專利名稱：一種帶有電編碼輸出接口的機(jī)械計(jì)數(shù)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種機(jī)械式計(jì)數(shù)裝置。一種以機(jī)械方式計(jì)數(shù)，同時(shí)利用定位器和位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器對(duì)機(jī)械計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輪進(jìn)行位置識(shí)別和數(shù)據(jù)編碼，使機(jī)械計(jì)數(shù)器帶有電編碼數(shù)據(jù)輸出接口為特征的機(jī)械計(jì)數(shù)器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的機(jī)械計(jì)數(shù)器，是由機(jī)械計(jì)數(shù)輪、進(jìn)位傳遞輪按所需計(jì)數(shù)的位數(shù)串聯(lián)組成。計(jì)數(shù)輪上有計(jì)數(shù)輸入齒，指示數(shù)據(jù)的數(shù)字，進(jìn)位輸出齒，但是，由于現(xiàn)有的機(jī)械計(jì)數(shù)器沒有向外界輸出數(shù)據(jù)的電接口，只能指示計(jì)量結(jié)果，而無法將此數(shù)據(jù)以電信號(hào)的形式輸出，在需要進(jìn)行自動(dòng)數(shù)據(jù)采集等領(lǐng)域，其應(yīng)用受到極大的限制。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的機(jī)械計(jì)數(shù)器不能直接輸出其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)之不足，本實(shí)用新型提供一種帶有電編碼輸出接口的機(jī)械計(jì)數(shù)器，它以機(jī)械方式計(jì)數(shù)，又具有電輸出接口，使得機(jī)械計(jì)數(shù)器所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)能以電信號(hào)的形式輸出，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送和數(shù)據(jù)處理。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在計(jì)數(shù)輪上設(shè)置一個(gè)定位器，定位器固定在計(jì)數(shù)輪上，隨計(jì)數(shù)輪轉(zhuǎn)動(dòng)另外設(shè)置一個(gè)位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器，位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器固定在支撐計(jì)數(shù)輪轉(zhuǎn)軸的支架上，計(jì)數(shù)輪相對(duì)于位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器是轉(zhuǎn)動(dòng)的，計(jì)數(shù)輪在計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器對(duì)定位器的位置進(jìn)行跟蹤識(shí)別，并將計(jì)數(shù)輪位置所代表的數(shù)據(jù)按一定規(guī)則進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼，此編碼數(shù)據(jù)可以電信號(hào)形式輸出。
本實(shí)用新型的有益效果是計(jì)數(shù)時(shí)，跟傳統(tǒng)的機(jī)械計(jì)數(shù)器完全一樣，不消耗電能，不受電磁干擾的影響，工作穩(wěn)定可靠；在主控制器需要讀取儲(chǔ)存在計(jì)數(shù)輪上的數(shù)據(jù)時(shí)，在位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器上加必要的電壓和控制信號(hào)，就可以將數(shù)據(jù)輪上所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)讀取，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。


圖1是帶有電編碼輸出接口的1位機(jī)械計(jì)數(shù)器的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是機(jī)械計(jì)數(shù)輪實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是以機(jī)電方式實(shí)現(xiàn)的8421制編碼的計(jì)數(shù)輪定位器實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
圖4是以機(jī)電方式實(shí)現(xiàn)的8421制編碼的位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器—編碼盤及編碼數(shù)據(jù)輸出電接口實(shí)施例。
圖5是以磁電方式或光電方式實(shí)現(xiàn)的十進(jìn)制編碼的位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器—編碼盤及編碼數(shù)據(jù)輸出電接口實(shí)施例。
