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1、(10)申请公布号 CN 101957229 A (43)申请公布日 2011.01.26 CN 101957229 A *CN101957229A* (21)申请号 201010134099.6 (22)申请日 2010.03.10 2009-165931 2009.07.14 JP G01G 11/00(2006.01) (71)申请人 株式会社东芝 地址 日本东京都 (72)发明人 野村浩 (74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专 利商标事务所 11038 代理人 张斯盾 (54) 发明名称 重量感知装置 (57) 摘要 本发明公开了一种重量感知装置， 重量感知 装置具备 ： 沿运。
2、送路 (11) 以规定的速度运送检测 媒质 (P) 的运送机构 (10)、 检测由运送机构运送 的检测媒质的运动能量并变换成能够测定的物理 量的变换器 (42)、 根据由变换器变换的物理量和 规定速度算出检测媒质的重量的演算部。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 7 页 CN 101957229 A1/1 页 2 1. 一种重量感知装置， 其特征在于， 具备 ： 沿运送路以规定的速度运送检测媒质的运送机构、 检测由上述运送机构运送的检测媒质的运动能量并变换成能够测定的物理量的变换 器。
3、、 根据由上述变换器变换的物理量和上述规定速度算出上述检测媒质的重量的演算部。 2. 如权利要求 1 所述的重量感知装置， 其特征在于， 上述变换器具备在上述运送路上 以上述检测媒质能够碰撞的方式配置并且能够因上述检测媒质的碰撞而变形地形成的缓 冲部件和将上述缓冲部件的变形量作为物理量检测的传感器。 3. 如权利要求 2 所述的重量感知装置， 其特征在于， 上述运送机构具备 ： 向第一方向运 送上述检测媒质的第一运送部、 向与上述第一方向不同的第二方向运送上述检测媒质的第 二运送部、 设置在上述第一运送部和第二运送部之间， 将向上述第一方向运送的检测媒质 向上述第二方向反转并送出的方向反转部，。
4、 上述变换器的缓冲部件被设置在上述方向反转部的下游侧端， 向上述第一方向运送的 上述检测媒质所碰撞的位置。 4.如权利要求2或3所述的重量感知装置， 其特征在于， 上述变换器的缓冲部件是与上 述运送路交叉地设置的板材， 上述传感器具有被固定在上述板材上且将板材的变形作为电 压信号输出的应变计。 5. 如权利要求 4 所述的重量感知装置， 其特征在于， 上述传感器具有被粘贴在上述板 材的两面的多个应变计。 6. 如权利要求 2 或 3 所述的重量感知装置， 其特征在于， 上述变换器的缓冲部件具有 板材和切片， 所述板材具有上述检测媒质所碰撞的碰撞面以及位于与该碰撞面相反侧的里 面 ； 所述切片从。
5、上述板材的里面突出， 上述传感器具有检测上述切片的移动量的光学传感器。 7.如权利要求2或3所述的重量感知装置， 其特征在于， 上述变换器的缓冲部件具有板 材， 所述板材具有上述检测媒质所碰撞的碰撞面以及位于与该碰撞面相反侧的里面， 上述传感器具有通过来自上述板材的里面的反射光来感知上述板材的位移的反射型 位移传感器。 8.如权利要求2或3所述的重量感知装置， 其特征在于， 上述变换器的缓冲部件是与上 述运送路交叉地设置的板材， 上述传感器具有被固定在上述板材上且将板材的变形作为电 压信号输出的加速度传感器。 9.如权利要求2或3所述的重量感知装置， 其特征在于， 上述变换器的缓冲部件具有设 。
