用于小型称重系统的平行导向装置制造方法及图纸

称重模块具有通过传力杆彼此连接的负载接收器和称重传感器，其中称重模块设置在设计空间内，所述设计空间在垂直于负载方向延伸的平面内的尺寸由相邻称重传感器所占据的设计空间限定，或者代表称重传感器在所述平面内的最大尺寸。称重传感器具有平行导向装置，其中至少一个与传力杆连接的活动平行支腿和至少一个固定平行支腿以彼此相距的预定导向距离设置，并且通过至少一个上部平行导向构件和至少一个下部平行导向构件彼此连接。平行导向构件的有效长度大于导向距离，并且活动平行支腿不伸出设计空间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及称重模块，并且还涉及采用给定数量的称重模块称量基本均质称重对象的装置，每个称重模块具有通过传力杆与称重传感器连接的负载接收器，其中平行导向装置与每个传力杆连接以将后者限制在沿负载方向的平行导向运动中。
技术介绍
在自动化生产和测试系统中可以发现设计用于称量基本均质称重对象的装置的优选应用，其中模块化结构的天平—所谓称重模块特别适合于整体结合在这些系统中。实质上，用于该目的的天平是其中指示单元与天平分离设置的类型，例如在具有用于多个称重模块的中央指示单元的系统中。这类整体称重模块被用于微小并且相对昂贵的部件的生产和测试中，例如在制药业中用于药片、胶囊、针剂等的装填包装机，或者用于球轴承的检验中。基本均质物体的称重以及所谓分批称重都是其中多个负载量必须单独称重的过程，假使用于有限空间内的检验、剂量分配或装填等目的。因为传送装置，例如带有多个抓握器的机械手臂，通常用于将称重对象放在称重模块的各个负载接收器上，并且在称重之后将其从中取下来，因此各个负载接收器关于彼此并且关于传送装置的位置必须准确并且持久地设置。用于称量基本均质称重对象的这类装置属于公知的最新技术。主要的是，这些装置是成排或二维阵列形式的称重模块布置。其它布置方式是基于下面思想，即将二维卫星状布置的称重模块环绕一排布置的负载接收器放置，其中后者必须与现有传送装置的传输元件之间的距离相匹配，因为称重模块经常太大，以至于不允许以所需的紧密间隔布置。在JP01212327A中公开了二维布置的称重传感器，其说明了一种使用弹簧材料板制作多个称重传感器的节省成本的方法，其中称重传感器携带作为传感元件的应变计。然而，与基于电磁力补偿原理的称重传感器相比，基于应变计的称重传感器不适合涉及微克至克范围内质量测定的应用场合。在DE29917940U1中公开了一种用于多通道吸移管的重量分析测试的装置。该装置具有多个以卫星状布局或并排布置在平面中的称重传感器。为了允许同时称量多通道吸移管的若干测试容量，称重传感器的负载接收器靠近地设置在一起。卫星状布局使得有可能使用相对较大的称重传感器测试多通道吸移管。在CH654412A5中公开了一种基于单弦振动器原理的称重传感器。通过两个曲折形弹簧元件，负载接收器被控制在相对于控制台的平行运动中。对于这些称重传感器的测量准确度具有重大影响的因素在于被测量的力总是沿着相同方向施加到弦上。采用曲折形布置的导向臂，导向臂的长度变化彼此补偿，以至于负载接收器相对于控制台的位置不会随着温度变化而变化。在根据电磁力补偿原理工作的称重传感器中，由承重盘上的负载引起的力由永磁体和线圈构成的力补偿构件进行补偿，其中测量流过线圈的电流以产生补偿力。测量值与放在承重盘上的负载成比例。然而，测量值还取决于线圈在永磁体磁场中的位置，因此当确定测量值时，线圈总是必须具有关于磁体的相同位置。在施加负载之后线圈的位置通过位置传感器测定，并且增大通过线圈的电流直到线圈关于永磝体的负载相关的位移得到补偿。在该时刻测量线圈电流，其代表所施加负载的重量的测量值。在CH638894A5中公开了这类称重传感器，其中称重传感器具有传力装置，所述传力装置设置在负载接收器与力补偿构件之间，并且将负载接收器上的负载所产生的力传递到力补偿构件上，取决于负载范围减小或放大该力。在CH593481A5中公开了根据相同原理工作的称重传感器。在该专利文献中，负载接收器通过传力杆直接与力补偿构件连接。位置传感器的活动部件与传力杆连接，而位置传感器的固定部件与称重传感器的外壳部件或者一般地与力补偿构件的固定部件刚性连接。优选的是，称为直接测量原理的这种布置方式在小负载范围内使用。由于位置传感器只有有限的分辨率，测量的精度实质上取决于位置传感器的分辨率。负载接收器和力补偿装置的线圈必须关于称重传感器的固定部件被精确地导向。这一点通过其活动平行支腿与传力杆连接并且其固定平行支腿与称重传感器的外壳部件刚性连接的平行导向装置实现。活动平行支腿和固定平行支腿通过两个具有抵抗弯曲的刚性并且具有薄挠曲接头的平行导向构件彼此连接。然而，其中还可能使用弹簧类弹性平行导向构件，在这种情况下可以不包括薄挠曲接头。