专利名称：Ic卡数字机芯水表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种IC卡水表，特别是一种全数字指示的IC卡水表，主要用于家 用自来水的计量。
背景技术：
传统水表采用机械式齿轮传动机构指示用水量，其指示机构与采样机构关联，采 样机构包括叶轮盒和叶轮，指示机构包括齿轮组和指针。叶轮为一个带有输出轴的转轮，位 于水表基座内的叶轮盒内，叶轮轴上安装了用于传动的齿轮，叶轮轴上的齿轮与指示机构 中的齿轮组咬合。水表工作时，水流流入叶轮盒，推动叶轮转动，叶轮轴进而推动齿轮组与 指针转动，从而累计水流量。另外，传统水表的水管一般采用直通形式，进水管与出水管位 于一条直线上。
发明内容技术问题传统水表的结构主要存在以下问题1、传统水表采用机械式的计数方式，计量指针与齿轮组接合，齿轮组由叶轮带动 指示水量。机械式指示机构的传动级数过多(6级以上)，齿轮组在运行时容易磨损，致使水 表的使用寿命减少。2、直通式水表的进水管和出水管位于一条直线上，水流经进水管流入叶轮盒时转 向，容易形成水流的漩涡，影响叶轮的转速，从而导致计量误差。技术方案本实用新型所提出的水表技术方案如下所述IC卡数字机芯水表，包括水表基座、进水管、出水管、指示部分、信号采集部 分、供电部分、进水控制部分，所述指示部分包括大刻度盘、大刻度盘长指针、小刻度盘A、小 刻度盘A短指针、小刻度盘B、小刻度盘B短指针、指示灯、PCB电路板、指针驱动机构、低功 耗单片机，所述信号采集部分包括采样单元、磁传动机、霍尔元件、信号调理电路，所述供电 部分包括电池、电池管理单元，所述进水控制部分包括管道阀、管道阀驱动用电机，其特征 在于进水管与出水管的管道方向错开，不在一条直线上，进出水管道与水表基座一同形成 字母“P”和“b”反向套接的形状，所述指针驱动机构为安装在PCB电路板上且具有数字化 指示功能的水表指针驱动机芯，水表指针驱动机芯的控制引脚与低功耗单片机连接。所述的IC卡数字机芯水表，包含三个结构相同且互相独立的水表指针驱动机芯， 水表指针驱动机芯安装在位于大刻度盘下方的PCB电路板上，三个水表指针驱动机芯分别 与大刻度盘、小刻度盘A和小刻度盘B对应，其机芯转轴穿过相应刻度盘与所属刻度盘内的 指针套接，低功耗单片机安装在PCB电路板上。所述的IC卡数字机芯水表，包含大刻度盘、小刻度盘A、小刻度盘B三个刻度盘，大 刻度盘的外圈镂刻有大刻度盘刻度，大刻度盘刻度分为200格，每格代表IOm3水量，整个刻度表示2000m3水量，大刻度盘刻度不封闭，小刻度盘A和小刻度盘B镶嵌于大刻度盘上，其 位置关于大刻度盘的中心对称，小刻度盘A上镂刻有小刻度盘A刻度，小刻度盘A刻度分为 100格，每格代表0. OOlm3水量，整个刻度表示0. Im3水量，小刻度盘B上镂刻有小刻度盘B 刻度，小刻度盘B刻度分为100格，每格代表0. Im3水量，整个刻度表示IOm3水量，两个小刻 度盘刻度均为圆形封闭形状。所述的IC卡数字机芯水表，与大刻度盘对应的水表指针驱动机芯位于三个水表 指针驱动机芯的中央，其机芯定子的摆放方向与放置在两侧的两个水表指针驱动机芯的机 芯定子摆放方向正交。