專利名稱：定時澆花器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可在室內(nèi)或涼臺定時澆花的工具，可每一、二、四、八、十六、三十二天澆花一次，也可每天澆花二、四、八次?？杉嬗糜诙鞠蚺瘹馍系目椢锏嗡栽黾涌諝鉂穸?。當(dāng)操作機(jī)構(gòu)改變時，可每一、二、四、八天定時投放魚飼料(活魚蟲除外)等。
背景技術(shù)：
就申請人所知，目前尚無此類用具。本發(fā)明可采用經(jīng)改造的指針式石英鐘機(jī)芯，以下所提及的機(jī)芯，鐘電路皆屬指針式石英鐘的部件，所提及的電機(jī)皆為步進(jìn)電機(jī)，所提及的集成電路，鐘電路皆為CMOS集成電路。機(jī)芯中裝有步進(jìn)電機(jī)，晶體振蕩器、多級齒輪傳動組。軸齒輪傳動組的末端軸為時針軸、鐘包括秒跳式和掃秒式，該兩鐘機(jī)芯結(jié)構(gòu)基本相同，掃秒式內(nèi)的齒輪組總降速比(即指針軸每旋轉(zhuǎn)一周電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù))較秒跳式增加16倍，同時其鐘電路較秒跳式減少4級二分頻。鐘電路由振蕩器、緩沖器、分頻電路、窄脈沖形成電路和驅(qū)動器組成。當(dāng)前多數(shù)小型機(jī)芯中的鐘電路其振蕩器輸入端只與頻率為32768赫茲的晶體振蕩器連接(以下簡稱晶振)利用走線分布電容產(chǎn)生振蕩，該鐘電路無統(tǒng)一型號。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種定時澆花器。要解決的技術(shù)問題是①改造石英鐘機(jī)芯，使其時針軸能有多種轉(zhuǎn)速，以便實現(xiàn)多種澆花需求；②解決因轉(zhuǎn)速變慢而造成的功耗大的問題；③解決時針軸轉(zhuǎn)矩小的問題。定時澆花器由外殼、機(jī)械部分、電氣部分組成。機(jī)械部分包括機(jī)芯殼體、電機(jī)、多級齒輪傳動組、撥盤、操作機(jī)構(gòu)。裝于機(jī)芯殼體內(nèi)的電機(jī)經(jīng)多級齒輪組降速帶動時針軸旋轉(zhuǎn)，時針軸裝有撥盤，由撥盤控制操作機(jī)構(gòu)完成工作，當(dāng)用于澆花時完成放水、停放，用于喂魚時完成投放飼料。電氣部分包括直流電源、集成電路組或?qū)Ｓ眉呻娐罚饨诱袷幤?、轉(zhuǎn)換開關(guān)、印刷電路板和電容器。直流電源與集成電路組或?qū)Ｓ眉呻娐返碾娫炊诉B接，集成電路組或?qū)Ｓ眉呻娐返恼袷幎搜b有外接振蕩器。下面以采用秒跳式機(jī)芯為例說明其集成電路組由秒跳式鐘電路和一個高速CMOS系列計數(shù)器組成，其型號是七級二進(jìn)制計數(shù)器74HC/54HC4024，十二級二進(jìn)制計數(shù)器74HC/54HC4040或由掃秒式鐘電路與十四級二進(jìn)制計數(shù)器74HC/54HC4020、4060組成，由晶振產(chǎn)生的振蕩經(jīng)秒跳式鐘電路十六級二分頻后在每一輸出端產(chǎn)生0.5赫茲的脈沖信號，在經(jīng)計數(shù)器多級分頻產(chǎn)生多種頻率的脈沖，將計數(shù)器的第一到第六個觸發(fā)器輸出端中的二到六個輸出端與轉(zhuǎn)換開關(guān)連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)的公共端即為電機(jī)驅(qū)動端，定子線圈與電容器串聯(lián)于電機(jī)驅(qū)動端和直流電源一極之間，由電容器的充電放電驅(qū)動電機(jī)，電容器容量太小不足以驅(qū)動電機(jī)，電容器容量太大則增加無用功耗，本發(fā)明采用有極性耐壓高的鋁電解電容器。由于工作電壓大大小于允許電壓，故可正常工作，電機(jī)的驅(qū)動須對定子線圈施加交變電壓，電容器的采用解決了此問題，并耗電量大大下降。上述電路的脈沖信號輸入電機(jī)，時針軸每天旋轉(zhuǎn)2n周，n為整數(shù)且-5≤n≤0。