智能計量儀表的數(shù)據(jù)傳感采集裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種性能穩(wěn)定可靠、傳感數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、制造簡單、成本低的智能計量儀表的數(shù)據(jù)傳感采集裝置，包括字輪盒(1)、字輪軸(5)、頭字輪(21)、若干個次字輪(22)、進(jìn)位牙輪(3)、字輪支架(6)、若干組光電傳感器(8)，字輪軸(5)與字輪支架(6)轉(zhuǎn)動連接，頭字輪(21)固定于字輪軸(5)上，次字輪(22)及頭字輪(21)分別套接于字輪支架(6)上且可繞其轉(zhuǎn)動，頭字輪(21)及次字輪(22)的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有階梯弧形面，光電傳感器(8)設(shè)置于字輪支架(6)的外表面，每組光電傳感器(8)分別與一個字輪相對應(yīng)，光電傳感器(8)通過在階梯弧形面上反射光產(chǎn)生的電流對字輪的位置進(jìn)行編碼，與預(yù)先設(shè)置的編碼表比對，測定字輪的顯示數(shù)字位置，獲取字輪的讀數(shù)信息?？蓱?yīng)用于智能計量儀表領(lǐng)域。
【專利說明】智能計量儀表的數(shù)據(jù)傳感采集裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種智能計量儀表的數(shù)據(jù)傳感采集裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著城市智能化的發(fā)展和物聯(lián)網(wǎng)的普及，目前出現(xiàn)了可數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳送并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管控的智能水表、智能電表、智能煤氣表和智能暖氣表。這類智能計量儀表需要具備顯示數(shù)據(jù)功能的數(shù)值采集器，并可將顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再將數(shù)據(jù)信號遠(yuǎn)傳出去。
[0003]中國專利申請?zhí)枮?01110274440.2的文獻(xiàn)公開了一種直讀式水表計度器，其包括數(shù)字輪、殼體和進(jìn)位輪，進(jìn)位輪安裝在數(shù)字輪的底部或側(cè)邊，數(shù)字輪每個相應(yīng)鑲嵌或涂有與感應(yīng)器相對應(yīng)的材料，在殼體內(nèi)的下部安裝2?3個對數(shù)字輪識別的傳感器，電路板安裝在殼體的底部，并通過引線將信號輸出，其是在目前傳統(tǒng)的數(shù)字輪式水表的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的。該直讀式水表計度器在數(shù)字輪上涂有一種吸光的顏色，使光感應(yīng)器發(fā)射和接受光量不同變化而感知數(shù)字輪的位置。其存在如下缺點(diǎn)和不足:所涂的顏色有衰減周期隨著時間變化而變化，所涂的顏色長期泡在液體中容易脫落，從而影響到數(shù)據(jù)采集的準(zhǔn)確性；另外在字輪上涂顏色，工藝復(fù)雜，制造成本高。
[0004]另外，目前還出現(xiàn)了對字輪面上的十個顯示數(shù)字形成三種不同明暗反射面區(qū)，從而形成反射光不同的編碼的數(shù)據(jù)采集方案，其定位準(zhǔn)確，但是其工藝復(fù)雜，對字輪燙印工藝要求高，成本高，而且穩(wěn)定性低，電子元件老化會影響到數(shù)據(jù)采集導(dǎo)致混亂，對電子元器件要求高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種性能穩(wěn)定可靠、傳感數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、制造簡單、成本低的智能計量儀表的數(shù)據(jù)傳感采集裝置。
