CN101309612A - 重量测量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种重量测量装置，它适于安装在两个物体之间，并且可以进入拉伸状态和未拉伸状态。该装置可以连接在包括例如与将物体或负载保持或背负在人身体上的背包、降落伞组件或类似构成的系统一起使用的一对肩带组件的那种背带上。该重量测量装置包括在施加在其上的力作用下改变的受力元件和用于提供施加在受力元件上的力大小的指示的重量指示器。

Description

重量测量装置
技术领域
本发明涉及重量/载荷测量装置，并且更具体地说涉及用于安装在两个物体之间以测量在它们之间的力大小的重量/载荷测量装置。
背景技术
背包，也被称为“书包”、“背囊”、“帆布背包”、“肩背包”、“帆布驮袋”、“航空包”，为一种包括背带部分和袋部分的袋子，并且是一种用于在行走期间携带中等至重型载荷的常见有效方式。背包一开始研制供军人和徒步旅行者使用，并且随着时间变为普遍存在的运载装置。但是，虽然背包由于将重量分配在身体的一些大型肌肉上所以通常被认为是一种良好的运载装置，但是其使用尤其在学童携带过重载荷的情况下容易出现生理学和解剖学问题。
在下面的说明书和附图中，将所有不同的包共同称为“背包”。
医学权威人士已经提出一些指导和建议以阐明背包的不正确使用和背负会导致肌肉失衡，这会导致慢性背部和颈部毛病。明确重量的指导在于长时间肩负太重的重量已经表明对于背部是有害的，从而造成从简单不适和疲劳到脊柱压迫、背部疼痛和脊柱歪斜等问题，这些疾病会持续到成年时期。
由于小孩已经背负了过重的背包，所以该问题近年来已经加重。具体地说，美国整形外科医生学会(AAOS)和消费品安全委员会(CPSC)警告，越来越多的小孩由于其背包的不正确使用而导致其背部和肩部受到损伤。许多专家劝告小孩应该在背包中背负不大于其自身体重的15％以避免肌肉骨骼损伤的危险增大。从小学到中学的小孩当前背负的重量远远超过这个重量。过重的背包会造成在任意年龄下的健康脊柱出现功能侧凸或弯曲。要重视的是，即使是成年人也不应该在背包中背负25kg以上的重量。
防止由于过载背包引起的危险的最佳方式是直接确定出在所背负的背包中的特定载荷对于背负它的个人而言是否太重。在将背包放置在传统称重计上适用于确定背包的重量，但是并不总是能够获得称重计来对背包称重以确保它没有过载。
在Siwak等人的美国专利申请文献No.2005/0051586中解决了这个问题，该文献描述了一种重量确定机构和用于确定一件装载行李尤其是背包的重量的方法。该机构通常结合到行李包的把手中，从而使之能够与行李包结合成一体并且使它不会占据额外的空间，同时能够在无需外部称重计的情况下进行便捷的重量确定。
除了由过大背包重量引起的危险之外，健康护理专家建议，总载荷应该在两个肩带之间均分以避免由于过大重量偏移到右肩或左肩而引起外科损伤。如果背负者没有意识到在两个肩部之间的重量分布的重要性，则难以决定背包和背带的最佳结构。不对称的重量分布导致背负者不能以正确的竖立姿态站立，并且因此会导致脊柱损伤、肌肉劳损或类似的毛病。另外，背负者的肩部过载也会造成局部损伤，例如四方肌劳损、在脊柱附近的神经根夹痛等。
在保持自然姿态的情况下，人们在左右以及前后竖立稳定性之间感觉到明显差异。在背负背包时尽可能保持自然姿态至关重要。对于左右稳定性而言，包应该对称并且均匀地加载在每一侧上。对称加载尤为重要，因为在大多数背包的重量是通过将它吊在单个肩膀上来背负时，这会导致促使背负者侧弯。这种异常的姿态在背负重型背包时进一步加重。为了保持身体左右稳定性，人们必须首先考虑与另一个肩部相比在一个肩部上没有施加明显过大的重量。不平衡的载荷在压迫肩部的同时对肩部造成伤害，并且也会导致血液循环或神经失调。
现有许多已知的背包系统，它们试图使载荷稳定、增强舒适性并且提高对背负者的方便性。例如，Alexander的美国专利No.4217998描述了一种包括一组细长管的装置，这些管子彼此成嵌套关系设置，并且由内管装载的弹簧加载推压按钮可调节并且可松开地将这些管子锁紧在一起，从而它们能够具有各种所期望的组合长度。其中一根管子具有安装在其前端处的防滑式背包肩带连接器，并且另一根管子具有可枢转固定在其后端处的背包后框架连接器。这种改进的背包利用一对上述新颖装置，它们与背包后框架的相对侧边连接并且向前伸出以接合两个背包肩带。因此，这两个装置设置在背包者的两侧上。其目的在于使得背包的平衡中心从背包者在背着背包竖直站立时的垂直中线后面即从非常不舒服并且笨拙的位置移动到靠近背包者的那个垂直中线的更向前的舒适位置，并且背包者不必持续拖着背包肩带并且向前拱以实现重量偏移。
Amram的美国专利申请文献No.2004/0065708披露了将具有可以重新定位、拆除并且更换的背带的背包设计成通过改善载荷平衡来降低在背负该背包时的肌肉劳损。将背带重新定位使得人们能够将载荷重新设置在更靠近身体重心的位置以降低由不平衡载荷所施加的杠杆作用。其它特征在于，可拆卸背带可以以廉价的方式与具有不同颜色、商标、广告或其它支持或联系标识的其它背带互换或更换。
Manoni的国际专利文献No.WO 2004/100706描述了这样一种平衡背包，它包括通过肩带支撑在用户肩部上的包容器，从而能够实现适当的重量分布，并且实现前后平衡以及左右平衡，该背包包括：可以通过一对肩带与胸部相关联的后包容器，所述后包容器相对于所述肩带对称设置；紧固点，它与所述肩带相连并且在对称的位置中位于胸部前面；可以紧固在所述紧固点上的前包容器，以便在其上承受相关的载荷，其中针对这些包容器的体积可以装载在每个包容器中的重量具有大约为2.0至0.8的后/前比。
