CN217211063U - 用于称重传感器的负载承载结构和称重传感器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种用于称重传感器的负载承载结构和称重传感器，涉及传感器技术领域，该负载承载结构包括负载承载件、支撑件和调节件，其中负载承载件为弹性件，负载承载件被套设于称重传感器的拉轴上，且位于称重传感器的弹性片和拉轴受力的自由端之间，用于在拉轴被施加外力时向拉轴施加与外力相反的弹力。支撑件设置于拉轴上，用于支撑负载承载件；调节件被配置于称重传感器的拉轴上，用于使负载承载件被压缩在支撑件和调节件之间。本申请解决了较厚的弹性片在长时间受力后会产生蠕变，从而影响弹性片的寿命和精度。

Description

用于称重传感器的负载承载结构和称重传感器

技术领域

本申请涉及传感器技术领域，具体涉及一种用于称重传感器的负载承载结构和称重传感器。

背景技术

称重传感器是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。称重传感器有多种类型，其中应变片式称重传感器利用电阻应变片变形时其电阻也随之改变的原理测量重量。由于弹性片承载了负载施加的外力，因此需要具有一定厚度以满足刚度要求，然而，较厚的弹性片在长时间受力后会产生蠕变，从而影响弹性片的寿命和精度。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种用于称重传感器的负载承载结构和称重传感器，能够解决上述技术问题。

第一方面本申请提供了一种用于称重传感器的负载承载结构，该负载承载结构包括负载承载件、支撑件和调节件，其中负载承载件为弹性件，负载承载件被套设于称重传感器的拉轴上，且位于称重传感器的弹性片和拉轴受力的自由端之间，用于在拉轴被施加外力时向拉轴施加与外力相反的弹力；支撑件设置于拉轴上，用于支撑负载承载件；调节件被配置于称重传感器的拉轴上，用于使负载承载件被压缩在支撑件和调节件之间。

在一个实施例中，负载承载件包括多组碟簧组单元，其中，碟簧组单元包括第一单片碟簧和第二单片碟簧，其中第一单片碟簧的剖面结构为第一锥形结构，且第一锥形结构的顶部设有第一安装孔；第二单片碟簧的剖面结构为第二锥形结构，且第二锥形结构的顶部设有第二安装孔；第一单片碟簧位于第二单片碟簧的下方，且第一锥形结构的顶部与第二锥形结构的顶部对合在一起；第一单片碟簧与第二单片碟簧分别通过第一安装孔和第二安装孔同轴套设在拉轴上。

在一个实施例中，第一单片碟簧和第二单片碟簧分别限位在拉轴上。

在一个实施例中，第一单片碟簧和第二单片碟簧结构相同。

在一个实施例中，多组碟簧组单元包括1组～12组的碟簧组单元。

在一个实施例中，调节件被套设于拉轴上且相对拉轴在拉轴的延伸方向上的运动位移的大小可调节，通过调节位移的大小来调节施加在负载承载件上的预紧力的大小。

在一个实施例中，调节件朝向负载承载件的端面设有限位凹槽，限位凹槽用于将负载承载件的另一端限位在调节件的端面上。

在一个实施例中，支撑件在拉轴的延伸方向上形成朝向负载承载件的第一端面和与第一端面相对设置的第二端面，其中负载承载件的一端抵靠在第一端面上，弹性片套设与拉轴上且位于第二端面。

在一个实施例中，支撑件与拉轴为一体结构，且随着拉轴的运动在称重传感器的壳体内的限位空间内移动。

第二方面本申请还提供了一种称重传感器，该称重传感器包括壳体、拉轴、弹性片和上述任一项所述的用于称重传感器的负载承载结构，其中壳体为设有开口的中空腔体；拉轴的一端为自由端，拉轴的另一端为连接端，其中连接端设置在中空腔体内，自由端伸出开口且突出于壳体，且拉轴可相对中空腔体沿轴向运动；弹性片设置在中空腔体内，且可随着拉轴运动而产生形变。

根据本申请的技术方案，通过在对负载结构的设计，利用碟簧作为主要的受力部件，在不影响称重传感器尺寸大小的前提下，加大了该称重传感器的量程。同时，在拉轴上设有负载承载件，使该负载承载件代替弹性片成为主要受力部件，提高了弹性片的使用寿命，再结合将厚的弹性体做薄，解决了改进前方案中弹性体蠕变影响称重传感器使用寿命和测量精度的问题。

