CN105937935A - 可调节的双阶双精度称重电子秤 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调节的双阶双精度称重电子秤，包括用于置放待称物体的载物板和设置在载物板下方的底座和设置在底座中的用于支承载物板的双阶双精度称重传感器；各双阶双精度称重传感器包括安装座、第一精度称重传感器、第二精度称重传感器、支撑脚、弹性支承件和用于调节弹性支承件高度的调节机构；所述安装座设有安装板部和用于把自身所受压力传递给安装板部的导力支承部；弹性支承件、第一精度称重传感器、安装板部、第二精度称重传感器、支撑脚依次压接设置；弹性支承件的顶端在自由状态时高出导力支承部的顶端，弹性支承件的顶端承压受力时下移。本发明具有双阶连续量程，且在各阶量程内具有不同精度值。

Description

可调节的双阶双精度称重电子秤

技术领域

本发明属于称重传感器结构设计技术领域，具体涉及一种可调节的双阶双精度称重电子秤。

背景技术

目前市场上的体重电子秤，其结构主要包括载物板、显示屏、调节按钮、电源模块和用于支承载物板的称重传感器组成，其功能主要用于称重人体，且一般是当承载物体重量超过预设值后，显示屏才开始显示数值，该预设值一般是5公斤；另外，该种体重电子秤的最大量程一般是180公斤，精度值只有100克，误差较大，所以这种传统的体重电子秤平日除了称量体重外，基本上不能作为它用，尤其是不能用于作为厨房电子秤用。而现有的厨房电子秤，其精度值可达到1克甚至更小，但是其量程一般不超过10千克，所以不能作为体重秤使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有双阶连续量程、且在各阶量程内具有不同精度值的可调节的双阶双精度称重电子秤。

实现本发明目的的技术方案是：一种可调节的双阶双精度称重电子秤，包括用于置放待称物体的载物板、设置在载物板下方的底座和设置在底座中的用于支承载物板的双阶双精度称重传感器；各双阶双精度称重传感器，包括安装座、第一精度称重传感器、第二精度称重传感器、支撑脚、弹性支承件和用于调节弹性支承件高度的调节机构；所述安装座设有安装板部和用于把自身所受压力传递给安装板部的导力支承部；弹性支承件、第一精度称重传感器、安装板部、第二精度称重传感器、支撑脚依次压接设置；弹性支承件包括上支承件、弹簧和下支承件；弹簧的上端抵接在上支承件上，弹簧的下端抵接在下支承件上，下支承件压接设置在第一精度称重传感器上；上支承件的底壁上设有导力压接部，导力压接部在自由状态时高出导力支承部的顶端；上支承件的外周壁上设有外凸的止挡部，导力支承部的外周壁上设有外螺纹区；调节机构包括调节压盖和弹性垫片；该调节压盖的上端设有环形的防脱压接部，下端内壁上设有与导力支承部外螺纹区适配的内螺纹区，中端设有压接面；调节压盖通过该压接面把弹性垫片压接在导力支承部顶端上，所述防脱压接部套设在上支承件的位于止挡部上方的外壁上，自由状态下，在弹簧的弹力作用下，防脱压接部压接在止挡部上。

上述方案中，所述弹性垫片中心透孔的孔径大于上支承件的止挡部的外径；在外力作用下，所述止挡部在防脱压接部和导力支承部顶端之间做上下滑动；上支承件承压受力至预设程度时，导力压接部下移至压接在导力支承部上。

上述方案中，弹性垫片中心透孔的孔径小于上支承件的止挡部的外径；在外力作用下，所述止挡部在防脱压接部和弹性垫片顶壁之间做上下滑动；上支承件承压受力至预设程度时，导力压接部下移至压接在弹性垫片上。