发明内容
本发明涉及一种适用于安装在两个物体之间以测量出在它们之间的力的重量/载荷测量装置。
根据本发明的一个方面，提供了一种适用于安装在两个物体之间以测量在它们之间的力大小的重量/载荷测量装置，该装置包括通过在其上施加力而改变的受力元件以及为施加在其上的力大小提供指示的重量指示器；该装置可以进入拉伸状态和未拉伸状态，从而在重量测量装置处于拉伸状态中时，受力元件在由两个物体所施加的力作用下改变，并且在重量测量装置处于未拉伸状态中时，受力元件不在由两个物体所施加的力作用下改变，由此未拉伸状态改善了受力元件的标定使用寿命。对于与施加在其上的重量对应的重量指示器的拉伸状态设有标识。
通过减小受力元件改变的时间，从而改善了重量测量装置的标定使用寿命。
可以将多个重量测量装置安装在多个物体上以确定在这些物体之间的不对称载荷。例如，可以提供配备有两个肩带的背包，每个肩带配备有根据本发明的重量测量装置。在测量装置指示了不对称载荷的情况中，用户可以希望校正该不平衡。因此，重量测量装置还可以包括平衡机构，它用来改变在其间安装有它的两个物体之间的力大小。该平衡机构可以用来延长和/或缩短在两个物体之间的距离，由此改变了在它们之间的力大小。该平衡机构可以为重量测量装置的整体组成部分。
受力元件可以为由弹性材料支撑的条带。弹性材料可以由天然橡胶制成，但是也可以采用任意合适的材料。
重量指示器可以包括与所述受力元件相连的数字刻度盘，或者其它指示装置例如带颜色的刻度盘、设有几何图表的刻度盘等。
重量测量装置还可以包括用于观看重量指示器的显示窗口。该显示窗口可以配备有用于改善的刻度盘的观看的放大玻璃。
在它们之间安装有该重量测量装置的两个物体可以为背带的肩带组件的两个部分。该背带可以为背包或降落伞设备等的一部分。
根据本发明的另一个方面，提供了一种包括一对肩带组件的背带，并且每个肩带组件包括根据本发明的重量测量装置，该重量测量装置包括上述特征中的任一个或其它。
背带使得用户能够通过操作用于确定由每个肩部所承受的重量载荷以及由用户承受的总重量并且必要时对它进行调节的重量测量装置的操作来便捷地提供对肩带组件的平衡控制。
如果背带为背包的一部分并且固定在背负它的用户上，则可以通过同时促动两个重量测量装置来测量出由用户背负的背包的重量，从而给出由用户背负的背包的大致总重量。另外，只是促动其中一个重量测量装置可以显示出由相应肩带组件所承载的重量。这个方面的优点尤其在于能够方便父母知道在背负这种背包的小孩身上产生出的载荷和平衡。由此，使得用户能够防止由过大载荷、不对称背带结构和/或肩部之间的重量不平衡引起的问题。
也可以通过利用在肩带组件中的紧固件重新调节在背带中的这些肩带和/或通过重新布置包的内容物(即，将重物品左右移动)来实现平衡校正。
根据上述方面的任一方面，重量测量装置也可以用来可拆卸地安装在所要安装的物体上，或者它可以设计成永久地安装在两个物体上。
因此这里已经相当广义地概括出本发明的更重要的特征，从而可以更好地理解下面的其详细说明，并且更好地理解对现有技术的贡献。在该详细说明中将给出本发明的其它细节和优点。
本发明提出一种用于连接施力点并且测量在它们之间的力的力测量装置，该力测量装置包括如此设计的力测量机构，从而该机构在测量力中的精度不会随着时间由于施力点而降低。
根据其一个方面，本发明涉及一种用于连接在施力点之间并且测量在它们之间的力的力测量装置，该力测量装置包括设计用于逐步调节在施力点之间的距离的力调节机构。
现有技术提供了载荷测量/平衡装置的几个实施例。虽然这些装置中的一些可以用来测量和/或调节在背包中的载荷分布，但是这些设计结构存在几个内在的局限之处。现有技术载荷测量装置采用了也能够承载的负载测量机构，这些机构显示出由于塑性而不是弹性拉伸等而导致的随着时间的测量质量降低。
另外，能够进行载荷调节的现有技术装置通常使用了不能够通过可以精确重复的精确递进调节动作来进行调节的带扣和背带。这个局限之处在其中需要对两个背带进行精确调节以便实现正确载荷调节的背包情况中尤其有问题。
在实施本发明并且具有克服现有技术设计的这些局限之处的特定目标的同时，本发明人已经设计出这样一种载荷测量和调节装置，它包括其测量质量不会随着时间而降低的精确载荷测量机构和递进、可重复并且精确的负载分布机构。
根据本发明的装置也适合作为“独立式”物品，即适用于与任意装置可拆卸连接的单独附件。
附图说明
为了理解本发明并且知道它实际上如何实施，下面将参照附图仅仅通过非限制性实施例的方式对几个实施方案进行说明，其中：
图1A为根据本发明第一实施方案的重量测量装置的透视图；
图1B为在图1A中所示的重量测量装置的称重带的透视图；
图1C为在图1B中所示的称重带的侧视图；
图1D为安装在第一带上的在图1B和1C中所示的一部分称重带的透视图；
图1E为安装在例如背包的第一带和第二带之间的在图1A中所示的重量测量装置的透视图；
图1F为在图1E中所示的重量测量装置的示意性立体剖视图；
图1G为在图1E中所示的重量测量装置的示意性侧剖视图；
图1H为在图1G中标为G的部分的放大图；
图1I与图1H相同，其中将在外壳中的按钮按下；
图1J为可拆卸地铰接在背包上的在图1A-1I中所示的那种重量测量装置；
图1K为安装在背包上的在图1A-1I中所示的那种重量测量装置；
