CN110388979B - 具有防风罩的机动化滑动式顶壁的实验室称量装置 - Google Patents

Abstract

本发明所涉及类型的实验室称量装置(1)包括基体(2)、具有称重室底部(3)和称重室后壁(4)的称重室(10)和防风罩(5、5'、5")，所述防风罩(5、5'、5")具有顶壁(6)、第一侧壁(7)、平行于第一侧壁(7)布置的第二侧壁(8)、以及前壁(9)。称重室底部(3)、防风罩(5、5'、5")和称重室后壁(4)一起包围称重室(10)。驱动单元(19)操作性地连接至顶壁(6)并用于致动顶壁(6)的打开和关闭运动。根据本发明，称重室后壁(4)包括基部模块(15)和顶部模块(16、16'、16")，顶部模块(16、16'、16")的至少一部分构造为隔室，驱动单元(19)布置在顶部模块(16、16'、16")的该隔室形的部分中。

Description

具有防风罩的机动化滑动式顶壁的实验室称量装置

技术领域

本发明涉及一种称量装置，其用于以非常高的、典型地为零点几毫克的精度称量小物体。使称量装置能够如此精确地测量重量的灵敏度也使得称量装置易受称重盘区域内的任何空气循环的影响。称重盘及其上方的空间因此通过外壳——通常称为防风罩——与周围环境隔开，该外壳通常配备有一个或多于一个可以以滑动门的方式打开和关闭的壁板。防风罩内的空间称为称重室。词语“实验室称量装置”在本文中是指任何具有防风罩封闭式称重室的高精度称重仪器。这种称量装置用于化学和药物实验室、工业质量控制、珠宝贸易、钱币学、空气污染过滤物称重和许多其他应用。

背景技术

本发明聚焦于一种实验室称量装置，其中，防风罩的滑动门中的至少一个的打开和关闭运动由电机驱动，所述电机可例如通过操作人员的键盘命令或通过实验室机器人或其他自动化系统的应用程序来控制。机动化防风罩属于现有技术，并且已成为最高精度的实验室称量装置、也称为分析天平的共同特征。

在此背景下，本发明特别涉及一种电机驱动机构，其用于致动打开和关闭防风罩的水平顶板(在此称为顶壁)的滑动运动。特别感兴趣的是用于顶壁的电机驱动单元的模块化设计配置以及电机驱动单元在实验室称量装置的基本设计架构内的布置和位置，以优化制造和维修实验室称量装置的组织工作。

US 2010/0288566 A1中描述的现有技术的用于实验室称量装置的防风装置具有平面板，即后壁、前壁、两个侧壁、顶盖和底部，它们一起包围称重室。前壁和侧壁悬挂在顶盖的边缘上，并且悬置在称量装置的基座壳体的前部和侧部之上。具有悬挂的前壁和侧壁的顶盖可以升高和降低，前壁和侧壁在基座壳体的前部和侧部之上上下滑动，由此可以调节称重室的高度。侧壁可沿着导轨水平地滑动，所述侧壁悬挂在导轨上。提到了用于侧壁的水平移动和顶盖板的竖直移动的驱动电机的可能性。然而，顶盖板的水平移动性问题没有得到解决。

作为现有技术的另一示例，根据US 6849809 B2的分析称量装置具有防风罩，所述防风罩具有滑动式侧壁板和滑动式顶盖板，其由电机驱动机构致动，其中，所述电机驱动机构安装在邻近防风罩布置的壳体中，特别是安装在壳体的顶部隔室中。侧壁板和顶盖板具有将它们连接至一个电机驱动机构的单独的离合器元件。US 6849809 B2的主要关注点在于将顶盖板的滑动引导件集成到称量装置的承载把手中的构思。

发明内容

关于本发明特别感兴趣的区域、即用于致动滑动运动以打开和关闭防风罩的滑动式顶壁的电动驱动机构的优化设计布置，申请人在现有技术中未找到任何信息。因此，本发明的目的在于提供一种实验室称量装置，其具有用于防风罩的滑动式顶壁的机动化驱动机构的布置，其中，所述布置从制造和维修的角度看是优化的。

