防振倾斜检测器 【技术领域】
本发明涉及具有防振方面的传感器，用于确定如装运纸箱之类的物体是否曾以大于预定角的角度颠倒、翻转或倾斜。
背景技术
在当今的全球经济中，货物、材料、制造品等等在它们到达最终目的地之前经常要运输很长的距离。装运过程可以包括多种运输方式。例如，通常，对在亚洲制造的产品来说，通常需要装载在卡车上，运输到火车站，装载到轨道车上，用火车运输到港口，装载到货船上，运输到海外的港口，装载到卡车上，通过卡车在道路上运输，并且输送到仓库。一旦在仓库，产品在到达产品的最终用户之前将再次经由空中或地面装运。在该过程期间，产品将会装载和卸载多次，并且有时会由于误操作而损坏。如果一些产品未以特定的位置运输，则它们容易受到损坏。例如，大家知道，如果一些计算机硬盘驱动器翻转或颠倒，则它们会出现故障。
在本领域中已知多种措施来帮助阻止产品在运输、装载和卸载期间的误操作。这种措施包括将规程印刷到箱子上，以保持预定的方位。然而，这种预防措施本质上是被动的，并且不能警告接受者产品已经被不正确地操作，或者是否由装运引起损坏。
为了解决这些担忧，研制了不同的装置，其在材料到达其目的地时指示是否容器以推荐的位置运输，或者已经超过最大预定角倾斜。在Conn的美国再颁专利No.32570中描述了这种装置的一个例子。已经证明Conn倾斜检测器在商业上是成功的。
Conn倾斜检测器在一些振动频率容易错误地激活。需要一种包含防振特征的装置，以便该装置更精确地指示是否材料已经被误操作，并且消除对倾斜的错误指示。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种具有防振方面的传感器，用于确定如装运纸箱之类的物体是否曾以大于预定角度的角度倾倒、翻转或倾斜。
本发明提供一种倾斜检测器，其包括容器和位于该容器内的接受器。该接受器(receptacle)具有封闭端和开口端，以及在该两端之间延伸的侧面。当该接受器处于该开口端在该封闭端之上的直立位置时，第一质量块位于该接受器内。当接受器倾斜超过预定角度时，该第一质量块能够离开该接受器。当该接受器处于直立位置时，在该接受器的开口端之上定位第二质量块，由此该第二质量块阻塞该第一质量块从该直立的接受器离开。当接受器倾斜超过预定角度时，该第一质量块移动，以便允许该第一质量块离开该接受器。
根据本发明的一个方面，当该接受器处于直立位置时，该第二质量块从与该接受器的开口端隔开并且定位在该开口端上方的枢轴点悬置。当该接受器倾斜超过其预定角度时，该第一质量块枢轴转动地远离该接受器的开口端。
根据本发明的另一个方面，该第一质量块响应于第一振动频率，该第二质量块响应于第二振动频率。该第二振动频率不同于该第一振动频率。
根据本发明的又一个方面，该第一和第二质量块具有不同的质量。
根据本发明的又一个方面，该第一和第二质量块由不同的材料制成。
根据本发明的又一个方面，该第二质量块具有形成至少两个尺寸大于该第一质量块的外部侧腔的延伸部分，该延伸部分用于阻塞该第一质量块在离开该接受器之后再进入该接受器。
本发明还提供一种倾斜检测器，其包括容器和接受器。该接受器具有开口端和封闭端，以及在该两端之间延伸的侧面。当该接受器处于开口端在封闭端之上的直立位置时，将第一质量块定位在该接受器内。当接受器倾斜超过预定角度时，该第一质量块能够离开该接受器。将枢轴销邻接该接受器的开口定位地连接到该容器。将第二质量块枢轴地连接到该枢轴销。该第二质量块具有阻塞部分，当该接受器处于直立位置时，该阻塞部分阻塞该接受器的开口端。
根据本发明的另一个方面，该容器是薄的，以便该第一质量块仅二维地在该容器内移动。
根据本发明的又一个方面，该第二质量块在至少一侧上具有肋。
根据本发明的另一个方面，该第二质量块在两侧上具有肋，一侧上的肋与另一侧上的肋错开。
根据本发明的又一个方面，该第二质量块具有形成至少两个尺寸大于该第一质量块的外部侧腔的延伸部分，该延伸部分用于阻塞该第一质量块在离开该接受器之后再进入该接受器。
根据本发明的又一个方面，可以将保险销插入该第二质量块的凹口中，以便阻止该第二质量块的运动。
根据本发明的又一个方面，该容器的正面的至少一部分是透明的。
