一种薄片式重量传感器制造技术

一种薄片式重量传感器，由矩形根部和三角形的悬臂梁形成，所述三角形悬臂梁与所述矩形根部通过冲裁一体形成，所述矩形根部的高度至少为所述三角形悬臂梁的高度90％，以便于所述重量传感器的固定；所述三角形悬臂梁俯视图的为等腰三角形，其顶角为一圆弧，所述圆弧，两条斜边延长线的夹角为45°；所述三角形悬臂梁底边与所述矩形根部的一条长边重合；所述三角形悬臂梁在所述圆弧两个端点的连线中点处具有用于与秤体平台或支撑底座接触的圆形凸起，该圆形凸起经过硬化工艺处理，以使其刚度高于所述传感器的其他部位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种薄片式重量传感器，特别的，涉及一种金属薄片式的人体重量传感器。
技术介绍
随着人们生活水平的日益提高，与肥胖相关的疾病不断困扰着人们的生活，从而导致人们对测量体重需求的迅速增长；并且，随着人们收入的提高和科学技术的进步，家用电子体重秤的品质和价格都在不断提升，并日益普及进入到人们家居必备的行列中，特别的，这种秤的表面可设置有电极，从而通过测量人体的阻抗来计算出人体的含水量、脂肪率、骨量、BMI(Body Mass Index，身体质量指数)指数等与健康相关的指标。但是，这类秤相较于传统的秤更厚(高度通常为25～35mm)，并且由于所使用的传感器的缘故，人们在使用这类秤时容易由于秤体的侧翻而摔倒，特别是，随着体重秤类产品的迅速普及，这类事故与日俱增，导致秤体平台侧翻现象的具体情况，如下所述。相关专利请参见CN2575627Y、CN201034707Y、CN303030525S、以及CN201034707Y。图1示出了市面上常见的体重秤的正视图，图2为一种常见的体重秤的底视线框图。可见，位于矩形秤体平台四角处设置有四个圆形支座，所述四个圆形支座与地面接触，起到支撑秤体平台的作用；并且，为了测量使用者的体重，这四个圆形支座的顶部(底部与地面接触)分别与四个薄片式重量传感器连接，当使用者站在所述矩形秤体平台上时，所述秤体平台会将压力传递给所述四个薄片式重量传感器，这类薄片式重量传感器如图3和图4所示。图3示出了常见的薄片式传感器，其中301为该薄片式传感器的外边框，
302为电阻应变片，303为封装硅胶，304为连接电阻应变片的导线，305和306为用于使秤体平台与传感器自由端连接的孔(通常为螺孔)，从图中可见305和306距离传感器的中心较近，但距离传感器的两边缘较远，考虑到安装间隙和固定槽的距离，这样的传感器安装到秤体上之后，圆形支座距离秤体平台中心的距离过大，容易导致秤体平台在使用过程中的侧翻。由图4可见，该矩形薄片式重量传感器由金属基片400和镂空部401形成，C形悬臂梁由悬臂梁根部402、悬臂梁中部403、以及悬臂梁前部404构成，其中悬臂梁前部404为自由端，该自由端用于感测秤体平台的压力，从图4中可以看出，悬臂梁前部404也位于整个传感器的中部，距离传感器的边缘具有至少10mm的距离，加上传感器卡槽和秤体壁的厚度，导致用于支撑秤体平台的圆形支座距离秤体平台边缘的总距离超过25mm，从而容易导致秤体平台在使用过程中容易侧翻。所述薄片式重量传感器实质上为悬臂梁架构，当悬臂梁自由端受到秤体平台和地面所产生的压力时会产生形变，所述悬臂梁的根部靠近固定端的部位设置有用于测试应变大小的应变片(通常为压电应变片或电阻应变片)，从而通过测量悬臂梁的形变来测量秤体平台所受到的压力，即人体重量。由于现有的薄片式传感器的悬臂梁自由端距离传感器边缘通常具有约20～20mm的距离，再加上用于固定所述薄片式重量传感器卡槽或外壳的厚度等影响因素，导致所述重量传感器安装在秤体上之后，所述薄片式传感器的悬臂梁自由端距离秤体边缘的距离D1/D2通常为25～40mm。由于这类体重秤的长度和宽度通常为250～350mm，厚度通常为25～35mm，并且使用者一般会一只脚先站在秤体平台上，例如右脚先站在秤体平台的右端，然后再将左脚置于秤体平台上；并且，在下秤时，使用者也是现将一只脚放在地上。由于当使用者的一直脚站在秤体平台上时，其重心的投影位于秤体平台之外，从而由其体重向秤体平台施加一扭矩，所述扭矩的中心线即为右侧上下两个圆形支座的右侧边缘的连线或者，所述扭矩的中心线即为左
侧上下两个圆形支座的左侧边缘的连线。通常，当使用者的体重对秤体平台所施加的扭矩大于秤体另一侧重量所施加的扭矩时，当使用者上秤或者下秤时，秤体平台就会出现侧翻现象，秤体平台的侧翻极易导致使用者摔倒，特别是对中老年人或身体平衡感不好的人而言，甚至有可能威胁到使用者的生命安全。换言之，市面上常见的体重秤和/或体脂秤容易发生侧翻的原因是根本性的，即是由传感器本身的固有结构、以及由传感器结构所导致的秤体卡槽结构两方面原因所造成的，因此若想彻底解决秤体侧翻的问题，最好从重量传感器入手，同时配以特殊的秤体平台的内部结构。实践中，可以通过加大秤体平台表面积、或者将秤体平台做的更薄等措施来克服秤体平台侧翻的问题，但扩大秤体面积会导致成本上升并且导致秤的总量过大，而考虑到电池卡槽等结构性因素，秤体的厚度一般不会小于28mm，因此，目前，秤体平台侧翻的问题还没有得到有效的解决，导致相关事故频发。特别是在体重秤日益小型化的趋势下，这类投诉和纠纷与日俱增，详情可见京东网的相关产品的售后评价。例如，对于“朗康-超精度50g精准电子秤体重秤”，其售后评价就出现了：“这个体重秤太小了，占上去人都快摔倒了”这样的反馈。