所述的IC卡数字机芯水表，水表指针驱动机芯包括机芯定子、机芯线圈、机芯转 子、机芯传动齿轮I、机芯传动齿轮II、机芯传动齿轮III、机芯固定螺钉和机芯转轴，机芯 定子为一个左右对称形状，机芯线圈共有两个，叠放在机芯定子对称的两侧，水表指针驱动 机芯利用四个机芯固定螺钉安装在PCB电路板上，机芯转子和传动齿轮安装在机芯定子 上，机芯转子与机芯传动齿轮I咬合，机芯传动齿轮I与机芯传动齿轮II咬合，机芯传动齿 轮II与机芯传动齿轮III咬合，机芯传动齿轮III的轴心插装可套接指针的机芯转轴。所述的IC卡数字机芯水表，其大刻度盘上设置有一个指示IC卡射频通信的指示 灯。所述的IC卡数字机芯水表，其大刻度盘上设置有一个射频信号较强的刷卡感应 区。所述的IC卡数字机芯水表，其出水管(3)上有一个向上拉伸的电池盒座，电池盒 安装在电池盒座上，电池装载于电池盒内，电池盒由电池盒盖密封，电池盒座与水表基座之 间通过内嵌于管道内的电源连线联系，电源连线的一端与电池连接，一端与电池管理单元 连接。所述的IC卡数字机芯水表，其进水管内安装了控制水管通断的管道阀，管道阀处 的进水管上有一个向上拉伸的管道阀驱动用电机座，管道阀驱动用电机设置在管道阀驱动 用电机座内并与管道阀连接，管道阀驱动用电机座由管道阀盖封闭，管道阀驱动用电机座 与水表基座之间通过内嵌于管道内的控制连线联系，控制连线的一端与低功耗单片机连 接，一端与管道阀驱动用电机连接。技术效果本实用新型所提出的IC卡数字机芯水表具有如下有益效果1、采用机电一体的水表指针驱动机芯替代齿轮组驱动指针指示水量，既实现了水 表的全数字化指示，又消除了复杂的齿轮组结构，从而延长了水表的使用寿命并提高了水 表的档次。2、采用错位式的“pb”反套形进出水管道，减少了叶轮盒中所产生的水流漩涡现 象，提高了水表的计量精度。

图IIC卡数字机芯水表外观图；图2IC卡数字机芯水表侧视外观图；图3IC卡数字机芯水表顶视图；[0025]图4IC卡数字机芯水表底视图；[0026]图5IC卡数字机芯水表侧视图；[0027]图6IC卡数字机芯水表倒向外观图；[0028]图7水表指针驱动机芯安装位置顶视图；[0029]图8水表指针驱动机芯安装位置侧视图；[0030]图9IC卡数字机芯水表电原理框图。[0031]标号说明[0032]1水表基座 2进水管[0033]3出水管 4电池盒盖[0034]5电池盒 6电池盒座[0035]7电源连线 8管道阀盖[0036]9管道阀驱动用电机座10控制连线[0037]11水表表盘外壳12水表面板盖[0038]13大刻度盘14大刻度盘刻度[0039]15大刻度盘长指针16指示灯[0040]17小刻度盘A18小刻度盘A刻度[0041]19小刻度盘A短指针20小刻度盘B[0042]21小刻度盘B刻度22小刻度盘B短指针[0043]23PCB电路板24水表指针驱动机芯[0044]25机芯定子26机芯线圈[0045]27机芯转子28机芯传动齿轮I[0046]29机芯传动齿轮II30机芯传动齿轮III[0047]31机芯固定螺钉241机芯转轴[0048]32低功耗单片机33采样单元[0049]34磁传动机构35霍尔元件[0050]36信号调理电路37电池[0051]38电池管理单元39管道阀[0052]40管道阀驱动用电机41射频接口[0053]131刷卡感应区
具体实施方式
以下结合附图说明本实用新型的具体实施方式
