可攜式模塊化稱重器系統的製作方法

2023-10-19 10:52:12 2

專利名稱：可攜式模塊化稱重器系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及可攜式稱重器。
背景技術：
被用於稱重物體的可攜式稱重器在本領域中是眾所周知的，並且可用在多種設計 中，這些設計被開發出來用於實現無數的目的和需求。例如，如同在Jacob Leupold' 1726 出版，Theatrum Staticum Universale中提到的那樣，早在17世紀的歷史上已經記錄了整 裝的、可攜式中國「鴉片稱重器」。然而，隨著技術中的所有進步，都沒出現過能夠以很高的 精確度(小於0.5%的誤差)稱量重載荷(150kg或更多)的便於攜帶並且輕量的稱重器。 並且這種稱重器能採用幾乎任何類型的平臺，或，和能夠稱量幾乎任何類型的物體，而不論 物體的形狀和大小如何。通常，稱重器由被連接到一載荷接收平臺的底部並且被連接到一顯示單元的一個 載荷元件(load cell)、或多個載荷元件組成。載荷元件經由電連接向顯示單元提供與被放 置在平臺上的物體的重量相對應的重量數據信號。顯示單元接收來自載荷元件的重量數據 信號，執行計算，並且以數字文本或字母數字文本的形式顯示被放置在平臺上的物體的重 量。稍後將更詳細地討論這些不同部件的功能。目前，市場上存在的稱重器系統維修起來是有問題的。例如，載荷元件通常由於將 其中一個載荷傳感器連接到顯示單元的電連接(諸如導線)的損壞而被損壞。這個導線可 能斷掉或者被損壞，因此需要維修或替換。當導線的損壞部分接近載荷元件的本體時，維修 或替換變得很困難。這可能需要拆卸載荷元件、脫焊在載荷元件處的損壞的連接，以及將替 換的連接焊接到載荷元件。因此，維修載荷元件是複雜的工作，這種複雜的工作帶來的直接 結果是時間和資源的無效率，繼而使成本增加。如果載荷元件不能被拆卸，那麼需要替換載 荷元件單元。在最壞的情況下，可能需要替換整個稱重器。另一個問題是現有稱重器是專用的，因此被固定成某一實際的形式或形狀。例如， 人用地稱重器對於稱重佔地面積比稱重器表面大的物體是不理想的，因為這樣物體不能適 當地擱置在人用地稱重器上。這會引起安全問題，並且如果物體從稱重器上跌落則會損壞 物體。另一個問題是能力強的稱重器很重，因此是不易於運輸的。因此，能認識到，存在對於使維修成本最小化並且能被柔性地用於不同應用的新 的和改進的稱重器系統的需求。

發明內容
本發明的目的是消除或減輕先前的稱重器系統的至少一個不足。在第一方面，本發明提供了一種模塊化稱重器系統。模塊化稱重器系統包括三個 或更多個用於可拆卸地定位在一平臺下面的載荷傳感器，顯示單元和卷繞電纜(能從一外 殼延伸出和縮回的電纜)。所述三個或更多個載荷傳感器各自收納載荷元件，並且具有與 載荷元件物理連接用以將力傳遞到載荷元件的延伸腳。載荷元件響應於所述力提供重量數據。顯示單元被可釋放地連接到至少三個載荷傳感器，用以顯示與所述三個載荷傳感器中 的每一個提供的重量數據相對應的文本。卷繞電纜將三個或更多個載荷傳感器中的每一個 可釋放地連接到顯示單元。依照本方面的一個實施方式，顯示單元經由卷繞電纜被直接連 接到三個載荷傳感器中的每一個。在另一實施方式中，顯示單元被直接連接到三個載荷傳 感器中的第一載荷傳感器，其中第一載荷傳感器接收來自三個載荷傳感器中的第二載荷傳 感器和三個載荷傳感器中的第三載荷傳感器的重量數據。第一載荷傳感器提供與所述第 一、第二和第三載荷傳感器的重量數據的總和相對應的組合的重量結果數據。在本實施方 式中，第一載荷傳感器包括加法板，該加法板用於將來自所述第一、第二和第三載荷傳感器 的重量數據加在一起，以提供組合的重量結果數據。在另一實施方式中，卷繞電纜與載荷傳 感器的本體是一體的，因此不需要分離的卷繞電纜部件。在第二方面，本發明提供一種模塊化稱重器系統。該模塊化稱重器系統包括兩個 或更多個用於可拆卸地定位在平臺下面的從載荷傳感器，用於可拆卸地定位在平臺下面的 主載荷傳感器，和顯示單元。兩個從載荷傳感器分別響應於外加力提供第一和第二重量數 據。主載荷傳感器響應於所述外加力提供第三重量數據。主載荷傳感器提供與所述第一、 第二和第三重量數據的總和相對應的組合的重量結果數據。兩個或更多個從載荷傳感器 和主載荷傳感器中的每一個收納載荷元件，並且具有延伸腿，該延伸腿與載荷元件物理連 接用以將力傳遞到載荷元件，使得載荷元件響應於所述力提供相應的重量數據。顯示單元 從主載荷傳感器接收組合的重量結果數據，並且顯示與該組合的重量結果數據相對應的文 本。依照本發明的實施方式，通過卷繞電纜，兩個或更多個從載荷傳感器被可釋放地連接到 主載荷傳感器，並且主載荷傳感器被可釋放地連接到顯示單元。在第三方面，本發明提供一種用於組裝一模塊化稱重器的模塊化稱重器套件。所 述套件包括至少三個用於可拆卸地定位在平臺下面的載荷傳感器、顯示單元和至少一個數 據通信連接。所述至少三個載荷傳感器各自收納一載荷元件，並且具有與載荷元件物理連 接用以將力傳遞到載荷元件的延伸腿，和與載荷元件數據通信的傳感器連接器。載荷元件 響應於所述力將重量數據提供給傳感器連接器。顯示單元具有至少一個用於接收重量數據 的顯示連接器，並且用於顯示與所述重量數據相對應的文本。至少一個數據通信連接可釋 放地連接到傳感器連接器和至少一個顯示連接器，用以將重量數據從傳感器連接器傳送到 至少一個顯示連接器。