專利名稱：重量感知裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及感知移動的檢測媒質的重量的重量感知裝置。
背景技術：
物質的重量一般在靜止狀態(tài)檢測、測定，但是，近年，提出了測定移動中的物體的 重量的裝置。例如在日本特開平10-122940號公報所公開的多級秤裝置中，將具備測壓元 件等載荷測定部以及運送輥等的一個或多個皮帶秤排列配置在運送路上，在行李在這些皮 帶秤上被運送時，通過演算來自秤的輸出信號來測定行李的重量。但是，在像上述那樣在運送路上設置秤的方式中，有必要使運送物體不會振動，而 在秤上順暢地運送，另外，存在運送距離與測定一個行李的重量所需的時間相應地延長的 情況。為了提高運送物體的處理能力，考慮了提高行李的運送速度或縮短行李的運送間 距。但是，雖然以往，有必要對測壓元件在重力方向加重行李的重量，但是，在提高了運送速 度的情況下，行李對測壓元件的重力方向的加壓不穩(wěn)定，難以進行正確的重量測定。另外， 為了確保重量測定所必須的處理時間，有必要延長皮帶秤，由此，裝置整體的長度延長。在 進行紙張類那樣的輕的檢測媒質的重量測定的情況下，若為了處理能力而提高運送速度， 則難以通過秤進行測定。在縮小行李的運送間距的情況下，相反，有必要縮短皮帶秤，也可能出現(xiàn)在其尺寸 以內來不及測定的問題。

發(fā)明內容
本發(fā)明是借鑒上述的點而產生的發(fā)明，其目的在于提供一種能夠穩(wěn)定地感知移動 檢測媒質的重量的重量感知裝置。有關本發(fā)明的方式的重量感知裝置具備沿運送路以規(guī)定的速度運送檢測媒質的 運送機構、檢測由上述運送機構運送的檢測媒質的運動能量并變換成能夠測定的物理量的 變換器、根據由上述變換器變換的物理量和上述規(guī)定速度算出上述檢測媒質的重量的演算 部。根據上述結構，可以得到能夠穩(wěn)定地檢測運送中的檢測媒質的重量，同時，能夠穩(wěn) 定地檢測輕量的檢測媒質的重量的重量感知裝置。本發(fā)明的優(yōu)點如說明書如下部分所述，可以通過本發(fā)明的說明書或者實施本發(fā)明 得知，尤其是通過如下所述的實施方式或者組合可以得到或理解本發(fā)明的優(yōu)點。


圖1是概略地表示有關本發(fā)明的第一實施方式的重量檢測裝置整體的框圖。圖2是表示上述重量檢測裝置的俯視圖。圖3是表示上述重量檢測裝置的轉換器的立體圖。
圖4A是表示變形狀態(tài)的上述轉換器的立體圖。圖4B是表示自然狀態(tài)的上述轉換器的立體圖。圖5A是表示變形狀態(tài)的上述轉換器的俯視圖。圖5B是表示自然狀態(tài)的上述轉換器的俯視圖。圖6是表示異動部件的運動能量和質量的關系的圖。圖7是表示由應變計將能量變換為電壓的情況下的、檢測媒質的重量和變換器輸 出的相關關系的圖。圖8是表示由第一運送部進行的紙張類的運送狀態(tài)的上述重量檢測裝置的俯視 圖。圖9是表示由轉換器感知紙張類的重量的狀態(tài)的上述重量檢測裝置的俯視圖。圖10是表示由方向反轉部進行的檢測媒質的反轉動作的上述重量檢測裝置的俯 視圖。圖11是表示有關本發(fā)明的第二實施方式的轉換器的立體圖。圖12是表示有關本發(fā)明的第三實施方式的轉換器的立體圖。圖13是表示有關本發(fā)明的第四實施方式的轉換器的立體圖。圖14是表示有關本發(fā)明的第五實施方式的轉換器的立體圖。
