專利名稱：平行導向機構中的偏心負載誤差調(diào)整的裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及平行導向機構，其能夠移動的平行腿部在相對于固定平行腿部的受導向的運動中受第一和第二平行導向件約束。平行腿部和平行導向件通過呈狹窄材料連接部形式的柔性樞轉(zhuǎn)部彼此連接。此外,調(diào)整柔性支承部至少一個具有調(diào)整柔性支承部的調(diào)整區(qū)在柔性樞轉(zhuǎn)部與平行腿部之間布置，其中調(diào)整區(qū)連接至調(diào)整杠桿的第一杠桿端部并且其中調(diào)整柔性支承部形成調(diào)整杠桿的支承部。由能夠移動的平行腿部支承的稱重托盤保持待稱重的負載。由此施加于稱重托盤上的力被直接地或者通過減力杠桿傳遞至測量換能器。平行導向機構、力傳遞系統(tǒng)和測量換能器一起本質(zhì)上構成重量法測量儀的稱重單元。已知的現(xiàn)有技術包含具有不同運行原理的稱重單元，比如例如應變計測壓元件、具有振弦的稱重單元、或基于電磁力補償(EMFC)的稱重單元。
背景技術：
在EMFC稱重單元中，負載的重量被直接地或者借助于一個或多個力傳遞杠桿傳遞至機電測量換能器，所述機電測量換能器生成對應于負載重量的電信號，所述電信號由電子稱重信號處理器處理并發(fā)送至顯示器。
具有基于彈性變形的測量換能器的稱重單元包含可變形體，應變計附著至可變形體?？勺冃误w在所施加的負載下彈性地改變其形狀。在很多情況下，可變形體被構造為平行四邊形換能器，即具有經(jīng)特殊構造的彎曲區(qū)的平行運動聯(lián)動裝置，由此被限定的變形區(qū)具體而言彎曲區(qū)在布置應變計處被創(chuàng)建。當應變計作為變形的結果而被拉伸或被壓縮時，所述應變計相較于無應力狀態(tài)展現(xiàn)其相應電阻值上的變化，并且該電阻變化表示對于所施加負載的測量。
在具有振弦的稱重單元中，機械設計理念大體上類似于EMFC稱重單元，不同的是振弦測量換能器代替電磁換能器被使用。通過施加稱重負載，使振弦處在張力之下并且所造成的其諧振頻率的變化也再次表示對于所施加負載的測得量。
以上描述的稱重單元的一個所有具有平行導向的稱重托盤(與自由懸置的稱重托盤相對)的天平共同具有的特征性狀是從稱重托盤傳遞至換能器的重量力大體上顯示出與稱重負載是位于稱重托盤的中心還是朝向邊緣偏離中心有輕微相關性。這可以具有不希望的后果，即取決于負載位于稱重托盤上何處，天平對于同一個稱重負載標示出不同的重量大小。這種發(fā)生在稱重負載偏心地位于稱重托盤上時的偏差通常被稱為偏心負載誤差。
在平行四邊形換能器中、或在借助于彼此平行且基本上水平的兩個導向件而將稱重托盤支承件在平行移動中導向的平行導向機構中，偏心負載誤差主要由于平行導向件輕微地偏離了理想、絕對的平行定向這一事實而發(fā)生。偏心負載誤差的相對大小，即在所觀察到的稱重誤差與正在使用的測試重量的規(guī)格之間的比率，大概對應于導致了偏心負載誤差的相對幾何偏差。根據(jù)在天平的偏心負載測試中測試重量在稱重托盤上移動的方向，產(chǎn)生了在平行導向機構的沿縱向方向的偏心負載誤差與沿橫向方向的偏心負載誤差之間的區(qū)另IJ。如果平行導向件在連接至固定平行四邊形腿部的端部處之間的豎直距離不剛好等于在連接至可移動平行四邊形腿部的相反端部處的距離，那么發(fā)生沿縱向方向的偏心負載誤差。在另一方面，如果兩個平行導向件相對于彼此被輕微地扭轉(zhuǎn)，即如果平行導向件之間的距離在平行導向件的寬度上發(fā)生變化，那么發(fā)生沿橫向方向的偏心負載誤差。
已知的是，在例如公開在專利公開文獻U.S.6，232，567B1中的類型的稱重單元中，平行導向部的平行度偏差以及繼而與所述平行度偏差相關聯(lián)的偏心負載誤差可以通過從平行導向部的彎曲區(qū)上經(jīng)磨削或銼削移除材料而得到校正。材料從上側(cè)的移除導致柔性樞轉(zhuǎn)部的有效轉(zhuǎn)動中心沿向下方向偏移，而材料從彎曲區(qū)的下側(cè)移除將使其有效轉(zhuǎn)動中心沿向上方向偏移。
用于偏心負載誤差校正的另外的方案可以例如在專利公開文獻W02005/031286中找到，其中，借助于形成在一體的材料塊中的調(diào)整裝置，上平行導向件的連接至固定平行腿部的端部可以通過調(diào)整螺釘而被提高或被降低以及關于其橫向角度被調(diào)整，由此，稱重單元的沿縱向方向以及沿橫向方向的偏心負載誤差可以得到校正。
調(diào)整偏心負載誤差的方法還公開在專利公開文獻JP2002365125A中，其中，具有調(diào)整柔性支承部的調(diào)整區(qū)在柔性樞轉(zhuǎn)部與平行腿部之間兩個位置處布置，并且其中每個調(diào)整區(qū)連接至調(diào)整杠桿的第一杠桿端部并且調(diào)整柔性支承部同時用作調(diào)整杠桿的支承部。
