一種智能型雙階雙精度稱重傳感器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種智能型雙階雙精度稱重傳感器，包括安裝座、第一精度稱重傳感器、第二精度稱重傳感器、支撐腳和彈性支承件；所述安裝座設有安裝板部和用于把自身所受壓力傳遞給安裝板部的導力支承部；彈性支承件、第一精度稱重傳感器、安裝板部、第二精度稱重傳感器、支撐腳依次壓接設置；彈性支承件包括上支承件、彈簧和下支承件；上支承件的底壁上設有導力壓接部，導力壓接部在自由狀態時高出導力支承部的頂端；導力支承部頂端設有靜觸頭，上支承件的導力壓接部設有與該靜觸頭適配的動觸頭；當該導力壓接部壓接在導力支承部上時，動觸頭壓接設置在靜觸頭上。本發明具有雙階連續量程，且在各階量程內具有不同精度值。
【專利說明】
一種智能型雙階雙精度稱重傳感器
技術領域
[0001]本發明屬于稱重傳感器結構設計技術領域，具體涉及一種智能型雙階雙精度稱重傳感器。
【背景技術】
[0002]目前市場上的體重電子秤，其結構主要包括載物板、顯示屏、調節按鈕、電源模塊和用于支承載物板的稱重傳感器組成，其功能主要用于稱重人體，且一般是當承載物體重量超過預設值后，顯示屏才開始顯示數值，該預設值一般是5公斤；另外，該種體重電子秤的最大量程一般是180公斤，精度值只有100克，誤差較大，所以這種傳統的體重電子秤平日除了稱量體重外，基本上不能作為它用，尤其是不能用于作為廚房電子秤用。而現有的廚房電子秤，其精度值可達到I克甚至更小，但是其量程一般不超過10千克，所以不能作為體重秤使用。

【發明內容】

[0003]本發明的目的是提供一種具有雙階連續量程、且在各階量程內具有不同精度值的智能型雙階雙精度稱重傳感器。
[0004]實現本發明目的的技術方案是:一種智能型雙階雙精度稱重傳感器，包括安裝座、第一精度稱重傳感器、第二精度稱重傳感器、支撐腳和彈性支承件;所述安裝座設有安裝板部和用于把自身所受壓力傳遞給安裝板部的導力支承部;彈性支承件、第一精度稱重傳感器、安裝板部、第二精度稱重傳感器、支撐腳依次壓接設置;彈性支承件包括上支承件、彈簧和下支承件;彈簧的上端抵接在上支承件上，彈簧的下端抵接在下支承件上，下支承件壓接設置在第一精度稱重傳感器上;上支承件的底壁上設有導力壓接部，導力壓接部在自由狀態時高出導力支承部的頂端;導力支承部頂端設有靜觸頭，上支承件的導力壓接部設有與該靜觸頭適配的動觸頭;上支承件承壓受力至預設程度時，該導力壓接部下移至壓接在導力支承部上;當該導力壓接部壓接在導力支承部上時，動觸頭壓接設置在靜觸頭上。
[0005]上述方案中，安裝座的外壁上設有用于安裝自身整體的卡接安裝部。
[0006]上述方案中，第一精度稱重傳感器的量程小于第二精度稱重傳感器的量程。
[0007]本發明在第一階量程內稱量時，也即導力壓接部尚未下移至壓接在導力支承部上時，雖然第一精度稱重傳感器和第二精度稱重傳感器同時受力，但可以利用第一精度稱重傳感器單獨測重，也即外接顯示屏僅顯示第一精度稱重傳感器測到的數據，其精度值是第一精度稱重傳感器的精度值，一般采用較高的精度，例如精度值是I克或者更小;在第二量程內稱量時，也即導力壓接部下移至壓接在導力支承部上時，雖然第一精度稱重傳感器和第二精度稱重傳感器同時受力，但可以利用第二精度稱重傳感器單獨測重，也即外接顯示屏僅顯示第二精度稱重傳感器測到的數據，其精度值是第二精度稱重傳感器的精度值，一般采用較低的精度，例如精度值是100克或者更大；另外，本發明在第二階量程范圍內稱量時，此時導力壓接部下移至壓接在導力支承部上，彈簧形變不再增加，也即施加在第一精度稱重傳感器上的壓力不再增加，從而有效保護第一精度稱重傳感器，使其不會因承力超重而損壞;此外，本發明通過選用彈簧作為彈性支承件的核心，可以通過選用適當的彈簧使得導力壓接部與導力支承部之間具有適當的間隙距離，既能降低對安裝座及彈性支承件的加工精度要求，又能保證使用時的舒適感。另外，動觸頭和靜觸頭電接觸時，產生一個電信號給相連的外接的中央控制電路，中央控制電路接收到該信號時，在顯示屏上顯示第二精度稱重傳感器測到的數據；當中央控制電路未接收到該信號時，在顯示屏上顯示第一精度稱重傳感器測到的數據;也即是說，該動靜觸頭組合起來可以作為顯示屏顯示數據自動轉換的信號轉換開關。在具體實踐中，還可采用其它結構，例如采用干簧管、接近開關等代替該動靜觸頭組合。該種結構可以實現第一精度稱重傳感器和第二精度稱重傳感器相關檢測數據的實時轉換，且結構較為簡化。
