磁開關式自行車計程器的製作方法

2023-10-08 03:50:44

專利名稱：磁開關式自行車計程器的製作方法
技術領域：
一種磁開關式自行車計程器屬於車輛輔助設備製造技術領域。
目前自行車及其它人力車的計程器主要是機械式的，其缺點是有阻力，計程精度低，只有0.1KM，且使用壽命也短。最近出現一種以磁鐵及幹簧管作為傳感器，再用袖珍計算器進行累加顯示的計程器，它因為傳感器與車輪之間無接觸，從而解決了由於車輪在行進中的阻力及機械磨損所帶來的問題，因而大大提高了計程精度及使用壽命，但還存在著如下缺點1.使用不方便。在每次使用時必須人工把車輪的周長送入計算器，然後再按連加鍵方可使用；2.可靠性差。在計程時往往會由於擠壓或其他誤動作而觸動計算器上某個按鈕而造成計程錯誤或停止，而且其計算器與放大器是分立的，不僅易斷線而且整體結構鬆散無法一體化使用；3.不能計量速度值。
本實用新型的目的在於提供一種既可計程又可測速、可自動予置車輪周長、使用方便且可靠性高的磁開關式自行車計程器。
本實用新型的特徵在於除了一般的磁開關式傳感器及其固定件、計數器和顯示器外，它還含有一個由D－K觸發器1、D－K觸發器2、振蕩電路3、開關觸發電路4、二分頻電路5、十進位計數解碼器6和模擬開關7構成的初值予置電路，其中，二分頻電路5的輸入端與由磁鐵8和幹簧管9構成的磁開關式傳感器的輸出端相連，該二分頻電路5的輸出端同時與D－K觸發器2的時鐘輸入端和開關觸發電路4的輸入端相連，D－K觸發器2的輸出端與振蕩電路3的輸入端相連，D－K觸發器1的時鐘輸入端與十進位計數解碼器6的進位脈衝輸出端相連，D－K觸發器1的輸出端與十進位計數解碼器6的時鐘輸入端相連後再送往開關觸發電路4的另一個輸入端，模擬開關7的各輸入端分別與十進位計數解碼器6的輸出端、開關觸發電路4的輸出端相連，兩個D－K觸發器的復位端和十進位計數解碼器6的復位端相連，初值予置電路通過模擬開關7的輸出端與計數器10的輸入端相連，後者的輸出直接送往顯示器11的輸入端，由阻容構成的起動復位電路12的輸出端分別與D－K觸發器1、2和十進位計數解碼器6的復位端相連，其輸入端與電源相接。此外，二分頻電路5的時鐘輸入端同時與一個由精密單穩電路13、阻容濾波電路14、開關三極體T和電流表G構成的速度顯示電路相連，其中，二分頻電路5的時鐘輸入端與精密單穩電路13的輸入端相連，其輸出送往阻容濾波電路14，開關三極體T的發射極與電流表G串聯後通過其基極並聯於濾波電容上再接地。本計程器的電路框圖見

圖1。
經使用證明本計程器可事先一次性地予置車輪的周長值並顯示自行車的裡程和車速而且可靠性也大為提高。
為了在下面結合實施例對本實用新型作更詳盡介紹，現把本申請文件所使用的附圖名稱及編號簡介如下圖1.磁開關式自行車計程器的電路方框圖；圖2.磁開關式自行車計程器的電路原理圖；圖3.LI3033M晶片管腳圖；圖4.LI3033M晶片的鍵盤接線圖；圖5.磁鐵的安裝結構圖；圖6.幹簧管盒的剖面圖；圖7.計程器的裡程表的支架的示意圖；實施例請見圖2－4。兩個D－K觸發電路合用一個晶片CD4013，用U1表示。振蕩電路和開關觸發電路合用一個晶片CD4011，用U2A、U2B、U2C、和U2D表示，它們都由兩個與非門如圖2所示連接而成，十進位計數解碼器用的是晶片CD4017，用U3表示。模擬開關由兩塊晶片CD4066構成，用U4和U5表示，二分頻電路是用晶片CD4013，用U6表示，U1－U6構成車輪周長的初值予置電路，它們之間的連接如圖2所示。精密單穩電路使用晶片CD4538，用U7表示。計數器用的是晶片LI3033M，用U8表示。LCD顯示器用晶片SOL0020E，用U9表示。開關三極體可用S9014型的。電流表用G表示。VCC是電源，R1－R7是電阻，C1－C4是電容，C4、R5是確定單穩延時周期的。各晶片上的阿拉伯數字代表它們的管腳號。