6、置在上述运送路上， 由上述检测媒质碰撞的气囊， 上述传感器具有与上述气囊气密性连接， 感知气囊内的压力变动的压力传感器。 权 利 要 求 书 CN 101957229 A1/6 页 3 重量感知装置 技术领域 0001 本发明涉及感知移动的检测媒质的重量的重量感知装置。 背景技术 0002 物质的重量一般在静止状态检测、 测定， 但是， 近年， 提出了测定移动中的物体的 重量的装置。例如在日本特开平 10-122940 号公报所公开的多级秤装置中， 将具备测压元 件等载荷测定部以及运送辊等的一个或多个皮带秤排列配置在运送路上， 在行李在这些皮 带秤上被运送时， 通过演算来自秤的输出信号来测定行。
7、李的重量。 0003 但是， 在像上述那样在运送路上设置秤的方式中， 有必要使运送物体不会振动， 而 在秤上顺畅地运送， 另外， 存在运送距离与测定一个行李的重量所需的时间相应地延长的 情况。 0004 为了提高运送物体的处理能力， 考虑了提高行李的运送速度或缩短行李的运送间 距。 但是， 虽然以往， 有必要对测压元件在重力方向加重行李的重量， 但是， 在提高了运送速 度的情况下， 行李对测压元件的重力方向的加压不稳定， 难以进行正确的重量测定。另外， 为了确保重量测定所必须的处理时间， 有必要延长皮带秤， 由此， 装置整体的长度延长。在 进行纸张类那样的轻的检测媒质的重量测定的情况下， 若为。
8、了处理能力而提高运送速度， 则难以通过秤进行测定。 0005 在缩小行李的运送间距的情况下， 相反， 有必要缩短皮带秤， 也可能出现在其尺寸 以内来不及测定的问题。 发明内容 0006 本发明是借鉴上述的点而产生的发明， 其目的在于提供一种能够稳定地感知移动 检测媒质的重量的重量感知装置。 0007 有关本发明的方式的重量感知装置具备 ： 沿运送路以规定的速度运送检测媒质的 运送机构、 检测由上述运送机构运送的检测媒质的运动能量并变换成能够测定的物理量的 变换器、 根据由上述变换器变换的物理量和上述规定速度算出上述检测媒质的重量的演算 部。 0008 根据上述结构， 可以得到能够稳定地检测运送。
9、中的检测媒质的重量， 同时， 能够稳 定地检测轻量的检测媒质的重量的重量感知装置。 0009 本发明的优点如说明书如下部分所述， 可以通过本发明的说明书或者实施本发明 得知， 尤其是通过如下所述的实施方式或者组合可以得到或理解本发明的优点。 附图说明 0010 图 1 是概略地表示有关本发明的第一实施方式的重量检测装置整体的框图。 0011 图 2 是表示上述重量检测装置的俯视图。 0012 图 3 是表示上述重量检测装置的转换器的立体图。 说 明 书 CN 101957229 A2/6 页 4 0013 图 4A 是表示变形状态的上述转换器的立体图。 0014 图 4B 是表示自然状态的上述。
10、转换器的立体图。 0015 图 5A 是表示变形状态的上述转换器的俯视图。 0016 图 5B 是表示自然状态的上述转换器的俯视图。 0017 图 6 是表示异动部件的运动能量和质量的关系的图。 0018 图 7 是表示由应变计将能量变换为电压的情况下的、 检测媒质的重量和变换器输 出的相关关系的图。 0019 图 8 是表示由第一运送部进行的纸张类的运送状态的上述重量检测装置的俯视 图。 0020 图 9 是表示由转换器感知纸张类的重量的状态的上述重量检测装置的俯视图。 0021 图 10 是表示由方向反转部进行的检测媒质的反转动作的上述重量检测装置的俯 视图。 0022 图 11 是表示有。
11、关本发明的第二实施方式的转换器的立体图。 0023 图 12 是表示有关本发明的第三实施方式的转换器的立体图。 0024 图 13 是表示有关本发明的第四实施方式的转换器的立体图。 0025 图 14 是表示有关本发明的第五实施方式的转换器的立体图。 具体实施方式 0026 下面， 一面参照附图， 一面详细说明本发明的实施方式。 0027 图 1 是概略地表示有关第一实施方式的重量检测装置的整体的结构的框图， 图 2 是表示重量感知装置的运送机构、 方向反转部以及变换器的俯视图。 0028 如图 1 以及图 2 所示， 重量检测装置具有沿运送路 11 以规定的一定速度大致直线 地运送作为检测媒。
