液晶數字顯示自行車裡程計的製作方法

2023-05-14 08:30:06 1

專利名稱：液晶數字顯示自行車裡程計的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用於自行車行程計數的裝置，具體地說是一種液晶數字顯示自行車裡程計。
目前已公知的自行車裡程計可分為機械式(如文獻2000865、2020138等)與計算器式(如文獻2006789、2058978等)兩大類，機械式裡程計其結構是機械傳動、機械記數(類似汽車裡程計數裝置原理)，其工作原理多數是在自行車軸上裝一個凸輪，其凸輪隨車行進可產生徑嚮往復跳動，利用往復跳動可推由一個鋼絲軟軸推動的傳動器，其計程部分由多片齒輪組合而成。當自行車行駛時，凸輪就通過軟軸推動計程器內齒輪轉動，進而帶動數字輪轉動。機械式計程器存在以下缺陷1、由於機械零件的摩擦力，對自行車速度有影響。2、安裝與調試極不方便。3、計數精度低。4、數值顯示不能歸零位，因而無階段性計程功能。5、只能固定適用於一種輪逕自行車。而上述計算器式裡程計每例都只設計出傳感部份，即計數信號的拾取部份，而對於計數部份無一例外都用現成計算器加以改造後使用，因此，其設計無法成為專用正式產品，其次，在信號拾取上，還分接觸和非接觸式，接觸式容易損壞；非接觸式採用幹簧管，但幹簧管工作時也屬機械開關，分合瞬間狀態可出現抖動進而影響計數精度。
本實用新型的目的就是要提供一種適用於人們遠足、鍛鍊、上下班時自行車自動計程，不影響自行車原有功能並擴充自行車功能，美化自行車外觀，且便於安裝及防盜的液晶數字顯示自行車裡程計。
本實用新型的目的是這樣實現的液晶數字顯示自行車裡程計用Cmos集成電路為主體電路結構，以較大字符顯示的液晶顯示材料，以紅外發射、接收為傳感方式。它由信號檢測裝置和裡程計盒體兩大部份組成，信號檢測裝置採用紅外光電轉換器，它由紅外發射管、紅外接收管和帶三芯插頭信號線組成，紅外發射管和紅外接收管分別通過裝飾固定體相對應固定安裝於自行車的前(或後)叉上；在裡程計盒體內則安裝有裡程計電路板及電源，其面板上設置有液晶顯示屏、電源開關、計程選擇開關、其背面安裝有一彈性夾5、彈性夾5可使裡程計盒體夾持安裝在車體任一可視部位上，如籠頭杆上，在裡程計盒體的側面設置有三芯插座，通過帶三芯插頭信號線上的三芯插頭與三芯插座的插接配合，可使信號檢測裝置與裡程計盒體聯成一體。裡程計電路部份由6片Cmos集成電路、1片LCD液晶顯示屏、紅外發射、接收二極體、二極體、三極體、電阻、電容、開關、電源構成，製成印刷電路板安裝於裡程計盒體內，本實用新型的工作原理如下26英寸自行車行駛一圈可走2.01米，500圈可走1005米。在自行車前叉兩邊對應安裝上紅外發射二極體和紅外接收二極體，自行車轉動時，幅條經過前叉時遮蔽紅外光線，使紅外接收二極體上得到一個脈衝信號，每32個脈衝代表一圈(前輪的幅條是32根)，計為2.01米。
電源打開瞬間，R9、D9向IC4，R11、C3向IC5送自動清零信號以確保電路初始值的正確。發射部分由F5R3振蕩器輸出的佔空比為11的方波信號經反相器F6推動後去驅動一個紅外發射二極體，紅外發射二極體發出頻率約為1000Hz佔空比為11的紅外射線。接收部分由紅外接收二極體、放大三極體及包括檢波部分組成，當紅外光射線照到接收二極體時，經二極體接收、三極體放大和檢波、輸出高電平；當幅條從前叉通過時，幅條遮蔽紅外線，接收二極體無輸入信號，經檢波輸出得到一個負脈衝，此負脈衝經過F4整形後送到IC4，IC4是一片串行計數器，根據需要可以接成任意進位計數器，以適應不同的車型。本實用新型以26英寸車為例說明當計數器計數至1593個脈衝時，經換算電路D3－D9判定，向IC5輸送一個脈衝，表示26英寸車已行駛了100米，此脈衝經IC5計數並變成相應的BCD碼輸出至IC1－IC3，以驅動LCD顯示出00.1公裡。由於LCD顯示要求有對稱方波，F5、R3擔任對稱方波發生器，並將方波送入LCD顯示屏背極和顯示驅動器IC1－IC3，作好顯示驅動準備工作。IC5是一個三位BCD計數器，雖然它只有一組BCD碼輸出，但可通過分時控制形成三位十進位數顯示，即每一時刻只有一位輸出，由於循環掃描周期遠小於人眼視覺停留時間，所以在輸出端經解碼，顯示後能給人以穩定的顯示數字。顯示驅動電路IC1－IC3在某一時刻收到經F1或F2、F3反向的信號後，將此信號與方波發生器產生的方波比較，凡適合的波形即點亮相應的欄位，此例中，26英寸自行車的幅條計數至1593時代表已行駛了100米，為此LCD顯示屏上顯示00.1公裡。換算二極體向IC5計數器輸出脈衝同時，還向IC4送一個清零脈衝，使其清零，為下一個計數周期作準備，如此循環往復，裡程計自動累計裡程，另外，從IC4取出一次計程為1米的脈衝信號經R1、R2、D1及方波信號作用，驅動LCD顯示屏上的「十」位閃動，表示自行車在行駛，閃動頻率高，則表示車速快。
本實用新型可對不同尺寸的自行車行駛公裡自動準確計數，計數範圍分0～99.9公裡、0～999米兩檔，由於採用了Cmos集成電路，所以本實用新型計數精度高，0～999米檔精度為0.4‰，在0～99.9公裡檔精度為0.04％；由於採用大屏幕液晶顯示，因此本實用新型耗電省，顯示字符大而清晰，可在陽光下清楚顯示；由於採用分體安裝，裡程計盒體通過彈性夾安裝在車體上，因此本實用新型拆裝方便，利於防盜；由於採用光電轉換方式拾取信號，因此本實用新型工作穩定可靠，不受外界因素幹擾。


