專利名稱：Ic卡數(shù)字機芯水表的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種IC卡水表，特別是一種全數(shù)字指示的IC卡水表，主要用于家 用自來水的計量。
背景技術：
傳統(tǒng)水表采用機械式齒輪傳動機構指示用水量，其指示機構與采樣機構關聯(lián)，采 樣機構包括葉輪盒和葉輪，指示機構包括齒輪組和指針。葉輪為一個帶有輸出軸的轉(zhuǎn)輪，位 于水表基座內(nèi)的葉輪盒內(nèi)，葉輪軸上安裝了用于傳動的齒輪，葉輪軸上的齒輪與指示機構 中的齒輪組咬合。水表工作時，水流流入葉輪盒，推動葉輪轉(zhuǎn)動，葉輪軸進而推動齒輪組與 指針轉(zhuǎn)動，從而累計水流量。另外，傳統(tǒng)水表的水管一般采用直通形式，進水管與出水管位 于一條直線上。
發(fā)明內(nèi)容技術問題傳統(tǒng)水表的結(jié)構主要存在以下問題1、傳統(tǒng)水表采用機械式的計數(shù)方式，計量指針與齒輪組接合，齒輪組由葉輪帶動 指示水量。機械式指示機構的傳動級數(shù)過多(6級以上)，齒輪組在運行時容易磨損，致使水 表的使用壽命減少。2、直通式水表的進水管和出水管位于一條直線上，水流經(jīng)進水管流入葉輪盒時轉(zhuǎn) 向，容易形成水流的漩渦，影響葉輪的轉(zhuǎn)速，從而導致計量誤差。技術方案本實用新型所提出的水表技術方案如下所述IC卡數(shù)字機芯水表，包括水表基座、進水管、出水管、指示部分、信號采集部 分、供電部分、進水控制部分，所述指示部分包括大刻度盤、大刻度盤長指針、小刻度盤A、小 刻度盤A短指針、小刻度盤B、小刻度盤B短指針、指示燈、PCB電路板、指針驅(qū)動機構、低功 耗單片機，所述信號采集部分包括采樣單元、磁傳動機、霍爾元件、信號調(diào)理電路，所述供電 部分包括電池、電池管理單元，所述進水控制部分包括管道閥、管道閥驅(qū)動用電機，其特征 在于進水管與出水管的管道方向錯開，不在一條直線上，進出水管道與水表基座一同形成 字母“P”和“b”反向套接的形狀，所述指針驅(qū)動機構為安裝在PCB電路板上且具有數(shù)字化 指示功能的水表指針驅(qū)動機芯，水表指針驅(qū)動機芯的控制引腳與低功耗單片機連接。所述的IC卡數(shù)字機芯水表，包含三個結(jié)構相同且互相獨立的水表指針驅(qū)動機芯， 水表指針驅(qū)動機芯安裝在位于大刻度盤下方的PCB電路板上，三個水表指針驅(qū)動機芯分別 與大刻度盤、小刻度盤A和小刻度盤B對應，其機芯轉(zhuǎn)軸穿過相應刻度盤與所屬刻度盤內(nèi)的 指針套接，低功耗單片機安裝在PCB電路板上。所述的IC卡數(shù)字機芯水表，包含大刻度盤、小刻度盤A、小刻度盤B三個刻度盤，大 刻度盤的外圈鏤刻有大刻度盤刻度，大刻度盤刻度分為200格，每格代表IOm3水量，整個刻度表示2000m3水量，大刻度盤刻度不封閉，小刻度盤A和小刻度盤B鑲嵌于大刻度盤上，其 位置關于大刻度盤的中心對稱，小刻度盤A上鏤刻有小刻度盤A刻度，小刻度盤A刻度分為 100格，每格代表0. OOlm3水量，整個刻度表示0. Im3水量，小刻度盤B上鏤刻有小刻度盤B 刻度，小刻度盤B刻度分為100格，每格代表0. Im3水量，整個刻度表示IOm3水量，兩個小刻 度盤刻度均為圓形封閉形狀。所述的IC卡數(shù)字機芯水表，與大刻度盤對應的水表指針驅(qū)動機芯位于三個水表 指針驅(qū)動機芯的中央，其機芯定子的擺放方向與放置在兩側(cè)的兩個水表指針驅(qū)動機芯的機 芯定子擺放方向正交。