專利名稱：單行程往復(fù)式機械表頭數(shù)據(jù)傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及機械表頭數(shù)據(jù)采集技術(shù)，特別涉及機械式燃氣表頭數(shù)據(jù)采集傳感
O
背景技術(shù)：
機械式燃氣表頭，其計數(shù)原理是利用燃氣的流動帶動計數(shù)碼輪轉(zhuǎn)動進行計數(shù)的。 要實現(xiàn)自動抄表，需要將計數(shù)碼輪的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成電信號，除了必須保證表頭數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn) 確性外，由于是嵌入表頭內(nèi)部的微型裝置，必須做到結(jié)構(gòu)緊湊，動作準(zhǔn)確可靠。這是一個艱 巨的任務(wù)，眾多開發(fā)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(jié)構(gòu)包括若干(一般6個以上)計數(shù)碼輪盤，燃氣流動帶動 計數(shù)碼輪轉(zhuǎn)動，各個計數(shù)碼輪按照一定的轉(zhuǎn)速比轉(zhuǎn)動，對用氣量進行計數(shù)并顯示數(shù)字。目 前，自動抄表系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集裝置一般由傳感器、微處理器及其外圍電路構(gòu)成。傳感器對計 數(shù)碼輪的轉(zhuǎn)動進行計數(shù)采集，并將采集的數(shù)據(jù)輸入微處理器，由微處理器進行記錄、累加和 編碼傳輸。采用傳動機構(gòu)驅(qū)動機械開關(guān)進行計數(shù)的表頭數(shù)據(jù)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(shù)居傳感器是嵌入燃氣表頭的裝置，其采用的機械開關(guān)等零件不便于 更換，機械運動產(chǎn)生的勞損是影響其壽命的一個重要因素。特別是現(xiàn)有技術(shù)中采用的按鈕 開關(guān)(如常用的D2F-01F單刀雙擲開關(guān))，在動作過程中，傳動機構(gòu)會一直壓迫按鈕開關(guān)，使 其復(fù)位簧片(彈簧)始終處于變形狀態(tài)，壽命大大縮短。第二個問題是，現(xiàn)有技術(shù)的傳動機構(gòu)，在計數(shù)碼輪轉(zhuǎn)動過程中其動作存在臨界點， 如果計數(shù)碼輪停在該臨界點，將會導(dǎo)致開關(guān)狀態(tài)不確定，影響計數(shù)的準(zhǔn)確性。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題，就是針對現(xiàn)有技術(shù)的表頭數(shù)據(jù)傳感器開關(guān)壽命 短，計數(shù)不準(zhǔn)確的缺點，提供一種單行程往復(fù)式機械表頭數(shù)據(jù)傳感器，可以克服現(xiàn)有技術(shù)的 缺點。本實用新型解決所述技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是，單行程往復(fù)式機械表頭數(shù)據(jù) 傳感器，包括計數(shù)碼輪、凸輪、曲臂連桿、中間傳動機構(gòu)、機械開關(guān)；其特征在于，所述凸輪通 過錐形齒輪傳動機構(gòu)與所述計數(shù)碼輪聯(lián)動，所述凸輪轉(zhuǎn)動到某一位置時，驅(qū)動所述曲臂連 桿通過所述中間傳動機構(gòu)按壓機械開關(guān)，在所述凸輪轉(zhuǎn)動過程中的其他位置，所述中間機 構(gòu)對機械開關(guān)處于釋放狀態(tài)；具體的，所述錐形齒輪傳動機構(gòu)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(shù)碼輪聯(lián)動并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(zhuǎn)動軸上；所述第一錐形齒輪轉(zhuǎn)動軸與計數(shù)碼輪轉(zhuǎn)動軸平行，所述第二錐形齒輪轉(zhuǎn)動軸與第一錐形齒輪轉(zhuǎn)動軸垂直。優(yōu)選的，所述凸輪為漸開線跳躍輪，所述曲臂連桿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，所述曲臂連桿另一端驅(qū)動中間傳動機 構(gòu)按壓機械開關(guān)，在所述漸開線跳躍輪轉(zhuǎn)動過程中的其他位置，所述中間機構(gòu)對機械開關(guān) 處于釋放狀態(tài)；進一步的，曲臂連桿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(zhuǎn)動而滾動；具體的，所述機械開關(guān)采用型號為D2F-01F的單刀雙擲開關(guān)。本實用新型的有益效果是，中間傳動機構(gòu)僅在動作點時對機械開關(guān)按壓一次，其 他時間機械開關(guān)處于釋放狀態(tài)，極大地降低了機械開關(guān)的疲勞程度，延長了機械開關(guān)的壽 命。由于采用錐形齒輪傳動機構(gòu)，可以方便地設(shè)計其他零部件的安裝位置，便于降低安裝難 度，提高傳感器與表頭結(jié)構(gòu)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(shù)的穩(wěn)定性和可靠性。