[0008]圖1為本發明第一種結構處于第一階量程稱重狀態的一種結構示意圖；
[0009]圖2為圖1所示雙階雙精度稱重傳感器處于第二階量程稱重狀態的一種結構示意圖；
[0010]圖3為圖1所示雙階雙精度稱重傳感器中第一精度稱重傳感器和下支承件的一種爆炸圖；
[0011]圖4為圖3所示第一精度稱重傳感器和下支承件從另一角度觀察時的一種爆炸圖；
[0012]圖5為圖1所示雙階雙精度稱重傳感器中第二精度稱重傳感器和支撐腳的一種爆炸圖；
[0013]圖6為圖5所示第二精度稱重傳感器和支撐腳從另一角度觀察時的一種爆炸圖；
【具體實施方式】
[0014](實施例1)
[0015]本實施例是一種可調節的雙階雙精度稱重傳感器，見圖1至圖6所示，包括安裝座
1、第一精度稱重傳感器2、第二精度稱重傳感器3、支撐腳4、彈性支承件5和用于調節彈性支承件高度的調節機構6。
[0016]所述安裝座設有安裝板部11和用于把自身所受壓力傳遞給安裝板部的導力支承部12;彈性支承件、第一精度稱重傳感器、安裝板部、第二精度稱重傳感器、支撐腳依次壓接設置。
[0017]安裝板部水平設置，安裝板部的頂壁上設有第一卡座，底壁上設有第二卡座。第一卡座和第二卡座的存在可以使得第一精度稱重傳感器和第二精度稱重傳感器的安裝操作較為快速便捷。安裝座的導力支承部12是從安裝板部向上突出形成的環形凸臺，所述第一卡座、第一精度稱重傳感器和彈性支承件設置在該環形凸臺圍成的腔體121中。這種結構使得導力支承部可以把彈性支承件和第一精度稱重傳感器圍在其中，對彈性支承件和第一精度稱重傳感器具有一定的保護作用，使其不易受到外界因素干擾。
[0018]本實施例中，第一精度測力傳感器是廚房用稱重傳感器，其量程是O至5千克，精度值可達到I克;該第一精度稱重傳感器設有第一固定部21、第一承力形變部22、和設置在第一承力形變部上的用于檢測第一承力形變部變形量的第一電阻應變片23;具體來說，所述第一固定部的形狀是由四條邊組合形成的矩形框狀，第一承力形變部的形狀是由一條底邊以及與該底邊垂直設置的三條直邊組合形成的“山”字形，第一承力形變部設置在第一固定部的矩形框內，所述第一承力形變部的三條直邊中的中心直邊的末端與第一固定部的一條邊框中端的內側邊壁相連。所述第一固定部卡接固定在第一^^座中；第一承力形變部高出所述安裝板部，為其形變留出空間。該第一精度稱重傳感器的結構形狀較為合理，易于通過沖壓方式加工制造，且成本較低。
[0019]在用于制造電子秤時，一般需要四個本實施例所述的雙階雙精度稱重傳感器，也即采用本實施例制成的電子秤的第一階量程的稱重范圍是O至20千克，可以滿足日常小物件稱重的需求。但對于本實施例而言，由于只有一個第一精度稱重傳感器，其第一階量程是O至5千克。
[0020]彈性支承件包括上支承件51、彈簧52和下支承件53;彈簧的上端抵接在上支承件上，彈簧的下端抵接在下支承件上，下支承件壓接設置在第一精度稱重傳感器上。具體來說，下支承件壓接設置在第一承力形變部上，第一固定部卡裝在安裝板部頂壁上的第一卡座上，并壓接設置在安裝板部上。彈性支承件的頂端50在自由狀態也即未受壓力時高出導力支承部的頂端120，彈性支承件的頂端也即上支承件的頂端承壓受力時下移。這種結構通過把上支承件、彈簧和下支承件分體設置，便于加工制造及維護更換。
