智能計量儀表的數據傳感採集裝置製造方法
2023-10-20 12:58:27
智能計量儀表的數據傳感採集裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種性能穩定可靠、傳感數據準確、製造簡單、成本低的智能計量儀表的數據傳感採集裝置，包括字輪盒(1)、字輪軸(5)、頭字輪(21)、若干個次字輪(22)、進位牙輪(3)、字輪支架(6)、若干組光電傳感器(8)，字輪軸(5)與字輪支架(6)轉動連接，頭字輪(21)固定於字輪軸(5)上，次字輪(22)及頭字輪(21)分別套接於字輪支架(6)上且可繞其轉動，頭字輪(21)及次字輪(22)的內側壁設有階梯弧形面，光電傳感器(8)設置於字輪支架(6)的外表面，每組光電傳感器(8)分別與一個字輪相對應，光電傳感器(8)通過在階梯弧形面上反射光產生的電流對字輪的位置進行編碼，與預先設置的編碼表比對，測定字輪的顯示數字位置，獲取字輪的讀數信息。可應用於智能計量儀表領域。
【專利說明】智能計量儀表的數據傳感採集裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種智能計量儀表的數據傳感採集裝置。
【背景技術】
[0002]隨著城市智能化的發展和物聯網的普及，目前出現了可數據遠程傳送並實現遠程管控的智能水錶、智能電錶、智能煤氣表和智能暖氣表。這類智能計量儀表需要具備顯示數據功能的數值採集器，並可將顯示數據轉換成數位訊號，再將數據信號遠傳出去。
[0003]中國專利申請號為201110274440.2的文獻公開了一種直讀式水錶計度器，其包括數字輪、殼體和進位輪，進位輪安裝在數字輪的底部或側邊，數字輪每個相應鑲嵌或塗有與感應器相對應的材料，在殼體內的下部安裝2?3個對數字輪識別的傳感器，電路板安裝在殼體的底部，並通過引線將信號輸出，其是在目前傳統的數字輪式水錶的基礎上進行改進的。該直讀式水錶計度器在數字輪上塗有一種吸光的顏色，使光感應器發射和接受光量不同變化而感知數字輪的位置。其存在如下缺點和不足:所塗的顏色有衰減周期隨著時間變化而變化，所塗的顏色長期泡在液體中容易脫落，從而影響到數據採集的準確性；另外在字輪上塗顏色，工藝複雜，製造成本高。
[0004]另外，目前還出現了對字輪面上的十個顯示數字形成三種不同明暗反射面區，從而形成反射光不同的編碼的數據採集方案，其定位準確，但是其工藝複雜，對字輪燙印工藝要求高，成本高，而且穩定性低，電子元件老化會影響到數據採集導致混亂，對電子元器件要求高。
實用新型內容
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種性能穩定可靠、傳感數據準確、製造簡單、成本低的智能計量儀表的數據傳感採集裝置。
[0006]本實用新型所採用的技術方案是:本實用新型包括字輪盒、字輪軸、頭字輪、若干個次字輪、進位牙輪、牙輪軸，相鄰的所述次字輪之間及相鄰的所述頭字輪與所述次字輪之間通過所述進位牙輪實現傳動進位，所述智能計量儀表的數據傳感採集裝置還包括字輪支架、若干組光電傳感器，所述字輪支架固定於所述字輪盒內，所述字輪軸與所述字輪支架相轉動連接，所述頭字輪固定於所述字輪軸上，若干個所述次字輪及所述頭字輪分別套接於所述字輪支架上且可繞所述字輪支架轉動，所述頭字輪及所述次字輪的內側壁設有至少兩種不同徑向尺寸的階梯弧形面，所述光電傳感器設置於所述字輪支架的外表面上，每組所述光電傳感器分別與一個所述頭字輪或所述次字輪相對應設置，每組所述光電傳感器通過發射光在所述階梯弧形面上反射回來的光產生的電流變化對所述頭字輪及所述次字輪的位置進行編碼，將所述編碼與預先設置的編碼表比對，測定所述頭字輪及所述次字輪的顯示數字位置，進而獲取所述頭字輪及所述次字輪的讀數信息。
[0007]所述光電傳感器通過柔性線路板固定於所述字輪支架的外表面。
