單行程往復式機械錶頭數據傳感器的製作方法
2023-05-30 11:50:31 1
專利名稱：單行程往復式機械錶頭數據傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及機械錶頭數據採集技術，特別涉及機械式燃氣表頭數據採集傳感
O
背景技術：
機械式燃氣表頭，其計數原理是利用燃氣的流動帶動計數碼輪轉動進行計數的。 要實現自動抄表，需要將計數碼輪的轉動轉換成電信號，除了必須保證表頭數據採集的準 確性外，由於是嵌入表頭內部的微型裝置，必須做到結構緊湊，動作準確可靠。這是一個艱 巨的任務，眾多開發人員為此進行了各種嘗試和努力，但至目前為止，尚未真正從實用角度 解決好這一難題。機械式燃氣表頭基本結構包括若干(一般6個以上)計數碼輪盤，燃氣流動帶動 計數碼輪轉動，各個計數碼輪按照一定的轉速比轉動，對用氣量進行計數並顯示數字。目 前，自動抄表系統的數據採集裝置一般由傳感器、微處理器及其外圍電路構成。傳感器對計 數碼輪的轉動進行計數採集，並將採集的數據輸入微處理器，由微處理器進行記錄、累加和 編碼傳輸。採用傳動機構驅動機械開關進行計數的表頭數據傳感器，雖然克服了光電傳感器 和磁傳感器的缺點，但同時帶來了如下問題首先，表頭數居傳感器是嵌入燃氣表頭的裝置，其採用的機械開關等零件不便於 更換，機械運動產生的勞損是影響其壽命的一個重要因素。特別是現有技術中採用的按鈕 開關(如常用的D2F-01F單刀雙擲開關)，在動作過程中，傳動機構會一直壓迫按鈕開關，使 其復位簧片(彈簧)始終處於變形狀態，壽命大大縮短。第二個問題是，現有技術的傳動機構，在計數碼輪轉動過程中其動作存在臨界點， 如果計數碼輪停在該臨界點，將會導致開關狀態不確定，影響計數的準確性。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題，就是針對現有技術的表頭數據傳感器開關壽命 短，計數不準確的缺點，提供一種單行程往復式機械錶頭數據傳感器，可以克服現有技術的 缺點。本實用新型解決所述技術問題，採用的技術方案是，單行程往復式機械錶頭數據 傳感器，包括計數碼輪、凸輪、曲臂連杆、中間傳動機構、機械開關；其特徵在於，所述凸輪通 過錐形齒輪傳動機構與所述計數碼輪聯動，所述凸輪轉動到某一位置時，驅動所述曲臂連 杆通過所述中間傳動機構按壓機械開關，在所述凸輪轉動過程中的其他位置，所述中間機 構對機械開關處於釋放狀態；具體的，所述錐形齒輪傳動機構包括第一錐形齒輪和第二錐形齒輪，所述第一錐 形齒輪與計數碼輪聯動並與第二錐形齒輪嚙合，所述第二錐形齒輪與所述凸輪固定在同一 轉動軸上；所述第一錐形齒輪轉動軸與計數碼輪轉動軸平行，所述第二錐形齒輪轉動軸與第一錐形齒輪轉動軸垂直。優選的，所述凸輪為漸開線跳躍輪，所述曲臂連杆一端與所述漸開線跳躍輪接觸， 該接觸端從所述漸開線跳躍輪最高點跳到最低點時，所述曲臂連杆另一端驅動中間傳動機 構按壓機械開關，在所述漸開線跳躍輪轉動過程中的其他位置，所述中間機構對機械開關 處於釋放狀態；進一步的，曲臂連杆與漸開線跳躍輪接觸端裝有滾輪，所述滾輪隨所述漸開線跳 躍輪轉動而滾動；具體的，所述機械開關採用型號為D2F-01F的單刀雙擲開關。本實用新型的有益效果是，中間傳動機構僅在動作點時對機械開關按壓一次，其 他時間機械開關處於釋放狀態，極大地降低了機械開關的疲勞程度，延長了機械開關的壽 命。由於採用錐形齒輪傳動機構，可以方便地設計其他零部件的安裝位置，便於降低安裝難 度，提高傳感器與表頭結構的兼容性。特別是配合漸開線跳躍輪作為凸輪，從根本上消除了 臨界點的影響，確保了計數的穩定性和可靠性。