所述的IC卡數(shù)字機芯水表，水表指針驅(qū)動機芯包括機芯定子、機芯線圈、機芯轉(zhuǎn) 子、機芯傳動齒輪I、機芯傳動齒輪II、機芯傳動齒輪III、機芯固定螺釘和機芯轉(zhuǎn)軸，機芯 定子為一個左右對稱形狀，機芯線圈共有兩個，疊放在機芯定子對稱的兩側(cè)，水表指針驅(qū)動 機芯利用四個機芯固定螺釘安裝在PCB電路板上，機芯轉(zhuǎn)子和傳動齒輪安裝在機芯定子 上，機芯轉(zhuǎn)子與機芯傳動齒輪I咬合，機芯傳動齒輪I與機芯傳動齒輪II咬合，機芯傳動齒 輪II與機芯傳動齒輪III咬合，機芯傳動齒輪III的軸心插裝可套接指針的機芯轉(zhuǎn)軸。所述的IC卡數(shù)字機芯水表，其大刻度盤上設置有一個指示IC卡射頻通信的指示 燈。所述的IC卡數(shù)字機芯水表，其大刻度盤上設置有一個射頻信號較強的刷卡感應 區(qū)。所述的IC卡數(shù)字機芯水表，其出水管(3)上有一個向上拉伸的電池盒座，電池盒 安裝在電池盒座上，電池裝載于電池盒內(nèi)，電池盒由電池盒蓋密封，電池盒座與水表基座之 間通過內(nèi)嵌于管道內(nèi)的電源連線聯(lián)系，電源連線的一端與電池連接，一端與電池管理單元 連接。所述的IC卡數(shù)字機芯水表，其進水管內(nèi)安裝了控制水管通斷的管道閥，管道閥處 的進水管上有一個向上拉伸的管道閥驅(qū)動用電機座，管道閥驅(qū)動用電機設置在管道閥驅(qū)動 用電機座內(nèi)并與管道閥連接，管道閥驅(qū)動用電機座由管道閥蓋封閉，管道閥驅(qū)動用電機座 與水表基座之間通過內(nèi)嵌于管道內(nèi)的控制連線聯(lián)系，控制連線的一端與低功耗單片機連 接，一端與管道閥驅(qū)動用電機連接。技術效果本實用新型所提出的IC卡數(shù)字機芯水表具有如下有益效果1、采用機電一體的水表指針驅(qū)動機芯替代齒輪組驅(qū)動指針指示水量，既實現(xiàn)了水 表的全數(shù)字化指示，又消除了復雜的齒輪組結(jié)構，從而延長了水表的使用壽命并提高了水 表的檔次。2、采用錯位式的“pb”反套形進出水管道，減少了葉輪盒中所產(chǎn)生的水流漩渦現(xiàn) 象，提高了水表的計量精度。

圖IIC卡數(shù)字機芯水表外觀圖；圖2IC卡數(shù)字機芯水表側(cè)視外觀圖；圖3IC卡數(shù)字機芯水表頂視圖；[0025]圖4IC卡數(shù)字機芯水表底視圖；[0026]圖5IC卡數(shù)字機芯水表側(cè)視圖；[0027]圖6IC卡數(shù)字機芯水表倒向外觀圖；[0028]圖7水表指針驅(qū)動機芯安裝位置頂視圖；[0029]圖8水表指針驅(qū)動機芯安裝位置側(cè)視圖；[0030]圖9IC卡數(shù)字機芯水表電原理框圖。[0031]標號說明[0032]1水表基座 2進水管[0033]3出水管 4電池盒蓋[0034]5電池盒 6電池盒座[0035]7電源連線 8管道閥蓋[0036]9管道閥驅(qū)動用電機座10控制連線[0037]11水表表盤外殼12水表面板蓋[0038]13大刻度盤14大刻度盤刻度[0039]15大刻度盤長指針16指示燈[0040]17小刻度盤A18小刻度盤A刻度[0041]19小刻度盤A短指針20小刻度盤B[0042]21小刻度盤B刻度22小刻度盤B短指針[0043]23PCB電路板24水表指針驅(qū)動機芯[0044]25機芯定子26機芯線圈[0045]27機芯轉(zhuǎn)子28機芯傳動齒輪I[0046]29機芯傳動齒輪II30機芯傳動齒輪III[0047]31機芯固定螺釘241機芯轉(zhuǎn)軸[0048]32低功耗單片機33采樣單元[0049]34磁傳動機構35霍爾元件[0050]36信號調(diào)理電路37電池[0051]38電池管理單元39管道閥[0052]40管道閥驅(qū)動用電機41射頻接口[0053]131刷卡感應區(qū)
具體實施方式
以下結(jié)合附圖說明本實用新型的具體實施方式