图2A为根据本发明的重量测量装置的另一个实施方案的透视图，它包括整体平衡机构；
图2B为在图2A中所示的重量测量装置的平衡机构的顶部分解视图；
图2C为在图2B中所示的平衡机构的底部分解视图；
图2D为在图2B和2C中所示的平衡机构的装配图；
图2E为图2A中所示的重量测量装置的示意性等距横截面图；
图2F为在图2A和2E中所示的一部分重量测量装置的放大图；
图2G为在图2A和2E-2F中所示的重量测量装置的示意性剖面侧视图；
图2H为在图2A和2E-2G中所示的重量测量装置的放大示意性侧视图；
图2I为在图2A和2E-2H中所示的重量测量装置的底视图；
图3A为本发明的重量测量装置的另一个实施例的透视图，它包括整体平衡机构；
图3B为在图3A中所示的重量测量装置的分解视图，它不包括背带；
图3C为不包括下背带的在图3A中所示的重量测量装置的立体剖视图；
图3D为在图3A-3C中所示的底部外壳部件的平面图；
图3E为在图3D中所示的底部外壳部件的立体图；
图3F为在图3D中所示的底部外壳部件的可选立体图；
图3G为在图3B中所示的重量测量装置的立体图，它不包括顶部和底部外壳元件，并且弹性带处于未拉伸位置中；
图3H为在图3G中所示的重量测量装置的立体图，并且弹性带处于拉伸位置中；
图3I为在图3A中所示的一部分重量测量装置的内侧视图；
图3J为在没有促动操纵杆时在图3A-3C、3G和3H中所示的一部分平衡机构的放大立体图；
图3K为在促动操纵杆时在图3J中所示的一部分平衡机构的放大立体图；
图3L为在没有促动背带延长按钮时在图3A中所示的装置的平面图，它不包括顶部外壳部件以及上下背带；并且
图3M为在促动了背带延长按钮时在图3L中所示的装置的平面图。
具体实施方式
参照其中说明了本发明实施方案的所附说明书和附图将更清楚地了解根据本发明的背包的原理和操作。应该理解的是，这些附图只是用于举例说明，并不是用来进行限定。本发明可以按照许多不同的方式实施，并且不应该被认为局限于在这里所给出的实施方案。相同的参考标号和字母符号将用于标识在整个本发明说明书中在这些附图中所示的背包及其组成部件中所共同的那些部件。
现在参照图1A对重量测量装置100的第一实施方案进行说明。该重量测量装置100包括称重带102、称重带102从中穿过的外壳104、安装在外壳104内的销106(图1F)以及可枢转安装在销106上并且通常沿着顺时针方向受到偏压的爪108(图1F)。
现在参照图1B-1C，称重带102包括以由天然橡胶制成的弹性部分形式的受力元件110以及通过制造过程或之后铰接结合成一体的塑性部分112。虽然可以将任意具有弹性性能的合适材料用于弹性部分，但是在针对本发明进行的研究期间，天然橡胶显示出具有优于所测试的其它弹性材料的有利性质。同样，塑性部分不必由塑料制成，但是必须由没有弹性性能并且在重量测量装置100将要承受的载荷下不会变形的材料制成。
弹性部分110包括顶端114、中间部分116和底端118。顶端114包括凸出部分120，简要参照图1A，在组装好重量测量装置100并且因此将称重带102插入穿过外壳104时，该凸出部分锚固在外壳104的外侧上，并且比在外壳104中的与之相邻的狭槽142(图1F和1G)更厚。回到图1B和1C，中间部分116比凸起部分120更薄，并且在将弹性部分110插入穿过外壳104时，中间部分116很容易滑动穿过其上锚固着凸起部分120的第一狭槽142(图1F和1G)，下面将清楚了解这样做的原因。
塑性部分112包括与弹性部分110的底端118一体形成的上半部分122和下半部分124。上半部分122包括沿着其边缘设置的两排较窄的单向倾斜齿列126以及在这些齿126之间采用一系列上升数字128形式的重量指示器，用于指示重量测量。在这方面，在弹性部分110上的数字128按照计算好的方式与使弹性部分110所需的力的大小成比例地间隔开，可选的是，代替数字，也可以采用其它指示例如图、颜色等。下半部分122包括以矩形狭缝形式的连接狭缝130。
另外参照图1D，在该实施例中的连接狭缝130用来允许重量测量装置100通过带扣134和以带紧固件136形式的平衡机构与背带(未示出)的第一带132连接。应该指出的是，可以使用连接元件130通过任意标准的连接部件将它连接在所要测量的物体上。
现在参照图1E-1G，显示出重量测量装置100连接在第一带132(它在背包的背带方面可以被称为“下带”)和第二带138(它在背包的背带方面可以被称为“上带”)之间。第二带138包括里面插入有外壳104的套筒状部分105的空腔140。第二带138例如通过缝合连接在外壳104的在空腔140内的套筒部分105周围以将外壳104的位置固定在其中。
外壳部分104包括第一狭槽142、第二狭槽144、可按压按钮146和显示窗口148。如上所述，称重带102穿过外壳104，这是通过第一狭槽142和第二狭槽144来完成的。在图1G中，称重带102的弹性部分110清楚显示出穿过第一狭槽142，并且通过凸起部分120锚固在其上，同时塑性部分112能够滑动运动穿过第二狭槽144。显示窗口148设置在那一系列数字128的至少一个上方，并且由放大玻璃制成以便于其观看。
爪108包括用于插入销106的枢销孔150、用于与在塑性部分112上的狭窄单向倾斜齿排126的齿接合的尖端凸起152以及在外壳部分104的按钮146下面的设置在爪108的端部处的按钮部分154。
销106安装在外壳104内以支撑可枢转地安装在其上的爪108。
