CN101957229A - 重量感知装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重量感知装置，重量感知装置具备：沿运送路(11)以规定的速度运送检测媒质(P)的运送机构(10)、检测由运送机构运送的检测媒质的运动能量并变换成能够测定的物理量的变换器(42)、根据由变换器变换的物理量和规定速度算出检测媒质的重量的演算部。

Description

重量感知装置

技术领域

本发明涉及感知移动的检测媒质的重量的重量感知装置。

背景技术

物质的重量一般在静止状态检测、测定，但是，近年，提出了测定移动中的物体的重量的装置。例如在日本特开平10-122940号公报所公开的多级秤装置中，将具备测压元件等载荷测定部以及运送辊等的一个或多个皮带秤排列配置在运送路上，在行李在这些皮带秤上被运送时，通过演算来自秤的输出信号来测定行李的重量。

但是，在像上述那样在运送路上设置秤的方式中，有必要使运送物体不会振动，而在秤上顺畅地运送，另外，存在运送距离与测定一个行李的重量所需的时间相应地延长的情况。

为了提高运送物体的处理能力，考虑了提高行李的运送速度或缩短行李的运送间距。但是，虽然以往，有必要对测压元件在重力方向加重行李的重量，但是，在提高了运送速度的情况下，行李对测压元件的重力方向的加压不稳定，难以进行正确的重量测定。另外，为了确保重量测定所必须的处理时间，有必要延长皮带秤，由此，装置整体的长度延长。在进行纸张类那样的轻的检测媒质的重量测定的情况下，若为了处理能力而提高运送速度，则难以通过秤进行测定。

在缩小行李的运送间距的情况下，相反，有必要缩短皮带秤，也可能出现在其尺寸以内来不及测定的问题。

发明内容

本发明是借鉴上述的点而产生的发明，其目的在于提供一种能够稳定地感知移动检测媒质的重量的重量感知装置。

有关本发明的方式的重量感知装置具备：沿运送路以规定的速度运送检测媒质的运送机构、检测由上述运送机构运送的检测媒质的运动能量并变换成能够测定的物理量的变换器、根据由上述变换器变换的物理量和上述规定速度算出上述检测媒质的重量的演算部。

根据上述结构，可以得到能够稳定地检测运送中的检测媒质的重量，同时，能够稳定地检测轻量的检测媒质的重量的重量感知装置。

本发明的优点如说明书如下部分所述，可以通过本发明的说明书或者实施本发明得知，尤其是通过如下所述的实施方式或者组合可以得到或理解本发明的优点。

附图说明

图1是概略地表示有关本发明的第一实施方式的重量检测装置整体的框图。

图2是表示上述重量检测装置的俯视图。

图3是表示上述重量检测装置的转换器的立体图。

图4A是表示变形状态的上述转换器的立体图。

图4B是表示自然状态的上述转换器的立体图。

图5A是表示变形状态的上述转换器的俯视图。

图5B是表示自然状态的上述转换器的俯视图。

图6是表示异动部件的运动能量和质量的关系的图。

图7是表示由应变计将能量变换为电压的情况下的、检测媒质的重量和变换器输出的相关关系的图。

图8是表示由第一运送部进行的纸张类的运送状态的上述重量检测装置的俯视图。

图9是表示由转换器感知纸张类的重量的状态的上述重量检测装置的俯视图。

图10是表示由方向反转部进行的检测媒质的反转动作的上述重量检测装置的俯视图。

图11是表示有关本发明的第二实施方式的转换器的立体图。

图12是表示有关本发明的第三实施方式的转换器的立体图。

图13是表示有关本发明的第四实施方式的转换器的立体图。

图14是表示有关本发明的第五实施方式的转换器的立体图。

具体实施方式

下面，一面参照附图，一面详细说明本发明的实施方式。

图1是概略地表示有关第一实施方式的重量检测装置的整体的结构的框图，图2是表示重量感知装置的运送机构、方向反转部以及变换器的俯视图。

如图1以及图2所示，重量检测装置具有沿运送路11以规定的一定速度大致直线地运送作为检测媒质的例如邮政物等纸张类P的运送机构10、设置在运送路11的中途部的方向反转部16以及转换器(变换器)42，具备检测纸张类P的重量的检测部40以及控制运送机构和检测部40的动作的控制部64。检测部40具有根据转换器42的输出演算纸张类P的重量的演算部44，检测部40的检测结果向控制部64传输，作为纸张类P的区分控制信息等使用。