例如當(dāng)n＝0，-1，-2，-3，其時針軸每1、2、4、8天旋轉(zhuǎn)一周，由掃秒式鐘電路取代秒跳式鐘電路時-5≤n≤3，將CMOS集成電路組或?qū)Ｓ肅MOS集成電路的2到8個輸出端與轉(zhuǎn)換開關(guān)連接，時針軸即可每三十二天旋轉(zhuǎn)一周到每天旋轉(zhuǎn)八周，對于采用掃秒式機(jī)芯上述電路也適用。當(dāng)澆花器需求量大時可開發(fā)專用集成電路。上述發(fā)明可滿足澆花要求，由于使用大批量生產(chǎn)的成品作為其關(guān)鍵部件(機(jī)芯、鐘電路、集成電路)使其成本下降，可靠性提高。當(dāng)使用大型機(jī)芯時可使?jié)不ㄅ钄?shù)增多，當(dāng)配用自動上水裝置(如馬桶用)可長期自動澆花，采用專用集成電路可減少零件數(shù)，簡化接線和減少電池用量。機(jī)芯中除電機(jī)轉(zhuǎn)子和時針軸上裝有一個齒輪外皆裝有兩個齒輪，即被動齒輪和主動齒輪，除一根軸外其余軸上的被動齒輪和主動齒輪皆制成不可相對轉(zhuǎn)動的整體。該例外軸(一般為分針軸)上的主動和被動齒輪在傳遞較大扭矩時會發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，這是對時用的，盡管齒輪組降速比很大，受此結(jié)構(gòu)制約，時針軸的輸出扭矩較小，為了增加放水量以便可增加同時澆花盆數(shù)，將機(jī)芯內(nèi)所有軸上的主動和被動齒輪皆制成不可相對轉(zhuǎn)動的整體。調(diào)整時間由操作機(jī)構(gòu)的撥環(huán)來完成，撥環(huán)安裝于撥盤之上，當(dāng)撥環(huán)主動順時針旋轉(zhuǎn)時，由于撥盤帶動齒輪組系須升速運(yùn)動，不能克服電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁力而轉(zhuǎn)動，撥盤與撥環(huán)間產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動，當(dāng)撥盤主動旋轉(zhuǎn)時通過棘爪帶動棘輪的形式或通過摩擦力帶動撥盤運(yùn)動。該定時澆花器的有益效果，是可實現(xiàn)無人值守的自動澆花。其可按設(shè)定間隔天數(shù)和澆水時間從盛水容器中放水澆花。耗電很少，使用安全。據(jù)申請人所知尚未有此類裝置。
以下結(jié)合附圖和實施例對定時澆花器進(jìn)一步說明。


圖1是定時澆花器外殼內(nèi)的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖。
圖2是定時澆花器電路圖。
其中1.外殼 2.機(jī)芯 3.時針軸 4.撥盤 5.撥環(huán) 6.轉(zhuǎn)動件 7.輸水軟管 8.分流調(diào)節(jié)閥 9.印刷電路板 10.轉(zhuǎn)換開關(guān) 11.集成電路74HC4040 12.直流電源 13.鐘電路 14.晶體振蕩器 15.電容器 16.定子線圈圖3是專用集成電路框圖及其與轉(zhuǎn)換開關(guān)連接圖。
其中A.振蕩器 B.緩沖器 C.分頻電路 D.驅(qū)動器具體實施方式
采用秒跳式或掃秒式機(jī)芯參照
圖1及圖2.外殼(1)內(nèi)裝有機(jī)芯(2)，機(jī)芯中裝有電機(jī)，鐘電路(13)，晶體振蕩器(14)，多級齒輪傳動組。機(jī)芯須作改造1.機(jī)芯內(nèi)所有同一軸上的主動被動齒輪皆制成不能相對轉(zhuǎn)動的整體，2.將鐘電路(13)電源端，鐘電路的一輸出端，定子線圈(16)的一端，引出機(jī)芯殼體外并與安裝在印刷電路板(9)上的轉(zhuǎn)換開關(guān)(10)，集成電路(11)，電容器(15)連接組成圖2所示的電路，其余接線在機(jī)芯內(nèi)。撥盤(4)固定于時針軸上，其外緣作出三只棘爪與裝在撥盤上的撥環(huán)(5)的內(nèi)緣棘齒配合帶動撥環(huán)轉(zhuǎn)動。也可將撥環(huán)內(nèi)緣作成圓柱面，利用撥盤與撥環(huán)(5)間的摩擦力帶動撥環(huán)轉(zhuǎn)動。撥環(huán)(5)的外緣有一缺槽，通常撥環(huán)(5)的外緣通過轉(zhuǎn)動件(6)壓緊輸水軟管(7)，使輸水軟管(7)不能導(dǎo)通；當(dāng)轉(zhuǎn)動件(6)上端處于槽內(nèi)時，轉(zhuǎn)動件(6)放松對輸水軟管的壓力而使輸水軟管導(dǎo)通，輸水軟管上端與儲水器連接，其下端與分流調(diào)節(jié)閥(8)連接，分流調(diào)節(jié)閥(8)用于分流和調(diào)節(jié)澆水量，利用儲水器與花盆間的水位差澆水。
