在很多情况下，电子天平是通过内部的校准砝码校准的。为了 实现校准，特殊限定质量的校准砝码要与传力设备进行传力接触， 传力装置设置在天平的测力单元中，于是得以测定参考值。基于该 参考值来进一步调整天平的称重参数。在校准完成之后，校准砝码 和传力装置之间的接触被再一次分开，校准砝码被固定到静止位置 上。在上述过程中，校准砝码从静止位置被移动至校准位置上，然 后又通过移送机构返回到静止位置上。在校准位置上，校准砝码与 传力装置传力接触；在静止位置上则没有传力接触。如欧洲专利申 请EP0955530A1中所公开的，在很多天平中校准砝码装置和传力装 置被设置成一个位于另一个的后面。
有很多不同种类的移送机构用来移动校准砝码，当校准砝码在 静止位置上的时候，在多数情况下校准砝码都落在支撑器上，该支 撑器与提升系统相连接。
在欧洲专利EP0468159B1中所公开的校准砝码装置中，校准砝 码通过楔子垂直移动，这些楔子成对设置，互相抵靠着水平滑动， 因此校准砝码与天平的传力装置保持传力接触。该移送机构由马达 通过连接到楔子上的细杆来驱动。
校准砝码的类似的垂直提升和降低是通过欧洲专利申请 EP0955530A1中所公开的装置得以完成。砝码落在支撑器上，该支 撑器是由电动移送机构移动的。
对于校准砝码来说，重要的是首先在静止位置上甚至是在振动、 猛烈撞击、或天平跌落的情况下都固定不动，以使得校准砝码不会 突然与传力装置接触，并因此损害杠杆机构。移送机构技术已知的 状态是仅仅将校准砝码尽可能牢固地压在固定止挡上来固定校准 砝码，固定止挡是保护校准砝码的装置，它只能保护校准砝码不会 从支撑器中掉出来，例如在天平被运输的过程中振动或掉到地板上 都能引起校准砝码从其支撑器上脱离。如果一个突然的力作用在校 准砝码上，这个力将直接传递到移送机构上，移送机构甚至会由此 被损坏。

因此，本发明的目的是提出一种具有移送机构的校准砝码装置， 万一天平受到碰撞、振动或跌落，其移送机构不仅保持校准砝码不 会移动，还能通过吸收并改变突然袭击的力的方向来提供保护。
上述目的在具有传力装置的电子天平的校准砝码装置中被实 现，其中校准砝码装置包括：至少一个能被结合到传力装置上的校 准砝码、移送机构和一个影响校准砝码的垂直定位的驱动源。移送 机构包括至少一个复位元件和一个带有至少一个铰接连接的提升 系统。
复位元件和提升系统以这种方式相互匹配：铰接带扣已经在提 升系统上微小推力的影响下发生弯曲，校准砝码由此被引导至与传 力装置传力接触。接下来，复位元件上力的施加被设计得不仅能在 推力消失时使铰接连接伸展至回到伸直位置，而且能移动铰接使其 超过延伸位置。因此，可以说铰接是稍稍过延伸。本文中及下文中 的术语“过延伸”是专指铰接从铰接的校准位置弯曲到相反的方向。 在静止位置上，过延伸的铰接被推到固定止挡上。这种带止挡的装 置具有以下优点：一方面轻微弯曲条件下的铰接比完全伸直条件下 的铰接更稳定，另一方面，当力由于突然振动而作用在天平上并因 此也作用在校准砝码装置上的时候，力可以被铰接和止挡吸收并传 输，不会使校准砝码对天平的传力装置产生影响。
可以使用不同类型的复位元件，这取决于移送机构特别是提升 系统的设计。其它的一些包括不同类型的弹簧或其它具有类似效果 的元件。在校准砝码装置的静止位置上，复位元件最好具有轻微的 预张力。可以使用不同类型的弹簧，例如支架弹簧、压缩螺旋弹簧、 拉伸弹簧或片簧。使用支架弹簧的独特优点在于弹簧的复原力直接 作用在铰接上，还在于由于其固定到位置上的方式，弹簧本身不会 振动也不会以其它方式改变其位置。