圖6是以磁電方式或光電方式實(shí)現(xiàn)的十進(jìn)制計(jì)數(shù)輪定位器實(shí)施例。
圖中，1.計(jì)數(shù)輪，2.定位器，3.位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器，4.計(jì)數(shù)齒，5.進(jìn)位齒，6.定位器支座，7.以8421制編碼的計(jì)數(shù)器位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器與主控制器的電接口。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)如圖1所示，由三部分組成①機(jī)械計(jì)數(shù)輪1(參見圖2)，②固定于計(jì)數(shù)輪上的定位器2(參見圖3，圖6)，③計(jì)數(shù)輪相對(duì)于其轉(zhuǎn)動(dòng)的位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器3(參見圖4，圖5)。
機(jī)械計(jì)數(shù)輪1，如圖2所示，它與傳統(tǒng)的機(jī)械計(jì)數(shù)器基本相同，中間是一個(gè)軸孔，套在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)；一端有計(jì)數(shù)齒4，每來一個(gè)計(jì)數(shù)動(dòng)作，輪子就轉(zhuǎn)過一定角度；另一端有進(jìn)位齒5，當(dāng)輪子轉(zhuǎn)過一定角度，就帶動(dòng)高位計(jì)數(shù)輪轉(zhuǎn)過相應(yīng)的角度。在計(jì)數(shù)輪周表面標(biāo)上記號(hào)(數(shù)字0～9)，當(dāng)計(jì)數(shù)輪1繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輪周表面的記號(hào)隨輪子相對(duì)于固定參照點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在參照點(diǎn)觀察到不同的標(biāo)記就可知輪子轉(zhuǎn)過的角度，以此來計(jì)量和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
定位器2固定于計(jì)數(shù)輪1上，位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器3則固定于支承計(jì)數(shù)輪轉(zhuǎn)軸的支架上。當(dāng)計(jì)數(shù)輪1繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定在計(jì)數(shù)輪1上的定位器2也同時(shí)相對(duì)于位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器3轉(zhuǎn)動(dòng)，由位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器3檢測(cè)出定位器2的位置信息，進(jìn)行編碼，此信息能以電信號(hào)的形式輸出供數(shù)據(jù)傳輸和處理用。
定位器2和位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器3可以是機(jī)電式的，也可以是磁電式或光電式的。
現(xiàn)以8421制編碼的機(jī)電式定位、位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器為例說明如下作為機(jī)電式定位器的一個(gè)例子，如圖3所示，為一導(dǎo)電彈性簧片，上有4個(gè)簧片觸點(diǎn)A、B、C、D，當(dāng)它固定在計(jì)數(shù)輪上時(shí)，A、B、C、D4點(diǎn)連線與輪子轉(zhuǎn)軸的軸心相交，計(jì)數(shù)輪繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，A、B、C、D4點(diǎn)的軌跡分別是4個(gè)不同半徑的同心圓。
位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器如圖4所示，基板為絕緣材料，圖中所示線條為固定附著在基板上的導(dǎo)體(現(xiàn)由印制電路板做成)。
由圖可見，中心為一圓孔，當(dāng)它與計(jì)數(shù)輪裝配在一起時(shí)，該孔與轉(zhuǎn)軸同心，定位器的觸點(diǎn)A、B、C、D與其表面緊密接觸，當(dāng)A、B、C、D觸點(diǎn)與基板上的導(dǎo)體接觸時(shí)，它們是電連接的。
如圖所示，圖中的導(dǎo)電銅箔由若干同心的圓形或圓弧形線條加一些引線組成。圖4下部標(biāo)著“O8”、“O4”、“O2”、“O1”及“V”的5個(gè)端點(diǎn)為電編碼器與外界的電接點(diǎn)，其中“V”端接電源正端，為輸入端，其它4端為數(shù)據(jù)電信號(hào)輸出端。
圖中標(biāo)明了過圓心的10條射線O0、O1、O2、O3、O4、O5、O6、O7、O8、O9，相鄰射線組成的夾角為36°，這10條射線將圓十等分，10條射線的端點(diǎn)分別標(biāo)有數(shù)字0～9。
圖中，標(biāo)示A1、A2、A3、A4、A5的5塊弧形銅箔在同一圓周上，該圓周與定位器觸點(diǎn)A隨計(jì)數(shù)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)形成的軌跡重合。該5塊弧形銅箔用一圓形銅箔連接起來，并通過引線銅箔連到下部的“O1”端。