依照本發明的實施方式，至少一個數據通信連接包括電纜。傳感器 連接器和至少一個顯示連接器是插口，並且電纜的第一端和第二端的末端帶有形狀上與插 口互補的插頭。插口可包括RJ-11插口和RJ-45插口中的其中一個，並且插頭可分別包括 RJ-11插頭和RJ-11插頭中的其中一個。在另一實施方式中，至少一個數據通信連接包括在 傳感器連接器和至少一個顯示連接器之間的無線連接。傳感器連接器然後包括第一無線收 發器，並且至少一個顯示連接器包括第二無線收發器。在本發明的再另一實施方式中，所述至少一個數據通信連接包括被電連接到傳感 器連接器、至少一個其它載荷傳感器和顯示單元的接線盒。該接線盒提供與由至少一個載 荷傳感器和至少一個其它載荷傳感器提供的重量數據的總和相對應的單個輸出信號。接線 盒包括用於可釋放地接收第一電纜的第一盒式輸入連接器，其中，該第一電纜具有互補插 頭，並且該第一電纜被可釋放地連接到傳感器連接器。接線盒包括用於可釋放地接收具有 互補插頭的第二電纜的第二盒式輸入連接器，該第二電纜被可釋放地連接到至少一個其它
7載荷傳感器。接線盒最後包括用於可釋放地接收具有互補插頭的第三電纜的盒式輸出連接 器，第三電纜被可釋放地連接到至少一個顯示連接器。在本發明的進一步的實施方式中，至少一個載荷傳感器包括用於接收來自從載荷 傳感器的額外的重量數據的主載荷傳感器。主載荷傳感器將所述重量數據和所述額外的重 量數據加在一起，以將組合的重量結果數據從傳感器連接器提供到顯示單元。主載荷傳感 器可包括與所述傳感器連接器相同的另一傳感器連接器，和加法板，該加法板被電連接到 所述另一傳感器連接器和所述載荷元件，用以將所述重量數據和所述額外的重量數據加在 一起，以便提供組合的重量結果數據。
依照本發明的實施方式，模塊化稱重器套件進一步包括用於容納載荷傳感器、顯 示單元和數據通信連接的剛性箱，該數據通信連接用於將載荷傳感器可釋放地連接到顯示 單元。所述箱包括兩個被樞轉地連接到彼此以在閉合位置和打開位置之間移動的側壁，當 處於打開位置時，所述兩個側壁是大體上共面的，並且可由載荷傳感器支撐在一表面之上 用以接收被稱重的載荷。兩個側壁可包括用於將兩個側壁維持在基本上平面的位置的限定 裝置，限定裝置可包括兩個鄰接止擋壁，每個鄰接止擋壁被形成在兩個側壁的其中一個上。 至少一個側壁包括用於可釋放地保持載荷傳感器、顯示單元和數據通信連接的保持裝置， 並且兩個側壁中的其中一個包括與顯示單元相對準的透明窗。顯示單元進一步包括用於輸 出與重量數據相對應的數據的輸出埠，例如USB埠。在進一步的實施方式中，至少一個 載荷傳感器可包括連接裝置，該連接裝置用於將至少一個載荷傳感器可釋放地連接到用於 接收被稱重的載荷的平臺的下表面。在第四方面，本發明提供可攜式稱重器。該可攜式稱重器包括具有被鉸接到第二 側壁的第一側壁的箱，和被可釋放地保持到所述第一側壁和所述第二側壁的多個載荷傳感 器以及一顯示單元。第一側壁和第二側壁可在閉合位置和打開位置之間移動，在處於打開 位置時第一側壁和第二側壁是彼此基本上共面的。多個載荷傳感器被電連接到顯示單元， 並且在第一側壁和第二側壁處於閉合位置時被收納在所述箱內。在處於打開位置時第一側 壁和第二側壁被多個載荷傳感器支撐在一表面之上，用以接收具有由顯示單元顯示的重量 的載荷。第一側壁包括一窗，當顯示單元被可釋放地固定到第一側壁時所述窗用於觀察顯 示單元，並且載荷傳感器被可釋放地連接到顯示單元。依照本發明的實施方式，多個載荷傳 感器中的每一個包括至少一個傳感器連接器，並且顯示單元包括至少一個用於可釋放地接 收電纜的顯示連接器。在本方面的另一實施方式中，多個載荷傳感器中的其中一個是主載荷傳感器並且 剩餘的載荷傳感器是從載荷傳感器。主載荷傳感器將從各個從載荷傳感器和主載荷傳感器 接收的重量數據加在一起，用以提供與載荷的重量相對應的組合的重量結果數據。主載荷 傳感器包括多個主傳感器連接器和額外的傳感器連接器，所述多個主傳感器連接器的數量 對應於從載荷傳感器的數量，用以接收由各個從載荷傳感器提供的重量數據，所述額外的 傳感器連接器用於提供組合的重量結果數據。顯示單元包括用於接收所述組合的重量結果 數據的顯示連接器，並且所述從載荷傳感器中的每一個包括用於提供重量數據的從傳感器 連接器。可攜式稱重器能包括電纜，所述電纜具有可釋放地插入到所述主傳感器連接器、所 述從傳感器連接器、所述顯示連接器和所述額外的傳感器連接器內的互補連接器。所述電 纜可包括卷繞電纜。
基於以下結合附圖對本發明的特定實施方式的描述，本發明的其它方面和特徵對本領域技術人員而言將是顯而易見的。


現在將參考附圖，僅僅作為示例，描述本發明的實施方式，其中圖1是依照本發明的一實施方式的載荷傳感器的透視圖；圖2是包括其支撐器的一示例性的載荷元件的頂部透視圖；圖3是圖2的載荷元件的底部透視圖；圖4是依照本發明的一實施方式的示例性顯示單元的透視圖，示出了單個顯示連 接器；圖5是依照本發明的一實施方式的處於閉合位置的模塊化稱重器箱的透視圖；圖6是圖5的模塊化稱重器箱的側視圖，該模塊化稱重器箱被示為處於打開位置 用以接收載荷；圖7是圖5的箱處於打開位置時的仰視圖；圖8是依照本發明的一實施方式的接線盒的示意圖；和圖9是依照本發明的一實施方式的、處於打開位置的另一箱的仰視圖