[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:本實(shí)用新型包括字輪盒、字輪軸、頭字輪、若干個次字輪、進(jìn)位牙輪、牙輪軸，相鄰的所述次字輪之間及相鄰的所述頭字輪與所述次字輪之間通過所述進(jìn)位牙輪實(shí)現(xiàn)傳動進(jìn)位，所述智能計量儀表的數(shù)據(jù)傳感采集裝置還包括字輪支架、若干組光電傳感器，所述字輪支架固定于所述字輪盒內(nèi)，所述字輪軸與所述字輪支架相轉(zhuǎn)動連接，所述頭字輪固定于所述字輪軸上，若干個所述次字輪及所述頭字輪分別套接于所述字輪支架上且可繞所述字輪支架轉(zhuǎn)動，所述頭字輪及所述次字輪的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有至少兩種不同徑向尺寸的階梯弧形面，所述光電傳感器設(shè)置于所述字輪支架的外表面上，每組所述光電傳感器分別與一個所述頭字輪或所述次字輪相對應(yīng)設(shè)置，每組所述光電傳感器通過發(fā)射光在所述階梯弧形面上反射回來的光產(chǎn)生的電流變化對所述頭字輪及所述次字輪的位置進(jìn)行編碼，將所述編碼與預(yù)先設(shè)置的編碼表比對，測定所述頭字輪及所述次字輪的顯示數(shù)字位置，進(jìn)而獲取所述頭字輪及所述次字輪的讀數(shù)信息。
[0007]所述光電傳感器通過柔性線路板固定于所述字輪支架的外表面。
[0008]所述字輪支架上于所述柔性線路板處固定有保護(hù)罩，所述保護(hù)罩將所述柔性線路板及所述光電傳感器包罩固定，所述保護(hù)罩上于所述光電傳感器處設(shè)有發(fā)射窗口，所述保護(hù)罩固定后與所述字輪支架的整體外表呈圓柱狀。
[0009]每組所述光電傳感器中傳感器的數(shù)量至少有兩個，每組中相鄰的所述光電傳感器與其對應(yīng)的頭字輪或所述次字輪的軸心之間形成的圓心角為α，α為36°的整數(shù)倍。
[0010]所述智能計量儀表為十進(jìn)制進(jìn)位，所述頭字輪及所述次字輪的輪面上沿周向均布設(shè)有O?9共十個顯示數(shù)字，所述頭字輪及所述次字輪的內(nèi)側(cè)壁均設(shè)有三種不同徑向尺寸的階梯弧形面，對應(yīng)于輪面上的十個顯示數(shù)字的區(qū)域形成三種反射面區(qū)，通過三種反射面區(qū)形成三種不同編碼，每組所述光電傳感器中傳感器的數(shù)量為三個，每組中三個所述光電傳感器用于獲取與其對應(yīng)的三種不同徑向尺寸的階梯弧形面的光反射信息，形成該所述頭字輪或所述次字輪所在位置的三位編碼。
[0011]每組所述光電傳感器中相鄰的所述光電傳感器與其對應(yīng)的所述頭字輪或所述次字輪的軸心之間形成的圓心角為α = 72°。
[0012]所述頭字輪及所述次字輪的一個側(cè)面設(shè)有進(jìn)位撥齒、所述次字輪的另一個側(cè)面設(shè)有若干個沿周向均布的換字撥齒，低數(shù)位的所述頭字輪或所述次字輪的所述進(jìn)位撥齒與比其高一數(shù)位的所述次字輪的所述換字撥齒相對設(shè)置，且二者間通過所述進(jìn)位牙輪相嚙合傳動，低數(shù)位的所述頭字輪或所述次字輪每轉(zhuǎn)動一圈360°，其上的所述進(jìn)位撥齒帶動所述進(jìn)位牙輪轉(zhuǎn)動一次，并通過進(jìn)位牙輪傳動帶動比其高一數(shù)位的所述次字輪轉(zhuǎn)動一個進(jìn)位角度，使其顯示數(shù)字加一，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)位。
[0013]所述進(jìn)位角度為36°，低數(shù)位的所述頭字輪或所述次字輪每轉(zhuǎn)動一圈360°，比其高一數(shù)位的所述次字輪相應(yīng)轉(zhuǎn)動36°。
[0014]所述進(jìn)位撥齒的數(shù)量為兩個；所述換字撥齒、所述進(jìn)位撥齒均為圓柱型齒。