提升系统最好包括两个相互连接的铰接。铰接依次可以包括多 个直接或通过适当连接装置而互相连接的成形件，也可以构造成单 件式。有合适的设计，提升系统还可以仅具有单个铰接。
为了确保在复位元件使校准砝码与传力装置建立传力连接并接 着再次解除该接触时能够最佳地实施校准过程，复位元件的复原力 与安装有复位元件的移送机构相匹配。
多种不同的驱动机构推荐其自身能驱动带提升系统的校准砝码 装置，提升系统为铰接的形式，特别是线性运动机构例如锭子驱动、 带子驱动、磁铁驱动或其它线性马达。至少部分由记忆合金制成的 驱动装置以其尺寸小、致密性好著称。
驱动机构能够驱动移送机构，例如通过借助至少一个滚或杠杆 来改变力的方向。
附图说明
下面在附图中示出了校准砝码装置装置的不同实施例，其中：
图1所示为电子天平传力装置的侧视简图，该电子天平带有伸 开的校准砝码接收器，校准砝码装置设置在传力装置的旁边，其中 具有校准轴的校准砝码在其静止位置上示出；
图2所示为图1中传力装置和校准砝码装置在校准过程中的侧 视简图；
图3所示为带有两个铰接连接的校准砝码装置的透视图，铰接 连接的枢轴垂直于校准砝码轴，图中还有构成为形状记忆合金导线 形式的致动器；
图4所示为铰接连接形式的提升系统的前视简图，其中连接的 枢轴垂直于校准砝码轴；
图5所示为在其校准位置上的移送机构的透视图，该移送机构 带有作为复位元件的压缩螺旋弹簧和呈铰接连接形式的提升系统， 其中铰接的枢轴设置成平行于校准砝码轴，并通过直接向铰接施加 拉力来影响其位移；
图6所示为在其校准位置上的移送机构的透视图，该移送机构 带有作为复位元件的支架弹簧和呈铰接连接形式的提升系统，其中 铰接的枢轴设置的平行于校准砝码轴，并且通过杠杆来影响其位 移；
图7所示为在校准位置上的移送机构的透视图，该移送机构带 有作为复位元件的片簧和铰接连接形式的提升系统，其中铰接的枢 轴设置得平行于校准砝码轴；
图8所示为在其静止位置上的移送机构的透视图，该移送机构 带有作为复位元件的拉力弹簧和呈铰接连接形式的提升系统，其中 铰接的枢轴设置成平行于校准砝码轴；
图9a所示为在伸展位置上带有一体式位移止挡的单件式铰接 连接的侧视图；及
图9b所示为在校准位置上的带有一体式位移止挡的单件式铰 接连接的侧视图。

图1和图2用侧面图来显示传力装置1和校准砝码装置2如何 以已知方式设置在电子天平的测力单元中。图1示出了根据本发明 的在其静止位置上的校准砝码装置1，图2示出了根据本发明的在 其校准位置上的校准砝码装置1。传力装置1包括：具有固定平行 四边形腿3和可动平行四边形腿5的平行导向机构，其中可动平行 四边形腿5被两个平行四边形导杆4约束于前者。称量盘(在附图 中并未示出)通过圆锥体6连接到可动平行四边形腿5上，平行四 边形腿5可以响应于称量盘上的负载沿着重力的方向相对于固定平 行四边形腿3移动。传力装置1包括第一耦合元件7，当力引入到 可动平行四边形腿5上的时候，第一耦合元件7将力传递到杠杆机 构上。作为举例，在传力装置1中杠杆机构具有第一减力杠杆8， 其通过第二耦合元件10连接到第二杠杆9上。第一耦合元件7和 第二耦合元件10分别通过薄材料连接形式的挠性连接作用在第一 和第二杠杆8、9上。可动平行四边形腿5在重力方向上的位移使 得力被传递到杠杆机构中。杠杆机构将力减弱并进一步传递至通常 基于电磁原理的力补偿系统11，其并没有在附图中详细示出。
平行四边形导杆机构3、4、5，第一和第二耦合元件7、10，以 及第一和第二杠杆8、9以这样一种方式构成了完全砖形材料块： 材料块不同材料的部分成狭窄的线性切口12形状的无材料空隙互 相分开，狭窄线性切口12垂直于材料的最大表面切穿材料。狭窄 线性切口12最好由电火花腐蚀制成。