12、质的例如邮政物等纸张类P的运送机构10、 设置在运送路11的中途部的 方向反转部16以及转换器(变换器)42， 具备检测纸张类P的重量的检测部40以及控制运 送机构和检测部 40 的动作的控制部 64。检测部 40 具有根据转换器 42 的输出演算纸张类 P 的重量的演算部 44， 检测部 40 的检测结果向控制部 64 传输， 作为纸张类 P 的区分控制信 息等使用。 0029 如图 2 所示， 运送机构 10 具备沿第一方向 D1 将纸张类 P 以立位状态运送的第一 运送部 12、 在与第一方向 D1 不同的第二方向 D2， 在这里， 在与第一方向 D1 大致相反的第二 方向 D2 以立位。
13、状态运送的第二运送部 14、 将向第一方向 D1 运送的纸张类 P 向第二方向 D2 反转并送出的方向反转部 16。 0030 第一运送部 12 具有多个运送辊 20、 卷绕在这些运送辊上的运送皮带 22 以及运送 引导器等。第一运送部 12 由控制部 64 控制， 以规定的一定速度一张张地运送纸张类 P。第 二运送部14具有多个运送辊24、 卷绕在这些运送辊上的运送皮带26以及运送引导器等， 一 部分位于与第一运送部 12 相对的位置。 0031 方向反转部 16 设置在第一运送部 12 和第二运送部 14 之间。方向反转部 16 具有 多个运送辊 28、 卷绕在这些运送辊上的运送皮带 30。
14、 以及未图示出的运送引导器等。运送 皮带 30 的一部分与第二运送部 14 的运送皮带 26 的下游侧端部隔着规定的缝隙 G， 平行且 遍及规定长度相对。方向反转部 16 在运送皮带 30 和运送皮带 26 相面对的区域， 具有配设 说 明 书 CN 101957229 A3/6 页 5 在任意一个运送皮带的内侧的多个例如两个闸门辊 32。这些闸门辊 32 被设置成能够在图 2 所示的开放位置和后述的推压位置之间转动， 在开放位置， 在运送皮带 30 和运送皮带 26 之间维持缝隙 G， 若向推压位置转动， 则一个运送皮带在这里将运送皮带 26 向另一个运送 皮带 30 侧推压， 消除缝隙 G。
15、。这样， 能够通过闸门辊 32 向推压位置移动， 将运送皮带 26、 30 的驱动力向纸张类 P 传递。 0032 运送机构 10 具有驱动运送辊 20、 24、 28 以及闸门辊 32 的未图示出的驱动机构， 该 驱动机构的动作由控制部 64 控制。 0033 接着， 说明检测部 40。 0034 图 3 是表示检测部 40 的转换器 42 的立体图， 图 4A、 4B 是分别表示转换器 42 的缓 冲部件的变形状态以及自然状态的立体图， 图 5A、 5B 是分别表示缓冲部件的变形状态以及 自然状态的俯视图。 0035 如图 2 以及图 3 所示， 转换器 42 具备能够通过以一定速度运送的。
16、纸张类 P 碰撞而 变形所形成的缓冲部件 46、 将缓冲部件 46 的变形量作为能够测定的物理量检测的传感器 48。缓冲部件 46 使用具有在等速运送作为检测对象的纸张类 P 时， 在充分承接纸张类 P 的 重量得到的运动能量并应变的同时， 立即恢复原来的状态的那样的耐久性的部件。本实施 方式中， 缓冲部件 46 由矩形状的板材， 例如板簧形成。 0036 缓冲部件 46 在方向反转部 16 的下游侧端与运送路 11 交叉地设置， 被设置在向第 一方向 D1 运送的纸张类 P 碰撞的位置。缓冲部件 46 具有纸张类 P 碰撞的碰撞面 47a 和位 于其相反侧的里面 47b。缓冲部件 46 的长。