具體實施例方式通常理解，在下面的描述和權利要求中，以面向裝置的方式描述本發明，該描述涉 及處於操作狀態的裝置_也就是，裝置處於允許與該描述相關的各個元件執行各元件的固 有功能的方位。進一步地，在附圖中，應理解，為了更清楚，在普通技術人員的技術範圍之內並且 無助於理解本發明的各個實施方式的標準部件或特徵，可以被從附圖中省略掉。總的來說，本發明的實施方式提供一種用於測量重量的模塊化的、可攜式的系統。 一種輕量的(例如在5kg以下)但是性能高(例如150kg及以上)的稱重器系統為商業的 稱重應用帶來一種新程度的便攜性，同時提供高的精確度(誤差小於0. 5% )。模塊化的方 法提供平臺獨立性，使得幾乎任何平底的物體(桶、託盤、板、支承板等等)都能用作稱重平 臺，並且通過使得能夠容易地替換部件而最小化停工時間和維修成本。實施方式由顯示單元和任意數目的傳感器組成，所述任意數目的傳感器經由帶有 插頭(例如耳機、USB、LAN或類似機構或電話卷繞器)的標準電纜和相應的插口或插座被 連接到所述顯示單元，但是許多其它類型的連接，例如電連接、聲連接、射頻連接或光連接 都是可能的。在以下對各個模塊和它們的相互連接的描述中，應當包含這種範圍的連接。 為了便於可變數量的傳感器的利用，接線盒被用來將幾個傳感器的信號組合到一個輸出源 內。依照另一實施方式，主傳感器將它本身的信號和其它傳感器的信號併入單個輸出流內。 這種主傳感器便於通過共同的顯示單元利用任意數目的載荷元件，並且不需要分離的接線 盒模塊。顯示單元能完成多種功能，諸如通過觸發開關以公制單位或英制單位顯示測量的 重量，以及通過觸發相同的開關來進行稱重器調零、稱重器配衡、以及定時關閉等操作。本 領域技術人員將會理解，在目前的實施方式中，能夠很容易地執行其它這樣的特徵。本發明的一個實施方式提供一種模塊化稱重器系統，其包括多個用於可拆卸地定位在平臺下面的載荷傳感器，顯示單元，和多個用於將載荷傳感器電連接到顯示單元的電 連接器。電連接器具有插頭，所述插頭用於插入到顯示單元和載荷傳感器內的互補形狀的 插口內。稱重器也包括用於容納稱重器的各個模塊的剛性箱，該剛性箱適於在被打開並且 通過載荷元件被支撐在一表面之上時用作稱重平臺。參考圖1，在透視圖中示出了依照本發明的一實施方式的載荷傳感器，該載荷傳感 器總體上由附圖標記100標識。載荷傳感器100收納載荷元件(在圖1中未示出)，並且 包括延伸腳101和電連接102，該電連接102也被稱作傳感器連接器，延伸腳101和電連接 102都與被收納的載荷元件相關聯。所述傳感器連接器102能夠可釋放地連接電纜，並且被 保持在收納所述載荷元件的本體內。在操作時，多個載荷傳感器100能通過使用任選的連 接裝置被可釋放地連接到一被用作稱重平臺的平臺的下表面。可選地，載荷傳感器100可 通過所述平臺的重量被簡單地定位並且被保持在合適的位置處。載荷元件以不同的形狀和形式出現。在圖2和3中示出了一示例性的載荷元件， 並且示例性的載荷元件總體上由附圖標記200標識。這個載荷元件能被用在圖1中所示的 載荷傳感器100內。總的來說，載荷元件是被用來將力轉變成電信號的電裝置。通過一機 械裝置，其通常是一臂201，被感應到的力使一應變儀(被示為用環氧樹脂粘結到臂的301) 變形。一些載荷元件被製造有支撐結構，支撐結構用於在臂201彎曲時將載荷元件本體與 它被固定到的物體間隔開，和/或用於提供間隙。如果製造商未提供支撐結構，那麼本領域 普通技術人員將會理解，應當提供補充的支撐結構。應變儀將變形轉變成電信號。載荷元 件200的電信號然後被用來計算通過圖1中的延伸腳101而被應用到載荷元件200的力。為了將應用到延伸腳101的任何力傳遞到臂201，載荷傳感器100的延伸腳101是 與臂201機械地接觸的。載荷元件200通常經由電纜或電線202電連接到載荷傳感器100 的電連接器102用以輸出載荷元件200的重量數據。圖1的載荷傳感器100能包括連接裝 置(未示出)，該連接裝置通常在載荷傳感器100的底側上，用於將載荷傳感器100安裝到 一平臺的下表面。返回到圖1的實施方式，載荷傳感器100的連接裝置能是嵌入式磁體(用於與金 屬平臺一起使用)、吸盤(用於與其它光滑表面的平臺一起使用)、雙面膠帶、銷-和-凹槽 鎖定系統、螺釘和螺栓、或者適於以非永久的方式將載荷傳感器100連接到平臺的下表面 的任何其它形式的連接裝置。載荷傳感器100的連接裝置通常被安裝在載荷傳感器100的底部上(圖1的方 位)。例如對於磁體、吸盤和雙面膠帶來說，這是正常的情形。然而，不必須是這樣的。連接 裝置能以任何方式與所述載荷傳感器100相關聯，只要連接裝置允許載荷傳感器100以使 延伸腳101安置為與表面垂直接觸的方式被連接到所述平臺的下表面。換句話說，當傳感 器在一表面之上支撐平臺時，延伸腳101與地面相接觸，並且被定位(定向)成使得它們能 將力傳遞到相應地被收納的載荷元件200的臂201。當與稱重平臺一起使用時，為了將平臺支撐在表面上一通常是地面或其它堅固 表面之上，應當使用至少三個載荷傳感器100。在它們的倒置位置時，載荷傳感器100擔當 用於通過它們的與表面接觸的延伸腳101將平臺支撐在表面之上的底座。將載荷放置在平臺的頂部上，會將一向下的力施加在平臺上，其相應於載荷的重 量。這個向下的力被傳遞到平臺的腿--也就是，載荷傳感器100。為了使載荷的傾斜最小化，每個載荷傳感器100被放置在平臺的下面的位置處。因此，長方形平臺的一种放置結構 是將各個載荷傳感器定位為接近長方形平臺的角。只要應用到所有載荷傳感器100的各個 力的總和等於載荷的重量，載荷傳感器的放置就不被限定到任何特定的結構。為了獲得較 好的結果，載荷傳感器100通常均勻地分布在平臺的下面。
