直讀表計度器條形碼字輪的製作方法

2023-05-31 13:26:56 1

直讀表計度器條形碼字輪的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種直讀表計度器條形碼字輪，包括字輪的圓柱體，圓柱體上設置阿拉伯數字，字輪中部開設軸孔，字輪的圓柱體側面上設置條形碼，條形碼由數組編碼條組成，每一組編碼條中各編碼條均在圓柱側面上軸向排列。本實用新型用以解決現有技術的不足。
【專利說明】直讀表計度器條形碼字輪

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及流量計量表，是一種直讀表計度器條形碼字輪。

【背景技術】
[0002] 目前用於流量計數的各種計度表：水錶、燃氣表、燃油表及電錶等各種計量表中 使用的字輪均採用透射式編碼或反射式編碼，編碼分布在字輪的側面圓周上或字輪的周圍 面上的弧面長度方向排列，體現在字輪周圍面上的形式是周向的單個色塊長度方向間斷排 列。這種編碼方式的字輪需要採用焊接在軟性材料的光電傳感器讀取數據，光電傳感器必 須沿字輪的圓周面排列。這種字輪的不足在於：光電傳感器的承載PCB板必須具有撓性，在 字輪周圍弧面長度方向分布，並需要多個光電傳感器相互連接使用，傳感器的焊接位置要 求高，稍有偏差即為廢品，生產成品率低；電路板需要軟性材料製作，製造複雜，同時，精度 較低；字輪角度解析度低，一般為4-8度，解析度低易導致讀數錯誤；在側面圓周上編碼的 字輪需要在兩字輪之間安裝傳感器PCB板，極易導致字輪轉動時被卡死，同時，傳感器中的 PCB板佔用字輪空間，使有效數據位減少或表頭尺寸過大，安裝複雜、故障率高，維修量大， 製造成本高。 實用新型內容
[0003] 本實用新型的目的是提供一種直讀表計度器條形碼字輪，以解決現有技術的不 足。
[0004] 本實用新型為實現上述目的，通過以下技術方案實現：直讀表計度器條形碼字輪， 包括字輪的圓柱體，圓柱體上設置阿拉伯數字，字輪中部開設軸孔，字輪的圓柱體側面上設 置條形碼，條形碼由數組編碼條組成，每一組編碼條中各編碼條均在圓柱側面上軸向排列。 條形碼分布在圓柱體側面的360度範圍內。所述的編碼條組至少由四個編碼條組成。所述 的一個阿拉伯數字對應至少一組編碼條。所述的一個阿拉伯數字對應3-5組編碼條。所述 的每組編碼條中的各編碼條間距相等，編碼條是矩形，每一組編碼條中的編碼條長度相等。 圓柱體側面圓周等分30份，每份12度，每12度內設置一組編碼條，阿拉伯數字0-9十個數 字均布在圓柱體側面的360度範圍內，一個阿拉伯數字位於36度範圍內。圓柱體側面的邊 沿處設置定位條，定位條繞圓柱體側面一周。圓柱體側面的邊沿處設置校正條，校正條繞圓 柱體側面一周。圓柱體側面的外邊沿處設置定位條，定位條內側設置校正條，校正條內側設 置編碼條，編碼條內側設置阿拉伯數字，定位條、校正條、編碼條及阿拉伯數字依次軸向排 列。