当负载被放在负载接收器上时，传力杆沿着负载方向运动，由此平行导向构件偏转并且导致薄挠曲接头或弹簧类弹性平行导向构件弯曲。与板簧元件类似，这些薄挠曲接头或弹簧类弹性平行导向构件产生其值与平行导向构件的偏转角度成比例并且沿着弯曲的相反方向作用的力矩，或者产生沿着负载的相反方向作用的力。薄挠曲接头被设计得越厚重，产生位置传感器的最小可检测位移所需的负载差量就越大。因此，挠曲接头或可弹性变形平行导向构件的尺寸也大大影响称重传感器的分辨率。在最新技术的参考文献中公开的平行导向装置具有下面缺陷，即所使用材料中的最大可允许应力对于减小薄挠曲接头的厚度施加了限制，并且如果挠曲接头或弹性平行导向构件被制作得较薄，那么平行导向装置就对过载非常敏感。该问题可以通过将平行导向构件制作得较长来缓解。这减小了挠曲接头处产生位置传感器可以检测到的最小位移的角向运动量。然而这导致用于均质称重对象称量装置中的称重模块具有非常不利的尺寸，以至于装置变得昂贵、庞大并且复杂。
技术实现思路
因此，本专利技术具有提供一种称重模块的目的，其在垂直于负载方向的平面内具有尽可能最小的尺寸但是模块的紧凑尺寸对于所产生的测量结果的分辨率没有任何负面影响。达到该目的的解决方案通过权利要求1所述的特征来实现。称重模块包括通过传力杆彼此连接的负载接收器和称重传感器，其中称重模块设置在设计空间内，所述设计空间在垂直于负载方向延伸的平面内的尺寸由相邻称重传感器所占据的设计空间限定，或者代表称重传感器在所述平面内的最大尺寸。称重传感器包括具有至少一个与传力杆连接的活动平行支腿和至少一个固定平行支腿的平行导向装置，其中所述平行支腿相对于彼此以预定导向距离设置，并且通过至少一个上部平行导向构件和至少一个下部平行导向构件彼此连接。作为在称重模块的尺寸保持为在垂直于负载的方向上尽可能小的同时减小活动平行支腿上的最小所需位移力(displacingforce)的手段，平行导向构件的实际展开长度大于上述导向距离。所述展开长度可以由包括与平行支腿连接的区域在内，并且如有可能，还包括属于平行导向构件的薄挠曲接头在内的平行导向构件的弯曲应力中性核心纤维(bending-stress-neutral core fibers)的长度表示。此外，活动平行支腿不从设计空间伸出。术语“导向距离”是指活动平行支腿与固定平行支腿之间的直接距离。在总体概念范围内，它与连接两个平行支腿的平行导向构件如何构成没有关系。平行导向构件的实际展开长度，或者说是包括平行支腿连接区域在内(如有可能，还包括属于平行导向构件的薄挠曲接头在内)的平行导向构件的弯曲应力中性核心纤维的长度，在下面将被称为有效长度。为了简化称重模块的制造，并且确保用于称量均质物体的装置中的各个称重模块容易交换，另外还需要平行导向装置的任何部件在垂直于负载的任何方向上都不伸出称重传感器，因此，活动平行支腿必须设置在各自称重模块的设计空间内部。在极端情况下，在垂直于负载方向的横截面平面中，活动平行支腿或固定平行支腿的外部轮廓可以对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种称重模块（１１０Ａ），包括通过传力杆（１６０Ａ）彼此连接的负载接收器（１５０Ａ）和称重传感器（１１１Ａ），其中称重模块（１１０Ａ）设置在设计空间（１１２Ａ）内，所述设计空间在垂直于负载方向延伸的平面内的尺寸由相邻称重传感器（１１１Ｂ）所占据的设计空间（１１２Ｂ）限定，或者代表称重传感器（１１１Ａ）在所述平面内的最大尺寸；所述称重传感器（１１１Ａ）包括平行导向装置（１３０Ａ，１４０Ａ），其具有至少一个与传力杆（１６０Ａ）连接的活动平行支腿（１３２Ａ，１４２Ａ）和至少一个固定平行支腿（１３３Ａ，１４３Ａ）；所述平行支腿（１３２Ａ，１４２Ａ，１３３Ａ，１４３Ａ）相对于彼此以预定导向距离设置，并且通过至少一个上部平行导向构件（１３１Ａ）和至少一个下部平行导向构件（１４１Ａ）彼此连接，其特征在于，通过下述方式，在称重模块（１１１Ａ，１１１Ｂ）的尺寸保持为在垂直于负载的方向上尽可能小的同时，减小活动平行支腿（１３２Ａ，１４２Ａ）上的最小所需位移力：●平行导向构件（１３１Ａ，１４１Ａ）的实际展开长度，即包括与平行支腿连接的区域在内，并且如有可能，还包括属于平行导向构件（１３１Ａ，１４１Ａ）的薄挠曲接头（３３８）在内的平行导向构件弯曲应力中性核心纤维的长度，大于所述导向距离；●活动平行支腿（１３２Ａ，１４２Ａ）不从设计空间（１１２Ａ）伸出。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：多米尼克热努，汉斯鲁道夫布克哈德，让克里斯托夫埃梅里，
申请(专利权)人：梅特勒托利多公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]