17、度方向两端部由不变形的支撑块 51 保持以及支 撑。然后， 如图 3、 图 4B、 图 5B 所示， 缓冲部件 46 以在纸张类 P 没有碰撞的自然状态被保持 为大致平坦， 另外， 纸张类 P 的前端大致垂直地碰撞碰撞面 47a 的长度方向的中央部 50 的 方式配置。 0037 传感器 48 具有被固定在缓冲部件 46 上并将缓冲部件的变形、 应变作为电压信号 输出的应变计 48a。在本实施方式中， 缓冲部件 46 的碰撞面 47a 以及里面 47b 各粘贴两个 应变计 48a。应变计 48a 被粘贴在从缓冲部件 46 的中央部 50 向两侧错开的位置， 并且在碰 撞面 47a 侧和里面 4。
18、7b 侧设置在相对的位置。 0038 如图 4A 以及图 5A 所示， 若以一定速度运送的纸张类 P 碰撞缓冲部件 46 的中央部 50， 则缓冲部件 46 承接具有与重量相应的运动能量的纸张类 P， 变形为大致圆弧状或应变。 缓冲部件 46 的变形、 应变量由纸张类 P 的运动能量尤其是重量决定， 伴随着该缓冲部件 46 的变形、 应变， 应变计 48a 也应变。粘贴在缓冲部件 46 的碰撞面 47a 侧的应变计 48a 向紧 缩方向应变， 粘贴在里面 47b 侧的应变计 48b 向伸长方向应变。这些应变计 48a 将其应变 变换为电压信号并输出。通过在缓冲部件 46 的表里设置多个应变计 。
19、48a 来提高应变的检 测精度。 0039 这样， 缓冲部件 46 承接具有运动能量的纸张类 P 并变形或应变， 以此， 吸收 ( 缓 冲 ) 运动能量， 此后， 通过立即恢复原来的状态， 而将纸张类 P 向第二方向 D2 反弹。由应变 计 48a 检测的电压信号作为能够测定的物理量向演算部 44 传输， 在该演算部获取相关性， 算出纸张类 P 的重量 m。然后， 将算出的纸张类 P 的重量向控制部 64 反馈。 0040 图 6 以及图 7 是表示上述的重量感知的原理。 0041 一般， 质量m的物体在以运送速度v运动时， 该物体的运动能量E能够用Emv2/2 说 明 书 CN 101957。
20、229 A4/6 页 6 表示。 0042 根据该式， 若运送速度 v 为一定， 则质量 m 为 m k1E(k1 为系数 )， 通过预先试 验性地求出的物体的质量以及运送速度 v， 能够求出转换器的系数 K1。因此， 若能够用转换 器将运动能量 E 变换为某个能够测定的物理量， 则能够从该物理量和系数求出物体的质量 m。 0043 虽然移动物体， 即， 检测媒质具有的运动能量由转换器以某种效率变换， 但是， 由 于也包含能量的损失， 所以， 通过获取相关性， 能够提高感知精度。图 7 是表示例如在用应 变计将能量变换为电压的情况下的检测媒质的重量和转换器输出的相关性关系 (k2 是系 数 )。
21、。这些情况， 通过预先求出表示相关性关系的系数 K2， 能够从由转换器 42 变换的电压 信号、 系数 K2， 算出物体的重量 m。 0044 说明上述那样构成的重量检测装置的运送动作以及重量检测动作。如图 2 以及图 8 所示， 由第一运送部 12 以一定的运送速度 v 且以规定的间距沿运送路 11 向第一方向 D1 运送纸张类P， 逐渐进入方向反转部16。 此时， 闸门辊23被保持在开放位置， 第二运送部14 的运送皮带 26 和方向反转部 16 的运送皮带 30 隔着缝隙 G 相对。因此， 与转换器 42 碰撞 前的运送路 11 具有能够充分自由且以不会躺倒的程度引导纸张类 P 这样的宽。
22、度的缝隙 G。 0045 如图 9 所示， 由第一运送部 12 运送来的纸张类 P 通过缝隙 G 突入转换器 42， 向着 转换器的缓冲部件 46 自然碰撞。据此， 缓冲部件 46 与纸张类 P 的运动能量相应地变形或 应变， 伴随着该缓冲部件 46 的变形、 应变， 应变计 48a 也应变。应变计 48a 将其应变变换为 电压信号向演算部 44 输出。在演算部 44， 从由转换器 44 变换的电压信号和预先求出的系 数 K2 算出纸张类 P 的重量 m， 将算出结果向控制部 64 反馈。 0046 缓冲部件 46 承接具有运动能量的纸张类 P 并变形或应变， 以此， 吸收 ( 缓冲 ) 运 。
