СКЛАДНЫЕ ВЕСЫ
FOLDING SCALES

[0001] Настоящее изобретение в целом относится к складным весам, и в частности, к складным весам, выполненные с возможностью легкой переноски пользователем, так чтобы взвешивать еду, строго следуя предписаниям по соблюдению рациона питания.
[0002] Из предшествующего уровня техники известны взвешивающие устройства, например, устройство, описанное в документе JP 2012112855 А и представляющее собой портативные весы со складывающимися плечами. Однако данная конструкция обладает недостатком, который состоит в том, что она слишком громоздкая и ее основание имеет слишком большие размеры. Кроме того, из-за наличия множества шарниров конструкция прибора является слишком сложной и, следовательно, дорогой в изготовлении. Наконец, устойчивость описанного прибора является сомнительной, поскольку его основание малых размеров установлено на опоре и, следовательно, может опрокидываться.
[0003] Настоящее изобретение направлено на устранение указанных выше недостатков известного уровня техники, и, в первую очередь, направлено на создание складных весов, которые являются легко транспортируемыми, устойчивыми в процессе работы, а также простыми и недорогими в изготовлении.
[0004] Таким образом, согласно первому аспекту настоящего изобретения, предлагаются складные весы, содержащие:
- центральный шарнирный элемент,
- множество плеч, каждое из которых шарнирно соединено с указанным центральным шарнирным элементом так, чтобы обеспечить возможность перевода складных весов в сложенное положение, в котором плечи соединены друг с другом, и в разложенное положение, в котором обеспечена возможность установки весов на опоре и размещения на них взвешиваемого груза,
- множество датчиков веса, отличающиеся тем, что:
- каждое плечо:
- содержит на первом конце датчик веса и опорную ножку, выполненную с возможностью установки на опоре, когда весы находятся в разложенном положении,
- и шарнирно соединено с центральным шарнирным элементом на втором конце,
- причем центральный шарнирный элемент содержит центральную опорную ножку и датчик веса.
Таким образом, складные весы согласно представленному варианту осуществления выполнены с возможностью принятия компактного сложенного положения, поскольку плечи складываются с прижатием друг к другу и, соответственно, соединяются как ножки складной треноги. Кроме того, в разложенном положении обеспечивается устойчивость весов, поскольку опорные ножки закреплены на плечах и расположены на противоположном конце центрального шарнирного элемента, то есть ножки расположены на периферии разложенных плеч. Наконец, конструкция остается достаточно простой и легкой, поскольку сам центральный шарнирный элемент выполнен с возможностью контакта с поверхностью и содержит датчик веса, так чтобы обеспечить получение достоверных измерений. В результате нет необходимости в том, чтобы шарнирные соединения между плечами и центральным шарнирным элементом принимали большую нагрузку.
[0005] Предпочтительно в разложенном положении каждое плечо выполнено с возможностью размещения на нем взвешиваемого груза. Другими словами, каждое плечо имеет поверхность с опорной ножкой (для установки на опоре, рабочей плоскости или столе) и противоположную поверхность, на которой размещают взвешиваемый груз.
[0006] Предпочтительно складные весы содержат деформируемое устройство с предварительно заданной упругостью, так что:
- в разложенном положении с размещенным на них взвешиваемым грузом, вес которого меньше предварительно заданного веса, обеспечена возможность установки складных весов на опоре с использованием только опорных ножек шарнирных плеч;
- в разложенном положении с размещенным на них взвешиваемым грузом, вес которого больше или равен предварительно заданному весу, обеспечена возможность установки складных весов на опоре с использованием опорных ножек шарнирных плеч и центральной опорной ножки центрального шарнирного элемента. Таким образом, согласно указанному варианту осуществления, складные весы содержат деформируемое устройство, обеспечивающее деформирование конструкции, когда вес взвешиваемого груза превышает предварительно заданное значение. В результате, если весы без груза или с размещенным на них небольшим грузом, то в контакте с опорой находятся только периферийные опорные ножки: опора является устойчивой. Если размещен тяжелый груз, то складные весы деформируются (благодаря деформируемому устройству), так что центральная опорная ножка тоже установлена на опоре: конструкция складных весов может оставаться легкой и при этом выдерживать значительный вес.