根据本发明的又一个方面，该第一质量块具有第一颜色，该容器背面的内表面具有第二颜色。
根据本发明的又一个方面，该枢轴销具有由单圆外接地多个半径。
根据本发明的又一个方面，该第二质量块的下边具有半径范围和平面部分。
本发明还提供一种阻止倾斜检测器由于振动意外激活的方法。接受器提供有位于其中的第一质量块。该接受器具有开口端和封闭端。通过在所述开口端上定位阻塞质量块阻塞该第一质量块由于振动通过该开口端离开该接受器。当该接受器倾斜超过预定角度时，该阻塞质量块移动远离该接受器的开口端，以便允许该第一质量块离开。
根据本发明的另一个方面，移动该阻塞质量块的步骤进一步包括使该阻塞质量块摆动远离该开口端的步骤。
根据本发明的另一个方面，通过在该开口端上定位阻塞质量块阻塞该第一质量块离开该接受器的开口端的步骤进一步包括将该阻塞质量块悬置在该接受器的开口端上方。
【附图说明】
图1是具有一对贴在外壁上的倾斜检测器的装运包装的立体图。
图2-6是描绘不同方位的倾斜检测器的视图。
图2是根据优选实施方式的本发明的倾斜检测器的前视图，其表示处于其直立位置的倾斜检测器，处于阻塞位置的悬挂质量块，以及位于保持接受器内的圆盘。
图3是图2的倾斜检测器的前视图，其描绘从其直立位置旋转90度的检测器，旋转90度后的悬挂质量块，以及离开保持接受器的圆盘。
图4是图2的倾斜检测器的前视图，其描绘从其直立位置旋转90度的检测器，位于悬挂质量块的侧腔之一内的圆盘，该圆盘离开保持接受器。
图5是图2的倾斜检测器的前视图，其描绘从其直立位置旋转90度的检测器，从其直立位置旋转大约135度的悬挂质量块，以及从悬挂质量块的侧腔下落的圆盘。
图6是图2的倾斜检测器的前视图，其描绘回到直立位置的检测器，处于直立阻塞位置的悬挂质量块，以及在离开保持接受器之后静止在检测器底部的圆盘。
图7是沿图2的线VII-VII的截面图。
图8是保险销的立体图。
图9是悬挂质量块的前视图。
图10是沿图9的线X-X的截面图。
图11是悬挂质量块的前、左和下侧的立体图。
图12是倾斜检测器和部件的分解图。
【具体实施方式】
参照图1，物体如装运包装22具有一个或多个贴在其一个或多个壁24上的倾斜检测器14，以便确定该包括在装运期间是否以推荐的方位保持，并且没有超过预定的最大角倾斜。装运包装22可以具有任何传统的形式，如板条箱、托盘、盒、纸箱、桶、圆桶、罐、瓶或其它在装运之前安放货物的容器。或者，可以将倾斜检测器14直接放置在货物本身上。这样，承受倾斜检测器14的物体可以是货物、承载货物的容器等等。装运包装22具有顶侧16(盒盖之间具有接缝20)。将“向上”的箭头18放置在包装22的一个或多个侧面上，以便指示顶侧16应当始终保持在上面。这样，将包装22标记成阻止翻倒或倾斜。
为了检测任何这种未经许可的倾斜，使用倾斜检测器14。当处于直立位置时，优选将倾斜检测器14放置在装运包装22的直立或侧壁24上。在优选的实施方式中，倾斜检测器14是在二维上敏感的，即在检测器的平面上。这样，倾斜检测器14可以与另一个放置在包装20的相邻的侧壁24上的倾斜检测器14组合使用，其中两个倾斜检测器14彼此横切。
在此，将Conn的美国专利No.Re32570的全部内容合并在此作为参考。
参照图2，通常，倾斜检测器14具有接受器36，该接受器具有封闭端40、开口端44、以及在封闭端40和开口端44之间延伸的侧面34。接受器也称作保持接受器接收质量块。在优选的实施方式中，因为倾斜检测器是薄的，因而该质量块是圆盘。接受器36可以具有V形或张开的马蹄铁形形式，当检测器14处于直立或竖直位置时，V形或马蹄铁形的底座40定位在倾斜检测器14的底部，开口端44定位在封闭端44之上。V形或马蹄铁形的侧面34以彼此相对的角度从接受器的底座40延伸，以便允许第一质量块38或圆盘静止在由侧面34形成的腔中，并且当倾斜检测器14倾斜超过预定角度时离开接受器36。在倾斜检测器正常的、直立定位中，圆盘38定位在接受器36的内部。当接受器36倾斜超过预定角度时，圆盘38离开接受器36。该角度通常是侧面34定向为水平或之下的角度。例如，当检测器从其直立位置倾斜大约80°时，圆盘38可以离开接受器36。接受器侧面34的斜度或角度决定检测器14激活的角度。检测器14是双向的，并且通过将检测器14向着接受器36的侧面34倾斜超过预定角度而被激活。
