CN117897352A - 起重机臂上的负载称重连杆构件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种起重机(9)的臂(90)上的连杆构件(1)，该连杆构件通过枢转接头(95)围绕水平轴线(x)枢转地连接到所述臂(90)，并且围绕垂直于前述水平轴线(x)的另外的水平轴线(y)枢转地连接到抓取器(8)，其中所述抓取器(8)配备有用于使抓取器(8)围绕竖直轴线(z)旋转的旋转体(81)。为了确定由所述抓取器(8)保持的负载的重量，连杆构件(1)包括在所述枢转接头(95、85)之间的可弹性变形区域(13)，可弹性变形区域(13)能够根据由负载的重量引起的所述连杆构件(1)承受的应力而变形。可弹性变形区域(13)与所述孔眼(11、12)一起形成大致管状的箍筋，该箍筋包括在两个可弹性变形侧壁(131、132)之间并且沿水平轴线(x1)延伸的通道(130)。在所述通道(130)的内部安装有测量梁(14)，测量梁(14)刚性地连接到两个相对的壁(131、132)并且包括在所述轴线的方向上延伸的至少一个平坦表面(140’)，并且传感器(51、52、53、54)附接到测量梁(14)上以用于测量当连杆构件(1)在沿着竖直轴线(z)的方向上暴露于应力时由于壁(131、132)之间的距离的变化而引起的所述梁(14)的伸长或收缩。

Description

起重机臂上的负载称重连杆构件

技术领域

本发明涉及一种起重机臂的连杆构件，例如具有伸缩臂的移动式液压起重机上的臂的连杆构件，该连杆构件可安装到机动车辆上，其中，这种连杆构件适合于在其换位过程中通过抓取器来对负载进行称重，该抓取器附接到所述起重机臂，并且该抓取器本身或还与负载一起以可控制的方式围绕其基本上竖直的几何轴线旋转。

背景技术

根据国际专利分类，这种发明属于运输和工作操作，即起重机，并且具体地属于与确定负载重量有关的负载接合元件或装置的技术特征，并且因此应属于IPC－B 66C 13/16类。

当从前面提到的应当适合于附接抓取器的连杆构件开始时，该抓取器旨在用于借助于起重机臂来操纵每个负载，其中必须确保所述抓取器自由悬挂到所述起重机臂上，同时一方面使得所述抓取器能够围绕相互垂直的和基本上水平的几何轴线二者中的每一个自由旋转，并且另一方面是自由的，或受控的，即预定义的，将所述抓取器连同所属于的负载一起围绕一个基本上竖直的几何轴线转动，于是本发明存在一个问题，即，当负载被自由悬挂在所述起重机臂上的所述抓取器保持时，在其静态或动态状态下，即在所述负载借助于所述抓取器变换的过程中，并且甚至在一种情况下，当所述连杆构件与一个旋转单元相连接时，如何能够对负载进行称重，这适合于执行抓取器连同所属于的负载围绕基本上竖直的几何轴线的受控转动，这意味着不管惯性力如何都进行正确的测量，惯性力可以通过负载围绕所述基本上竖直的几何轴线的转动来加速或减速负载而发生。

为了理解和解释本发明的目的，表述“基本上竖直的几何轴线”是指一种几何轴线，该几何轴线延伸穿过该连杆构件并且通过该抓取器与由其固持的负载一起自由悬挂而完全竖直，尽管在实际使用过程中，无论何时该负载与该抓取器一起围绕至少一个水平轴线旋转，所述抓取器都可以暂时以与该竖直轴线分开一定角度枢转。非常类似地，术语“基本上竖直的几何轴线”应理解为是指这样的轴线，该轴线是通过将所述连杆构件保持在适当的位置中并且通过将该抓取器自由悬挂在该水平面内而实现的，但是在实际使用过程中由于该抓取器与该负载一起摆动而通常还可以偏离所述水平面。

在EP 1 889 808中公开了一种具有用于操作附件的连杆构件的起重机臂，其中旋转操作附件，特别是用于夹持和变换计时器或类似的至少近似圆柱形固体物体的抓取器，可以通过所述连杆构件附接到起重机臂。

在EP 2 931 646 B1中也描述了这样的连杆构件。这样的连杆构件包括两个枢转接头，它们沿着竖直轴线彼此间隔开，即布置在起重机臂的侧面上的顶部枢轴接头和布置在操作附件上的旋转单元的侧面上的底部枢转接头，其中所述枢转接头被设计为万向接头，其中连杆构件可围绕其相对于起重机臂和旋转单元枢转的其两个枢轴彼此垂直地延伸。此外，该连杆构件的底部枢转接头被调整成用于在该连杆构件与该旋转单元之间建立枢转互连，并且因此呈现具有通孔的孔眼，该通孔在该底部枢转接头的所述枢转轴线的方向上穿过并且被调整成用于接收螺栓，而该顶部枢转接头被布置在该起重机臂的侧面上并且被调整成用于与其建立互连，其中所述顶部枢转接头被形成为叉形物，包括两个彼此间隔开的臂，每个臂本身配备有贯穿孔，使得螺栓可插入穿过这些孔，这用于建立与起重机臂的所需连接。

