换为接通状态或断开状态。具体地，在该变形例中，如图13的下部所示，当基板单元50的底部在施加了负荷后弯曲从而与地面接触时，杆34抬起乂人而使开关34切换为接通状态，并且经由A/D转换器35将表示开关已切换为接通状态的电信号提供至CPU 10。当接收到该电信号时，CPU10判断出基板单元50和地面之间的最小距离为零，从而执行步骤Sll中的错误显示。
开关34在杆34a抬起时切换为接通状态，在杆34a落下时切换成断开状态。相反，可以使用在杆34a抬起时切换为断开状态 而在杆34a落下时切换为接通状态的开关。在这种情况下，当检 测到开关处于断开状态时，CPU 10可以判断出基板单元50和地 面之间的最小距离已改变为零。
根据该变形例，可以获得与上面各实施例和变形例中的效 果相同的效果。
变形例2
在上面的实施例中，说明了CPU IO才艮据与图7所示的过程 相对应的触底检测程序P来^企测体重计触底的发生的情况。然 而，触底检测程序P不限于触底检测程序P的过程。
图14和15是分别示出根据本变形例的触底检测程序P1和 P2的过程的流程图。下面，将说明将触底才全测程序P1和P2应用 到第一实施例的情况。注意，还可以将触底^r测程序Pl和P2应 用到第二和第三实施例中的各实施例。
首先说明触底^r测程序Pl。如图14所示，在步骤Sal，当 按下电源按钮25时，CPU 10首先驱动显示单元15并开始显示操 作。此时在显示单元15上显示例如"0.00kg"。
在步骤Sa3, CPU 10使得重量传感器70测量被测者的体重 以生成重量信息，并且在步骤Sa5， CPU 10使得测距传感器30 测量从该测距传感器3 0到地面的距离D m以生成距离信息，并将 重量信息和距离信息均临时存储在RAM 202中。相互并行地进 行体重测量处理(步骤Sa3)和距离Dm测量处理(步骤Sa5)。注意 在上面的实施例中，设置了 一个A/D转换器35,其中来自重量 传感器70和测距传感器30每一个的才莫拟测量值逐一输入到该 A/D转换器35，但在本变形例中，对重量传感器70和测距传感 器30设置了两个A/D转换器35a、 35b(未示出)。因此，CPU 10 经由A/D转换器35a载入重量传感器70的测量值并经由A/D转换器35b载入测距传感器30的测量值。
然后，在步骤Sa7， CPU 10判断步骤Sa5中测量距离Dm的 处理是否已结束。重复该判断处理直到判断结果为肯定为止。 当判断结果为肯定时(步骤Sa7中为"是")，然后在步骤Sa9中CPU IO判断基板单元50和地面之间的最小距离D是否为零。在判断 结果为肯定的情况下，CPU IO检测出触底的发生，并且在显示 单元15上显示发生了触底(步骤Sall)，并且结束检测处理。
另一方面，在Sa9中的判断结果为否定的情况下，CPU 10 进入步骤Sal3。在步骤Sal3, CPU IO读取临时存储在RAM 202 中的重量信息，以基于该重量信息显示测量出的体重(Sal3)。 从而结束纟全测处理。
如上所述，在本实施例中，并行地执行通过重量传感器70 的体重测量和通过测距传感器30的距离测量。因此，与#^居触 底检测程序P进行检测处理的情况(图7)相比，减少了从被测者 踩到体重计100上时直到显示触底发生所需的时间。此外，由于 #r测触底发生所需的时间减少，因而可快速地执行未触底的检 测，因此还减少了直到显示出体重所需的时间段。
下面将说明触底4企测程序P2。
如图15所示，在步骤Sbl，当按下电源按4丑25时，CPU 10 首先驱动显示单元15以开始显示操作。在显示单元15上显示例 如"0.00kg"。
之后，在步骤Sb3, CPU 10使得重量传感器70测量被测者 的体重并生成重量信息，以将该重量信息临时存々者在RAM 202 中。当被测者踏踩到体重计100上时，例如如图16所示，由重量 信息指示的测量结果随着时间的推移收敛为特定值。然而，重 量信息并非在被测者踩到体重计100上之后就立即接近收敛值， 这需要上升沿时段以达到收敛。在步骤Sb3, CPU IO等待重量信息值仍为不准确值的上升沿时段过去。更具体地， 一旦CPU IO检测到重量信息已经从零增加到预定值X，则CPU 10从4企测 到开始对时间开始追踪并等待预定时间Tx过去。在图16所示的 例子中，上升沿时段从重量信息值为X的时间点开始直到经过 了预定时间Tx时的时刻tx为止。