[0008]所述字輪支架上於所述柔性線路板處固定有保護罩，所述保護罩將所述柔性線路板及所述光電傳感器包罩固定，所述保護罩上於所述光電傳感器處設有發射窗口，所述保護罩固定後與所述字輪支架的整體外表呈圓柱狀。
[0009]每組所述光電傳感器中傳感器的數量至少有兩個，每組中相鄰的所述光電傳感器與其對應的頭字輪或所述次字輪的軸心之間形成的圓心角為α，α為36°的整數倍。
[0010]所述智能計量儀表為十進位進位，所述頭字輪及所述次字輪的輪面上沿周向均布設有O?9共十個顯示數字，所述頭字輪及所述次字輪的內側壁均設有三種不同徑向尺寸的階梯弧形面，對應於輪面上的十個顯示數字的區域形成三種反射面區，通過三種反射面區形成三種不同編碼，每組所述光電傳感器中傳感器的數量為三個，每組中三個所述光電傳感器用於獲取與其對應的三種不同徑向尺寸的階梯弧形面的光反射信息，形成該所述頭字輪或所述次字輪所在位置的三位編碼。
[0011]每組所述光電傳感器中相鄰的所述光電傳感器與其對應的所述頭字輪或所述次字輪的軸心之間形成的圓心角為α = 72°。
[0012]所述頭字輪及所述次字輪的一個側面設有進位撥齒、所述次字輪的另一個側面設有若干個沿周向均布的換字撥齒，低數位的所述頭字輪或所述次字輪的所述進位撥齒與比其高一數位的所述次字輪的所述換字撥齒相對設置，且二者間通過所述進位牙輪相嚙合傳動，低數位的所述頭字輪或所述次字輪每轉動一圈360°，其上的所述進位撥齒帶動所述進位牙輪轉動一次，並通過進位牙輪傳動帶動比其高一數位的所述次字輪轉動一個進位角度，使其顯示數字加一，從而實現進位。
[0013]所述進位角度為36°，低數位的所述頭字輪或所述次字輪每轉動一圈360°，比其高一數位的所述次字輪相應轉動36°。
[0014]所述進位撥齒的數量為兩個；所述換字撥齒、所述進位撥齒均為圓柱型齒。
[0015]所述字輪軸上設有滾花，所述頭字輪的軸心設有固定孔，所述頭字輪通過所述固定孔套於所述字輪軸上並通過所述滾花過盈配合固定。
[0016]本實用新型的有益效果是:由於本實用新型包括字輪支架、若干組光電傳感器，所述字輪支架固定於所述字輪盒內，所述字輪軸與所述字輪支架相轉動連接，所述頭字輪固定於所述字輪軸上，若干個所述次字輪及所述頭字輪分別套接於所述字輪支架上且可繞所述字輪支架轉動，所述頭字輪及所述次字輪的內側壁設有至少兩種不同徑向尺寸的階梯弧形面，所述光電傳感器設置於所述字輪支架的外表面上，每組所述光電傳感器分別與一個所述頭字輪或所述次字輪相對應設置，每組所述光電傳感器通過發射光在所述階梯弧形面上反射回來的光產生的電流變化對所述頭字輪及所述次字輪的位置進行編碼，將所述編碼與預先設置的編碼表比對，測定所述頭字輪及所述次字輪的顯示數字位置，進而獲取所述頭字輪及所述次字輪的讀數信息；本實用新型利用光電傳感器與反射的物體距離的不同導致傳感器的光電流值呈線性變化這一特性，在字輪上做出不同徑向尺寸的階梯弧形面，從而通過所述光電傳感器獲得不同的光電流值，即通過光電流值與階梯尺寸及輪面的數字形成映射，通過階梯弧形面與傳感器匹配可得到多組編碼，將所述編碼與預先設置的編碼表比對，測定所述頭字輪及所述次字輪的顯示數字位置，進而獲取所述頭字輪及所述次字輪的讀數信息，字輪與傳感器的配合階梯面不需額外加工，不需塗敷光感材料，避免了光感材料老化、褪色引起的讀數不準的問題，沒有複雜的燙印工藝，字輪一次成型，光電傳感器內置，還具有防塵，防水滲透作用，且製造工藝簡便，數據採集可靠性提高，故本實用新型性能穩定可靠、傳感數據準確、製造簡單、成本低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型實施例的智能計量儀表的數據傳感採集裝置的分解結構示意圖；
[0018]圖2是本實用新型實施例的智能計量儀表的數據傳感採集裝置的縱斷面結構示意圖；
[0019]圖3是圖2所示的智能計量儀表的數據傳感採集裝置的A-A橫斷面結構示意圖；
