专利名称：一种带有电编码输出接口的机械计数器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械式计数装置。一种以机械方式计数，同时利用定位器和位置检出与数据编码器对机械计数器的计数轮进行位置识别和数据编码，使机械计数器带有电编码数据输出接口为特征的机械计数器。
背景技术：
现有的机械计数器，是由机械计数轮、进位传递轮按所需计数的位数串联组成。计数轮上有计数输入齿，指示数据的数字，进位输出齿，但是，由于现有的机械计数器没有向外界输出数据的电接口，只能指示计量结果，而无法将此数据以电信号的形式输出，在需要进行自动数据采集等领域，其应用受到极大的限制。
发明内容
为了克服现有的机械计数器不能直接输出其存储数据之不足，本实用新型提供一种带有电编码输出接口的机械计数器，它以机械方式计数，又具有电输出接口，使得机械计数器所存储的数据能以电信号的形式输出，便于进行数据传送和数据处理。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是在计数轮上设置一个定位器，定位器固定在计数轮上，随计数轮转动另外设置一个位置检出与数据编码器，位置检出与数据编码器固定在支撑计数轮转轴的支架上，计数轮相对于位置检出与数据编码器是转动的，计数轮在计数转动时，由位置检出与数据编码器对定位器的位置进行跟踪识别，并将计数轮位置所代表的数据按一定规则进行数据编码，此编码数据可以电信号形式输出。
本实用新型的有益效果是计数时，跟传统的机械计数器完全一样，不消耗电能，不受电磁干扰的影响，工作稳定可靠；在主控制器需要读取储存在计数轮上的数据时，在位置检出与数据编码器上加必要的电压和控制信号，就可以将数据轮上所存储的数据读取，以便进行数据处理。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是带有电编码输出接口的1位机械计数器的结构图。
图2是机械计数轮实施例的结构图。
图3是以机电方式实现的8421制编码的计数轮定位器实施例的结构图。
图4是以机电方式实现的8421制编码的位置检出与数据编码器—编码盘及编码数据输出电接口实施例。
图5是以磁电方式或光电方式实现的十进制编码的位置检出与数据编码器—编码盘及编码数据输出电接口实施例。
图6是以磁电方式或光电方式实现的十进制计数轮定位器实施例。
图中，1.计数轮，2.定位器，3.位置检出与数据编码器，4.计数齿，5.进位齿，6.定位器支座，7.以8421制编码的计数器位置检出与数据编码器与主控制器的电接口。
具体实施方式
本实用新型整体结构如图1所示，由三部分组成①机械计数轮1(参见图2)，②固定于计数轮上的定位器2(参见图3，图6)，③计数轮相对于其转动的位置检出与数据编码器3(参见图4，图5)。
机械计数轮1，如图2所示，它与传统的机械计数器基本相同，中间是一个轴孔，套在转动轴上，绕轴转动；一端有计数齿4，每来一个计数动作，轮子就转过一定角度；另一端有进位齿5，当轮子转过一定角度，就带动高位计数轮转过相应的角度。在计数轮周表面标上记号(数字0～9)，当计数轮1绕轴转动时，轮周表面的记号随轮子相对于固定参照点转动，在参照点观察到不同的标记就可知轮子转过的角度，以此来计量和存储数据。
定位器2固定于计数轮1上，位置检出与数据编码器3则固定于支承计数轮转轴的支架上。当计数轮1绕轴转动时，固定在计数轮1上的定位器2也同时相对于位置检出与数据编码器3转动，由位置检出与数据编码器3检测出定位器2的位置信息，进行编码，此信息能以电信号的形式输出供数据传输和处理用。
定位器2和位置检出与数据编码器3可以是机电式的，也可以是磁电式或光电式的。