。本实用新型IC卡数字机芯水表的外观如图1至图6所示，包括水表基座1、进水管 2、出水管3、指示部分、信号采集部分、供电部分、进水控制部分。所述指示部分装载于水表 表盘外壳11内，包括大刻度盘13、大刻度盘长指针15、指示灯16、小刻度盘A17、小刻度盘 A短指针19、小刻度盘B20、小刻度盘B短指针22，PCB电路板23、水表指针驱动机芯24、低 功耗单片机32。所述信号采集部分包括采样单元33、磁传动机构34、霍尔元件35、信号调 理电路36，所述供电部分包括电池37、电池管理单元38，所述进水控制部分包括管道阀39、 管道阀驱动用电机40。[0056]进水管2和出水管3与水表基座1连接，进水管2、出水管3和水表基座1共同形 成字母“P”和“b”反向套接的形状。大刻度盘13位于水表表盘盖12下方，PCB电路板23 位于大刻度盘13下方。大刻度盘13的外圈镂刻有大刻度盘刻度14，大刻度盘刻度14分为 200格，每格代表IOm3水量，整个刻度表示2000m3水量，大刻度盘刻度14不封闭。小刻度 盘A17和小刻度盘B20镶嵌于大刻度盘13上，其位置关于大刻度盘13的中心对称，小刻度 盘A17上镂刻有小刻度盘A刻度18，小刻度盘A刻度18分为100格，每格代表0. OOlm3水 量，整个刻度表示0. Im3水量。小刻度盘B20上镂刻有小刻度盘B刻度21，小刻度盘B刻度 21分为100小格，每小格代表0. Im3水量，整个刻度表示IOm3水量。小刻度盘上的刻度均为 圆形封闭形状。大刻度盘13用于指示总的预存水量，大刻度盘长指针15逆时针旋转，表示 预存水量减少，小刻度盘A17和小刻度盘B20的刻度分度较小，用于指示当前的用水速度， 小刻度盘A短指针19和小刻度盘B短指针22顺时针旋转，指针转速表示用水速度。大刻 度盘13上设置有一个指示IC卡射频通信的指示灯16和一个射频信号较强的刷卡感应区 131水表出水管3上有一个向上拉伸的电池盒座6，电池盒5安装在电池盒座6上，电 池37装载于电池盒5内，电池盒5由电池盒盖4密封，电池盒座6与水表基座1之间通过 内嵌于管道内的电源连线7联系，电源连线7的一端与电池37连接，一端与电池管理单元 38连接。水表进水管2内安装有控制水管通断的管道阀39，管道阀39处的进水管2上有 一个向上拉伸的管道阀驱动用电机座9，管道阀驱动用电机40设置在管道阀驱动用电机座 9内并与管道阀39连接，管道阀驱动用电机座9由管道阀盖8封闭。图7和图8为水表指针驱动机芯24的安装图，从图可知，PCB电路板上安装了三 个结构相同互相独立的水表指针驱动机芯24，三个水表指针驱动机芯24分别与大刻度盘 14、小刻度盘A17和小刻度盘B20对应，机芯转轴241穿过相应刻度盘并与所属刻度盘内的 指针套接。套接大刻度盘长指针15的水表指针驱动机芯24位于PCB电路板23的中央，而 套接两个小刻度盘指针的水表指针驱动机芯24位于两侧，两侧两个驱动机芯的定子25摆 放方向一致，与中央驱动机芯的定子25摆放方向正交。三个水表指针驱动机芯24的摆放 方式有利于消除驱动机芯互相之间的干扰。低功耗单片机32安装在PCB电路板23上并与 三个水表指针驱动机芯24的控制引脚连接。单个水表指针驱动机芯24包括机芯定子25、 机芯线圈26、机芯转子27、机芯传动齿轮128、机芯传动齿轮1129、机芯传动齿轮11130、机 芯固定螺钉31、机芯转轴241，机芯定子25为一个左右对称形状，机芯线圈26共有两个，叠 放在机芯定子25对称的两侧，水表指针驱动机芯24利用四个机芯固定螺钉31安装在PCB 电路板23上，机芯转子27和传动齿轮安装在机芯定子25上，机芯转子27与机芯传动齿轮 128咬合，机芯传动齿轮128与机芯传动齿轮1129咬合，机芯传动齿轮1129与机芯传动齿 轮III30咬合，机芯传动齿轮III30的轴心插装可套接指针的机芯转轴241。