上述方案中，第一精度称重传感器的量程小于第二精度称重传感器的量程。

上述方案中，底座中设有四个透孔，各双阶双精度称重传感器通过粘结方式固定在相应一个透孔中。

上述方案中，弹性支承件的顶端粘结固定设置在载物板的底壁上。

本发明在第一阶量程内称量时，也即导力压接部尚未下移至压接在导力支承部上时，虽然第一精度称重传感器和第二精度称重传感器同时受力，但可以利用第一精度称重传感器单独测重，也即外接显示屏仅显示第一精度称重传感器测到的数据，其精度值是第一精度称重传感器的精度值，一般采用较高的精度，例如精度值是1克或者更小；在第二量程内称量时，也即导力压接部下移至压接在导力支承部上时，虽然第一精度称重传感器和第二精度称重传感器同时受力，但可以利用第二精度称重传感器单独测重，也即外接显示屏仅显示第二精度称重传感器测到的数据，其精度值是第二精度称重传感器的精度值，一般采用较低的精度，例如精度值是100克或者更大；另外，本发明在第二阶量程范围内称量时，此时导力压接部下移至压接在导力支承部上，弹簧形变不再增加，也即施加在第一精度称重传感器上的压力不再增加，从而有效保护第一精度称重传感器，使其不会因承力超重而损坏；此外，本发明通过选用弹簧作为弹性支承件的核心，可以通过选用适当的弹簧使得导力压接部与导力支承部之间具有适当的间隙距离，既能降低对安装座及弹性支承件的加工精度要求，又能保证使用时的舒适感。

附图说明

图1是本发明的一种爆炸图；

图2是图1所示电子秤中双阶双精度称重传感器处于第一阶量程称重状态的一种结构示意图；

图3为图2所示双阶双精度称重传感器处于第二阶量程称重状态的一种结构示意图；

图4为图2所示双阶双精度称重传感器的一种立体结构示意图；

图5为图4所示双阶双精度称重传感器的一种爆炸图；

图6为图4所示双阶双精度称重传感器从另一角度观察时的一种爆炸图；

图7是本发明第二种结构处于第一阶量程称重状态的一种结构示意图；

图8为图7所示双阶双精度称重传感器处于第二阶量程称重状态的一种结构示意图。

具体实施方式

(实施例1)

本实施例是一种可调节的双阶双精度称重电子秤，见图1至图6所示，包括用于置放待称物体的载物板91、设置在载物板下方的底座92和设置在底座中的四个用于支承载物板的双阶双精度称重传感器93；底座中设有四个透孔94，各双阶双精度称重传感器通过粘结方式固定在相应一个透孔中。

各双阶双精度称重传感器包括安装座1、第一精度称重传感器2、第二精度称重传感器3、支撑脚4、弹性支承件5和用于调节弹性支承件高度的调节机构6。

所述安装座设有安装板部11和用于把自身所受压力传递给安装板部的导力支承部12；弹性支承件、第一精度称重传感器、安装板部、第二精度称重传感器、支撑脚依次压接设置。

安装板部水平设置，安装板部的顶壁上设有第一卡座，底壁上设有第二卡座。第一卡座和第二卡座的存在可以使得第一精度称重传感器和第二精度称重传感器的安装操作较为快速便捷。安装座的导力支承部12是从安装板部向上突出形成的环形凸台，所述第一卡座、第一精度称重传感器和弹性支承件设置在该环形凸台围成的腔体121中。这种结构使得导力支承部可以把弹性支承件和第一精度称重传感器围在其中，对弹性支承件和第一精度称重传感器具有一定的保护作用，使其不易受到外界因素干扰。

本实施例中，第一精度测力传感器是厨房用称重传感器，其量程是0至5千克，精度值可达到1克；该第一精度称重传感器设有第一固定部21、第一承力形变部22、和设置在第一承力形变部上的用于检测第一承力形变部变形量的第一电阻应变片23；具体来说，所述第一固定部的形状是由四条边组合形成的矩形框状，第一承力形变部的形状是由一条底边以及与该底边垂直设置的三条直边组合形成的“山”字形，第一承力形变部设置在第一固定部的矩形框内，所述第一承力形变部的三条直边中的中心直边的末端与第一固定部的一条边框中端的内侧边壁相连。所述第一固定部卡接固定在第一卡座中；第一承力形变部高出所述安装板部，为其形变留出空间。该第一精度称重传感器的结构形状较为合理，易于通过冲压方式加工制造，且成本较低。