随后，在步骤Sb4， CPU IO判断体重的测量值是否已变得 稳定。基于经过了上升沿时段后的重量信息(预定数量的测量值) 进行该稳定性判断。例如，在基于7个测量值判断稳定性的情况 下，使用从当前时刻tn测量出的测量值Sn开始向前推至第六个 在先值的连续值为止的7个连续测量值(Sn、 Sn-l、Sn-2、 ...Sn-6)， 进行平均计算，例如图17所示的时刻t7的测量值S1 S7和时刻t8 的测量值S2 S8，其中n为等于或大于7的自然数。
然后C P U 10计算平均值和平均计算所依据的7个连续值中 每一个之间的差值。例如，如图17所示，作支定测量值S1 S7的 平均值为AVR7，则如图所示获得差值。
然后CPU IO判断各差值是否在预定值范围Z内。当差值在 预定值范围Z内时，判断结果表示测量值已变得稳定，而当一 个差值超出预定值范围Z时，判断结果表示测量值不稳定。在 图16所示的例子中，判断为测量值稳定。预定值范围Z可以是 体重计允许的误差范围。此外，在该例子中，基于预定数量的 测量值进行稳定性判断，但如图16所示，可以基于在用于测量 的预定时间段Tm期间获得的测量值进行稳定性判断。
在图15的步骤Sb4中的判断结果为否定，即体重测量值不 稳定的情况下，CPU 10在步骤Sbl5中测量从测距传感器到地面 之间的距离Dm并将测量出的距离Dm视为最小距离D。
然后，在步骤Sbl7， CPU IO判断最小距离D是否为零。在 判断结果为肯定的情况下，CPU 10在显示单元15上显示表示已
27发生触底的错误信息(步骤Sb19),以结束处理。
体重计中表示测量值不稳定的错误状态可能由触底导致或 者可能由触底之外的原因导致。当判断出体重的测量值不稳定 (步骤Sb4中为"否")并且当最小距离D不为零时，CPU 10判断为 该错误状态不是由触底导致的，因此，在显示单元15上显示由 触底之外的原因导致了错误状态(步骤Sb21),并且结束处理。
在步骤Sb4的判断结果为肯定，即体重的测量值稳定的情 况下，CPU 10进入步骤Sb5，以测量从基板单元50到地面的距 离Dm。然后，在步骤Sb7, CPU IO判断测量出的距离Dm(即最 小距离D)是否等于零。在该判断的结果为肯定的情况下，CPU 10在显示单元15上显示发生了触底(步骤Sbll)，并且结束处理。 在步骤Sb7的判断结果为否定的情况下，CPU IO基于存储在 RAM 202中的重量信息在显示单元15上显示测量出的体重(步 骤Sb9)，并且结束处理。
根据本实施例，由于能够从可能导致测量值不稳定的错误 状态中区分由触底导致的错误状态以及由触底之外的原因导致 的错误状态，因此能够可靠地检测出由触底导致的错误的发生， 并且能够通知用户由触底导致的错误。结果，用户只需将体重 计移动到适合进行测量的其它安放位置以容易地克服该错误原 因。
此外，当测量值不稳定并且测量出的距离Dm不为零时，判 断为这是由触底之外的原因导致的错误状态，并且立即通知用 户该错误状态的发生。因此，即使在已发生了并非由触底导致 的错误的情况下，也可以快速地检测出该错误的发生并将其通 知给用户。
其它变形例
在上面的实施例和变形例中，在显示单元15上显示表示错误的错误代码(例如"E3")以通知用户发生了触底，但不限于此。 例如，可以通过显示"触底"或者可选地通过显示"已发生测量错 误。请将体重计移动到不同位置并再次进行测量"等向导消息来 指定错误类型。此外，不是必须由显示单元15来指示错误。具 体地，通过设置LED(发光二极管)(未示出)等的光源，当发生错 误时可接通光源。此外，通过对体重计设置发声器(未示出)， 可以将表示已发生错误的警报声或消息作为音频输出。此外， 体重计可以设置有用于将表示发生错误的错误信息输出到外部 装置的输出接口 。该输出接口可以是用于将体重计连接至外部 装置的连接端子或者是用于通过红外通信等经由无线通信部件 将错误信息发送至外部装置的部件。
此外，在上面的实施例中，基^反单元50具有四边形形状， 但不限于此。例如，基板单元50可以是圆形。此外，在上面的 实施例中，说明了腿部60的形状为圆柱状的情况，但本发明不 限于此。例如，可以设置一对平且延伸的腿部。因此，腿部60 的数量不限于4，可以自由选择该数量。如上所述，支撑点是各 腿部支撑基板单元的中心。因此，支撑点不限于上述实施例， 支撑点的数量和位置依赖于腿部的形状和数量。