[0005] 本實用新型的積極效果在於：它採用條形碼在字輪圓柱體的側面上周向分布，條 形碼由數組編碼條組成、每組編碼條中的編碼條是軸向排列的，軸向排列的編碼條是由至 少二進位軸向編碼對應而成，這種字輪能夠徹底解決現有計度器字輪存在的所有不足。本 實用新型的字輪能夠採用線陣光電傳感器實現讀取數據。用一個線陣不電傳感器即可讀取 多個字輪上的編碼信息，不存在多個傳感器連接時出現的誤差，從而徹底解決了現有字輪 必須採用圓周方向安裝傳感器或字輪之間安裝傳感器PCB板帶來的許多不足。本實用新型 的字輪與線性光電傳感器配合使用，解析度高，角度分辨度一般能達〇. 85度左右，能使讀 數準確度高，不出現錯誤，抗幹擾能力強。本實用新型的字輪在使用中的線陣光電傳感器安 裝時不佔用字輪空間，字輪在轉動中不會產生卡死現象，字輪使用壽命中的故障率為零。用 本實用新型的字輪製作直讀表器具，可減少傳感器的使用數量、無傳感器間的連接焊點、產 品成品率達到100%，有效數據位多，製造成本低，計度精確度高。本實用新型字輪還具有易 於製造等優點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 附圖1是本發明字輪的結構示意圖；附圖2是附圖1的俯視結構示意圖；附圖3是 附圖1的後視結構示意圖；附圖4是附圖1的仰視結構示意圖；附圖5是附圖1的左視結構 示意圖；附圖6是附圖1的右視結構示意圖；附圖7是字輪圓柱體側面格雷碼的展開圖；附 圖8是採用二進位編碼對應的編碼條及阿拉伯數字的示意圖；附圖9是採用二進位格雷碼 排列編碼對應的編碼條及阿拉伯數字的示意圖；附圖10是採用二進位自然遞增順序排列 編碼對應的編碼條及阿拉伯數字的示意圖；附圖11是採用二進位隨機排列編碼對應的編 碼條及阿拉伯數字的示意圖。
[0007] 附圖中：1是字輪圓柱體側面2阿拉伯數字3是條形碼4是圓柱體側面的留白5 是定位條6是校正條7是編碼條8是字輪端面9是凸臺10是軸孔。

【具體實施方式】
[0008] 對照附圖對本實用新型做進一步說明。
[0009] 本實用新型提供的直讀表計度器條形碼字輪是圓柱體，圓柱體上設置阿拉伯數 字，字輪中部開設軸孔，字輪的圓柱體側面上設置條形碼，條形碼由數組編碼條組成，每一 組編碼條中各編碼條均在圓柱側面上軸向排列。條形碼分布在圓柱體側面的360度範圍 內。本實用新型設計編碼條軸向排列，可使用線陣光電傳感器讀取數據，安裝使用時線陣光 電傳感器的長度方向與數個字輪長度排列方向相同、平行排列。用一個線陣光電傳感器可 以讀取數個字輪上的編碼信息，可使計度器的結構大幅簡化，安裝精度大幅度提高，並使字 輪在轉動時無任何障礙。一組編碼條可以有四個、五個、六個或更多個編碼條，一組編碼條 中的編碼條個數以達到設計使用要求的同時，儘可能降低製造成本為選擇標準。本實用新 型的優選方案是五個編碼軸向排列構成一組編碼條。本發明所述的線陣光電傳感器也可改 換成線陣圖像傳感器，將控制電路做相應的改變設計，達到識別多個字輪上的編碼信息既 可，這種控制電路的設計採用公知技術完成。
[0010] 本實用新型所述的每組編碼條至少包含兩種顏色，編碼條為矩形。便於傳感器識 別編碼的組合方式反映的信息，兩種顏色是達到使用要求的最低生產成本的方案。當然，也 可採用三種或四種顏色，字輪上製作多種顏色，使製造工藝相對複雜。
[0011] 本實用新型所述的編碼條組至少由四個編碼條組成。至少一組編碼條對應一個阿 拉伯數字時，即能使線陣光電傳感器讀取編碼信息，但是，本實用新型優選的方案是所述的 一個阿拉伯數字對應至少一組編碼條。這種方案可使字輪在轉動時使線陣光電傳感器讀取 的編碼信息更多，進一步提高讀取數據的精確度。