具體實施例方式下面，一面參照附圖，一面詳細說明本發(fā)明的實施方式。圖1是概略地表示有關第一實施方式的重量檢測裝置的整體的結構的框圖，圖2 是表示重量感知裝置的運送機構、方向反轉部以及變換器的俯視圖。如圖1以及圖2所示，重量檢測裝置具有沿運送路11以規(guī)定的一定速度大致直線 地運送作為檢測媒質的例如郵政物等紙張類P的運送機構10、設置在運送路11的中途部的 方向反轉部16以及轉換器(變換器)42，具備檢測紙張類P的重量的檢測部40以及控制運 送機構和檢測部40的動作的控制部64。檢測部40具有根據轉換器42的輸出演算紙張類 P的重量的演算部44，檢測部40的檢測結果向控制部64傳輸，作為紙張類P的區(qū)分控制信 息等使用。如圖2所示，運送機構10具備沿第一方向Dl將紙張類P以立位狀態(tài)運送的第一 運送部12、在與第一方向Dl不同的第二方向D2，在這里，在與第一方向Dl大致相反的第二 方向D2以立位狀態(tài)運送的第二運送部14、將向第一方向Dl運送的紙張類P向第二方向D2 反轉并送出的方向反轉部16。第一運送部12具有多個運送輥20、卷繞在這些運送輥上的運送皮帶22以及運送 引導器等。第一運送部12由控制部64控制，以規(guī)定的一定速度一張張地運送紙張類P。第 二運送部14具有多個運送輥24、卷繞在這些運送輥上的運送皮帶26以及運送引導器等，一 部分位于與第一運送部12相對的位置。方向反轉部16設置在第一運送部12和第二運送部14之間。方向反轉部16具有 多個運送輥28、卷繞在這些運送輥上的運送皮帶30以及未圖示出的運送引導器等。運送 皮帶30的一部分與第二運送部14的運送皮帶26的下游側端部隔著規(guī)定的縫隙G，平行且 遍及規(guī)定長度相對。方向反轉部16在運送皮帶30和運送皮帶26相面對的區(qū)域，具有配設在任意一個運送皮帶的內側的多個例如兩個間門輥32。這些間門輥32被設置成能夠在圖 2所示的開放位置和后述的推壓位置之間轉動，在開放位置，在運送皮帶30和運送皮帶26 之間維持縫隙G，若向推壓位置轉動，則一個運送皮帶在這里將運送皮帶26向另一個運送 皮帶30側推壓，消除縫隙G。這樣，能夠通過間門輥32向推壓位置移動，將運送皮帶26、30 的驅動力向紙張類P傳遞。運送機構10具有驅動運送輥20、24、28以及閘門輥32的未圖示出的驅動機構，該 驅動機構的動作由控制部64控制。接著，說明檢測部40。圖3是表示檢測部40的轉換器42的立體圖，圖4A、4B是分別表示轉換器42的緩 沖部件的變形狀態(tài)以及自然狀態(tài)的立體圖，圖5A、5B是分別表示緩沖部件的變形狀態(tài)以及 自然狀態(tài)的俯視圖。如圖2以及圖3所示，轉換器42具備能夠通過以一定速度運送的紙張類P碰撞而 變形所形成的緩沖部件46、將緩沖部件46的變形量作為能夠測定的物理量檢測的傳感器 48。緩沖部件46使用具有在等速運送作為檢測對象的紙張類P時，在充分承接紙張類P的 重量得到的運動能量并應變的同時，立即恢復原來的狀態(tài)的那樣的耐久性的部件。本實施 方式中，緩沖部件46由矩形狀的板材，例如板簧形成。緩沖部件46在方向反轉部16的下游側端與運送路11交叉地設置，被設置在向第 一方向Dl運送的紙張類P碰撞的位置。緩沖部件46具有紙張類P碰撞的碰撞面47a和位 于其相反側的里面47b。緩沖部件46的長度方向兩端部由不變形的支撐塊51保持以及支 撐。然后，如圖3、圖4B、圖5B所示，緩沖部件46以在紙張類P沒有碰撞的自然狀態(tài)被保持 為大致平坦，另外，紙張類P的前端大致垂直地碰撞碰撞面47a的長度方向的中央部50的 方式配置。傳感器48具有被固定在緩沖部件46上并將緩沖部件的變形、應變作為電壓信號 輸出的應變計48a。在本實施方式中，緩沖部件46的碰撞面47a以及里面47b各粘貼兩個 應變計48a。應變計48a被粘貼在從緩沖部件46的中央部50向兩側錯開的位置，并且在碰 撞面47a側和里面47b側設置在相對的位置。如圖4A以及圖5A所示，若以一定速度運送的紙張類P碰撞緩沖部件46的中央部 50，則緩沖部件46承接具有與重量相應的運動能量的紙張類P，變形為大致圓弧狀或應變。 緩沖部件46的變形、應變量由紙張類P的運動能量尤其是重量決定，伴隨著該緩沖部件46 的變形、應變，應變計48a也應變。