重量测量装置的操作：
首先参照图1E，在操作中，需要将重量测量装置100安装在两个物体之间。如上所述，在该实施方案中，重量测量装置100连接在第一带132和第二带138之间。
现在参照图1H，爪108显示出处于其正常偏压位置，并且远端凸起152与齿126接合。在该位置中，通过上述远端凸起152与齿126的接合来抑制例如由于通过第一带132沿着箭头156方向施加在塑性部分112的下半部分124上的力或者由第二带138沿着与箭头156相反的方向施加在外壳104上的力而产生出的称重带102的拉伸。为了详细描述，称重带102的拉伸由于塑性部分112没有弹性而不会出现，因此它也不会明显拉伸，并且弹性部分110在一个端部处锚固在外壳104上，并且在另一个端部处锚固在远端凸起152和齿126之间的上述接合部分上。
但是，应该指出的是，如果弹性部分110在远端凸起152和齿126接合之前拉紧，则齿126的单向特性使得称重带102收缩，即弹性部分110和塑性部分112中的至少一部分将沿着与箭头156相反的方向朝着锚固凸起部分120运动。因此，弹性部分110的弹性性能将使称重带102收缩直到弹性部分110不再拉伸，由此构成重量测量装置100的“未拉伸模式”。
现在参照图1I，爪108显示出由于重量测量装置100的用户克服正常的偏压力而按下可按压按钮146而处于旋转位置。可按压按钮146使设在爪108的端部处的按钮部分154沿着称重带102的方向运动。在该位置中，如果存在由第一带132沿着箭头156的方向施加在塑性部分112的下半部分上的力或者由第二带138沿着与箭头156相反的方向施加在外壳上的力，则远端凸起152与齿126脱开，从而使得称重带102的弹性部分110拉伸。
在拉伸期间，没有弹性的塑性部分112不会明显拉伸，但是弹性部分110的弹性性能允许其拉伸。该拉伸将使得包括数字128中的至少一个的弹性部分的不同部分设置在显示窗口148下面。用户然后可以通过放大玻璃148观看这些数字128，因此知道在所示的数值和观看到这种数字所需的拉伸力大小之间的关系，从而估计出使该重量测量装置100拉伸的力大小和/或重量。该测量位置由此构成重量测量装置100的“拉伸模式”。
用户然后松开可按压按钮146，这使得爪108能够枢转回到其正常位置并且使得远端凸起152能够重新接合齿126，从而使得重量测量装置100返回到未拉伸位置。应该指出的是，未拉伸位置改善了受力元件/称重带102的标定使用寿命，因为它减少了弹性部分110拉伸的时间。这种拉伸只是在测量施加在重量测量装置100上的力大小期间出现。
在任意情况中，可以检查并且校正重量刻度校准。在可拉伸元件变得稍微松弛并且过度延伸从而显示出错误读数时，在长时间使用之后建议进行这样的操作。正确校准例如可以在将重量测量装置100的刻度指示与安装在第一或第二带上的已知重量进行比较来进行。然后，可以将数字128进行校正以反映所显示出的重量。因此，该重量测量装置100将恢复精度。
现在参照图1J，该图显示出可拆卸地安装在以背包160形式的物体上的重量测量装置100的实施例，该背包包括构造成用于将背包160固定在用户上的背带162。
背带162包括两个肩带组件166(在所示的局部视图中只能看到其中一个)。每个肩带组件166包括下带168、第一带132、下紧固件170、重量测量装置100、第二带138、上带172和上紧固件174。下带168在两个端部之间延伸，其中第一端部176连接(例如通过缝合或其它方式)在包部分164的下部178上，并且第二端部180通过下紧固件170与第一带132接合。
如在前面的附图中所述一样，重量测量装置100连接在第一带132和第二带138之间。上带172在两个端部之间延伸，其中第一端部182连接(例如，通过缝合或以其它方式)在包部分164的上部184上，并且第二端部186通过上紧固件174接合着第二带138。下紧固件170和上紧固件174两者包括销188，其布置在拆除销188时便于通过相应紧固件连接的带脱开。但是，应该指出的是，允许带接合和脱开的任意紧固件或类似的装置都适用于该目的。
在用户背负该背包160时，用户可以通过如上所述的重量测量装置100的操作来测量或估计出施加在每个肩带组件166上的重量载荷。应该指出的是，可以单独或同时测量出施加在每个肩带组件166上的重量测量装置100上的力，从而能够选择测量由每个肩带组件所承载的载荷。另外，每个肩带组件的载荷以及由重量测量装置100测量出的力大小可以通过带紧固件136使第一带132延长或缩短来进行平衡。在该实施例中，重量测量装置能够通过下紧固件170和上紧固件174从背包160中可拆卸地拆除。这例如可以在将背包放在洗衣房中时完成。
现在参照图1K，重量测量装置100任选可以固定安装在具有肩带组件192的背带190上，该肩带组件只包括在图1E中所示的元件。在这种情况中，第一带132在包部分164的下部178和称重带102的连接狭缝130之间延伸，并且第二带138在包部分164的上部178之间延伸，并且如上所述连接在外壳104上。
现在参照图2A至2I，这些图显示出大体上由200表示的重量测量装置的实施例，它具有整体平衡机构202(图2B和2D)，因此消除了对带紧固件136(结合前面实施方案所示的)或类似的外部平衡机构的需要。
首先重点参照图2B-2D，该平衡机构202包括外带204、滑动设置在外带204内的内带206、安装在内带上的旋转链轮208、安装在链轮208上的旋转弹簧锁210以及与旋转弹簧锁210接合的转轮212。