[0020]圖4是本實用新型實施例的字輪與進位牙輪、字輪支架的裝配關係立體結構示意圖；
[0021]圖5是本實用新型實施例的字輪的階梯弧形面與光電傳感器及輪面上顯示數字的對應關係的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]如圖1?圖5所示，本實施例的智能計量儀表的數據傳感採集裝置包括字輪盒1、字輪軸5、頭字輪21、三個次字輪22、三個進位牙輪3、牙輪軸4、字輪支架6、四組光電傳感器8，相鄰的所述次字輪22之間及相鄰的所述頭字輪21與所述次字輪22之間通過所述進位牙輪3實現傳動進位，所述字輪支架6固定於所述字輪盒I內，所述字輪軸5與所述字輪支架6相轉動連接，所述頭字輪21固定於所述字輪軸5上，本實施例中，所述字輪軸5上設有滾花50，所述頭字輪21的軸心設有固定孔，所述頭字輪21通過所述固定孔套於所述字輪軸5上並通過所述滾花50過盈配合固定，三個所述次字輪22及所述頭字輪21分別套接於所述字輪支架6上且可繞所述字輪支架6轉動，所述光電傳感器8設置於所述字輪支架6的外表面上，本實施例中，所述光電傳感器8通過柔性線路板7固定於所述字輪支架6的外表面，所述字輪支架6上於所述柔性線路板7處固定有保護罩9，所述保護罩9將所述柔性線路板7及所述光電傳感器8包罩固定,所述保護罩9上於所述光電傳感器8處設有發射窗口 90，所述保護罩9固定後與所述字輪支架6的整體外表呈圓柱狀，每組所述光電傳感器8分別與一個所述頭字輪21或所述次字輪22相對應設置，本實施例中，所述頭字輪21及所述次字輪22的內側壁均設有三種不同徑向尺寸的階梯弧形面201、202、203，每組所述光電傳感器8通過發射光在所述階梯弧形面上反射回來的光產生的電流變化對所述頭字輪21及所述次字輪22的位置進行編碼，將所述編碼與預先設置的編碼表比對，測定所述頭字輪21及所述次字輪22的顯示數字位置，進而獲取所述頭字輪21及所述次字輪22的讀數信息。本實施例中，所述智能計量儀表為十進位進位，所述頭字輪21及所述次字輪22的輪面上沿周向均布設有O?9共十個顯示數字，所述階梯弧形面201、202、203對應於輪面上的十個顯示數字的區域形成三種反射面區，顯示數字8、9、0、1、2的區域為A區、顯示數字3、7的區域為B區、顯示數字4、5、6的區域為C區，通過三種反射面區形成三種不同編碼(A、B、C)，每組所述光電傳感器8中傳感器的數量為三個，每組中相鄰的所述光電傳感器8與其對應的所述頭字輪21或所述次字輪22的軸心之間形成的圓心角為α =72°，每組中三個所述光電傳感器8用於獲取與其對應的三種不同徑向尺寸的階梯弧形面201、202、203的光反射信息，形成該所述頭字輪21或所述次字輪22所在位置的三位編碼。[0023]本實施例中，所述光電傳感器8按照圖2中從左至右的順序進行編碼形成編碼序列，每個字輪讀數為正上方的數字，則每個字輪讀數與其編碼序列的對應關係如下表所示:
[0024]
【權利要求】
1.一種智能計量儀表的數據傳感採集裝置，包括字輪盒(1)、字輪軸(5)、頭字輪(21)、若干個次字輪(22)、進位牙輪(3)、牙輪軸(4)，相鄰的所述次字輪(22)之間及相鄰的所述頭字輪(21)與所述次字輪(22)之間通過所述進位牙輪(3)實現傳動進位，其特徵在於:所述智能計量儀表的數據傳感採集裝置還包括字輪支架出)、若干組光電傳感器(8)，所述字輪支架(6)固定於所述字輪盒(1)內，所述字輪軸(5)與所述字輪支架(6)相轉動連接，所述頭字輪(21)固定於所述字輪軸(5)上，若干個所述次字輪(22)及所述頭字輪(21)分別套接於所述字輪支架(6)上且可繞所述字輪支架(6)轉動，所述頭字輪(21)及所述次字輪(22)的內側壁設有至少兩種不同徑向尺寸的階梯弧形面，所述光電傳感器(8)設置於所述字輪支架(6)的外表面上，每組所述光電傳感器(8)分別與一個所述頭字輪(21)或所述次字輪(22)相對應設置，每組所述光電傳感器(8)通過發射光在所述階梯弧形面上反射回來的光產生的電流變化對所述頭字輪(21)及所述次字輪(22)的位置進行編碼，將所述編碼與預先設置的編碼表比對，測定所述頭字輪(21)及所述次字輪(22)的顯示數字位置，進而獲取所述頭字輪(21)及所述次字輪(22)的讀數信息。