技术实现思路
本专利技术旨在解决小尺寸体重秤容易侧翻的问题，为此，提出了一种基于变截面悬臂梁的重量传感器。一种薄片式重量传感器，由矩形根部和三角形的悬臂梁形成，所述三角形悬臂梁与所述矩形根部通过冲裁一体形成，其特征在于，所述矩形根部的高度至少为所述三角形悬臂梁的高度90％，以便于所述重量传感器的固定；所述三角形悬臂梁俯视图的为等腰三角形，其顶角为一圆弧，所述圆弧，两条斜边延长线的夹角为45°；所述三角形悬臂梁底边与所述矩形根部的一条长边重合；所述三角形悬臂梁在所述圆弧两个端点的连线中点处具有用于与秤体平台或支撑底座接触的圆形凸起，该圆形凸起经过硬化工艺处理，以使其刚度高于所述传感器的其他部位；并且，在所述三角形悬臂梁底部设置有两个形状相同且沿三角形悬臂梁底边中线对称的矩形区域，所述两个矩形区域由冲压、刻蚀或喷涂方法形成。附图说明图1示出了市面上一种常见的体重秤的正视示意图；图2为另一种常见的体重秤的底视示意图，尽管外形与图1有所区别，但图1和图2实际上只是为了反映出常见体重秤四个传感器在矩形秤体平台的位置和分布情况；图3示出了常见的薄片式传感器，其中301为该薄片式传感器的外边框，302为电阻应变片，303为封装硅胶，304为连接电阻应变片的导线，305和306为用于使秤体平台与传感器自由端连接的孔(通常为螺孔)，从图中可见305和306距离传感器的中心较近；图4为另一种常见的薄片式重量传感器，从该图中可见，位于矩形中心的圆形凸起距离矩形边缘有一定距离，且无论如何安装该重量传感器，都无法使得该距离缩短，所述圆形凸起用于与秤体平台或者支撑底座刚性接触，从而将使用者与地面之间的作用力传导至该重量传感器；图5为根据本专利技术的重量传感器，其又三角形悬臂梁和矩形根部一体化形成。具体实施方式根据本专利技术的重量传感器如图5所示，整个传感器呈薄片状，由矩形根部502和前端的三角形悬臂梁500形成，在图5中，为了更加清楚的进行示出根据本专利技术的重量传感器的构成，所述矩形根部502和所述三角形悬臂梁500由中心线2划分，需要说明的是，根据本专利技术的传感器由金属片冲裁而整体成型。根据本专利技术的重量传感器在所述三角形悬臂梁500的前端靠近边缘处设置于圆形凸起501，该圆形凸起501用于与支撑秤体平台的支座接触或者与秤体平台接触，以测量站在秤体平台上的使用者的重量，特别的，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄片式重量传感器，由矩形根部和三角形的悬臂梁形成，所述三角形悬臂梁与所述矩形根部通过冲裁一体形成，其特征在于，所述矩形根部的高度至少为所述三角形悬臂梁的高度90％，以便于所述重量传感器的固定；所述三角形悬臂梁俯视图的为等腰三角形，其顶角为一圆弧，所述圆弧，两条斜边延长线的夹角为45°；所述三角形悬臂梁底边与所述矩形根部的一条长边重合；所述三角形悬臂梁在所述圆弧两个端点的连线中点处具有用于与秤体平台或支撑底座接触的圆形凸起，该圆形凸起经过硬化工艺处理，以使其刚度高于所述传感器的其他部位；并且，在所述三角形悬臂梁底部设置有两个形状相同且沿三角形悬臂梁底边中线对称的矩形区域，所述两个矩形区域由冲压、刻蚀或喷涂方法形成。

【技术特征摘要】
1.一种薄片式重量传感器，由矩形根部和三角形的悬臂梁形成，所述三角形悬臂梁与所述矩形根部通过冲裁一体形成，其特征在于，所述矩形根部的高度至少为所述三角形悬臂梁的高度90％，以便于所述重量传感器的固定；所述三角形悬臂梁俯视图的为等腰三角形，其顶角为一圆弧，所述圆弧，两条斜边延长线的夹角为45°；所述三角形悬臂梁底边与所述矩形根部的一条长边重合；所述三角形悬臂梁在所述圆弧两个端点的连线中点处具有用于与秤体平台或支撑底座接触的圆形凸起，该圆形凸起经过硬化工艺处理，以使其刚度高于所述传感器的其他部位；并且，在所述三角形悬臂梁底部设置有两个形状相同且沿三角形悬臂梁底边中线对称的矩形区域，所述两个矩形区域由冲压、刻蚀或喷涂方法形成。2.如权利要求1所述的薄片式重量传感器，其特征在于，所述矩形根部的长度与三角形悬臂梁的底边长度相同，均为20mm。3.如权利要求1所述的薄片式重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡秀红，张雅冰，
申请(专利权)人：张雅冰，
类型：发明
国别省市：北京;11