该任务通过根据本发明的实验室称量装置来解决，所述实验室称量装置具有防风罩，所述防风罩具有由电机单元致动的可移动的顶部壁板。

本发明涉及的实验室称量装置具有基体、具有称重室底部和称重室后壁的称重室以及防风罩，所述防风罩具有顶壁、第一侧壁、平行于第一侧壁布置的第二侧壁、和前壁。称重室底部、防风罩和称重室后壁一起包围称重室。驱动单元操作性地连接至顶壁，并用于致动顶壁的打开和关闭运动。根据本发明，实验室称量装置的称重室后壁具有模块化设计，其具有基部模块和顶部模块，基部模块连接至基体，顶部模块连接至防风罩的顶壁。称重室后壁的顶部模块的至少一部分构造为隔室，驱动单元布置在称重室后壁的顶部模块的该隔室形的部分中。除了减少称量装置中的移动部件的数量之外，这种布置还确保了有效利用可用空间。

在本文中，词语“前”、“后”、“侧”、“顶”、“底”涉及当称重室将自身呈现给设置在操作状态的称量装置的使用者时的称重室。因此，空间方向和尺寸被定义为位于称量装置前方的人所看到的宽度、高度和深度。从称重室到壳体的方向被定义为实验室称量装置的纵向或前后方向。横向方向定位为水平的并且垂直于纵向方向。

在本发明的优选实施例中，驱动单元沿横向方向布置并且基本上被包围在称重室后壁的顶部模块的隔室形部分内。将驱动单元包围在称重室后壁内使得实验室称量装置更紧凑。此外，通过减少在顶壁中引起运动所需的部件数量，驱动单元在空间上邻近顶壁定位。

在具有称重室的模块化后壁的实验室称量装置的优选实施例中，驱动单元沿横向方向布置并且基本上被包围在称重室后壁的顶部模块内。顶部模块用作保护驱动单元中的敏感元件免受灰尘、湿气和腐蚀性化学物质的不利影响的防护装置。

优选地，根据本发明的实验室称量装置中的防风罩的滑动式顶壁的驱动单元包括安装板、电机、控制电路和传动单元，其中，电机、控制电路和传动单元安装在安装板上。传动单元将机械力从电机传递到第一和/或第二侧壁。安装板用作定位驱动单元的所有其他构件的基本支撑框架。

有利地，安装板连接至顶部模块，其中，安装板与顶部模块的连接设计成能够使驱动单元以形状配合的方式相对于顶部模块定位。安装板与顶部模块相互作用，并用于建立驱动单元与顶部模块之间的接合。

在用于防风罩的滑动式顶壁的驱动单元的优选实施例中，传动单元至少包括布置成能够绕水平轴线旋转的轴、牢固地安装在轴上的从动带轮、将从动带轮连接至电机的驱动带轮的带以及牢固地安装在轴上的至少一个驱动件。传动单元便于将动力从电机传递和输送到防风罩的顶壁。

有利地，防风罩的顶壁包括至少一个引导件，所述引导件相互作用地耦接至所述至少一个驱动件，以使驱动件能够施加移动顶壁的致动力。

在优选实施例中，所述至少一个引导件包括齿条，所述齿条沿顶壁纵向地延伸，所述至少一个驱动件构造为齿轮，所述齿轮接合齿条的齿并致动顶壁的打开和关闭运动。

在根据本发明的实验室称量装置的优选实施例中，驱动单元的控制电路连接至中央控制单元。控制电路可操作以从中央控制单元接收命令信号并基于所述命令信号控制电机的移动。替代地，中央控制单元可直接控制电机。