如同上面所討論的那樣，載荷元件200被電連接到載荷傳感器100的傳感器連接 器102，以便輸出載荷元件200的重量數據。每個載荷傳感器100分別將它的重量數據輸出 到顯示單元，或者輸出到接線盒，或者輸出到主載荷傳感器，如同後面將討論的那樣。圖4示出了顯示單元的例子，其總體上由附圖標記400標識。顯示單元400通常包 括多個電連接器402，也被稱作顯示連接器，電連接器402用於接收電纜以因此將多個載荷 傳感器100中的每一個連接到顯示單元400。在圖4中僅僅示出了一個連接器402，但是顯 示單元400能包括多個顯示連接器，這取決於它被構造成接收的載荷傳感器的數量。可選 地，單個連接器402可以接收多個載荷傳感器的組合的輸入端。在這些可選的實施方式中， 為了不論載荷元件的數量是多少都能通過單條到達指示器的電纜提供集合信號，包括接線 板的接線盒、或者具有內置式接線板的單個主載荷元件將與一個稱重應用系統相關的所有 載荷元件的總和加在一起。顯示單元400也包括顯示器401，該顯示器401可以是一 IXD、 一 LED、或者適於顯示載荷重量的任何其它類型的顯示器。為了計算載荷的重量，顯示單元 400也包括中央處理單元(CPU)，或者任何其它控制器。本領域技術人員將會理解，CPU或 控制器被校準為對應於選定數量的載荷元件，每個載荷元件各自具有特定額定的最大負載 量。所使用的載荷傳感器100的負載量能根據稱重器需要被應用的情況而改變。例如，稱 重器能包括四個傳感器，每個傳感器具有50kg的負載量，以在與50kg的稱重平臺一起使用 時提供150kg的總稱重負載量，或者稱重器能包括四個傳感器，每個傳感器具有150kg的負 載量，以在與IOOkg的稱重平臺一起使用時提供500kg的總稱重負載量。顯示單元400能被安裝有一通用串行總線(USB)接口 /埠(未示出)，該接口 /埠用於將結果發送到手持計算裝置，計算機或計算機網絡，以便能併入到存貨系統或運 送和接收系統內，或者用於將結果發送到印表機，以便產生標籤和/或郵資。可選地，諸如 藍牙或WiFi的無線技術能被用於將結果無線地傳達到手持式計算裝置、計算機或計算機 網絡。本領域技術人員將會理解，用於實現無線通信的電路，例如用於從CPU或控制器接收 數據的收發器，將被包含在顯示單元400內。顯示單元400能以不同的方式被提供電力，例 如通過電池、用於提供直流電壓的交流轉接器，通過合併的可充電電池，通過太陽能電源， 或者它們的組合來提供電力。CPU或控制器具有兩個主要功能(1)校準稱重器，和(2)計算載荷的重量。「校準 稱重器」包括無論當前什麼物體在平臺上都將顯示器401設置到零。換句話說，校準稱重 器意味著不考慮在載荷被放置在平臺上之前施加在載荷傳感器100上的初始重量(也稱作 「本身自重」)，例如由平臺本身施加在載荷傳感器100上的重量。可通過使用戶輕觸顯示 單元400或者使用與CPU電連接的任何其它致動裝置來觸發對稱重器的校準。這種致動裝 置能將稱重器打開或關閉、清零稱重器和設置測量單元。本領域技術人員應當理解，為了完 成前述的功能，可將算法編制到控制器或CPU內，以響應於輕觸或對致動裝置的連續致動。 CPU的第二個主要功能是在一載荷已經被放置在平臺上之後，將從各個單獨的載荷傳感器 100接收的重量數據加在一起，以計算載荷的重量(「結果」)。由於載荷被放置在平臺上，從各個單獨的載荷傳感器100接收的重量數據因此代表施加在載荷傳感器100上的重量。 這將在後面進行描述，即顯示單元400的CPU或控制器可接收經由如上所述的接線盒或主 載荷傳感器發送的單個組合的重量結果數據，該單個組合的重量結果數據代表在該系統內 的所有載荷傳感器的集合數據。傳感器連接器102和顯示連接器402可以是任何形式的可釋放地連接的電連接器，其使載荷傳感器100和顯示單元400能被電連接起來，因此使顯示單元400能從各個載 荷元件200接收重量數據。兩個示例性的連接器是6P4C( —般是RJ-11)和8P8C( —般是 RJ-45)插口，這種連接器允許載荷傳感器100和顯示單元400通過兩個端部分別帶有互補 的6P4C和8P8C插頭的標準電話和區域網(LAN)電纜被連接起來。電纜能被收納在一保護 性的塑料卷繞器內，這種塑料卷繞器能提供進一步的保護，使存儲、帶更方便，並且能到達 幾乎任何類型的平臺大小，或物體形狀。載荷傳感器100和顯示單元400內的例如RJ-11/RJ-45插口的標準插口能與相應 的標準電話/LAN電纜一起使用，使得能夠容易且便宜地替換變得損壞或磨損的電線電纜。 也建議使用USB埠和它們的相關的USB電纜，以給出通常使用的連接的又一個示例。能 運送模擬信號或數位訊號的其它電纜和插口組合也是合適的。可選地，通過使用插入到這 種插口內的無線部件或者被收納在載荷傳感器而不是插口內的無線部件，能實現無線通信 裝置。在無線通信的實施方式中，如果省略了物理插口，載荷傳感器的傳感器連接器將包括 必須的無線電路。可選地，無線模塊能被可釋放地插入到插口內，其中無線模塊包括用於實 現無線通信的必須的無線電路。