现以8421制编码的机电式定位、位置检出与数据编码器为例说明如下作为机电式定位器的一个例子，如图3所示，为一导电弹性簧片，上有4个簧片触点A、B、C、D，当它固定在计数轮上时，A、B、C、D4点连线与轮子转轴的轴心相交，计数轮绕轴转动时，A、B、C、D4点的轨迹分别是4个不同半径的同心圆。
位置检出与数据编码器如图4所示，基板为绝缘材料，图中所示线条为固定附着在基板上的导体(现由印制电路板做成)。
由图可见，中心为一圆孔，当它与计数轮装配在一起时，该孔与转轴同心，定位器的触点A、B、C、D与其表面紧密接触，当A、B、C、D触点与基板上的导体接触时，它们是电连接的。
如图所示，图中的导电铜箔由若干同心的圆形或圆弧形线条加一些引线组成。图4下部标着“O8”、“O4”、“O2”、“O1”及“V”的5个端点为电编码器与外界的电接点，其中“V”端接电源正端，为输入端，其它4端为数据电信号输出端。
图中标明了过圆心的10条射线O0、O1、O2、O3、O4、O5、O6、O7、O8、O9，相邻射线组成的夹角为36°，这10条射线将圆十等分，10条射线的端点分别标有数字0～9。
图中，标示A1、A2、A3、A4、A5的5块弧形铜箔在同一圆周上，该圆周与定位器触点A随计数轮转动时形成的轨迹重合。该5块弧形铜箔用一圆形铜箔连接起来，并通过引线铜箔连到下部的“O1”端。
弧B1B2与A1～A5所在的圆同心，它的半径与定位器触点B随计数轮转动时所形成的圆形轨迹的半径相同，通过引线铜箔连到下部的“V”端。
弧C1C2与弧B1B2同心，它的半径与定位器触点C随计数轮转动时所形成的圆形轨迹的半径相同，通过铜箔导线连到下部的“O4”端。
弧D1D2、D3D4在同一圆周上，它们与弧B1B2同心，其半径与定位器触点D随计数轮转动时所形成的圆形轨迹的半径相同，弧D1D2、D3D4通过一段不在同一圆周上的铜箔连接起来，并通到下部的“O2”端。
弧D5D6与弧D3D4在同一圆周上，通过另一段引线连到下部的“O8”端。
下面是计数轮转动时的情形我们在设计计数器时，使得计数轮转到定位器触点ABCD与直线O0重合时指示数0，同理，当ABCD分别与直线O1～O9重合时代表数1～9。
定位器转到位置“0”时，定位器簧片触点A、B、C、D只与“V”端连通，而“V”端与“O8”、“O4”、“O2”、“O1”端都不相通；定位器转到位置“1”，通过触点A与B将“V”与“O1”接通，而“V”与“O2”、“O4”、“O8”不通；定位器转到位置“2”，通过触点B与D，“V”与“O2”接通，而与“O1”、“O4”、“O8”端不通；定位器转到位置“3”，通过触点B、A、D，“V”与“O2”、“O1”端接通，而与“O4”、“O8”端不通；定位器转到位置“4”，通过触点B、C将“V”与“O4”接通，而“V”与“O1”、“O2”、“O8”不通；定位器转到位置“5”，通过触点B与A、C，“V”与“O1”、“O4”两端接通，而与“O2”、“O8”端不通；定位器转到位置“6”，通过触点B、C、D，“V”与“O2”、“O4”端接通，而与“O1”、“O8”端不通；定位器转到位置“7”，通过触点B、A、C、D将“V”与“O4”、“O2”、“O1”接通，而“V”与“O8”不通；定位器转到位置“8”，通过触点B与D，“V”与“O8”端接通，而与“O1”、“O2”、“O4”端不通；定位器转到位置“9”，通过触点B、A、D，“V”与“O1”、“O8”端接通，而与“O2”、“O4”端不通；定位器再转回到位置“0”，周而复始，重复前述情形。
我们来看将“O8”、“O4”、“O2”、“O1”端通过一个电阻接地，而“V”端接+5V电源的情形，与“V”端接通的端点也是+5V，而与“V”端不通的端点输出为0V。假定+5V为逻辑1，0V为逻辑0，则在“V”端接+5V，“O8”、“O4”、“O2”、“O1”端分别通过一个电阻接地的情况下，定位器分别在位置“0”～“9”时，输出端“O8”、“O4”、“O2”、“O1”端输出的逻辑见表1由表1可知，这符合8421码制的编码规则。
