CN104111085A - 一种条形码字轮直读表计度器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种条形码字轮直读表计度器，包括壳体，壳体上设置第一腔体，第一腔体内长度方向安装字轮轴，字轮轴上安装数个字轮，字轮是圆柱体，圆柱体侧面上设置阿拉伯数字，壳体上设置第二腔体，第一腔体和第二腔体采用透明材料隔开，第二腔体内安装线阵光电传感器，线阵光电传感器的长度沿字轮轴的长度分布，字轮的圆柱体侧面上设置条形码，条形码由数组编码条组成，每一组编码条由数个编码条沿圆柱体侧面轴向排列构成，至少一组编码条对应一个阿拉伯数字，阿拉伯数字与条形码周向排列。本发明用以解决现有技术的不足。

Description

一种条形码字轮直读表计度器

技术领域

本发明涉及计量器，是一种条形码字轮直读表计度器。 

背景技术

目前，市场上使用的流量计度表，例如：水表、燃气表、燃油表、电表等计度表中使用的计度器的编码方式主要是透射式编码和反射式编码，这两种编码体现在用于计数的字轮上是两种不同形式：一种是在字轮侧面圆周上编码，另一种编码是在字轮的圆周端面上设置或者在字轮的圆周弧面上设置，这种两种编码均对应的是色块，编码以单独色块周向断续排列设置，这种编码体现在字轮上的结构形式是用光电传感器读数，光电传感器必须沿字轮圆周方向排列安装。这种结构的计度器的不足是：需要采用多个传感器、一般至少四个传感器相互连接后沿字轮的圆周方向读取数据，各传感器连接的焊点要求较高，稍有偏差，产品报废，导致产品的成品率低，制造成本高；安装位置精度低；字轮角度的分辨率低，一般在3-8度之间，读数的出错率高，当在字轮圆周端面编码时还需要传感器的PCB板安装在两字轮之间，易导致字轮在转动中卡死，故障率高，维修量大等。 

发明内容

本发明的目的是提供一种条形码字轮直读表计度器，用以解决现有技术的不足。 

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种条形码字轮直读表计度器，包括壳体，壳体上设置第一腔体，第一腔体内长度方向安装字轮轴，字轮轴上安装数个字轮，字轮是圆柱体，圆柱体侧面上设置阿拉伯数字，壳体上设置第二腔体，第一腔体和第二腔体采用透明材料隔开，第二腔体内安装线阵光电传感器，线阵光电传感器的长度沿字轮轴的长度分布，字轮的圆柱体侧面上设置条形码，条形码由数组编码条组成，每一组编码条由数个编码条沿圆柱体侧面轴向排列构成，至少一组编码条对应一个阿拉伯数字，阿拉伯数字和条形码各自沿圆柱体侧面周向排列。所述的每组编码条至少包含两种颜色，编码条为矩形。所述的一个阿拉伯数字对应3-6组编码条。所述的编码条组至少由四个编码条组成。字轮的圆柱体侧面圆周等分30份，每份12度，每12度内设置一组编码条，阿拉伯数字0-9十个数字分布在圆柱体侧面的360度范围内，一个阿拉伯数字位于36度范围内。所述的条形码在字轮圆柱体侧面上周向连续排列。所述的编码条是矩形，每一组编码条中的编码条长度相等，编码条之间的距离相等。圆柱体侧面的边沿处设置定位条，定位条绕圆柱体侧面一周。字轮的圆柱体侧面的边沿处设置校正条，校正条绕圆柱体侧面一周。字轮的圆柱体侧面的外边沿处设置定位条，定位条内侧设置校正条，校正条内侧设置编码条组，编码条组内侧设置阿拉伯数字，定位条、校正条、编码条组及阿拉伯数字依次轴向排列。 

本发明提供的条形码字轮直读计度器的积极效果在于：彻底改变了编码方式及读取数据的结构，将条形码制作在字轮的圆柱体侧面上，条形码中的数个编码条在字轮的圆柱体侧面上轴向排列，用这种条形码制作的字轮可采用线阵光电传感器的结构，只需要一个线阵光电传感器就可读取多个字轮上的编码信息，使直读表计度器解决了现有技术中存在的所有不足。线阵光电传感器无连接误差，无安装位置误差，读取数据准确，产品成品率达到100%，字轮的角度分辨度达到0.85度左右，读数精准，字轮在转动中不出现卡死现象，产品在使用寿命内无需维修。本发明的计度器还具有使用方便、制造成本低、抗干扰能力强等优点。 