現以車輪周長為2.07米時的計程過程為例對本實用新型予以詳細說明。該過程可分為車輪周長予置和裡程、速度計數兩個階段。在前一階段，當接通電源後便產生一個正脈衝，使U1、U3處於復位狀態，即U1的Q1、Q2處於低電位，振蕩電路及開關觸發電路不工作，其輸出端處於低電位，U5的管腳10、11都處於斷開狀態，相應地U8的管腳43、36也斷開，晶片LI3033M的「＝」鍵斷開；U3處於復位狀態，使其Q1－Q9都處於低電位，使得U4的管腳13、6、12、5和U5的管腳13無輸入，U4相應的輸出端1和2、8和9、10和11、3和4以及U5的輸出端1和2也斷開，使得模擬開關U8的管腳33和46、36和46、31和46、45和33、43和31所對應的鍵號「2」、「.」、「0」、「7」和「＋」都斷開；但U5的輸入端管腳5處有正脈衝輸入，使U5的輸出管腳3和4處於接通狀態，相應地，U8輸入管腳42和31也接通，使「ON」鍵接通，計算器晶片通電，顯示器顯示值為零。由於在靠近車軸的輻條上相對地安裝有兩塊磁鐵，而把幹簧管用一個小盒固定在自行車前(或後)叉與車輪上的磁鐵相對應的位置上，使得車輪每轉動一周在幹簧管的輸出端可得到兩個開關信號。它們經二分頻電路分頻後便在U6的Q端輸出一個正脈衝。它送入U1的時鐘輸入端CLOCK2，使Q2端變為高電位，振蕩電路便有輸出脈衝送往U3的CLOCK端，使Q1變為高電位，接通模擬開關U4中的開關1和2，使晶片LI3033M的管腳46和33接通，鍵盤向計數器置入「2」，第3、第5、第7個振蕩脈衝依次使Q3、Q5、Q7變為高電位，分別依次向計數器置入「.」、「0」、「7」，第9個脈衝來到時使LI3033M的管腳43和31接通，鍵盤向計數器置入「＋」號。至此，車輪周長予置完畢，進入計數階段。只要改變模擬開關輸出端與晶片LI3033M之間的連接方式，便可置入不同的車輪周長值。當第10個振蕩脈衝到來時，U3的進位輸出端CY便向U1的時鐘輸入端CLOCK1送入一個正脈衝，使Q1變為高電位，其結果一方面輸入給U3的反向時鐘輸入端腳13把其狀態鎖定，停止計數；同時打開開關觸發電路使U2C的管腳13變為高電位。當U6的Q端有第2個脈衝輸出時，開關觸發電路的U2D便輸出第一個正脈衝，使U5的輸入端管腳12變為高電位，於是，U5的輸出端管腳10和11便相連接，使晶片LI3033M的管腳43和36接通，鍵盤便向計數器置入「＝」，記入第二圈時的車輪周長2.07米。於是，車輪每轉一圈，U6的Q端便輸出一個正脈衝，這相當於按一下計數器的「＝」鍵，連加一次車輪周長值，一直到自行車停止為止。下面介紹速度的計數。自行車每轉一圈，便有兩個脈衝送入U7的管腳11，車速越快，單位時間內轉動的圈數便越多，相應地單位時間內輸入的脈衝數便越多。而單穩電路的輸出脈寬是由R5和C4的乘積決定的，若按最高車速下的輸入脈衝數來設計單穩電路的輸出脈寬，U7輸出端輸出脈衝的佔空比便可用於反映速度值。車速低，輸入脈衝少，佔空比就小，平均電壓值就低。例如一般自行車最快時速為40KM／H，26型自行車車輪周長為2.07米，相應於最快時速，26型車的轉速為每秒5.4圈，即當每圈發出2個脈衝時，每秒有近11個脈衝送入U7的輸入端。如把速度表的最大示值設定為40KM／H，則只要調整R5和C4使其輸出脈寬為1／10.8秒即可。U7的輸出脈衝通過由R7、C5組成的濾波電路變為較平穩的直流電壓，再改變電流表的刻度盤便可達到顯示速度的目的。