23、动能量， 此后， 通过立即恢复原来的状态， 将纸张类 P 向与纸张类 P 进入的第一方向 D1 相反 的运送方向 D2 反弹。 0047 此时， 如图 10 所示， 在控制部 64 的控制下， 两个闸门辊 23 向推压位置移动， 将运 送皮带 26 向方向反转部 16 的运送皮带 30 推压。据此， 在转换器 42 反弹并反转的纸张类 P 被牢固地夹持在运送皮带 26、 30 之间， 由这些运送皮带逐渐向与来的方向相反的第二方 向 D2 运送。在由转换器 42 进行了运动能量的变换后， 由控制部 64 控制闸门辊 23 的动作 时间， 以便立即使闸门辊 23 动作。 0048 以后， 由转换器。
24、42通过与上述相同的动作， 承接由第一运送部12依次以规定的间 距且以一定速度运送来的纸张类， 在进行重量检测后， 将方向反转部 16 和运送方向反转， 向第二运送部 14 送出。 0049 根据上述那样构成的重量检测装置， 由转换器将运送媒质的运动量能变换成与重 量相关性的能够测定的物理量， 例如电压值， 对该物理量进行 A/D 变换， 通过演算， 能够检 测运送媒质的重量。在变换运动能量， 检测重量的结构中， 即使检测媒质的运送间距变化， 只要能够控制方向反转部的闸门动作， 就能够进行重量的测定。 由于这种情况， 可得到能够 稳定地检测在运送中的移动物体的状态的重量， 同时， 能够稳定地检。
25、测轻量的检测媒质的 重量的重量感知装置。 再有， 即使在多重获取检测媒质进行运送的情况下， 也能够进行多重 获取的感知。 0050 下面， 说明在重量检测装置中， 将检测媒质的运动能量变换为能够测定的物理量 说 明 书 CN 101957229 A5/6 页 7 的转换器的其它的实施方式。 0051 图 11 是表示有关第二实施方式的重量检测装置的转换器。该转换器 42 通过具备 透过型的光学传感器而构成。即， 转换器 42 例如具备由板簧构成的板状的缓冲部件 46、 从 缓冲部件的里面 47b 大致垂直地延出的切片 52、 检测切片的位置的光学传感器 54。缓冲部 件46设置在运送机构的运送。
26、路的途中， 设置成碰撞面47a能够碰撞作为检测媒质的纸张类 P。 0052 切片 52 由不透明的材料形成。光学传感器 54 具有射出检测光的大致矩形状的发 光部 54a、 隔着间隙与该发光部相对的大致矩形状的受光部 54b。切片 52 配设成能够与缓 冲部件 46 的变形相应地侵入光学传感器 54 的发光部 54a 和受光部 54b 之间。即， 若通过 纸张类 P 碰撞缓冲部件 46， 缓冲部件 46 变形， 则切片 52 与之相应地移动， 侵入光学传感器 54 的发光部 54a 和受光部 54b 之间。通过该切片 52 阻断来自发光部 54a 的检测光， 通过用 受光部 54b 感知这种情。
27、况， 检测切片 52 的移动量， 即， 缓冲部件 46 的变形量。然后， 从被检 测出的切片 52 的移动量和预先设定的系数， 算出纸张类 P 的重量。 0053 图 12 是表示有关第三实施方式的重量检测装置的转换器。该转换器 42 被构成为 通过反射型的光学传感器直接测定缓冲部件的位置的方式。即， 转换器 42 例如具备由板簧 构成的板状的缓冲部件 46、 反射型的光学传感器 56。缓冲部件 46 具有能够抵接纸张类 P 的碰撞面 47a 和位于相反侧的里面 47b。缓冲部件 46 设置在运送机构的运送路的途中， 被 设置成纸张类 P 能够碰撞碰撞面 47a 的中央部。光学传感器 56 与。
28、缓冲部件 46 的里面 47b 的中央部隔着规定的间隔相对配置。 0054 光学传感器 56 向缓冲部件 46 的里面照射检测光， 检测来自里面的反射光。然后， 光学传感器 56 根据接收的反射光， 输出与距缓冲部件 46 的距离， 即， 缓冲部件 46 的位移量 对应的电压信号或电流信号。然后， 从被检测的缓冲部件 46 的位移量和预先设定的系数， 算出纸张类 P 的重量。 0055 图 13 是表示有关第四实施方式的重量检测装置的转换器。该转换器 42 以由在受 到检测媒质的运动能量的缓冲部件 46 上所安装的加速度传感器 58， 将冲击的强度作为加 速度直接检测的方式构成。即， 转换器 。