[0021]本實施例中，下支承件通過螺接方式固定設置在第一承力形變部上。第一承力形變部上設有兩個第一緊固孔221;下支承件的底端設有通過兩個第一螺釘222與該第一緊固孔緊固連接的兩個緊固螺孔531。具體來說，所述第一承力形變部三條直邊中的位于中心直邊兩側的兩條直邊，各設有一個第一緊固孔221。這種結構通過把下支承件直接固定設置在第一精度稱重傳感器的第一承力形變部上，在實現下支承件壓接第一承力形變部的同時，還利用第一承力形變部直接定位下支承件，其結構較為簡化合理。
[0022]在具體實踐中，也可通過錨接方式把下支承件固定在第一精度稱重傳感器上，例如在下支承件的底壁上設置兩個向下凸出的錨接凸臺，在第一承力形變部上設置兩個錨孔，各錨接凸臺穿過相應一個錨孔后錨接處理，這種方式也是有效可行的。
[0023]下支承件的頂端設有環形限位槽532和位于環形限位槽中心處的中心限位滑孔533;上支承件的底壁上設有與導力支承部適配的環形導力壓接部511、位于環形導力壓接部中心處的向下突出的限位滑柱512;該限位滑柱位于下支承件的中心限位滑孔中，并可上下滑動;下支承件承壓受力下移至一定程度后，其導力壓接部壓接在導力支承部上，導力支承部進而把自身所受壓力再傳遞給安裝板部，安裝板部再把壓力傳遞給第二精度稱重傳感器。這種結構較為合理，可以較好的對彈簧進行精確定位，防止其偏心移位，另外，這種結構尤其適合快速組裝及后期維護更換。另外，這種結構還充分利用了彈簧的性能優勢，通過選用適當的彈簧，可以使得自由狀態時，上支承件導力壓接部511與安裝座的導力支承部頂端120的間隙處于合適的尺寸，一般優選是I毫米至5毫米，較佳的優選尺寸是2毫米至3毫米，過大的間隙會在人體稱量時給人明顯的墜落感，因為此時的導力壓接部必須要下移至壓接在導力支承部上，也即下移整個上述間隙尺寸;過小的間隙會要求較高的加工精度，提高工藝難度和制造成本。
[0024]安裝座在安裝板部的下方還設有圍合形成容置腔131的容置部13，該容置部和安裝板部一體制成，第二精度稱重傳感器和支撐腳設置在該容置腔中，支撐腳的底端還向下伸出該容置腔。這種結構的優點在于可以對第二精度稱重傳感器和支撐腳進行保護，防止外界因素對其進行干擾。本實施例是把導力支承部、安裝板部和容置部制成一體件，在具體實踐中，也可將其各自制成分體件，最后組裝在一起，也是可行的。
[0025]本實施例中，第二精度稱重傳感器是人體稱重傳感器，其量程是O千克至50千克，精度值是100克;第二精度稱重傳感器設有第二固定部31、第二承力形變部32、和設置在第二承力形變部上的用于檢測第二承力形變部變形量的第二電阻應變片33。在用于制造電子秤時，一般需要四個本實施例所述的雙階雙精度稱重傳感器，也即采用本實施例制成的電子秤的第二階量程的稱重范圍是O至200千克，可以滿足人體稱重的需求。但對于本實施例而言，由于只有一個第二精度稱重傳感器，其第二階量程是5至50千克。
[0026]本實施例中，第二精度稱重傳感器在結構上與第一精度稱重傳感器相似，但是在尺寸及所用板材的厚度上比第一精度稱重傳感器大。具體來說，所述第二固定部的形狀是由四條邊組合形成的矩形框狀，第二承力形變部的形狀是由一條底邊以及與該底邊垂直設置的三條直邊組合形成的“山”字形，第二承力形變部設置在第二固定部的框內，所述第二承力形變部的三條直邊中的中心直邊的末端與第二固定部的一條邊框中端的內側邊壁相連。本實施例中的第一精度稱重傳感器和第二精度稱重傳感器均適合通過沖壓方式加工制造，有利于降低制造成本。
[0027]第二固定部卡裝在安裝板部底壁上的第二卡座中，第二承力形變部低于所述安裝板部，為其形變留出空間，同時第二承力形變部壓接設置在支撐腳的頂端上。
[0028]本實施例中，所用第一精度稱重傳感器和第二精度稱重傳感器也可采用市面上廣為流通、且價格較為低廉的測力傳感器，從而有效降低制造成本。