附图说明

附图1是本发明结构示意图；附图2是附图1中A-A剖视结构示意图；附图3是附图1的俯视结构示意图；附图4是附图1的仰视结构示意图；附图5是附图1中字轮5圆柱体侧面展开图；附图6是字轮上的编码条组用二进制格雷码排列编码的方法编制的编码条组结构示意图，图上显示一个阿拉伯数字对应三组编码条；附图7是字轮上的编码条组用二进制格雷码排列编码的方法编制的编码条组结构示意图，图上显示一个阿拉伯数字对应一组编码条；附图8是字轮上的编码条采用二进制自然递增顺序排列编码方法编制编码条的结构示意图；附图9是字轮上的编码条采用二进制随机排列编码方法编制的编码条结构示意图；附图10是采用两个线阵光电传感器时与字轮的位置关系。 

附图中：1壳体 2固定筒 3隔板 4第二腔体 6线阵光电传感器 7电路板 8玻璃盖 9空腔 10第一腔体 11字轮 12出线孔 13字轮的底色 14阿拉伯数字 15条形码 16字轮的最外边沿 17定位条 18校正条 19条形码。 

具体实施方式

本发明提供的一种条形码字轮直读表计度器，包括壳体1，壳体1上设置第一腔体10，第一腔体10内长度方向安装字轮轴，字轮轴上安装数个字轮11，字轮11是圆柱体，圆柱体侧面上设置阿拉伯数字，壳体1上设置第二腔体4，第一腔体10和第二腔体4采用透明材料隔开，第二腔体4内安装线阵光电传感器6，线阵光电传感器6的长度沿字轮轴的长度分布，使一个线阵光电传感器6能检测到数个字轮上的所有信息，字轮的圆柱体侧面上设置条形码，条形码由数组编码条组成，每一组编码条由数个编码条沿圆柱体侧面轴向排列构成，至少一组编码条对应一个阿拉伯数字，阿拉伯数字和条形码各自沿圆柱体侧面周向排列。上述结构中的第二腔体4内安装电路板7，电路板7通过导线与线阵光电传感器6连接，这种结构为图2所示结构。电路板7也可以与线阵光电传感器6做成一体，或在线阵光电传感器6上增加无线接收发射器，同样实现电路板7的功能。本发明使用一个线阵光电传感器既能读取字轮轴上安装的所有字轮上的编码信息，实现本发明的目的并达到积极效果，但是，当在特殊行业中使用时，要求线阵光电传感器读数特别精确时，可增加一个线阵光电传感器，用于在字轮转动中校准与字轮轴向平行排列的线阵光电传感器6的读数正确性，图10中虚线部分显示了另一个线阵光电传感器的安装位置。本发明所述的第一腔体10与第二腔体4均为敞口式腔体，第一腔体10与第二腔体4的开口方向相背。第二腔体4内可设置隔板3，隔板3使第二腔体4分割出一个小腔体，小腔体用于固定线阵光电传感器6，避免其发生位移，也可采用在第二腔体4内设置固定块的结构限制线阵光电传感器的位移，或采用挡条、凹槽插入式等结构固定线阵光电传感器，避免其发生位移，导致读数错误。本发明所述的壳体1底部形状呈环状，如附图1-3所示，便于与现有直读表配合安装使用，但是，该壳体1的形状不限于环状，以能与直读表配合安装使用的形状为准。本发明所述的壳体1、第一腔体10、第二腔体4均通过模具制成一体，也可采用多部件连接制成。第一腔体10和第二腔体4之间采用透明材料隔开，透明材料是一个弧面板或者是一个平面板，优选弧面板，可使字轮与线阵光电传感器间的距离较近。本发明所述的计度器安装使用时，需将各腔体封闭，封闭腔体的材料及结构由计表器应用的行业确定。本发明所述壳体上还开设了出线孔等安装时需要的结构，这些结构及弧面板等均可采用模具与腔体及壳体制成一体。本发明所述的电路板7一般采用印刷电路板，也可采用插件电路板。本发明所述的多个字轮与线阵光电传感器安装在各自独立的腔体内，线阵光电传感器与多个字轮平行排列，位于同一垂直平面内，便于线阵光电传感器读取字轮上的信息。本发明所述的线阵光电传感器也可改换成线阵图像传感器，将控制电路做相应的改变设计，达到识别多个字轮上的编码信息既可，这种控制电路的设计采用公知技术完成。 

本发明的优选方案是：所述的条形码在字轮圆柱体侧面上周向连续排列，这是读数最精确的排列方法，它可使读取数据的误差降至最低。 

本发明所述的条形码分布在圆柱体侧面的360度范围内，阿拉伯数字0-9十个数字分布在圆柱体侧面的360度范围内，便于字轮在转动时准确读取数据，读取数据的准确度高。 

本发明所述的每组编码条至少包含两种颜色，编码条为矩形。便于传感器识别字轮上的编码组合方式反映的信息，两种颜色是达到使用要求的最低生产成本的方案。当然，也可采用三种或四种颜色，字轮上制作多种颜色，使制造工艺相对复杂。 