附图说明

图1所示为本申请一实施例提供的用于称重传感器的负载承载结构的剖面图。

图2所示为本申请一实施例提供的称重传感器的剖面图。

图3所示为本申请一实施例提供的称重传感器的爆炸图。

1-负载承载件；11-第一单片碟簧；12-第二单片碟簧；2-支撑件；3-调节件；31-限位凹槽；4-壳体；41-限位空间；5-拉轴；51-自由端；52-连接端；6-弹性片。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

称重传感器主要包括壳体、拉轴以及安装有应变片的弹性片等元件。拉轴的一端与弹性片连接，另一端用于连接待称重的负载。弹性片的一端与壳体连接，另一端与拉轴连接。当拉轴上连接有负载时，拉轴带动弹性片变形，这样可以根据弹性片上的应变片测量出的电阻的变化，从而得到负载的重量。由于在该称重传感器中弹性片是主要承受拉轴上的外力的受力元件，因此，弹性片需要一定的厚度以保证刚度要求，而较厚的弹性片在长时间使用后会产生蠕变，从而影响称重传感器的寿命和精度。

为了提高称重传感器的寿命和精度，本申请的实施例还设计了具有弹性的负载承载件，用于承载施加到拉轴上的外力绝大部分的力，这样可以采用较薄的弹性片实现重量的测量。为了将负载承载件设置在壳体内使其成为主要的受力元件，本申请的实施例还考虑到称重传感器的测量精度和量程大小以及使用寿命等问题，对该负载承载件结构进行了设计。

图1所示为本申请一实施例提供的用于称重传感器的负载承载结构的剖面图。

该负载承载结构包括负载承载件1、支撑件2和调节件3，其中负载承载件1为弹性件，负载承载件1被套设于称重传感器的拉轴5上，且位于称重传感器的弹性片6和拉轴5受力的自由端51之间，用于在拉轴5被施加外力时向拉轴5施加与外力相反的弹力；支撑件2设置于拉轴5上，用于支撑负载承载件1；调节件3被配置于称重传感器的拉轴5上，用于使负载承载件1被压缩在支撑件2和调节件3之间。

在拉轴5受力后，被限制在支撑件2和调节件3之间的负载承载件1作为主要的承受力的部件，而避免了弹性片6直接受力，这样的设计使得弹性片6随着拉轴5的运动而发生形变，而受到力却很小，这样就解决了改进前的方案中厚的弹性体直接受力而影响称重传感器的使用寿命和测量精度的问题。

具体的，负载承载件1作为主要的弹性受力部件，其弹力越大，对拉轴5提供的反作用力也会越大，即称重传感器的量程越大。一般弹性体(如弹簧)的弹力大小与其形变量正相关，弹性体受力越大，其形变越大，需要的形变空间越大，但是，在产品设计过程中，产品的尺寸大小也是有要求的，因此在以下实施例中对于负载承载件1的结构进行了设计，使得其具有大的弹力的同时，其形变量相对称重传感器来说不大。

在一个实施例中，负载承载件1包括多组碟簧组单元，其中，碟簧组单元包括第一单片碟簧11和第二单片碟簧12，其中第一单片碟簧11的剖面结构为第一锥形结构，且第一锥形结构的顶部设有第一安装孔；第二单片碟簧12的剖面结构为第二锥形结构，且第二锥形结构的顶部设有第二安装孔；第一单片碟簧11位于第二单片碟簧12的下方，且第一锥形结构的顶部与第二锥形结构的顶部对合在一起；第一单片碟簧11与第二单片碟簧12分别通过第一安装孔和第二安装孔同轴套设在拉轴5上。通过碟簧组单元中对合的两个碟簧实现了在称重传感器的尺寸不需要做大的改变的情况下，能够对该称重传感器的测量量程有很大的提高。