此外，在CN 104 016 232B中公开了一种用于起重机的称重装置，其包括承载孔眼和承载钩，它们在竖直方向上彼此分开。承载孔眼被附接到顶部附接板上，而钩被附接到底部附接板上，并且整个组件用盖子包住。所述承载板通过传感器连接，该传感器用于测量由于负载的重量而产生的张力所导致的延伸。比较重物悬挂在顶部承载板的下方，并且包括用于测量加速度的传感器，在通过比较方法移动所述重物的过程中，可以在该传感器上确定负载的重量。这种重量测量装置确保相对精确的测量结果，然而，该结果可能由于变形的非线性特性以及摩擦滞后而变形。

此外，在US 9 000 311 B1、WO 2013/025141 A和WO 2017/111684 A1中也描述了用于在其换位期间对负载称重的设备。

在WO 2019/009817 A1中描述了一种连杆构件，该连杆构件适合于将抓取器与液压起重机臂连接，并且还适合于在通过抓取器运输所述负载期间确定负载的重量。这样的连杆构件包括两个枢转接头，它们在沿着竖直轴线的方向上彼此间隔开，即布置在起重机臂上的顶部枢轴接头和布置在旋转体或操作附件的侧面上的底部枢转接头。所述枢转接头被设计为万向接头，其中它们的枢转轴线彼此垂直，连杆构件可围绕该枢转轴线相对于起重机臂或旋转体枢转。连杆构件的底部枢转接头被预见为确保连杆构件与旋转体的枢转连接，并且呈现具有贯穿孔的孔眼，该贯穿孔沿所述底部枢转接头的所述枢转轴线的方向延伸，并且被调整以接收螺栓，该螺栓用于在连杆构件与所述旋转体或抓取器之间围绕所述轴线枢转地建立连接。该顶部枢转接头被布置在该起重机臂的侧面上并且适合于与其建立连接，其中所述顶部枢转接头被构思为孔眼并且配备有贯穿孔，该贯穿孔在该顶部枢转接头的所述枢转轴线的方向上延伸并且适合于接收螺栓，该螺栓用于在该连杆构件与所述起重机臂之间围绕所述轴线枢转地建立所需连接。此外，底部枢转接头配备有方形横截面的棱柱部分，该棱柱部分与所述中心轴线同轴地朝向顶部枢转接头延伸并且在其末端部分上配备有螺纹螺栓，该螺纹螺栓配备有中心设置的盲孔，螺钉拧入该盲孔中，该螺栓在其第一端部上设置有左定向螺纹并且在其相对端部上设置有右定向螺纹。补偿组件插入连杆构件的所述顶部枢转接头和所述底部枢转接头之间，并由两组板形成，其中所述组通过间隔件彼此分开。每组由多个板组成，这些板以一个在另一个上方的顺序布置，并且它们中的每一个配备有一个居中布置的基本上正方形的通道，该通道被调整成该连杆构件的底部枢转接头上的所述棱柱形件的形状和尺寸，其中所述板中的每一个配备有一系列的贯穿孔，这些贯穿孔沿着其圆周布置并且彼此间隔开，并且配备有两个纵向凹部，它们彼此间隔开。另外，每组中的所述板交替布置，使得每个特定板的所述凹部相对于位于其下方和上方的相邻板上的凹部垂直定向。此外，所述板和所述间隔件通过螺钉彼此连接，所述螺钉延伸穿过板内的所述孔。盖板位于所述补偿组件上方，并通过螺母和垫圈实现，所述螺母和垫圈布置在底部枢转接头上的棱柱形件上的所述螺纹螺栓上，并附接到所述底部枢轴接头。所述螺钉穿过所述盖板朝向所述顶部枢转接头突出。支撑板设置在所述盖板上方，并牢固地连接到所述顶部枢转接头，支撑板布置有两个支撑构件，这两个支撑构件彼此间隔开，并相对于连杆构件的所述中心轴线对称地布置在所述顶部枢转接头的一侧，弯曲梁搁置在所述支撑构件上，并在相对于所述中心轴线对称的两个位置处旋拧到所述支撑板上。所述弯曲梁是均匀设计的并且包括两个支撑区域，这两个支撑区域对应于所述支撑构件被布置在所述支撑板上并且在这两个支撑区域之间可以获得两个各自在其他布置的桥上方的，即一个较厚的底部桥，其配备有中心贯通孔，所述螺钉延伸穿过所述中心贯通孔并且所述桥通过螺母附接到所述中心贯通孔，以及更薄且易于变形的顶部桥，在所述顶部桥的面向顶部枢轴接头的外表面上附接有两个传感器，其适合于检测延伸并且相对于中心轴线对称地布置。还可以预见两个运动检测传感器，其中每个运动检测传感器都包括用于检测加速度的传感器以及陀螺仪。第一传感器位于所述连杆构件的区域中，即位于延伸穿过顶部枢轴接头的所述轴线上的第一点与位于延伸穿过底部枢轴接头的所述轴线上且在所述第一点下方的第二点之间的区域中，而第二传感器位于所述旋转体的区域中，所述区域与延伸穿过连杆构件的底部枢轴接头的轴线上的所述第二点相距足够的距离。如上所述，在连杆构件的顶部枢转接头和底部枢转接头之间可获得补偿组件，该补偿组件包括两组多个板，并且各组通过间隔件彼此分开。由于消除了横向方向上的变形，板的存在是重要的，横向方向上的变形可能对纵向方向上的变形具有一些影响，纵向方向上的变形用于确定负载的重量，负载与悬挂在所述连杆构件上的抓取器一起。这种结构在大多数情况下是合适的，并且所述板的存在必然有助于显著提高在其变换期间确定负载重量的精度。然而，在实践中，尤其是在以下情况下出现问题：当连杆构件连接到液压旋转体上，并且抓取器连接到所述旋转体上时，其中这种旋转体用于使得抓取器与负载一起围绕基本上竖直的轴线，即围绕旋转体的几何轴线进行受控旋转，这是通过抓取器与负载一起完全竖直地自由悬挂，但是也可以暂时以一定角度从所述竖直轴线下降，直到所述负载与所述抓取器一起围绕至少一个水平轴线旋转。所述旋转体用于使每个负载绕所述基本上竖直的轴线旋转，并且包括推进装置，通常是液压马达，其能够使抓取器与每个负载一起绕所述基本上竖直的轴线旋转预定角度。具有负载的抓取器的角速度通常可以变化，即，当从静止转变为旋转时，具有负载的抓取器加速，并且当减慢旋转时，通过适当的扭矩相应地减速。负载和/或抓取器的质量的加速和减速导致产生显著的惯性力，这导致在连杆构件内沿其横向方向作用的扭转应力，这尤其可以通过运输较重的负载(例如计时器)而导致板之间的滑动和移位，使得在所述板组内，相邻的板可以在同一组内相对于彼此滑动和转动，通过这种方式，这种板组的原始形状可以在其纵向方向上转变成螺旋形状。考虑到测量每个负载的重量的结果，补偿组件的改变的配置可能具有显著的影响，因此，使用这种设计的连杆组件被证明不完全适合于在这种情况下的应用。