弹性支承件包括上支承件51、弹簧52和下支承件53；弹簧的上端抵接在上支承件上，弹簧的下端抵接在下支承件上，下支承件压接设置在第一精度称重传感器上。具体来说，下支承件压接设置在第一承力形变部上，第一固定部卡装在安装板部顶壁上的第一卡座上，并压接设置在安装板部上。弹性支承件的顶端50在自由状态也即未受压力时高出导力支承部的顶端120，弹性支承件的顶端也即上支承件的顶端承压受力时下移。这种结构通过把上支承件、弹簧和下支承件分体设置，便于加工制造及维护更换。上支承件的顶端粘结固定设置在载物板的底壁上。

本实施例中，下支承件通过螺接方式固定设置在第一承力形变部上。第一承力形变部上设有两个第一紧固孔221；下支承件的底端设有通过两个第一螺钉222与该第一紧固孔紧固连接的两个紧固螺孔531。具体来说，所述第一承力形变部三条直边中的位于中心直边两侧的两条直边，各设有一个第一紧固孔221。这种结构通过把下支承件直接固定设置在第一精度称重传感器的第一承力形变部上，在实现下支承件压接第一承力形变部的同时，还利用第一承力形变部直接定位下支承件，其结构较为简化合理。

在具体实践中，也可通过锚接方式把下支承件固定在第一精度称重传感器上，例如在下支承件的底壁上设置两个向下凸出的锚接凸台，在第一承力形变部上设置两个锚孔，各锚接凸台穿过相应一个锚孔后锚接处理，这种方式也是有效可行的。

下支承件的顶端设有环形限位槽532和位于环形限位槽中心处的中心限位滑孔533；上支承件的底壁上设有与导力支承部适配的环形导力压接部511、位于环形导力压接部中心处的向下突出的限位滑柱512；该限位滑柱位于下支承件的中心限位滑孔中，并可上下滑动；下支承件承压受力下移至一定程度后，其导力压接部压接在导力支承部上，导力支承部进而把自身所受压力再传递给安装板部，安装板部再把压力传递给第二精度称重传感器。这种结构较为合理，可以较好的对弹簧进行精确定位，防止其偏心移位，另外，这种结构尤其适合快速组装及后期维护更换。另外，这种结构还充分利用了弹簧的性能优势，通过选用适当的弹簧，可以使得自由状态时，上支承件导力压接部511与安装座的导力支承部顶端120的间隙处于合适的尺寸，一般优选是1毫米至5毫米，较佳的优选尺寸是2毫米至3毫米，过大的间隙会在人体称量时给人明显的坠落感，因为此时的导力压接部必须要下移至压接在导力支承部上，也即下移整个上述间隙尺寸；过小的间隙会要求较高的加工精度，提高工艺难度和制造成本。

安装座在安装板部的下方还设有围合形成容置腔131的容置部13，该容置部和安装板部一体制成，第二精度称重传感器和支撑脚设置在该容置腔中，支撑脚的底端还向下伸出该容置腔。这种结构的优点在于可以对第二精度称重传感器和支撑脚进行保护，防止外界因素对其进行干扰。本实施例是把导力支承部、安装板部和容置部制成一体件，在具体实践中，也可将其各自制成分体件，最后组装在一起，也是可行的。

本实施例中，第二精度称重传感器是人体称重传感器，其量程是0千克至50千克，精度值是100克；第二精度称重传感器设有第二固定部31、第二承力形变部32、和设置在第二承力形变部上的用于检测第二承力形变部变形量的第二电阻应变片33。

本实施例由于采用四个双阶双精度称重传感器，第一阶量程的称重范围是0至20千克，可以满足日常小物件称重的需求，第二阶量程的称重范围是20至200千克，可以满足人体称重的需求。

本实施例中，第二精度称重传感器的形状近似于反“G”字形，其第二固定部近似“C”字形，第二承力形变部的形状近似于一个较小的“C”字形，并与第二固定部相连，组合形成反“G”字形。本实施例中的第一精度称重传感器和第二精度称重传感器均适合通过冲压方式加工制造，有利于降低制造成本。

