专利名称：一种转动构件方位显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种转动构件方位显示器，属于仪器仪表技术领域。
汽车的方向盘转动一周后，汽车前轮的方位在驾驶室里看不到。汽车转弯后回轮，如果记错了方向盘转几圈，就有可能使汽车跑偏而发生事故。装在电站锅炉顶端或汽轮机下面的碟阀或调节阀，其阀碟转角或开度在主控制室内看不到，这给操作人员带来不便。为解决这个问题，通常的做法是在转动构件上方安装一个摄像头，通过闭路电视系统观察转动构件所处的方位。但是，这种方法机构复杂，造价昂贵，有时还会有视觉误差。
本发明的目的是提供一种能在仪表盘上显示转动构件所处方位的装置。它能准确地显示转动构件所处的方位。该装置体积小，结构简单，价格便宜，便于普及。
本发明的目的是这样实现的该装置由光电传感器、放大器、单片机和液晶显示器组成。光电传感器包括固定在转动构件上的分度盘和固定在固定构件上的光电管。发射和接收光电管分别置于分度盘两侧，且与分度盘上沿圆周均布的小孔相对应。当分度盘转动时，其上的小孔使光电管连续接通、断开……。光电管接收的光信号转变成电信号，经过放大器放大和单片机处理后，输入液晶显示器，并在显示屏上显示出转动构件方位的图象和相关数据。
本发明因为分度盘固定在转动构件上，它与转动构件同步转动，只有当分度盘上对应某一角度的小孔扫过光电管的光束时，才有电信号发生，显示屏上才显示转动构件的方位，所以它不像闭路电视系统那样，因摄像头安装位置不同而有视觉误差。又因为该装置只需光电管、放大器、单片机和液晶显示屏等元器件，所以其成本较低，价格便宜，便于普及。该装置可用做汽车前轮、飞机和舰船舵机、阀门阀瓣及其他转动构件的方位显示器。
本发明的具体结构由以下的实施例及附图给出。
图1是转动构件方位显示器的原理图。
图2是转动构件方位显示器的放大器部分的电路原理图。
图3是转动构件方位显示器的单片机部分的电路原理图。
图4是用数码显示器代替液晶显示器的电路原理图。
下面结合图1至图4详细说明依据本发明提出的具体装置的细节及工作情况。它并不构成对本发明的限定。
该装置由光电传感器、放大器(18)、单片机(19)和液晶显示器(23)组成。光电传感器包括固定在转动构件(1)上的分度盘(2)、固定在固定构件上，并置于分度盘两侧的发射光电管(5)和接收光电管(15)。发射光电管(5)置于发射光电管座头部(4)内，并插入其上的小孔(10)中。光电管座的杆部(6)呈管状，其一端与头部(4)螺纹连接，另一端装有管堵(9)。接收光电管(15)置于接收光电管座头部(14)的小孔(11)中。小孔(11)和(10)相对，且同轴线。接收光电管座的杆部(16)和管堵(9)的结构与发射光电管座相同。两个光电管座用带有螺钉孔(8)的压板(7)固定在机架上。两个光电管座之间的距离可调整。分度盘(2)置于发射光电管(5)和接收光电管(15)之间，且与二者保持大致相等的距离。分度盘上沿圆周均布的小孔(3)的轴线与光电管(5)和(15)的公共轴线相平行。当小孔(3)转到与光电管相对位置时，其轴线与光电管(5)和(15)的公共轴线相重合。发射光电管通过导线(12)与电源电路(13)相连接。接收光电管通过导线(17)与放大器(18)相连接。放大器(18)与单片机(19)共用一个电源电路(20)。电源电路(20)与(13)之间装有连动开关(21)。液晶显示器(23)通过导线及插排(22)与单片机(19)相连接。当分度盘(2)转动时，发射光电管(5)发出的光信号扫过分度盘上的小孔(3)，接收光电管(15)接收到被小孔(3)切割的断续的光信号，并转变成电信号输入到放大器(18)。放大的电信号经过单片机处理后，在液晶显示器(23)的显示屏上，显示出与分度盘转角相对应的线段(24)及相关数据(25)。
图2中器件U7代表由发射光电管(5)和接收光电管(15)组成的信号获取电路；U8A和U8B代表放大器(18)的实现电路；U9代表与正反方位相对应的脉冲加减判别电路，输出信号IT0和IT1分别是加法脉冲和减法脉冲。
图3中U10代表运算用的单片机；U11代表实现掉电记忆功能的集成电路，它可保证停电后所有的设定值及运行状态信息均不丢失，重新上电后将在原来数据的基础上继续运行。S1、S2、S3是操作按键，可以设置方位的上限和下限值。D4、D7、D8是状态指示灯，用来指示按键操作的设置情况及方位是否到达上限和下限。
J2是用来连接液晶显示器(23)的插排(22)，通过它将方位信息送至彩色液晶显示器或LED数码显示器。彩色液晶显示器视觉效果好，并且可以显示直观图形，但成本较高。在有成本限制的场合可改用LED数码显示器，它只能显示方位角度的数字值。
图4中U1、U2、U3代表LED数码显示器的驱动芯片，U4、U5、U6代表LED数码显示器，J1代表与单片机连接的插排。D1、D2、D3是稳压二极管，用于限制数码显示器的亮度。C9、C10分别是独石电容和电解电容，实现电源滤波并保持电源稳定。
权利要求
1.一种转动构件方位显示器，可显示在操作位置看不到的转动构件所处方位，它与闭路电视系统具有相似的功能，因其体积小、结构简单、价格便宜，且无视觉误差，它比闭路电视系统便于普及，其特征是该装置由光电传感器、放大器、单片机和液晶显示器组成，光电传感器包括固定在转动构件(1)上的分度盘(2)和固定在固定构件上的光电管(5)和(15)，发射光电管(5)和接收光电管(15)分别置于分度盘两侧，且与分度盘上沿圆周均布的小孔(3)相对应，当分度盘转动时，其上的小孔使光电管(15)连续接通、断开……，光电管(15)接收的光信号转变成电信号，经过放大器(18)放大和单片机(19)处理后，输入液晶显示器(23)，并在显示屏上显示出转动构件方位的图象(24)和相关数据(25)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是单片机中具有实现掉电记忆功能的集成电路，它可保证停电后所有的设定值以及运行状态信息均不丢失，重新上电后将在原来数据的基础上继续运行。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征是用数码显示器代替彩色液晶显示器，以便降低成本。
全文摘要
本发明由光电传感器、放大器、单片机和液晶显示器组成。光电传感器包括固定在转动构件上的分度盘和固定在固定构件上的光电管。发射和接收光电管分别置于分度盘两侧，且与分度盘上沿圆周均布的小孔相对应。当分度盘转动时，其上的小孔使光电管连续接通、断开……。光电管接收的光信号转变成电信号，经过放大器放大和单片机处理后，输入液晶显示器，并在显示屏上显示出转动构件方位的图象和数据。该装置可用做汽车前轮、飞机和舰船舵机、阀门阀瓣及其它转动构件的方位显示器。
文档编号G02B27/02GK1900760SQ20051008565
公开日2007年1月24日 申请日期2005年7月21日 优先权日2005年7月21日
发明者左学禹, 张春喜 申请人:左学禹