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電子天平的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)

閱讀：982發(fā)布：2020-12-27

專利匯可以提供電子天平的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)專利檢索，專利查詢，專利分析的服務(wù)。并且具有測(cè) 力 單元(6)的用于 電子 天平(1)的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)，其具有可連接到測(cè)力單元(6)的校準(zhǔn)砝碼(14)。為了建立和解除校準(zhǔn)砝碼(14)和測(cè)力單元(6)之間的傳力 接觸 ，校準(zhǔn)砝碼(14)被傳送機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)源(118)垂直地移動(dòng)。傳送機(jī)構(gòu)具有至少一個(gè)復(fù)位元件(122)，配置為彎頭聯(lián)動(dòng)裝置(117)的提升系統(tǒng)(110)，和多穩(wěn)態(tài) 定位 元件(115)，其中由于來(lái)自多穩(wěn)態(tài)定位元件(115)的反饋，僅在傳送機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)階段才提供 能量 給傳動(dòng)裝置(118)，該多穩(wěn)態(tài)定位元件(115)的第一穩(wěn)態(tài)限定傳送機(jī)構(gòu)的校準(zhǔn) 位置 (132)，而第二穩(wěn)態(tài)限定傳送機(jī)構(gòu)的停止位置(133)。，下面是電子天平的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)專利的具體信息內(nèi)容。

1.帶有測(cè)力單元(6)的用于重量測(cè)量?jī)x器(1)的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(102)，所述測(cè)力單元(6)包括固定部件(3)和承載部件(5)，其中校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(102)包括至少一個(gè)可連接到承載部件(5)的校準(zhǔn)砝碼(14)，且其中校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(102)進(jìn)一步包括傳送機(jī)構(gòu)，該傳送機(jī)構(gòu)具有至少一個(gè)復(fù)位元件(122)、提升系統(tǒng)(110)和驅(qū)動(dòng)源，此驅(qū)動(dòng)源用來(lái)在從停止位置到校準(zhǔn)位置和從校準(zhǔn)位置到停止位置的運(yùn)動(dòng)階段轉(zhuǎn)移至少一個(gè)校準(zhǔn)砝碼(14)，其中，所述傳送機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)多穩(wěn)態(tài)定位元件(115)，其第一穩(wěn)態(tài)限定校準(zhǔn)位置(132)而其第二穩(wěn)態(tài)限定傳送機(jī)構(gòu)的停止位置(133)，其中，所述驅(qū)動(dòng)源是一個(gè)致動(dòng)器(118)，此致動(dòng)器是非自鎖的且僅在傳送機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)階段被施加能量，其特征在于，
在提升系統(tǒng)(110)和多穩(wěn)態(tài)定位元件(115)之間設(shè)置有薄彎曲彈簧連接(127)，其中當(dāng)所述多穩(wěn)態(tài)定位元件的導(dǎo)槽中的導(dǎo)向螺栓(129)處在校準(zhǔn)位置(132)和停止位置(133)之間時(shí)薄彎曲彈簧連接(127)處在彎曲應(yīng)力的中性狀態(tài)。
2.帶有測(cè)力單元(6)的用于重量測(cè)量?jī)x器(1)的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(102)，所述測(cè)力單元(6)包括固定部件(3)和承載部件(5)，其中校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(102)包括至少一個(gè)可連接到承載部件(5)的校準(zhǔn)砝碼(14)，且其中校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(102)進(jìn)一步包括傳送機(jī)構(gòu)，該傳送機(jī)構(gòu)具有至少一個(gè)復(fù)位元件(122)、提升系統(tǒng)(110)和驅(qū)動(dòng)源，此驅(qū)動(dòng)源用來(lái)在從停止位置到校準(zhǔn)位置和從校準(zhǔn)位置到停止位置的運(yùn)動(dòng)階段轉(zhuǎn)移至少一個(gè)校準(zhǔn)砝碼(14)，其中，所述傳送機(jī)構(gòu)包括至少一個(gè)多穩(wěn)態(tài)定位元件(115)，其第一穩(wěn)態(tài)限定校準(zhǔn)位置(132)而其第二穩(wěn)態(tài)限定傳送機(jī)構(gòu)的停止位置(133)，其中，所述驅(qū)動(dòng)源是一個(gè)致動(dòng)器(118)，此致動(dòng)器是非自鎖的且僅在傳送機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)階段被施加能量，其特征在于，
所述多穩(wěn)態(tài)定位元件(215)包括至少一個(gè)導(dǎo)向元件(230)，此導(dǎo)向元件以旋轉(zhuǎn)支撐圓柱的形式出現(xiàn)并連接到提升系統(tǒng)(210)，其圓柱外壁包括至少一個(gè)具有至少兩個(gè)位置的導(dǎo)槽(231)，上述兩個(gè)位置代表校準(zhǔn)位置(132)和停止位置(133)，至少一個(gè)連接到固定部件(3)的導(dǎo)向螺栓(229)配合在該導(dǎo)槽(231)中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(102)，其特征在于，所述復(fù)位元件(122)的復(fù)位力應(yīng)大于校準(zhǔn)砝碼(14)的重力、傳送機(jī)構(gòu)作用在負(fù)載方向的力與由傳送機(jī)構(gòu)中的摩擦所產(chǎn)生的阻力的和，其特征進(jìn)一步在于，所述復(fù)位元件(122)的復(fù)位力將傳送機(jī)構(gòu)保持在由多穩(wěn)態(tài)定位元件(115)所限定的位置上。
4.如權(quán)利要求3所述的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(102)，其特征在于，所限定的位置在校準(zhǔn)位置(132)或在停止位置(133)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(102)，其特征在于，所述致動(dòng)器(118)被以能量脈沖的形式施加能量。
6.如權(quán)利要求1或2所述的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(102)，其特征在于，在每個(gè)運(yùn)動(dòng)階段開(kāi)始時(shí)僅發(fā)送一個(gè)能量脈沖給所述致動(dòng)器(118)，此能量脈沖足夠轉(zhuǎn)移校準(zhǔn)砝碼(14)。
7.如權(quán)利要求6所述的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(102)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)移為從停止位置轉(zhuǎn)移到校準(zhǔn)位置，或者從校準(zhǔn)位置轉(zhuǎn)移到停止位置。
8.如權(quán)利要求1或2所述的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(102)，其特征在于，所述提升系統(tǒng)(110)包括至少一個(gè)彎頭聯(lián)動(dòng)裝置(117)。
9.如權(quán)利要求1所述的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(102)，其特征在于，所述多穩(wěn)態(tài)定位元件(415)是三穩(wěn)態(tài)定位元件，其第一中間穩(wěn)定位置(490)設(shè)置在所述校準(zhǔn)位置(432)和所述停止位置(433)之間。
10.如權(quán)利要求1或2所述的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(102)，其特征在于，所述多穩(wěn)態(tài)定位元件(115)是雙穩(wěn)態(tài)定位元件。