在另一無線的實施方式中，無線電路例如收發器和電源能 被包含在無線模塊或載荷傳感器本身內，並且數據通信連接變成能使用無線信號的載荷傳 感器和無線信號顯示單元之間的無線連接。因此，例如，在當顯示單元被打開/關閉時信號 能被發動並且然後能被終止時，無線數據通信連接是可釋放地連接在能使用無線信號的載 荷傳感器和無線信號顯示單元之間的。本發明的實施方式能作為用於組裝模塊化稱重器的套件或系統而被提供。在這種 實施方式中，稱重器的模塊-也就是，載荷傳感器100、顯示單元400和數據通信連接，如同 上面所描述的那樣，能被用來通過利用帶有大體上平面的底表面或者用於接收載荷傳感器 100的合適下表面的任何剛性平臺，組裝模塊化稱重器。下面是能如何使用前面所描述的模塊化稱重器的實施方式的例子。載荷傳感器 100能被安裝到一椅子的腿，例如，以形成一「坐下稱重器」，其中使用者能坐在椅子內以稱 重他本身。類似地，載荷傳感器100能被安裝到公司的運送和接收部門內的桌子的腿，或者 它們能被安裝到可擔當用於接收被稱重的物體的平臺的任何其它物體。在這些示例性的應 用中，顯示單元400被定位或放置在方便的位置以允許對所顯示的信息的直觀觀察。因為 載荷傳感器100和顯示單元400包括插口，在所提供的電纜太短時，能使用眾所周知的延伸 聯接器或者更長的電纜。上面所討論的應用需要使用者獲得一用於與套件一起使用的剛性平臺。在一些情 形中，這種剛性平臺對於使用者來說可能是不可運輸的或不便運輸的。在本發明的另一實 施方式中，提供帶有載荷傳感器100、顯示單元400和通信連接的平臺。平臺以剛性箱的形 式出現。圖5示出了處於閉合位置的這種箱的例子。當處於閉合位置時，箱500能被用來 攜帶載荷傳感器100、顯示單元400、通信連接、電源/電池充電器和卷繞器，以便在移動期間保護它們，並且使所有部件易於攜帶。如同後面將討論的那樣，當處於打開位置時，箱500 能被用作模塊化稱重器的可攜式平臺。箱能被安裝有一透明窗503，當箱500被用作稱重器 平臺時該透明窗503允許顯示單元400能被看見。當然，顯示單元400能被存儲為它的顯 示屏與透明窗503相對準並且面對透明窗503。所述箱能被裝備有一攜帶把手504和任選 的鎖定特徵(未示出)，以防止對稱重器的未經許可的使用或者誤用。箱500也能具有允許 箱被懸掛在牆上以便於存儲和取放的支撐器(未示出)。在本實施方式中，在所述箱之內的前述部件沒有被鬆散地容納在箱500內。這將 導致對存儲在箱內的部件的潛在的損壞。因此，箱被安裝有用於將稱重器部件可釋放地連 接到箱500的內部側壁的保持裝置。這種保持裝置可以是在箱內側的帶有用於通過摩擦來 保持各部件的切口的泡沫塑料或橡膠填料。可選地，傳感器100、通信連接、卷繞器、和顯示 單元400可經由磁體、吸盤或雙面膠帶被保持在合適的位置處。可使用任何形式的保持裝 置，只要部件能被使用者從剛性箱拆卸掉就行。圖6是圖5的剛性箱處於打開位置的側視圖。這個位置被稱作箱500的稱重位置。透明窗503面向上，使得使用者能容易地觀察到擱置在外側壁501、502上的物體601的顯 示重量。如同在圖6中所能看到的那樣，當處於打開位置時，箱500的兩個底壁602、603彼 此緊靠，以防止兩個側壁501、502進一步樞轉。其它限定裝置，對本領域技術人員而言將是 顯而易見的，能被用來將箱500的兩個側壁501、502維持在所示的位置，其中這兩個側壁是 大體上平面的，用以擔當稱重平臺。四個載荷傳感器100 (在圖6中僅僅能看到兩個)被定位在打開的箱的下面，以將 箱支撐在地面之上或任何其它堅固表面之上。如同前面所討論的那樣，載荷傳感器100被 可釋放地保持在箱500內，並且被定位成使得在箱500被定位在圖6中所示的打開位置時 載荷傳感器100的延伸腳101接觸表面。進一步地，每個載荷傳感器在箱500之內的坐落 深度被選擇成，在箱處於打開位置時確保所述箱500的兩個側壁501、502都懸掛在表面之 上。因此，箱500被任選地安裝有用於將載荷傳感器100安裝到內部側壁的模製基座。模 制基座然後將用作載荷傳感器100的載荷點。因此，使用者簡單地將箱500打開到圖6中 所示的打開位置，並且將箱擱置在一平面表面上，從而開始稱重操作。當物體601被放置在 箱500的側壁501、502上時，物體的重量由顯示單元400透過窗503顯示。圖7是箱500處於打開位置時的底視圖，示出了將稱重器部件_也就是，載荷傳感 器100、顯示單元400、卷繞器701、和它們的電纜702 (被示為處於它們的伸展位置)_安裝 到箱的一種方式。在本實施方式中，電纜702的末端能帶有用於連接到顯示單元400和載荷 傳感器100的互補插頭或插口。在另一實施方式中，卷繞器能與載荷傳感器結合成一體，使 得電纜能被從傳感器拉出，並且在使用之後能被彈簧偏壓以自縮回到傳感器內(未示出)。 在這種實施方式中，卷繞器的一個終端被連接到載荷元件，並且卷繞器的另一終端從載荷 傳感器100的本體延伸。一體式的載荷傳感器/卷繞器的好處是減少了部件的數量。卷繞 器701、電纜702、和一體式的載荷傳感器/卷繞器的組合是用於將載荷傳感器100電連接 到顯示單元400的連接裝置的例子。圖7中示出了所有的四個載荷傳感器100，並且儘管其 它定位也是可能的，四個載荷傳感器100被示為被定位成鄰近打開的箱500的四個角用以 將打開的箱500支撐在一表面之上。