附图说明

下文将通过附图中示意性示出的实施例说明根据本发明的具有驱动单元的实验室称量装置，附图中：

图1以透视图示出了本发明涉及的类型的完整的实验室称量装置；

图2示出了图1的称量装置的防风罩；

图3示出了图1的称量装置，以分解图示出了后壁的顶部模块、驱动单元和顶部壁板；

图4示出了后壁的顶部模块、驱动单元和顶部壁板的更详细的视图；

图5示出了图4中所示元件的进一步放大的局部视图；

图6a以从前方的透视图示出了完整的驱动单元；

图6b示出了位于其安装板上的图6a的驱动单元；

图7a以从上方的透视图示出了滑动式顶壁；

图7b示出了图7a的滑动式顶壁的底侧；

图8a示出了称重室后壁的顶部模块，顶部壁板相对于其引导通道缩回且脱开；

图8b示出了处于其完全打开位置的图8a的顶部壁板；

图8c示出了处于半开位置的图8a的顶部壁板；

图8d示出了处于其完全关闭位置的图8a的顶部壁板；

图9以透视图示出了与图1类似的完整的实验室称量装置，但具有高称重室和称重室后壁的嵌入的附加模块；

图10以透视图示出了图9的实验室称量装置的防风罩；

图11示出了图9的称量装置，以分解图示出后壁的顶部模块、驱动单元和顶部壁板；

图12示出了图9的实验室称量装置沿纵向竖直剖面的剖视图；

图13示出了指向图12的剖面的侧视图；

图14示出了实验室称量装置，其具有类似于图9的高防风罩，但具有称重室后壁的高顶部模块，而不是使用嵌入的附加模块；以及

图15示出了图14的称量装置，以分解图示出了与称重室后壁的顶部模块分开的驱动单元和顶部壁板。

具体实施方式

图1以三维视图示出了根据本发明的实验室称量装置1。实验室称量装置1的主要部件是显示器控制台D、基体2、称重室10和壳体11。在此被示为格栅形称重平台14的称重盘14被包围在称重室10内。称重平台14悬臂支撑在基体2的顶侧上方，并机械地连接至称重单元(未示出)，所述称重单元12位于壳体11内。壳体11还容纳称量装置1的中央控制单元U。包围称重室10的透明防风罩5安装在基体2上，并通过称重室后壁4连接至壳体11。

图2显示了从称量装置1拆下的防风罩5"本身。称重室10由称重室底部3、称重室后壁4以及包括顶壁6、第一侧壁7、第二侧壁8和前壁9的矩形透明防风罩板包围。称重室后壁4是具有基部模块15和顶部模块16的模块化结构。称重室后壁4的基部模块15连接至基体2，而顶部模块16连接至防风罩5"的顶壁6。

图3示出了图1的称量装置1，其中，称重室后壁4的顶部模块16"、驱动单元19和防风罩5"的顶部壁板6与称量装置1分开并且彼此分开。为了在称量装置1中安装顶部模块16"、驱动单元19和顶部壁板6，首先将驱动单元19安装在顶部模块16"中。接下来，将顶部模块16"与安装的驱动单元19安装在称重室后壁4的基部模块15的顶部上。最后，将顶部壁板引导件24嵌入驱动单元19的引导通道68(见图5)中，顶板6向前滑动到齿条75(见图7b)与驱动单元19的齿轮62相接合的位置(见图6a)。在此，如果称量装置另外处于操作状态，则顶部壁板6准备好由驱动单元19关闭和打开。

图4示出了图3的分解视图部分的放大细节，示出了驱动单元19的构件，所述构件包括电机33、安装板34和传动单元36。作为本发明的优选特征，该图特别地示出了驱动单元相对于实验室称量装置1的纵向前后方向的横向定向。用于(可选的)手动操作顶部壁板6的滑动把手74附接至顶部壁板6的后边缘。

图5以进一步放大的局部视图示出了顶部模块16"和驱动单元19的相应的右侧部分，以及顶部壁板6的右引导件24。该图示出了这三个部件如何配合在一起和/或附接至彼此。安装的驱动单元19相对于顶部模块16"准确地定位，因为安装板34的突起89将其自身安置在顶部模块16"的突起79上。顶壁引导件24在其底侧(图5中不可见)处承载齿条75并且沿顶壁引导件的边缘承载花键76。在安装状态下，顶壁引导件24的花键76在引导通道68的凹槽77中滑动，而齿轮62接合在齿条75中。