杠杆8上有孔，两个校准砝码接收器13(只能看到其中之一) 借助合适的紧固件41固定在孔处，这使校准砝码接收器13担当了 第一杠杆8在力输入侧的短杠杆臂。
如图1所示，在称重过程中，具有校准砝码轴z的校准砝码14 落在校准砝码支撑器21上，并被推压抵靠校准砝码装置2的横向 部件上，该横向部件被构造为放置支架16。为了清晰起见，该图中 去除了校准砝码装置2面向前方的横向部件，所以校准砝码支撑器 21，特别是校准砝码14与校准砝码接收器13之间相接触的区域， 都能在附图中看到。图2也是如此。在图1中，校准砝码14与传 力装置1的杠杆机构完全不连接。
为了实施校准，校准砝码14被移送机构(被校准砝码支撑器 21所遮挡)降低到两个校准砝码接收器13上，校准砝码由此与杠 杆机构有了传力接触，如图2所示。校准砝码14完全落在校准砝 码接收器13上。在该图中，移送机构被校准砝码支撑器21所遮挡。 移送机构包括提升系统和驱动源。驱动源通常设置在校准砝码装置 的旁边，即在此图中不是在附图平面的前面就是在其后面。
图3详细地示出了校准砝码装置。透视图所示为不带校准砝码 的校准砝码装置。所示的实施例带有提升系统，其带有两个铰接式 连接17，部分地由构造成形状记忆合金(SMA)导线的致动器18 驱动，还带有加热导线的装置。校准砝码的定向由校准砝码轴z表 示。
形状记忆合金因其由于固态相变而改变自身物理特性而著称， 固态相变发生在它们被加热到高于相变温度的时候。形状记忆合金 与处在高于其相变温度的温度时相比，形状记忆合金处在低于其相 变温度的温度时更易成形。如果形状记忆合金为导线的形式，那么 高于相变温度的升温会引起导线收缩长度，这样它就能施加一个例 如起着拉力作用的力到此处所示的铰接式连接17上并由此改变其 位置。仅仅给导线18供应电流就能产生升温，此处所示是通过导 线一端的电连接19进行。导线在相反的一端接地，该端在此处被 遮挡了。形状记忆合金在长度上收缩某个百分比。例如，相变温度 在90℃左右、镍含量约为50％的镍-钛合金会变短4％左右。然而， 导线18很柔软，并被改变了几次方向，此处所示是通过围绕滚25 来回缠绕导线来改变导线18方向的，滚25由不导电也不导热的滑 顺的工业聚合物如特氟纶制成。导线也可以被多个换向装置如杠杆 和/或滚改变方向。
校准砝码装置的横向部件20包括圆形的切口，此处被称作放置 支架16，当其坐在校准砝码支撑器21上时，校准砝码(此处未示 出)被抵靠放置支架16推到其静止位置。位于校准砝码支撑器21 下面的是移送机构，其包括具有两个完全相同的铰接式连接17的 提升系统和作为复位元件的压缩螺旋弹簧22(也见于图4)。铰接 式连接17彼此相连，并以两个都可以容易地被驱动源移动的方式 协同作用，在这种情况下，驱动源是包括SMA导线18的线性驱动 源。收缩的SMA导线18施加拉力到两个铰接式连接17上，在图 中所示的情况下拉力被引导至右边，这样产生的效果是铰接式连接 17折叠，并由此引起校准砝码支撑器21垂直向下移动。这使复位 元件22变紧。导线18穿过校准砝码装置横向部件20上的开口(此 处被遮挡)。
在该实施例中，校准砝码支撑器21的垂直移动是由固定在两个 横向部件20上的两个导杆24引导的，每一个导杆从校准砝码支撑 器21的长孔23中穿过，并由此防止校准砝码支撑器倾斜。与此同 时，校准砝码支撑器21的垂直移动距离由长孔23的高度决定。