圖1是實施例的結構示意圖；圖2是實施例的凸輪、曲臂連杆、中間傳動機構、機械開關配置關係示意圖；圖3是實施例的機械開關電氣結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例，詳細描述本實用新型的技術方案。參見圖1，本實用新型的單行程往復式機械錶頭數據傳感器包括計數碼輪51、凸 輪10、曲臂連杆2、中間傳動機構、機械開關6。凸輪10通過錐形齒輪傳動機構與所述計數 碼輪51聯動，凸輪10轉動到某一位置時，驅動曲臂連杆2帶動中間傳動機構按壓機械開關 6—次，在凸輪10轉動過程中的其他位置，中間機構對機械開關處於釋放狀態。選擇合適的 計數碼輪和傳動比，就可以實現對計數碼輪52轉動的計數採集。圖1中，錐形齒輪傳動機構由第一錐形齒輪7和第二錐形齒輪8構成。第一錐形 齒輪7通過傳動齒輪71與計數碼輪51聯動，並與第二錐形齒輪嚙合。第二錐形齒輪8的 轉動帶動同軸連接的凸輪10轉動。通過調節傳動齒輪71、第一錐形齒輪7、第二錐形齒輪 8的傳動比，可以將凸輪10的轉動與計數碼輪51的轉動同步，實現最簡單的計數採集。圖 1中，第一錐形齒輪7的轉動軸70與計數碼輪51的轉動軸50平行；第二錐形齒輪8的轉 動軸11與第一錐形齒輪轉7的動軸70垂直。通過這種錐形齒輪傳動機構，可以更方便的 配置中間傳動機構和機械開關等零部件，便於將這些零部件安裝到基座5上。
實施例本例計凸輪10、曲臂連杆2、中間傳動機構、機械開關6配置關係示如圖2所示。圖 中，中間傳動機構由牙輪30、過渡輪盤31等構成，凸輪10採用漸開線跳躍輪，其與曲臂連杆 2接觸的軌跡為漸開線，圖2中的A、B兩點為漸開線跳躍輪的最高點和最低點，A、B兩點之 間的弧線是基圓半徑為r的漸開線。曲臂連杆2 —端僅在從漸開線跳躍輪10最高點A跳到最低點B時，其另一端才驅動牙輪30轉動，牙輪30轉動到某一點時帶動過渡輪盤31按 壓機械開關6的控制杆4，產生電平變化的信號。在漸開線跳躍輪10轉動過程中的其他位 置，過渡輪盤31釋放對機械開關6控制杆4的按壓。參見圖2，過渡輪盤31外伸形成杆狀用以按壓控制杆4，牙輪30安裝在過渡輪盤 31上，可以繞軸36轉動。限位釘34固定在過渡輪盤31上，對牙輪30的運動進行限位，彈 簧33使牙輪30壓貼於限位釘34的下方。當曲臂連杆2右端由漸開線跳躍輪1的最高點 A躍向最低點B時，曲臂連杆2繞軸20轉動，其左端推動牙輪30逆時針轉動，限位釘34的 作用使過渡輪盤31與牙輪30聯動，過渡輪盤31向下按壓機械開關6的控制杆4，使機械開 關6的輸出電平變化一次。然後過渡輪盤31在彈簧32作用下沿順時針方向復位，機械開 關釋放。此刻曲臂連杆2的左端處於牙輪30的上方，漸開線跳躍輪10繼續轉動，曲臂連杆 2的左端向下運動，當接近底部位置時(曲臂連杆2的右端第二次接近A點前)，曲臂連杆 2的左端向下滑過牙輪30，到達牙輪30的下端，從而完成一個周期。彈簧21的作用是使曲 臂連杆2的右端保持與漸開線跳躍輪10的接觸，可靠地驅動牙輪30轉動。該裝置使漸開 線跳躍輪10驅動曲臂連杆2，將階躍下跳瞬間的單程下跳動作轉變為往復(雙行程)開關 執行的動作。本例的曲臂連杆2 —端裝有滾輪(圖中未示出)，滾輪與漸開線跳躍輪1的漸開 線輪廓接觸，隨漸開線跳躍輪10轉動而滾動。這種裝置了滾輪的曲臂連杆，可以降低運行 阻力，減少磨損。根據機械開關6的安裝位置、驅動形式等情況，可以將曲臂連杆1及中間 傳動機構設計成各種結構形狀，以便驅動機械開關動作。漸開線跳躍輪1的基圓半徑的取 值應根據機械開關動作行程合理選擇，以使漸開線跳躍輪10轉動過程中，曲臂連杆2由圖 2中的A點躍向B點時，可靠地驅動中間傳動機構完成開關切換的動作。本例中，機械開關選用商品型號為D2F-01F的單刀雙擲開關。