粘貼在緩沖部件46的碰撞面47a側的應變計48a向緊 縮方向應變，粘貼在里面47b側的應變計48b向伸長方向應變。這些應變計48a將其應變 變換為電壓信號并輸出。通過在緩沖部件46的表里設置多個應變計48a來提高應變的檢 測精度。這樣，緩沖部件46承接具有運動能量的紙張類P并變形或應變，以此，吸收(緩 沖)運動能量，此后，通過立即恢復原來的狀態(tài)，而將紙張類P向第二方向D2反彈。由應變 計48a檢測的電壓信號作為能夠測定的物理量向演算部44傳輸，在該演算部獲取相關性， 算出紙張類P的重量m。然后，將算出的紙張類P的重量向控制部64反饋。圖6以及圖7是表示上述的重量感知的原理。一般，質量m的物體在以運送速度ν運動時，該物體的運動能量E能夠用E = mv2/2表不。根據該式，若運送速度ν為一定，則質量m為m = kl · E (kl為系數)，通過預先試 驗性地求出的物體的質量以及運送速度v，能夠求出轉換器的系數Kl。因此，若能夠用轉換 器將運動能量E變換為某個能夠測定的物理量，則能夠從該物理量和系數求出物體的質量 m0雖然移動物體，即，檢測媒質具有的運動能量由轉換器以某種效率變換，但是，由 于也包含能量的損失，所以，通過獲取相關性，能夠提高感知精度。圖7是表示例如在用應 變計將能量變換為電壓的情況下的檢測媒質的重量和轉換器輸出的相關性關系(k2是系 數)。這些情況，通過預先求出表示相關性關系的系數K2，能夠從由轉換器42變換的電壓 信號、系數K2，算出物體的重量m。說明上述那樣構成的重量檢測裝置的運送動作以及重量檢測動作。如圖2以及圖 8所示，由第一運送部12以一定的運送速度ν且以規(guī)定的間距沿運送路11向第一方向Dl 運送紙張類P，逐漸進入方向反轉部16。此時，間門輥23被保持在開放位置，第二運送部14 的運送皮帶26和方向反轉部16的運送皮帶30隔著縫隙G相對。因此，與轉換器42碰撞 前的運送路11具有能夠充分自由且以不會躺倒的程度引導紙張類P這樣的寬度的縫隙G。如圖9所示，由第一運送部12運送來的紙張類P通過縫隙G突入轉換器42，向著 轉換器的緩沖部件46自然碰撞。據此，緩沖部件46與紙張類P的運動能量相應地變形或 應變，伴隨著該緩沖部件46的變形、應變，應變計48a也應變。應變計48a將其應變變換為 電壓信號向演算部44輸出。在演算部44，從由轉換器44變換的電壓信號和預先求出的系 數K2算出紙張類P的重量m，將算出結果向控制部64反饋。緩沖部件46承接具有運動能量的紙張類P并變形或應變，以此，吸收(緩沖)運 動能量，此后，通過立即恢復原來的狀態(tài)，將紙張類P向與紙張類P進入的第一方向Dl相反 的運送方向D2反彈。此時，如圖10所示，在控制部64的控制下，兩個閘門輥23向推壓位置移動，將運 送皮帶26向方向反轉部16的運送皮帶30推壓。據此，在轉換器42反彈并反轉的紙張類 P被牢固地夾持在運送皮帶26、30之間，由這些運送皮帶逐漸向與來的方向相反的第二方 向D2運送。在由轉換器42進行了運動能量的變換后，由控制部64控制間門輥23的動作 時間，以便立即使閘門輥23動作。以后，由轉換器42通過與上述相同的動作，承接由第一運送部12依次以規(guī)定的間 距且以一定速度運送來的紙張類，在進行重量檢測后，將方向反轉部16和運送方向反轉， 向第二運送部14送出。根據上述那樣構成的重量檢測裝置，由轉換器將運送媒質的運動量能變換成與重 量相關性的能夠測定的物理量，例如電壓值，對該物理量進行A/D變換，通過演算，能夠檢 測運送媒質的重量。在變換運動能量，檢測重量的結構中，即使檢測媒質的運送間距變化， 只要能夠控制方向反轉部的閘門動作，就能夠進行重量的測定。由于這種情況，可得到能夠 穩(wěn)定地檢測在運送中的移動物體的狀態(tài)的重量，同時，能夠穩(wěn)定地檢測輕量的檢測媒質的 重量的重量感知裝置。