圖1為本實用新型的電路圖。
圖2為本實用新型的裡程計盒體結構示意圖。
圖3為本實用新型的聯接配置安裝圖。
以下結合附圖對本實用新型的實施例加以進一步闡述參看圖1。
IC1～IC3 CD4056B 4線－七段解碼器IC4 CD4040B 十二位串行計數器IC5 CD4053B 三位BCD計數器F1－F6 CD40106B 施密特觸發6反相器D1－D9 IN4148 二極體C1－C4 電容R1－R11 電阻S1－S2 開關LCD 液晶顯示屏
V1－V2 晶體三極體D10－D11 紅外發射、接收二極體GB 乾電池參看圖2、圖3、圖4。
液晶顯示屏1、三芯插座2、電源開關3、計程選擇開關4、彈性夾5、紅外發射二極體裝飾固定體6、紅外接收二極體裝飾固定體7、帶三芯插頭信號線8、裡程計盒體9。
本實用新型以26英寸自行車為實施例將兩個分別裝有紅外發射二極體D10、紅外接收二極體D11的裝飾固定體6、7分別對應安裝在自行車前叉3／4幅條處的兩邊，發射接收兩管間相距5cm左右，且除幅條外無其它遮擋物。當自行車轉動時，每根幅條遮擋一次，電路向IC4送一個脈衝，當IC4計數到1593個脈衝(代表26英寸車行駛100米)時，它向IC5送一上進位脈衝，IC5在原計數基礎上增加一個單位，進而通過顯示電路顯示出來，代表自行車又行駛了100米，另外，顯示屏最左端的「＋」號表示1米的計數脈衝，每閃一次表示行駛了1米，每秒鐘閃動5次則表示車速為5米／秒＝18公裡／小時，所以「＋」閃動表示車在行駛，且閃動快慢表示車速的快慢。S2放在左端是以100米為單位進位的，最大顯示計程為99.9公裡，S2放在右端是以1米為單位進位的，最大顯示計程為999米，測量誤差均為0.4‰。
計數脈衝進位說明。
26英寸自行車前輪有32根幅條，轉一圈可走2.01米，可知每根幅條間距是0.0628米，當幅條掃過紅外發射接收二極體1593次，此時車輪轉動近50圈，1593×0.0628＝100.04(米)，即得出百米誤差0.04％。幅條每掃過發射接收管一次，就遮擋接收管一次，IC4就可得到一個脈衝。(其它輪徑的自行車裡程換算也同理)將1593換算成二進位數「11000111001」。取其「1」位接成與非門電路，即可實現IC4向IC5的「百米一進位」。同理，其它輪逕自行車只要將二極體與非門電路接IC4相應的「1」端即可方便實現本裡程計的互換。
權利要求1.一種液晶數字顯示自行車裡程計，由信號檢測裝置和裡程計盒體兩大部分組成，其特徵是信號檢測裝置為紅外光電轉換器，它由紅外發射二極體，紅外接收二極體和帶三芯插頭信號線組成，紅外發射二極體和紅外接收二極體分別通過裝飾固定體相對應固定安裝於自行車的前(或後)叉上；在裡程計盒體內安裝有電路板和電源，其面板上設置有液晶顯示屏、電源開關、計程選擇開關，其背面安裝有一彈性夾，在裡程計盒體的側面設置有三芯插座；通過帶三芯插頭信號線上的三蕊插頭與三蕊插座的插接配合，使信號檢測裝置與裡程計盒體聯成一體。
2.根據權利要求1所述的液晶數字顯示自行車裡程計，其特徵是裡程計電路由Cmos集成電路，LCD液晶顯示屏、紅外發射、接收二極體、二極體、三極體、電阻、電容、開關、電源等元件通過導線連接構成。
3.根據權利要求1或2所述的液晶數字顯示自行車裡程計，其特徵是裡程計電路由4線一七段解碼器IC1～IC3，十二位串行計數器IC4、三位BCD計數器IC5、施密特觸發6反相器F1～F6、二極體D1～D6、紅外發射、接收二極體D10、D11、電容C1～C4、電阻R1～R11、開關S1、S2、LCD液晶顯示屏、電晶體V1、V2、電源GB通過導線連接構成。
專利摘要本實用新型涉及一種液晶數字顯示自行車裡程計，它由信號檢測裝置和裡程計總成組成，信號檢測裝置的紅外發射、接收二極體分別對應安裝於自行車前叉的兩側，裡程計總成電路以CMOS集成電路為主體，以較大字符液晶顯示屏顯示，兩者通過信號線上插頭與插座的插接配合聯成一體，裡程計總成通過彈性夾安裝在車體可視部位。本實用新型可對不同尺寸的自行車行駛裡程自動計數，且計數精度高、顯示清晰、體積小、拆裝方便、不受外界因素幹擾、工作穩定可靠。
文檔編號G01C22/00GK2152204SQ92244640
公開日1994年1月5日 申請日期1992年12月16日 優先權日1992年12月16日
發明者趙文華, 章新華, 王誠 申請人:王誠, 趙文華, 章新華