水表指针驱动 机芯24运行过程如下低功耗单片32通过机芯线圈26产生磁场，磁场与机芯转子27相互 作用推机芯转子27转动，机芯转子27带动多个齿轮转动，从而驱动指针转动。图9为本实用新型IC卡数字机芯水表的电原理框图，低功耗单片机32与三个水 表指针驱动机芯24联系，水表指针驱动机芯24控制各个指针指示水量。位于大刻度盘上 的指示灯16与低功耗单片机32连接，单片机可控制指示灯16闪烁，以显示通信状态。低 功耗单片机32与管道阀驱动用电机40连接，管道阀驱动用电机40与管道阀39连接，管道阀39的开闭由低功耗单片机32控制。低功耗单片机32与射频接口 41连接，射频接口 41 用于用户IC卡与水表之间建立联系。低功耗单片机32与信号采集部分中的信号调理电路 36连接，水量信号通过采样单元33、磁传动机构34、信号调理电路36几级传输将信号发送 至单片机。低功耗单片机32由电池37供电，电池37与电池管理单元38连接，电池管理单 元38与低功耗单片机32连接。电池管理单元38能够检测电池剩余电量，剩余电量不足 时，电池管理单元38发送信号给低功耗单片机32，低功耗单片机32通过大刻度盘13上的 指示灯16提示用户，控制管道阀39关闭。 本实用新型IC卡数字机芯水表用独特的错位式管道取代了直通式管道，以水表 指针驱动机芯取代了机械齿轮组，不但提高了计量精度，而且实现了水表的全数字化指示， 提高了水表的使用寿命，代表了自来水表未来的发展趋势。
权利要求一种IC卡数字机芯水表，包括水表基座(1)、进水管(2)、出水管(3)、指示部分、信号采集部分、供电部分、进水控制部分，所述指示部分包括大刻度盘(13)、大刻度盘长指针(15)、小刻度盘A(17)、小刻度盘A短指针(19)、小刻度盘B(20)、小刻度盘B短指针(22)、指示灯(16)、PCB电路板(23)、指针驱动机构、低功耗单片机(32)，所述信号采集部分包括采样单元(33)、磁传动机构(34)、霍尔元件(35)、信号调理电路(36)，所述供电部分包括电池(37)、电池管理单元(38)，所述进水控制部分包括管道阀(39)、管道阀驱动用电机(40)，其特征在于进水管(2)与出水管(3)的管道方向错开，不在一条直线上，进出水管道与水表基座(1)一同形成字母“p”和“b”反向套接的形状，所述指针驱动机构为安装在PCB电路板(23)上且具有数字化指示功能的水表指针驱动机芯(24)，水表指针驱动机芯(24)的控制引脚与低功耗单片机(32)连接。
2.根据权利要求1所述的IC卡数字机芯水表，其特征在于所述水表包含三个结构 相同且互相独立的水表指针驱动机芯(24)，水表指针驱动机芯(24)安装在位于大刻度盘 (14)下方的PCB电路板(23)上，三个水表指针驱动机芯(24)分别与大刻度盘(14)、小刻 度盘A(17)和小刻度盘B(20)对应，其机芯转轴(241)穿过相应刻度盘与所属刻度盘内的 指针套接，低功耗单片机(32)安装在PCB电路板(23)上。
3.根据权利要求1所述的IC卡数字机芯水表，其特征在于水表包含大刻度盘(13)、 小刻度盘A (17)、小刻度盘B (20)三个刻度盘，大刻度盘(13)的外圈镂刻有大刻度盘刻度 (14)，两个小刻度盘刻度均为圆形封闭形状。