第二固定部卡装在安装板部底壁上的第二卡座中，第二承力形变部低于所述安装板部，为其形变留出空间，同时第二承力形变部压接设置在支撑脚的顶端上。

本实施例中，所用第一精度称重传感器和第二精度称重传感器也可采用市面上广为流通、且价格较为低廉的测力传感器，从而有效降低制造成本。

本实施例中，支撑脚的基本形状是圆柱状，其底端设有橡胶制防滑垫41。

本实施例中，容置部底端中心处设有容置腔底部开口，该开口处设有用于封堵容置腔底部开口的封盖15；封盖包括内盖区152、外盖区153以及连接内盖区和外盖区的多条螺旋弹臂154，内盖区中心处设有中心圆孔151；支撑脚的底端向下伸出封盖的中心圆孔，且支撑脚的外周壁与封盖中心圆孔的内壁粘结固定。由于可以把螺旋弹臂做得足够细小，该种结构能够充分降低支撑脚外壁与安装座之间通过封盖的力传递，使其导致的误差影响对第二阶量程内的精度来说，达到忽略不计的程度。

封盖15与容置部配合使用，对位于容置腔中的第二精度称重传感器进行较好的保护。

本实施例中，第一精度称重传感器的量程要小于第二精度称重传感器的量程，也即是说第一精度称重传感器的最大称重值要小于第二精度称重传感器的最大称重值，通过选取合适的弹簧，以及选择适当的导力压接部和导力支承部之间的距离，可以将第一精度称重传感器所受压力限制在其量程范围内，从而防止第一称重传感器因超重而被压损；这种限力保护方式的优点在于：由于应变式称重传感器的弹性形变很小，例如本实施例中第一精度称重传感器的整个量程内的形变高度差以微米计算，如果采用刚性支柱代替本实施例中的弹簧，则上支承件的导力压接部与安装座的导力支承部之间的间隙也必须以微米衡量，这对加工精度要求实在过高，而且考虑到材料加工成型中的误差以及温差引起的材料膨胀变化，工业上很难实现；但是如果采用弹簧放大形变，就能有效有效降低加工精度要求和制造成本。

上支承件在自由状态也即未受压力时，上支承件的顶端50高出导力支承部的顶端120；上支承件承压受力时下移，当上支承件承压受力小于5千克力时，也即在第一阶量程范围内时，通过选择适当的弹簧以及选择适当的导力压接部和导力支承部的间距，可以使得该阶量程内称量时，导力压接部不会压接到导致支承部上，也即上支承件承受了全部压力，并依次传递给弹簧、下支承件、第一精度称重传感器、安装板部、第二精度称重传感器和支撑脚；此时通过外接的中央控制电路显示第一精度称重传感器测到的数据，其精度值可达1克；当上支承件承压受力小于50千克力且大于等于5千克力时，也即在第二阶量程范围内时，导力压接部会压接在导力支承部上，由于弹簧所受压力不再增加，从而有效保护第一精度称重传感器不会因超重压损；此时上支承件所受压力中，有5千克力在具体实践中，该力值可能会因加工精度误差略有变化，但不会超过第一精度称重传感器的最大承力值，从而不会损坏第一精度称重传感器依次传递给弹簧、下支承件、第一精度称重传感器、安装板部、第二精度称重传感器和支撑脚；其余压力则通过导力支承部依次传递给安装板部、第二精度称重传感器和支撑脚；这时通过中央控制电路显示第二精度称重传感器测到的数据，其精度值只有100克。

本实施例中，上支承件的外周壁上设有外凸的止挡部513，导力支承部的外周壁上设有外螺纹区122；调节机构包括调节压盖61和弹性垫片62；该调节压盖的上端设有环形的防脱压接部611，下端内壁上设有与导力支承部外螺纹区适配的内螺纹区612，中端设有压接面613；调节压盖通过该压接面把弹性垫片压接在导力支承部顶端上，所述防脱压接部套设在上支承件的位于止挡部上方的外壁上，自由状态下，在弹簧的弹力作用下，防脱压接部压接在止挡部上；在外力作用下，所述止挡部可在防脱压接部和导力支承部顶端之间做上下滑动。

本实施例中，所述弹性垫片62中心透孔的孔径大于上支承件的止挡部513的外径，从而不影响上支承件的上下移动；在具体实践中，也可把弹性垫片62中心透孔的孔径做得小于上支承件的止挡部513的外径，但是如果采用这种结构，所述止挡部513则是在防脱压接部611和弹性垫片62顶壁之间做上下滑动，上支承件的导力压接部也不再是下移至直接压接在安装座的导力支承部上，而是下移至压接在弹性垫片上。