图6a以透视前视图示出了驱动单元19，而图6b示出了平放在其安装板34上的驱动单元19。驱动单元19构造为组件单元或模块，其中，所有构件都附接至安装板34。动力从电机33通过驱动带轮43、驱动带61、从动带轮59、轴60、齿轮62和齿条75传递到顶部壁板6。轴60、从动带轮59和齿轮62总体标识为传动单元36。电机33由控制电路35控制。此外，图6a和6b还给出了引导通道68的更清晰的视图。

图7a以俯视透视图示出了滑动式顶部壁板6，而图7b示出了顶部壁板6的底侧。顶壁引导件24包括齿条75，其功能已在上文说明。从图7b中可以看出，滑动把手74折叠在顶部壁板6的后边缘之上并从顶部壁板6的底侧突出。由此防止顶部壁板6向前移动超过其关闭位置，因为滑动把手74的向下的突起碰撞称重室后壁4的顶部模块16"。

图8a至8d示出顶部壁板6相对于称重室后壁4的顶部模块16"处于四个不同位置：

-在图8a中，顶部壁板6脱开与驱动单元19的接合，但布置成能够使边缘引导件24嵌入引导通道68中。

-在图8b中，边缘引导件24已嵌入引导通道68中，边缘引导件24的底侧上的齿条75(在此不可见)与驱动单元19的齿轮62相接合。顶部壁板6在此处于正常打开位置。

-在图8c中，顶部壁板6已向前移动到中间半开位置。

-在图8d中，顶部壁板6已移动到其完全关闭位置，通过滑动把手74(见图7b)的向下的突起碰撞称重室后壁4的顶部模块16"，阻挡顶部壁板6的进一步向前移动。

图9至13示出了与图1中相同的实验室称量装置1，但是配备有更高的防风罩5'。通过嵌入附加模块18并通过使用称重室后壁4的不同顶部模块16'，可实现更高的防风罩5'的模块化替换。如图10所示，附加模块18嵌入基部模块15与顶部模块16'之间。来到图11，驱动单元19安装在顶部模块16'中，顶部模块16'在此安装在附加模块18的顶部上。最后，顶部壁板6滑入驱动单元19的引导通道68中，如上面在图3的情况下所解释的那样。

如图12的透视剖视图和图13的相应的剖视正视图所示，具有附加模块18和顶部模块16'的较高的后壁4升高高于壳体11的顶部表面。为了向后方呈现令人满意的外观，以及为了隐藏和包围从壳体11通向驱动单元19的电源线和控制线的电线，附加模块18和顶部模块16'构造为封闭的隔室，其后侧形成实验室称量装置1的外壁表面的一部分。

图14和15再次示出了相同的实验室称量装置1，其配备有类似于图9至13的更高的防风罩，但具有称重室后壁4的高的顶部模块16而不是利用嵌入的附加模块18。高的顶部模块16与顶部模块16"和16'一样设计成用于安装驱动单元19。

为了概括本发明的概念(但不含任何限制)，驱动单元19可如已经描述的那样安装在不同的顶部模块、例如顶部模块16"、16'和16中，使得实施室称量装置1可配备不同高度的防风罩，例如防风罩5"、5'和5。

尽管已经通过展示用于称量装置防风罩的滑动式顶部壁板的驱动单元安装在模块化结构的称重室后壁的顶部模块中的特定示例来描述本发明，但不言自明的是，本发明的教导涵盖了许多其他变体。例如，代替所示的齿条和齿轮结构，滑动式顶部壁板可通过安装在传动单元的横向轴上并且与顶部壁板的底侧处于摩擦表面接触的摩擦轮来移动。不言而喻，对于称量装置防风罩的滑动式顶部壁板的驱动单元的布置的模块化构思的这种组合和变体被认为落入本发明在此寻求的保护范围内。