[0012] 本實用新型更進一步優選的方案是：所述圓柱體側面圓周等分30份，每份12度， 每12度內設置一組編碼條，阿拉伯數字0-9十個數字均布在圓柱體側面的360度範圍內， 一個阿拉伯數字位於36度範圍內。這是在達到讀數準確的同時，製造成本相對較低的選 擇。
[0013] 本實用新型為了進一步實現字輪在轉動中使線陣光電傳感器讀取數據更準確，不 出現字輪上兩個數字之間的讀取誤差，進一步提高讀數準確性，做出的進一步優選方案是： 使每組編碼條中的各編碼條間距相等，編碼條是矩形，每一組編碼條中的編碼條長度相等。
[0014] 本實用新型的字輪可用於計量燃氣、水、電、裡程及燃油直讀計度表。
[0015] 本實用新型字輪上的條形碼是沿圓柱體側面周向排列，每一組編碼條中的各編碼 條在字輪圓柱體側面上軸向排列，這種結構能與線陣光電傳感器配合使用，用於實現一條 線陣光電傳感器讀取多個字輪上的編碼信息，並減少誤差，提高讀取數據的準確性。
[0016] 本實用新型字輪上的條形碼優選了二進位的格雷碼編碼，至少一組編碼條對應一 個阿拉伯數字，如圖9所示。也可用多組編碼條對應一個阿拉伯數字。圖7所示的是一個 阿拉伯數字對應了三組編碼條。一個阿拉伯數字對應的編碼條組數越多，線陣光電傳感器 在字輪轉動時讀取的數據精準度越高。通常在達到使用要求的同時，儘可能減少一個阿拉 伯數字對應的編碼條組數，以降低製造成本。本實用新型提供的優選方案是：一個阿拉伯數 字對應3-5組編碼條。
[0017] 本實用新型字輪上的條形碼除了採用二進位編碼外，還可採用三進位或四進位， 甚至更多進位編碼。當採用二進位編碼時，用二種色彩即可在字輪上製作二種識別信息，採 用三進位或四進位編碼時，則需採用三種色彩或四種色彩在字輪上製作識別信息，這種情 況下使字輪的製作工藝複雜、成本升高，但是，某些大口徑計度器具或有特殊需要的計度器 具，需要同時讀取許多位數據時，採用多進位的編碼方式，可實現目的。
[0018] 另外，當需要將字輪的軸向厚度做薄時，即：在相同腔體長度內多安裝字輪時，也 可採用多進位的方法編碼，使長度相同的線陣光電傳感器能讀取更多個字輪上的信息。雖 然採用多進位方法編碼時，可使字輪的製造成本升高，但可實現特殊用途或某些行業需要。
[0019] 本實用新型提供的字輪上條形碼的編碼，優選的方案是二進位格雷碼，這種編碼 方法可適用於目前使用的水、電、燃油、裡程及燃氣等多個行業的直讀表計度器，是一種達 到實用新型目的的同時，製作工藝最簡單的方法，使字輪的製造成本最低。當然，能夠實現 字輪上條形碼在圓柱體側面周向排列、編碼條在字輪圓柱體側面上軸向排列的結構的編碼 方法，還有多種編碼方法都能實現。例如：隨機排列編碼、自然排列編碼等。圖10所示是採 用二進位自然排列編碼方法的示意圖，圖11是採用二進位隨機排列編碼方法的示意圖，這 些編碼方法還不能包含其它所有編碼方法，只是普遍使用的方法，這是製造成本相對較低 的方法，這些編碼方法在製作成字輪上對應的條形碼、編碼條使用時，讀數的誤差相對多一 些，例如：線陣光電傳感器讀碼時可能出現超出相鄰兩碼範圍的錯誤，使讀取數據的準確性 降低，為了解決這種不足，可在兩個相鄰編碼條之間的底端採用過渡線條彌補這種不足，但 是，這種結構使字輪上的編碼條製作工藝複雜，製造成本升高。