[0015]所述字輪軸上設(shè)有滾花，所述頭字輪的軸心設(shè)有固定孔，所述頭字輪通過所述固定孔套于所述字輪軸上并通過所述滾花過盈配合固定。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是:由于本實(shí)用新型包括字輪支架、若干組光電傳感器，所述字輪支架固定于所述字輪盒內(nèi)，所述字輪軸與所述字輪支架相轉(zhuǎn)動連接，所述頭字輪固定于所述字輪軸上，若干個所述次字輪及所述頭字輪分別套接于所述字輪支架上且可繞所述字輪支架轉(zhuǎn)動，所述頭字輪及所述次字輪的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有至少兩種不同徑向尺寸的階梯弧形面，所述光電傳感器設(shè)置于所述字輪支架的外表面上，每組所述光電傳感器分別與一個所述頭字輪或所述次字輪相對應(yīng)設(shè)置，每組所述光電傳感器通過發(fā)射光在所述階梯弧形面上反射回來的光產(chǎn)生的電流變化對所述頭字輪及所述次字輪的位置進(jìn)行編碼，將所述編碼與預(yù)先設(shè)置的編碼表比對，測定所述頭字輪及所述次字輪的顯示數(shù)字位置，進(jìn)而獲取所述頭字輪及所述次字輪的讀數(shù)信息；本實(shí)用新型利用光電傳感器與反射的物體距離的不同導(dǎo)致傳感器的光電流值呈線性變化這一特性，在字輪上做出不同徑向尺寸的階梯弧形面，從而通過所述光電傳感器獲得不同的光電流值，即通過光電流值與階梯尺寸及輪面的數(shù)字形成映射，通過階梯弧形面與傳感器匹配可得到多組編碼，將所述編碼與預(yù)先設(shè)置的編碼表比對，測定所述頭字輪及所述次字輪的顯示數(shù)字位置，進(jìn)而獲取所述頭字輪及所述次字輪的讀數(shù)信息，字輪與傳感器的配合階梯面不需額外加工，不需涂敷光感材料，避免了光感材料老化、褪色引起的讀數(shù)不準(zhǔn)的問題，沒有復(fù)雜的燙印工藝，字輪一次成型，光電傳感器內(nèi)置，還具有防塵，防水滲透作用，且制造工藝簡便，數(shù)據(jù)采集可靠性提高，故本實(shí)用新型性能穩(wěn)定可靠、傳感數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、制造簡單、成本低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的智能計量儀表的數(shù)據(jù)傳感采集裝置的分解結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的智能計量儀表的數(shù)據(jù)傳感采集裝置的縱斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是圖2所示的智能計量儀表的數(shù)據(jù)傳感采集裝置的A-A橫斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的字輪與進(jìn)位牙輪、字輪支架的裝配關(guān)系立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例的字輪的階梯弧形面與光電傳感器及輪面上顯示數(shù)字的對應(yīng)關(guān)系的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1?圖5所示，本實(shí)施例的智能計量儀表的數(shù)據(jù)傳感采集裝置包括字輪盒1、字輪軸5、頭字輪21、三個次字輪22、三個進(jìn)位牙輪3、牙輪軸4、字輪支架6、四組光電傳感器8，相鄰的所述次字輪22之間及相鄰的所述頭字輪21與所述次字輪22之間通過所述進(jìn)位牙輪3實(shí)現(xiàn)傳動進(jìn)位，所述字輪支架6固定于所述字輪盒I內(nèi)，所述字輪軸5與所述字輪支架6相轉(zhuǎn)動連接，所述頭字輪21固定于所述字輪軸5上，本實(shí)施例中，所述字輪軸5上設(shè)有滾花50，所述頭字輪21的軸心設(shè)有固定孔，所述頭字輪21通過所述固定孔套于所述字輪軸5上并通過所述滾花50過盈配合固定，三個所述次字輪22及所述頭字輪21分別套接于所述字輪支架6上且可繞所述字輪支架6轉(zhuǎn)動，所述光電傳感器8設(shè)置于所述字輪支架6的外表面上，本實(shí)施例中，所述光電傳感器8通過柔性線路板7固定于所述字輪支架6的外表面，所述字輪支架6上于所述柔性線路板7處固定有保護(hù)罩9，所述保護(hù)罩9將所述柔性線路板7及所述光電傳感器8包罩固定,所述保護(hù)罩9上于所述光電傳感器8處設(shè)有發(fā)射窗口 