如图2所示，运送机构10具备沿第一方向D1将纸张类P以立位状态运送的第一运送部12、在与第一方向D1不同的第二方向D2，在这里，在与第一方向D1大致相反的第二方向D2以立位状态运送的第二运送部14、将向第一方向D1运送的纸张类P向第二方向D2反转并送出的方向反转部16。

第一运送部12具有多个运送辊20、卷绕在这些运送辊上的运送皮带22以及运送引导器等。第一运送部12由控制部64控制，以规定的一定速度一张张地运送纸张类P。第二运送部14具有多个运送辊24、卷绕在这些运送辊上的运送皮带26以及运送引导器等，一部分位于与第一运送部12相对的位置。

方向反转部16设置在第一运送部12和第二运送部14之间。方向反转部16具有多个运送辊28、卷绕在这些运送辊上的运送皮带30以及未图示出的运送引导器等。运送皮带30的一部分与第二运送部14的运送皮带26的下游侧端部隔着规定的缝隙G，平行且遍及规定长度相对。方向反转部16在运送皮带30和运送皮带26相面对的区域，具有配设在任意一个运送皮带的内侧的多个例如两个闸门辊32。这些闸门辊32被设置成能够在图2所示的开放位置和后述的推压位置之间转动，在开放位置，在运送皮带30和运送皮带26之间维持缝隙G，若向推压位置转动，则一个运送皮带在这里将运送皮带26向另一个运送皮带30侧推压，消除缝隙G。这样，能够通过闸门辊32向推压位置移动，将运送皮带26、30的驱动力向纸张类P传递。

运送机构10具有驱动运送辊20、24、28以及闸门辊32的未图示出的驱动机构，该驱动机构的动作由控制部64控制。

接着，说明检测部40。

图3是表示检测部40的转换器42的立体图，图4A、4B是分别表示转换器42的缓冲部件的变形状态以及自然状态的立体图，图5A、5B是分别表示缓冲部件的变形状态以及自然状态的俯视图。

如图2以及图3所示，转换器42具备能够通过以一定速度运送的纸张类P碰撞而变形所形成的缓冲部件46、将缓冲部件46的变形量作为能够测定的物理量检测的传感器48。缓冲部件46使用具有在等速运送作为检测对象的纸张类P时，在充分承接纸张类P的重量得到的运动能量并应变的同时，立即恢复原来的状态的那样的耐久性的部件。本实施方式中，缓冲部件46由矩形状的板材，例如板簧形成。

缓冲部件46在方向反转部16的下游侧端与运送路11交叉地设置，被设置在向第一方向D1运送的纸张类P碰撞的位置。缓冲部件46具有纸张类P碰撞的碰撞面47a和位于其相反侧的里面47b。缓冲部件46的长度方向两端部由不变形的支撑块51保持以及支撑。然后，如图3、图4B、图5B所示，缓冲部件46以在纸张类P没有碰撞的自然状态被保持为大致平坦，另外，纸张类P的前端大致垂直地碰撞碰撞面47a的长度方向的中央部50的方式配置。

传感器48具有被固定在缓冲部件46上并将缓冲部件的变形、应变作为电压信号输出的应变计48a。在本实施方式中，缓冲部件46的碰撞面47a以及里面47b各粘贴两个应变计48a。应变计48a被粘贴在从缓冲部件46的中央部50向两侧错开的位置，并且在碰撞面47a侧和里面47b侧设置在相对的位置。