[0007] Предпочтительно складные весы содержат по меньшей мере одну упорную деталь, образующую собой механический упор между центральным шарнирным элементом и каждым из плеч, причем деформируемое устройство содержит указанную упорную деталь. Упорная деталь может быть выполнена упругой сама по себе или соединяться с пружиной, которая обеспечивает ее втягивание, когда удерживаемый груз становится значительным.
[0008] Предпочтительно деформируемое устройство содержит центральный шарнирный элемент. При этом упорная деталь может быть выполнена за одно целое с центральным шарнирным элементом.
[0009] Предпочтительно деформируемое устройство содержит по меньшей мере одно из плеч. Например, могут быть предусмотрены плечи с сопротивлением некоторому изгибу, так чтобы обеспечивалась их деформация, когда удерживаемый вес превышает предварительно заданное значение.
[0010] Предпочтительно каждое из плеч имеет продольное направление и шарнирно соединено с центральным шарнирным элементом посредством поворотного соединения, которое имеет ось поворота, по существу перпендикулярную к указанному продольному направлению. Складывание весов выполняется в соответствии с кинематикой треноги.
[0011] Предпочтительно складные весы содержат три плеча.
[0012] Предпочтительно складные весы содержат:
- модуль приема сигналов, соединенный с каждым датчиком веса и выполненный с возможностью приема сигнала от каждого датчика веса,
- модуль беспроводной связи, соединенный с модулем приема сигналов и выполненный с возможностью передачи на удаленный прибор сигнала, характеризующего вес взвешиваемого груза, или сигналов от датчиков веса, или сигнала от каждого из датчиков веса. Согласно указанному варианту осуществления складные весы содержат электронный модуль для преобразования в цифровую форму сигналов от датчиков веса и блок беспроводной связи (посредством радиоволн) для передачи на удаленный прибор (мобильный телефон, планшет или компьютер) результата измерения веса.
[0013] Предпочтительно складные весы содержат:
- модуль приема сигналов, соединенный с каждым датчиком веса и выполненный с возможностью приема сигнала от каждого датчика веса,
- дисплей, соединенный с модулем приема сигналов и выполненный с возможностью отображения веса взвешиваемого груза. Согласно указанному варианту осуществления складные весы содержат электронный модуль для преобразования в цифровую форму сигналов от датчиков веса и блок отображения для непосредственного отображения результата измерения веса.
[0014] Конечно, может быть также предусмотрен модуль усиления выходных сигналов датчиков веса.
[0015] Предпочтительно дисплей расположен на стороне первого конца одного из плеч, то есть на периферии складных весов, так чтобы обеспечить легкое считывание показаний.
[0016] Предпочтительно каждый датчик веса содержит:
- опорную пластину,
- тензодатчик, прикрепленный к опорной пластине, для измерения ее упругой деформации,
причем каждая опорная пластина расположена между весами и одной из опорных ножек.
[0017] Предпочтительно одно из плеч содержит гнездо, выполненное с возможностью размещения в нем по меньшей мере одного электрического аккумулятора или одной электрической батареи.
[0018] Предпочтительно центральный шарнирный элемент содержит направляющий мостик электрических проводов и имеет проходное отверстие центральной опорной ножки, примыкающее к направляющему мостику. Это обеспечивает возможность упрощения литиевой формы для изготовления центрального шарнирного элемента.
[0019] Предпочтительно складные весы содержат упругие средства, выполненные с возможностью удерживания плеч, когда складные весы находятся в сложенном положении.
[0020] Предпочтительно упругие средства содержат по меньшей мере одну упругую лапку с участком фиксации, расположенную на одном из плеч или на центральном шарнирном элементе, причем на другом из плеч или на центральном шарнирном элементе расположен соединительный участок с ответной формой по отношению к участку фиксации.