[0020] 本實用新型的字輪上還可設置定位條或校正條，或者設置定位條和校正條。在圓 柱體側面的邊沿處設置定位條，定位條繞圓柱體側面一周。定位條軸向位於條形碼外側，條 形碼內側與阿拉伯數字相臨，這裡所述的內、外側是指以圖示位置的右端為外側，由右端向 左移動為內側。定位條用於線陣光電傳感器在字輪上識別編碼條的起始點，避免字輪在轉 動中可能產生的軸向位置偏移時出現的讀碼混亂。當數個字輪安裝精度很高，使用中不出 現字輪軸向偏移時的情況下，可不在字輪上設置定位條。
[0021] 本實用新型的字輪上在圓柱體側面的邊沿處設置校正條，校正條繞圓柱體側面一 周。在字輪上設置校正條的作用是對讀碼信息飽和度進行校正，避免出現編碼色彩的識別 錯誤，進一步提高傳感器讀數的精確度。當本實用新型字輪上的編碼條色彩製作的足夠精 確時，可不設置校正條。定位條和校正條的設置位置見圖7,圖中5是定位條，6是校正條， 定位條和校正條、編碼條及阿拉伯數字均是在圓柱體側面上軸向排列，定位條位於字輪圓 柱體側面上最外端一個編碼條的外端，在側面的邊沿處，如圖7所示，圓柱體側面的外邊沿 處設置定位條，定位條內側設置校正條，校正條內側設置編碼條，編碼條內側設置阿拉伯數 字，定位條、校正條、編碼條及阿拉伯數字依次軸向排列。
[0022] 本實用新型的字輪使用時安裝在軸上，一根軸上可根據需要安裝多個字輪，字輪 繞軸轉動。
[0023] 本實用新型所述的字輪上的阿拉伯數字也可設置在一組編碼條的中間部位，即： 一組編碼條可分布在阿拉伯數字的左右兩側。本發明未詳述內容均為公知技術。
【權利要求】
1. 直讀表計度器條形碼字輪，包括字輪的圓柱體，圓柱體上設置阿拉伯數字，字輪中部 開設軸孔，其特徵在於：字輪的圓柱體側面上設置條形碼，條形碼由數組編碼條組成，每一 組編碼條中各編碼條均在圓柱側面上軸向排列，一個阿拉伯數字對應至少一組編碼條。
2. 根據權利要求1所述的直讀表計度器條形碼字輪，其特徵在於：條形碼分布在圓柱 體側面的360度範圍內。
3. 根據權利要求1所述的直讀表計度器條形碼字輪，其特徵在於：所述的編碼條組至 少由四個編碼條組成。
4. 根據權利要求1所述的直讀表計度器條形碼字輪，其特徵在於：所述的一個阿拉伯 數字對應3-5組編碼條。
5. 根據權利要求1所述的直讀表計度器條形碼字輪，其特徵在於：所述的每組編碼條 中的各編碼條間距相等，編碼條是矩形，每一組編碼條中的編碼條長度相等。
6. 根據權利要求4所述的直讀表計度器條形碼字輪，其特徵在於：圓柱體側面圓周等 分30份，每份12度，每12度內設置一組編碼條，阿拉伯數字0-9十個數字均布在圓柱體側 面的360度範圍內，一個阿拉伯數字位於36度範圍內。
7. 根據權利要求1-6任一項所述的直讀表計度器條形碼字輪，其特徵在於：圓柱體側 面的邊沿處設置定位條，定位條繞圓柱體側面一周。
8. 根據權利要求1-6任一項所述的直讀表計度器條形碼字輪，其特徵在於：圓柱體側 面的邊沿處設置校正條，校正條繞圓柱體側面一周。
9. 根據權利要求1所述的直讀表計度器條形碼字輪，其特徵在於：圓柱體側面的外邊 沿處設置定位條，定位條內側設置校正條，校正條內側設置編碼條，編碼條內側設置阿拉伯 數字，定位條、校正條、編碼條及阿拉伯數字依次軸向排列。
【文檔編號】G01D13/00GK203893873SQ201420222989
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年5月4日 優先權日:2014年1月14日
【發明者】王燕, 郭榮嶺, 李淑山 申請人:萊蕪歐利電子有限公司