要注意的是，在前面实施方案的重量测量装置100和当前实施方案的重量测量装置200之间的唯一差别在于称重带102的塑性部分112用外带204和内带206代替，并且增加与平衡机构202相关的元件，即四个元件，旋转链轮208、旋转弹簧锁210、转轮212和套筒元件230(图2A，将在下面进一步说明)。
外带204包括第一端部214、大狭槽216、第一连接孔218和第二端部220，第一端部214按照与前面实施方案类似的方式接合着称重带(未示出)的弹性部分(未示出)。大狭槽216设计成固定接收内带206。孔218用来使得外带204能够与另一个物体在当前实施例中与第一带222连接(图2A)。
内带206包括沿着其一个纵向边缘具有一排齿226的纵向狭槽224和第二连接孔228。孔228使得内带206能够与套筒元件230连接，例如参见图2A和2E。套筒元件在外带204上滑动，并且用来防止物体进入道内带206和外带204之间。
旋转链轮208(图2C)包括底板232、一体形成在具有用于与内带226的那排齿206接合的齿的小齿轮以及具有锯齿形内部边缘238的向上延伸唇部236。在组装位置处，旋转链轮208的底板232分别与内带和外带206和204的相应表面齐平。
旋转弹簧锁210适于放置在旋转链轮208的唇部236内，并且包括(图2B)底部240、顶部242、弯曲狭槽244、钩形狭槽246、上环形凸起248、侧轮缘250和侧凸起252。
转轮212包括顶面254、抓持轮缘256、用来接收旋转弹簧锁210的环形凸起248的中央孔257。转轮212还形成有底面258、用来容纳到旋转弹簧锁210的弯曲狭槽244中的第一圆柱形凸起264和用于容纳在旋转弹簧锁210的钩形狭槽246内的第二圆柱形凸起262。
在图2E-2H中，显示出组装好的机构的内部视图。可以看出，转轮212的顶面254部分嵌入在其上连接着重量测量装置200的第二带266内，并且保持能够在第二带266内旋转运动。抓持轮缘256具有非光滑表面，并且从第二带266的侧边向外伸出，如在图2I中最清楚地看到的一样。
在组装位置中，转轮212通过下面的连接点与旋转弹簧锁210接合：中央孔256接合环形凸起248，第一圆柱形凸起264插入道弯曲狭槽244中，并且第二圆柱形凸起262插入道钩形狭槽246中；旋转弹簧锁210放置在旋转链轮208内，并且在侧凸起252与锯齿形内边缘238接合时与之一起转动。要注意的是，这只是在转轮212沿着一个方向转动时出现。旋转链轮208通过与其那排齿226接合的小齿轮234安装在内带206中；小齿轮234的转动使得其齿与内带206的那排齿226接合。
在操作中：
用户可以通过用其手指使转轮212沿着逆时针方向转动来缩短在第一带222和第二带266之间的距离。转轮212的转动使得第二圆柱形凸起262运动进入钩形狭槽246的端部中，从而使得钩形狭槽扩展，并由此使得侧凸起252与因此转动的旋转链轮208的锯齿形内边缘238接合。因此小齿轮234与内带206接合，从而使得第一带222和第二带266一起收缩。因此，可以调节和平衡这些带的长度。
另外，第二圆柱形凸起262保持在钩形狭槽246的端部中，从而使得第一带222和第二带266锁定在调节位置中。
要注意的是，如果转轮212沿着顺时针方向转动，则第一圆柱形凸起264接触旋转弹簧锁210的弯曲狭槽244的边缘中的一个，并且从钩形狭槽246的端部将第二圆柱形凸起262拆除，从而使得旋转弹簧锁210与旋转链轮208脱开，并且因此第一带222与第二带266脱开，因此便于实现用于重量测量的正确条件。还应该指出的是，在该情况中由于侧凸起252没有接合旋转链轮208的锯齿形内边缘238，所以没有任何其它部件转动。
如在前面实施方案中一样，用户可以通过按压相同的可按压按钮268从而使得重量测量装置200能够测量施加在其上的力大小。与平衡机构202相关的唯一差别在于，在未锁紧位置中允许内带204和外带206运动，从而便于测量施加在重量测量装置200上的力大小。
现在参照图3A至3M，这些图显示出重量测量装置300的另一个实施例。应该指出的是，该重量测量装置300与前面所述的实施例类似，即它能够结合到背包(未示出)的肩带组件中，并且包括以与肩带组件连接的弹性部分390形式并且用来测量其重量载荷的受力元件，并且还包括用于延长和缩短肩带组件的整体平衡机构。
首先参照图3A至3C，可以看出肩带组件302在其中结合有重量测量装置300。
肩带组件302包括下带304和上带306。下带304在两个端部之间延伸，其中一个端部连接在背包(未示出)的下部上，并且第二端部308用来通过连接在第二端部308上的连接带部分310与重量测量装置300接合。上带306具有两个端部，其一个端部连接在背包(未示出)的上部上，并且其第二端部312通过形成在上带306中的空腔314(图3C)与重量测量装置300接合。空腔314可以为初始制造出的背包的一部分，并且可以将普通带进行改变以形成空腔314。
重量测量装置300包括缝在上带306上并且局部设置在空腔314内的底部外壳316、局部设置在底部外壳316和空腔314内的称重带318、局部设置在底部外壳316内并且与下带304和称重带318接合的平衡带320、安装在底部外壳316上的销322、以可枢转安装在销322上的爪形式的棘齿机构324、可枢转安装在底部外壳316上的D形带缩短操纵杆326、安装在操纵杆326上并且用来与平衡带320接合的链轮328、安装在操纵杆326上并且与链轮328刚性连接而且用来通过形成在平衡带320中的孔432与称重带318接合的链轮锁330、伸入并且固定到底部外壳316上并且用来与平衡带320接合的带延长按钮332(图3B)以及可搭扣连接在底部外壳316上并且配备有用来与爪324接合的按钮466的顶部外壳334。