此外，在第一 第三实施例和变形例中，说明了具有检测 触底功能的数字体重计；然而，本发明还可以是用刻度指示体 重的模拟体重计。此外，本发明不限于体重计，本发明的触底
检测功能可以提供给烹调秤和出纳员使用的商用秤等各种类型 的称重秤。
权利要求
1.一种称重秤(100、100A、200、200A、200B、300、400)，包括基板单元(40、40A、40B、50)；以及多个腿部(60)，用于支撑所述基板单元，其中，所述基板单元(40、40A、40B、50)具有重量测量器(10、70)，其测量负荷量的重量并生成重量信息；检测器(10、30、30a、31、31a、31b、32、34)，其检测当施加了负荷时所述基板单元和地面之间的最小距离(D)是否为零；以及生成器(10)，其在所述检测器检测出所述最小距离(D)为零的情况下生成表示错误状态的发生的错误信息，其中所述错误状态表示不能准确测量重量。
2. 才艮据权利要求I所述的称重秤(IOO、 IOOA、 200、 200A、 200B、 300、 400)，其特征在于，所述基板单元(40、 40A、 40B、 50)还具有通知器(IO、 15)，其基于所述生成器生成的所述错误信息， 向用户通知所述错误状态的发生。
3. 根据权利要求2所述的称重秤(100、 IOOA、 200、 200A、 200B、 300、 400),其特征在于，所述通知器(IO、 15)包括显示单元(15)，并基于所述错误信 息在所述显示单元(15)上显示所述错误状态的发生。
4. 根据权利要求I所述的称重秤(IOO、 IOOA、 200、 200A、 200B、 300、 400)，其特征在于，还包括输出接口，其将所述错误信息输出至外部装置。
5. 根据权利要求1 4任意一项所述的称重秤(100、 IOOA、 400),其特征在于，所述检测器(IO、 30、 30a、 34)基于与多个支撑点(S1 S4) 的中心位置(C)和地面之间的距离相对应的所述最小距离(D)进 行所述检测，其中，各所述支撑点为所述多个腿部(60)中的每 个腿部的中心，各所述腿部在各所述支撑点处支撑所述基板单 元(40A、 50)。
6. 根据权利要求1 4任意一项所述的称重秤(200),其特征 在于，所述基板单元(40)的下部具有向内凹陷的至少一个凹陷部 分(41a 41g)和作为所述至少一个凹陷部分之外的部分的平面 部分(41A),所述检测器(IO、 31)基于与所述平面部分(41A)的最靠近多 个支撑点(S1 S4)的中心位置的位置和地面之间的距离相对应 的所述最小距离(D)进行所述检测，其中，各所述支撑点为所述 多个腿部(60)中的每个腿部的中心，各所述腿部在各所述支撑 点处支撑所述基板单元(40)。
7. 根据权利要求1 4任意一项所述的称重秤(200A、 200B)， 其特征在于，所述基板单元(40A、 40B)的下部具有向外凸出的至少一个 凸起部分(42a、 42bl、 42b2)，所述检测器(IO、 31a、 31b)基于与所述凸起部分的向外凸 出最多的位置和地面之间的距离相对应的所述最小距离(D)进 行所述4全测。
8. 根据权利要求1 4任意一项所述的称重秤(300),其特征 在于，所述检测器(IO、 32)具有多个测距传感器(32a 32i)，所述 多个测距传感器用于测量各测距传感器和地面之间的距离，其 中所述多个测距传感器各自安装在所述基板单元(50)的多个位置中的一个位置处；以及在基于从所述多个测距传感器(32a 32i)输出的值(Da Di) 之一 所获得的所述最小距离(D)表示所述基板单元(50)和地面 之间的距离为零的情况下，所述检测器(IO、 32)检测出所述最 小距离(D)为零。
9. 根据权利要求1 4任意一项所述的称重秤(400),其特征 在于，所述检测器(IO、 34)具有多个开关(34),当所述基板单元(50) 和地面之间的距离已改变为零时，所述多个开关各自改变为接 通状态和断开状态之一，其中所述多个开关安装在所述基板单 元(50)的多个位置处；以及在所述多个开关中的至少一个开关改变为所述接通状态和 所述断开状态之一的情况下，所述检测器(IO、 34)检测出所述 最小距离(D)为零。