圖7還示出了放置在箱500的內部之內的泡沫塑料或 橡膠填料的四個偏移切口 703，每個切口 703分別對應於在箱500的相對側上的載荷傳感器100。在一個側壁內的載荷傳感器100和切口 703在水平方向上是偏移開的，以便當箱500閉合時接收和保護被安裝到其它側壁上的載荷傳感器100。對於技術人員而言顯而易見的 是，載荷傳感器和切口可以是如圖7所示的那樣在水平方向上偏移開，也可以在垂直方向 上、任何對角線的方向上或未示出的以上提到的方向的組合方向上偏移開。前面所描述的實施方式的模塊化稱重器具有分別被直接連接到顯示單元400的 載荷傳感器100。因為顯示單元400被構造成用於接收特定數量的載荷傳感器，它通常將 包括相應數量的顯示連接器402。然而，可能有需要不同數量的載荷傳感器100的不同應 用。因此，需要不同的顯示單元400，主要不同的是形成到顯示單元內的顯示連接器402的 數量。本領域技術人員將會理解，製造除了所包含的顯示連接器數量之外彼此大體上相同 的不同顯示單元400，沒有成本效益。依照另一實施方式，一個顯示單元400被提供給所有 的應用。圖8示出了能與本發明的任一實施方式一起使用的接線盒800。在本實施方式中， 模塊化稱重器的載荷傳感器100經由接線盒800被電連接到顯示單元400。接線盒800具 有多個電連接器801，這些電連接器801也被稱作盒式輸入連接器，例如被構造成前面所討 論的插口。接線盒800然後能通過這些連接接收來自每個載荷傳感器100的單獨的重量數 據。接線盒800包括一加法板，用於將各載荷傳感器的重量信號並在一起或加在一 起，用以提供單個組合的重量結果。接線盒800也具有一個被稱作盒式輸出連接器的額外 的電連接器802，用於將接線盒800電連接到顯示單元400，以便將組合的重量結果數據發 送到顯示單元400。用於這個實施方式的顯示單元400包括一個顯示連接器，該顯示連接器 用於顯示相應於組合的重量結果數據的重量。在本實施方式中，卷繞器701、與卷繞器相關 的電纜702、前面所討論的一體式的載荷傳感器/卷繞器組合、和接線盒800是用於將載荷 傳感器100電連接到顯示單元400的連接裝置。圖8示出了接線盒800內部的總的配線。配線通常被形成為在一本實施方式 中也被稱作加法板的PCB板上的傳導軌跡。盒式輸出連接器802被連接到包括四個線 +EXT,-EXT, +SIG和-SIG的信號總線804。激勵+EXT、_EXT本質上是由顯示單元提供的靜 電電壓，用於給連接到接線盒800的各個載荷傳感器提供電壓。信號+SIG和-SIG是由各 個載荷傳感器提供的信號，例如以毫伏為單位，對應於各個載荷傳感器的應變儀響應於一 載荷發生的變形。每個電連接器801都具有相應並聯到信號總線的電線+EXT、-EXT，+SIG 和-SIG。本領域技術人員應當熟悉與被連接到的載荷傳感器相關的接線盒的功能。前面所描述的包括接線盒的箱500的另一實施方式能被進一步改變，以提供帶有 的部件數量減少的系統。在圖9中所示的這個示例性的實施方式中，在圖8中所示的接線 盒的加法板被併入到其中一個載荷傳感器中。之前已經為圖7中所示的實施方式描述了相 同數量的部件。這個載荷傳感器然後被稱作主載荷傳感器900。主載荷傳感器的加法板將 主載荷傳感器的重量數據信號與來自所有其它載荷傳感器的重量數據信號加在一起，以提 供組合的重量結果數據。因此，其它的載荷傳感器被稱作從載荷傳感器902。主載荷傳感器 900將包括多個輸入連接器(舉例來說，插口)和一單個輸出連接器(舉例來說，插口)，所 述多個輸入連接器的數量對應於系統的從載荷傳感器902的數量，所述單個輸出連接器用 於提供組合的重量結果數據。這些插口，也被稱作傳感器連接器，可以與前面的實施方式中所描述的那些連接器相同。在這個實施方式中，從載荷傳感器902與前面所描述的載荷傳感器在結構和功能上沒有不同，但是現在它們經由具有互補的插頭的電纜904被分別連接 到主載荷傳感器900。單條電纜904被連接在主載荷傳感器的單個輸出連接器和顯示單元 之間，用於將組合的重量結果數據提供給顯示單元400。因此，從載荷傳感器902被認為是 經由主載荷傳感器900被連接到顯示單元400。在具有四個載荷單元的示例性的模塊化稱 重器的實施方式中，主載荷傳感器900具有三個輸入插口和一個輸出插口，同時三個從載 荷傳感器902各自具有一個輸出插口。所有這些部件能被固定在前面所描述的箱內，以便 易於運輸，當被打開並被放置在一表面上時該箱能被用作即時稱重器。使用電纜904之外 或者代替使用電纜904，能使用卷繞器906互相連接所述部件。因此，如同在前面所描述的實施方式中所示的那樣，包括能被可釋放地連接到彼 此的分離的載荷傳感器和顯示單元部件的可攜式模塊化稱重器，能被用來將合適的物體轉 變成稱重器。允許可釋放的連接部件的插口和插頭的使用便於便宜的電纜的替換，同時卷 繞電纜允許載荷傳感器與許多不同大小的平臺一起使用。已經披露了用於攜帶模塊化稱 重器的部件的箱，當被打開並被放置在表面上時該箱用作即時稱重器。儘管本實施方式示 出了具有四個載荷傳感器的系統，但是可使用任何數量的載荷傳感器，只要顯示單元、接線 盒、或主載荷傳感器被構造成用於接收特定數量的被使用的載荷傳感器。上面的描述和附圖是為了使本領域的任何技術人員能使用本發明，並且這些描述 和附圖是在特定應用和它的需求的上下文中提供的。所披露的實施方式的多種修改對本領 域技術人員而言將是顯而易見的，並且這裡所限定的一般原理在不脫離本發明的精神和範 圍的情況下可以被應用到其它實施方式和應用中。因此，本發明不意在被限定到所示的實 施方式，而是符合與這裡所披露的原理和特徵相一致的最廣的範圍。附圖的權利要求，經過 適當的解釋，會形成對本發明的範圍的唯一限定。
