專利名稱：微型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的指針式指示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及指針式儀表的指示裝置，具體是一種微型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的指針式指示器。
指針式指示器是指用指針轉(zhuǎn)動(dòng)的角度來(lái)表示數(shù)值的指示裝置。雖然現(xiàn)在數(shù)字顯示技術(shù)已高度發(fā)展，但由于指針式儀表具有顯示直觀、工作可靠、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，這種指示器仍在許多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，各種電工儀表和其他工業(yè)儀表、車輛上用的速度表、日常生活中用的鐘表等，都采用指針式指示器。
現(xiàn)有的指針式儀表，其指示裝置有磁電式、電磁式等，以及利用彈性元件或其它敏感變形元件的。但在某些特特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，采用上述結(jié)構(gòu)則有一定困難，有的成本高，有的轉(zhuǎn)換困難，有的抗震性能滿足不了要求，特別是要把數(shù)字量直接轉(zhuǎn)換為指示角度，都需經(jīng)過(guò)數(shù)一模轉(zhuǎn)換，這就增加了成本，降低了可靠性。步進(jìn)電機(jī)可以直接把脈沖信號(hào)變成旋轉(zhuǎn)角度，而且非常精確。
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的指針式儀表，其指示裝置應(yīng)用在某些特特殊場(chǎng)合時(shí)，存在成本高、轉(zhuǎn)換困難、可靠性差等問(wèn)題，提供一種成本低、可靠性好、體積小，當(dāng)用于智能化儀器儀表時(shí)，可以將電腦輸出的脈沖信號(hào)經(jīng)簡(jiǎn)單功率放大后直接驅(qū)動(dòng)的微型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的指針式指示器。
本實(shí)用新型所述的微型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的指針式指示器，包括只能單方向運(yùn)轉(zhuǎn)的正轉(zhuǎn)微型步進(jìn)電機(jī)、反轉(zhuǎn)微型步進(jìn)電機(jī)、上平板、下平板、指針和減速裝置。上平板和下平板通過(guò)立柱相互支撐。減速裝置安裝于上平板與下平板之間。兩個(gè)微型步進(jìn)電機(jī)裝于下平板的下面，其轉(zhuǎn)軸與減速裝置相固連。指針位于上平板之上并與減速裝置的輸出軸相固連。
所說(shuō)的減速裝置由組合齒輪、正轉(zhuǎn)電機(jī)齒輪、反轉(zhuǎn)電機(jī)齒輪和中心齒輪構(gòu)成。組合齒輪由同軸的小齒輪和大齒輪構(gòu)成。正轉(zhuǎn)電機(jī)齒輪和反轉(zhuǎn)電機(jī)齒輪分別固定在正轉(zhuǎn)微型步進(jìn)電機(jī)和反轉(zhuǎn)微型步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上并與組合齒輪大齒輪嚙合。中心齒輪與組合齒輪小齒輪嚙合。指針安裝在中心齒輪的轉(zhuǎn)軸即輸出軸上。中心齒輪上還裝有供指針退回零位的觸銷。
工作時(shí)，當(dāng)正轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)通以正負(fù)交變的脈沖時(shí)，正轉(zhuǎn)電機(jī)齒輪就順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，正轉(zhuǎn)電機(jī)齒輪與組合齒輪大齒輪嚙合，故組合齒輪大齒輪反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，而與組合齒輪大齒輪同軸的組合齒輪小齒輪與中心齒輪嚙合，使中心齒輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，與中心齒輪同軸安裝的指針便順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)正轉(zhuǎn)微型步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，反轉(zhuǎn)微型步進(jìn)電機(jī)不通電，從動(dòng)跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)反轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)通以正負(fù)交變的脈沖時(shí)，反轉(zhuǎn)電機(jī)齒輪就反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，按照和正轉(zhuǎn)相同的傳動(dòng)路線，帶動(dòng)指針?lè)磿r(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
每次開(kāi)機(jī)時(shí)先控制指針?lè)崔D(zhuǎn)，當(dāng)觸銷與電路的觸點(diǎn)接觸后電機(jī)停轉(zhuǎn)，此時(shí)指針的位置就是零點(diǎn)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是成本低、可靠性好、體積小，當(dāng)用于智能化儀器儀表時(shí)，可以將電腦的輸出脈沖信號(hào)經(jīng)簡(jiǎn)單功率放大后直接驅(qū)動(dòng)，用途廣泛，如用于電動(dòng)助力車的儀表，指示里程、速度以及電池電壓或容量等。