90，所述保護(hù)罩9固定后與所述字輪支架6的整體外表呈圓柱狀，每組所述光電傳感器8分別與一個所述頭字輪21或所述次字輪22相對應(yīng)設(shè)置，本實(shí)施例中，所述頭字輪21及所述次字輪22的內(nèi)側(cè)壁均設(shè)有三種不同徑向尺寸的階梯弧形面201、202、203，每組所述光電傳感器8通過發(fā)射光在所述階梯弧形面上反射回來的光產(chǎn)生的電流變化對所述頭字輪21及所述次字輪22的位置進(jìn)行編碼，將所述編碼與預(yù)先設(shè)置的編碼表比對，測定所述頭字輪21及所述次字輪22的顯示數(shù)字位置，進(jìn)而獲取所述頭字輪21及所述次字輪22的讀數(shù)信息。本實(shí)施例中，所述智能計量儀表為十進(jìn)制進(jìn)位，所述頭字輪21及所述次字輪22的輪面上沿周向均布設(shè)有O?9共十個顯示數(shù)字，所述階梯弧形面201、202、203對應(yīng)于輪面上的十個顯示數(shù)字的區(qū)域形成三種反射面區(qū)，顯示數(shù)字8、9、0、1、2的區(qū)域?yàn)锳區(qū)、顯示數(shù)字3、7的區(qū)域?yàn)锽區(qū)、顯示數(shù)字4、5、6的區(qū)域?yàn)镃區(qū)，通過三種反射面區(qū)形成三種不同編碼(A、B、C)，每組所述光電傳感器8中傳感器的數(shù)量為三個，每組中相鄰的所述光電傳感器8與其對應(yīng)的所述頭字輪21或所述次字輪22的軸心之間形成的圓心角為α =72°，每組中三個所述光電傳感器8用于獲取與其對應(yīng)的三種不同徑向尺寸的階梯弧形面201、202、203的光反射信息，形成該所述頭字輪21或所述次字輪22所在位置的三位編碼。[0023]本實(shí)施例中，所述光電傳感器8按照圖2中從左至右的順序進(jìn)行編碼形成編碼序列，每個字輪讀數(shù)為正上方的數(shù)字，則每個字輪讀數(shù)與其編碼序列的對應(yīng)關(guān)系如下表所示:
[0024]
【權(quán)利要求】
1.一種智能計量儀表的數(shù)據(jù)傳感采集裝置，包括字輪盒(1)、字輪軸(5)、頭字輪(21)、若干個次字輪(22)、進(jìn)位牙輪(3)、牙輪軸(4)，相鄰的所述次字輪(22)之間及相鄰的所述頭字輪(21)與所述次字輪(22)之間通過所述進(jìn)位牙輪(3)實(shí)現(xiàn)傳動進(jìn)位，其特征在于:所述智能計量儀表的數(shù)據(jù)傳感采集裝置還包括字輪支架出)、若干組光電傳感器(8)，所述字輪支架(6)固定于所述字輪盒(1)內(nèi)，所述字輪軸(5)與所述字輪支架(6)相轉(zhuǎn)動連接，所述頭字輪(21)固定于所述字輪軸(5)上，若干個所述次字輪(22)及所述頭字輪(21)分別套接于所述字輪支架(6)上且可繞所述字輪支架(6)轉(zhuǎn)動，所述頭字輪(21)及所述次字輪(22)的內(nèi)側(cè)壁設(shè)有至少兩種不同徑向尺寸的階梯弧形面，所述光電傳感器(8)設(shè)置于所述字輪支架(6)的外表面上，每組所述光電傳感器(8)分別與一個所述頭字輪(21)或所述次字輪(22)相對應(yīng)設(shè)置，每組所述光電傳感器(8)通過發(fā)射光在所述階梯弧形面上反射回來的光產(chǎn)生的電流變化對所述頭字輪(21)及所述次字輪(22)的位置進(jìn)行編碼，將所述編碼與預(yù)先設(shè)置的編碼表比對，測定所述頭字輪(21)及所述次字輪(22)的顯示數(shù)字位置，進(jìn)而獲取所述頭字輪(21)及所述次字輪(22)的讀數(shù)信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能計量儀表的數(shù)據(jù)傳感采集裝置，其特征在于:所述光電傳感器(8)通過柔性線路板(7)固定于所述字輪支架(6)的外表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能計量儀表的數(shù)據(jù)傳感采集裝置，其特征在于:所述字輪支架(6)上于所述柔性線路板(7)處固定有保護(hù)罩(9)，所述保護(hù)罩(9)將所述柔性線路板(7)及所述光電傳感器(8)包罩固定，所述保護(hù)罩(9)上于所述光電傳感器(8)處設(shè)有發(fā)射窗口(90)，所述保護(hù)罩(9)固定后與所述字輪支架(