该种结构的优点在于：在具体实践中，弹性件中弹簧52的一致性难以保证，由于人体秤和厨房秤一般会同时采用四个双阶双精度称重传感器，一致性难以保证的弹簧将会导致四个称重传感器的高度略有区别，影响组装及使用，甚至当使用者拿起电子秤观察时，各支撑脚的底端不在同一平面上，极不美观；本实施例采用调节机构调整弹性支承件的整体高度，可以使得本实施例即使采用误差稍大的弹簧，也只需要把调节压盖旋转到位，即可保证整体高度的一致性。另外，这里弹性垫片的作用不仅是防止调节压盖的松动，还可以通过选用不同高度的弹性垫片来调整整体高度，或者调节上支承件的导力压接部与安装座的导力支承部之间的间隙，以满足不同场合下的需求。

本实施例的结构设计较为合理，能够减小加工精度要求，降低制造成本和工艺难度；另外还能有效防止第一精度称重传感器因超重而压损。

(实施例2)

本实施例和实施例1基本相同，不同之处在于：见图7和图8所示，导力支承部顶端设置静触头123，在上支承件的导力压接部设置与该静触头适配的动触头514；当该导力压接部压接在导力支承部上时，动触头压接设置在静触头上，两者实现电连接。在具体实践中，动触头和静触头电接触时，产生一个电信号给相连的外接的中央控制电路，中央控制电路接收到该信号时，在显示屏上显示第二精度称重传感器测到的数据；当中央控制电路未接收到该信号时，在显示屏上显示第一精度称重传感器测到的数据；也即是说，该动静触头组合起来可以作为显示屏显示数据自动转换的信号转换开关。在具体实践中，还可采用其它结构，例如采用干簧管、接近开关等代替该动静触头组合。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种可调节的双阶双精度称重电子秤，包括用于置放待称物体的载物板；其特征在于：还包括设置在载物板下方的底座和设置在底座中的用于支承载物板的双阶双精度称重传感器；各双阶双精度称重传感器，包括安装座、第一精度称重传感器、第二精度称重传感器、支撑脚、弹性支承件和用于调节弹性支承件高度的调节机构；所述安装座设有安装板部和用于把自身所受压力传递给安装板部的导力支承部；弹性支承件、第一精度称重传感器、安装板部、第二精度称重传感器、支撑脚依次压接设置；弹性支承件包括上支承件、弹簧和下支承件；弹簧的上端抵接在上支承件上，弹簧的下端抵接在下支承件上，下支承件压接设置在第一精度称重传感器上；上支承件的底壁上设有导力压接部，导力压接部在自由状态时高出导力支承部的顶端；上支承件的外周壁上设有外凸的止挡部，导力支承部的外周壁上设有外螺纹区；调节机构包括调节压盖和弹性垫片；该调节压盖的上端设有环形的防脱压接部，下端内壁上设有与导力支承部外螺纹区适配的内螺纹区，中端设有压接面；调节压盖通过该压接面把弹性垫片压接在导力支承部顶端上，所述防脱压接部套设在上支承件的位于止挡部上方的外壁上，自由状态下，在弹簧的弹力作用下，防脱压接部压接在止挡部上。

2.根据权利要求1所述的可调节的双阶双精度称重电子秤，其特征在于：所述弹性垫片中心透孔的孔径大于上支承件的止挡部的外径；在外力作用下，所述止挡部在防脱压接部和导力支承部顶端之间做上下滑动；上支承件承压受力至预设程度时，导力压接部下移至压接在导力支承部上。

3.根据权利要求1所述的可调节的双阶双精度称重电子秤，其特征在于：弹性垫片中心透孔的孔径小于上支承件的止挡部的外径；在外力作用下，所述止挡部在防脱压接部和弹性垫片顶壁之间做上下滑动；上支承件承压受力至预设程度时，导力压接部下移至压接在弹性垫片上。

4.根据权利要求1所述的可调节的双阶双精度称重电子秤，其特征在于：第一精度称重传感器的量程小于第二精度称重传感器的量程。

5.根据权利要求1所述的可调节的双阶双精度称重电子秤，其特征在于：底座中设有四个透孔，各双阶双精度称重传感器通过粘结方式固定在相应一个透孔中。

6.根据权利要求1所述的可调节的双阶双精度称重电子秤，其特征在于：弹性支承件的顶端粘结固定设置在载物板的底壁上。