11.如權(quán)利要求10所述的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(102)，其特征在于，所述雙穩(wěn)態(tài)定位元件(115)包括所述導(dǎo)向螺栓(129)和帶有所述導(dǎo)槽(131)的導(dǎo)向元件(130)，其中導(dǎo)槽(131)包括第一部分(134)、第二部分(135)、所述校準(zhǔn)位置(132)、第三部分(136)、第四部分(137)和所述停止位置(133)，且其中僅在所述導(dǎo)向螺栓(129)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)第一部分(134)和第二部分(135)到達(dá)第一轉(zhuǎn)向點(diǎn)(138)的時(shí)間內(nèi)和當(dāng)所述導(dǎo)向螺栓(129)從所述校準(zhǔn)位置(132)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)第三部分(136)向第二轉(zhuǎn)向點(diǎn)(139)行進(jìn)時(shí)，才給致動(dòng)器(118)施加能量。
12.如權(quán)利要求10所述的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(102)，其特征在于，所述雙穩(wěn)態(tài)定位元件(115)包括至少一個(gè)帶有所述導(dǎo)槽(131)的導(dǎo)向元件(130)，所述導(dǎo)槽為心形導(dǎo)槽，其中心形的指向外部的拐角(133)代表所述停止位置(133)而心形的指向內(nèi)部的尖角(132)代表所述校準(zhǔn)位置(132)，且進(jìn)一步包括至少一個(gè)配合在導(dǎo)槽(131)中并與固定部件(3)連接的所述導(dǎo)向螺栓(129)。
13.如權(quán)利要求1或2所述的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(102)，其特征在于，所述復(fù)位元件(122)是杠桿彈簧、扭桿彈簧、片簧、壓縮卷簧、或拉伸卷簧。
14.如權(quán)利要求1或2所述的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(302)，其特征在于，所述至少一個(gè)復(fù)位元件(322)、提升系統(tǒng)(310)、和至少部分多穩(wěn)態(tài)定位元件(115)被構(gòu)造成一個(gè)整體件。
15.如權(quán)利要求1或2所述的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(102)，其特征在于，所述非自鎖致動(dòng)器(118)是一個(gè)直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
16.如權(quán)利要求15所述的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(102)，其特征在于，所述直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為線性電機(jī)、軸驅(qū)動(dòng)器、帶驅(qū)動(dòng)器、磁驅(qū)動(dòng)器、與加熱裝置協(xié)作的形狀記憶合金線、或手動(dòng)操作裝置。
17.如權(quán)利要求1或2所述的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(302)，其特征在于，所述非自鎖致動(dòng)器(118)通過(guò)至少一個(gè)滑輪(380)或至少一個(gè)杠桿作用于傳送機(jī)構(gòu)。
18.用權(quán)利要求1到17中任一項(xiàng)所述的帶有測(cè)力單元(6)的用于重量測(cè)量?jī)x器(1)的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(102)中所述的多穩(wěn)態(tài)定位元件檢查和限定校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(102)的狀態(tài)的方法，其特征在于：
a.確定測(cè)力單元的參考值，且將所述參考值以位置編號(hào)1存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，b.通過(guò)每一個(gè)其他的穩(wěn)定位置，直到再次到達(dá)參考值的位置，其中在每個(gè)穩(wěn)定位置確定測(cè)力單元(6)各自的稱量信號(hào)值，且以所述穩(wěn)定位置被通過(guò)的次序按位置編號(hào)對(duì)所述各自的稱量信號(hào)值進(jìn)行存儲(chǔ)，
c.對(duì)稱量信號(hào)值和參考值進(jìn)行比較，由此確定最小的信號(hào)值，且相對(duì)于參考值的位置確定其位置，
d.從與參考值相聯(lián)系的位置出發(fā)，經(jīng)過(guò)多穩(wěn)態(tài)定位元件的穩(wěn)定位置，直到到達(dá)具有最小信號(hào)值的位置。
19.用根據(jù)權(quán)利要求10所述的帶有測(cè)力單元(6)的用于重量測(cè)量?jī)x器(1)的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(102)中所述的雙穩(wěn)態(tài)定位元件檢查和限定校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)(102)的狀態(tài)的方法，其特征在于：
a.確定測(cè)力單元的參考值，且將所述參考值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，
b.給致動(dòng)器提供能量脈沖，
c.確定測(cè)力單元的稱量信號(hào)值，
d.將所述稱量信號(hào)值與參考值進(jìn)行比較，
e.如果所述稱量信號(hào)值大于參考值，則施加進(jìn)一步的能量脈沖給致動(dòng)器。

說(shuō)明書(shū)全文

電子天平的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)

技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明涉及重量測(cè)量?jī)x器特別是電子天平的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)，且本發(fā)明尤其涉及校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)的傳送機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

[0002] 在很多情況下電子天平通過(guò)內(nèi)部校準(zhǔn)砝碼來(lái)校準(zhǔn)。為了進(jìn)行校準(zhǔn)，一個(gè)規(guī)定質(zhì)量的砝碼與傳力裝置傳力接觸，或者與測(cè)力單元的承載部件傳力接觸，因此確定參考值，上述傳力裝置被設(shè)置在天平的測(cè)力單元中?；诖藚⒖贾?，天平的另外的稱量參數(shù)可被更新。在校準(zhǔn)成功地完成之后，校準(zhǔn)砝碼與傳力裝置或承載部件之間的接觸被再次解除，且校準(zhǔn)砝碼被固定在停止位置。在上述過(guò)程中，校準(zhǔn)砝碼被傳送機(jī)構(gòu)從停止位置移動(dòng)到校準(zhǔn)位置，且隨后返回到停止位置。在校準(zhǔn)位置，校準(zhǔn)砝碼與測(cè)力單元或承載部件傳力接觸；在停止位置不存在傳力接觸。許多天平的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)和測(cè)力單元是以EP 0 955 530 A1公開(kāi)的方式設(shè)置的，即一個(gè)位于另一個(gè)的后面。
[0003] 存在多種移動(dòng)校準(zhǔn)砝碼的傳送機(jī)構(gòu)，其中在其停止位置，校準(zhǔn)砝碼一般安裝在與提升系統(tǒng)相連的支撐元件上。
[0004] 帶有校準(zhǔn)砝碼的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)通過(guò)多對(duì)楔子在垂直方向上被移動(dòng)，由此校準(zhǔn)砝碼被引入與天平的測(cè)力單元傳力接觸，上述校準(zhǔn)砝碼在EP 0 468 159 B1中公開(kāi)，上述楔子可水平地朝其它楔子滑動(dòng)。此傳送機(jī)構(gòu)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)連接到楔子上的軸桿來(lái)提供動(dòng)力。
[0005] EP 0 955 530 A1所描述的裝置也實(shí)現(xiàn)了校準(zhǔn)砝碼的垂直提升和降低。此砝碼靠在支撐元件上，此支撐元件通過(guò)帶有盤形凸輪提升系統(tǒng)或偏心件的傳送機(jī)構(gòu)來(lái)移動(dòng)。 [0006] EP 0 020 030 A1中公開(kāi)了帶有兩個(gè)相互獨(dú)立的校準(zhǔn)砝碼的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)，其中校準(zhǔn)砝碼可被連接到校準(zhǔn)砝碼支撐元件以及可與校準(zhǔn)砝碼支撐元件相互分離，此校準(zhǔn)砝碼支撐元件對(duì)于兩個(gè)校準(zhǔn)砝碼來(lái)說(shuō)是相同的并與測(cè)力單元的承載部件相連。逐步校準(zhǔn)的目的是檢查校準(zhǔn)砝碼本身。如DE 33 30 988 A1所公開(kāi)的那樣，作為另一種可能性，至少一個(gè)校準(zhǔn)砝碼可用來(lái)擴(kuò)大稱量范圍。