现在将对重量测量装置300进行更详细的说明。
现在还参照图3D-3F，底部外壳316包括外壳部分336和套筒部分338。
外壳部分336包括底板340、沿着底板340的周缘部分延伸的轮缘342、设置在底板340的中央部分中的腔室344和从底板340的周缘部分延伸出的C形唇部346。
轮缘342形成有插座348和缝合孔350。插座348用来接收形成在顶部外壳334的内侧上的凸起(未示出)以便其与底部外壳316连接。缝合孔350用来将线从中插入以便允许将底部外壳316缝合在上带306上。
腔室344包括横向壁352、从横向壁352的一个角部延伸出的第一纵向壁354和从横向壁352的另一个角部延伸出的第二纵向壁356，每个壁从底板340伸出。应该注意的是，第一和第二纵向壁354和356充分间隔开以在其间容纳至少一部分称重带318、平衡带320和爪324。横向壁352具有形成在其内的第一横向狭槽358(图3E)，该第一横向狭槽358用于使一部分称重带318穿过其可滑动地插入。第一纵向壁354具有形成在其内的矩形切口360(图3E)和形成在其上的用于容纳销322的O形凸缘362，该矩形切口360用于使一部分带延长按钮332穿过其可滑动地插入。第二纵向壁356具有形成在其上的用于容纳销322的O形凸缘364。
应该指出的是，C形唇部346与上述两个插座348一体形成，其中一个插座明显具有位于其下面并且因此不会延伸至底板340的凹槽366，其用途将在下面进行说明。另外，C形唇部346包括形成在唇部346的中央部分处的横向狭槽368(在图3B中最清楚地看到)、形成在其中并且设置在横向狭槽368和连接插座348之间的一对同心孔370、下面所述的支撑底座372以及形成在凹槽366附近的纵向狭槽374。
套筒部分338包括延伸至底部外壳316的底板340的底板部分376(图3C)、从该底板部分376向上延伸的纵向相对侧壁部分378、从底板部分376向上延伸并且在侧壁部分378之间延伸的端壁部分380以及可拆卸地连接在侧壁378和断臂部分389(在该情况中通过紧固件384)上并且与轮缘342接合的唇部382。断臂部分380具有形成在其中的第三横向狭槽386(图3C)。通过底板部分376、侧壁部分378和唇部382的连接区域还形成有第四横向狭槽388。
现在参照图3C、3G和3I，称重带318包括以弹性部分形式的受力元件390和塑性部分392。
弹性部分390包括顶端394、中间部分396和底端398。顶端394包括凸起部分400，它在重量测量装置300组装好并且因此称重带318插入穿过套筒部分338时设置在第三横向狭槽386的外侧上(图3C)，并且比狭槽386更厚以防止从中穿过。中间部分396比凸起部分400更薄，并且在弹性部分390插入穿过套筒338时，该中间部分396延伸穿过第三和第四横向狭槽386和388，并且由此不会被扣紧，其中原因将在下面变得清楚。
塑性部分392包括与弹性部分390的底端398一体形成的上半部分402(通过制造过程或之后铰接而结合成一体)以及下半部分404。另外，上述塑性部分392的每个部分具有下表面(未示出)和上表面406。上半部分402的上表面406包括沿着其一侧设置的狭窄单向倾斜齿列408以及在齿408附近的一系列上升数字410，用于表示重量测量。下半部分404的上表面406包括沿着其一侧设置的狭窄间隔开的矩形齿列412(在图3J中最清楚地看到)以及在矩形齿412附近的较宽单向倾斜齿列414。
应该指出的是，在重量测量装置300正在组装时，称重带318通过第一、第二、第三和第四横向狭槽358、368、386和388插入到底部外壳316中，并且通过凸起部分400锚固在第三横向狭槽386的外侧上(图3C)，该横向狭槽明显是阻碍称重带318的纵向运动的横向狭槽。在将称重带318插入到底部外壳316中之后，将套筒部分338插入到空腔314中，并且通过缝合孔350将底部外壳316缝合在上带306上。
如在图3A、3G和3J中所看到的一样，平衡带320包括第一边缘416、第二边缘418、下端420、上端422、底面424和顶面426。下端420具有用于将连接带部分310从中插入的矩形连接狭缝428。连接带部分310因此穿过矩形狭缝并且在该实施例中通过VelcroTM(未示出)紧固在下带304上。但是应该指出的是，可以使用任意紧固件来将连接带部分310连接在下带304上。
上端422包括沿着第一边缘416延伸的以整体D形弹性部分形式的回转元件430。D形部分430包括形成在其中的D形狭槽432。底面424包括宽单向倾斜齿列434，用于与在称重带318的塑性部分392的上表面406上的宽倾斜齿列414单向锁紧接合(在图3I中最清楚地看到)。顶面426包括沿着平衡带320的第一边缘416形成的狭窄倾斜齿列436以及形成在平衡带320的第二边缘418上并且沿着它延伸的推杆438。在组装期间，将平衡带320插入到底部外壳316的第二横向狭槽368中，并且设置在称重带318上面并且与之接合。