6)的整體外表呈圓柱狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能計量儀表的數(shù)據(jù)傳感采集裝置，其特征在于:每組所述光電傳感器(8)中傳感器的數(shù)量至少有兩個，每組中相鄰的所述光電傳感器(8)與其對應(yīng)的頭字輪(21)或所述次字輪(22)的軸心之間形成的圓心角為α，α為36°的整數(shù)倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能計量儀表的數(shù)據(jù)傳感采集裝置，其特征在于:所述智能計量儀表為十進(jìn)制進(jìn)位，所述頭字輪(21)及所述次字輪(22)的輪面上沿周向均布設(shè)有O~9共十個顯示數(shù)字，所述頭字輪(21)及所述次字輪(22)的內(nèi)側(cè)壁均設(shè)有三種不同徑向尺寸的階梯弧形面(201、202、203)，對應(yīng)于輪面上的十個顯示數(shù)字的區(qū)域形成三種反射面區(qū)，通過三種反射面區(qū)形成三種不同編碼(A、B、C)，每組所述光電傳感器(8)中傳感器的數(shù)量為三個，每組中三個所述光電傳感器(8)用于獲取與其對應(yīng)的三種不同徑向尺寸的階梯弧形面(201、202、203)的光反射信息，形成該所述頭字輪(21)或所述次字輪(22)所在位置的三位編碼。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能計量儀表的數(shù)據(jù)傳感采集裝置，其特征在于:每組所述光電傳感器(8)中相鄰的所述光電傳感器(8)與其對應(yīng)的所述頭字輪(21)或所述次字輪(22)的軸心之間形成的圓心角為α =72°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能計量儀表的數(shù)據(jù)傳感采集裝置，其特征在于:所述頭字輪(21)及所述次字輪(22)的一個側(cè)面設(shè)有進(jìn)位撥齒(28)、所述次字輪(22)的另一個側(cè)面設(shè)有若干個沿周向均布的換字撥齒(23)，低數(shù)位的所述頭字輪(21)或所述次字輪(22)的所述進(jìn)位撥齒(28)與比其高一數(shù)位的所述次字輪(22)的所述換字撥齒(23)相對設(shè)置，且二者間通過所述進(jìn)位牙輪(3)相嚙合傳動，低數(shù)位的所述頭字輪(21)或所述次字輪(22)每轉(zhuǎn)動一圈360°，其上的所述進(jìn)位撥齒(28)帶動所述進(jìn)位牙輪(3)轉(zhuǎn)動一次，并通過進(jìn)位牙輪(3)傳動帶動比其高一數(shù)位的所述次字輪(22)轉(zhuǎn)動一個進(jìn)位角度，使其顯示數(shù)字加一，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)位。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能計量儀表的數(shù)據(jù)傳感采集裝置，其特征在于:所述進(jìn)位角度為36°，低數(shù)位的所述頭字輪(21)或所述次字輪(22)每轉(zhuǎn)動一圈360°，比其高一數(shù)位的所述次字輪(22)相應(yīng)轉(zhuǎn)動36°。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的智能計量儀表的數(shù)據(jù)傳感采集裝置，其特征在于:所述進(jìn)位撥齒(28)的數(shù)量為兩個；所述換字撥齒(23)、所述進(jìn)位撥齒(28)均為圓柱型齒。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能計量儀表的數(shù)據(jù)傳感采集裝置，其特征在于:所述字輪軸(5)上設(shè)有滾花(50)，所述頭字輪(21)的軸心設(shè)有固定孔，所述頭字輪(21)通過所述固定孔套于所述字輪軸(5)上并通過所述滾花(50)過盈配合固定。
【文檔編號】G06M1/272GK203704953SQ201420041886
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】梁永富 申請人:梁永富