[0007] 上述的升降元件通常由小型伺服電機(jī)來(lái)提供動(dòng)力。使用伺服電機(jī)的缺點(diǎn)為伺服電機(jī)在上述測(cè)力單元中占用的空間相對(duì)較大，由此無(wú)謂地增加了測(cè)力單元及天平自身尺寸。為了改進(jìn)校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)，人們特別需要使傳送機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)源最優(yōu)化和最小化。 [0008] 特別是在高靈敏度的電子天平中，稱量結(jié)果也受靜電電荷和交感的影響，甚至可被它們改變。用來(lái)提供動(dòng)力給傳送機(jī)構(gòu)的伺服電機(jī)包括電絕緣變速箱部件，此部件在操作過(guò)程中由于摩擦而產(chǎn)生靜電場(chǎng)。尤其在高靈敏度電子天平中，作為結(jié)果產(chǎn)生的靜電場(chǎng)十分大以至于可以影響稱量結(jié)果。
[0009] 作為前面引用的EP 0 020 030 A1中的驅(qū)動(dòng)源，使用升降磁鐵，在整個(gè)校準(zhǔn)和測(cè)量過(guò)程中，該升降磁鐵的能量由電流提供。因此，升降磁鐵具有與大多數(shù)小型且有成本效益的驅(qū)動(dòng)源一樣的缺點(diǎn)，原因在于它們不具備自鎖特性。此類驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)不適合于用于精確分析天平的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)的操作，這是因?yàn)樗鼈儺a(chǎn)生的磁場(chǎng)和線圈長(zhǎng)時(shí)間處在電流下所產(chǎn)生的熱量對(duì)參考值和稱量結(jié)果具有很大的影響。關(guān)于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的術(shù)語(yǔ)“自鎖”涉及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是固定不動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)作用在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的力的抵抗能力，使得驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將不會(huì)由于 這些力而移動(dòng)。

發(fā)明內(nèi)容

[0010] 因此，本發(fā)明的目的在于提供小的、緊湊的、并能夠靈活地適應(yīng)不同應(yīng)用的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)，且此校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)源不會(huì)對(duì)待測(cè)的參考值和稱量結(jié)果產(chǎn)生影響，或者僅產(chǎn)生可能的最小影響。
[0011] 達(dá)到此目的的解決方案是通過(guò)權(quán)利要求1所述的特征來(lái)提供的。提供一種重量測(cè)量?jī)x器，尤其是天平，除了具有帶有固定部件和承載部件的測(cè)力單元外還包括校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)，其中至少有一個(gè)校準(zhǔn)砝碼可以與承載部件連接。如果測(cè)力單元具有用于減小力的傳力機(jī)構(gòu)，那么使校準(zhǔn)砝碼與傳力機(jī)構(gòu)的杠桿系統(tǒng)在后者的任何位置接合同樣包含在如此處所使用的術(shù)語(yǔ)“使校準(zhǔn)砝碼連接到承載部件”的意思中。校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)具有至少一個(gè)校準(zhǔn)砝碼，包括至少一個(gè)復(fù)位元件的傳送機(jī)構(gòu)，提升系統(tǒng)和至少一個(gè)定位元件，和驅(qū)動(dòng)源，此驅(qū)動(dòng)源用于在從停止位置到校準(zhǔn)位置或從校準(zhǔn)位置到停止位置的運(yùn)動(dòng)階段轉(zhuǎn)移校準(zhǔn)砝碼。所述至少一個(gè)定位元件被設(shè)置為多穩(wěn)態(tài)定位元件，其具有限定校準(zhǔn)位置的第一穩(wěn)態(tài)和限定傳送機(jī)構(gòu)的停止位置的第二穩(wěn)態(tài)。當(dāng)然，例如，如EP 0 020 030 A1所公開(kāi)，為了連接多個(gè)校準(zhǔn)砝碼到相互獨(dú)立的承載部件，多穩(wěn)態(tài)定位元件可以具有校準(zhǔn)位置和停止位置之間的其它穩(wěn)定位置。多穩(wěn)態(tài)定位元件的位置數(shù)目依賴于校準(zhǔn)過(guò)程的步進(jìn)順序。具有如EP 0 020 030 A1所提出的步進(jìn)順序的校準(zhǔn)需要三穩(wěn)態(tài)定位元件，在其第三穩(wěn)定位置，兩個(gè)校準(zhǔn)砝碼中的第一個(gè)被結(jié)合，而在其校準(zhǔn)位置，第二校準(zhǔn)砝碼和第一校準(zhǔn)砝碼均與承載部件接觸。 [0012] 但是在大多數(shù)情況下，僅使用一個(gè)校準(zhǔn)砝碼，在此處一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)定位元件就完全足夠了，此雙穩(wěn)態(tài)定位元件限定兩個(gè)位置，即， 校準(zhǔn)位置和停止位置。 [0013] 出于具有多穩(wěn)態(tài)定位元件的傳送機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想，可以使用無(wú)自鎖特征的小型且有成本效益的致動(dòng)器，在此情況下該致動(dòng)器僅在運(yùn)動(dòng)階段需要施加能量。在校準(zhǔn)位置、停止位置、以及如果適用的話在另一個(gè)穩(wěn)定位置對(duì)傳送機(jī)構(gòu)的支持由復(fù)位元件和定位元件的聯(lián)合作用來(lái)完成，使得致動(dòng)器不必產(chǎn)生與復(fù)位元件相抵消的力。
[0014] 出于多穩(wěn)態(tài)定位元件的設(shè)計(jì)思想和復(fù)位元件的作用，僅在導(dǎo)向螺栓處在導(dǎo)槽的特定部分時(shí)致動(dòng)器才需要施加能量。在這些部分，例如，可以以幾個(gè)能量脈沖的形式施加能量，或者也可以在每個(gè)運(yùn)動(dòng)階段的開(kāi)始時(shí)僅由一個(gè)脈沖來(lái)施加能量。
[0015] 優(yōu)選使用電氣致動(dòng)器，且以電流脈沖的形式對(duì)此致動(dòng)器施加能量。當(dāng)此致動(dòng)器啟動(dòng)時(shí)，它要能夠克服復(fù)位元件的復(fù)位力。
[0016] 在 2001 冬 季 學(xué) 期 第 11 卷 的 2/01 的 Wissenschaftsmagazin derRuhr-Universit t Bochum RUBIN中發(fā)表了一篇題目為Keep itsimple：Kosmak and iLiros的文章，此文公開(kāi)了一個(gè)由形狀記憶線提供動(dòng)力的緊湊的定位驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)軸在兩個(gè)角位置之間來(lái)回反復(fù)。此種情況下的兩個(gè)角位置也由雙穩(wěn)態(tài)定位元件即機(jī)械雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器限定。此種又被稱為SMA線的形狀記憶合金線僅需要少量的空間，不自鎖，因此使其成為了本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)源。
[0017] 復(fù)位元件的復(fù)位力應(yīng)大于校準(zhǔn)砝碼的重力、傳送機(jī)構(gòu)作用在負(fù)載方向的力與由傳送機(jī)構(gòu)中的摩擦所產(chǎn)生的阻力的和。復(fù)位元件的復(fù)位力將傳送機(jī)構(gòu)固定在定位元件限定的校準(zhǔn)位置和停止位置。