现在参照图3H，爪324设置在腔室344内(图3D-3F)，并且包括用于插入销322的枢销孔440、用于与在塑性部分392上的窄单向倾斜齿列436的齿接合的尖端凸起442以及设置在爪324的没有包括远端凸起442的端部处的按钮部分444。在组装期间，销322插入穿过O形凸缘362和364(图3E)以及在爪324中的枢销孔440以允许爪324转动。
D形带缩短操纵杆326可枢转地安装在底部外壳316上，并且包括弯曲抓持部分446和笔直部分448。现在还参照图3D-3F，在组装期间，笔直部分448通过形成在其唇部374中的那对同心孔370插入到底部外壳316中，并且将弯曲部分446连接在笔直部分448上。
现在回到图3J，链轮328通过形成在其中的中央孔(未示出)安装在操纵杆326上，并且包括用于与在平衡带320上的窄倾斜齿列436接合并且将平衡带320压在称重带318上以便锁紧接合的齿450以及用于容纳操纵杆326的笔直部分448的月亮形横向凸起452。
链轮锁330包括矩形狭槽454和矩形齿凸起456。矩形狭槽454用于在将操纵杆326的笔直部分448容纳在其中时让月亮形凸起452紧密配合插入。矩形齿凸起456用于在转动到适当角度时(参见图3K)接合到窄矩形齿列412中。上述紧密配合便于在操纵杆326转动时链轮328和链轮锁330两者的转动。另外，简要参见图3D，应该指出的是，底部外壳316的支撑底座372具有用于使操纵杆326、链轮328和链轮锁330放置在其上的适当成形的凹槽，同时仍然允许其转动。另外，矩形齿凸起456总是通过D形狭槽432伸出，从而抑制了平衡带320沿着任一方向的纵向运动。
参见图3L，带延长按钮332包括按钮部分458、可以连接在按钮部分458上的颈部460和从颈部460延伸出的底部462。现在还参照图3D-3F，颈部460用于在位于底部外壳316中的纵向狭槽474和凹槽366内进行滑动运动。在组装期间，如此将颈部460插入穿过纵向狭槽374，从而底部462与推杆438接触，并且随后将按钮部分458连接在颈部460上。应该指出的是，按钮部分458和底部462大于纵向狭槽374以防止延长按钮332从中掉出。
回到图3B，用来与底部外壳316搭扣连接并且覆盖着设在它们之间的所有部件的顶部外壳334包括显示窗口464、按钮466和内部凸起(未看到)。显示窗口464以在那一系列上升数字410上方设置在称重带318上的放大透镜形式，从而使得它们能够从中很容易读取。按钮466设置在爪324的按钮部分444上方，并且与之接合。
如上所述，顶部外壳334还包括形成在其中的内部凸起(未看到)，用于通过形成在其内的插座348与底部外壳316搭扣连接。
如上所述，重量测量装置300还允许通过使用构成整体平衡机构的元件通过延长和缩短肩带组件302来进行平衡控制。在该实施例中，平衡机构由除了顶部外壳334之外的所有元件构成，没有它将不可能进行平衡。还应该指出的是，该实施例描述了一种整体平衡机构，构成该“平衡机构”的一些元件具有双重功能，因此构成该“平衡机构”的特定元件没有高亮显示以避免混淆，因为在一个状态中可以操作一个元件来提供重量确定功能，并且在另一个状态中，所述元件可以提供平衡功能。然而，平衡操作的这个说明将阐明哪些部件提供称重功能，以及哪些提供平衡功能。
在操作中，重量测量装置300给用户提供了确定重量载荷、延长和缩短其上结合有该装置的肩带组件并且因此平衡肩与肩之间的重量载荷的能力。
对于重量载荷确定而言，可以将重量测量装置300描述为具有未拉伸状态和拉伸状态。如在图3G中所看到的一样，爪324通常如此受到偏压，从而远端凸起444在所谓的“锁紧动作”中接合着窄单向倾斜齿列408。爪324的这个正常偏压位置被称为“未拉伸状态”。
在将称重带318的弹性部分390锚固在顶端394处并且上述锁紧动作通过塑性部分392抑制了弹性部分390的底端398的拉伸运动时，锁紧动作使弹性部分390基本上保持不动。要指出的是，与爪324连接的倾斜齿408为单向的，因此锁紧动作只是防止了弹性部分390的拉伸运动。因此在弹性部分上没有任何拉伸力时，弹性部分390的弹性甚至在锁紧动作期间也将称重带318拉回到未拉伸状态。
未拉伸状态通过减少弹性部分390拉伸的时间而能够延长受力元件的标定使用寿命。为了确定肩带组件302的重量载荷，这样背负该组件302，从而例如通过背着其上连接着该组件302的背包(未示出)将拉伸力施加在重量测量装置300(未示出)上。用户然后必须推压按钮316，该按钮冲击爪324的按钮部分444以使之转动并且使远端凸起442与在塑性部分392上的倾斜齿436脱开(图3H)。弹性部分390因此通过借助位于一侧上的下带304和平衡带320以及位于另一侧上的上带306(其通过套筒338被锚固在该上带306上)施加在其上的拉伸力而被拉伸，这构成所谓的拉伸状态(图3H)。
在拉伸状态下，用户读取通过显示窗口464出现的适当数字410以计量在肩带组件302上的重量载荷。用户然后松开按钮316并且爪324返回到其正常受偏压的位置。在例如通过用户将背包(未示出)放在底板(未示出)上从肩带组件302将拉伸力去除时，弹性部分390的弹性性能如上所述使重量测量装置300返回到所谓的未拉伸状态(图3G)。
参照图3J，为了缩短肩带组件302，用户在其正常位置中抓住操纵杆326(如在图3J中所示一样，即与肩带基本上平行地延伸)并且使得操纵杆326沿着箭头468的方向转动。