通過從柔性樞轉(zhuǎn)部移除材料實現(xiàn)的偏心負載誤差調(diào)整在被設計用于精密天平和分析天平(即用于小的稱重負載和高分辨率)并且因此具有細的柔性樞轉(zhuǎn)部的稱重單元中出現(xiàn)問題。從薄的柔性樞轉(zhuǎn)部移除材料的磨削或銼削需要靈敏的接觸。因此在大多數(shù)情況下手動地施行這種操作并且相應地增加成本。
同樣地，采用上述W02005/031286和JP2002365125A的實施例中的偏心負載誤差調(diào)整沒有實現(xiàn)完全免于問題，其中，調(diào)整裝置通過在一體的材料塊中的切口和鏜孔而形成在固定平行四邊形腿部上，并且其中，通過調(diào)整螺釘?shù)臄Q緊或擰松，調(diào)整裝置可以以這樣的方式變形，使得上平行導向件的連接至調(diào)整裝置的端部可以被提高或被降低以及沿其橫向角度被扭轉(zhuǎn)調(diào)整。即使存在最輕微的校正性變化，公開在這些引用文獻中的調(diào)整裝置也將導致在平行導向機構材料中相當大的應力。經(jīng)過更長的時間周期以后，與老化相關的變化作為材料域中應力松弛的結果而可以在偏心負載調(diào)整上發(fā)生，所述材料域已借助于調(diào)整螺釘沿一個方向或另一個方向彈性地偏置。如果一體的材料塊和調(diào)整螺釘具有不同的熱膨脹系數(shù)，那么可逆的短期變化可以由溫度波動導致。
同樣基于彈性變形的調(diào)整偏心負載誤差的方法公開在專利公開文獻DE20217590U1中。借助于在杠桿狀突起上施加拉力的螺釘，彎矩被施加至在一側(cè)上通過柔性樞轉(zhuǎn)部保持平行導向件并且在相反側(cè)承載杠桿狀突起部件柔性樞轉(zhuǎn)部。盡管所述突起的自由端部的豎直移動與平行導向件的樞轉(zhuǎn)部位置的豎直移動之間的減小比可以通過合適的尺寸選取而適于需要，但應記住的是，彎矩所施加至的部件必須經(jīng)受住平行導向件的水平力。這種偏心負載調(diào)整的實質(zhì)缺陷即調(diào)整范圍非常有限仍然存在。相應地，平行導向機構需要以相稱的精度等級制造，從而使得有限的調(diào)整范圍足以校正余留的誤差。
在專利公開文獻US2010/044118A1中，針對平行導向機構中偏心負載調(diào)整的這些不如人意方面的解決方案通過設置具有調(diào)整柔性支承部的調(diào)整區(qū)這一理念而被提出，所述調(diào)整柔性支承部經(jīng)受受控制的用于平行度調(diào)整的塑性變形。這種偏心負載調(diào)整已經(jīng)在實踐中證明其格外良好；配備它的重量法測量儀不再具有與溫度相關的偏心負載誤差。即使那些經(jīng)過更長的時間段之后顯現(xiàn)出自身的漂移現(xiàn)象也可以顯著地減少，從而使得調(diào)整之間的間隔可以被延長。
可以通過使調(diào)整柔性支承部塑性變形而實現(xiàn)的調(diào)整的精確度對于具有準確到一毫克的測量分辨率的重量法測量儀而言是足夠的。然而，在具有更精細的分辨率的測量儀中，調(diào)整因為作為冷成型的結果而發(fā)生的材料特性上的變化，所以不能實現(xiàn)足夠精度的調(diào)難iF.0發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明具有這樣的目的，即進一步開發(fā)根據(jù)US2010/044118A1的可塑性變形調(diào)整區(qū)的理念，目標是開辟通往更加精確的平行導向機構調(diào)整的道路，同時維持可塑性變形調(diào)整區(qū)的積極特性。
該任務以一種平行導向機構來實現(xiàn)，所述平行導向機構具有能夠移動的平行腿部、固定平行腿部、第一平行導向件和第二平行導向件，其中平行腿部和平行導向件通過呈狹窄材料連接部形式的柔性樞轉(zhuǎn)部而彼此連接。能夠移動的平行腿部在相對于固定平行腿部的受導向的移動中受平行導向件約束。另外，至少一個具有調(diào)整柔性支承部的調(diào)整區(qū)在柔性樞轉(zhuǎn)部和平行腿部之間布置。在這種布置中，柔性樞轉(zhuǎn)部中哪一個是可調(diào)整的是無關的。調(diào)整區(qū)連接至調(diào)整杠桿的第一杠桿端部，其中調(diào)整柔性支承部還形成調(diào)整杠桿的支承部。
根據(jù)本發(fā)明，調(diào)整杠桿具有彈性主體，所述彈性主體的截面模量小于調(diào)整柔性支承部的截面模量，其中調(diào)整柔性支承部的樞轉(zhuǎn)部軸線與調(diào)整杠桿的杠桿支承部一致。
截面模量是工程力學領域中的已有概念，用來表示具有給定橫截面剖面的物體所提供的抗彎曲或抗扭轉(zhuǎn)的阻力。在力的作用線垂直于參考軸線的情況下，如果存在供力作用在其上的杠桿，那么力在使物體圍繞軸線轉(zhuǎn)動的方面起作用。如果所述轉(zhuǎn)動被機械約束制止，這使得彎曲力矩或扭轉(zhuǎn)力矩升高。結果，關于力矩和轉(zhuǎn)矩作用所沿的軸線，截面模量被計算出。
截面模量的大小單純地取決于橫截面剖面的幾何形狀，并且作為橫截面剖面的面積慣性矩除以橫截面的周緣邊線與中心、無應力邊線的距離的商而得到。術語“邊線(fiber)”在本文中意指平行于中心縱軸線而延伸的假想線。在基本的彎曲梁理論的范圍之內(nèi)，如果截面模量是已知的，那么在周緣邊線中發(fā)生的最大彎曲應力以及在整個剖面面積上的彎曲應力可以被計算出。