下面簡述一下傳感器的安裝及其結構。磁鐵8嵌入塑料板15的孔中並用粘結劑粘住，16和17是用於嵌入靠近車軸處的輻條內的溝槽，18是固定孔，從中穿入一個螺釘把塑料板15和放在它下面且位於輻條另一側的固定鐵片固定，圖5是其安裝結構圖。相對於車軸共有兩塊。圖6是幹簧管盒的剖面圖。19是盒底，20是幹簧管，21和22是其兩根輸出引線，23是固定孔，可以把盒用螺釘固定在自行車前(或後)叉的與車輪上的磁鐵相應的位置上。圖7是計程器中裡程表的支架的示意圖。其中，24是支架，它的一個作用是通過其上的孔25和26以及一個位於其下且套在車把上的一個金屬片用螺釘把支架固定在車把上。它的第二個作用是使幹簧管的引出線與裝有全部電路晶片的裡程表內的晶片U7的管腳CLOCK端相連。裡程表通過其底部左、右兩個卡槽從兩端把支架卡入槽內，於是支架左、右兩個槽內的金屬簧片27、28與位於裡程表底部的兩個凸起的金屬接線柱相接觸，金屬簧片27、28分別與幹簧管引出線相連，而兩個金屬接線柱分別與U7的管腳CLOCK端及裡程表的地線相連。整個計程器便由磁鐵、幹簧管盒、支架與裡程表構成，裡程表的裝卸也很方便，其他部位都是和車身相連的。
使用證明本計程器可同時進行裡程和車速計量，可靠性高，且不必每次都予置車輪周長，使用、維修都較方便。
權利要求1.一種磁開關式自行車計程器，包含有磁開關式傳感器及其固定用的附件、計數器和顯示器，其特徵在於，它還含有一個由D-K觸發器(1)、D-K觸發器(2)、振蕩電路(3)、開關觸發電路(4)、二分頻電路(5)、十進位計數解碼器(6)和模擬開關(7)構成的初值予置電路，其中，二分頻電路(5)的輸入端與由磁鐵(8)和幹簧管(9)構成的磁開關式傳感器的輸出端相連，該二分頻電路(5)的輸出端同時與D-K觸發器(2)的時鐘輸入端和開關觸發電路(4)的輸入端相連，D-K觸發器(2)的輸出端與振蕩電路(3)的輸入端相連，D-K觸發器(1)的時鐘輸入端與十進位計數解碼器(6)的進位脈衝輸出端相連，D-K觸發器(1)的輸出端與十進位計數解碼器(6)的時鐘輸入端相連後再送往開關觸發電路(4)的另一個輸入端，模擬開關(7)的各輸入端分別與十進位計數解碼器(6)的輸出端、開關觸發電路(4)的輸出端相連、兩個D-K觸發器(1)、(2)的復位端和十進位計數解碼器(6)的復位端相連，初值予置電路通過模擬開關(7)的輸出端與計數器(10)的輸入端相連，後者的輸出直接送往顯示器(11)的輸入端，由阻容構成的起動復位電路(12)的輸出端分別與D-K觸發器(1)、(2)和十進位計數解碼器(6)的復位端連接，其輸入端與電源相接。
2.根據權利要求1所述的磁開關式自行車計程器，其特徵在於，二分頻電路(5)的時鐘輸入端同時與一個由精密單穩電路(13)、阻容濾波電路(14)、開關三極體T和電流表G構成的速度顯示電路相連，其中，二分頻電路(5)的時鐘輸入端與精密單穩電路(13)的輸入端相連，其輸出送往阻容濾波電路(14)，開關三極體T的發射極與電流表G串聯後通過其基極並聯於濾波電容上並接地。
3.根據權利要求1所述的磁開關式自行車計程器，其特徵在於，所述的開關觸發電路(4)由兩個與非門串聯構成。
4.根據權利要求1所述的磁開關式自行車計程器，其特徵在於，所述的振蕩電路(3)由兩個與非門連接而成。
5.根據權利要求1所述的磁開關式自行車計程器，其特徵在於，D－K觸發器(1)和(2)用的是晶片CD4013。
6.根據權利要求1所述的磁開關式自行車計程器，其特徵在於，所述的模擬開關(7)用的是兩個晶片CD4066。
專利摘要一種磁開關式自行車計程器，屬於車輛輔助設備。其特徵在於其裡程表內含有一個由兩個D—K觸發器、振蕩電路、開關觸發電路、二分頻電路、十進位計數解碼器和模擬開關構成的車輪周長預置電路，同時還有一個由單穩電路、阻容濾波器、三極體和電流表構成的車速顯示電路。裡程表輸入端和由磁鐵、幹簧管構成的傳感器的輸出端通過一個固定在車把上的支架相電連接。它具有可預置車輪周長、可同時進行裡程和車速顯示以及可靠性高等優點。
文檔編號G01C22/00GK2145981SQ9320488
公開日1993年11月10日 申請日期1993年3月6日 優先權日1993年3月6日
發明者曹佩祥, 關裔煌 申請人:曹佩祥