图4所示为图3中的移送机构处于校准位置和静止位置之间的 中间位置时的示意图。在只是示意性示出的校准砝码支撑器21下 面，有一个由两个铰接式连接17组成的装置，该装置具有用作复 位元件的压缩螺旋弹簧22。铰接式连接17的枢轴被设置得与校准 砝码轴z(也见于图1和图2)成直角，并且铰接式连接17被刚性 连接元件15互相连接。铰接式连接中的每一个都完全由两个成形 件27、28组成，这两个成形件被连接件29固定到底盘26上或校 准砝码支撑器21上。成形件27、28被连接装置30互相连接，成 形件27被连接件29连接到底盘22上，成形件28被连接装置31 连接到校准砝码支撑器21上。依据成形件27、28的设计，连接装 置30、31可以由例如具有固定元件的杆组成或者可以为铆钉。成 形件27、28可以由在整个校准砝码支撑器21下面延伸的单件材料 制成，或者可以由板状材料制成并被杆或类似的元件(也见于图5) 连接。
包括SMA导线18的线性驱动源被固定到互相连接的铰接式连 接17之一上。当驱动源施加拉力到铰接连接17上时，它们会弯曲 并由此引起校准砝码支撑器21垂直向下移动。同时，压缩螺旋弹 簧22被校准砝码支撑器21的重力以及最重要的落在校准砝码支撑 器21上的校准砝码(该图中未示出)的重力压缩或进入紧张状态。 在校准砝码支撑器21向下移动的过程中，校准砝码被降低到校准 砝码接收器上(见图1)，在这点上其不再与校准砝码支撑器21接 触。
当驱动源停止施加拉力时，复位元件22可以再次减压，并由此 引起铰接式连接17变直，且校准砝码支撑器21回到其静止位置。 在其向上移动时，校准砝码支撑器21从下面夹起校准砝码并由此 解除其与天平的传力装置的传力接触。如果驱动源包括SMA导线 18，那么复位元件22还具有一个作用，就是在导线冷却的时候使 导线拉伸回其原始长度，这是需要施加力的。
图5示出了移送机构的另一个实施例。提升元件具有两个由成 形件33、133组成的铰接式连接117，成形件33、133由扁平的板 状材料制成，被合适的连接装置132如杆连接。在该实施例中(也 见于图1、2)，铰接式连接117的枢轴被设置得与校准砝码轴z平 行。成形件33、133进一步被同样的连接装置32、232连接到连接 件34、35上。连接件34又被连接到校准砝码支撑器21上。连接 件35有许多功能，其中之一是用来将校准砝码装置的提升元件固 定到例如底盘或横向部件上(见图2)。使用连接32、232之一来完 成到校准砝码装置的连接，例如到校准砝码装置的横向部件的连 接。
铰接式连接117的功能与上文所述的类似。然而，此处只是示 意性示出的驱动源36直接将其拉力施加到中央连接装置132上并 由此引起铰接连接117折叠，如图中所示。作为复位元件37，有一 个固定在底盘与校准砝码支撑器21之间的压缩螺旋弹簧。在此处 所示的校准位置上，弹簧37处于压缩状态，而驱动源36施加拉力 到铰接式连接117上。当驱动源36的拉力消失时，弹簧37几乎可 以再次完全减压，并由此引起铰接117变直，以使校准砝码支撑器 21回到其静止位置。该实施例所示的铰接117已经弯曲了几毫米。
压缩螺旋弹簧只是复位元件几种可能设计中的一种。图6示出 的移送机构与图5所示的移送机构具有相同的提升系统和相同的定 向，只是复位元件是支架弹簧，杠杆39提供驱动源36应用拉力的 支点。提升系统即铰接式连接的功能与图5中的提升系统的功能类 似。为了清晰起见，图6省去了校准砝码支撑器。另外，图6的实 施例包括位移止挡42，此处示例性地以标杆的形式示出。位移止挡 设置得使至少一个处于静止位置的铰接117抵住止挡，由此将移送 机构固定到其静止位置。