10. —种称重秤(IOO、 IOOA、 200、 200A、 200B、 300、 400) 的控制方法，所述称重秤具有基板单元(40、 40A、 40B、 50)以 及用于支撑所述基板单元(40、 40A、 40B、 50)的多个腿部(60), 其中，所述基板单元(40、 40A、 40B、 50)设置有显示单元(15) 和重量测量器(IO、 70)，所述显示单元(15)用于显示信息，所述 重量测量器(IO、 70)用于测量负荷量的重量并生成重量信息，所述控制方法包括如下步骤重量测量步骤(图7中的S3、图14中的Sa3、图15中的Sb2), 用于使得所述重量测量器(IO、 70)测量负荷量的重量并生成所 述重量信息；检测步骤(图7中的S5和S7、图14中的Sa5和Sa9、图15中的 Sb5和Sb7以及图15中的Sbl5和Sb17)，用于检测所述基板单元 (40、 40A、 40B、 50)和地面之间的最小距离(D)是否已改变为零；以及显示步骤，用于在所述检测步骤中才企测出所述基4反单元(40、 40A、 40B、 50)和地面之间的所述最小距离(D)为零的情况 下，在所述显示单元(15)上显示错误状态的发生(图7中的Sll、 图14中的Sa11、图15中的Sbll和Sb19)，否则在所述显示单元上 显示所述重量信息(图7中的S9、图14中的Sa13、图15中的Sb9), 其中所述错误状态表示由于触底而导致不能准确测量重量。
11. 根据权利要求10所述的称重秤的控制方法，其特征在于，所述称重秤具有测距传感器(30、 30a、 31、 31a、 31b、 32)， 所述测距传感器用于在施加了负荷时测量所述测距传感器和地 面之间的3巨离，所述检测步骤包括测距步骤(图14中的Sa5)，所述测距步骤 用于使得所述测距传感器(30、 30a、 31、 31a、 31b、 32)测量所 述测距传感器和地面之间的距离以获得所述最小距离(D)，并行地执行所述重量测量步骤(图14中的Sa3)和所述测距 步骤(图14中的Sa5)。
12. 根据权利要求10所述的称重秤的控制方法，其特征在 于，还包括判断步骤(图15中的Sb4)，所述判断步骤用于基于在 所述重量测量步骤(图15中的Sb2)中生成的所述重量信息判断测量出的重量是否稳定，其中，在所述判断步骤中判断为所述测量出的重量稳定(图 15中的Sb4为"是，，)的情况下，进行所述检测步骤(Sb5)，并且所 述显示步骤包括在所述才企测步骤中检测出所述基板单元(40、 40A、40B、50)和地面之间的所述最小距离(D)^7零(图15中的Sb7 为"是，，)的情况下，在所述显示单元(15)上显示作为第一错误状 态的错误状态的发生(图15中的Sbll),否则(图15中的Sb7为"否")，在所述显示单元(15)上显示所述重量信息(图15中的 Sb9)，其中所述第一错误状态表示由于触底而导致不能准确测 量重量；以及在所述测量出的重量不稳定(图15中的Sb4为"否") 的情况下，进行所述检测步骤(图15中的SM5),并且所述显示 步骤包括在所述检测步骤中检测出所述基板单元(40、 40A、 40B、 50)和地面之间的所述最小距离(D)为零(图15中的Sbl7为 "是，，)的情况下，显示作为所述第 一 错误状态的错误状态的发生 (图15中的Sb19),否则(图15中的Sbl7为"否")，在所述显示单元 (15)上显示第二错误状态的发生(图15中的Sb21)而不显示所述 重量信息，其中所述第二错误状态表示由于触底之外的原因而 导致不能准确测量重量。
全文摘要
本发明提供一种称重秤及其控制方法。体重计(100)在基板单元(50)的中心位置(C)处设置有测距传感器(30)。CPU(10)测量被测者的体重。然后，CPU(10)驱动测距传感器(30)以测量测距传感器和地面之间的距离(Dm)，并判断基板单元(50)和地面之间的最小距离(D)是否为零。在最小距离(D)为零的情况下，CPU(10)经由显示单元(15)显示表示发生了错误的消息，否则在显示单元(15)上显示测量出的体重。
文档编号G01G19/44GK101629844SQ20091015197
公开日2010年1月20日 申请日期2009年7月15日 优先权日2008年7月15日
发明者小林广拓, 谷田千里 申请人:株式会社百利达