如图4A以及图5A所示，若以一定速度运送的纸张类P碰撞缓冲部件46的中央部50，则缓冲部件46承接具有与重量相应的运动能量的纸张类P，变形为大致圆弧状或应变。缓冲部件46的变形、应变量由纸张类P的运动能量尤其是重量决定，伴随着该缓冲部件46的变形、应变，应变计48a也应变。粘贴在缓冲部件46的碰撞面47a侧的应变计48a向紧缩方向应变，粘贴在里面47b侧的应变计48b向伸长方向应变。这些应变计48a将其应变变换为电压信号并输出。通过在缓冲部件46的表里设置多个应变计48a来提高应变的检测精度。

这样，缓冲部件46承接具有运动能量的纸张类P并变形或应变，以此，吸收(缓冲)运动能量，此后，通过立即恢复原来的状态，而将纸张类P向第二方向D2反弹。由应变计48a检测的电压信号作为能够测定的物理量向演算部44传输，在该演算部获取相关性，算出纸张类P的重量m。然后，将算出的纸张类P的重量向控制部64反馈。

图6以及图7是表示上述的重量感知的原理。

一般，质量m的物体在以运送速度v运动时，该物体的运动能量E能够用E＝mv²/2表示。

根据该式，若运送速度v为一定，则质量m为m＝k1·E(k1为系数)，通过预先试验性地求出的物体的质量以及运送速度v，能够求出转换器的系数K1。因此，若能够用转换器将运动能量E变换为某个能够测定的物理量，则能够从该物理量和系数求出物体的质量m。

虽然移动物体，即，检测媒质具有的运动能量由转换器以某种效率变换，但是，由于也包含能量的损失，所以，通过获取相关性，能够提高感知精度。图7是表示例如在用应变计将能量变换为电压的情况下的检测媒质的重量和转换器输出的相关性关系(k2是系数)。这些情况，通过预先求出表示相关性关系的系数K2，能够从由转换器42变换的电压信号、系数K2，算出物体的重量m。

说明上述那样构成的重量检测装置的运送动作以及重量检测动作。如图2以及图8所示，由第一运送部12以一定的运送速度v且以规定的间距沿运送路11向第一方向D1运送纸张类P，逐渐进入方向反转部16。此时，闸门辊23被保持在开放位置，第二运送部14的运送皮带26和方向反转部16的运送皮带30隔着缝隙G相对。因此，与转换器42碰撞前的运送路11具有能够充分自由且以不会躺倒的程度引导纸张类P这样的宽度的缝隙G。

如图9所示，由第一运送部12运送来的纸张类P通过缝隙G突入转换器42，向着转换器的缓冲部件46自然碰撞。据此，缓冲部件46与纸张类P的运动能量相应地变形或应变，伴随着该缓冲部件46的变形、应变，应变计48a也应变。应变计48a将其应变变换为电压信号向演算部44输出。在演算部44，从由转换器44变换的电压信号和预先求出的系数K2算出纸张类P的重量m，将算出结果向控制部64反馈。

缓冲部件46承接具有运动能量的纸张类P并变形或应变，以此，吸收(缓冲)运动能量，此后，通过立即恢复原来的状态，将纸张类P向与纸张类P进入的第一方向D1相反的运送方向D2反弹。

此时，如图10所示，在控制部64的控制下，两个闸门辊23向推压位置移动，将运送皮带26向方向反转部16的运送皮带30推压。据此，在转换器42反弹并反转的纸张类P被牢固地夹持在运送皮带26、30之间，由这些运送皮带逐渐向与来的方向相反的第二方向D2运送。在由转换器42进行了运动能量的变换后，由控制部64控制闸门辊23的动作时间，以便立即使闸门辊23动作。

以后，由转换器42通过与上述相同的动作，承接由第一运送部12依次以规定的间距且以一定速度运送来的纸张类，在进行重量检测后，将方向反转部16和运送方向反转，向第二运送部14送出。