现在参照图3K，该转动导致链轮328和链轮锁330转动。链轮齿450因此将倾斜齿436推压在平衡带320上，因此在称重带318的塑性部分392上滑动然后锁在其上，由此缩短了肩带组件302。用户然后使得操纵杆326返回到其正常位置，并且可以重复操纵杆转动以便进行进一步缩短动作。要注意的是，由于在平衡带320的顶面426上的倾斜齿、在平衡带320的底面424上的倾斜齿434以及在称重带318的塑性部分392上的倾斜齿414的单向特性，所以返回运动不会给平衡带320提供返回运动。另外，链轮锁330的转动使得矩形齿456接合在塑性部分392上的矩形齿412，从而抑制了称重带318的运动。另外，矩形齿456在它接触着D形狭槽432的周边的情况下用作机械止动件，从而防止了平衡带320进入到底部外壳316太多。
参照图3L，为了延长肩带组件302，用户沿着箭头470的方向按压肩带延长按钮332的按钮部分458。底部462横向推压推杆438，并且使得平衡带320相对于重量测量装置300的剩余部件移动，如图3M所示。
现在参照图3M，在该位置中，如在前面附图中所示一样在平衡带320上的窄倾斜齿列436没有直接设置在链轮328的齿450下方，并且D形弹性部分430在第二横向狭槽368内压缩(图3B)。如果然后将拉伸力施加在重量测量装置300上，则平衡带320(其不再压在称重带318上以便进行锁紧接合)从底部外壳316中滑出。
与上面的缩短程序类似，矩形齿456在它接触着D形狭槽432的周边的情况下用作机械止动件，从而防止了平衡带320离开底部外壳316。在松开按钮458之后，D形弹性部分430自发回到其正常形状，并且将平衡带320退回到在图3L中所示的位置。在该位置中，链轮328重新接触在平衡带320上的倾斜齿436，这按照锁紧的方式重新接合称重带。
本发明所属的技术领域中的普通技术人员将很容易理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下可以作出许多改变、变化和变型。
例如根据本发明的装置还适用于“独立式”物品，即适用于能够可拆卸地连接到任意装置上的单独附件。

Claims (23)

1.一种适用于安装在两个物体之间以测量在它们之间的力大小的重量测量装置，该重量测量装置包括：受力元件和用于提供施加在受力元件上的力大小的指示的重量指示器，该重量测量装置用于当受力元件在由两个物体施加的力作用下改变时进入拉伸状态，并且当受力元件没有在由两个物体施加的力作用下改变时进入未拉伸状态；以及与所施加的力对应的视觉标识。
2.如权利要求1所述的重量测量装置，还包括用来改变在两个物体之间的力大小的平衡机构。
3.如权利要求2所述的重量测量装置，其中，所述平衡机构用来延长和/或缩短两个物体之间的距离，由此改变在它们之间的力大小。
4.如权利要求2所述的重量测量装置，其中，所述平衡机构为所述重量测量装置的整体组成部分。
5.如权利要求1所述的重量测量装置，其中，所述受力元件为由弹性材料制成的条带。
6.如权利要求5所述的重量测量装置，其中，所述弹性材料由天然橡胶制成。
7.如权利要求1所述的重量测量装置，其中，所述重量指示器包括与所述受力元件相关联的数字刻度盘。
8.如权利要求1所述的重量测量装置，其中，所述重量测量装置还包括用于观察所述重量指示器的显示窗口。
9.如权利要求8所述的重量测量装置，其中，所述显示窗口由放大玻璃制成。
10.如权利要求1所述的重量测量装置，其中，所述两个物体为背带的肩带组件的两个部分，其中所述重量测量装置连接在所述两个物体之间。
11.一种如前面权利要求中任一项所述的能够可拆卸地连接在任意物体上以便进行重量测量的重量测量装置。
12.如权利要求10所述的重量测量装置，其中，所述背带为背包、航空包或手提箱或降落伞设备的一部分。
13.一种背带，它包括一对肩带组件，每个肩带组件包括连接在其两个部分之间的重量测量装置，该重量测量装置包括：受力元件，该受力元件在施加在其上的力作用下改变；以及用于提供施加在受力元件上的力大小的指示的重量指示器，所述重量测量装置适于进入拉伸状态和未拉伸状态，从而在重量测量装置处于拉伸状态时，受力元件在由肩带组件的两个部分所施加的力作用下改变，并且在重量测量装置处于未拉伸状态时，受力元件不在由肩带组件的两个部分所施加的力作用下改变，由此未拉伸状态改善了受力元件的标定使用寿命。
14.如权利要求13所述的背带，还包括用来改变在两个肩带之间的力大小的平衡机构。
15.如权利要求14所述的背带，其中，所述平衡机构用来延长和/或缩短两个肩带组件之间的距离，由此改变在它们之间的力大小。
16.如权利要求14或15所述的背带，其中，所述平衡机构为重量测量装置的整体组成部分。
17.如权利要求13所述的背带，其中，所述受力元件为由弹性材料制成的条带。
18.如权利要求17所述的背带，其中，所述弹性材料由天然橡胶制成。
19.如权利要求13所述的背带，其中，所述重量指示器包括与所述受力元件相关联的数字刻度盘。
20.如权利要求13所述的背带，其中，所述重量测量装置还包括用于观察所述重量指示器的显示窗口。
21.如权利要求20所述的背带，其中，所述显示窗口由放大玻璃制成。
22.如权利要求13至21中任一项所述的背带，其中，所述背带为背包或降落伞设备的一部分。
23.如权利要求13所述的背带，其中，每个肩带组件都包括构成用于拆卸相应的重量测量装置的两个紧固件。
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