再有，即使在多重獲取檢測媒質進行運送的情況下，也能夠進行多重 獲取的感知。下面，說明在重量檢測裝置中，將檢測媒質的運動能量變換為能夠測定的物理量的轉換器的其它的實施方式。圖11是表示有關第二實施方式的重量檢測裝置的轉換器。該轉換器42通過具備 透過型的光學傳感器而構成。即，轉換器42例如具備由板簧構成的板狀的緩沖部件46、從 緩沖部件的里面47b大致垂直地延出的切片52、檢測切片的位置的光學傳感器54。緩沖部 件46設置在運送機構的運送路的途中，設置成碰撞面47a能夠碰撞作為檢測媒質的紙張類 P。切片52由不透明的材料形成。光學傳感器54具有射出檢測光的大致矩形狀的發(fā) 光部54a、隔著間隙與該發(fā)光部相對的大致矩形狀的受光部54b。切片52配設成能夠與緩 沖部件46的變形相應地侵入光學傳感器54的發(fā)光部54a和受光部54b之間。S卩，若通過 紙張類P碰撞緩沖部件46，緩沖部件46變形，則切片52與之相應地移動，侵入光學傳感器 54的發(fā)光部54a和受光部54b之間。通過該切片52阻斷來自發(fā)光部54a的檢測光，通過用 受光部54b感知這種情況，檢測切片52的移動量，即，緩沖部件46的變形量。然后，從被檢 測出的切片52的移動量和預先設定的系數，算出紙張類P的重量。圖12是表示有關第三實施方式的重量檢測裝置的轉換器。該轉換器42被構成為 通過反射型的光學傳感器直接測定緩沖部件的位置的方式。即，轉換器42例如具備由板簧 構成的板狀的緩沖部件46、反射型的光學傳感器56。緩沖部件46具有能夠抵接紙張類P 的碰撞面47a和位于相反側的里面47b。緩沖部件46設置在運送機構的運送路的途中，被 設置成紙張類P能夠碰撞碰撞面47a的中央部。光學傳感器56與緩沖部件46的里面47b 的中央部隔著規(guī)定的間隔相對配置。光學傳感器56向緩沖部件46的里面照射檢測光，檢測來自里面的反射光。然后， 光學傳感器56根據接收的反射光，輸出與距緩沖部件46的距離，即，緩沖部件46的位移量 對應的電壓信號或電流信號。然后，從被檢測的緩沖部件46的位移量和預先設定的系數， 算出紙張類P的重量。圖13是表示有關第四實施方式的重量檢測裝置的轉換器。該轉換器42以由在受 到檢測媒質的運動能量的緩沖部件46上所安裝的加速度傳感器58，將沖擊的強度作為加 速度直接檢測的方式構成。即，轉換器42例如具備由板簧構成的板狀的緩沖部件46、加速 度傳感器58。緩沖部件46具有能夠抵接紙張類P的碰撞面47a和位于相反側的里面47b。 緩沖部件46設置在運送機構的運送路的途中，被設置成紙張類P能夠碰撞碰撞面47a的中 央部。加速度傳感器58被固定在緩沖部件46的里面47b的中央部，位于紙張類P碰撞的 碰撞面47a的緊靠中央部的里面。若紙張類P碰撞緩沖部件46，緩沖部件46與紙張類P的運動能量相應地變形，則 加速度傳感器58與緩沖部件46 —體位移，將碰撞的強度作為加速度直接檢測。從加速度 傳感器58的檢測值和預先設定的系數，算出紙張類P的重量。圖14是表示有關第五實施方式的重量檢測裝置的轉換器。該轉換器42由壓力傳 感器進行重量感知。轉換器42具備緩沖部件46、與緩沖部件接觸地設置的壓力傳感器60。 緩沖部件46由內部封入有氣體的圓柱形狀的氣囊62形成。該氣囊62以其中心軸與紙張 類P的運送路11交叉的方式設置，以紙張類P碰撞外周面的方式配置。壓力傳感器60設 置成相對于氣囊62的紙張類P所碰撞的位置，在氣囊的徑向的相反側，與氣囊的外周面氣 密性接觸。
7
若運送來的紙張類P碰撞，則氣囊62受到紙張類P的運動能量變形，對沖擊進行 緩沖，同時，氣囊內的氣體的壓力變動。壓力傳感器60檢測氣囊62的內部氣體的壓力變動， 作為電流信號或電壓信號輸出。從壓力傳感器60的輸出值和預先設定的系數，算出紙張類