根据上述那样构成的重量检测装置，由转换器将运送媒质的运动量能变换成与重量相关性的能够测定的物理量，例如电压值，对该物理量进行A/D变换，通过演算，能够检测运送媒质的重量。在变换运动能量，检测重量的结构中，即使检测媒质的运送间距变化，只要能够控制方向反转部的闸门动作，就能够进行重量的测定。由于这种情况，可得到能够稳定地检测在运送中的移动物体的状态的重量，同时，能够稳定地检测轻量的检测媒质的重量的重量感知装置。再有，即使在多重获取检测媒质进行运送的情况下，也能够进行多重获取的感知。

下面，说明在重量检测装置中，将检测媒质的运动能量变换为能够测定的物理量的转换器的其它的实施方式。

图11是表示有关第二实施方式的重量检测装置的转换器。该转换器42通过具备透过型的光学传感器而构成。即，转换器42例如具备由板簧构成的板状的缓冲部件46、从缓冲部件的里面47b大致垂直地延出的切片52、检测切片的位置的光学传感器54。缓冲部件46设置在运送机构的运送路的途中，设置成碰撞面47a能够碰撞作为检测媒质的纸张类P。

切片52由不透明的材料形成。光学传感器54具有射出检测光的大致矩形状的发光部54a、隔着间隙与该发光部相对的大致矩形状的受光部54b。切片52配设成能够与缓冲部件46的变形相应地侵入光学传感器54的发光部54a和受光部54b之间。即，若通过纸张类P碰撞缓冲部件46，缓冲部件46变形，则切片52与之相应地移动，侵入光学传感器54的发光部54a和受光部54b之间。通过该切片52阻断来自发光部54a的检测光，通过用受光部54b感知这种情况，检测切片52的移动量，即，缓冲部件46的变形量。然后，从被检测出的切片52的移动量和预先设定的系数，算出纸张类P的重量。

图12是表示有关第三实施方式的重量检测装置的转换器。该转换器42被构成为通过反射型的光学传感器直接测定缓冲部件的位置的方式。即，转换器42例如具备由板簧构成的板状的缓冲部件46、反射型的光学传感器56。缓冲部件46具有能够抵接纸张类P的碰撞面47a和位于相反侧的里面47b。缓冲部件46设置在运送机构的运送路的途中，被设置成纸张类P能够碰撞碰撞面47a的中央部。光学传感器56与缓冲部件46的里面47b的中央部隔着规定的间隔相对配置。

光学传感器56向缓冲部件46的里面照射检测光，检测来自里面的反射光。然后，光学传感器56根据接收的反射光，输出与距缓冲部件46的距离，即，缓冲部件46的位移量对应的电压信号或电流信号。然后，从被检测的缓冲部件46的位移量和预先设定的系数，算出纸张类P的重量。

图13是表示有关第四实施方式的重量检测装置的转换器。该转换器42以由在受到检测媒质的运动能量的缓冲部件46上所安装的加速度传感器58，将冲击的强度作为加速度直接检测的方式构成。即，转换器42例如具备由板簧构成的板状的缓冲部件46、加速度传感器58。缓冲部件46具有能够抵接纸张类P的碰撞面47a和位于相反侧的里面47b。缓冲部件46设置在运送机构的运送路的途中，被设置成纸张类P能够碰撞碰撞面47a的中央部。加速度传感器58被固定在缓冲部件46的里面47b的中央部，位于纸张类P碰撞的碰撞面47a的紧靠中央部的里面。

若纸张类P碰撞缓冲部件46，缓冲部件46与纸张类P的运动能量相应地变形，则加速度传感器58与缓冲部件46一体位移，将碰撞的强度作为加速度直接检测。从加速度传感器58的检测值和预先设定的系数，算出纸张类P的重量。

图14是表示有关第五实施方式的重量检测装置的转换器。该转换器42由压力传感器进行重量感知。转换器42具备缓冲部件46、与缓冲部件接触地设置的压力传感器60。缓冲部件46由内部封入有气体的圆柱形状的气囊62形成。该气囊62以其中心轴与纸张类P的运送路11交叉的方式设置，以纸张类P碰撞外周面的方式配置。压力传感器60设置成相对于气囊62的纸张类P所碰撞的位置，在气囊的径向的相反侧，与气囊的外周面气密性接触。