2.根據權利要求1所述的智能計量儀表的數據傳感採集裝置，其特徵在於:所述光電傳感器(8)通過柔性線路板(7)固定於所述字輪支架(6)的外表面。
3.根據權利要求2所述的智能計量儀表的數據傳感採集裝置，其特徵在於:所述字輪支架(6)上於所述柔性線路板(7)處固定有保護罩(9)，所述保護罩(9)將所述柔性線路板(7)及所述光電傳感器(8)包罩固定，所述保護罩(9)上於所述光電傳感器(8)處設有發射窗口(90)，所述保護罩(9)固定後與所述字輪支架(6)的整體外表呈圓柱狀。
4.根據權利要求1所述的智能計量儀表的數據傳感採集裝置，其特徵在於:每組所述光電傳感器(8)中傳感器的數量至少有兩個，每組中相鄰的所述光電傳感器(8)與其對應的頭字輪(21)或所述次字輪(22)的軸心之間形成的圓心角為α，α為36°的整數倍。
5.根據權利要求4所述的智能計量儀表的數據傳感採集裝置，其特徵在於:所述智能計量儀表為十進位進位，所述頭字輪(21)及所述次字輪(22)的輪面上沿周向均布設有O~9共十個顯示數字，所述頭字輪(21)及所述次字輪(22)的內側壁均設有三種不同徑向尺寸的階梯弧形面(201、202、203)，對應於輪面上的十個顯示數字的區域形成三種反射面區，通過三種反射面區形成三種不同編碼(A、B、C)，每組所述光電傳感器(8)中傳感器的數量為三個，每組中三個所述光電傳感器(8)用於獲取與其對應的三種不同徑向尺寸的階梯弧形面(201、202、203)的光反射信息，形成該所述頭字輪(21)或所述次字輪(22)所在位置的三位編碼。
6.根據權利要求5所述的智能計量儀表的數據傳感採集裝置，其特徵在於:每組所述光電傳感器(8)中相鄰的所述光電傳感器(8)與其對應的所述頭字輪(21)或所述次字輪(22)的軸心之間形成的圓心角為α =72°。
7.根據權利要求1所述的智能計量儀表的數據傳感採集裝置，其特徵在於:所述頭字輪(21)及所述次字輪(22)的一個側面設有進位撥齒(28)、所述次字輪(22)的另一個側面設有若干個沿周向均布的換字撥齒(23)，低數位的所述頭字輪(21)或所述次字輪(22)的所述進位撥齒(28)與比其高一數位的所述次字輪(22)的所述換字撥齒(23)相對設置，且二者間通過所述進位牙輪(3)相嚙合傳動，低數位的所述頭字輪(21)或所述次字輪(22)每轉動一圈360°，其上的所述進位撥齒(28)帶動所述進位牙輪(3)轉動一次，並通過進位牙輪(3)傳動帶動比其高一數位的所述次字輪(22)轉動一個進位角度，使其顯示數字加一，從而實現進位。
8.根據權利要求7所述的智能計量儀表的數據傳感採集裝置，其特徵在於:所述進位角度為36°，低數位的所述頭字輪(21)或所述次字輪(22)每轉動一圈360°，比其高一數位的所述次字輪(22)相應轉動36°。
9.根據權利要求7所述的智能計量儀表的數據傳感採集裝置，其特徵在於:所述進位撥齒(28)的數量為兩個；所述換字撥齒(23)、所述進位撥齒(28)均為圓柱型齒。
10.根據權利要求1所述的智能計量儀表的數據傳感採集裝置，其特徵在於:所述字輪軸(5)上設有滾花(50)，所述頭字輪(21)的軸心設有固定孔，所述頭字輪(21)通過所述固定孔套於所述字輪軸(5)上並通過所述滾花(50)過盈配合固定。
【文檔編號】G06M1/272GK203704953SQ201420041886
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月22日 優先權日:2014年1月22日
【發明者】梁永富 申請人:梁永富