4.根据权利要求2所述的IC卡数字机芯水表，其特征在于与大刻度盘(13)对应的 水表指针驱动机芯(24)位于三个水表指针驱动机芯(24)的中央，其机芯定子(25)的摆放 方向与放置在两侧的两个水表指针驱动机芯(24)的机芯定子(25)摆放方向正交。
5.根据权利要求1或2所述的IC卡数字机芯水表，其特征在于所述水表指针驱动机 芯(24)包括机芯定子(25)、机芯线圈(26)、机芯转子(27)、机芯传动齿轮I (28)、机芯传动 齿轮II (29)、机芯传动齿轮III (30)、机芯固定螺钉(31)和机芯转轴(241)，机芯定子(25) 为一个左右对称形状，机芯线圈(26)共有两个，叠放在机芯定子(25)对称的两侧，水表指 针驱动机芯(24)利用四个机芯固定螺钉(31)安装在PCB电路板(23)上，机芯转子(27)和 传动齿轮安装在机芯定子(25)上，机芯转子(27)与机芯传动齿轮I (28)咬合，机芯传动齿 轮I (28)与机芯传动齿轮II (29)咬合，机芯传动齿轮II (29)与机芯传动齿轮III (30)咬 合，机芯传动齿轮111(30)的轴心插装可套接指针的机芯转轴(241)。
6.根据权利要求1所述的IC卡数字机芯水表，其特征在于大刻度盘(14)上设置有 一个指示IC卡射频通信的指示灯(16)。
7.根据权利要求1所述的IC卡数字机芯水表，其特征在于大刻度盘(14)上设置有 一个射频信号的刷卡感应区(131)。
8.根据权利要求1所述的IC卡数字机芯水表，其特征在于水表出水管(3)上有一个 向上拉伸的电池盒座(6)，电池盒(5)安装在电池盒座(6)上，电池(37)装载于电池盒(5) 内，电池盒(5)由电池盒盖(4)密封，电池盒座(6)与水表基座(1)之间通过内嵌于管道内 的电源连线(7)联系，电源连线(7)的一端与电池(37)连接，一端与电池管理单元(38)连 接。
9.根据权利要求1所述的IC卡数字机芯水表，其特征在于水表进水管(2)内安装了控制水管通断的管道阀(39)，管道阀(39)处的进水管(2)上有一个向上拉伸的管道阀驱动 用电机座(9)，管道阀驱动用电机(40)设置在管道阀驱动用电机座(9)内并与管道阀(39) 连接，管道阀驱动用电机座(9)由管道阀盖⑶封闭，管道阀驱动用电机座(9)与水表基座 (1)之间通过内嵌于管道内的控制连线(10)联系，控制连线(10)的一端与低功耗单片机 (32)连接，一端与管道阀驱动用电机(40)连接。
专利摘要IC卡数字机芯水表，包括水表基座、进水管、出水管、指示部分、信号采集部分、供电部分、进水控制部分，所述指示部分包括大刻度盘、小刻度盘A、小刻度盘B三个刻度盘，PCB电路板位于大刻度盘下方，进水管与出水管的管道方向错开，不在一条直线上，进出水管道与水表基座一同形成字母“p”和“b”反向套接的形状，三个刻度指针由安装在PCB电路板上且具有数字化指示功能的三个独立的水表指针驱动机芯控制。本实用新型以独特的“pb”式错位管道代了直通式管道，以一体化的水表指针驱动机芯取代了复杂的机械式齿轮传动指示机构，不但提高了计量精度，而且实现了水表的全数字化指示，提高了水表的使用寿命。
文档编号G01F15/07GK201689493SQ20102013127
公开日2010年12月29日 申请日期2010年3月16日 优先权日2010年3月16日
发明者彭希南, 管于球, 荀庆来, 谢稳 申请人:管于球;彭希南