權利要求
一種模塊化稱重器系統，包括至少三個載荷傳感器，用於可拆卸地定位在平臺下面，所述至少三個載荷傳感器中的每一個收納載荷元件並且具有延伸腳，所述延伸腳與所述載荷元件物理連接以便將力傳遞到所述載荷元件，所述載荷元件響應於所述力提供重量數據；顯示單元，所述顯示單元被可釋放地連接到所述至少三個載荷傳感器中的至少一個載荷傳感器，以便顯示與所述至少三個載荷傳感器中的每一個提供的重量數據相對應的文本；和卷繞電纜，用於將所述至少三個載荷傳感器中的每一個可釋放地連接到所述顯示單元。
2.如權利要求1所述的模塊化稱重器系統，其中所述顯示單元經由所述卷繞電纜被直 接連接到所述至少三個載荷傳感器中的每一個。
3.如權利要求1所述的模塊化稱重器系統，其中所述顯示單元被直接連接到所述至少 三個載荷傳感器中的第一載荷傳感器，所述第一載荷傳感器接收來自所述至少三個載荷傳 感器中的第二載荷傳感器和所述至少三個載荷傳感器中的第三載荷傳感器的重量數據，以 便提供與所述第一、第二和第三載荷傳感器的重量數據的總和相對應的組合的重量結果數 據。
4.如權利要求3所述的模塊化稱重器系統，其中所述第一載荷傳感器包括加法板，所 述加法板用於將來自所述第一、第二和第三載荷傳感器的重量數據加在一起以提供所述組 合的重量結果數據。
5.如權利要求1所述的模塊化稱重器系統，其中所述卷繞電纜被併入到所述至少三個 載荷傳感器中的每一個內。
6.一種模塊化稱重器系統，包括至少兩個從載荷傳感器，用於可拆卸地定位在平臺下面，所述至少兩個從載荷傳感器 中的每一個響應於一外加力提供第一和第二重量數據；主載荷傳感器，用於可拆卸地定位在平臺下面，以便響應於所述外加力提供第三重量 數據，所述主載荷傳感器提供與所述第一、第二和第三重量數據的總和相對應的組合的重 量結果數據，所述至少兩個從載荷傳感器中的每一個和所述主載荷傳感器收納載荷元件並 且具有延伸腳，所述延伸腳與所述載荷元件物理連接以便將力傳遞到所述載荷元件，所述 載荷元件響應於所述力提供相應的重量數據；和顯示單元，所述顯示單元用於接收來自所述主載荷傳感器的所述組合的重量結果數 據，並且用於顯示與所述組合的重量結果數據相對應的文本。
7.如權利要求6所述的模塊化稱重器系統，其中所述至少兩個從載荷傳感器被可釋放 地連接到所述主載荷傳感器，並且所述主載荷傳感器被可釋放地連接到所述顯示單元。
8.如權利要求7所述的模塊化稱重器系統，其中卷繞電纜將所述至少兩個從載荷傳感 器中的每一個可釋放地連接到所述主載荷傳感器，並且將所述主載荷傳感器可釋放地連接 到所述顯示單元。
9.一種用於組裝模塊化稱重器的模塊化稱重器套件，所述套件包括至少三個載荷傳感器，用於可拆卸地定位在平臺下面，每一個所述載荷傳感器收納載 荷元件，並且具有延伸腳和傳感器連接器，所述延伸腳與所述載荷元件物理連接以便將力傳遞到所述載荷元件，所述傳感器連接器與所述載荷元件數據連通，所述載荷元件響應於 所述力向所述傳感器連接器提供重量數據；顯示單元，所述顯示單元具有至少一個用於接收所述重量數據的顯示連接器，並且所 述顯示單元用於顯示與所述重量數據相對應的文本；和至少一個數據通信連接，所述至少一個數據通信連接可釋放地連接到所述傳感器連接 器和所述至少一個顯示連接器，用以將所述重量數據從所述傳感器連接器傳送到所述至少 一個顯示連接器。
10.如權利要求9所述的模塊化稱重器套件，其中所述至少一個數據通信連接包括電纜。
11.如權利要求10所述的模塊化稱重器套件，其中所述傳感器連接器和所述至少一個 顯示連接器是插口，並且所述電纜的第一端和第二端的末端帶有形狀上與所述插口互補的 插頭。
12.如權利要求11所述的模塊化稱重器套件，其中包括RJ-Il插口和RJ-45插口中的 其中一個，並且所述插頭分別包括RJ-Il插頭和RJ-Il插頭中的其中一個。
13.如權利要求9所述的模塊化稱重器套件，其中所述至少一個數據通信連接包括一 在所述傳感器連接器和所述至少一個顯示連接器之間的無線連接。
14.如權利要求13所述的模塊化稱重器套件，其中所述傳感器連接器包括第一無線收 發器，並且所述至少一個顯示連接器包括第二無線收發器。
15.如權利要求11所述的模塊化稱重器套件，其中所述電纜包括卷繞電纜。
16.如權利要求9所述的模塊化稱重器套件，其中所述至少一個數據通信連接包括被 電連接到所述傳感器連接器、至少一個其它載荷傳感器和所述顯示單元的接線盒，所述接 線盒提供與由所述至少一個載荷傳感器和所述至少一個其它載荷傳感器提供的重量數據 的總和相對應的單個輸出信號。
17.如權利要求16所述的模塊化稱重器套件，其中所述接線盒包括第一盒式輸入連接器，所述第一盒式輸入連接器用於可釋放地接收具有互補插頭的第 一電纜，所述第一電纜被可釋放地連接到所述傳感器連接器；第二盒式輸入連接器，所述第二盒式輸入連接器用於可釋放地接收具有互補插頭的第 二電纜，所述第二電纜被可釋放地連接到所述至少一個其它載荷傳感器；和盒式輸出連接器，所述盒式輸出連接器用於可釋放地接收具有互補插頭的第三電纜， 所述第三電纜被可釋放地連接到所述至少一個顯示連接器。
