专利名称：由单片机控制步进电机驱动的车用仪表机芯的制作方法
技术领域：
本实用新型是属于车用仪表的由单片机控制步进电机驱动指针的车用仪表机芯。
已有的车用仪表，比如指示转速、速度、温度、油量、油压和气压的仪表，是通过各种传感器的传递参数来指示其相对应的指示值，一般采用电磁偏转驱动指针指示的方式，该方式在指示的线性度和抗振动性受其结构的约束而较差。中国专利的《一种带微电脑的车辆燃油表》(92222483.8)是由单片机控制经电子显示来表示所测油量，以及《全电子汽车仪表》(93239300.4)是以数字形式显示汽车的多种参数，但它们的控制线路比较复杂，缺乏指针的直感性。本实用新型采用单片机对外界参数运算转换成相应的数字量，通过单片机的设置程序和接口线路来控制步进电机驱动齿轮传动机构，带动指针轴和指针指示，就有指示线性度，一致性好，抗振能力强和稳定等特性。
本实用新型设计的目的，是采用单片机对外部传感器的电阻、频率参数进行运算处理转换成数字量，用以控制步进电机驱动齿轮传动机构带动指针轴和指针指示而设计成车用仪表的机芯，用以组成以电阻量为参数的车用指示仪表或以频率量为参数的车用指示仪表，并能提高指示线性度和一致性，增强抗振能力和稳定性。
下面用实施例并结合附图对本实用新型的设计结构详细说明如下
图1是由单片机控制步进电机驱动的车用仪表机芯的设计图；图2是由单片机控制步进电机驱动的车用仪表机芯的A-A剖视图3是由单片机控制步进电机驱动的车用仪表机芯的B-B剖视图；如图1所示，本实用新型是由传感器13、单片机12、步进电机11、传动机构、指示机构、回0校正开关和支架3组成，其特征在于车用仪表中的外部测量电阻参数或频率参数由传感器13输入单片机12，单片机12对输入参数运算处理转换成数字量控制步进电机11运行，步进电机11通过传动机构的大齿轮7驱动指示机构的指针轴6，并由指针轴6带动指针2在表盘1上指示所测参数的刻度值，从而组成步进电机驱动的车用仪表机芯组合结构。其中，传感器13是车上的温度、油量、油压、转速、速度和气压的以电阻参数和频率参数输入单片机12。单片机12对输入的电阻参数和频率进行运算处理，并转换成数字量输出通过接口线路控制步进电机11运行。步进电机11受单片机控制步进运转，并通过输出轴与传动机构的小齿轮10固定连接。传动机构是由步进电机11的输出轴与小齿轮10啮合，小齿轮10与双联齿轮9的大齿轮啮合，双联齿轮9与轮轴8空套连接，并通过轮轴8支承在支架3的左端轴孔中，双联齿轮9的小齿轮与大齿轮7啮合，大齿轮7的轴孔与指示机构的指针轴6连接，从而组成车用仪表机芯的齿轮传动结构。指示机构是由指针轴6的下外端与传动机构的大齿轮7固定连接，上、下端分别与支架3的下轴孔和固定于支架3上端的轴套转动连接，上小轴通过仪表盘1的外端与指针2固定连接，指针2指示所测参数在表盘1上的刻度值，从而组成车用仪表机芯的指示组合结构。回0校正开关是由固定支架3上的基板4和簧片5与大齿轮7右端凸台14组成，当仪表初始化时，单片机12首先通过步进电机11带动传动机构的大齿轮7的凸台碰压回0簧片5，簧片5与基板4的电极导通，单片机12读0的电平变化，使单片机程序中的指示0位与指针0位重合，以及在运行过程中有指示应指位置0时，也用0位开关校正指示位置。支架3是一个支持步进电机、传动机构、指示机构和回0校正开关的连接支架。
总之，按照本实施例设计制造的由单片机控制步进电机驱动的车用仪表机芯，就能够将车上所测量的电阻参数和频率参数通过传感器输入单片机，单片机对输入参数进行计算处理转换成数字量，并通过接口线路控制步进电机运行，步进电机通过传动机构的齿轮驱动指示机构的指针轴，并带动指针在表盘上指示车用仪表所测参数的数值。本实用新型的结构设计新颖，指示稳定并有好的线性度和一致性，同时本机芯还具有抗振性和不受外界干扰的优点，适合汽车和摩托车所用仪表使用，也适合用几个机芯带动几个指针组成组合表盘。
权利要求1.一种由单片机控制步进电机驱动的车用仪表机芯，它是由传感器(13)、单片机(12)、步进电机(11)、传动机构、指示结构、回0校正开关和支架(3)组成，其特征在于车用仪表中的外部测量电阻参数或频率参数由传感器(13)输入单片机(12)，单片机(12)对输入参数运算处理转换成数字量控制步进电机(11)运行，步进电机(11)通过传动机构的大齿轮(7)驱动指示机构的指针轴(6)转动，并由指针轴(6)带动指针(2)在表盘(1)上指示所测参数的对应刻度值，从而组成步进电机驱动的车用仪表机芯组合结构。
2.如权利要求1所述的由单片机控制步进电机驱动的车用仪表机芯，其特征在于传动机构是由步进电机(11)的输出轴与小齿轮(10)啮合，小齿轮(10)与双联齿轮(9)的大齿轮啮合，双联齿轮(9)与轮轴(8)空套连接，并通过轮轴(8)支承在支架3的左端轴孔中，双联齿轮(9)的小齿轮与大齿轮(7)啮合，大齿轮(7)的轴孔与指示机构的指针轴(6)连接，从而组成车用仪表机芯的齿轮传动结构。
3.如权利要求1所述的由单片机控制步进电机驱动的车用仪表机芯，其特征在于指示机构是由指针轴(6)的下外端与传动机构的大齿轮(7)固定连接，上、下端分别与支架(3)的下轴孔和固定于支架(3)上端的轴套转动连接，上小轴通过仪表盘(1)的外端与指针(2)固定连接，指针(2)指示所测参数在表盘(1)上的刻度值，从而组成车用仪表机芯的指示组合结构。
4.如权利要求1所述的由单片机控制步进电机驱动的车用仪表机芯，其特征在于回0校正开关是由固定于支架(3)上的基板(4)和簧片(5)与大齿轮(7)右端凸台(14)组成，当仪表初始化时，单片机(12)首先通过步进电机(11)带动传动机构的大齿轮(7)的凸台碰压回0簧片(5)，簧片(5)与基板(4)的电极导通，单片机(12)读0的电平变化，使单片机程序中的指示0位与指针0位重合，以及在运行过程中有指示应指位置0时，可用0位开关校正指示位置。
专利摘要本车用仪表机芯是由传感器、单片机、步进电机、传动机构、指示机构、回0开关和支架组成。单片机对输入的电阻或频率参数处理转换成数字量，通过接口线路控制步进电机驱动传动机构的齿轮带动指针轴和指针指示，并由齿轮凸台碰压回0开关簧片与基板电极导通，改变单片机电平，使单片机程序中的指示0位与指针0位重合，以及运行中的指示调0。本实用新型结构新颖可靠，指示稳定并有线性度和一致性，以及抗振动和不受干扰的优点。
文档编号G01F13/00GK2268253SQ9525059
公开日1997年11月19日 申请日期1995年12月27日 优先权日1995年12月27日
发明者孙建一 申请人:重庆先锋汽车电器厂