P的重量。另外，也可以在氣囊62的周圍氣密性地連接多個壓力傳感器，通過演算部，將多 個傳感器的輸出值平均化，提高檢測精度。在上述第二至第五實施方式中，轉換器42以及重量檢測裝置的其它結構與上述 第一實施方式相同，對相同的部分標注相同的參照符號，省略其詳細說明。這樣，即使是在 使用有關第二至第五實施方式的轉換器的情況下，也能夠得到與第一實施方式相同的作用 效果。本發(fā)明并不局限于上述實施方式，在本發(fā)明的范圍或思想內對其中的各元素可以 進行調整，并且通過結合上述實施方式相關的部分元素可以得到多種發(fā)明。例如上述實施 方式中的部分元素可以省略，而且不同實施方式中的元素可以按照要求進行組合。若檢測媒質是能夠以一定速度運送的媒質，則不限于紙張類，也可以是其它的媒 質。紙張類不限于上述郵政物，也可以應用各種紙張類。另外，在重量檢測裝置中，不限于 在檢測媒質碰撞轉換器后，進行方向反轉的情況，也可以是下落的結構。
權利要求
一種重量感知裝置，其特征在于，具備沿運送路以規(guī)定的速度運送檢測媒質的運送機構、檢測由上述運送機構運送的檢測媒質的運動能量并變換成能夠測定的物理量的變換器、根據由上述變換器變換的物理量和上述規(guī)定速度算出上述檢測媒質的重量的演算部。
2.如權利要求1所述的重量感知裝置，其特征在于，上述變換器具備在上述運送路上 以上述檢測媒質能夠碰撞的方式配置并且能夠因上述檢測媒質的碰撞而變形地形成的緩 沖部件和將上述緩沖部件的變形量作為物理量檢測的傳感器。
3.如權利要求2所述的重量感知裝置，其特征在于，上述運送機構具備向第一方向運 送上述檢測媒質的第一運送部、向與上述第一方向不同的第二方向運送上述檢測媒質的第 二運送部、設置在上述第一運送部和第二運送部之間，將向上述第一方向運送的檢測媒質 向上述第二方向反轉并送出的方向反轉部，上述變換器的緩沖部件被設置在上述方向反轉部的下游側端，向上述第一方向運送的 上述檢測媒質所碰撞的位置。
4.如權利要求2或3所述的重量感知裝置，其特征在于，上述變換器的緩沖部件是與上 述運送路交叉地設置的板材，上述傳感器具有被固定在上述板材上且將板材的變形作為電 壓信號輸出的應變計。
5.如權利要求4所述的重量感知裝置，其特征在于，上述傳感器具有被粘貼在上述板 材的兩面的多個應變計。
6.如權利要求2或3所述的重量感知裝置，其特征在于，上述變換器的緩沖部件具有 板材和切片，所述板材具有上述檢測媒質所碰撞的碰撞面以及位于與該碰撞面相反側的里 面；所述切片從上述板材的里面突出，上述傳感器具有檢測上述切片的移動量的光學傳感器。
7.如權利要求2或3所述的重量感知裝置，其特征在于，上述變換器的緩沖部件具有板 材，所述板材具有上述檢測媒質所碰撞的碰撞面以及位于與該碰撞面相反側的里面，上述傳感器具有通過來自上述板材的里面的反射光來感知上述板材的位移的反射型 位移傳感器。
8.如權利要求2或3所述的重量感知裝置，其特征在于，上述變換器的緩沖部件是與上 述運送路交叉地設置的板材，上述傳感器具有被固定在上述板材上且將板材的變形作為電 壓信號輸出的加速度傳感器。
9.如權利要求2或3所述的重量感知裝置，其特征在于，上述變換器的緩沖部件具有設 置在上述運送路上，由上述檢測媒質碰撞的氣囊，上述傳感器具有與上述氣囊氣密性連接， 感知氣囊內的壓力變動的壓力傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種重量感知裝置，重量感知裝置具備沿運送路(11)以規(guī)定的速度運送檢測媒質(P)的運送機構(10)、檢測由運送機構運送的檢測媒質的運動能量并變換成能夠測定的物理量的變換器(42)、根據由變換器變換的物理量和規(guī)定速度算出檢測媒質的重量的演算部。
文檔編號G01G11/00GK101957229SQ201010134099
公開日2011年1月26日 申請日期2010年3月10日 優(yōu)先權日2009年7月14日
發(fā)明者野村浩 申請人:株式會社東芝