。本實用新型IC卡數(shù)字機芯水表的外觀如圖1至圖6所示，包括水表基座1、進水管 2、出水管3、指示部分、信號采集部分、供電部分、進水控制部分。所述指示部分裝載于水表 表盤外殼11內(nèi)，包括大刻度盤13、大刻度盤長指針15、指示燈16、小刻度盤A17、小刻度盤 A短指針19、小刻度盤B20、小刻度盤B短指針22，PCB電路板23、水表指針驅(qū)動機芯24、低 功耗單片機32。所述信號采集部分包括采樣單元33、磁傳動機構34、霍爾元件35、信號調(diào) 理電路36，所述供電部分包括電池37、電池管理單元38，所述進水控制部分包括管道閥39、 管道閥驅(qū)動用電機40。[0056]進水管2和出水管3與水表基座1連接，進水管2、出水管3和水表基座1共同形 成字母“P”和“b”反向套接的形狀。大刻度盤13位于水表表盤蓋12下方，PCB電路板23 位于大刻度盤13下方。大刻度盤13的外圈鏤刻有大刻度盤刻度14，大刻度盤刻度14分為 200格，每格代表IOm3水量，整個刻度表示2000m3水量，大刻度盤刻度14不封閉。小刻度 盤A17和小刻度盤B20鑲嵌于大刻度盤13上，其位置關于大刻度盤13的中心對稱，小刻度 盤A17上鏤刻有小刻度盤A刻度18，小刻度盤A刻度18分為100格，每格代表0. OOlm3水 量，整個刻度表示0. Im3水量。小刻度盤B20上鏤刻有小刻度盤B刻度21，小刻度盤B刻度 21分為100小格，每小格代表0. Im3水量，整個刻度表示IOm3水量。小刻度盤上的刻度均為 圓形封閉形狀。大刻度盤13用于指示總的預存水量，大刻度盤長指針15逆時針旋轉(zhuǎn)，表示 預存水量減少，小刻度盤A17和小刻度盤B20的刻度分度較小，用于指示當前的用水速度， 小刻度盤A短指針19和小刻度盤B短指針22順時針旋轉(zhuǎn)，指針轉(zhuǎn)速表示用水速度。大刻 度盤13上設置有一個指示IC卡射頻通信的指示燈16和一個射頻信號較強的刷卡感應區(qū) 131水表出水管3上有一個向上拉伸的電池盒座6，電池盒5安裝在電池盒座6上，電 池37裝載于電池盒5內(nèi)，電池盒5由電池盒蓋4密封，電池盒座6與水表基座1之間通過 內(nèi)嵌于管道內(nèi)的電源連線7聯(lián)系，電源連線7的一端與電池37連接，一端與電池管理單元 38連接。水表進水管2內(nèi)安裝有控制水管通斷的管道閥39，管道閥39處的進水管2上有 一個向上拉伸的管道閥驅(qū)動用電機座9，管道閥驅(qū)動用電機40設置在管道閥驅(qū)動用電機座 9內(nèi)并與管道閥39連接，管道閥驅(qū)動用電機座9由管道閥蓋8封閉。圖7和圖8為水表指針驅(qū)動機芯24的安裝圖，從圖可知，PCB電路板上安裝了三 個結(jié)構相同互相獨立的水表指針驅(qū)動機芯24，三個水表指針驅(qū)動機芯24分別與大刻度盤 14、小刻度盤A17和小刻度盤B20對應，機芯轉(zhuǎn)軸241穿過相應刻度盤并與所屬刻度盤內(nèi)的 指針套接。套接大刻度盤長指針15的水表指針驅(qū)動機芯24位于PCB電路板23的中央，而 套接兩個小刻度盤指針的水表指針驅(qū)動機芯24位于兩側(cè)，兩側(cè)兩個驅(qū)動機芯的定子25擺 放方向一致，與中央驅(qū)動機芯的定子25擺放方向正交。三個水表指針驅(qū)動機芯24的擺放 方式有利于消除驅(qū)動機芯互相之間的干擾。低功耗單片機32安裝在PCB電路板23上并與 三個水表指針驅(qū)動機芯24的控制引腳連接。單個水表指針驅(qū)動機芯24包括機芯定子25、 機芯線圈26、機芯轉(zhuǎn)子27、機芯傳動齒輪128、機芯傳動齒輪1129、機芯傳動齒輪11130、機 芯固定螺釘31、機芯轉(zhuǎn)軸241，機芯定子25為一個左右對稱形狀，機芯線圈26共有兩個，疊 放在機芯定子25對稱的兩側(cè)，水表指針驅(qū)動機芯24利用四個機芯固定螺釘31安裝在PCB 電路板23上，機芯轉(zhuǎn)子27和傳動齒輪安裝在機芯定子25上，機芯轉(zhuǎn)子27與機芯傳動齒輪 128咬合，機芯傳動齒輪128與機芯傳動齒輪1129咬合，機芯傳動齒輪1129與機芯傳動齒 輪III30咬合，機芯傳動齒輪III30的軸心插裝可套接指針的機芯轉(zhuǎn)軸241。