附图标记列表

1 实验室称量装置

2 基体

3 称重室底部

4 称重室后壁

5、5'、5" 防风罩

6 顶壁、顶部壁板

7 第一侧壁、左侧壁

8 第二侧壁、右侧壁

9 前壁

10 称重室

11 壳体

14 称重盘

15 称重室后壁4的基部模块

16、16'、16" 称重室后壁4的顶部模块

18 称重室后壁4的附加模块

19 驱动单元

24 边缘引导件、顶壁引导件

33 电机

34 安装板

35 控制电路

36 传动单元

43 驱动带轮

59 从动带轮

60 轴

61 带

62 驱动件、齿轮

68 引导通道

74 顶壁上的滑动把手

75 齿条

76 花键

77 凹槽

79 顶部模块16"的突起

89 安装板34的突起

D 显示单元

U 中央控制单元

Claims (11)

1.一种实验室称量装置(1)，其包括基体(2)和称重室(10)，所述称重室(10)具有称重室底部(3)和称重室后壁(4)；所述实验室称量装置(1)还包括防风罩(5、5'、5")，所述防风罩(5、5'、5")具有顶壁(6)、第一侧壁(7)、平行于第一侧壁(7)布置的第二侧壁(8)、以及前壁(9)；其中，称重室底部(3)、防风罩(5、5'、5")和称重室后壁(4)一起包围称重室(10)，其中，驱动单元(19)操作性地连接至顶壁(6)并用于致动顶壁(6)的打开和关闭运动，其特征在于，称重室后壁(4)包括基部模块(15)和顶部模块(16、16'、16")，其中，基部模块(15)连接至基体(2)，顶部模块(16、16'、16")连接至防风罩(5、5'、5")的顶壁(6)，称重室后壁(4)的顶部模块(16、16'、16")的至少一部分构造为隔室，驱动单元(19)布置在称重室后壁(4)的顶部模块(16、16'、16")的隔室形的所述部分中。

2.根据权利要求1所述的实验室称量装置(1)，其特征在于，驱动单元(19)横向地布置在称重室后壁(4)的顶部模块(16、16'、16")的隔室形的部分内。

3.根据权利要求1所述的实验室称量装置(1)，其特征在于，驱动单元(19)基本上被包围在顶部模块(16、16'、16")内。

4.根据权利要求1或3所述的实验室称量装置(1)，其特征在于，驱动单元(19)横向地布置在顶部模块(16、16'、16")内。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的实验室称量装置(1)，其特征在于，驱动单元(19)包括安装板(34)、电机(33)、控制电路(35)和传动单元(36)。

6.根据权利要求5所述的实验室称量装置(1)，其特征在于，电机(33)、控制电路(35)和传动单元(36)安装在安装板(34)上。

7.根据权利要求6所述的实验室称量装置(1)，其特征在于，安装板(34)连接至顶部模块(16、16'、16")，安装板(34)与顶部模块(16、16'、16")的连接设计成能够使驱动单元(19)以形状配合的方式相对于顶部模块(16、16'、16")定位。

8.根据权利要求5所述的实验室称量装置(1)，其特征在于，传动单元(36)至少包括布置成能够绕水平轴线旋转的轴(60)、固定地安装在轴(60)上的从动带轮(59)、将从动带轮(59)连接至电机(33)的驱动带轮(43)的带(61)以及固定地安装在轴(60)上的至少一个驱动件(62)。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的实验室称量装置(1)，其特征在于，防风罩(5、5'、5")的顶壁(6)包括相互作用地耦接至所述至少一个驱动件(62)的至少一个引导件(24)。

10.根据权利要求9所述的实验室称量装置(1)，其特征在于，所述至少一个驱动件(62)包括齿轮，所述至少一个引导 件(24)包括齿条(75)，所述齿条(75)沿顶壁(6)纵向地延伸并与齿轮相互作用，从而致动顶壁(6)的打开和关闭运动。

11.根据权利要求5所述的实验室称量装置(1)，其特征在于，控制电路(35)连接至中央控制单元(U)，控制电路(35)能够操作以接收来自中央控制单元(U)的命令信号，并基于所述命令信号控制电机(33)的移动。

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