发明内容

本发明总体上涉及一种起重机臂上的连杆构件，该连杆构件适合于对负载进行称重并且在其一个终端区域上配备有第一孔眼，该第一孔眼配备有在沿着第一基本上水平的几何轴线x的方向上延伸的贯穿孔，而在其余终端区域上配备有第二孔眼，该第二孔眼配备有在沿着第二基本上水平的几何轴线y的方向上延伸的通孔，其垂直于所述第一基本上水平的几何轴线x。所述孔眼经由一个中心区域彼此牢固地连接，该中心区域一方面是机械刚性的，但另一方面也是可弹性变形的，这样使得所述连杆构件被适配成形成一个连接，该连接围绕所述水平轴x、y中的每一个是可自由枢转的，即一方面与该起重机的臂经由围绕所述第一水平轴线x可自由枢转的枢转接头，并且另一方面经由一个自由地围绕所述第二水平轴线y可枢转的枢转接头还与所述抓取器或一个旋转体相连接，该枢转接头或旋转体被连接到该抓取器上并且被适配成用于使得该抓取器能够围绕该基本上竖直的几何轴线z受控旋转，其中至少一个传感器被安装在该连杆构件的所述可弹性变形的中心区域的区域中并且适合于检测该连杆构件的变形，当每个负载通过所述抓取器悬挂在起重机臂上时，由于每个负载的重量而产生。

根据本发明，提出了所述可弹性变形区域与所述孔眼一起形成刚性互连的箍筋，该箍筋总体上是管状的，并且被一个延伸的贯穿通道削弱，该贯穿通道具有圆形或多边形截面，该贯穿通道关于所述基本上竖直的几何轴线z是对称的，其中所述贯穿通道被两个可弹性变形的侧向壁嵌入并且沿着基本上水平的几何轴线x’延伸，该几何轴线平行于所述孔眼之一的几何轴线x、y延伸，并且其中在所述通道的内部，即至少近似地在所述壁之间的最长距离的区域中，安装有测量梁，该测量梁刚性地连接到所述相对壁中的每一个上并且此外是可弹性变形的并且鉴于至少在垂直于整个通道的所述纵向轴线x’延伸的其纵向方向y’上的屈曲是稳定的，其中所述测量梁包括至少一个平坦表面，该测量组件在所述纵向轴线x’的方向上延伸，并且该测量组件的合适的传感器附接到该测量组件上，其中所述传感器彼此电连接并且适合于测量所述测量梁在其纵向轴线x’的方向上的延伸或收缩，这些延伸或收缩是由于该中心区域由于其相对位移而产生的弹性变形而产生的，即，当连杆构件在沿所述基本垂直的几何轴线z的方向上受到应力时，由于所述侧壁的相互接近或远离。