在一个实施例中，第一单片碟簧11和第二单片碟簧12分别固定在拉轴5上，提高了多组碟簧组件在受力过程中形变的稳定性，也就是提高了称重传感器的测量精度。实现第一单片碟簧11和第二单片碟簧12与拉轴5的固定有多种，例如在第一单片碟簧和拉轴之间以及在第二单片碟簧和拉轴之间进行点胶实现碟簧和拉轴之间的固定，这样在拉轴运动的过程中，第一单片碟簧和第二单片碟簧在拉轴上的位置不变，提高了碟簧组单元的结构的稳定性。可以根据实际的生产条件或者具体的产品需求来进行选择。

在一个实施例中，第一单片碟簧11和第二单片碟簧12结构相同。该设计使得多组碟簧组件单元组成的负载承载件1受力均匀且不易发生损坏，提高了称重传感器的测量精度和使用寿命。可以理解的是，针对上述实施中涉及的单片碟簧的结构，可以采用已有方案中的碟簧结构，也可以根据具体的需求进行单片碟簧的设计，如在碟簧的安装孔上设有倒角，在碟簧的外边缘设有倒边等。具体地，本申请实施例对碟簧的尺寸不作具全限定，例如，可选用外径为20mm，内径为10.2mm,高度为1.35mm，材料为60Si2Mn的碟簧。

在一个实施例中，多组碟簧组单元包括1组～12组的碟簧组单元。可根据称重传感器需要的尺寸以及称重量程来选择，增加产品的适用性。具体的，可选择8组碟簧组单元。

在一个实施例中，调节件3被套设于拉轴5上且相对拉轴5在拉轴5的延伸方向上的位移的大小可调节，通过调节位移的大小来调节施加在负载承载件1上的预紧力的大小。调节负载承载件1上的预紧力的大小，使得称重传感器具有去皮调零的功能，增加了产品的功能，提高产品竞争力。

具体的，调节件3可以是拉轴5上的结构，调节件2也可以是单独的零件，该零件与拉轴5进行配合实现对负载承载件1施加可调节大小的预紧力。在一个可选实施例，调节件为带有套设在拉轴5上的调节螺栓，该调节螺栓除了需要与拉轴5配合，还通过调节螺栓的螺杆上的外螺纹与称重传感器的壳体4的内壁上的内螺纹配合，最终实现了对负载承载件1施加大小可调节的预紧力。可以理解的是，本申请并不局限于上述实施例的方案，例如，调节螺栓上设有腔体用于将调节螺栓套在拉轴5上，在该腔体内壁上设置内螺纹，并在拉轴5的外表面设置与上述内螺纹配合的外螺纹，内螺纹和外螺纹配合实现对负载承载件1施加大小可调节的预紧力。设计者可根据具体的产品结构和生产条件来选择更合适的技术方案来实现。

在一个实施例中，调节件3朝向负载承载件1的端面设有限位凹槽31，限位凹槽31用于将负载承载件1的另一端限位在调节件3的端面上。提高了负载承载件1与调节件3之间接触的稳定性，提高受力的稳定性，提高了称重传感器的测量精度。可以理解的是，限位凹槽只是实现负载承载件1与调节件3之间限位的一种技术方案，还可以通过其他限位结构或者物理粘结来实现二者的限位。在一个可选的实施例中，限位凹槽为弹簧座，碟簧的一端卡在弹簧座上，且弹簧座的深度至少大于一组碟簧组单元在拉轴5的延伸方向的长度，这对碟簧组单元的形变有导向作用，使其受力时形变更加稳定，提高了称重传感器的测量精度。

在一个实施例中，支撑件2在拉轴5的延伸方向上形成朝向负载承载件1的第一端面和与第一端面相对设置的第二端面，其中负载承载件1的一端抵靠在第一端面上，弹性片6套设与拉轴5上且位于第二端面。该装配结构紧凑，利于产品的安装和生产，且节约了产品尺寸，降低了生产成本。

在一个实施例中，支撑件2与拉轴5为一体结构，且随着拉轴5的运动在称重传感器的壳体4内的限位空间41内移动。支撑件2与限位空间41配合实现限位的作用，从而限定了弹性片6的最大形变量，提高了弹性片6使用寿命，并且支撑件2与拉轴5的一体结构便于生产加工，一个零件实现多个作用，不仅便于产品装配，还节约生产成本。