[0029]本實施例中，支撐腳的基本形狀是圓柱狀，其底端設有橡膠制防滑墊41。本實施例中的支撐腳通過螺接方式固定設置在第二精度稱重傳感器上，具體來說，支撐腳的頂端設有兩個安裝螺孔42，第二承力形變部上設有兩個第二緊固孔321;支撐腳的頂端通過兩個與安裝螺孔適配的第二螺釘322直接固定在第二承力形變部上。本實施例中，所述第二承力形變部三條直邊中的位于中心直邊兩側的兩條直邊，各設有一個第二緊固孔。當然，所述支撐腳也可通過錨接方式固定設置在第二承力形變部上。這種結構在實現第二承力形變部壓接支撐腳的同時，還利用第二承力形變部直接定位支撐腳，其結構較為簡化緊湊。
[0030]本實施例中，容置部底端中心處設有容置腔底部開口，該開口處設有用于封堵容置腔底部開口的封蓋15，封蓋中心處設有中心圓孔151;支撐腳的底端向下伸出封蓋的中心圓孔，且支撐腳的外周壁與封蓋中心圓孔的內壁之間留有間隙，從而保證安裝座不與支撐腳直接接觸，防止導力支承部把自身所受壓力直接通過容置部傳遞給支撐腳，保證導力支承部把自身所受壓力依次通過安裝板部、第二精度稱重傳感器傳遞給支撐腳。封蓋15與容置部配合使用，對位于容置腔中的第一精度稱重傳感器進行較好的保護。
[0031 ]本實施例中，第一精度稱重傳感器的量程要小于第二精度稱重傳感器的量程，也即是說第一精度稱重傳感器的最大稱重值要小于第二精度稱重傳感器的最大稱重值，通過選取合適的彈簧，以及選擇適當的導力壓接部和導力支承部之間的距離，可以將第一精度稱重傳感器所受壓力限制在其量程范圍內，從而防止第一稱重傳感器因超重而被壓損;這種限力保護方式的優點在于:由于應變式稱重傳感器的彈性形變很小，例如本實施例中第一精度稱重傳感器的整個量程內的形變高度差以微米計算，如果采用剛性支柱代替本實施例中的彈簧，則上支承件的導力壓接部與安裝座的導力支承部之間的間隙也必須以微米衡量，這對加工精度要求實在過高，而且考慮到材料加工成型中的誤差以及溫差引起的材料膨脹變化，工業上很難實現;但是如果采用彈簧放大形變，就能有效有效降低加工精度要求和制造成本。
[0032]上支承件的外周壁上設有外凸的止擋部513，導力支承部的外周壁上設有外螺紋區122;調節機構包括調節壓蓋61和彈性墊片62;該調節壓蓋的上端設有環形的防脫壓接部611，下端內壁上設有與導力支承部外螺紋區適配的內螺紋區612，中端設有壓接面613;調節壓蓋通過該壓接面把彈性墊片壓接在導力支承部頂端上，所述防脫壓接部套設在上支承件的位于止擋部上方的外壁上，自由狀態下，在彈簧的彈力作用下，防脫壓接部壓接在止擋部上;在外力作用下，所述止擋部513可在防脫壓接部611和導力支承部頂端120之間做上下滑動。
[0033]本實施例中，所述彈性墊片62中心透孔的孔徑大于上支承件的止擋部513的外徑，從而不影響上支承件的上下移動;在具體實踐中，也可把彈性墊片62中心透孔的孔徑做得小于上支承件的止擋部513的外徑，但是如果采用這種結構，所述止擋部513則是在防脫壓接部611和彈性墊片62頂壁之間做上下滑動，上支承件的導力壓接部也不再是下移至直接壓接在安裝座的導力支承部上，而是下移至壓接在彈性墊片上。
[0034]本實施例安裝座的外壁上設有用于安裝自身整體的卡接安裝部14，該卡接安裝部14是從安裝座外壁上向外突出形成的楔形卡齒。本實施例在使用時，一般與內置電路板和電源模塊的塑料底座配合使用，這種結構的優點在于，如果在塑料底座中預留卡孔，則可通過該卡接安裝部14直接卡裝在卡孔中，其組裝操作十分便利快捷。
[0035]導力支承部頂端設有靜觸頭123，上支承件的導力壓接部設有與該靜觸頭適配的動觸頭514;當該導力壓接部壓接在導力支承部上時，動觸頭壓接設置在靜觸頭上，兩者實現電連接。
[0036]本實施例的工作原理是:
[0037]上支承件在自由狀態也即未受壓力時，上支承件的頂端50高出導力支承部的頂端120；
[0038]上支承件承壓受力時下移，當上支承件承壓受力小于5千克力時，也即在第一階量程范圍內時，通過選擇適當的彈簧以及選擇適當的導力壓接部和導力支承部的間距，可以使得該階量程內稱量時，導力壓接部不會壓接到導致支承部上，也即上支承件承受了全部壓力，并依次傳遞給彈簧、下支承件、第一精度稱重傳感器、安裝板部、第二精度稱重傳感器和支撐腳;此時通過外接的中央控制電路顯示第一精度稱重傳感器測到的數據，其精度值可達I克；