水表指針驅(qū)動 機芯24運行過程如下低功耗單片32通過機芯線圈26產(chǎn)生磁場，磁場與機芯轉(zhuǎn)子27相互 作用推機芯轉(zhuǎn)子27轉(zhuǎn)動，機芯轉(zhuǎn)子27帶動多個齒輪轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動指針轉(zhuǎn)動。圖9為本實用新型IC卡數(shù)字機芯水表的電原理框圖，低功耗單片機32與三個水 表指針驅(qū)動機芯24聯(lián)系，水表指針驅(qū)動機芯24控制各個指針指示水量。位于大刻度盤上 的指示燈16與低功耗單片機32連接，單片機可控制指示燈16閃爍，以顯示通信狀態(tài)。低 功耗單片機32與管道閥驅(qū)動用電機40連接，管道閥驅(qū)動用電機40與管道閥39連接，管道閥39的開閉由低功耗單片機32控制。低功耗單片機32與射頻接口 41連接，射頻接口 41 用于用戶IC卡與水表之間建立聯(lián)系。低功耗單片機32與信號采集部分中的信號調(diào)理電路 36連接，水量信號通過采樣單元33、磁傳動機構34、信號調(diào)理電路36幾級傳輸將信號發(fā)送 至單片機。低功耗單片機32由電池37供電，電池37與電池管理單元38連接，電池管理單 元38與低功耗單片機32連接。電池管理單元38能夠檢測電池剩余電量，剩余電量不足 時，電池管理單元38發(fā)送信號給低功耗單片機32，低功耗單片機32通過大刻度盤13上的 指示燈16提示用戶，控制管道閥39關閉。 本實用新型IC卡數(shù)字機芯水表用獨特的錯位式管道取代了直通式管道，以水表 指針驅(qū)動機芯取代了機械齒輪組，不但提高了計量精度，而且實現(xiàn)了水表的全數(shù)字化指示， 提高了水表的使用壽命，代表了自來水表未來的發(fā)展趨勢。
權利要求一種IC卡數(shù)字機芯水表，包括水表基座(1)、進水管(2)、出水管(3)、指示部分、信號采集部分、供電部分、進水控制部分，所述指示部分包括大刻度盤(13)、大刻度盤長指針(15)、小刻度盤A(17)、小刻度盤A短指針(19)、小刻度盤B(20)、小刻度盤B短指針(22)、指示燈(16)、PCB電路板(23)、指針驅(qū)動機構、低功耗單片機(32)，所述信號采集部分包括采樣單元(33)、磁傳動機構(34)、霍爾元件(35)、信號調(diào)理電路(36)，所述供電部分包括電池(37)、電池管理單元(38)，所述進水控制部分包括管道閥(39)、管道閥驅(qū)動用電機(40)，其特征在于進水管(2)與出水管(3)的管道方向錯開，不在一條直線上，進出水管道與水表基座(1)一同形成字母“p”和“b”反向套接的形狀，所述指針驅(qū)動機構為安裝在PCB電路板(23)上且具有數(shù)字化指示功能的水表指針驅(qū)動機芯(24)，水表指針驅(qū)動機芯(24)的控制引腳與低功耗單片機(32)連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的IC卡數(shù)字機芯水表，其特征在于所述水表包含三個結(jié)構 相同且互相獨立的水表指針驅(qū)動機芯(24)，水表指針驅(qū)動機芯(24)安裝在位于大刻度盤 (14)下方的PCB電路板(23)上，三個水表指針驅(qū)動機芯(24)分別與大刻度盤(14)、小刻 度盤A(17)和小刻度盤B(20)對應，其機芯轉(zhuǎn)軸(241)穿過相應刻度盤與所屬刻度盤內(nèi)的 指針套接，低功耗單片機(32)安裝在PCB電路板(23)上。
3.根據(jù)權利要求1所述的IC卡數(shù)字機芯水表，其特征在于水表包含大刻度盤(13)、 小刻度盤A (17)、小刻度盤B (20)三個刻度盤，大刻度盤(13)的外圈鏤刻有大刻度盤刻度 (14)，兩個小刻度盤刻度均為圓形封閉形狀。