根据本申请的技术方案，通过在对负载结构的设计，利用碟簧作为主要的受力部件，在不影响称重传感器尺寸大小的前提下，加大了该称重传感器的量程。同时，在拉轴5上设有负载承载件1，使该负载承载件1代替弹性片6成为主要受力部件，提高了弹性片6的使用寿命，再结合将厚的弹性体做薄，解决了改进前方案中弹性体蠕变影响称重传感器使用寿命和测量精度的问题。

图2所示为本申请一实施例提供的称重传感器的剖面图。图3所示为本申请一实施例提供的称重传感器的爆炸图。

该称重传感器包括壳体4、拉轴5、弹性片6和上述任一实施例所述的用于称重传感器的负载承载件1的结构，其中壳体4为设有开口的中空腔体；拉轴5的一端为自由端51，拉轴5的另一端为连接端52，其中连接端52设置在中空腔体内，自由端51伸出开口且突出于壳体4，且拉轴5可相对中空腔体沿轴向运动；弹性片6设置在中空腔体内，且可随着拉轴5运动而产生形变。本申请的实施例的称重传感器的设计解决了较厚的弹性片6在长时间受力后会产生蠕变，从而影响弹性片6的寿命和精度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于称重传感器的负载承载结构，其特征在于，包括：

负载承载件，所述负载承载件为弹性件，所述负载承载件被套设于所述称重传感器的拉轴上，且位于所述称重传感器的弹性片和所述拉轴受力的自由端之间，用于在所述拉轴被施加外力时向所述拉轴施加与所述外力相反的弹力；

支撑件，设置于所述拉轴上，用于支撑所述负载承载件；

调节件，被配置于所述称重传感器的拉轴上，用于使所述负载承载件被压缩在所述支撑件和所述调节件之间。

2.根据权利要求1所述的负载承载结构，其特征在于，所述负载承载件包括多组碟簧组单元，其中，所述碟簧组单元包括：

第一单片碟簧,所述第一单片碟簧的剖面结构为第一锥形结构，且所述第一锥形结构的顶部设有第一安装孔；

第二单片碟簧，所述第二单片碟簧的剖面结构为第二锥形结构，且所述第二锥形结构的顶部设有第二安装孔；

所述第一单片碟簧位于所述第二单片碟簧的下方，且所述第一锥形结构的顶部与所述第二锥形结构的顶部对合在一起；所述第一单片碟簧与所述第二单片碟簧分别通过所述第一安装孔和所述第二安装孔同轴套设在所述拉轴上。

3.根据权利要求2所述的负载承载结构，其特征在于，所述第一单片碟簧和所述第二单片碟簧分别限位在所述拉轴上。

4.根据权利要求2所述的负载承载结构，其特征在于，所述第一单片碟簧和所述第二单片碟簧结构相同。

5.根据权利要求2所述的负载承载结构，其特征在于，所述多组碟簧组单元包括1组～12组的所述碟簧组单元。

6.根据权利要求1-5任一项所述的负载承载结构，其特征在于，所述调节件被套设于所述拉轴上且相对所述拉轴在所述拉轴的延伸方向上的运动位移的大小可调节，通过调节所述位移的大小来调节施加在所述负载承载件上的预紧力的大小。

7.根据权利要求6所述的负载承载结构，其特征在于，所述调节件朝向所述负载承载件的端面设有限位凹槽，所述限位凹槽用于将所述负载承载件的另一端限位在所述调节件的端面上。

8.根据权利要求1-5任一项所述的负载承载结构，其特征在于，所述支撑件在所述拉轴的延伸方向上形成朝向负载承载件的第一端面和与所述第一端面相对设置的第二端面，其中所述负载承载件的一端抵靠在所述第一端面上，所述弹性片套设与所述拉轴上且位于所述第二端面。

9.根据权利要求8所述的负载承载结构，其特征在于，所述支撑件与所述拉轴为一体结构，且随着所述拉轴的运动在所述称重传感器的壳体内的限位空间内移动。

10.一种称重传感器，其特征在于，包括：

壳体，为设有开口的中空腔体；

拉轴，所述拉轴的一端为自由端，所述拉轴的另一端为连接端，其中所述连接端设置在所述中空腔体内，所述自由端伸出所述开口且突出于所述壳体，且所述拉轴可相对所述中空腔体沿轴向运动；

弹性片，设置在所述中空腔体内，且可随着所述拉轴运动而产生形变；

权利要求1-9任一项所述的用于称重传感器的负载承载结构。

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