[0021] Другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятны после прочтения нижеследующего подробного описания варианта осуществления изобретения, приведенного в качестве неограничивающего примера и проиллюстрированного на прилагаемых чертежах, на которых изображено следующее:
- фиг. 1 представляет собой аксонометрическую проекцию складных весов согласно изобретению в сложенном положении,
- фиг. 2 представляет собой вид сверху складных весов, проиллюстрированных на фиг. 1, в разложенном положении,
- фиг. 3 представляет собой вид снизу складных весов в разложенном положении,
- фиг. 4 представляет собой вид сбоку складных весов в разложенном положении, на которых размещен груз с весом меньше предварительно заданного значения,
- фиг. 5 представляет собой вид сбоку складных весов в разложенном положении, на которых размещен груз с весом больше предварительно заданного значения,
фиг. 6 и 7 иллюстрируют внутренние части складных весов, проиллюстрированных на фиг.1,
- фиг. 8 представляет собой подробный вид снизу складных весов, проиллюстрированных на фиг. 3,
- фиг. 9 иллюстрирует опорную пластину и тензодатчик, образующие собой датчик веса складных весов, проиллюстрированных на фиг. 1.
[0022] На фиг. 1 показаны складные весы согласно изобретению в сложенном положении. Указанные складные весы содержат центральный шарнирный элемент 10 и три плеча 20, сложенные и прижатые друг к другу. Как показано на фиг. 1, одно из плеч 20 содержит дисплей 50, а также две кнопки 55 управления, посредством которых пользователь может выполнять различные функции управления (включение, сброс, взвешивание тары и пр.). В указанном сложенном положении складные весы могут без труда переноситься в сумке или кармане пользователя.
[0023] На фиг.2 приведен вид сверху складных весов, проиллюстрированных на фиг. 1, в разложенном положении, где показаны три разложенных плеча 20, каждое из которых соединено с центральным шарнирным элементом 10 посредством поворотного соединения с осью 20а, которая по  существу перпендикулярна к продольному направлению 20b соответствующего плеча 20.
[0024] На фиг. 3 приведен вид снизу складных весов, проиллюстрированных на фиг. 1, в разложенном положении, где показаны три разложенных плеча 20 и опорная ножка 30, расположенная на конце каждого из плеч 20. Кроме того, под центральным шарнирным элементом 10 расположена центральная опорная ножка 31.
[0025] Как показано на фиг. 4 и 5, в разложенном положении складные весы установлены на опоре 100 (столе, подносе для еды, рабочей плоскости и т.д.) с помощью опорных ножек 30, а в некоторых случаях- с помощью центральной опорной ножки 31.
[0026] Фактически, согласно одному аспекту изобретения складные весы содержат деформируемое устройство, которое обеспечивает возможность установки на опоре 100 одних только опорных ножек 30, расположенных на периферийных концах плеч 20, как видно на фиг. 4, если на указанных весах размещен взвешиваемый груз с весом Р1 меньше предварительно заданного значения (например, 10 Н, около 1 кг). Поскольку здесь используется конструкция аналогичная треноге, опора является изостатической и устойчивой.
[0027] Если на складных весах размещен взвешиваемый груз с весом Р2 больше предварительно заданного значения (например, тоже 10 Н), то на опоре 100 будут установлены не только опорные ножки 30, расположенные на периферийных концах плеч 20, но и центральная опорная ножка 31 (см. фиг. 5), что обеспечивается посредством деформируемого устройства. Такая конструкция обеспечивает устойчивость опоры, но ограничивает сложность прибора в целом, поскольку при работе с тяжелыми грузами усилия воспринимаются также центральной опорной ножкой 31.
[0028] Для этого деформируемое устройство выполняют с заданной упругостью, так что оно обеспечивает возможность деформации складных весов, когда вес взвешиваемого груза превышает предварительно заданное значение.
[0029] В качестве примера, в центральном шарнирном элементе 10 может быть предусмотрена упорная деталь, которая упирается в плечи 20 в разложенном положении, так чтобы образовать «ненагруженную» геометрическую конфигурацию складных весов, проиллюстрированных на фиг. 4, причем указанная упорная деталь может быть выполнена с возможностью упругой деформации (обратимой), так чтобы образовать «нагруженную» геометрическую конфигурацию, проиллюстрированную на фиг.5. Упорная деталь может быть выполнена упругой, подпружиненной или непосредственно выполнена за одно целое с центральным шарнирным элементом 10 (в виде упругой лапки, выполненной за одно целое с конструкцией центрального шарнирного элемента 10, легко изготавливаемой посредством формования).