若运送来的纸张类P碰撞，则气囊62受到纸张类P的运动能量变形，对冲击进行缓冲，同时，气囊内的气体的压力变动。压力传感器60检测气囊62的内部气体的压力变动，作为电流信号或电压信号输出。从压力传感器60的输出值和预先设定的系数，算出纸张类P的重量。

另外，也可以在气囊62的周围气密性地连接多个压力传感器，通过演算部，将多个传感器的输出值平均化，提高检测精度。

在上述第二至第五实施方式中，转换器42以及重量检测装置的其它结构与上述第一实施方式相同，对相同的部分标注相同的参照符号，省略其详细说明。这样，即使是在使用有关第二至第五实施方式的转换器的情况下，也能够得到与第一实施方式相同的作用效果。

本发明并不局限于上述实施方式，在本发明的范围或思想内对其中的各元素可以进行调整，并且通过结合上述实施方式相关的部分元素可以得到多种发明。例如上述实施方式中的部分元素可以省略，而且不同实施方式中的元素可以按照要求进行组合。

若检测媒质是能够以一定速度运送的媒质，则不限于纸张类，也可以是其它的媒质。纸张类不限于上述邮政物，也可以应用各种纸张类。另外，在重量检测装置中，不限于在检测媒质碰撞转换器后，进行方向反转的情况，也可以是下落的结构。

Claims (9)

1.一种重量感知装置，其特征在于，具备：

沿运送路以规定的速度运送检测媒质的运送机构、

检测由上述运送机构运送的检测媒质的运动能量并变换成能够测定的物理量的变换器、

根据由上述变换器变换的物理量和上述规定速度算出上述检测媒质的重量的演算部。

2.如权利要求1所述的重量感知装置，其特征在于，上述变换器具备在上述运送路上以上述检测媒质能够碰撞的方式配置并且能够因上述检测媒质的碰撞而变形地形成的缓冲部件和将上述缓冲部件的变形量作为物理量检测的传感器。

3.如权利要求2所述的重量感知装置，其特征在于，上述运送机构具备：向第一方向运送上述检测媒质的第一运送部、向与上述第一方向不同的第二方向运送上述检测媒质的第二运送部、设置在上述第一运送部和第二运送部之间，将向上述第一方向运送的检测媒质向上述第二方向反转并送出的方向反转部，

上述变换器的缓冲部件被设置在上述方向反转部的下游侧端，向上述第一方向运送的上述检测媒质所碰撞的位置。

4.如权利要求2或3所述的重量感知装置，其特征在于，上述变换器的缓冲部件是与上述运送路交叉地设置的板材，上述传感器具有被固定在上述板材上且将板材的变形作为电压信号输出的应变计。

5.如权利要求4所述的重量感知装置，其特征在于，上述传感器具有被粘贴在上述板材的两面的多个应变计。

6.如权利要求2或3所述的重量感知装置，其特征在于，上述变换器的缓冲部件具有板材和切片，所述板材具有上述检测媒质所碰撞的碰撞面以及位于与该碰撞面相反侧的里面；所述切片从上述板材的里面突出，

上述传感器具有检测上述切片的移动量的光学传感器。

7.如权利要求2或3所述的重量感知装置，其特征在于，上述变换器的缓冲部件具有板材，所述板材具有上述检测媒质所碰撞的碰撞面以及位于与该碰撞面相反侧的里面，

上述传感器具有通过来自上述板材的里面的反射光来感知上述板材的位移的反射型位移传感器。

8.如权利要求2或3所述的重量感知装置，其特征在于，上述变换器的缓冲部件是与上述运送路交叉地设置的板材，上述传感器具有被固定在上述板材上且将板材的变形作为电压信号输出的加速度传感器。

9.如权利要求2或3所述的重量感知装置，其特征在于，上述变换器的缓冲部件具有设置在上述运送路上，由上述检测媒质碰撞的气囊，上述传感器具有与上述气囊气密性连接，感知气囊内的压力变动的压力传感器。

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