由于彈性主體的截面模量小于調(diào)整柔性支承部的截面模量這一事實，彈性主體確定了調(diào)整杠桿的第二、自由端部的給定偏轉(zhuǎn)所生成在調(diào)整柔性支承部中的彎矩的大小，所述調(diào)整柔性支承部限定出調(diào)整杠桿的轉(zhuǎn)動軸線或支承部。彈性主體的截面模量越小，用給定的杠桿運動所能夠生成的彎矩越小?；驌Q言之，彈性主體的截面模量越小，杠桿的第二端部為了在調(diào)整柔性支承部中生成給定大小的彎矩就必須移動得越遠。通過對于確定截面模量的尺寸的合適選取，可能實現(xiàn)在把調(diào)整杠桿第二端部的位移轉(zhuǎn)換成調(diào)整柔性支承部中的彎矩上高度靈敏的“杠桿效應”。調(diào)整柔性支承部中的彎矩導致了所述調(diào)整柔性支承部的彈性變形，并且因此導致了位于緊鄰調(diào)整柔性支承部處的柔性樞轉(zhuǎn)部的位移。
令人驚訝的是，發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的改進既沒有伴隨與溫度相關的偏心負載誤差的增大，也沒有伴隨稱重信號的長期漂移的增大。可能可以解釋這一點的是，內(nèi)部材料應力在與溫度相關的偏心負載誤差上以及在漂移現(xiàn)象上所具有的影響指數(shù)級地降低，而非與應力的減小成線性比例地降低。
為了沿縱向方向調(diào)整偏心負載誤差，設置一個調(diào)整區(qū)是足夠的。如果并且為沿橫向方向的偏心負載誤差也需要調(diào)整可能性，至少調(diào)整區(qū)和調(diào)整柔性支承部可以被分成彼此相鄰的具有第一和第二調(diào)整柔性支承部的第一和第二調(diào)整區(qū)。第一調(diào)整區(qū)包含第一調(diào)整杠桿并且第二調(diào)整區(qū)包含第二調(diào)整杠桿，其中兩個杠桿可以彼此獨立地被調(diào)整。如上所述，這種布置使得能夠校正在平行導向件的彼此相對位置中出現(xiàn)的扭轉(zhuǎn)誤差。
為保護緊鄰兩個調(diào)整區(qū)的柔性樞轉(zhuǎn)部免于意外的變形和有害的應力，柔性樞轉(zhuǎn)部可以通過從平行導向件延伸至第一調(diào)整區(qū)和第二調(diào)整區(qū)的切口而被分成第一柔性樞轉(zhuǎn)部和第二柔性樞轉(zhuǎn)部。
在這一點上應注意的是，根據(jù)本發(fā)明平行導向機構的粗調(diào)整可以通過如公開在US7, 851，713B2中的調(diào)整柔性支承部的塑性變形實現(xiàn)，借助于調(diào)整杠桿的精細調(diào)整僅在之后進行。為了便于使調(diào)整柔性支承部塑性變形的操作，所述至少一個調(diào)整區(qū)可以包含接合結構以便為調(diào)整工具提供抓持調(diào)整。
存在不同的方式來控制杠桿第二端部相對于相鄰平行腿部的移動。在第一實施方式中，調(diào)整設定構件比如調(diào)整螺釘、調(diào)整楔子或之類可以在連接至調(diào)整區(qū)的平行腿部與調(diào)整杠桿的第二端部之間布置。平行導向機構的精細調(diào)整借助于調(diào)整設定構件實現(xiàn)。相較于用于偏心負載誤差的調(diào)整的現(xiàn)有技術裝置，沒有位移或移位運動通過這種精細調(diào)整被傳遞。而是，通過調(diào)整杠桿第二端部的位置調(diào)整以及借助于彈性主體所產(chǎn)生的結果是施加在調(diào)整柔性支承部上的彎矩。彎矩具有導致調(diào)整柔性支承部的輕微彈性變形的效果，由此，相對于其他柔性樞轉(zhuǎn)部相鄰柔性樞轉(zhuǎn)部柔性樞轉(zhuǎn)部的位置被改變。
調(diào)整設定構件需要具有與稱重單元的其余部分相同的熱膨脹系數(shù)；否則作為溫度波動的結果，所述調(diào)整設定構件相對于稱重單元的長度將變化。還應考慮到的是，螺釘連接經(jīng)受一定的老化機制，所述老化機制在偏心負載下可以造成行為中不受控制的變化。
代替第一實施方式的調(diào)整設定構件，根據(jù)第二實施方式具有可塑性變形的調(diào)整設定柔性樞轉(zhuǎn)部的調(diào)整設定區(qū)域可以在連接至調(diào)整區(qū)的平行腿部上形成。調(diào)整設定區(qū)域借助于聯(lián)接構件連接至調(diào)整杠桿的第二端部?，F(xiàn)在，調(diào)整柔性樞轉(zhuǎn)部迫使調(diào)整設定柔性樞轉(zhuǎn)部上的塑性變形將導致聯(lián)接構件的相對于平行腿部的位移，并且因此還導致杠桿的第二端部的位移。該第二實施方式具有這樣的顯著優(yōu)點，即偏心負載調(diào)整不受溫度變化影響，因為調(diào)整設定區(qū)域由與稱重單元的其余部分相同的材料塊形成。