18.如權利要求9所述的模塊化稱重器套件，其中所述至少一個載荷傳感器包括主載 荷傳感器，所述主載荷傳感器用於接收來自從載荷傳感器的額外的重量數據，所述主載荷 傳感器將所述重量數據和所述額外的重量數據加在一起，以將組合的重量結果數據從所述 傳感器連接器提供到所述顯示單元。
19.如權利要求18所述的模塊化稱重器套件，其中所述主載荷傳感器包括與所述傳感器連接器相同的另一傳感器連接器，和加法板，所述加法板被電連接到所述另一傳感器連接器和所述載荷元件，用以將所述 重量數據和所述額外的重量數據加在一起，以便提供所述組合的重量結果數據。
20.如權利要求9所述的模塊化稱重器套件，進一步包括用於容納載荷傳感器、所述顯示單元和數據通信連接的剛性箱，所述數據通信連接用於將所述載荷傳感器可釋放地連接 到所述顯示單元，所述箱包括兩個側壁，所述兩個側壁被樞轉地連接到彼此以在閉合位置和打開位置之間移動，當 處於所述打開位置時，所述兩個側壁是基本上共面的，並且可由所述載荷傳感器支撐在一 表面之上以便接收被稱重的載荷。
21.如權利要求20所述的模塊化稱重器套件，其中所述兩個側壁包括用於將所述兩個 側壁維持在基本上平面的位置的限定裝置。
22.如權利要求21所述的模塊化稱重器套件，其中所述限定裝置包括兩個鄰接止擋 壁，所述鄰接止擋壁分別被形成在所述兩個側壁的其中一個上。
23.如權利要求20所述的模塊化稱重器套件，其中至少一個側壁包括保持裝置，所述 保持裝置用於可釋放地保持所述載荷傳感器、所述顯示單元和所述數據通信連接。
24.如權利要求23所述的模塊化稱重器套件，其中所述兩個側壁中的其中一個包括與 所述顯示單元對準的透明窗。
25.如權利要求9所述的模塊化稱重器套件，其中所述顯示單元進一步包括用於輸出 與所述重量數據相對應的數據的輸出埠。
26.如權利要求25所述的模塊化稱重器套件，其中所述輸出埠是USB埠。
27.如權利要求9所述的模塊化稱重器套件，其中所述至少一個載荷傳感器包括連接 裝置，所述連接裝置用於將所述至少一個載荷傳感器可釋放地連接到用於接收被稱重的載 荷的平臺的下表面。
28.一種可攜式稱重器，包括箱，所述箱具有被鉸接到第二側壁的第一側壁，所述第一側壁和所述第二側壁可在閉 合位置和打開位置之間移動，當處於所述打開位置時所述第一側壁和所述第二側壁是彼此 基本上共面的；和多個載荷傳感器和一顯示單元，所述多個載荷傳感器和所述顯示單元被可釋放地保持 到所述第一側壁和所述第二側壁，所述多個載荷傳感器被電連接到所述顯示單元並且在所 述第一側壁和所述第二側壁處於閉合位置時被收納在所述箱內，在處於打開位置時所述第 一側壁和所述第二側壁被所述多個載荷傳感器支撐在表面之上，用以接收具有由所述顯示 單元顯示的重量的載荷。
29.如權利要求28所述的可攜式稱重器，其中所述第一側壁包括窗，當所述顯示單元 被可釋放地固定到所述第一側壁時，所述窗用於觀察所述顯示單元。
30.如權利要求28所述的可攜式稱重器，其中所述載荷傳感器被可釋放地連接到所述 顯示單元。
31.如權利要求30所述的可攜式稱重器，其中所述多個載荷傳感器中的每一個包括至 少一個傳感器連接器，並且所述顯示單元包括至少一個用於可釋放地接收電纜的顯示連接.
32.如權利要求30所述的可攜式稱重器，其中所述多個載荷傳感器中的其中一個是主 載荷傳感器並且剩餘的載荷傳感器是從載荷傳感器，所述主載荷傳感器將從每個所述從載 荷傳感器和所述主載荷傳感器接收的重量數據加在一起，用以提供與所述載荷的重量相對 應的組合的重量結果數據。
33.如權利要求32所述的可攜式稱重器，其中所述主載荷傳感器包括數量與所述從載 荷傳感器的數量相對應的多個主傳感器連接器和一額外的傳感器連接器，所述主傳感器連 接器用於接收由每個所述從載荷傳感器提供的重量數據，所述額外的傳感器連接器用於提 供組合的重量結果數據，所述顯示單元包括用於接收所述組合的重量結果數據的顯示連接 器，並且所述從載荷傳感器中的每一個包括用於提供所述重量數據的從傳感器連接器。
34.如權利要求33所述的可攜式稱重器，進一步包括電纜，所述電纜具有可釋放地插 入到所述主傳感器連接器、所述從傳感器連接器、所述顯示連接器和所述額外的傳感器連 接器內的互補連接器。
35.如權利要求34所述的可攜式稱重器，其中所述電纜包括卷繞電纜。
全文摘要
一種套件或系統形式的模塊化稱重器，包括多個載荷傳感器、顯示單元和多個用於將載荷傳感器電連接到顯示單元的電通信連接。載荷傳感器包括用於可釋放地接收電纜的互補插頭的連接器，例如插口。電纜的另一端包括用於可釋放地插入到顯示單元的互補插口內的另一插頭。其中一個載荷傳感器可以是用於接收被稱作從載荷傳感器的其它載荷傳感器的重量數據的主載荷傳感器。主載荷傳感器將由它本身和從載荷傳感器提供的重量數據加在一起，用以提供組合的重量結果數據。稱重器還包括用於攜帶該稱重器的各個模塊的剛性箱，當被打開並且被載荷傳感器支撐在一表面之上時，所述箱適於用作稱重平臺。
文檔編號G01G3/12GK101815929SQ200880100891
公開日2010年8月25日 申請日期2008年5月28日 優先權日2007年5月28日
發明者法西·賽格, 肯納德·沃託瓦 申請人:洛德森斯技術公司