[0018] 例如，這可由雙穩(wěn)態(tài)定位元件或機(jī)械雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器來(lái)完成，此機(jī)械雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器具有至少一個(gè)帶有心形導(dǎo)槽的導(dǎo)向元件，此心形導(dǎo)槽與心形曲線相似，例如其指向外部的角對(duì)應(yīng)于例如， 停止位置，而其指向內(nèi)部的尖角對(duì)應(yīng)于校準(zhǔn)位置。至少一個(gè)連接到固定部件的導(dǎo)向螺栓被接合進(jìn)此導(dǎo)槽。復(fù)位元件的彈力沿心形的尖端或尖角的各自方向來(lái)推動(dòng)導(dǎo)向螺栓。心形是此種導(dǎo)槽的慣用形狀。當(dāng)然，也可能使用不同形狀的導(dǎo)槽，這些導(dǎo)槽容許定位元件的至少兩個(gè)穩(wěn)定位置。單個(gè)彎曲部分的設(shè)計(jì)基本適合于相應(yīng)的傳送機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)次序。也可以使用成型構(gòu)件來(lái)代替導(dǎo)槽，該成型構(gòu)件的外部或內(nèi)部輪廓具有與導(dǎo)槽類似的功能。這同樣也可應(yīng)用于導(dǎo)向螺栓，其設(shè)計(jì)適合于定位元件的其它部件。 [0019] 原則上，多數(shù)多穩(wěn)態(tài)元件可以用來(lái)定位，例如通過(guò)彈簧或永久性磁鐵工作的機(jī)械雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，和氣動(dòng)與水力解決方案。
[0020] 為了保證多穩(wěn)態(tài)定位元件的導(dǎo)槽中的導(dǎo)向螺栓在沿槽行進(jìn)時(shí)能處在正確的方向上，且不會(huì)經(jīng)過(guò)同樣的彎曲部分再一次地返回，必須提供阻止性裝置來(lái)阻止后退運(yùn)動(dòng)。這種裝置可以以導(dǎo)槽中的彈性鉗的形式實(shí)現(xiàn)，起到類似于鐵路軌道開(kāi)關(guān)的功能，彎曲部分由此被隔開(kāi)。更簡(jiǎn)單的解決方案為使用彈性連接，例如由柔性薄連接部分實(shí)現(xiàn)的彎曲彈簧，或被設(shè)置在提升系統(tǒng)和多穩(wěn)態(tài)定位元件之間的彎曲樞軸，其中當(dāng)導(dǎo)向螺栓處在校準(zhǔn)位置和停止位置之間時(shí)，薄彎曲彈簧連接或彎曲樞軸處在彎曲應(yīng)力的中性狀態(tài)。因此，在穩(wěn)定位置導(dǎo)向螺栓在相對(duì)于導(dǎo)向元件的給定方向上被彈簧偏置，因此由于導(dǎo)槽的幾何形狀，并根據(jù)產(chǎn)生于復(fù)位元件和薄彎曲彈簧連接各個(gè)力矢量合成的力矢量，導(dǎo)向螺栓僅可在一個(gè)方向上維持其運(yùn)動(dòng)。作為一般的觀察結(jié)論，導(dǎo)向螺栓當(dāng)然也可與提升系統(tǒng)相連，且導(dǎo)向元件可與固定部件相連。
[0021] 但是，如DE 12 69 012 B1或FR 431 346所描述的那樣，多穩(wěn)態(tài)定位元件也可包括一種例如圓珠筆中使用的機(jī)構(gòu)。這種情形中的定位元件具有導(dǎo)向元件，該導(dǎo)向元件是與測(cè)力單元的固定部件相連 的旋轉(zhuǎn)支撐圓柱或套管的形式，其中圓柱的周圍包括至少一個(gè)具有兩個(gè)位置的導(dǎo)槽，這兩個(gè)位置代表校準(zhǔn)位置和停止位置，至少一個(gè)導(dǎo)向螺栓嚙合在其與提升系統(tǒng)相連的位置。當(dāng)然，旋轉(zhuǎn)支撐的圓柱或套管形式的導(dǎo)向元件也可被連接到提升系統(tǒng)，且導(dǎo)向螺栓可被連接到固定部件。
[0022] 提升系統(tǒng)優(yōu)選地包括至少一個(gè)彎頭聯(lián)動(dòng)裝置。復(fù)位元件和提升系統(tǒng)以這樣一種方式相互匹配，即，當(dāng)一個(gè)小的張力作用在提升系統(tǒng)上時(shí)彎頭聯(lián)動(dòng)裝置已經(jīng)變彎曲，由此實(shí)現(xiàn)了校準(zhǔn)砝碼與測(cè)力單元的傳力接觸。復(fù)位力又被設(shè)計(jì)成使其可以在作用于杠桿系統(tǒng)上的力減小時(shí)可以拉直彎頭聯(lián)動(dòng)裝置。
[0023] 根據(jù)傳送機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，尤其是提升系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以使用不同種類的復(fù)位元件。其中，其包括各種類型的彈簧或具有相似作用的其它構(gòu)件。優(yōu)選地，復(fù)位元件在校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)的停止位置被輕輕地拉伸偏置。可以使用不同種類的彈簧，例如杠桿彈簧、壓縮卷簧、拉伸卷簧、扭桿彈簧或片簧。使用杠桿彈簧的特殊優(yōu)點(diǎn)為彈簧的復(fù)位力直接作用在彎頭上，且由于彈簧的連接方式的原因，彈簧自身不震動(dòng)或不能改變其位置。
[0024] 優(yōu)選地，在平行結(jié)構(gòu)中使用兩個(gè)彎頭聯(lián)動(dòng)裝置，其中彎頭是通過(guò)其軸來(lái)連接的，使得兩個(gè)彎頭聯(lián)動(dòng)裝置可以同時(shí)移動(dòng)且不會(huì)相互阻礙，甚至相互堵塞。一個(gè)或多個(gè)彎頭聯(lián)動(dòng)裝置又可以包括多個(gè)成型件，這些成型件可以通過(guò)合適的連接裝置直接或間接地相互連接，或者這些成型件可由一塊料完整地形成。提升系統(tǒng)、復(fù)位元件和至少部分定位元件也可整體地相互連接。在適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)下，提升系統(tǒng)也可以只有一個(gè)彎頭聯(lián)動(dòng)裝置。 [0025] 復(fù)位元件的復(fù)位力與使用它的傳送機(jī)構(gòu)相匹配，以便保證校準(zhǔn)過(guò)程以最優(yōu)的方式運(yùn)轉(zhuǎn)，上述校準(zhǔn)過(guò)程即為校準(zhǔn)砝碼與傳力裝置或 承載部件之間的接觸的嚙合和分離。 [0026] 作為用于帶有配置為彎頭聯(lián)動(dòng)裝置的提升系統(tǒng)的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)的非自鎖致動(dòng)器，可以使用多種驅(qū)動(dòng)源，尤其是直線驅(qū)動(dòng)，例如軸驅(qū)動(dòng)、帶驅(qū)動(dòng)、磁驅(qū)動(dòng)、和直線電機(jī)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)特別小且尺寸緊湊，至少部分由形狀記憶合金形成。即使對(duì)傳送機(jī)構(gòu)進(jìn)行手工致動(dòng)也是可能的，其中為了將手工施加的能量脈沖傳遞給傳送機(jī)構(gòu)，當(dāng)然必須提供傳動(dòng)裝置。致動(dòng)器也可通過(guò)至少一個(gè)滑輪或杠桿改變力的方向從而啟動(dòng)傳送機(jī)構(gòu)。
[0027] 但是，多穩(wěn)態(tài)定位元件的使用會(huì)產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題，即每次操作重量分析儀器時(shí)，校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)的實(shí)際位置都是未知的。即便重量測(cè)量?jī)x器關(guān)閉時(shí)，此位置也完全可能由于例如震動(dòng)這樣的外界因素而發(fā)生變化。只有給此機(jī)構(gòu)配備昂貴的鎖閉裝置時(shí)，才能避免發(fā)生上述情況。如果每次操作重量測(cè)量?jī)x器時(shí)或者在周期性時(shí)間間隔內(nèi)都對(duì)校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行檢查，同時(shí)校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到限定狀態(tài)，例如轉(zhuǎn)移到停止位置，那么它將變得更簡(jiǎn)單和更具有成本效率。人們可通過(guò)例如下列方法用多穩(wěn)態(tài)定位元件來(lái)檢查和限定校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)的狀態(tài)。
[0028] 首先，確定測(cè)力單元的參考信號(hào)值，且此參考信號(hào)值與分配給它的位置編號(hào)1一起存儲(chǔ)。隨后，多穩(wěn)態(tài)定位元件循環(huán)經(jīng)過(guò)所有另外的穩(wěn)定位置直到循環(huán)回到參考信號(hào)值的位置，其中，在此循環(huán)過(guò)程中確定測(cè)力單元在每個(gè)穩(wěn)定位置的稱量信號(hào)值并將其以連續(xù)的位置編號(hào)序列進(jìn)行存儲(chǔ)。現(xiàn)在相互比較稱量信號(hào)值和參考信號(hào)值，由此確定最低信號(hào)值，同時(shí)確定與后者關(guān)聯(lián)的位置和與參考值關(guān)聯(lián)的位置之間的差異?，F(xiàn)在從參考值的位置開(kāi)始并根據(jù)所確定的位置差異，給致動(dòng)器提供所需數(shù)量的能量脈沖，直到到達(dá)代表停止位置的最低信號(hào)值位置。