在調(diào)整設定柔性樞轉(zhuǎn)部被塑性變形之后，彈性主體的彈性變形將繼續(xù)生成永久彎矩，所述彎矩相等地作用在調(diào)整柔性支承部和調(diào)整設定柔性樞轉(zhuǎn)部上。如果調(diào)整設定柔性樞轉(zhuǎn)部和調(diào)整柔性支承部的截面模量是相等的，那么他們的塑性和彈性變形將需要相等大小的彎矩。在截面模量相等的情況下，在兩個位置中的彎曲應力同樣將是相等的。即使在彎曲應力由于材料蠕變而松弛時,假若調(diào)整柔性支承部和調(diào)整設定柔性樞轉(zhuǎn)部由相同材料制成，設置位置仍將被保留調(diào)整柔性支承部調(diào)整柔性樞轉(zhuǎn)部。
平行導向機構也可以是力傳遞系統(tǒng)的部分。除了平行導向機構之外，力傳遞系統(tǒng)還包含至少一個力傳遞杠桿，所述力傳遞杠桿可樞轉(zhuǎn)地支承在固定部分上，并且所述力傳遞杠桿的第一杠桿臂通過力傳遞連接系接至能夠移動的平行腿部。第二杠桿臂連接至并且由此將力傳遞至測量換能器。當然在能夠移動的平行腿部與測量換能器之間還可以布置有兩個或更多個杠桿，用于力傳遞和力的杠桿作用減小。
此外，力傳遞系統(tǒng)可以由材料的單件通過鉆、銑、放電加工和之類的工藝而加工出，從而使得平行導向機構和至少一個力傳遞杠桿一體地形成。作為一體式設計的可替代方式，力傳遞系統(tǒng)還可以由多個單個的組件組裝而成。
對于完整的稱重單元而言，測量換能器被添加至平行導向機構或力傳遞系統(tǒng)。如果該稱重單元包含具有杠桿的力傳遞系統(tǒng)，那么至少一個杠桿的第二杠桿臂建立了至測量換能器的力傳遞連接。
稱重單元是例如天平、計量配給設備、滴定設備、質(zhì)量比較器、重量法濕度測量儀和之類的重量法測量儀的一部分。
以下方法可以用來調(diào)整平行導向機構或重量法測量儀。
在第一步驟中，測量沿縱向方向的偏心負載誤差以及如必要的話測量沿橫向方向的偏心負載誤差。接下來，使調(diào)整工具與至少一個調(diào)整區(qū)的接合結構達到接合。借助于調(diào)整工具，通過至少一個調(diào)整柔性支承部的塑性變形來實現(xiàn)平行導向機構的初始調(diào)整。
在初始調(diào)整完成之后，移除調(diào)整工具，并且借助于作用在調(diào)整杠桿的第二端部上的調(diào)整設定構件或借助于調(diào)整設定區(qū)域而實現(xiàn)平行導向機構的精細調(diào)整。


根據(jù)本發(fā)明的平行導向機構以及用于其調(diào)整的方法的細節(jié)將在下文中參照根據(jù)以下概述的附圖而更詳細地涉及，其中:
圖1以側(cè)視圖示出具有包含根據(jù)本發(fā)明力傳遞系統(tǒng)的稱重單元的重量法測量儀；
圖2A以側(cè)視圖示出圖1的稱重單元的力傳遞系統(tǒng)，所述力傳遞系統(tǒng)具有根據(jù)本發(fā)明的平行導向機構第一實施方式；
圖2B表示了圖2A中所示的力傳遞系統(tǒng)在平面X-X上的剖視圖2C表不了圖2A中所不的力傳遞系統(tǒng)沿箭頭Z的觀看方向的側(cè)視圖3A示出指向于力傳遞系統(tǒng)的頂部和側(cè)部的立體圖，所述力傳遞系統(tǒng)具有根據(jù)本發(fā)明的平行導向機構第二實施方式；
圖3B示出指向于圖3A的力傳遞系統(tǒng)的底部和側(cè)部的立體圖；并且
圖3C示出了圖3A中所示的力傳遞系統(tǒng)的下側(cè)的直視圖。
具體實施方式
圖1表不了具有力傳遞系統(tǒng)110的稱重單兀100的側(cè)視圖，所述力傳遞系統(tǒng)包含按照本發(fā)明的平行導向機構120。稱重單元100是重量法測量儀10的一部分，所述重量法測量儀的其它部分僅通過虛線而部分標示，包含稱重單元100的必要鄰接構件。第一鄰接構件是負載接受器20，其通過力傳遞連接附接至平行導向機構120的能夠移動的平行腿部121。第二鄰接構件是支承墊板30，其固定在外殼或機架中并且抵靠著機械基底40支承平行導向機構120的固定平行腿部122。平行導向機構120、具體而言根據(jù)本發(fā)明的調(diào)整區(qū)的詳細描述，接下來將在圖2A至2C的范圍中給出。
力傳遞系統(tǒng)110另外包含力傳遞杠桿140，所述力傳遞杠桿借助于杠桿支承部143可樞轉(zhuǎn)地支承在固定平行腿部122上。力傳遞杠桿140的第一杠桿臂141借助于聯(lián)接構件144連接至能夠移動的平行腿部121以用于力的傳遞。杠桿臂延長部145穩(wěn)固地連接至力傳遞杠桿140的第二杠桿臂142。在與至第二杠桿臂142的連接相反的端部處，杠桿臂延長部145連接至測量換能器150的可移動部分。測量換能器150未在附圖中被可見地表示的可移動部分例如是EMFC換能器的磁線圈。測量換能器150的固定部分穩(wěn)固地連接至固定平行腿部122，所述固定部分在EMFC換能器的情況下通常由永磁體構成。