弧B1B2與A1～A5所在的圓同心，它的半徑與定位器觸點(diǎn)B隨計(jì)數(shù)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所形成的圓形軌跡的半徑相同，通過引線銅箔連到下部的“V”端。
弧C1C2與弧B1B2同心，它的半徑與定位器觸點(diǎn)C隨計(jì)數(shù)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所形成的圓形軌跡的半徑相同，通過銅箔導(dǎo)線連到下部的“O4”端。
弧D1D2、D3D4在同一圓周上，它們與弧B1B2同心，其半徑與定位器觸點(diǎn)D隨計(jì)數(shù)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所形成的圓形軌跡的半徑相同，弧D1D2、D3D4通過一段不在同一圓周上的銅箔連接起來，并通到下部的“O2”端。
弧D5D6與弧D3D4在同一圓周上，通過另一段引線連到下部的“O8”端。
下面是計(jì)數(shù)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的情形我們?cè)谠O(shè)計(jì)計(jì)數(shù)器時(shí)，使得計(jì)數(shù)輪轉(zhuǎn)到定位器觸點(diǎn)ABCD與直線O0重合時(shí)指示數(shù)0，同理，當(dāng)ABCD分別與直線O1～O9重合時(shí)代表數(shù)1～9。
定位器轉(zhuǎn)到位置“0”時(shí)，定位器簧片觸點(diǎn)A、B、C、D只與“V”端連通，而“V”端與“O8”、“O4”、“O2”、“O1”端都不相通；定位器轉(zhuǎn)到位置“1”，通過觸點(diǎn)A與B將“V”與“O1”接通，而“V”與“O2”、“O4”、“O8”不通；定位器轉(zhuǎn)到位置“2”，通過觸點(diǎn)B與D，“V”與“O2”接通，而與“O1”、“O4”、“O8”端不通；定位器轉(zhuǎn)到位置“3”，通過觸點(diǎn)B、A、D，“V”與“O2”、“O1”端接通，而與“O4”、“O8”端不通；定位器轉(zhuǎn)到位置“4”，通過觸點(diǎn)B、C將“V”與“O4”接通，而“V”與“O1”、“O2”、“O8”不通；定位器轉(zhuǎn)到位置“5”，通過觸點(diǎn)B與A、C，“V”與“O1”、“O4”兩端接通，而與“O2”、“O8”端不通；定位器轉(zhuǎn)到位置“6”，通過觸點(diǎn)B、C、D，“V”與“O2”、“O4”端接通，而與“O1”、“O8”端不通；定位器轉(zhuǎn)到位置“7”，通過觸點(diǎn)B、A、C、D將“V”與“O4”、“O2”、“O1”接通，而“V”與“O8”不通；定位器轉(zhuǎn)到位置“8”，通過觸點(diǎn)B與D，“V”與“O8”端接通，而與“O1”、“O2”、“O4”端不通；定位器轉(zhuǎn)到位置“9”，通過觸點(diǎn)B、A、D，“V”與“O1”、“O8”端接通，而與“O2”、“O4”端不通；定位器再轉(zhuǎn)回到位置“0”，周而復(fù)始，重復(fù)前述情形。
我們來看將“O8”、“O4”、“O2”、“O1”端通過一個(gè)電阻接地，而“V”端接+5V電源的情形，與“V”端接通的端點(diǎn)也是+5V，而與“V”端不通的端點(diǎn)輸出為0V。假定+5V為邏輯1，0V為邏輯0，則在“V”端接+5V，“O8”、“O4”、“O2”、“O1”端分別通過一個(gè)電阻接地的情況下，定位器分別在位置“0”～“9”時(shí)，輸出端“O8”、“O4”、“O2”、“O1”端輸出的邏輯見表1由表1可知，這符合8421碼制的編碼規(guī)則。
在需要讀取機(jī)械計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)時(shí)，在V端加+5V電壓，O8～O1端就輸出該數(shù)據(jù)的8421編碼。這樣，就實(shí)現(xiàn)了機(jī)械計(jì)數(shù)器的機(jī)電式位置檢出與數(shù)據(jù)編碼電信號(hào)輸出。
同樣，也可以利用機(jī)電方式實(shí)現(xiàn)其它編碼制式的電信號(hào)輸出。
定位器2和位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器3還可以利用磁電方式或光電方式實(shí)現(xiàn)。下面以十進(jìn)制的定位器、位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器為例來加以說明。
磁電式在圖1中放置定位器2的地方放置一塊磁鐵，如圖6所示；如圖5所示，在圖中標(biāo)著0～9的地方放置霍爾傳感器，將霍爾傳感器的輸出作為位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器3的輸出，當(dāng)給霍爾傳感器加上電源時(shí)，與作為定位器2的磁鐵對(duì)應(yīng)的霍爾傳感器就輸出一個(gè)特定的狀態(tài)，此狀態(tài)與沒有磁鐵時(shí)是不同的，假定霍爾傳感器在沒有磁鐵時(shí)輸出為“0”，則在有磁鐵時(shí)輸出為“1”，因此可作為位置標(biāo)示和數(shù)據(jù)編碼輸出，這樣就完成了計(jì)數(shù)輪的位置信息轉(zhuǎn)變?yōu)榛魻杺鞲衅鞯臄?shù)據(jù)編碼電信號(hào)輸出。