參照附圖2，兩節(jié)額定1.5V電池通過二極管降壓構(gòu)成直流電源，二極管可選正向電流不小于10MA之硅二極管將3V電壓降到2.5V左右，以適應(yīng)鐘電路，實踐證明此電壓可使?jié)不ㄆ髡９ぷ?，但由于鐘電路型號各異，必要時再通過一電阻或二極管后輸入鐘電路之電源端進(jìn)一步降壓，但必須保證鐘電路輸出電壓高于集成(11)之高電平輸入電壓，鐘電路可選JL-08型(該鐘電路在機(jī)芯中配有)，在鐘電路(13)之振蕩端(OSC端)連接頻率為32768的晶振，集成電路(11)采用74HC4040，其清除端(Clear)端接負(fù)極，其時鐘端(Clock端)與鐘電路之一輸出端連接，集成電路之一、二、三、四級分頻輸出端與轉(zhuǎn)換開關(guān)(10)連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)之公共端即為電機(jī)驅(qū)動端，定子線圈(16)與電容器(15)串聯(lián)于電機(jī)驅(qū)動端與電源一極之間，電容器可采用25伏220至470微法鋁電解電容，上述結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)每1、2、4、8天澆花一次。
撥環(huán)(5)上可開多個槽，如開3個槽則每次1、2、4、8天澆花三次。
操作機(jī)構(gòu)中的轉(zhuǎn)動件(6)亦可采用帶動開關(guān)閥的形式控制澆水，但須加一彈簧使閥芯復(fù)位。
如在秒跳式機(jī)芯中配用掃秒式鐘電路(如JL-09A，SY03等)與74HC4040可實現(xiàn)時計軸從每天轉(zhuǎn)8周到每32天轉(zhuǎn)一周(公比為2的等比級數(shù))。
參照附圖3，該圖系采用鋁柵工藝制成的標(biāo)準(zhǔn)型CMOS集成電路，僅用于秒跳型機(jī)芯實現(xiàn)每1、2、4、8天澆花一次的專用集成電路，該電路是將原鐘電路的分頻電路中增加4個觸發(fā)器，并引出輸出端構(gòu)成分頻電路(C)，取消窄脈沖集成電路，引出驅(qū)動器輸入，輸出端，分頻電路Q17、Q18、Q19、Q20輸出端與轉(zhuǎn)換開關(guān)(10)連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)(10)之公共端與驅(qū)動器(D)之輸入端連接，驅(qū)動器(D)之輸出端即作為電機(jī)驅(qū)動端，電機(jī)定子線圈(16)與電容器(15)串聯(lián)于電機(jī)驅(qū)動端與直流電源一極之間，如增加觸發(fā)器數(shù)目及其引出端可增加16天，32天澆花一次，甚至更多。該電路由振蕩器(A)，緩沖器(B)，分頻電路(C)，驅(qū)動器(D)組成，該電路左半部分(振蕩電路，緩沖器，分頻電路前16級分頻)可完全與鐘電路相同，其振蕩器僅與外接32768赫茲的晶振連接，利用走線分布電容產(chǎn)生振蕩，該電路可封裝在印刷電路板(9)上，與其他電器元件組成除電池及定子線圈之外的圖2所示電路，當(dāng)該專用電路采用硅柵工藝制造成高速型CMOS集成電路時，由于其吸收、供給電流大而不加驅(qū)動器，可將上述分頻電路Q17、Q18、Q19、Q20輸出端與轉(zhuǎn)換開關(guān)(10)連接，并以轉(zhuǎn)換開關(guān)(10)之公共端為電機(jī)驅(qū)動端，采用專用集成電路可設(shè)計工作電壓3V，而取消二極管。
使用專用電路的優(yōu)點(diǎn)在于減少電氣元件，簡化電路接線。