圖2A表示具有根據(jù)本發(fā)明的平行導向機構120第一實施方式的力傳遞裝置110的側(cè)視圖。因為該力傳遞裝置剛好類似于圖1的力傳遞裝置110，所以使用了相同的參考標記。圖2A中沒有表示附接的組件，更加清楚地呈現(xiàn)了力傳遞系統(tǒng)110的設計理念和功能。力傳遞系統(tǒng)110由單塊材料制成，其中，各個組件通過諸如鋸、銑、鉆、放電加工及類似的材料移除操作而形成。借助于兩個分隔切口 111、112，力傳遞杠桿140、其杠桿支承部143、能夠移動的平行腿部121、第一平行導向件123、第二平行導向件124、四個柔性樞轉(zhuǎn)部131、132、133、134和調(diào)整區(qū)135幾乎完全與固定平行腿部122相分隔。所述分隔沒有全部完成，因為第一柔性樞轉(zhuǎn)部131將能夠移動的平行腿部121 —體連接至第一平行導向件123，并且第二柔性樞轉(zhuǎn)部132將第一平行導向件123 —體連接至固定平行腿部122。能夠移動的平行腿部121借助于第三柔性樞轉(zhuǎn)部133另外連接至第二平行導向件124，并且所述第二平行導向件通過第四柔性樞轉(zhuǎn)部134連接至調(diào)整區(qū)135。調(diào)整區(qū)135通過調(diào)整柔性支承部136連接至固定平行腿部122，并且僅部分可見，因為調(diào)整杠桿137布置在調(diào)整柔性支承部136的前方。如沿截面X-X的剖視圖中示出力傳遞系統(tǒng)110的圖2B中更清楚地可見的，調(diào)整柔性支承部136被分成第一調(diào)整柔性支承部136A和第二調(diào)整柔性支承部136B。
平行于圖2A的繪圖平面，力傳遞系統(tǒng)110通過三個切口被部分地剖分。其中一個切口沿著經(jīng)過調(diào)整柔性支承部136、調(diào)整區(qū)135和第四柔性樞轉(zhuǎn)部134的中心平面進行切害I]，該切口將被稱為中路切口 125。這個在圖2B和2C中更清楚可見的中路切口將前述構件細分成第一調(diào)整柔性支承部136A、第一調(diào)整區(qū)135A和第一柔性樞轉(zhuǎn)部134A，以及第二調(diào)整柔性支承部136B、第二調(diào)整區(qū)135B和第二柔性樞轉(zhuǎn)部134B，以便允許偏心負載誤差也能沿平行導向機構120的橫向方向被調(diào)整和被校正。在圖2A中，中路切口 125的端部由虛線表示。在圖2B和2C中，中路切口 125顯示為處于中間的深切槽。另外兩個切口是杠桿劃界切口 126、127，其將位于兩個外部側(cè)翼上的調(diào)整杠桿137AU37B與固定平行腿部122分隔開。由于這種借助于杠桿劃界切口 126、127的分隔，所以第一調(diào)整柔性支承部136A同時擔負第一調(diào)整杠桿137A的第一杠桿支承部146A的功能，并且第二調(diào)整柔性支承部136B同時擔負第二調(diào)整杠桿137B的第二杠桿支承部146B的功能。每個調(diào)整區(qū)圍繞其調(diào)整支承部147A、147B的相應的轉(zhuǎn)動軸線樞轉(zhuǎn)。
兩個調(diào)整杠桿137AU37B被相同地構造。它們的設計特別清楚地從圖2A顯而易見。調(diào)整杠桿137的第一端部138穩(wěn)固地連接至調(diào)整區(qū)135。調(diào)整杠桿137的第二端部139能夠自由地移動。第二端部139的移動平行于圖2A的繪圖平面，并且通過呈調(diào)整螺釘128形式的調(diào)整設定構件控制，所述調(diào)整螺釘布置在固定平行腿部122與調(diào)整杠桿137的第二端部139之間。調(diào)整杠桿137具有彈性主體130，所述彈性主體延伸過長度L并且如片簧般起作用。第二端部139的位移導致彈性主體130的彎曲變形，并且生成作用在調(diào)整柔性支承部136上且由該調(diào)整柔性支承部承受的彎矩。由于在力矩軸線147上的彎矩，調(diào)整柔性支承部136彈性地變形，并且調(diào)整區(qū)135經(jīng)受旋轉(zhuǎn)位移，所述旋轉(zhuǎn)位移取決于彎矩的大小且所述旋轉(zhuǎn)位移的轉(zhuǎn)動中心處在具有力矩軸線147的調(diào)整柔性支承部136中。由于第四柔性樞轉(zhuǎn)部134與調(diào)整柔性支承部136相隔一段距離布置，第四柔性樞轉(zhuǎn)部134相對于固定平行腿部122且相對于其余柔性樞轉(zhuǎn)部131、132、133改變其位置，位置變化的程度取決于調(diào)整柔性支承部136的角位移。作為其最終結果，這種位置變化產(chǎn)生了所期望的偏心負載誤差調(diào)整。
如從圖2B明顯可看出的，彈性主體130的橫截面剖面面積和截面模量顯著地小于調(diào)整柔性支承部136的橫截面剖面面積和截面模量。這適用于第一調(diào)整柔性支承部136A同樣適用于第二調(diào)整柔性支承部136B。
