CN113447170A - 力检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种力检测装置，包括：壳体，具有高度方向；和力传感器，设置在所述壳体中。所述力检测装置还包括基台、弹性梁和弹性件，所述基台通过所述弹性梁被浮动地支撑在所述壳体上，所述弹性件设置在所述基台上，用于接收负载力；当在所述弹性件上施加所述负载力时，所述弹性梁和所述弹性件在所述高度方向上同时弹性变形，并且所述负载力经由所述基台被传递到所述力传感器上。在本发明中，由于基台被弹性梁浮动地支撑到壳体上，从而能够保证力传感器有高的灵敏度也防止因受到过大的力而受损。

Description

力检测装置
技术领域
本发明涉及一种力检测装置。
背景技术
在现有技术中，力检测装置，例如，用于称重的称重器，通常包括壳体、力传感器和弹性块。在美国专利文献US2015241287A1中公开了一种力检测装置，弹性块被支撑在壳体上并与力传感器接触。当在弹性块上施加负载力时，一大部分负载力会被传递到壳体上，而不会被传递到力传感器上，降低了力检测装置的灵敏度。
发明内容
本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
根据本发明的一个方面，提供一种力检测装置，包括：壳体，具有高度方向；和力传感器，设置在所述壳体中。所述力检测装置还包括基台、弹性梁和弹性件，所述基台通过所述弹性梁被浮动地支撑在所述壳体上，所述弹性件设置在所述基台上，用于接收负载力；当在所述弹性件上施加所述负载力时，所述弹性梁和所述弹性件在所述高度方向上同时弹性变形，并且所述负载力经由所述基台被传递到所述力传感器上。
根据本发明的一个实例性的实施例，所述力检测装置还包括支撑部，所述支撑部被支撑在所述壳体上，所述弹性梁的一端连接到所述基台上，另一端连接到所述支撑部上。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述支撑部、所述基台和所述弹性梁被集成为单个部件。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述弹性梁的一端连接到所述基台上，另一端连接到所述壳体上。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述壳体、所述基台和所述弹性梁被集成为单个部件。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述力检测装置还包括顶台，所述顶台被所述弹性件浮动地支撑在所述基台上，所述负载力经由所述顶台施加到所述弹性件上。
根据本发明的另一个实例性的实施例，当施加在所述顶台上的负载力大于预定压力时，所述顶台被所述壳体阻挡在预定位置，以防止所述力传感器受到大于所述预定压力的压力。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述弹性件为由弹性材料制成的弹性块，所述弹性块被设置在所述基台和所述顶台之间。
根据本发明的另一个实例性的实施例，在所述基台和所述顶台中的至少一个上形成有适于定位所述弹性块的定位槽，所述弹性块被定位在所述定位槽中。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述基台、所述弹性件和所述顶台被集成为单个部件；并且所述弹性件为形成在所述基台和所述顶台之间的可弹性变形的弹性结构体。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述弹性件为弹簧元件，所述弹簧元件被设置在所述基台和所述顶台之间。
根据本发明的另一个实例性的实施例，在所述基台和所述顶台中的至少一个上形成有适于定位所述弹簧元件的定位槽，所述弹簧元件被定位在所述定位槽中。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述弹簧元件被焊接、粘结或附接到所述基台和所述顶台中的至少一个上。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述力传感器为电阻应变片传感器、半导体应变片传感器或电容传感器。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述电路板和应变片，所述应变片设置在所述电路板上并与所述电路板电连接。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述力检测装置还包括引线，所述引线与所述力传感器电连接，并从所述壳体中延伸出以连接至用户。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述负载力为施加在所述弹性件上的压力或拉力。
在根据本发明的前述各个实例性的实施例中，由于基台被弹性梁浮动地支撑到壳体上，因此施加到基台上的负载力几乎被全部传递到力传感器上，从而提高了力检测装置的灵敏度。