權(quán)利要求1.一種定時澆花器，由外殼、機(jī)械部分、電氣部分組成，機(jī)械部分包括機(jī)芯殼體、步進(jìn)電機(jī)、多級齒輪傳動組、撥盤、及操作機(jī)構(gòu)，電氣部分包括直流電源、CMOS集成電路組或?qū)Ｓ肅MOS集成電路、外接振蕩器、印刷電路板、轉(zhuǎn)換開關(guān)、電容器，裝于機(jī)芯殼體內(nèi)的步進(jìn)電機(jī)經(jīng)多級齒輪傳動組降速帶動時針軸上的撥盤旋轉(zhuǎn)，撥盤帶動操作機(jī)構(gòu)動作，其特征是直流電源與CMOS集成電路組或?qū)Ｓ肅MOS集成電路電源端連接，在CMOS集成電路組或?qū)Ｓ肅MOS集成電路振蕩端裝有外接振蕩器，CMOS集成電路組或?qū)Ｓ肅MOS集成電路產(chǎn)生多種頻率脈沖，CMOS集成電路組或?qū)Ｓ肅MOS集成電路的2個到8個輸出端與轉(zhuǎn)換開關(guān)連接，轉(zhuǎn)換開關(guān)的公共端作為電機(jī)驅(qū)動端，當(dāng)專用CMOS集成電路中包括有驅(qū)動器時，轉(zhuǎn)換開關(guān)之公共端與驅(qū)動器之輸入端連接，并以驅(qū)動器之輸出端為電機(jī)驅(qū)動端，步進(jìn)電機(jī)定子線圈與電容器串聯(lián)于電機(jī)驅(qū)動端與直流電源一極之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定時澆花器，其特征是工作時撥盤每天旋轉(zhuǎn)2n周，其中n為整數(shù)且-5≤n≤3。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的定時澆花器，其特征是外接振蕩器是頻率為32768赫茲的晶體振蕩器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的定時澆花器，其特征是CMOS集成電路組由指針式石英鐘用鐘電路和一個高速CMOS系列計數(shù)器組成，高速CMOS系列計數(shù)器包括7級二進(jìn)制計數(shù)器74HC/54HC4024或12級二進(jìn)制計數(shù)器74HC/54HC4040或14級二進(jìn)制計數(shù)器74HC/54HC 4020、4060。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的定時澆花器，其特征是專用CMOS集成電路包括振蕩器，緩沖器，分頻電路，分頻電路有2到8個輸出端，采用鋁柵制成的標(biāo)準(zhǔn)型CMOS集成電路時須加一驅(qū)動器，采用硅柵制成的高速型CMOS集成電路電路時無驅(qū)動器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的定時澆花器，其特征是操作機(jī)構(gòu)包括一撥環(huán)，撥環(huán)裝在撥盤上，當(dāng)撥環(huán)主動順時針旋轉(zhuǎn)時，撥環(huán)與撥盤間可以產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動。
專利摘要定時澆花器是在室內(nèi)或涼臺使用的定時澆花用具，該用具主要由一個改造的石英機(jī)芯，集成電路74HC4040(或4024等)，轉(zhuǎn)換開關(guān)，電容器組成。由石英鐘機(jī)芯帶動操作機(jī)構(gòu)定時松開和壓緊輸水軟管而放水，本實用新型在集成電路的脈沖信號與電源一極之間串接了電容器和定子線圈，由電容器的充電，放電驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動，從而使其耗電較小，該澆花器使用額定1.5V電池作為電源，可根據(jù)每1、2、4、8天澆花一次，由分流調(diào)節(jié)閥控制澆水量，并可同時澆多盆花。由于其關(guān)鍵部件為大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，具有成本低，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠的優(yōu)點(diǎn)，如需求量大時，可開發(fā)專用集成電路使電氣部分進(jìn)一步簡化。
文檔編號A01G27/00GK2819772SQ20052002659
公開日2006年9月27日 申請日期2005年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月8日
發(fā)明者劉寬, 劉紡云 申請人:劉寬, 劉紡云