在这一点上，连杆组件的可弹性变形的中心区域中的所述整个中心通道优选为圆柱形通孔。在这种情况下，测量梁的纵向轴线y’布置在连杆构件的中心区域中的圆柱形中心通道的基本上水平的直径平面内。

在本发明的另一个可能的实施方式中，连杆构件的中心区域中的每个所述侧壁在其外表面上设置有平坦表面，所述贯穿通道由所述侧壁包围，其中两个相对壁上的所述平坦表面在所述基本垂直的几何轴线z的方向上延伸并且彼此平行。在每个所述平坦表面的区域中的每个所述壁中预见有通孔，其中两个壁中的所述孔彼此同轴地延伸，使得测量梁通过所述孔插入并与两个相对壁中的每一个刚性连接。

所述测量梁总体上是圆柱形的，而在所述测量梁的纵向轴线x’的方向上延伸并且适合于接收所述传感器的所述平坦表面是由该测量梁的一个平坦且弱化的中心区域的两个相反的主要表面之一形成的，该平坦表面的截面是矩形的。在一个优选实施方式中，所述测量梁在其两端上配备有圆柱形区域，该圆柱形区域被调整成用于插入到连杆构件的所述可弹性变形的中心区域的相对壁内的所述相互同轴的孔中，并且还适合于在测量梁的每个所述终端区域和连杆构件的可弹性变形的中心区域的每个相应壁之间建立刚性的相互互连。在这一点上，当在所述纵向轴线y’的方向上观察时，在测量梁的所述基本上平坦且弱化的中心区域的每一侧上(其中其截面是矩形的)，在所述中心区域与每个对应的终端区域之间预见两个基本上半圆形的，即轮廓为U形的横向凹部，其中每对相对的凹部关于所述纵向几何轴线y’对称，在相对于所述纵向几何轴线y’的横向方向上并且同时还在相对于在测量梁的矩形横截面的区域中的测量梁的所述基本上平坦和弱化的中心区域的两个相对主要表面的平面垂直的方向上延伸。

所述传感器被附接到具有所述矩形截面的测量梁的弱化的并且显著平坦的中心区域的相反的主要表面之一上，所述传感器被布置成使得相对于纵向几何轴线y’对称地彼此间隔开的第一对传感器被调整成用于测量所述测量梁沿着该平面在其纵向几何轴线y’的方向上的延伸或收缩，然而，在沿着其横向几何轴线x’的方向上，即在垂直于先前提到的纵向几何轴线y’的方向上，当调整相对于纵向几何轴线y’对称地布置的传感器的剩余对的相互间隔开的并且用于测量所述测量梁在同一平面内的延伸或收缩时，在此，两对所述传感器彼此电连接以形成惠斯通电桥，其在电气方面形成测量单元的整体部分，该测量单元适合于测量引起测量梁在连杆构件的中心区域中变形的力。

附图说明

将基于实施方式并结合附图更详细地描述本发明，在附图中：

图1示出了当安装在可伸缩延伸的起重机臂区段与所述可旋转抓取器之间的移动式液压起重机上时抓取器的连杆构件；

图2示出了根据图1的连杆构件的应用的详细展示；

图3以等距视图示出了根据本发明的单独示出的连杆构件；

图4非常类似于图3，示出了连杆构件的等距视图；

图5示出了根据图3或图4的连杆构件的前视图；

图6示出了根据图3至图5的连杆构件的侧视图；

图7以等距视图示出了测量梁；

图8再次以等距视图示出了测量梁，然而在不同的观察角度下；

图9以正交侧视图示出了测量梁；

图10以正视图示出了测量梁；

图11示出了测量梁的顶视图；

图12示出了配有测量仪表的测量梁的正视图；

图13示出了配有测量仪表的测量梁的顶视图；

图14示出了所述测量梁上的测量仪表的电互连的示意图；

图15以正视图示出了配备有测量梁、测量仪表和对应的电子部件的连杆构件；以及

图16示出了沿着根据图15的纵向平面A－A的截面中的测量单元。

具体实施方式

在图1中示出了连杆构件1，其适合于称重负载并位于抓取器8和起重机9上的臂90之间，当连杆构件1安装在起重机9的臂90上时处于其备用状态。此外，所述连杆构件1也在图2中示出，其中所述抓取器8借助于旋转体80相对于图1中的位置围绕基本上竖直的几何轴线z旋转90°。