通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
附图说明
图1显示根据本发明的第一实施例的力检测装置的示意图，其中顶台处于初始位置；
图2显示根据本发明的第一实施例的力检测装置的示意图，其中顶台处于预定位置；
图3显示根据本发明的第二实施例的力检测装置的示意图；
图4显示根据本发明的第三实施例的力检测装置的示意图；
图5显示根据本发明的第四实施例的力检测装置的示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
根据本发明的一个总体技术构思，提供一种力检测装置，包括：壳体，具有高度方向；和力传感器，设置在所述壳体中。所述力检测装置还包括基台、弹性梁和弹性件，所述基台通过所述弹性梁被浮动地支撑在所述壳体上，所述弹性件设置在所述基台上，用于接收负载力；当在所述弹性件上施加所述负载力时，所述弹性梁和所述弹性件在所述高度方向上同时弹性变形，并且所述负载力经由所述基台被传递到所述力传感器上。
图1显示根据本发明的第一实施例的力检测装置的示意图，其中顶台处于初始位置；图2显示根据本发明的第一实施例的力检测装置的示意图，其中顶台处于预定位置。
如图1和图2所示，在图示的实施例中，该力检测装置主要包括：壳体10、力传感器20、基台12、弹性梁13和弹性件14、14’、14”。壳体10具有高度方向。力传感器20设置在壳体10中。
如图1和图2所示，在图示的实施例中，基台12通过弹性梁13被浮动地支撑在壳体10上，弹性件14、14’、14”设置在基台12上，用于接收负载力F。这样，当在弹性件14、14’、14”上施加负载力F时，弹性梁13和弹性件14、14’、14”在高度方向上同时弹性变形，并且负载力F经由基台12被传递到力传感器20上。
如图1和图2所示，在图示的实施例中，力检测装置还包括支撑部11，该支撑部11被支撑在壳体10上，弹性梁13的一端连接到基台12上，另一端连接到支撑部11上。
如图1和图2所示，在图示的实施例中，支撑部11、基台12和弹性梁13被集成为单个部件。
如图1和图2所示，在图示的实施例中，力检测装置还包括顶台15，该顶台15被弹性件14、14’、14”浮动地支撑在基台12上，负载力F经由顶台15施加到弹性件14、14’、14”上。
如图1和图2所示，在图示的实施例中，当施加在顶台15上的负载力F大于预定压力时，顶台15被壳体10阻挡在预定位置，以防止力传感器20受到大于预定压力的压力。
如图2所示，在图示的实施例中，当施加在顶台15上的负载力F大于预定压力时，顶台15与支撑部11或壳体10接触，从而被阻挡在图2所示的预定位置。
如图1和图2所示，在图示的实施例中，弹性件14、14’、14”为由弹性材料制成的弹性块14，该弹性块14被设置在基台12和顶台15之间。
如图1和图2所示，在图示的实施例中，在基台12和顶台15中的至少一个上形成有适于定位弹性块14的定位槽，弹性块14被定位在定位槽中。
如图1和图2所示，在图示的实施例中，力传感器20为电阻应变片传感器、半导体应变片传感器、电容传感器或其他合适类型的力传感器。
如图1和图2所示，在图示的实施例中，力传感器20包括电路板21和应变片22，应变片22设置在电路板21上并与电路板21电连接。
如图1和图2所示，在图示的实施例中，力检测装置还包括引线30，该引线30与力传感器20电连接，并从壳体10中延伸出以连接至用户。
如图1和图2所示，在图示的实施例中，基台12适于与力传感器20的应变片22接触，以将负载力F传递到应变片22上。
图3显示根据本发明的第二实施例的力检测装置的示意图。
如图3所示，在图示的实施例中，壳体10、基台12和弹性梁13被集成为单个部件。弹性梁13的一端连接到基台12上，另一端连接到壳体10上。除此之外，图3显示的第二实施例与图1和图2显示的第一实施例基本相同，为了简洁起见，对于相同或相似的技术特征不再赘述。
图4显示根据本发明的第三实施例的力检测装置的示意图。
如图4所示，在图示的实施例中，基台12、弹性件14、14’、14”和顶台15被集成为单个部件；并且弹性件14、14’、14”为形成在基台12和顶台15之间的可弹性变形的弹性结构体14’。除此之外，图4显示的第三实施例与图1和图2显示的第一实施例基本相同，为了简洁起见，对于相同或相似的技术特征不再赘述。
图5显示根据本发明的第四实施例的力检测装置的示意图。
如图5所示，在图示的实施例中，弹性件14、14’、14”为弹簧元件14”，弹簧元件14”被设置在基台12和顶台15之间。在基台12和顶台15中的至少一个上形成有适于定位弹簧元件14”的定位槽，弹簧元件14”被定位在定位槽中。除此之外，图5显示的第四实施例与图1和图2显示的第一实施例基本相同，为了简洁起见，对于相同或相似的技术特征不再赘述。
请注意，本发明不局限于图示的实施例，例如，图5所示的弹簧元件14”可以被焊接、粘结或附接到基台12和顶台15中的至少一个上。
