雙傳感器數顯捲尺的製作方法

2023-06-06 05:04:11

專利名稱：雙傳感器數顯捲尺的製作方法
專利說明
一、技術領域本實用新型涉及長度測量裝置，具體來說是具有數字顯示的捲尺的製造領域。
二背景技術：
目前的機械捲尺刻度解析度是毫米，但印刷的數字單位是釐米，毫米單位的讀數只能依靠肉眼觀測來確定，讀數不方便容易出錯。
中國專利文獻公開了一種「多功能數字顯示捲尺」(專利申請號94110610)，它由機械傳動控制單元，傳感單元，專用集成電路模塊，顯示器驅動電路，顯示器等組成。其機械傳動控制單元採用尺帶利用摩擦力帶動摩擦輪轉動或者採用尺帶上的穿孔與帶刺的齒輪相吻合而傳動，從而將尺帶拉出的長度通過傳感單元轉變為電信號，經處理後，以數字顯示出測量長度。其缺陷是，上述摩擦輪式傳動的測量結果不精確；其次，尺帶的機械傳動方式使裝置結構較複雜，體積較大。
三、實用新型內容本實用新型的目的是提供一種讀數方便、測量精確的雙傳感器數顯捲尺。本新型的目的是這樣實現的一種雙傳感器數顯捲尺，包括安裝在外殼內的尺帶盒、尺帶、發條、單片機、顯示器，還包括接觸碼盤傳感器由碼盤以及具有多隻腳的電刷組成，其表面有多個碼道、碼制為循環碼的碼盤固定在外殼內，電刷一端固定在尺帶盒的端面上，電刷的腳與碼盤彈性接觸。所述尺帶盒內的尺帶刻度面上標識有黑色誤差修正條紋；還包括設置在外殼內，其信號輸出至單片機的光電傳感器由發光二極體和光電接收器組成，發光二極體和光電接收器的安裝位置正對尺帶刻度面。上述設計中，它通過接觸碼盤傳感器將尺帶盒的旋轉量變換為電信號，通過光電傳感器讀取尺帶上的黑色誤差修正條紋，由單片機進行誤差修正並計算出尺帶拉出的長度，最終以數字顯示在顯示屏上。本新型以數字直接顯示測量結果，讀數方便、直觀；本新型採用獨有的誤差校正，使測量值更準確。本實用新型還具有機械捲尺無法具備的功能，如數據保持、任意位置清零、公英制轉換、自動累加連續測量的尺寸、存儲多個測量值等。
四