[0029] 如果在校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)中使用雙穩(wěn)態(tài)定位元件，則過(guò)程將被如下所述地簡(jiǎn)化： [0030] 再一次地，第一步驟為確定和存儲(chǔ)測(cè)力單元的參考信號(hào)。其次，發(fā)送能量脈沖給致動(dòng)器，并確定測(cè)力單元的稱量信號(hào)值；比較參考值和稱量信號(hào)值，如果稱量信號(hào)值大于參考信號(hào)值，則進(jìn)一步發(fā)送能量脈沖給致動(dòng)器。
[0031] 如果已經(jīng)將參考值存儲(chǔ)在工廠中，例如與一種狀態(tài)相聯(lián)系的稱量信號(hào)值，此狀態(tài)中，校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)處在其停止位置且沒(méi)有負(fù)載加在承載器上，當(dāng)然沒(méi)必要確定參考值，且在測(cè)力單元的稱量信號(hào)值與參考信號(hào)值相匹配之前一直都給致動(dòng)器施加能量脈沖，但最多是有多少穩(wěn)定位置就供應(yīng)多少脈沖。附圖說(shuō)明
[0032] 附圖中圖解了校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)的不同實(shí)施例，其中：
[0033] 圖1給出了電子天平的測(cè)力單元的簡(jiǎn)化側(cè)視示意圖，此電子天平具有細(xì)長(zhǎng)的校準(zhǔn)砝碼臂和包括臨近測(cè)力單元布置的校準(zhǔn)砝碼的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)，圖1a示出了處在其停止位置的校準(zhǔn)砝碼，而圖1b示出了處在其校準(zhǔn)位置的校準(zhǔn)砝碼。
[0034] 圖2給出了校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化側(cè)視示意圖，此校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)帶有彎頭聯(lián)動(dòng)裝置、配置為形狀記憶合金線的致動(dòng)器和多穩(wěn)態(tài)定位元件，其中圖2a示出了處在停止位置的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)，而圖2b示出了處在校準(zhǔn)位置的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)；
[0035] 圖3給出了校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化側(cè)視示意圖，此校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)帶有彎頭聯(lián)動(dòng)裝置、配置為形狀記憶合金線的致動(dòng)器和以旋轉(zhuǎn)支撐圓柱的形式出現(xiàn)的多穩(wěn)態(tài)定位元件，其中彎頭聯(lián)動(dòng)裝置在彎頭構(gòu)件之間具有銳角以實(shí)現(xiàn)較小的總高度；
[0036] 圖4圖解了以圖3的旋轉(zhuǎn)支撐圓柱的形式出現(xiàn)的多穩(wěn)態(tài)定位元件，其中圖4a到圖4f表示了定位元件的不同位置；
[0037] 圖5給出了整體形成的傳送機(jī)構(gòu)側(cè)視圖，如此處所示其處在停止位置，此傳送機(jī)構(gòu)具有一體組合的超載防護(hù)特征和雙穩(wěn)態(tài)定位元件；
[0038] 圖6給出了相似于圖5的整體形成的傳送機(jī)構(gòu)側(cè)視祥圖，如此處所示其處在停止位置，此傳送機(jī)構(gòu)具有一體組合的超載防護(hù)特征，其中詳細(xì)的圖解示出了代替雙穩(wěn)態(tài)定位元件的三穩(wěn)態(tài)定位元件。
[0039] 具體實(shí)施方式
[0040] 為了顯現(xiàn)重量測(cè)量?jī)x器1尤其是電子天平中的測(cè)力單元6和校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)2的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，圖1中以側(cè)視圖圖解了測(cè)力單元6和校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)2。圖1a示出了處在其停止位置的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)2，而圖1b示出了處在其校準(zhǔn)位置的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)2。測(cè)力單元6具有帶有固定部件3和承載部件5的平行導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，承載部件5相對(duì)于固定部件3被兩個(gè)平行四邊形導(dǎo)向裝置4可移動(dòng)地限制。固定部件3和校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)2安裝在底座39上，例如重量測(cè)量?jī)x器1的托架基底。承載部件5通過(guò)錐形物7連接到稱量盤(圖中未示出)，且當(dāng)負(fù)載被置于稱量盤上時(shí)其能夠在重力方向上垂直于部件3移動(dòng)。承載部件5在重力方向上的位移產(chǎn)生了將被傳輸?shù)礁軛U機(jī)構(gòu)8的力，此杠桿機(jī)構(gòu)使該力減小并將其傳輸?shù)搅ρa(bǔ)償系統(tǒng)11，此力補(bǔ)償系統(tǒng)通常是電磁型的，其未在此圖中詳細(xì)示出。
[0041] 測(cè)力單元6的平行導(dǎo)向機(jī)構(gòu)3、4、5和杠桿機(jī)構(gòu)8以一種形式形成為大體磚狀材料塊，其形成方式為后者的材料部分被直線窄切口12形式的無(wú)材料空間隔開(kāi)，窄切口12在與其主要表面垂直的方向上切開(kāi)了材料塊。直線切口12優(yōu)選地通過(guò)電火花腐蝕的方法形成。 [0042] 杠桿機(jī)構(gòu)8的杠桿9設(shè)有通孔，校準(zhǔn)砝碼臂13通過(guò)適當(dāng)?shù)木o固裝置41安裝在此處以作為杠桿延伸部，其安裝方式為也可用小質(zhì)量的校準(zhǔn)砝碼14來(lái)執(zhí)行滿載校準(zhǔn)。 [0043] 由圖1a可見(jiàn)，在稱量過(guò)程中校準(zhǔn)砝碼14放在校準(zhǔn)砝碼支撐元件21上，且抵著配置為支架16的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)2的橫向部件推動(dòng)。在此圖中，面向觀察者的橫向部件已經(jīng)從校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)2上被去除，因此可以看見(jiàn)校準(zhǔn)砝碼支撐元件21且尤其是校準(zhǔn)砝碼14與校準(zhǔn)砝碼臂13之間的接觸區(qū)域。這同樣適用于圖1b。
[0044] 如圖1a所示，校準(zhǔn)砝碼14與測(cè)力單元6的杠桿機(jī)構(gòu)完全分離。如圖1b所示，為了執(zhí)行校準(zhǔn)，校準(zhǔn)砝碼14通過(guò)傳送機(jī)構(gòu)(在此圖中其被校準(zhǔn)砝碼支撐元件21掩蓋)被降低到校準(zhǔn)砝碼臂13上，校準(zhǔn)砝碼14由此與杠桿機(jī)構(gòu)8傳力接觸。因此當(dāng)校準(zhǔn)砝碼14處在校準(zhǔn)位置時(shí)，其完全靠在校準(zhǔn)砝碼臂13上。傳送機(jī)構(gòu)包括提升系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)源。在圖1所示的圖形平面的前面和后面，驅(qū)動(dòng)源通常臨近校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)2放置。
[0045] 校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)102的簡(jiǎn)化側(cè)視示意圖由圖2示出，其中圖2a示出了處在其停止位置的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)102，而圖2b示出了處在校準(zhǔn)位置的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)102。校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)102通過(guò)底座39連接到稱量單元(其在此處未被示出)的固定部件，且其包括校準(zhǔn)砝碼14，提升系統(tǒng)110，致動(dòng)器118、119和多穩(wěn)態(tài)定位元件115。