在图示的实施例中，负载力F为施加在弹性件14、14’、14”上的压力，力检测装置用于检测该压力。但是，本发明不局限于此，负载力F也可以为施加在弹性件14、14’、14”上的拉力，力检测装置用于检测该拉力，此时，只要对图示的实施例进行适当变化即可实现。
本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。
虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。
虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。
应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本发明的范围。

Claims (16)

1.一种力检测装置，包括：
壳体(10)，具有高度方向；和
力传感器(20)，设置在所述壳体(10)中，
其特征在于，
所述力检测装置还包括基台(12)、弹性梁(13)和弹性件(14、14’、14”)，所述基台(12)通过所述弹性梁(13)被浮动地支撑在所述壳体(10)上，所述弹性件(14、14’、14”)设置在所述基台(12)上，用于接收负载力(F)；
当在所述弹性件(14、14’、14”)上施加所述负载力(F)时，所述弹性梁(13)和所述弹性件(14、14’、14”)在所述高度方向上同时弹性变形，并且所述负载力(F)经由所述基台(12)被传递到所述力传感器(20)上。
2.根据权利要求1所述的力检测装置，其特征在于：
所述力检测装置还包括支撑部(11)，所述支撑部(11)被支撑在所述壳体(10)上，所述弹性梁(13)的一端连接到所述基台(12)上，另一端连接到所述支撑部(11)上。
3.根据权利要求2所述的力检测装置，其特征在于：
所述支撑部(11)、所述基台(12)和所述弹性梁(13)被集成为单个部件。
4.根据权利要求1所述的力检测装置，其特征在于：
所述弹性梁(13)的一端连接到所述基台(12)上，另一端连接到所述壳体(10)上。
5.根据权利要求4所述的力检测装置，其特征在于：
所述壳体(10)、所述基台(12)和所述弹性梁(13)被集成为单个部件。
6.根据权利要求1所述的力检测装置，其特征在于：
所述力检测装置还包括顶台(15)，所述顶台(15)被所述弹性件(14、14’、14”)浮动地支撑在所述基台(12)上，所述负载力(F)经由所述顶台(15)施加到所述弹性件(14、14’、14”)上。
7.根据权利要求6所述的力检测装置，其特征在于：
当施加在所述顶台(15)上的负载力(F)大于预定压力时，所述顶台(15)被所述壳体(10)阻挡在预定位置，以防止所述力传感器(20)受到大于所述预定压力的压力。
8.根据权利要求6所述的力检测装置，其特征在于：
所述弹性件(14、14’、14”)为由弹性材料制成的弹性块(14)，所述弹性块(14)被设置在所述基台(12)和所述顶台(15)之间。
9.根据权利要求8所述的力检测装置，其特征在于：
在所述基台(12)和所述顶台(15)中的至少一个上形成有适于定位所述弹性块(14)的定位槽，所述弹性块(14)被定位在所述定位槽中。
10.根据权利要求6所述的力检测装置，其特征在于：
所述基台(12)、所述弹性件(14、14’、14”)和所述顶台(15)被集成为单个部件；并且
所述弹性件(14、14’、14”)为形成在所述基台(12)和所述顶台(15)之间的可弹性变形的弹性结构体(14’)。
11.根据权利要求6所述的力检测装置，其特征在于：
所述弹性件(14、14’、14”)为弹簧元件(14”)，所述弹簧元件(14”)被设置在所述基台(12)和所述顶台(15)之间。
12.根据权利要求11所述的力检测装置，其特征在于：
在所述基台(12)和所述顶台(15)中的至少一个上形成有适于定位所述弹簧元件(14”)的定位槽，所述弹簧元件(14”)被定位在所述定位槽中；或者
所述弹簧元件(14”)被焊接、粘结或附接到所述基台(12)和所述顶台(15)中的至少一个上。
13.根据权利要求1所述的力检测装置，其特征在于：
所述力传感器(20)为电阻应变片传感器、半导体应变片传感器或电容传感器。
14.根据权利要求13所述的力检测装置，其特征在于：
所述力传感器(20)包括电路板(21)和应变片(22)，所述应变片(22)设置在所述电路板(21)上并与所述电路板(21)电连接。
15.根据权利要求14所述的力检测装置，其特征在于：
所述力检测装置还包括引线(30)，所述引线(30)与所述力传感器(20)电连接，并从所述壳体(10)中延伸出以连接至用户。
16.根据权利要求1所述的力检测装置，其特征在于：
所述负载力(F)为施加在所述弹性件(14、14’、14”)上的压力或拉力。
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