圖1是本新型的主視圖；圖2是圖1的左視圖(剖面)；圖3為八碼道碼盤、兩個電刷並聯狀況示意圖；圖4為八碼道碼盤、單個電刷狀況的示意圖；圖5為尺帶與光電傳感器的示意圖。
五具體實施方式
圖2示出，尺帶盒4可轉動地安裝在外殼8內，尺帶6和發條5分別安裝在尺帶盒4的外圈和內圈，參見圖5，尺帶6上標有刻度線和黑色誤差修正條紋12，光電傳感器1安裝在外殼8內，光電傳感器1的發光二極體14和光電接收器13的安裝位置正對尺帶6刻度面；接觸碼盤傳感器由碼盤10和電刷11組成，參見圖3圖4，碼盤10固定在外殼8內，碼盤10的碼制為循環碼，碼道數4-12個，電刷11具有5-15隻腳，電刷一端固定在尺帶盒4端面上，電刷的腳與碼盤彈性接觸。可採用圖4所示八碼道碼盤和單個電刷相組合，也可採用圖3所示八碼道碼盤和兩個電刷並聯使用。接觸碼盤傳感器以及光電傳感器的信號均輸出至單片機16(單片機16安裝在碼盤10背面)，最後在顯示屏7(液晶顯示屏安裝在外殼8窗口處)上顯示出測量結果。圖1中，尺帶剎車機構由剎車片2、剎車鍵3和彈簧15組成，剎車鍵3與尺帶盒4經鉸接點3a鉸接，彈簧15設置在剎車鍵內側面與外殼8之間；剎車片2下端(對圖1中方位而言，下同)與尺帶6接觸，其上部的柱頭套在剎車鍵3上的卡口之中。
使用時，按住剎車鍵3，使剎車片2抬起，然後將尺帶6拉出外殼8，尺帶盒4和電刷11轉動，此時尺帶盒4內圈的發條5被收緊，隨著電刷11與碼盤10的相對轉動，電刷11交替接觸到碼盤10的導電和絕緣部位，觸點的電位產生變化，尺帶盒4的旋轉量變成了數位訊號，同時當尺帶6上的黑色誤差修正條紋12通過光電傳感器1時，光電傳感1上的輸出電平發生變化，從而把尺帶6拉出的準確長度輸入到單片機，由單片機修正因尺帶纏繞不均造成的誤差並計算出尺帶6拉出的準確長度，最終顯示在液晶屏上。由於誤差修正條紋的間距很大，通常為幾十到幾千毫米，只有當誤差修正條紋12接近光電傳感器1時光電傳感器1才開始工作，一旦誤差修正條紋12通過光電傳感器1，光電傳感器1立刻停止工作，因此大大降低了功耗。如需固定尺帶6，可將剎車鍵3鬆開，彈簧15處於自由狀態，使得剎車片2頂住尺帶6，否則在發條5彈簧力作用下，尺帶6自動縮回外殼8內。如需使用自動累加，數據保持，公英制轉換，讀數方向變換、存儲多個測量值等功能，可分別按各功能鍵9(安裝在外殼8的按鍵孔中與碼盤10背面接觸)實現。
權利要求1.一種雙傳感器數顯捲尺，包括安裝在外殼內的尺帶盒、尺帶、發條、單片機、顯示器，其特徵在於，還包括接觸碼盤傳感器由碼盤(10)以及具有多隻腳的電刷(11)組成，其表面有多個碼道、碼制為循環碼的碼盤(10)固定在外殼(8)內，電刷(11)一端固定在尺帶盒(4)的端面上，電刷的腳與碼盤(10)彈性接觸；所述尺帶盒(4)內的尺帶(6)刻度面上標識有黑色誤差修正條紋(12)；還包括設置在外殼內，其信號輸出至單片機(16)的光電傳感器由發光二極體(14)和光電接收器(13)組成，發光二極體(14)和光電接收器(13)的安裝位置正對尺帶(6)刻度面。
2.根據權利要求1所述的數顯捲尺，其特徵在於，所述碼盤(10)表面有4-12個碼道，所述電刷(11)有5-15隻腳，所述電刷(11)可以是1個單獨使用或兩個並聯使用。
3.根據權利要求1所述的數顯捲尺，其特徵在於，尺帶上的黑色誤差修正條紋的間距很大，為幾十到幾千毫米。
4.根據權利要求2所述的數顯捲尺，其特徵在於，所述碼盤(10)表面有8個碼道，所述電刷(11)為兩個。
5.根據權利要求1或2或3所述的數顯捲尺，其特徵在於，所述顯示器的顯示屏(7)安裝在外殼(8)的窗口處；所述單片機的功能鍵(9)安裝在外殼(8)的按鍵孔中，並與碼盤(1)背面接觸。
專利摘要一種雙傳感器數顯捲尺，包括安裝在外殼內的尺帶盒、發條、單片機、顯示器，還包括由碼盤和具有多隻腳的電刷組成的接觸碼盤傳感器，碼盤表面標識有由循環碼組成的多個碼道，碼盤固定在外殼內，電刷一端與固定在尺帶盒的端面上，電刷的腳與碼盤彈性接觸；還包括設置在外殼內的光電傳感器其發光二極體和光電接收器的安裝位置正對尺帶刻度面，尺帶刻度面上標識有黑色誤差修正條紋。它具有顯示直觀，測量準確的優點。
文檔編號G01B3/10GK2679638SQ0325008
公開日2005年2月16日 申請日期2003年8月25日 優先權日2003年8月25日
發明者李亞蘭 申請人:李亞蘭