[0030] Также в зоне плеч 20 может быть предусмотрен упругий изгиб, так чтобы обеспечить получение обеих конфигураций согласно фиг. 4 и фиг. 5.
[0031] В качестве альтернативы может быть предусмотрен свободный или упругий шарнир в зоне каждого плеча 20, выполненный из двух шарнирно соединенных частей. В рамках данного варианта осуществления может быть также предусмотрено существенно упрощенное альтернативное решение, которое состоит в формировании шарнирного соединения с пружиной практически нулевой жесткости, так чтобы оставить очень гибкие плечи 20 с центральным шарнирным элементом 10, который может вдавливаться при вхождении в контакт с опорой, не препятствуя при этом качественному измерению веса.
[0032] Для обеспечения и сохранения сложенного положения плеч 20 складных весов, проиллюстрированного на фиг. 1, предусмотрена упругая лапка 11, выполненная за одно целое с конструкцией центрального шарнирного элемента 10, которая взаимодействует с соединительным участком 21 плеч 20, так чтобы обеспечить эффект гибкого муфтового соединения (зажима или защелкивания), посредством которого обеспечивается возможность получения разложенного положения плеч 20, проиллюстрированного на фиг. 6.
[0033] На фиг. 6 показаны также электрические провода 22, проходящие между плечом 20 и центральным шарнирным элементом 10, а на фиг.7 показан направляющий мостик 12 центрального шарнирного элемента 10, который представляет собой проход для проводов для надежного размещения электрических проводов 22 (на фиг. 7 провода для простоты не показаны) над опорной пластиной 42, которая является составной частью датчиков 40 веса и конструкция которой описана ниже при рассмотрении фиг. 9.
[0034] На фиг. 8 показаны центральная опорная ножка 31 и проходное отверстие 13, выполненное в центральном шарнирном элементе 10. Для упрощения конструкции литейной формы для изготовления указанного центрального шарнирного элемента 10 согласно одному аспекту изобретения предусмотрено выполнение проходного отверстия 13 с прямолинейной кромкой и размещение направляющего мостика 12 по касательной к указанной прямолинейной кромке.
[0035] Для обеспечения точного взвешивания грузов складные весы содержат множество датчиков 40 веса, проиллюстрированных на фиг. 9. Каждый датчик 40 веса содержит опорную пластину 42 (прикрепленную винтами к конструкции складных весов, плечам 20 или центральному шарнирному элементу 10), на которой размещен тензодатчик 41 для измерения деформации опорной пластины 42. На указанной опорной пластине также закреплена опорная ножка 30 или центральная опорная ножка 31, так что нагрузка от взвешиваемого груза воспринимается опорной пластиной 42, при этом она деформируется (в данном случае изгиб), причем измерение деформации выполняется посредством тензодатчика 41, который генерирует соответствующий сигнал.
[0036] Складные весы содержат электронный модуль для приема и обработки сигналов, генерируемых каждым датчиком 40 веса складных весов (например, усилителем, аналого-цифровым преобразователем, блоком обработки и вычислений и т.п.). Указанный модуль обеспечивает возможность отображения веса взвешиваемого груза на дисплее 50. В качестве альтернативы или дополнения передача сигнала, характеризующего вес, на удаленный прибор (мобильный телефон, планшет и т.п.) может осуществляться посредством беспроводной связи для обработки этих данных посредством программы контроля режима питания или, в более общем случае, программы слежения за любой активностью. При этом электронный модуль содержит также блок беспроводной связи, осуществляемой посредством радиоволн или, в более общем случае, электромагнитных волн.
[0037] Для специалистов в данной области техники будет очевидно, что в описанные выше варианты осуществления изобретения могут быть внесены различные изменения и/или усовершенствования без выхода за границы объема правовой охраны настоящего изобретения, определяемого пунктами прилагаемой формулы изобретения. Так, в частности, выше были описаны тензодатчики для формирования датчиков веса, хотя для этого также могут быть предусмотрены, например, пьезоэлектрические датчики.