圖1是實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是實施例的凸輪、曲臂連桿、中間傳動機構(gòu)、機械開關(guān)配置關(guān)系示意圖；圖3是實施例的機械開關(guān)電氣結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例，詳細描述本實用新型的技術(shù)方案。參見圖1，本實用新型的單行程往復(fù)式機械表頭數(shù)據(jù)傳感器包括計數(shù)碼輪51、凸 輪10、曲臂連桿2、中間傳動機構(gòu)、機械開關(guān)6。凸輪10通過錐形齒輪傳動機構(gòu)與所述計數(shù) 碼輪51聯(lián)動，凸輪10轉(zhuǎn)動到某一位置時，驅(qū)動曲臂連桿2帶動中間傳動機構(gòu)按壓機械開關(guān) 6—次，在凸輪10轉(zhuǎn)動過程中的其他位置，中間機構(gòu)對機械開關(guān)處于釋放狀態(tài)。選擇合適的 計數(shù)碼輪和傳動比，就可以實現(xiàn)對計數(shù)碼輪52轉(zhuǎn)動的計數(shù)采集。圖1中，錐形齒輪傳動機構(gòu)由第一錐形齒輪7和第二錐形齒輪8構(gòu)成。第一錐形 齒輪7通過傳動齒輪71與計數(shù)碼輪51聯(lián)動，并與第二錐形齒輪嚙合。第二錐形齒輪8的 轉(zhuǎn)動帶動同軸連接的凸輪10轉(zhuǎn)動。通過調(diào)節(jié)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(zhuǎn)動與計數(shù)碼輪51的轉(zhuǎn)動同步，實現(xiàn)最簡單的計數(shù)采集。圖 1中，第一錐形齒輪7的轉(zhuǎn)動軸70與計數(shù)碼輪51的轉(zhuǎn)動軸50平行；第二錐形齒輪8的轉(zhuǎn) 動軸11與第一錐形齒輪轉(zhuǎn)7的動軸70垂直。通過這種錐形齒輪傳動機構(gòu)，可以更方便的 配置中間傳動機構(gòu)和機械開關(guān)等零部件，便于將這些零部件安裝到基座5上。
實施例本例計凸輪10、曲臂連桿2、中間傳動機構(gòu)、機械開關(guān)6配置關(guān)系示如圖2所示。圖 中，中間傳動機構(gòu)由牙輪30、過渡輪盤31等構(gòu)成，凸輪10采用漸開線跳躍輪，其與曲臂連桿 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。曲臂連桿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(qū)動牙輪30轉(zhuǎn)動，牙輪30轉(zhuǎn)動到某一點時帶動過渡輪盤31按 壓機械開關(guān)6的控制桿4，產(chǎn)生電平變化的信號。在漸開線跳躍輪10轉(zhuǎn)動過程中的其他位 置，過渡輪盤31釋放對機械開關(guān)6控制桿4的按壓。參見圖2，過渡輪盤31外伸形成桿狀用以按壓控制桿4，牙輪30安裝在過渡輪盤 31上，可以繞軸36轉(zhuǎn)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壓貼于限位釘34的下方。當(dāng)曲臂連桿2右端由漸開線跳躍輪1的最高點 A躍向最低點B時，曲臂連桿2繞軸20轉(zhuǎn)動，其左端推動牙輪30逆時針轉(zhuǎn)動，限位釘34的 作用使過渡輪盤31與牙輪30聯(lián)動，過渡輪盤31向下按壓機械開關(guān)6的控制桿4，使機械開 關(guān)6的輸出電平變化一次。然后過渡輪盤31在彈簧32作用下沿順時針方向復(fù)位，機械開 關(guān)釋放。此刻曲臂連桿2的左端處于牙輪30的上方，漸開線跳躍輪10繼續(xù)轉(zhuǎn)動，曲臂連桿 2的左端向下運動，當(dāng)接近底部位置時(曲臂連桿2的右端第二次接近A點前)，曲臂連桿 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 臂連桿2的右端保持與漸開線跳躍輪10的接觸，可靠地驅(qū)動牙輪30轉(zhuǎn)動。該裝置使?jié)u開 線跳躍輪10驅(qū)動曲臂連桿2，將階躍下跳瞬間的單程下跳動作轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)(雙行程)開關(guān) 執(zhí)行的動作。本例的曲臂連桿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(zhuǎn)動而滾動。這種裝置了滾輪的曲臂連桿，可以降低運行 阻力，減少磨損。根據(jù)機械開關(guān)6的安裝位置、驅(qū)動形式等情況，可以將曲臂連桿1及中間 傳動機構(gòu)設(shè)計成各種結(jié)構(gòu)形狀，以便驅(qū)動機械開關(guān)動作。漸開線跳躍輪1的基圓半徑的取 值應(yīng)根據(jù)機械開關(guān)動作行程合理選擇，以使?jié)u開線跳躍輪10轉(zhuǎn)動過程中，曲臂連桿2由圖 2中的A點躍向B點時，可靠地驅(qū)動中間傳動機構(gòu)完成開關(guān)切換的動作。本例中，機械開關(guān)選用商品型號為D2F-01F的單刀雙擲開關(guān)。圖3示出了該機械 開關(guān)的電氣結(jié)構(gòu)，開關(guān)的兩個靜觸點m、n分別連接高電平和低電平，其動觸點k由控制桿4 驅(qū)動。該型開關(guān)由于特殊的結(jié)構(gòu)，在高低電平轉(zhuǎn)換過程中具有非常確定的狀態(tài)，不存在電平 狀態(tài)不穩(wěn)定的臨界狀態(tài)，除非受到中間傳動機構(gòu)的驅(qū)動，動觸點k輸出的電平狀態(tài)不會產(chǎn) 生變化。