29、42 例如具备由板簧构成的板状的缓冲部件 46、 加速 度传感器 58。缓冲部件 46 具有能够抵接纸张类 P 的碰撞面 47a 和位于相反侧的里面 47b。 缓冲部件 46 设置在运送机构的运送路的途中， 被设置成纸张类 P 能够碰撞碰撞面 47a 的中 央部。加速度传感器 58 被固定在缓冲部件 46 的里面 47b 的中央部， 位于纸张类 P 碰撞的 碰撞面 47a 的紧靠中央部的里面。 0056 若纸张类 P 碰撞缓冲部件 46， 缓冲部件 46 与纸张类 P 的运动能量相应地变形， 则 加速度传感器 58 与缓冲部件 46 一体位移， 将碰撞的强度作为加速度直接检测。从加速度 传感器。
30、 58 的检测值和预先设定的系数， 算出纸张类 P 的重量。 0057 图 14 是表示有关第五实施方式的重量检测装置的转换器。该转换器 42 由压力传 感器进行重量感知。转换器 42 具备缓冲部件 46、 与缓冲部件接触地设置的压力传感器 60。 缓冲部件 46 由内部封入有气体的圆柱形状的气囊 62 形成。该气囊 62 以其中心轴与纸张 类 P 的运送路 11 交叉的方式设置， 以纸张类 P 碰撞外周面的方式配置。压力传感器 60 设 置成相对于气囊 62 的纸张类 P 所碰撞的位置， 在气囊的径向的相反侧， 与气囊的外周面气 密性接触。 说 明 书 CN 101957229 A6/6 页。
31、 8 0058 若运送来的纸张类 P 碰撞， 则气囊 62 受到纸张类 P 的运动能量变形， 对冲击进行 缓冲， 同时， 气囊内的气体的压力变动。 压力传感器60检测气囊62的内部气体的压力变动， 作为电流信号或电压信号输出。从压力传感器 60 的输出值和预先设定的系数， 算出纸张类 P 的重量。 0059 另外， 也可以在气囊 62 的周围气密性地连接多个压力传感器， 通过演算部， 将多 个传感器的输出值平均化， 提高检测精度。 0060 在上述第二至第五实施方式中， 转换器 42 以及重量检测装置的其它结构与上述 第一实施方式相同， 对相同的部分标注相同的参照符号， 省略其详细说明。这样，。
32、 即使是在 使用有关第二至第五实施方式的转换器的情况下， 也能够得到与第一实施方式相同的作用 效果。 0061 本发明并不局限于上述实施方式， 在本发明的范围或思想内对其中的各元素可以 进行调整， 并且通过结合上述实施方式相关的部分元素可以得到多种发明。例如上述实施 方式中的部分元素可以省略， 而且不同实施方式中的元素可以按照要求进行组合。 0062 若检测媒质是能够以一定速度运送的媒质， 则不限于纸张类， 也可以是其它的媒 质。纸张类不限于上述邮政物， 也可以应用各种纸张类。另外， 在重量检测装置中， 不限于 在检测媒质碰撞转换器后， 进行方向反转的情况， 也可以是下落的结构。 说 明 书 。
33、CN 101957229 A1/7 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 101957229 A2/7 页 10 图 3 图 4A 说 明 书 附 图 CN 101957229 A3/7 页 11 图 4B 图 5A图 5B 图 6 说 明 书 附 图 CN 101957229 A4/7 页 12 图 7 图 8 说 明 书 附 图 CN 101957229 A5/7 页 13 图 9 图 10 说 明 书 附 图 CN 101957229 A6/7 页 14 图 11 图 12 说 明 书 附 图 CN 101957229 A7/7 页 15 图 13 图 14 说 明 书 附 图 。