连杆构件1，其本身没有任何电气和电子设备，如将在下面的描述中讨论的那样，分别在图3至图6中示出，在手上装备有第一孔眼11，该第一孔眼配备有在沿着该第一基本上水平的几何轴线x的方向上延伸的通孔110，并且在另一方面还配备有第二孔眼12，该第二孔眼还配备有在沿着该第二基本上水平的几何轴线y的方向上延伸的通孔120，该第二基本上水平的几何轴线y是垂直于所述第一基本上水平的几何轴线x的。

所述第一孔眼11与起重机9的所述臂90上的适当孔眼和适当螺栓一起形成机械枢转接头95，连杆构件1通过该机械枢转接头连接到起重机9的臂90，通过该机械枢转接头能够使其自由枢转所述轴线x。另一方面，所述第二孔眼12与起重机9的臂90的抓取器8或旋转体80上的至少一个孔眼以及合适的螺栓一起形成机械枢转接头85，抓取器80借助于该机械枢转接头85直接地或经由所述旋转体81间接地围绕所述轴线y枢转地连接到所述连杆构件1，因此，抓取器8通过连杆构件1悬挂在起重机9的臂90上，并且既可围绕彼此垂直的所述基本水平的几何轴线x、y枢转，又可任选地通过所述旋转体81围绕基本垂直的几何轴线z旋转。

所述孔眼11、12通过中心区域13彼此牢固地互连，该中心区域一方面是机械刚性的，另一方面是可弹性变形的。所述中心区域13的所需机械刚度，以及因此连杆构件1的所需机械刚度是指其承受长期动态的能力，考虑到悬挂在所述连杆构件1上的任何负载(即负载本身加上任何其他所需的附接装置)以及抓取器8以及任选地还有旋转体81的移位，需要应力以便确保起重机的承载能力。在这一点上，需要中心区域13的受控的和可测量的弹性变形能力，然而，这通过本发明提出的和在即将公开的内容中公开的措施毫无疑问地实现。

因此，所述连杆构件1总体上旨在建立连接，该连接一方面经由枢转接头95与起重机9的臂90自由枢转，该枢转接头允许围绕所述第一水平轴线x自由枢转，并且另一方面经由一个枢转接头85与抓取器8或与旋转体81直接地自由枢转，该枢转接头允许围绕所述第二水平轴线y自由枢转，其连接到抓取器8并且适合于执行抓取器8围绕所述基本垂直的几何轴线z的受控旋转。

根据本发明，所述可弹性变形区域13与所述孔眼11、12一起形成刚性互连的箍筋，所述箍筋在原理上是管状的并且通过延伸的贯穿通道130弱化，所述贯穿通道130的横截面是圆形或多边形的，并且关于所述基本上竖直的几何轴线z对称，其中所述贯穿通道130被可弹性变形的侧壁131、132嵌入并且沿着基本上水平的几何轴线x’延伸，所述几何轴线x’平行于所述孔眼11、12之一的所述几何轴线x、y。此外，测量梁14至少大致在所述侧壁131、132之间的最长距离的区域中安装在该通道130内，其中所述测量梁14与所述侧壁131、132中的每一个牢固地连接，并且至少在垂直于所述贯穿通道130的所述纵向轴线x’延伸的其纵向方向y’上是可弹性变形的并且抗屈曲。

所述测量梁14包括至少一个平坦表面140’，该平坦表面在沿着所述纵向轴线x’的方向上延伸，这样使得测量组件5的合适的传感器51、52、53、54可以附接到所述平坦表面140’上，并且然后彼此电互连以便能够测量所述测量梁14在其纵向轴线x’的方向上的延伸或收缩，这是由于当所述连杆构件1在沿着所述基本上竖直的几何轴线z的方向上暴露于应力时，由于侧向壁131、132相对于彼此的移位而导致的中心区域13的弹性变形所导致的。

由于所述可变形中心区域13的这种设计，该可变形中心区域13配备有所述整个中心通道130，其形状满足前述要求并且由可弹性变形壁131、132嵌入，通过张紧连杆构件1，所述侧壁131、132暴露彼此接近的趋势，使得测量梁14暴露于压缩应力并且然后相应地收缩。

在根据图3至图6的优选实施方式中，连杆构件1的所述可弹性变形中心区域13内的所述整个中心通道130能够用作圆柱形通孔。在所示的实施方式中，在连杆构件1的中心区域13中围绕所述贯穿通道130的中心的每个侧壁131、132装配有平坦的外表面131”、132”，其中两个壁131、132上的平坦表面131”、132”在沿着所述基本上垂直的几何轴线z的方向上延伸并且彼此平行。在这种设计中，如果测量梁14的纵向轴线y’布置在连杆构件1的中心区域13的圆柱形中心通道130的基本上水平的直径平面中，则是合理的。在这种情况下，在每个所述壁131、132中，在每个所述平坦表面131、132”的区域中可以预见贯穿孔131”’、132”’，并且两个侧壁131、132中的两个通孔131”’、132”’彼此同轴延伸。由于这样的布置，所述测量梁14可以通过所述孔131”’、132”’插入，并且除此之外还与每个所述侧壁131、132刚性连接。