将复位元件38设计成支架弹簧具有非常大的优势。支架弹簧 38绕中央连接杆132缠绕，它的两个支架分别抵住下连接杆32和 上连接杆232，这样使得在铰接117折叠的时候支架弹簧38进一步 被压紧，并且当力停止拉动铰接时，弹簧支架会再次使铰接变直， 并且如果支架弹簧38之前被充分预紧，那么它会推动铰接超出拉 伸位置并将其推到止挡42上。支架弹簧38施加一个特定方向的力 到铰接117上并被弹簧38的连接固定在中央连接杆132上。
在该实施例中铰接包括固定连接到下成形件33之一上的杠杆 39，并且只是示意性表示的驱动源36作用在杠杆上。当拉力消失 时，铰接与杠杆39一起向右移动，在附图中用双箭头表示，校准 支撑器(此处未示出)被向上移动。杠杆39可以作用在铰接上或 者在不同的地方连接到铰接上，例如在下成形件33之一或在轴132、 133中的一个上。
图7所示为具有两个铰接式连接117和作为复位元件的片簧40。 这种移送机构的设计和功能与图5和图6中所描述的移送机构类 似。施加拉力的驱动源可以如图5或图6所示的那样被固定。在图 7的实施例中，片簧被套管固定到中央连接杆132上，这样使得在 校准过程中，片簧被上、下连接杆32压到一起。当驱动源(见图5、 6)的力停止拉动铰接117时，片簧40推动上、下连接杆32、232 并由此再次将铰接117变直并将其推至过分伸张状态。
图8示出了处于静止位置的移送机构的另一个实施例。这种移 送机构的设计与功能与图5至图7中所描述的移送机构类似。再次 被轻微预紧的复位元件此处被构造为拉伸弹簧43，其施加一个力到 铰接117上并拉动处于过分伸张状态的至少一个铰接117抵住至少 一个止挡42，因此抑制铰接。在该实施例中，拉伸弹簧43被牢固 地连接在成形件33、133之一和未详细示出的支撑器如外壳臂之间。 如果驱动源(见图5或图6)施加一个与拉伸弹簧43的力反作用于 移送机构的力，那么拉伸弹簧43被进一步拉长，而铰接117在被 迫折叠之前先进入其拉伸状态(见图5至7)，由此校准砝码支撑器 (此处未示出)被降低而使校准砝码与传力装置有传力接触。
除了这里示出的铰接连接，例如将单件式铰接与类似于图5至 8中所示机构的移送机构相结合也是可能的。图9a和9b示出了这 种类型的铰接式连接217。图9a所示为处于拉伸状态的单件式构造 的铰接，即该铰接是垂直排列的，并处于接近其静止位置的状态， 但还没有抵住止挡。图9b所示为处于校准位置的单件式铰接。附 图中的定向使校准砝码支撑器21位于附图上边界的外面。手绘线 表示各个元件位于附图平面的后面，正常是会被挡住的。
铰接217是单件式的，最好由聚合物材料制成。它由三个互相 连接的功能区组成。第一区域49包括两个孔44，其用来将位移止 挡元件50固定到铰接217上。位移止挡元件50和铰接217被固定 地连接在一起，也可以做成单个元件。第二区域149被固定地连接 到第一区域49上并包括长孔45。第三区域249包括另一个孔46并 被曲轴47连接到第二区域149上，被作为复位元件的拉伸弹簧48 连接到第一区域49上。
单件式设计的铰接217可以代替图5至图8中的铰接117。另 外，使用单件式构造的铰接217为只有两个连接杆32、232的设计 提供了可能。中央连接杆132(见图5至8)的功能由曲轴47接管。
为了构造移送机构，两个铰接连接217被两个连接杆32、232 连接到一起。借助孔46，下面的连接杆被牢固地连接到区域249上， 而上面的连接杆由长孔45在区域149中定向。在该实施例中，两 个连接杆32、232在固定位置被连接到壳体上。校准砝码支撑器21 被连接到铰接217上，长孔45限定铰接217的垂直位移并因此限 定校准砝码支撑器的位移范围。