圖2C圖示了存在有第一調(diào)整螺釘128A和第二調(diào)整螺釘128B，其中，圖2A的力傳遞系統(tǒng)從沿箭頭Z的方向所看到的一側(cè)示出。在平行導向機構120借助于第一調(diào)整柔性支承部136A和第二調(diào)整柔性支承部136B的塑性變形進行沿縱向方向和橫向方向的粗調(diào)整之后，平行導向機構120借助于第一調(diào)整螺釘128A和第二調(diào)整螺釘128B被精細調(diào)整。由于柔性樞轉(zhuǎn)部131、132、133、134在其位置上相對于彼此的較大偏差通過調(diào)整柔性支承部136A、136B的塑性變形已經(jīng)得到校正，所以由精細調(diào)整導致的材料應力將是非常小的并且很難造成稱重信號中的任何漂移現(xiàn)象。調(diào)整螺釘?shù)呐c溫度有關的長度變化同樣地由彈性主體以很大減小比的方式來傳遞，以使得所述變化不影響偏心負載誤差。
圖3A示出指向于力傳遞系統(tǒng)210的頂部和側(cè)部的立體圖，所述力傳遞系統(tǒng)具有根據(jù)本發(fā)明的在第二實施方式中的平行導向機構220。圖3B示出指向于下側(cè)的立體圖，圖3C示出了圖3A的力傳遞系統(tǒng)210的下側(cè)的直視圖。下文中，所有三幅圖3A、3B和3C —起被描述。
第二實施方式僅通過調(diào)整設定區(qū)域261A、261B和調(diào)整聯(lián)接構件262A、262B而與第一實施方式區(qū)別，所述調(diào)整設定區(qū)域和調(diào)整聯(lián)接構件代替了圖1和2A至2C的第一實施方式的調(diào)整設定構件。此外，在第一柔性樞轉(zhuǎn)部231和第二柔性樞轉(zhuǎn)部232附近可以看出的大缺口 265、266具有最小化由柔性樞轉(zhuǎn)部231、232的彈性變形所生成的回復力的目的。
調(diào)整設定區(qū)域261A、261B和調(diào)整聯(lián)接構件262A、262B是調(diào)整設定構件，所述調(diào)整設定構件通過材料移除操作相對于固定平行腿部222被劃界。每個調(diào)整設定區(qū)域261A、261B通過調(diào)整設定柔性樞轉(zhuǎn)部263A、263B連接至固定平行腿部222。使調(diào)整設定柔性部263A、263B塑性變形將導致調(diào)整設定區(qū)域261A、261B的永久角位移，所述永久角位移繼而導致調(diào)整聯(lián)接構件262A、262B相對于固定平行腿部222的永久位移。調(diào)整聯(lián)接構件262A、262B的位移被傳遞至杠桿端部239A、239B，并且類似于用調(diào)整螺釘?shù)恼{(diào)整而產(chǎn)生彎矩，所述彎矩的大小取決于彈性主體230且取決于位移，并且作用在圖3B中所示的調(diào)整柔性支承部236A、236B上。因此，調(diào)整柔性支承部236A、236B同時構成調(diào)整杠桿246A、246B的杠桿支承部，因為所施加的彎矩與調(diào)整柔性支承部236A、236B具有相同的轉(zhuǎn)動軸線，即力矩軸線 247A、247B。
如圖3B進一步所圖示，存在有設置在第三和第四柔性樞轉(zhuǎn)部233、234的區(qū)域中的大缺口 267、268，所述大缺口也具有最小化由柔性樞轉(zhuǎn)部233、234的角位移所造成的回復力的目的。為產(chǎn)生調(diào)整柔性支承部236A、236B中以及調(diào)整設定柔性樞轉(zhuǎn)部263A、263B中的塑性變形，必須可能的是，在力矩軸線247A、247B處施加超過相應柔性部中的材料的彈性極限的彎矩。每個調(diào)整區(qū)235A、235B和每個調(diào)整設定區(qū)域261A、261B因此具有接合結構，以便為調(diào)整工具提供抓持。如此處所示，接合結構可以采用圓柱形孔的形式。
盡管本發(fā)明通過各實施方式的具體實施例的展示進行了描述，對于讀者顯而易見的是，眾多其它改型實施方式可以通過本發(fā)明的啟示被開發(fā)出，例如通過互相組合各個實施例的特征和/或通過在本文所描述的實施方式之間互換各個功能性單元。作為實施例，根據(jù)本發(fā)明的調(diào)整區(qū)還可以布置在能夠移動的平行腿部上，而不是在固定平行腿部上。此夕卜，根據(jù)本發(fā)明的調(diào)整區(qū)的構造還可以使用在例如EP2120023A1中所公開類型的被封裝的稱重單元中。當然，平行導向機構或者力傳遞系統(tǒng)的各部分還可以由不同的組件組裝而成，并且仍然具備有本發(fā)明的偏心負載誤差調(diào)整。相應地，任何這樣的組合和改型實施方式均被認為是本發(fā)明的一部分。
參考標記列表
10重量法測量儀
20負載接受器
30基于機架的支承墊板
40機械基底
100稱重單元
210、110力傳遞系統(tǒng)
112、111 分隔切口
220、120平行導向機構
121能夠移動的平行腿部
222、122固定平行腿部
123第一平行導向件
124第二平行導向件
125 中路切口
127、126杠桿劃界切口
128BU28AU28調(diào)整設定構件，調(diào)整螺釘