[0039]當上支承件承壓受力小于50千克力且大于等于5千克力時，也即在第二階量程范圍內時，導力壓接部會壓接在導力支承部上，由于彈簧所受壓力不再增加，從而有效保護第一精度稱重傳感器不會因超重壓損;此時上支承件所受壓力中，有5千克力在具體實踐中，該力值可能會因加工精度誤差略有變化，但不會超過第一精度稱重傳感器的最大承力值，從而不會損壞第一精度稱重傳感器依次傳遞給彈簧、下支承件、第一精度稱重傳感器、安裝板部、第二精度稱重傳感器和支撐腳;其余壓力則通過導力支承部依次傳遞給安裝板部、第二精度稱重傳感器和支撐腳;這時通過中央控制電路顯示第二精度稱重傳感器測到的數據，其精度值只有100克。
[0040]本實施例的結構設計較為合理，能夠減小加工精度要求，降低制造成本和工藝難度；另外還能有效防止第一精度稱重傳感器因超重而壓損;此外本實施例安裝座的外壁上設有用于安裝自身整體的卡接安裝部14，在組裝時，可整體卡裝在外接塑料底座上，操作簡捷便利。另外，在具體實踐中，彈性件中彈簧52的一致性難以保證，由于人體秤和廚房秤一般會同時采用四個雙階雙精度稱重傳感器，一致性難以保證的彈簧將會導致四個稱重傳感器的高度略有區別，影響組裝及使用，甚至當使用者拿起電子秤觀察時，各支撐腳的底端不在同一平面上，極不美觀;本實施例采用調節機構調整彈性支承件的整體高度，可以使得本實施例即使采用誤差稍大的彈簧，也只需要把調節壓蓋旋轉到位，即可保證整體高度的一致性。另外，這里彈性墊片的作用不僅是防止調節壓蓋的松動，還可以通過選用不同高度的彈性墊片來調整整體高度，或者調節上支承件的導力壓接部與安裝座的導力支承部之間的間隙，以滿足不同場合下的需求。此外，動觸頭和靜觸頭電接觸時，產生一個電信號給相連的外接的中央控制電路，中央控制電路接收到該信號時，在顯示屏上顯示第二精度稱重傳感器測到的數據；當中央控制電路未接收到該信號時，在顯示屏上顯示第一精度稱重傳感器測到的數據;也即是說，該動靜觸頭組合起來可以作為顯示屏顯示數據自動轉換的信號轉換開關。在具體實踐中，還可采用其它結構，例如采用干簧管、接近開關等代替該動靜觸頭組合。該種結構可以實現第一精度稱重傳感器和第二精度稱重傳感器相關檢測數據的實時轉換，且結構較為簡化。
[0041]顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發明的實質精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種智能型雙階雙精度稱重傳感器，包括安裝座、第一精度稱重傳感器、第二精度稱重傳感器和支撐腳;其特征在于:還包括彈性支承件;所述安裝座設有安裝板部和用于把自身所受壓力傳遞給安裝板部的導力支承部;彈性支承件、第一精度稱重傳感器、安裝板部、第二精度稱重傳感器、支撐腳依次壓接設置;彈性支承件包括上支承件、彈簧和下支承件；彈簧的上端抵接在上支承件上，彈簧的下端抵接在下支承件上，下支承件壓接設置在第一精度稱重傳感器上;上支承件的底壁上設有導力壓接部，導力壓接部在自由狀態時高出導力支承部的頂端;導力支承部頂端設有靜觸頭，上支承件的導力壓接部設有與該靜觸頭適配的動觸頭;上支承件承壓受力至預設程度時，該導力壓接部下移至壓接在導力支承部上；當該導力壓接部壓接在導力支承部上時，動觸頭壓接設置在靜觸頭上。2.根據權利要求1所述的智能型雙階雙精度稱重傳感器，其特征在于:安裝座的外壁上設有用于安裝自身整體的卡接安裝部。3.根據權利要求1所述的智能型雙階雙精度稱重傳感器，其特征在于:第一精度稱重傳感器的量程小于第二精度稱重傳感器的量程。
【文檔編號】G01G19/44GK105937981SQ201610097738
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年1月20日
【發明人】申俊
【申請人】申俊