所述测量梁14的优选实施方式在图7至图13中分别示出，其中还明显的是，所述测量梁14总体上是圆柱形的，而所述平坦表面140’(其在沿着所述测量梁14的纵向轴线x’的方向上穿过并且被设计成接收所述传感器51、52、53、54)形成在测量梁14的显著平坦且弱化的中心区域140的两个相反的主要表面140’、140”中的一者上，其中其截面是矩形的。

此外，在前面提到的放置到所述侧壁131、132中的意义上，所述测量梁14可以在其由圆柱形终端区域141’、141”提供的两个终端上，所述圆柱形终端区域141’、141”被调整用于插入到连杆构件1的可弹性变形中心区域13的壁131、132中的所述同轴孔131”’、132”’中，此外，调整用于在测量梁14的每个所述终端区域141’、141”和连杆构件1的可弹性变形中心区域13的每个相应侧壁131、132之间建立刚性连接。

当通过所述连杆构件1确定重量时，优选的是，测量梁14仅暴露于在其纵向方向x’上作用的机械应力，特别是暴露于压缩应力，而任何其他潜在应力，如弯曲应力和扭转应力，应优选地消除。为此目的，所述测量梁14的优选实施方式允许消除不希望的冲击，该不希望的冲击可能是由所述连杆构件1的中心区域13的所述侧壁131、132的变形在所述测量梁14内潜在地发生的应力的复杂分布引起的。为此目的，当在其纵向几何轴线y’的方向上观察时，在测量梁14的所述显著平坦并且弱化的中心区域140(其截面是矩形的)的每一侧上，存在两个横向凹部142’、142”；143’、143”，其各自本身是半圆形的并且轮廓是U形的，并且位于所述中心区域140与每个对应的终端区域141’、141”之间，其中每个是两个相对的凹部142’、142”；143’、143”，其相对于所述纵向几何轴线y’对称，向一个方向延伸，该方向相对于所述纵向几何轴线y’是横向的，并且还相对于测量梁14的所述显著平坦和弱化的中心区域140的两个相对的主要表面140’、140”的平面是垂直的，其中测量梁14的横截面是矩形的。

借助于传感器51、52、53、54来执行对变形的测量，尤其是对所述测量梁14的收缩的测量，这些变形是由该连杆构件1的可弹性变形的中心区域13的所述侧向壁131、132的移位而引起的，这些传感器被放置在该测量梁14的所述显著平坦且弱化的中心区域140的两个相反的主要表面140’、140”中的仅一者上，其中该测量梁的截面是矩形的，其中所述传感器51、52、53、54以这种方式布置(图12至图14)，调整彼此间隔并且关于所述测量梁14的纵向几何轴线y’对称地布置的第一对传感器51、54，以用于测量所述测量梁14在所述平面141’内并且在其纵向几何轴线y’的方向上的延伸或收缩，还彼此间隔并且关于所述纵向几何轴线y’对称布置的剩余对传感器52、53，其被调整用于测量所述测量梁14也在平面141’内的延伸和收缩，然而在沿着其横向几何轴线x’的方向上，即在垂直于纵向几何轴线y’的方向上，其中两对传感器51、54；52、53彼此电互连以形成惠斯通电桥(即所谓的全桥应变计)，该惠斯通电桥鉴于电方面形成测量单元5的整体部分。

在所示实例中，所述传感器51、54；52、53借助于粘合剂附接到测量梁14的所述表面141’，并且以先前描述的方式彼此互连。有源电阻器元件被调整成用作传感器51、54，并且能够检测所述测量梁14沿着所述表面141’的平面以及在其沿着几何轴线y’的纵向方向上的延伸或收缩。无源电阻器元件被调整成用作参考传感器52、53，并且能够测量所述测量梁14在所述表面141’的同一平面内，然而在横向方向上，即垂直于所述纵向轴线y’的方向上的延伸或收缩，其中最后提到的延伸或收缩实际上可以由于在连杆构件1的中心区域13中作用在所述测量梁14上的应力的行为而被忽略。与所述测量梁14的延伸或收缩同时，传感器51、54也沿着所述几何轴线y’延伸或收缩，这导致其电阻的改变，由此每个传感器51、54中的电阻的每个改变与所述测量梁14的长度的每个改变线性相关。

每个电阻器(即传感器51、54)两端的电压的相对变化对应于电阻的变化，因此所述惠斯通电桥的输出电压的变化是两个有源传感器51、54两端的电压变化之和。因此，由传感器51、52、53、54的这种电路实现的灵敏度是仅使用一个有源传感器的情况下的灵敏度的两倍。