230、130 彈性主體
231、131第一柔性樞轉(zhuǎn)部
232、132第二柔性樞轉(zhuǎn)部
233、133第三柔性樞轉(zhuǎn)部
234、134B、134A、134 第四柔性樞轉(zhuǎn)部
235B、235A、135B、135A、135 調(diào)整區(qū)
236B、236A、136B、136A、136 調(diào)整柔性支承部
137BU37AU37 調(diào)整杠桿
138 第一端部
239B、239A、139 第二端部
140力傳遞杠桿
141第一杠桿臂
142第二杠桿臂
143杠桿支承部
144聯(lián)接構件
145杠桿臂延長部
246A、246B、146A、146B、146 調(diào)整杠桿的支承部
247A、247B、147A、147B、147調(diào)整柔性支承部的力矩軸線
150測量換能器
261B、261A調(diào)整設定區(qū)域
262B、262A調(diào)整聯(lián)接構件
263B、263A調(diào)整設定柔性部
268、267、266、265 缺口
272B、272A、271B、271A 接合結構
權利要求
1.一種平行導向機構(120、220)，所述平行導向機構包括能夠移動的平行腿部(121)、固定平行腿部(122、222)、第一平行導向件(123)和第二平行導向件(124)，其中平行腿部(121、122、222)和平行導向件(123、124)通過呈狹窄材料連接部形式的柔性樞轉(zhuǎn)部(131、231、132、232、133、233、134、134A、134B、234)彼此連接，其中所述能夠移動的平行腿部(121)在相對于所述固定平行腿部(122、222)的受導向的移動中受平行導向件(123、124)約束，并且其中至少一個具有調(diào)整柔性支承部(136、1364、1368、236八、2368)的調(diào)整區(qū)(135、135A、135B、235A、235B)在柔性樞轉(zhuǎn)部(131、231、132、232、133、233、134、134A、134B、234)與平行腿部(121、122、222)之間布置，其中所述調(diào)整區(qū)(135、135A、135B、235A、235B)連接至調(diào)整杠桿(137、137A、137B)的第一杠桿端部(138)，并且其中所述調(diào)整柔性支承^(136U36AU36B,236A,236B)還形成調(diào)整杠桿(137、137A、137B)的支承部(146、146A、146B、246A、246B)，其特征在于，所述調(diào)整杠桿(137、137A、137B)具有彈性主體，所述彈性主體的截面模量小于所述調(diào)整柔性支承部(136、1364、1368、236八、2368)的截面模量。
2.根據(jù)權利要求1所述的平行導向機構(120、220)，其特征在于，至少所述調(diào)整區(qū)(135、135A、135B、235A、235B)以及所述調(diào)整柔性支承部(136、136A、136B、236A、236B)被分成具有第一調(diào)整柔性支承部和第二調(diào)整柔性支承部(136A、136B、236A、236B)的第一調(diào)整和第二調(diào)整區(qū)(135A、135B, 235A、235B)，其中所述第一調(diào)整區(qū)(135A、235A)包括第一調(diào)整杠桿(137、137A)并且所述第二調(diào)整區(qū)(135B.235B)包括第二調(diào)整杠桿(137、137B)。
3.根據(jù)權利要求2所述的平行導向機構(120、220)，其特征在于，所述柔性樞轉(zhuǎn)部(131、231、132、232、133、233、134、134A、134B、234)從平行導向件(123、124)到所述第一和第二調(diào)整區(qū)(135、135A、135B、235A、235B)分成第一柔性樞轉(zhuǎn)部和第二柔性樞轉(zhuǎn)部(131、231、132、232、133、233、134、134A、134B、234)。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的平行導向機構(120、220)，其特征在于，所述至少一個調(diào)整區(qū)(135、135么、135 8、235么、2358)包括接合結構，以便為調(diào)整工具提供抓持，由此，相應的調(diào)整柔性支承部(136、136A、136B、236A、236B)能夠塑性變形。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的平行導向機構(120、220)，其特征在于，調(diào)整設定構件(128、128A、128B)能夠在連接至所述調(diào)整區(qū)(135、135A、135B、235A、235B)的平行腿部(121、122、222)與調(diào)整杠桿(137、137A、137B)的第二杠桿端部(139)之間布置。