在需要读取机械计数器的数据时，在V端加+5V电压，O8～O1端就输出该数据的8421编码。这样，就实现了机械计数器的机电式位置检出与数据编码电信号输出。
同样，也可以利用机电方式实现其它编码制式的电信号输出。
定位器2和位置检出与数据编码器3还可以利用磁电方式或光电方式实现。下面以十进制的定位器、位置检出与数据编码器为例来加以说明。
磁电式在图1中放置定位器2的地方放置一块磁铁，如图6所示；如图5所示，在图中标着0～9的地方放置霍尔传感器，将霍尔传感器的输出作为位置检出与数据编码器3的输出，当给霍尔传感器加上电源时，与作为定位器2的磁铁对应的霍尔传感器就输出一个特定的状态，此状态与没有磁铁时是不同的，假定霍尔传感器在没有磁铁时输出为“0”，则在有磁铁时输出为“1”，因此可作为位置标示和数据编码输出，这样就完成了计数轮的位置信息转变为霍尔传感器的数据编码电信号输出。
光电式在图1中放置定位器2的地方放置一个光源(如发光二极管)，如图6所示，在图中标着0～9的地方放置光电感应器，每个光电感应器都进行适当的光隔离，将光电感应器的输出作为位置检出与数据编码器3的输出，当给光电感应器加上电源时，与作为定位器的光源对应的光电感应器就输出一个对应的特定状态，此状态与没有光照时光电感应器的输出不同，假定光电感应器在没有光照时输出为“0”，则在有光照时输出为“1”，可作为位置标示和数据编码输出，这样就完成了计数轮的位置信息转变为光电传感器的数据编码电信号输出。
表1 定位器位置与编码输出逻辑
权利要求1.一种带电编码输出接口的机械计数器，由机械计数轮、定位器、位置检出与数据编码器及相关的支承机构组成，定位器固定于计数轮上，位置检出与数据编码器则固定在支承计数轮转轴的支架上，机械计数轮绕转轴相对于位置检出与数据编码器转动，其特征是，机械计数轮绕转轴相对于位置检出与数据编码器转动计数时，由位置检出与数据编码器识别固定在计数轮上的定位器的位置并将此位置信息以相应的电编码形式输出。
2.根据权利要求1所述的带电编码输出接口的机械计数器，其特征是，定位器由导电弹性簧片构成，弹性簧片上有若干相隔一定距离的触点，位置检出与数据编码器由附着在绝缘基板上的若干同心导电圆弧及相应导线组成，相同半径的圆弧是电连接的，而不同半径的圆弧之间是电绝缘的，通过导电弹性簧片上的触点与同心导电圆弧的电接触将定位器的位置信息传送给位置检出与数据编码器，并由位置检出与数据编码器将此位置信息以相应的电编码形式输出。
3.根据权利要求1所述的带电编码输出接口的机械计数器，其特征是，定位器由磁铁或发光光源构成，位置检出与数据编码器则相应的由分布于同心圆上的若干霍尔传感器或光电感应器构成，通过磁铁对霍尔传感器的作用使霍尔传感器改变状态，或光源使光电感应器改变状态，将定位器的位置信息传送给位置检出与数据编码器，并由霍尔传感器的状态组合或光电感应器的状态组合将此位置信息以相应的电编码形式输出。
专利摘要本实用新型公开了一种带有电编码输出接口的机械计数装置，它由机械计数轮、进位传递轮、固定于计数轮上的定位器及位置检出与数据编码器组成，计数轮相对于位置检出与数据编码器是转动的。机械计数轮用于计数及存储数据，定位器及位置检出与数据编码器用于将机械计数轮上所存储的数据信息转变为编码电信号输出，用于数据传送。本实用新型适用于需要对计数器的数据进行自动数据采集的设备中。
文档编号G06M1/00GK2650242SQ0225910
公开日2004年10月20日 申请日期2002年10月8日 优先权日2002年10月8日
发明者丁樟德 申请人:丁樟德