4.根據(jù)權利要求2所述的IC卡數(shù)字機芯水表，其特征在于與大刻度盤(13)對應的 水表指針驅(qū)動機芯(24)位于三個水表指針驅(qū)動機芯(24)的中央，其機芯定子(25)的擺放 方向與放置在兩側(cè)的兩個水表指針驅(qū)動機芯(24)的機芯定子(25)擺放方向正交。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的IC卡數(shù)字機芯水表，其特征在于所述水表指針驅(qū)動機 芯(24)包括機芯定子(25)、機芯線圈(26)、機芯轉(zhuǎn)子(27)、機芯傳動齒輪I (28)、機芯傳動 齒輪II (29)、機芯傳動齒輪III (30)、機芯固定螺釘(31)和機芯轉(zhuǎn)軸(241)，機芯定子(25) 為一個左右對稱形狀，機芯線圈(26)共有兩個，疊放在機芯定子(25)對稱的兩側(cè)，水表指 針驅(qū)動機芯(24)利用四個機芯固定螺釘(31)安裝在PCB電路板(23)上，機芯轉(zhuǎn)子(27)和 傳動齒輪安裝在機芯定子(25)上，機芯轉(zhuǎn)子(27)與機芯傳動齒輪I (28)咬合，機芯傳動齒 輪I (28)與機芯傳動齒輪II (29)咬合，機芯傳動齒輪II (29)與機芯傳動齒輪III (30)咬 合，機芯傳動齒輪111(30)的軸心插裝可套接指針的機芯轉(zhuǎn)軸(241)。
6.根據(jù)權利要求1所述的IC卡數(shù)字機芯水表，其特征在于大刻度盤(14)上設置有 一個指示IC卡射頻通信的指示燈(16)。
7.根據(jù)權利要求1所述的IC卡數(shù)字機芯水表，其特征在于大刻度盤(14)上設置有 一個射頻信號的刷卡感應區(qū)(131)。
8.根據(jù)權利要求1所述的IC卡數(shù)字機芯水表，其特征在于水表出水管(3)上有一個 向上拉伸的電池盒座(6)，電池盒(5)安裝在電池盒座(6)上，電池(37)裝載于電池盒(5) 內(nèi)，電池盒(5)由電池盒蓋(4)密封，電池盒座(6)與水表基座(1)之間通過內(nèi)嵌于管道內(nèi) 的電源連線(7)聯(lián)系，電源連線(7)的一端與電池(37)連接，一端與電池管理單元(38)連 接。
9.根據(jù)權利要求1所述的IC卡數(shù)字機芯水表，其特征在于水表進水管(2)內(nèi)安裝了控制水管通斷的管道閥(39)，管道閥(39)處的進水管(2)上有一個向上拉伸的管道閥驅(qū)動 用電機座(9)，管道閥驅(qū)動用電機(40)設置在管道閥驅(qū)動用電機座(9)內(nèi)并與管道閥(39) 連接，管道閥驅(qū)動用電機座(9)由管道閥蓋⑶封閉，管道閥驅(qū)動用電機座(9)與水表基座 (1)之間通過內(nèi)嵌于管道內(nèi)的控制連線(10)聯(lián)系，控制連線(10)的一端與低功耗單片機 (32)連接，一端與管道閥驅(qū)動用電機(40)連接。
專利摘要IC卡數(shù)字機芯水表，包括水表基座、進水管、出水管、指示部分、信號采集部分、供電部分、進水控制部分，所述指示部分包括大刻度盤、小刻度盤A、小刻度盤B三個刻度盤，PCB電路板位于大刻度盤下方，進水管與出水管的管道方向錯開，不在一條直線上，進出水管道與水表基座一同形成字母“p”和“b”反向套接的形狀，三個刻度指針由安裝在PCB電路板上且具有數(shù)字化指示功能的三個獨立的水表指針驅(qū)動機芯控制。本實用新型以獨特的“pb”式錯位管道代了直通式管道，以一體化的水表指針驅(qū)動機芯取代了復雜的機械式齒輪傳動指示機構，不但提高了計量精度，而且實現(xiàn)了水表的全數(shù)字化指示，提高了水表的使用壽命。
文檔編號G01F15/07GK201689493SQ20102013127
公開日2010年12月29日 申請日期2010年3月16日 優(yōu)先權日2010年3月16日
發(fā)明者彭希南, 管于球, 荀慶來, 謝穩(wěn) 申請人:管于球;彭希南