6.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的平行導向機構(120、220)，其特征在于，具有能夠塑性變形的調(diào)整設定柔性樞轉(zhuǎn)部(263A、263B)的調(diào)整設定區(qū)域(261A、261B)在連接至調(diào)■ g(135、135A、135B、235A、235B)的平行腿部(121、122、222)上形成，其中所述調(diào)整設定區(qū)域(261A、261B)借助于聯(lián)接構件(262A、262B)連接至調(diào)整杠桿(137、137A、137B)的第二端部(139、239A、239B)。
7.根據(jù)權利要求6所述的平行導向機構(120、220)，其特征在于，所述調(diào)整設定柔性樞轉(zhuǎn)部(263A、263B)的截面模量與所述調(diào)整柔性支承部(136、136A、136B、236A、236B)的截面模量大小相等。
8.一種力傳遞系統(tǒng)(110、210)，所述力傳遞系統(tǒng)具有根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的平行導向機構(120、220)，并且具有至少一個力傳遞杠桿(140)，所述力傳遞杠桿的第一杠桿臂(141)通過力傳遞連接部連接至所述能夠移動的平行腿部(121)。
9.根據(jù)權利要求8所述的力傳遞系統(tǒng)(110、210)，其特征在于，所述平行導向機構(120、220)和所述至少一個力傳遞杠桿(140)由單件一體形成。
10.一種稱重單元(100)，所述稱重單元包括根據(jù)權利要求9所述的力傳遞系統(tǒng)(110、210)，并且還包括測量換能器，所述測量換能器與所述至少一個力傳遞杠桿(140)的第二杠桿臂(142)力傳遞連接。
11.一種重量法測量儀(10)，所述重量法測量儀包括根據(jù)權利要求10所述的稱重單元(100)。
12.一種根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的平行導向機構(120、220)或根據(jù)權利要求11所述的重量法測量儀(10)的調(diào)整方法，其特征在于，所述調(diào)整方法的步驟包括 測量縱向和橫向偏心負載誤差， 將調(diào)整工具插入至少一個調(diào)整區(qū)(135、135八、1358、235八、2358)的接合結構中， 通過用所述調(diào)整工具使所述調(diào)整柔性支承部(136、136A、136B、236A、236B)塑性變形而預調(diào)整所述平行導向機構(120、220)， 移除所述調(diào)整工具，以及 借助于作用在所述調(diào)整杠桿( 137、137A、137B)的第二杠桿端部(139、239A、239B)上的所述調(diào)整設定構件(128、128A、128B)或調(diào)整設定區(qū)域(261A、261B)而精細調(diào)整所述平行導向機構(120、220)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種平行導向機構(120、220)，其具有能夠移動的平行腿部(121)、固定平行腿部(122、222)、第一平行導向件(123)和第二平行導向件(124)，其中平行腿部(121、122、222)和平行導向件(123、124)通過呈狹窄材料連接部形式的柔性樞轉(zhuǎn)部(131、231、132、232、133、233、134、134A、134B、234)彼此連接，并且其中至少一個具有調(diào)整柔性支承部(136、136A、136B、236A、236B)的調(diào)整區(qū)(135、135A、135B、235A、235B)在柔性樞轉(zhuǎn)部(131、231、132、232、133、233、134、134A、134B、234)與平行腿部(121、122、222)之間布置。調(diào)整區(qū)(135、135A、135B、235A、235B)連接至調(diào)整杠桿(137、137A、137B)的第一杠桿端部(138)，并且調(diào)整柔性支承部(136、136A、136B、236A、236B)形成調(diào)整杠桿(137、137A、137B)的杠桿支承部(146、146A、146B、246A、246B)。根據(jù)本發(fā)明，調(diào)整杠桿(137、137A、137B)具有彈性主體，該彈性主體的截面模量小于調(diào)整柔性支承部(136、136A、136B、236A、236B)的截面模量。
文檔編號G01G23/01GK103207009SQ20131000870
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月10日 優(yōu)先權日2012年1月11日
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