圖1是本實(shí)用新型微型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的指針式指示器的構(gòu)造圖；圖2是圖1的A-A剖視圖；圖3是圖1的B-B剖視圖；圖4是本實(shí)用新型微型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖。
以下結(jié)合附圖所示的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明如圖1-圖3所示，本實(shí)用新型所述的微型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的指針式指示器，包括只能單方向旋轉(zhuǎn)的正轉(zhuǎn)微型步進(jìn)電機(jī)9、反轉(zhuǎn)微型步進(jìn)電機(jī)8、上平板3、下平板1、指針12和減速裝置14。上平板3和下平板1通過(guò)立柱10相互支撐。減速裝置14安裝于上平板3與下平板1之間。正轉(zhuǎn)微型步進(jìn)電機(jī)9、反轉(zhuǎn)微型步進(jìn)電機(jī)8裝于下平板1的下面，其轉(zhuǎn)軸分別與減速裝置相固連。指針12位于上平板3之上，并與減速裝置14的輸出軸15相固連。
所說(shuō)的減速裝置14由組合齒輪5、正轉(zhuǎn)電機(jī)齒輪2、反轉(zhuǎn)電機(jī)齒輪7和中心齒輪11構(gòu)成。組合齒輪5由小齒輪4和大齒輪6構(gòu)成。正轉(zhuǎn)電機(jī)齒輪2和反轉(zhuǎn)電機(jī)齒輪7分別固定在正轉(zhuǎn)微型步進(jìn)電機(jī)9和反轉(zhuǎn)微型步進(jìn)電機(jī)8的轉(zhuǎn)軸上并與組合齒輪大齒輪6嚙合。中心齒輪11與組合齒輪小齒輪4嚙合。指針12安裝在中心齒輪的轉(zhuǎn)軸即輸出軸15上。中心齒輪11上還裝有供指針退回零位的觸銷13。
減速裝置14中各齒輪齒數(shù)，可根據(jù)所要求的每個(gè)脈沖指針轉(zhuǎn)過(guò)的角度即脈沖當(dāng)量來(lái)確定。設(shè)正轉(zhuǎn)電機(jī)齒輪2齒數(shù)為Z1，反轉(zhuǎn)電機(jī)齒輪7齒數(shù)為Z1′，組合齒輪大齒輪6齒數(shù)為Z2，組合齒輪小齒輪4齒數(shù)為Z2′，中心齒輪11齒數(shù)為Z3，微型步進(jìn)電機(jī)的步距角為180°，如要求一個(gè)脈沖指針轉(zhuǎn)過(guò)3°，則各齒輪的齒數(shù)可用Z1＝Z1′＝Z2′＝12，Z2＝Z3＝93。求得脈沖當(dāng)量為
圖4所示為本實(shí)用新型的微型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖。圖中，MPU為任何型號(hào)的單片機(jī)，P0、P1、P2、P3為其輸出口，T1、T3、T5、T7為一般的PNP三極管，而T2、T4、T6、T8為一般的NPN三極管。以正轉(zhuǎn)微型步進(jìn)電機(jī)9(M1)的驅(qū)動(dòng)為例當(dāng)P0、P1都為高時(shí)，T2、T4通，但T1、T3都不通，不能形成電流通路，電機(jī)不通電，當(dāng)P0、P1都為低時(shí)，T1、T3通，但T2、T4不通，電路仍不通。當(dāng)P0為低，P1為高時(shí)，T1、T4通，T2、T3不通，電流可按下述路線流過(guò)電機(jī)+5V→T1→M1→T4→地，而當(dāng)P0為高，P1為低時(shí)，T2、T3通，T1、T4不通，電機(jī)也可通過(guò)電流，但電流方向相反。這樣電機(jī)就可通過(guò)正負(fù)交替的脈沖電流，從而向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
權(quán)利要求1.一種微型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的指針式指示器，其特征在于包括只能單方向運(yùn)轉(zhuǎn)的正轉(zhuǎn)微型步進(jìn)電機(jī)、反轉(zhuǎn)微型步進(jìn)電機(jī)、上平板、下平板、指針和減速裝置；上平板和下平板通過(guò)立柱相互支撐，減速裝置安裝于上平板與下平板之間；兩個(gè)微型步進(jìn)電機(jī)裝于下平板的下面，其轉(zhuǎn)軸與減速裝置相固連；指針位于上平板之上并與減速裝置的輸出軸相固連。
2.按權(quán)利要求1所述的微型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的指針式指示器，其特征在于所說(shuō)的減速裝置由組合齒輪、正轉(zhuǎn)電機(jī)齒輪、反轉(zhuǎn)電機(jī)齒輪和中心齒輪構(gòu)成；組合齒輪由同軸的小齒輪和大齒輪構(gòu)成，正轉(zhuǎn)電機(jī)齒輪和反轉(zhuǎn)電機(jī)齒輪分別固定在正轉(zhuǎn)微型步進(jìn)電機(jī)和反轉(zhuǎn)微型步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上并與組合齒輪大齒輪嚙合，中心齒輪與組合齒輪小齒輪嚙合，指針安裝在中心齒輪的轉(zhuǎn)軸即輸出軸上，中心齒輪上還裝有供指針退回零位的觸銷。
專利摘要一種微型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的指針式指示器,上平板3和下平板1通過(guò)立柱10相互支撐。減速裝置14安裝于上平板3與下平板1之間。正轉(zhuǎn)微型步進(jìn)電機(jī)9、反轉(zhuǎn)微型步進(jìn)電機(jī)8裝于下平板1的下面,其轉(zhuǎn)軸分別與減速裝置相固連。指針12位于上平板3之上,并與減速裝置14的輸出軸15相固連。減速裝置14由組合齒輪5、正轉(zhuǎn)電機(jī)齒輪2、反轉(zhuǎn)電機(jī)齒輪7和中心齒輪11構(gòu)成。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是成本低、可靠性好、體積小。
文檔編號(hào)G01D7/00GK2408438SQ0020513
公開(kāi)日2000年11月29日 申請(qǐng)日期2000年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月16日
發(fā)明者楊友修, 陳達(dá)淵 申請(qǐng)人:楊友修