光電式在圖1中放置定位器2的地方放置一個(gè)光源(如發(fā)光二極管)，如圖6所示，在圖中標(biāo)著0～9的地方放置光電感應(yīng)器，每個(gè)光電感應(yīng)器都進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓飧綦x，將光電感應(yīng)器的輸出作為位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器3的輸出，當(dāng)給光電感應(yīng)器加上電源時(shí)，與作為定位器的光源對(duì)應(yīng)的光電感應(yīng)器就輸出一個(gè)對(duì)應(yīng)的特定狀態(tài)，此狀態(tài)與沒有光照時(shí)光電感應(yīng)器的輸出不同，假定光電感應(yīng)器在沒有光照時(shí)輸出為“0”，則在有光照時(shí)輸出為“1”，可作為位置標(biāo)示和數(shù)據(jù)編碼輸出，這樣就完成了計(jì)數(shù)輪的位置信息轉(zhuǎn)變?yōu)楣怆妭鞲衅鞯臄?shù)據(jù)編碼電信號(hào)輸出。
表1 定位器位置與編碼輸出邏輯
權(quán)利要求1.一種帶電編碼輸出接口的機(jī)械計(jì)數(shù)器，由機(jī)械計(jì)數(shù)輪、定位器、位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器及相關(guān)的支承機(jī)構(gòu)組成，定位器固定于計(jì)數(shù)輪上，位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器則固定在支承計(jì)數(shù)輪轉(zhuǎn)軸的支架上，機(jī)械計(jì)數(shù)輪繞轉(zhuǎn)軸相對(duì)于位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征是，機(jī)械計(jì)數(shù)輪繞轉(zhuǎn)軸相對(duì)于位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)數(shù)時(shí)，由位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器識(shí)別固定在計(jì)數(shù)輪上的定位器的位置并將此位置信息以相應(yīng)的電編碼形式輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶電編碼輸出接口的機(jī)械計(jì)數(shù)器，其特征是，定位器由導(dǎo)電彈性簧片構(gòu)成，彈性簧片上有若干相隔一定距離的觸點(diǎn)，位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器由附著在絕緣基板上的若干同心導(dǎo)電圓弧及相應(yīng)導(dǎo)線組成，相同半徑的圓弧是電連接的，而不同半徑的圓弧之間是電絕緣的，通過導(dǎo)電彈性簧片上的觸點(diǎn)與同心導(dǎo)電圓弧的電接觸將定位器的位置信息傳送給位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器，并由位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器將此位置信息以相應(yīng)的電編碼形式輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶電編碼輸出接口的機(jī)械計(jì)數(shù)器，其特征是，定位器由磁鐵或發(fā)光光源構(gòu)成，位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器則相應(yīng)的由分布于同心圓上的若干霍爾傳感器或光電感應(yīng)器構(gòu)成，通過磁鐵對(duì)霍爾傳感器的作用使霍爾傳感器改變狀態(tài)，或光源使光電感應(yīng)器改變狀態(tài)，將定位器的位置信息傳送給位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器，并由霍爾傳感器的狀態(tài)組合或光電感應(yīng)器的狀態(tài)組合將此位置信息以相應(yīng)的電編碼形式輸出。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種帶有電編碼輸出接口的機(jī)械計(jì)數(shù)裝置，它由機(jī)械計(jì)數(shù)輪、進(jìn)位傳遞輪、固定于計(jì)數(shù)輪上的定位器及位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器組成，計(jì)數(shù)輪相對(duì)于位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器是轉(zhuǎn)動(dòng)的。機(jī)械計(jì)數(shù)輪用于計(jì)數(shù)及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，定位器及位置檢出與數(shù)據(jù)編碼器用于將機(jī)械計(jì)數(shù)輪上所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)變?yōu)榫幋a電信號(hào)輸出，用于數(shù)據(jù)傳送。本實(shí)用新型適用于需要對(duì)計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)數(shù)據(jù)采集的設(shè)備中。
文檔編號(hào)G06M1/00GK2650242SQ0225910
公開日2004年10月20日 申請(qǐng)日期2002年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月8日
發(fā)明者丁樟德 申請(qǐng)人:丁樟德