本實用新型的技術(shù)方案，是在經(jīng)過大量試驗和分析之后得到的。在此過程中，申請 人選擇了各種開關(guān)驅(qū)動方式，包括采用其他結(jié)構(gòu)形式的驅(qū)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(guān)狀態(tài)不確定現(xiàn)象的發(fā)生。用于計數(shù)碼輪中在使用過程中，其 停頓位置具有隨機性如果驅(qū)動輪存在臨界點，在此臨界點處開關(guān)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(shù)將產(chǎn)生極大的計數(shù)值。通過軟件編程可以使 這個現(xiàn)象得到一定程度的遏制，但那終究是被動的解決方式，并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(qū)動輪結(jié)構(gòu)，從原理、根本上解決了開關(guān)的 不確定狀態(tài)。本實用新型的漸開線跳躍輪還可以降低對驅(qū)動力的要求，這對于普通燃氣表 中計數(shù)碼輪不到IOg的驅(qū)動力具有特殊的意義。本實用新型的漸開線跳躍輪轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，轉(zhuǎn) 動過程中產(chǎn)生的阻力，均勻分布在轉(zhuǎn)動的一周中，對表頭產(chǎn)生的計數(shù)誤差完全可以忽略，非 常適合嵌入燃氣表頭運行。
權(quán)利要求單行程往復(fù)式機械表頭數(shù)據(jù)傳感器，包括計數(shù)碼輪、凸輪、曲臂連桿、中間傳動機構(gòu)、機械開關(guān)；其特征在于，所述凸輪通過錐形齒輪傳動機構(gòu)與所述計數(shù)碼輪聯(lián)動，所述凸輪轉(zhuǎn)動到某一位置時，驅(qū)動所述曲臂連桿通過所述中間傳動機構(gòu)按壓機械開關(guān)，在所述凸輪轉(zhuǎn)動過程中的其他位置，所述中間機構(gòu)對機械開關(guān)處于釋放狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單行程往復(fù)式機械表頭數(shù)據(jù)傳感器，其特征在于，所述錐形 齒輪傳動機構(gòu)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(shù)碼輪聯(lián)動并與 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(zhuǎn)動軸上；所述第一錐形齒 輪轉(zhuǎn)動軸與計數(shù)碼輪轉(zhuǎn)動軸平行，所述第二錐形齒輪轉(zhuǎn)動軸與第一錐形齒輪轉(zhuǎn)動軸垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單行程往復(fù)式機械表頭數(shù)據(jù)傳感器，其特征在于，所述凸 輪為漸開線跳躍輪，所述曲臂連桿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，所述曲臂連桿另一端驅(qū)動中間傳動機構(gòu)按壓機械開關(guān)，在所 述漸開線跳躍輪轉(zhuǎn)動過程中的其他位置，所述中間機構(gòu)對機械開關(guān)處于釋放狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單行程往復(fù)式機械表頭數(shù)據(jù)傳感器，其特征在于，曲臂連桿 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(zhuǎn)動而滾動。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的單行程往復(fù)式機械表頭數(shù)據(jù)傳感器，其特征在于，所述機械 開關(guān)采用型號為D2F-01F的單刀雙擲開關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單行程往復(fù)式機械表頭數(shù)據(jù)傳感器，其特征在于，所述機 械開關(guān)采用型號為D2F-01F的單刀雙擲開關(guān)。
專利摘要本實用新型涉及機械式燃氣表頭數(shù)據(jù)采集傳感器。本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的表頭數(shù)據(jù)傳感器開關(guān)壽命短，計數(shù)不準(zhǔn)確的缺點，公開了一種單行程往復(fù)式機械表頭數(shù)據(jù)傳感器。本實用新型的技術(shù)方案是，單行程往復(fù)式機械表頭數(shù)據(jù)傳感器，包括計數(shù)碼輪、凸輪、曲臂連桿、中間傳動機構(gòu)、機械開關(guān)，所述凸輪通過錐形齒輪傳動機構(gòu)與所述計數(shù)碼輪聯(lián)動，所述凸輪轉(zhuǎn)動到某一位置時，驅(qū)動所述曲臂連桿通過所述中間傳動機構(gòu)按壓機械開關(guān)，在所述凸輪轉(zhuǎn)動過程中的其他位置，所述中間機構(gòu)對機械開關(guān)處于釋放狀態(tài)。本實用新型極大地降低了機械開關(guān)的疲勞程度，延長了機械開關(guān)的壽命。本實用新型結(jié)構(gòu)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(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者張長明 申請人:四川恒芯科技有限公司