偶尔，圆盘38会响应于圆盘38所敏感或响应的振动频率而移动。即使在没有接受器36倾斜的情况下，这种运动也会造成圆盘从接受器离开，从而导致倾斜的错误指示。为了阻止在该组振动频率下的这种错误指示，通过第二质量块或悬挂质量块26阻塞该离开。悬挂质量块26是邻近开口端44悬置的。当接受器36处于其正常的、未倾斜的定位时，悬挂质量块26阻塞圆盘38从接受器36离开。这样，即使振动使圆盘38向着开口端44移动，倾斜检测器14也不会被激活。悬挂质量块26与圆盘38敏感或响应于不相同的振动频率。相反，该悬挂质量块响应于第二组振动频率。当阻止错误激活时，悬挂质量块26不会干扰检测器14的正常操作。当接受器36倾斜超过预定角度时，悬挂质量块26移动而允许圆盘38离开接受器36。当圆盘38离开接受器36时，便产生倾斜指示。
参照图7和12，倾斜检测器14具有薄的容器42，该容器具有正面48、背面50和侧面46，正面48具有至少一个透明窗74，背面50具有一层粘合剂52，以及可移动的保险销60。窗口74由正面48上标签76中的开口形成。因为检测器14是薄的，因而当附着于物体22时具有低矮的轮廓。
将接受器36定位在容器内。容器的正面48和背面50形成接受器的侧面。因为该容器是薄的，因而为了实用目的，圆盘仅在二维上移动。在正面48和背面50之间只有一些最小的第三维的运动。
悬挂质量块26是一块密致材料如钢或聚碳酸酯。在优选的实施方式中，悬挂质量块26由聚碳酸酯形成，并且是平的。悬挂质量块26具有枢轴点30，在该枢轴点周围，悬挂质量块26在平行于正面48和背面50的平面上枢轴转动，以及阻塞部分或质量块32，其具有足够的质量，并且从枢轴点30偏移，以便使其能够枢轴转动。由于重力，阻塞部分32始终定位在枢轴点30之下。在容器内，悬挂质量块可以绕枢轴点旋转360°。当接受器是直立的时，如图2所示，阻塞部分32阻塞圆盘38离开接受器36。阻塞部分32的形状制成为可阻塞接受器36的开口端44并且阻止圆盘38离开保持接受器36，除非容器22倾斜超过预定角度。阻塞部分32的形状制成为允许悬挂质量块26绕其枢轴点30自由地枢轴转动。
如图2所示，悬挂质量块26具有至少两个定位在阻塞部分32上方的侧翼29或臂。翼29定位在枢轴点30自阻塞部分32的相对侧上，并且形成至少略微大于圆盘38的直径的腔28。虽然优选实施方式具有侧腔28，但是在没有侧腔28的情况下，倾斜检测器14也会阻止圆盘38在具有圆盘38所敏感的振动频率的情况下脱出。悬挂质量块26的翼29阻止圆盘38在脱出接受器36后再进入。
在优选的实施方式中，悬挂质量块26注模成形，并且是需要在容器内自由地摆动或枢轴转动的精密部件。参照图9、10和11，优选实施方式的悬挂质量块26具有跨越阻塞部分32的前面和背面的肋68，以及底边中的凹口58。悬挂质量块26的阻塞部分32的前面上的肋68与悬挂质量块26的背面上的肋错开。该肋允许悬挂质量块26被模制，并且获得所需的平面度。在优选的实施方式中，如图11所示，悬挂质量块26的下边具有带平面部分72的半径范围70。平面部分72有利于制造工艺。当检测器14处于图2描绘的直立位置时，悬挂质量26的凹口58与倾斜检测器14的背面50中的孔56对准。
在优选的实施方式中，圆盘38是由金属制成的，并且一旦圆盘38脱出接受器36，并且进入侧腔28之一，该圆盘具有足够的质量使悬挂质量块26枢轴转动。圆盘38或质量块和悬挂质量块26具有不同的质量，由不同的材料制成，并且具有不同的形状，因而两个质量块38、26响应于不同的振动频率。将枢轴点30定位在悬挂质量块26的质心上方，以便允许阻塞部分32安置在悬挂质量块26相对于地面的最低点。悬挂质量块26可以以任何传统的方式悬置，其中允许其绕枢轴点30可旋转地枢轴转动。例如，在优选的实施方式中，如图7所示，悬挂质量块26在枢轴点30具有孔，通过该孔，枢轴销54从检测器14的正面48穿过悬挂质量块26延伸。