圖3示出了該機械 開關的電氣結構，開關的兩個靜觸點m、n分別連接高電平和低電平，其動觸點k由控制杆4 驅動。該型開關由於特殊的結構，在高低電平轉換過程中具有非常確定的狀態，不存在電平 狀態不穩定的臨界狀態，除非受到中間傳動機構的驅動，動觸點k輸出的電平狀態不會產 生變化。本實用新型的技術方案，是在經過大量試驗和分析之後得到的。在此過程中，申請 人選擇了各種開關驅動方式，包括採用其他結構形式的驅動輪(凸輪)，無論從原理上還是 實際上都不能避免和克服開關狀態不確定現象的發生。用於計數碼輪中在使用過程中，其 停頓位置具有隨機性如果驅動輪存在臨界點，在此臨界點處開關觸點將會劇烈震蕩，示波 器上可看到一片雜亂的電壓波形，若直接計數將產生極大的計數值。通過軟體編程可以使 這個現象得到一定程度的遏制，但那終究是被動的解決方式，並且很可能不能保證百分之 百。本實用新型的這種漸開線上升、階躍下跳的驅動輪結構，從原理、根本上解決了開關的 不確定狀態。本實用新型的漸開線跳躍輪還可以降低對驅動力的要求，這對於普通燃氣表 中計數碼輪不到IOg的驅動力具有特殊的意義。本實用新型的漸開線跳躍輪轉動平穩，轉 動過程中產生的阻力，均勻分布在轉動的一周中，對表頭產生的計數誤差完全可以忽略，非 常適合嵌入燃氣表頭運行。
權利要求單行程往復式機械錶頭數據傳感器，包括計數碼輪、凸輪、曲臂連杆、中間傳動機構、機械開關；其特徵在於，所述凸輪通過錐形齒輪傳動機構與所述計數碼輪聯動，所述凸輪轉動到某一位置時，驅動所述曲臂連杆通過所述中間傳動機構按壓機械開關，在所述凸輪轉動過程中的其他位置，所述中間機構對機械開關處於釋放狀態。
2.根據權利要求1所述的單行程往復式機械錶頭數據傳感器，其特徵在於，所述錐形 齒輪傳動機構包括第一錐形齒輪和第二錐形齒輪，所述第一錐形齒輪與計數碼輪聯動並與 第二錐形齒輪嚙合，所述第二錐形齒輪與所述凸輪固定在同一轉動軸上；所述第一錐形齒 輪轉動軸與計數碼輪轉動軸平行，所述第二錐形齒輪轉動軸與第一錐形齒輪轉動軸垂直。
3.根據權利要求1或2所述的單行程往復式機械錶頭數據傳感器，其特徵在於，所述凸 輪為漸開線跳躍輪，所述曲臂連杆一端與所述漸開線跳躍輪接觸，該接觸端從所述漸開線 跳躍輪最高點跳到最低點時，所述曲臂連杆另一端驅動中間傳動機構按壓機械開關，在所 述漸開線跳躍輪轉動過程中的其他位置，所述中間機構對機械開關處於釋放狀態。
4.根據權利要求3所述的單行程往復式機械錶頭數據傳感器，其特徵在於，曲臂連杆 與漸開線跳躍輪接觸端裝有滾輪，所述滾輪隨所述漸開線跳躍輪轉動而滾動。
5.根據權利要求3所述的單行程往復式機械錶頭數據傳感器，其特徵在於，所述機械 開關採用型號為D2F-01F的單刀雙擲開關。
6.根據權利要求1或2所述的單行程往復式機械錶頭數據傳感器，其特徵在於，所述機 械開關採用型號為D2F-01F的單刀雙擲開關。
專利摘要本實用新型涉及機械式燃氣表頭數據採集傳感器。本實用新型針對現有技術的表頭數據傳感器開關壽命短，計數不準確的缺點，公開了一種單行程往復式機械錶頭數據傳感器。本實用新型的技術方案是，單行程往復式機械錶頭數據傳感器，包括計數碼輪、凸輪、曲臂連杆、中間傳動機構、機械開關，所述凸輪通過錐形齒輪傳動機構與所述計數碼輪聯動，所述凸輪轉動到某一位置時，驅動所述曲臂連杆通過所述中間傳動機構按壓機械開關，在所述凸輪轉動過程中的其他位置，所述中間機構對機械開關處於釋放狀態。本實用新型極大地降低了機械開關的疲勞程度，延長了機械開關的壽命。本實用新型結構緊湊，非常適合嵌入機械式燃氣表頭運行。
文檔編號G01F15/07GK201697674SQ20102013504
公開日2011年1月5日 申請日期2010年3月19日 優先權日2010年3月19日
發明者張長明 申請人:四川恆芯科技有限公司