所述传感器51、52、53、54的互连的这种概念的优点还导致减小外部接触电阻的影响，这在仅应用单个电阻器传感器时是不可避免的，并且除此之外，由于这种概念，在这种集成版本中的所有传感器51、52、53、54实际上可以彼此相同。由于测量梁14的长度变化相对较小，因此参考电压V_REF和输出电压V_OUT之间的电压差也相应较小，这意味着在模数转换之前通常推荐使用灵敏的低噪声放大器。为了通过测量测量梁14的长度的所述变化来提高精确度，在所示的示例中，除了连接器E_x+、E_x-之外，还使用另一对连接器R_s+、R_s－来激励所述传感器组51、52、53、54，其中所述一对连接器R_s+、R_s－用于精确测量连接器上的供电即参考电压V_REF。

通过负载的静态称重，当负载悬挂在所述起重机9的所述臂90上并由所述抓取器8保持时，仅测量连杆构件1的中心区域13内的测量梁14的变形就足够了。

在其换位过程中对负载进行动态称重的情况下，与WO 2019/0009817A中公开的解决方案非常类似，测量单元5除了在所述连杆构件1的中心区域13中的所述测量梁14上的所述传感器51、52、53、54之外，还包括至少两个所谓的EMU传感器，这些传感器配备有陀螺仪并且适合于测量每个负载围绕所述几何轴线x和y摆动过程中的加速度，其中该第一传感器被安装在两个孔眼11、12之间的区域中，即在该连杆构件1的所述几何轴线x与y之间的区域中，而该第二传感器被安装在该抓取器8或旋转体81的区域中。因此，从传感器51、52、53、54接收的数据仅在以下情况下被读取和确认：当从用于检测负载摆动的所述EMU传感器接收的数据清楚地示出测量是在规则条件的框架内执行的，该规则条件可以数学地处理，即在仍然可接受的偏差的框架内。

Claims (9)

1.一种起重机(9)臂(90)上的负载称重的连杆构件(1)，所述起重机的臂在其一个终端区域上配备有第一孔眼(11)，所述第一孔眼配备有在沿着所述第一基本上水平的几何轴线(x)的方向上延伸的贯穿孔(110)，并且在所述其余终端区域上配备有第二孔眼(12)，所述第二孔眼配备有在沿着所述第二基本上水平的几何轴线(y)的方向上延伸的通孔(120)，所述第二基本上水平的几何轴线(y)垂直于所述第一基本上水平的几何轴线(x)，其中，所述孔眼(11、12)经由中心区域(13)彼此牢固地连接，所述中心区域一方面是机械刚性的，但另一方面也是可弹性变形的，这样使得所述连杆构件(1)被适配成形成连接，所述连接围绕所述水平轴线(x、y)中的每一个是可自由枢转的，一方面经由围绕所述第一水平轴线(x)能够自由枢转的枢转接头(95)与所述起重机(9)的所述臂(90)连接，并且另一方面经由能够自由地围绕所述第二水平轴线(y)枢转的枢转接头(85)还与所述抓取器(8)或所述旋转体(81)连接，所述枢转接头被连接到所述抓取器(8)上并且被适配成用于使得所述抓取器(8)能够围绕所述基本上竖直的几何轴线(z)受控地旋转，其中，至少一个传感器(51、52、53、54)被安装在所述连杆构件(1)的所述可弹性变形的中心区域(13)的所述区域内并且适合于在所述连杆构件(1)借助于悬挂在所述起重机(9)的所述臂(90)上的所述抓取器(8)时检测由于所述负载的所述重量而产生的所述连杆构件(1)的变形，其特征在于，所述可弹性变形区域(13)与所述孔眼(11、12)一起形成刚性互连的箍筋，所述箍筋总体上是管状设计的，并且被广泛的贯穿通道(130)弱化，所述贯穿通道具有圆形或多边形截面，所述贯穿通道关于所述基本上竖直的几何轴线(z)是对称的，其中，所述贯穿通道(130)被两个可弹性变形的侧壁(131、132)嵌入并且沿着基本上水平的几何轴线(x’)延伸，所述基本上水平的几何轴线平行于所述孔眼(11、12)之一的所述几何轴线(x、y)延伸，并且其中，在所述通道(130)的所述内部中，即，至少大约在所述壁(131、132)之间的最长距离的所述区域中安装测量梁(14)，所述测量梁刚性地连接到两个相对壁(131、132)中的每一个上并且此外是可弹性变形的并且鉴于至少在垂直于所述贯穿通道(130)的所述纵向轴线(x’)延伸的其纵向方向(y’)上的屈曲是稳定的，其中，所述测量梁(14)包括在所述纵向轴线(x’)的方向上延伸的至少一个平坦表面(140’)，并且所述测量组件(5)的多个传感器(51、52、53、54)附接到其上，所述传感器彼此电连接并且适合于测量所述测量梁(14)在其纵向轴线(x’)的方向上的延伸或收缩，当所述连杆构件(1)在沿着所述基本上竖直的几何轴线(z)的方向上暴露于应力时，所述延伸或收缩是由于所述中心区域(13)的相对位移、即由于所述壁(131、132)的相互接近或远离而引起的弹性变形而产生的。