[0046] 提升系統(tǒng)110包括導(dǎo)桿123，此導(dǎo)桿被限制在垂直于底座39的方向上作直線運(yùn)動(dòng)，其還包括一端可旋轉(zhuǎn)地連接到安裝在底座 39上的支點(diǎn)塊140的轉(zhuǎn)動(dòng)臂125，且其進(jìn)一步包括連接構(gòu)件124，連接構(gòu)件124的第一端通過(guò)樞軸連接到了靠近底座39的導(dǎo)桿123的端部，而其第二端通過(guò)樞軸關(guān)節(jié)126支撐轉(zhuǎn)動(dòng)臂125的中部。在由轉(zhuǎn)動(dòng)臂125、樞軸關(guān)節(jié)126和連接構(gòu)件124形成的彎頭聯(lián)動(dòng)裝置117處，一個(gè)力通過(guò)非自鎖致動(dòng)器118、119作用在樞軸關(guān)節(jié)126區(qū)域，上述非自鎖致動(dòng)器以形狀記憶合金線的形式出現(xiàn)，其可被加熱并作為部分驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使用。形狀記憶合金具有顯著的特點(diǎn)，即由于固體相變的原因，在經(jīng)過(guò)相變溫度時(shí)此合金自身的物理特性發(fā)生變化。形狀記憶合金在低于其相變溫度的溫度下比在高于其相變溫度的溫度下更易于成形。當(dāng)形狀記憶合金具有金屬線的形式時(shí)，在相變溫度之上的溫度增加具有下述作用，即金屬線使自身收縮并因此使自身施加一個(gè)例如拉力的力到此處所示的彎頭聯(lián)動(dòng)裝置117上，從而使后者移動(dòng)。通過(guò)用電流給金屬線118施加能量可以使溫度的增加以簡(jiǎn)單的方式發(fā)生，如此處所指可通過(guò)金屬線一端的電連接引線119來(lái)實(shí)現(xiàn)。金屬線118在此處未示出的相對(duì)端接地。
[0047] 一旦金屬線自身收縮，樞軸關(guān)節(jié)126就移出其位置，由此折疊彎頭聯(lián)動(dòng)裝置117，結(jié)果導(dǎo)致導(dǎo)桿123在垂直于底座39的方向上作直線運(yùn)動(dòng)。由于遠(yuǎn)離底座39的導(dǎo)桿123的末端支撐校準(zhǔn)砝碼支撐元件121，所以校準(zhǔn)砝碼支撐元件將在朝底座39的方向上產(chǎn)生位移。因此，例如在經(jīng)過(guò)提升系統(tǒng)110的提升時(shí)間間隔的一半后，位于校準(zhǔn)砝碼支撐元件121上的校準(zhǔn)砝碼14被放在校準(zhǔn)砝碼臂13上并與傳送機(jī)構(gòu)完全分離。為了使此運(yùn)動(dòng)反向并因此再次將校準(zhǔn)砝碼14從校準(zhǔn)砝碼臂13提起，必須在底座39和校準(zhǔn)砝碼支撐元件121之間以壓縮卷簧形式設(shè)置復(fù)位元件122。一旦致動(dòng)器118的拉力降低，在復(fù)位元件122的復(fù)位力的作用下彎頭聯(lián)動(dòng)裝置117再次伸直，且校準(zhǔn)砝碼14通過(guò)提升系統(tǒng)110被提起并與校準(zhǔn)砝碼臂13分離。 如果致動(dòng)器118包括SMA線，則校準(zhǔn)后金屬線冷卻時(shí)復(fù)位元件122便具有附加作用，它被拉伸到原來(lái)的長(zhǎng)度，此過(guò)程需要一個(gè)力。
[0048] 為了避免在校準(zhǔn)過(guò)程中不得不持續(xù)給致動(dòng)器118施加能量以便將傳送機(jī)構(gòu)保持在校準(zhǔn)位置，作為多穩(wěn)態(tài)定位元件115的部件的導(dǎo)向元件130被安裝在了底座39的固定位置。導(dǎo)向元件130具有導(dǎo)槽131，該導(dǎo)槽是大體心形的。因此，圖解的多穩(wěn)態(tài)定位元件115也可被稱為雙穩(wěn)態(tài)定位元件115。定位元件115的移動(dòng)部分通過(guò)薄彎曲彈簧連接127被連接到遠(yuǎn)離支點(diǎn)塊140的轉(zhuǎn)動(dòng)臂125的末端，上述移動(dòng)部分由導(dǎo)向螺栓129和導(dǎo)向連接構(gòu)件128構(gòu)成。圖2a所示的位置代表停止位置。薄彎曲彈簧連接127被偏壓并在導(dǎo)向連接構(gòu)件128上施加順時(shí)針力矩M+，由此導(dǎo)向螺栓129抵著遠(yuǎn)離底座39的導(dǎo)槽131的側(cè)面而被推動(dòng)。導(dǎo)槽131的外形和位置與轉(zhuǎn)動(dòng)臂125的運(yùn)動(dòng)次序相匹配，匹配方式為使產(chǎn)生于彈簧元件127、122的力矢量將導(dǎo)致導(dǎo)向螺栓129始終逆時(shí)針行進(jìn)通過(guò)導(dǎo)槽131。 [0049] 下面對(duì)運(yùn)動(dòng)次序的描述將提供更為詳盡的解釋。為了更加清楚起見(jiàn)，僅在圖2b中來(lái)識(shí)別導(dǎo)槽131的一些部分。導(dǎo)槽131具有心形的限定停止位置的指向外部的拐角133和限定傳送機(jī)構(gòu)的校準(zhǔn)位置的指向內(nèi)部的尖角132。遠(yuǎn)離底座39的導(dǎo)槽131的凹槽部分將被稱為第一部分134，第一部分134和尖角132之間的部分將被稱為第二部分135，臨近底座
39的凹槽部分將被稱為第四部分137，且第四部分137和尖角132之間的部分將被稱為第三部分136。
[0050] 一旦彎頭聯(lián)動(dòng)裝置117由于致動(dòng)器118的力而折疊，那么導(dǎo)向螺栓129從圖2a所示停止位置滑過(guò)第一部分134，這是因?yàn)橛杀澢鷱椈蛇B接127產(chǎn)生的順時(shí)針力矩M+的作用，更具體地是因?yàn)樽鳛榻Y(jié)果而作用在導(dǎo)向螺栓129上的力矢量的作用，此力矢量將后者抵著遠(yuǎn)離底座39的第一部分134的側(cè)面而被推動(dòng)。在位于心形的 指向外部的拐角133和指向內(nèi)部的尖角132之間的134部分，導(dǎo)向螺栓129到達(dá)一個(gè)點(diǎn)，在此點(diǎn)，薄彎曲彈簧連接127達(dá)到了彎曲應(yīng)力的中性狀態(tài)。導(dǎo)向螺栓129在向著第二部分135和尖角132的方向上移動(dòng)的越遠(yuǎn)，則薄彎曲彈簧連接127被再次壓縮得越強(qiáng)，但是現(xiàn)在在此方向上其導(dǎo)致薄彎曲彈簧連接施加一個(gè)逆時(shí)針力矩M-。一旦導(dǎo)向螺栓由于薄彎曲彈簧連接127所產(chǎn)生的力矩而到達(dá)第二部分135，則其在朝向底座39的方向上行進(jìn)通過(guò)第二部分135。當(dāng)?shù)竭_(dá)大約位于第二部分135的中間的第一轉(zhuǎn)向點(diǎn)138時(shí)，對(duì)致動(dòng)器118的能量供應(yīng)被切斷，且由于復(fù)位元件122的彈簧彈力，導(dǎo)向螺栓129滑入尖角132。因此如圖2b所示，轉(zhuǎn)動(dòng)臂125保持在表示校準(zhǔn)位置的位置。當(dāng)導(dǎo)向螺栓129位于心形尖角132時(shí)，薄彎曲彈簧連接127仍然施加力矩M-，使得導(dǎo)向螺栓129在第三部分136的方向上被推動(dòng)，且一旦再次施加能量給致動(dòng)器118，其將行進(jìn)滑過(guò)第三部分136。一旦導(dǎo)向螺栓到達(dá)第二轉(zhuǎn)向點(diǎn)139，能量供應(yīng)便會(huì)被切斷?，F(xiàn)在復(fù)位元件122朝向心形的指向外部的拐角133牽引導(dǎo)向螺栓129通過(guò)第三部分
136的第二半和第四部分137。由于結(jié)構(gòu)的幾何形狀的原因，薄彎曲彈簧連接127在137部分中再次經(jīng)受彎矩的反轉(zhuǎn)，這樣當(dāng)?shù)竭_(dá)心形的拐角133時(shí)，施加在導(dǎo)向螺栓129上的力矢量再次遠(yuǎn)離底座39。轉(zhuǎn)動(dòng)臂125和校準(zhǔn)砝碼14返回到圖2a的初始位置，此位置代表停止位置。
[0051] 圖3中的校準(zhǔn)砝碼連接機(jī)構(gòu)202的實(shí)施例包括提升系統(tǒng)210，此系統(tǒng)基本上與圖2的提升系統(tǒng)110具有相同的功能元件。但為了得到較低的總高度，支點(diǎn)塊240被安裝在了支撐物40上的校準(zhǔn)砝碼的上方，支撐物40被剛性連接到底座39且同時(shí)用作保持校準(zhǔn)砝碼14的支架。結(jié)果，彎頭聯(lián)動(dòng)裝置217具有位于連接元件224和轉(zhuǎn)動(dòng)臂225之間的銳角。導(dǎo)桿223限于相對(duì)于底座39進(jìn)行直線運(yùn) 動(dòng)，且連接到導(dǎo)桿223的校準(zhǔn)砝碼支撐元件221經(jīng)配置與圖2的校準(zhǔn)砝碼支撐元件121類似，以便將校準(zhǔn)砝碼14轉(zhuǎn)移到校準(zhǔn)砝碼臂13并在提升系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)使校準(zhǔn)砝碼從校準(zhǔn)砝碼臂再次返回。拉伸彈簧形式的復(fù)位元件222直接作用在樞軸關(guān)節(jié)226上并因此抵抗致動(dòng)器218的拉力。另外，當(dāng)復(fù)位元件222處在停止位置時(shí)，其抵著剛性連接到底座39的上擋件241來(lái)牽引彎頭217。在此位置，連接構(gòu)件224相對(duì)于旋轉(zhuǎn)臂225被設(shè)置成使作用在提升系統(tǒng)210上的超載通過(guò)彎頭聯(lián)動(dòng)裝置217被止擋件