止挡元件50包括长孔51，其位置与孔46相对应并引导和限制 下连接杆32的移动。长孔51的两端分别包括第一和第二止挡52、 53。当移送机构处于其静止位置而铰接被移动得超过其伸直位置即 铰接被过分伸张时，第一止挡52用作连接杆32的限制器。在移送 机构的校准位置，即当校准砝码与传力装置有传力接触且铰接217 处于折叠情况时，第二止挡53用作连接杆32的限制器。
在实施校准时(见图9b)，被紧固件54如孔或钩连接到止挡元 件50上的驱动源36(此处只是示意性表示)，在止挡元件50上施 加拉力，图中拉力是导向右边的。结果是止挡元件50和铰接217 的区域49被拉到右边。由于铰接217的区域249被牢固地连接到 下连接杆32上，驱动源36导致复位元件48张紧以及曲轴47弯曲。 所以，区域249绕连接杆32轻微旋转。另外，校准砝码支撑器被 连接到的铰接217的第二区域149，被向下拉动并同时向左旋转。 铰接217弯曲并且校准砝码支撑器21被向下移动，由此使校准砝 码与传力装置有传力接触。
图5至8示出了那些由成形件组成的铰接，成形件成扁平板状， 由杆连接。对这种铰接来说，由占据校准砝码支撑器整个宽度的单 件式设计的成形件33、133组成也是可以想见的。同样，如图9所 示的，用一个具有内置止挡元件50的单件式组件217代替两个成 形件33、133也是可能的。
除了上述包括形状记忆合金的驱动源，原则上，我们可以使用 任何可由商业手段可获得的驱动源，并且最好是任何线性驱动源， 只要其达到驱动电子天平的校准砝码装置的需要即可。线性驱动源 技术的已有状态包括很多，其中有心轴驱动器、带式驱动器、磁性 驱动器或线性马达。
在上述的实施例中，复位元件主要是弹簧，如压缩螺旋弹簧、 支架弹簧和片簧。除了这些详细提到的弹簧种类，我们当然也可以 使用那些以类似方式工作的其它种类的弹簧或组件。我们可以使用 单个复位元件或多个复位元件，这取决于需要生成的复原力的大 小。
这里提到的传力装置只代表传力装置已知种类中的一种。根据 本发明的校准砝码装置也可以与其它传力装置组合使用。
在图5和图6中，示例性地给出了驱动施加力的两个不同支点， 但是我们也可以实现具有其它点来施加力的装置。
图5至图8所示的止挡42具有标杆的形状，这只是作为示例。 其它任何具有相同效果或功能的概念都同样可以被采用。
附图标记列表
1传力装置
2校准砝码装置
3固定的平行四边形腿
4平行四边形导杆
5可动的平行四边形腿
6圆锥体
7第一耦合元件
8第一杠杆
9第二杠杆
10第二耦合元件
11力补偿系统
12线性切口
13校准砝码接收器
14校准砝码
15刚性连接元件
16放置支架
17，117，217铰接，铰接式连接
18SMA导线
19供电导线
20横向部件
21校准砝码支撑器
22压缩螺旋弹簧
23长孔
24导杆
25改变方向的滚
26底盘
27成形件
28成形件
29连接件
30连接装置
31连接装置
32下连接杆
132中央连接杆
232上连接杆
33，133成形件
34连接件
35连接件
36驱动，驱动源
37压缩螺旋弹簧
38支架弹簧
39杠杆
40片簧
41紧固件
42止挡，位移止挡，限制器
43拉伸弹簧
44孔
45长孔
46孔
47曲轴
48拉伸弹簧
49，149，249单件式铰接的功能区
50止挡元件
51长孔
52第一止挡
53第二止挡
54紧固件
z校准砝码轴