2.根据权利要求1所述的连杆构件(1)，其特征在于，所述连杆构件(1)的所述可弹性变形中心区域(13)中的所述中心贯穿通道(130)能够用作圆柱形通孔。

3.根据权利要求2所述的连杆构件(1)，其特征在于，所述测量梁(14)的所述纵向轴线(y’)被布置在所述连杆构件(1)的所述中心区域(13)中的所述圆柱形中心通道(130)的基本上水平的直径平面内。

4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的连杆构件(1)，其特征在于，所述贯穿通道(130)所包围的所述连杆构件(1)的所述中心区域(13)中的所述壁(131、132)的每一个在其外表面(131’、132’)上配备有平坦表面(131”、132”)，其中，在两个相对壁(131、132)上的所述平坦表面(131”、132”)在所述基本上竖直的几何轴线(z)的方向上延伸并且彼此平行。

5.根据权利要求2至权利要求4中任一项所述的连杆构件(1)，其特征在于，在所述平坦表面(131”、132”)的每一个的所述区域中的所述壁(131、132)的每一个中预见有通孔(131”’、132”’)，其中，两个壁(131、132)中的所述孔(131”’、132”’)彼此同轴地延伸，使得所述测量梁(14)插入穿过所述孔(131”’、132”’)并且与两个相对壁(131、132)中的每一个刚性连接。

6.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的连杆构件(1)，其特征在于，所述测量梁(14)大致是圆柱形设计的，而沿着所述测量梁(14)的所述纵向轴线(x’)的方向延伸并且适合于接收所述传感器(51、52、53、54)的所述平坦表面(140’)由所述测量梁(14)的平坦且弱化的中心区域(140)的两个相对的主要表面(140’、140”)中的一个形成，所述中心区域(140)的横截面为矩形。

7.根据权利要求6所述的连杆构件(1)，其特征在于，所述测量梁(14)在其两端配备有圆柱形区域(141’、141”)，所述圆柱形区域被调整成用于插入所述连杆构件(1)的所述可弹性变形中心区域(13)的所述相对壁(131、132)内的所述相互同轴的孔(131”’、132”’)中，并且另外被适配成用于在所述测量梁(14)的所述终端区域(141’、141”)中的每一个与所述连杆构件(1)的所述可弹性变形的中心区域(13)的每个对应壁(131、132)之间建立刚性的相互互连。

8.根据权利要求7所述的连杆构件(1)，其特征在于，当在所述纵向轴线(y’)的方向上观察时，在所述测量梁(14)的所述基本上平坦且弱化的中心区域(140)的每一侧上，其中所述测量梁的横截面是矩形的，两个基本上半圆形的，即轮廓为U形的横向凹部(142’、142”；143’、143”)被预见在所述中心区域(140)和每个相应的终端区域(141’、141”)之间，其中，相对的凹部(142’、142”；143’、143”)的每一对，其相对于所述纵向几何轴线(y’)对称，在相对于所述纵向几何轴线(y’)的横向方向上延伸，并且同时还在相对于所述测量梁(14)的矩形横截面的所述区域中的所述基本上平坦且弱化的中心区域(140)的两个相对主要表面(140’、140”)的平面垂直的方向上延伸。

9.根据前述权利要求中任一项所述的连杆构件(1)，其特征在于，所述传感器(51、52、53、54)被附接到具有所述矩形横截面的所述测量梁(14)的所述弱化并且显著平坦的中心区域(140)的所述相对的主要表面(140’、140”)中的一个上，所述传感器(51、52、53、54)被布置成使得所述第一对传感器(51、54)关于所述纵向几何轴线(y’)对称地彼此间隔开，其被调整用于测量所述测量梁(14)沿着所述平面(141’)在所述纵向几何轴线(y’)的方向上的延伸或收缩，而所述剩余的一对相互间隔开并且相对于所述纵向几何轴线(y’)对称布置的传感器(52、53)被调整用于测量所述测量梁(14)在所述同一平面(141’)内，然而在沿着其横向几何轴线(x’)的方向上的延伸或收缩，即在垂直于所述前述纵向几何轴线(y’)的方向上，其中，两对所述传感器(51、54、52、53)彼此电连接以形成惠斯通电桥，所述惠斯通电桥在电方面形成所述测量单元(5)的整体部分，所述测量单元(5)适合于测量引起所述测量梁(14)在所述连杆构件(1)的所述中心区域(13)中变形的力。