241直接吸收，上述超載由于彎頭聯(lián)動(dòng)裝置217的位置而作用在提升系統(tǒng)210上，且此超載可由例如來(lái)自外界的震動(dòng)產(chǎn)生。因此，致動(dòng)器218未因超載損壞。多穩(wěn)態(tài)定位元件215再次以雙穩(wěn)態(tài)的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，其被設(shè)置在致動(dòng)器218和樞軸關(guān)節(jié)226之間且與致動(dòng)器218串聯(lián)作用。為了更清晰地示出其功能，此部分以透視圖的形式示出。串行結(jié)構(gòu)并非是絕對(duì)的要求；也可以使用平行于致動(dòng)器218的結(jié)構(gòu)?？尚D(zhuǎn)地連接到連接構(gòu)件228的圓柱形導(dǎo)向元件230具有圍繞凸起的心形中央輪廓249的導(dǎo)槽231，其中中央輪廓249的心形區(qū)域位于圓柱的外壁高度。導(dǎo)向元件230被支撐成使其在相對(duì)于連接構(gòu)件228的軸向上只能旋轉(zhuǎn)而不能移動(dòng)。理想的情況是，如圖3所示，通過(guò)軸承242來(lái)引導(dǎo)進(jìn)行整個(gè)多穩(wěn)態(tài)定位元件215直線運(yùn)動(dòng)，在軸承242中導(dǎo)向螺栓229也被一體引導(dǎo)。但是，此類導(dǎo)向結(jié)構(gòu)中，連接構(gòu)件228需要有回轉(zhuǎn)節(jié)，或者至少設(shè)計(jì)成具有彈性。導(dǎo)槽231被設(shè)計(jì)成可使得隨著導(dǎo)向元件230相對(duì)于固定導(dǎo)向螺栓229的直線運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)向元件230在每種情況下均通過(guò)導(dǎo)槽231的側(cè)面部分243、244、245、246、247進(jìn)入合適的位置，使得導(dǎo)向螺栓229始終順時(shí)針行進(jìn)通過(guò)圖3所示的導(dǎo)槽。使用這種結(jié)構(gòu)，重要的是導(dǎo)向元件230相對(duì)于連接構(gòu)件228或軸承242具有一定量的軸承摩擦，這樣導(dǎo)向元件230將停在由導(dǎo)槽230 的側(cè)面所限定的旋轉(zhuǎn)角直到下一個(gè)側(cè)面使導(dǎo)向元件230繼續(xù)旋轉(zhuǎn)為止。結(jié)果，顫動(dòng)或震動(dòng)不能引起故障。圖3所示的導(dǎo)向元件被設(shè)計(jì)成用來(lái)進(jìn)行往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)。但是，人們也可使用具有給定旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向元件，此元件在書(shū)寫工具業(yè)中使用，例如圓珠筆。具有往復(fù)或旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向元件的這種實(shí)施例尤其適用于在校準(zhǔn)位置和停止位置之間需要附加穩(wěn)定位置的應(yīng)用。
[0052] 為了更清楚地說(shuō)明往復(fù)導(dǎo)向元件230的運(yùn)動(dòng)功能和次序，圖4a到4f示出了主要的位置。給致動(dòng)器施加能量時(shí)，它開(kāi)始從圖3所示的停止位置233出發(fā)牽引導(dǎo)向元件230通過(guò)軸承242。如圖4a所示，在第一部分234，與第一側(cè)面243接觸的導(dǎo)向螺栓229使導(dǎo)向元件230轉(zhuǎn)為方向D。一旦導(dǎo)向螺栓229到達(dá)第二部分235并因此到達(dá)第二側(cè)面244，則導(dǎo)向元件230就會(huì)轉(zhuǎn)為方向U直到導(dǎo)向螺栓299到達(dá)第一轉(zhuǎn)向點(diǎn)238(參照?qǐng)D4b)。在這一點(diǎn)上，對(duì)致動(dòng)器的能量供應(yīng)被切斷，且復(fù)位元件222的復(fù)位力在相反的方向上牽引導(dǎo)向元件230通過(guò)軸承242直到導(dǎo)向螺栓229到達(dá)校準(zhǔn)位置232(參照?qǐng)D4c)。在此階段，第三側(cè)面
245使導(dǎo)向元件230在方向U上繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。為了移動(dòng)導(dǎo)向螺栓229通過(guò)第三部分236，需要再次施加能量給致動(dòng)器218直到導(dǎo)向螺栓229到達(dá)第二轉(zhuǎn)向點(diǎn)239。如圖4d所示，在此步驟，導(dǎo)向元件在方向U上被第四側(cè)面246再次移動(dòng)，并由致動(dòng)器218牽引通過(guò)軸承242。如圖4e所示，當(dāng)導(dǎo)向螺栓229到達(dá)第二轉(zhuǎn)向點(diǎn)239時(shí)，對(duì)致動(dòng)器的能量供應(yīng)被再次切斷，運(yùn)動(dòng)方向被逆轉(zhuǎn)，且復(fù)位元件222在朝著停止位置233的方向上牽引導(dǎo)向元件230通過(guò)第四部分237。如圖4f所示，在第四部分237，通過(guò)導(dǎo)向螺栓229和第五側(cè)面247的相互作用，導(dǎo)向片230再次在方向D上進(jìn)入初始位置。
[0053] 當(dāng)然，導(dǎo)向元件230也可具有圖2所示類型的導(dǎo)槽131。但是， 為了保證導(dǎo)向螺栓229在導(dǎo)槽131周圍以正確的方向移動(dòng)，必須通過(guò)彈力，例如通過(guò)扭桿彈簧，在每個(gè)運(yùn)動(dòng)階段的正確方向上使這種情形中的導(dǎo)向元件230偏置。
[0054] 除了到此為止所介紹的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)之外，也可以形成提升系統(tǒng)的彎頭聯(lián)動(dòng)裝置和其它功能部件，例如定位元件的移動(dòng)部件，此部件由整個(gè)一塊構(gòu)成并使它們與例如圖2和圖3所示機(jī)構(gòu)類似的傳送機(jī)構(gòu)結(jié)合。圖5中圖解了校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)302中的這種提升系統(tǒng)310，此校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)302帶有整體形成的彎頭聯(lián)動(dòng)裝置317。
[0055] 圖5示出了處在展開(kāi)狀態(tài)的彎頭聯(lián)動(dòng)裝置317，即，彎頭聯(lián)動(dòng)裝置317垂直排列并處在臨近停止位置的地方，而未被抵著止擋件推動(dòng)。虛線所示輪廓代表了位于附圖平面后面且通常無(wú)法看見(jiàn)的元件。
[0056] 提升系統(tǒng)310優(yōu)選地由聚合體工藝材料整塊制成。其包括相互連接的三個(gè)功能區(qū)域。第一功能區(qū)域325具有兩個(gè)用來(lái)固定位移制動(dòng)元件343的安裝點(diǎn)344，且其進(jìn)一步包括細(xì)長(zhǎng)孔326。位移制動(dòng)元件343和彎頭聯(lián)動(dòng)裝置317相互固定連接且可被看作一個(gè)單一元件。第二功能區(qū)域340被連接到第一功能區(qū)域325，此連接通過(guò)彎曲樞軸324其次通過(guò)作為復(fù)位元件322的拉伸彈簧來(lái)實(shí)現(xiàn)。第二功能區(qū)域340進(jìn)一步包括杠桿支點(diǎn)348，其支點(diǎn)軸351在提升系統(tǒng)310的最大平面中通過(guò)倚著底座39的軸承板349可樞轉(zhuǎn)地支撐第二功能區(qū)域340?；垆N352也同樣剛性連接到平行于支點(diǎn)輪軸的軸承板349上。此滑槽銷352配合在細(xì)長(zhǎng)孔326中并因此限制第一功能區(qū)域325的活動(dòng)范圍。平移運(yùn)動(dòng)由細(xì)長(zhǎng)孔326的長(zhǎng)度限定，而繞彎曲樞軸324的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由第二功能區(qū)域340的杠桿支點(diǎn)348限定。第三功能區(qū)域330同樣通過(guò)薄彎曲彈簧連接327被整體連接到第一功能區(qū)域325。第三功能區(qū)域