枢轴销54可以是圆柱形的。在优选的实施方式中，枢轴销54具有锯齿形状，以便减少接触悬挂质量块26的表面积。如图3所示，枢轴销54是星形的，该星形的末端55是圆形的。末端55具有小于枢轴销的半径的半径。末端55外接形成枢轴销的外径的圆。这种排列允许悬挂质量块26自由地绕枢轴销54移动。虽然优选实施方式的悬挂质量块26绕枢轴点30旋转，但是质量块26不需要枢轴地附着于枢轴销54。相反，质量块26可以在容器42中的凹槽或狭缝中滑动，以便允许质量块26的运动，同时仅在接受器36的倾斜超过预定角度时允许圆盘脱出接受器36。这样，当接受器通过旋转、平移或旋转和平移的组合倾斜时，质量块26可以远离接受器移动，以便允许圆盘38脱出。
容器42的正面48至少在窗口74是透明的。容器42的背面52可以由任何传统的材料如金属或塑料形成。在优选的实施方式中，圆盘38通过窗口74可见的正面具有一个颜色，而壳体42背面50的壁具有另一个颜色，其容易展示是否圆盘38已经脱出保持接受器36。将容器42的正面48和背面50粘在一起，以便限制圆盘38和悬挂质量块26的侧向运动。如图12所示，在优选的实施方式中，容器42具有整件式的正面48和侧面46，具有用于接收背面50的肩部，以便形成背面进入容器的平的、齐平装配。
提供在准备就绪之前阻止激活的机构。如图8所示，具有可移动的保持装置，如保险销60，当将圆盘38限制在保持接受器36中并且处于图2和7描绘的未激活的直立位置时，其刚好在圆盘38上的点通过检测器14的容器42的后面延伸。该保险销60阻止圆盘38脱出接受器36，并且保持在适当的位置，直到将销60去掉并且使检测器14运转时。在优选的实施方式中，通过检测器背面50中的孔、通过悬挂质量块26中相应的腔58(参见图9)插入保险销60的保险圆柱66。优选实施方式的保险销60具有底座64、旁立柱62和保险圆柱66。当处于解除保险的位置时，保险销60处于适当的位置，在阻塞位置保持悬挂质量块26，并且阻止圆盘38脱出保持接受器36，而与其定位或倾斜无关。
现在描述优选实施方式的倾斜检测器14的操作和使用。首先通过从检测器14的背面去掉保险销60使检测器14变成可以工作。然后，将检测器14放置在装运包装22的直立壁24上的直立和未激活的位置。检测器14可以单独地或与另一个放置在装运包装22的相邻直立壁24上的检测器14一起使用。一旦变成可以工作，圆盘38将保留在保持接受器36的范围内(图2)，直到装运包装22倾斜超过预定的最大角度。如果包装22倾斜超过该预定的最大角度，则悬挂质量块26将从阻塞位置移动到开口位置(图3)。然后，圆盘38将离开接受器36(图4)，并且进入悬挂质量块26的暴露的侧腔28。在侧腔28内，圆盘38的重量进一步使悬挂质量块26枢轴转动(图5)。然后，圆盘38从侧腔38落入容器的非接收部件中。如图6所描绘的，一旦装运包装22重新定向到直立位置，悬挂质量块26回到图2所描绘的阻塞位置，而圆盘38保留在保持接受器36的外侧。
这样，悬挂质量块26充当摆锤，由于重力保持其定位。当接受器是直立的时，悬挂质量块阻塞接受器的开口端。当接受器是倾斜的，悬挂质量块移动，并且不再阻塞接受器的开口端。
在圆盘38定位在保持接受器36的外侧时，可以通过窗口74看到容器42的背面上的对比色，并且用户可以容易地查明装运包装22已经倾斜超过预定的最大角度。
有时在装运期间，已知一些振动频率会使圆盘逐渐地从保持接受器36的底座40移动到开口端44。当检测器14处于图2描绘的未激活位置时，悬置在圆盘38上方的悬挂质量块26的阻塞部分32阻止圆盘38脱出接受器36，这是因为该振动频率不会使阻塞部分32移动到开放位置。本发明的倾斜检测器14仅由于倾斜超过预定的最大角度而激活。一旦激活，悬挂质量块26的翼29阻止圆盘38在振动运动下再进入接受器36。
虽然描述的倾斜检测器14提供倾斜的可见指示，但是也可以提供其它指示，如电子感应圆盘的运动。
虽然描述的倾斜检测器14是薄的，并且圆盘38仅在二维上移动，但是也可以使倾斜检测器变成三维的。
前述公开和附图中的显示仅仅说明本发明的原理，不应解释为限制的意思。本发明的范围要从权利要求进行确定。