一种大皮重小量程单点式称重测力传感器

摘要

本发明提供了一种大皮重小量程单点式称重测力传感器，它包括由上下左右四个刚性杆构成的整体弹性体，在四个刚性杆的交界处为横梁部位，横梁分为一对上横梁和一对下横梁，上横梁和下横梁呈矩形四角分布，上横梁和下横梁的横截面积小于刚性杆的横截面积；弹性体中间还设有竖梁，竖梁处于所述矩形的中心，与上部刚性杆和下部刚性杆一体，竖梁的横截面积小于上横梁和下横梁的横截面积，竖梁用于设置称重敏感元件。本发明的结构非常适合大皮重小量程的称重要求。能够提高传感器的称重灵敏度，提高小量程的称重精度。

说明书

技术领域

本发明专利涉及单点式称重测力传感器。

背景技术

传统的单点式测力传感器只有上梁和下梁，且受力后应变区直接发生形变，随即输出信号。目前，有的应用场合为皮重远较称量量程大，比如，皮重为100㎏而量程仅5㎏，上述结构的测力传感器遇到这种情况，不能满足称量精度，不适合大皮重小量程的称重要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种大皮重小量程单点式称重测力传感器，以克服传统单点式测力传感器皮重小、量程大、精度低的问题。为此，本发明采用以下技术方案：它包括由上下左右四个刚性杆构成的整体弹性体，在四个刚性杆的交界处为横梁部位，所述横梁分为一对上横梁和一对下横梁，所述上横梁和下横梁呈矩形四角分布，所述上横梁和下横梁的横截面积小于刚性杆的横截面积；所述弹性体中间还设有竖梁，所述竖梁处于所述矩形的中心，与上部刚性杆和下部刚性杆一体，所述一对上横梁和一对下横梁相对于所述竖梁对称，所述竖梁的横截面积小于上横梁和下横梁的横截面积，竖梁用于设置称重敏感元件。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：

所述竖梁处在由四个刚性杆围成的中部通孔中。

所述上横梁和下横梁为在靠近它们所处端的弹性体上钻孔而形成的孔壁；所述孔与所述中间通孔之间由缝连通，并由所述缝和孔界定将所述弹性体分为上下左右四个刚性杆。

所述缝相对于竖梁对称设置。

所述弹性体在中部通孔的外围具有盲孔圈。

所述弹性体在对应形成上横梁和下横梁的四个孔的位置的表面具有定位凹槽。

由于采用本发明的技术方案，所述上横梁和下横梁先于竖梁变形，用于承担皮重，在皮重情况下竖梁不变形或变形极小，竖梁用于承担称重测力的作用，本发明的结构非常适合大皮重小量程的称重要求。进一步地，本发明弹性体具有铰支结构特点，四根横梁不仅用于称重承载而且起到刚性杆的轴的作用，在称重时，弹性体由矩形支撑向平行四边形支撑转变，竖梁变形时呈S形，能够提高传感器的称重灵敏度，提高小量程的称重精度。并且，本发明可通过改变上横梁和下横梁的横截面积，以针对不同的皮重要求，通过改变竖梁的横截面积则可控制量程，非常方便各种大皮重小量程的称重设计，提高称重测力传感器的称重精度。

附图说明

图1为本发明所提供的实施例1的主视图。 

图2为图1的俯视图。

图3为本发明所提供的实施例2的主视图。

具体实施方式

实施例1，参照附,1、2。

本发明包括由上下左右四个刚性杆100a、100b、100c、100d构成的整体弹性体，在四个刚性杆的交界处为横梁部位，所述横梁分为一对上横梁11、12和一对下横梁13、14，所述上横梁11、12和下横梁13、14呈矩形四角分布，所述上横梁和下横梁的横截面积小于刚性杆的横截面积；所述弹性体中间还设有竖梁2，所述竖梁2处于所述矩形的中心，与上部刚性杆100a和下部刚性杆100b一体，所述一对上横梁11、12和一对下横梁13、14相对于所述竖梁对称，所述对称为上横梁之间对称、下横梁之间对称、上横梁和下横梁之间对称，所述竖梁的横截面积小于上横梁和下横梁的横截面积，竖梁用于设置称重敏感元件。

所述竖梁2处在由四个刚性杆围成的中部通孔20中。所述竖梁的横截面的D向尺寸大于C向尺寸，所述D向为弹性体厚度方向，所述C向和D向垂直。如果需要增大量程时，也可以增大C向尺寸直至大于D向尺寸。

上述弹性体可为对一整块刚性金属件进行钻孔和切割加工而成。

所述上横梁和下横梁为在靠近它们所处端的弹性体上钻孔5而形成的孔壁；所述孔5与所述中间通孔20之间由缝4连通，并由所述缝4和孔5界定将所述弹性体分为上下左右四个刚性杆。

所述缝4相对于竖梁2对称设置。所述对称为相邻缝4之间对称、对向缝4之间对称。

所述弹性体在中部通孔20的外围具有盲孔圈6。

所述弹性体在对应形成上横梁和下横梁的四个孔5的位置的表面具有定位凹槽7。

在设计时，通过设计不同的孔5壁厚A及弹性体厚度B可以改变皮重的大小，通过设计不同的竖梁壁厚C和竖梁宽度D，可以控制量程，从而达到大皮重小量程的高精度传感器。

以所述传感器的上横梁和下横梁可以承受50kg的皮重为例。在所述上横梁和下横梁承受50kg皮重后，竖梁才有足够的形变，开始正常输出信号。在上横梁下横梁承受50kg以内的力，竖梁变形极小，没有信号输出。

实施例2，参照附图3。

在本实施例中，本发明同样包括由上下左右四个刚性杆100a、100b、100c、100d构成的整体弹性体，在四个刚性杆的交界处为横梁部位，所述横梁分为一对上横梁11、12和一对下横梁13、14，所述上横梁11、12和下横梁13、14呈矩形四角分布，所述上横梁和下横梁的横截面积小于刚性杆的横截面积；所述弹性体中间还设有竖梁2，所述竖梁2处于所述矩形的中心，与上部刚性杆100a和下部刚性杆100b一体，所述一对上横梁11、12和一对下横梁13、14相对于所述竖梁对称，所述对称为上横梁之间对称、下横梁之间对称、上横梁和下横梁之间对称，所述竖梁的横截面积小于上横梁和下横梁的横截面积，竖梁用于设置称重敏感元件8。

所述竖梁2处在由四个刚性杆围成的中部通孔20中。

在实施例的基础上可以预见，对于上下横梁的形成方式还可以有其它多种方式，比如将上下横梁部位的弹性体铣薄，或将上下横梁部位的弹性体形状铣成工字形截面等等，其最终目的为使上、下横梁的横截面积小于刚性杆的横截面积。对于上下横梁的形成方式实际上也可转换成上下左右四个刚性杆的外形设置问题，在本实施例中，“杆”不一定是细长形态（就像”四连杆“中的杆，也不一定必须是细长形状，只要其起到“连杆”的作用即可）。在本发明中，“杆”比“梁”横截面积大，而相对于横梁成为刚形体，起到“后变形”的作用，使得与杆连接的竖梁针对称重物体变形，不受大皮重影响。