330包括從圖2已知的導(dǎo)槽331。但 是，與圖2所示結(jié)構(gòu)不同，圖5中的導(dǎo)槽331相對(duì)于剛性連接到底座39的導(dǎo)向螺旋329運(yùn)動(dòng)。在此處圖解的停止位置，薄彎曲彈簧連接327對(duì)第三功能區(qū)域330施加力矩M-，這樣倚著導(dǎo)向螺栓329從底座39上推開(kāi)了導(dǎo)槽331。因此，導(dǎo)向螺栓329在順時(shí)針?lè)较蛏涎貙?dǎo)槽331前進(jìn)。
[0057] 如圖5所圖解，致動(dòng)器318所產(chǎn)生的力的施加點(diǎn)360位于彎曲樞軸324的中央。但是，這并不意味著致動(dòng)器318將必須被連接到彎曲樞軸324；它也可被固定于位移制動(dòng)元件343，或者甚至被固定于第二功能區(qū)域340。根據(jù)杠桿作用規(guī)律，力作用點(diǎn)360離支點(diǎn)軸351或滑槽銷352越近，則致動(dòng)器318必須行進(jìn)的位移越短，但是力越大。
[0058] 位移制動(dòng)元件343具有與支點(diǎn)軸351協(xié)作的弧形細(xì)長(zhǎng)孔353。此特征用來(lái)保護(hù)彎曲樞軸324不超載，因?yàn)橐环矫鎻澢鷺休S324的撓曲角由弧形細(xì)長(zhǎng)孔353的長(zhǎng)度限定，而另一方面由震動(dòng)產(chǎn)生的垂直指向底座39的極值力通過(guò)弧形細(xì)長(zhǎng)孔353的側(cè)面被直接傳遞到支點(diǎn)軸351。
[0059] 在重量測(cè)量?jī)x器的校準(zhǔn)過(guò)程中，致動(dòng)器318在位移制動(dòng)元件343上施加一個(gè)拉力，相對(duì)于附圖所示的情形此拉力指向右邊。這個(gè)力具有使第二功能區(qū)域340轉(zhuǎn)移的作用，因此后者略微繞支點(diǎn)軸351轉(zhuǎn)動(dòng)并折疊彎頭聯(lián)動(dòng)裝置317。致動(dòng)器318進(jìn)一步具有下面的作用，即復(fù)位元件322被置于壓力下且彎曲樞軸324被彎曲。結(jié)果，位移制動(dòng)元件343和彎頭聯(lián)動(dòng)裝置317的第一功能區(qū)域325向右旋轉(zhuǎn)并被拖向底座39。校準(zhǔn)砝碼支撐元件321向下移動(dòng)且校準(zhǔn)砝碼與測(cè)力單元傳力接觸。
[0060] 形狀記憶合金本身在長(zhǎng)度上以一定的百分比收縮。例如，含鎳量約為50％的鎳鈦合金在約90℃的相變溫度下約收縮4％。但是， 金屬線318具有柔韌性并可被設(shè)置成在方向上變化幾次，例如通過(guò)此處所述的由電熱絕緣且光滑滑動(dòng)的例如特氟綸的聚合物制成的雙滑輪380。金屬線也可通過(guò)一種或多種變向裝置布置而在方向上有幾次變化，例如通過(guò)杠桿和/和滑輪。
[0061] 圖6僅示出了校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)402的第三功能區(qū)域430，此校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)將以其他方式與圖5所示的結(jié)構(gòu)相同。與前面附圖所示的所有情況一樣，圖5所示的導(dǎo)槽331具有雙穩(wěn)態(tài)定位功能，但與此不同的是多穩(wěn)態(tài)定位元件415的導(dǎo)槽431具有三穩(wěn)態(tài)定位功能。在停止位置433和校準(zhǔn)位置432之間存在第一中間穩(wěn)定位置490。在具有更多中間位置的多穩(wěn)態(tài)定位元件中，這些中間位置設(shè)置在停止位置433和校準(zhǔn)位置432之間，這與圖解的三穩(wěn)態(tài)導(dǎo)槽431相似。三穩(wěn)態(tài)定位元件或具有更多中間位置的多穩(wěn)態(tài)定位元件的操作次序與雙穩(wěn)態(tài)方案的操作次序沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的差異。對(duì)于每一個(gè)中間位置，為了再次到達(dá)初始位置，只須提供附加能量脈沖給致動(dòng)器。僅在下面位置，薄彎曲彈簧聯(lián)動(dòng)裝置427中彎矩的反向必須只在一些點(diǎn)處發(fā)生，在這些點(diǎn)處，導(dǎo)向螺栓429位于停止位置433和校準(zhǔn)位置432之間或位于停止位置433和第一中間穩(wěn)定位置490之間。
[0062] 除了上述的包括形狀記憶合金的無(wú)自鎖特征的致動(dòng)器之外，原則上人們可使用任何商業(yè)上可得的無(wú)自鎖驅(qū)動(dòng)源，且優(yōu)選是任何直線驅(qū)動(dòng)源，只要后者滿足重量測(cè)量?jī)x器尤其是電子天平的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)源的要求。已知的直線驅(qū)動(dòng)源的類型包括軸驅(qū)動(dòng)、帶驅(qū)動(dòng)、磁驅(qū)動(dòng)或直線電機(jī)等。甚至手工啟動(dòng)方案也可使用。
[0063] 對(duì)于復(fù)位元件，上述實(shí)施例描述的方案主要包括彈簧，例如壓縮卷簧、拉伸彈簧和片簧。除了這些明確描述過(guò)的彈簧類型，人們當(dāng)然可以使用其它類型的彈簧或具有相似作用的部件。依賴于產(chǎn)生的復(fù)位力，可能使用一個(gè)或多個(gè)復(fù)位元件。
[0064] 上述的測(cè)力單元僅代表了已知的測(cè)力單元的一種。依照本發(fā)明的校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)也可用在其它測(cè)力單元中。
[0065] 在圖2、3和5中，所示的致動(dòng)器的施力位置位于彎頭處，但是也可有其它的力作用點(diǎn)。
[0066] 圖3所示的位移制動(dòng)元件241配置成一種外殼，而這僅僅為一個(gè)例子。也有可能包括任何其它具有同樣作用或執(zhí)行同樣功能的設(shè)計(jì)，此類設(shè)計(jì)當(dāng)然也可以以合適的形式用在如圖3所示的結(jié)構(gòu)中。
[0067] 標(biāo)識(shí)號(hào)列表
[0068] 1 重量測(cè)量?jī)x器，天平
[0069] 402，302，202，102，2 校準(zhǔn)砝碼結(jié)構(gòu)
[0070] 3 固定部件
[0071] 4 平行四邊形導(dǎo)向裝置
[0072] 5 承載部件
[0073] 6 測(cè)力單元
[0074] 7 錐形物
[0075] 8 杠桿機(jī)構(gòu)
[0076] 9 杠桿
[0077] 11 力補(bǔ)償系統(tǒng)
[0078] 12 直線切割
[0079] 13 校準(zhǔn)砝碼臂
[0080] 14 校準(zhǔn)砝碼
[0081] 16 支架
[0082] 321，221，121，21 校準(zhǔn)砝碼支撐元件
[0083] 39 底座
[0084] 40 支撐件
[0085] 41 緊固裝置
[0086] 310，210，110 提升系統(tǒng)
[0087] 415，215，115 多穩(wěn)態(tài)定位元件
[0088] 317，217，117 彎頭，彎頭聯(lián)動(dòng)裝置
[0089] 318，218，118 無(wú)自鎖傳動(dòng)裝置，SMA線
[0090] 119 電源引線
[0091] 322，222，122 復(fù)位元件
[0092] 223，123 導(dǎo)桿
[0093] 224，124 連接元件
[0094] 225，125 轉(zhuǎn)動(dòng)臂
[0095] 226，126 樞軸關(guān)節(jié)
[0096] 427，327，127 薄彎曲彈簧連接
[0097] 128 導(dǎo)向連接構(gòu)件
[0098] 429，329，229，129 導(dǎo)向螺栓
[0099] 230，130 導(dǎo)向元件
[0100] 431，331，231，131 導(dǎo)槽
[0101] 432，232，132 校準(zhǔn)位置，心形輪廓的指向內(nèi)部的角 [0102] 433，233，133 停止位置，心形輪廓的指向外的拐角 [0103] 234，134 第一部分
[0104] 235，135 第二部分236，136 第三部分
237，137 第四部分
238，138 第一轉(zhuǎn)向點(diǎn)
239，139 第二轉(zhuǎn)向點(diǎn)
240，140 支點(diǎn)塊
228 連接構(gòu)件
243 第一側(cè)面
[0105]244 第二側(cè)面
245 第三側(cè)面
246 第四側(cè)面
247 第五側(cè)面
248 回轉(zhuǎn)節(jié)
249 中央輪廓
241 止擋件，位移制動(dòng)元件
242 軸承
324 彎曲樞軸
325 第一功能區(qū)域
326 細(xì)長(zhǎng)孔
430，330 第三功能區(qū)域
340 第二功能區(qū)域
343 位移制動(dòng)元件
344 安裝點(diǎn)
348 杠桿支點(diǎn)
349 軸承板
351 支點(diǎn)軸
352 滑槽銷
353 弧形細(xì)長(zhǎng)孔
360 施力點(diǎn)
380 滑輪
490 第一中間穩(wěn)定位置
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