本发明所述的字轮上的一个阿拉伯数字对应3-6组编码条。至少一组编码条对应一个阿拉伯数字时，即能使线阵光电传感器读取编码信息，但是，本发明优选的方案是一个阿拉伯数字对应3-6组编码条。这种方案可使字轮在转动时使线阵光电传感器读取的编码信息更多，进一步提高读取数据的确度，制造成本相对较低。 

本发明更进一步优选的方案是：字轮的圆柱体侧面圆周等分30份，每份12度，每12度内设置一组编码条，阿拉伯数字0-9十个数字分布在圆柱体侧面的360度范围内，一个阿拉伯数字位于36度范围内。这是在达到读数准确的同时，制造成本相对更低的选择。 

本发明为了进一步实现字轮在转动中使线阵光电传感器读取数据更准确，不出现字轮上两个数字之间的读取误差，进一步提高读数准确性，做出的进一步优选方案是：所述的编码条是矩形，每一组编码条中的编码条长度相等，编码条之间的距离相等。所述的编码条组至少由四个编码条组成。 

本发明所述的字轮上的条形码沿圆柱体侧面周向排列，各组的编码条均在字轮圆柱体侧面上轴向排列，用于实现一个线阵光电传感器读取多个字轮上的编码信息，减少误差及提高读取数据的准确性等。 

本发明字轮上的条形码优选了二进制的格雷码编码排列，至少一组编码条对应一个阿拉伯数字，如图9所示。也可用多组编码条对应一个阿拉伯数字，图7所示的是一个阿拉伯数字对应了三组编码条。一个阿拉伯数字对应的编码条组数越多，线阵光电传感器在字轮转动时读取的数据精准度越高。通常在达到使用要求的同时，尽可能减少一个阿拉伯数字对应的编码条组数，以降低制造成本。 

本发明字轮上的条形码除了采用二进制编码外，还可采用三进制或四进制，甚至更多进制编码。当采用二进制编码时，用二种颜色即可在字轮上制作二种识别信息，采用三进制或四进制编码时，则需采用三种颜色或四种颜色在字轮上制作识别信息，这种情况下使字轮的制作工艺复杂、成本升高，但是，某些大口径计度器具或有特殊需要的计度器具，需要同时读取许多位数据时，采用多进制的编码方式，可实现目的。 

另外，当需要将字轮的轴向厚度做薄时，即：在相同腔体长度内多安装字轮时，也可采用多进制的方法编码，使长度相同的线阵光电传感器能读取更多个字轮上的信息。虽然采用多进制方法编码时，可使字轮的制造成本升高，但可实现特殊用途或某些行业需要。 

本发明提供的字轮上条形码的编码，优选的方案是二进制格雷码，这种编排码方法可适用于目前使用的水、电、燃油、里程及燃气等多个行业的直读表计度器，是一种达到发明目的的同时，制作工艺最简单的方法，使字轮的制造成本最低。当然，能够实现字轮上条形码在圆柱体侧面周向排列、编码条在字轮圆柱体侧面上轴向排列的结构的编码方法，还有多种编码方法都能实现。例如：随机排列编码、自然递增排列编码等，图8所示是采用二进制自然递增顺序排列编码方法的示意图，图9是采用二进制随机排列编码方法的示意图，这些编排码方法还不能包含其它所有编排码方法，只是普遍使用的方法，这是制造成本相对较低的方法，这些编排码方法在制作成字轮上对应的条形码、编码条使用时，读数的误差相对多一些，例如：线阵光电传感器读码时可能出现超出相邻两码范围的错误，使读取数据的准确性降低，为了解决这种不足，可在两个相邻编码条之间的底端采用过渡线条弥补这种不足，但是，这种结构使字轮上的编码条制作工艺复杂，制造成本升高。 

本发明为了更好的实现发明目的，达到更优效果，选取的编码方法是用二进制的格雷码编排制条形码的编码条，至少由两种颜色组成编码条组。每一组二进制格雷码对应一组编码条，编码条制作在字轮圆柱体侧面上，每一组编码条至少由4个编码条构成，如图5所示，由黑白两种颜色构成，每一组编码条中的各编码条在字轮圆柱体侧面上轴向排列，实现了本发明积极效果的同时，使制造工艺相对简单，制造成本低，产品成品率高。 

本发明的字轮上还可设置定位条或校正条，或者设置定位条和校正条。字轮的圆柱体侧面的边沿处设置定位条，定位条绕圆柱体侧面一周。定位条轴向位于条形码外侧，条形码内侧与阿拉伯数字相临，这里所述的内、外侧是指以图示位置的右端为外侧，由右端向左移动为内侧。定位条用于线阵光电传感器在字轮上识别编码条的起始点，避免字轮在转动中可能产生的轴向位置偏移时出现的读码混乱。当数个字轮安装精度很高，使用中不出现字轮轴向偏移时的情况下，可不在字轮上设置定位条。 

本发明的字轮上在圆柱体侧面的边沿处设置校正条，校正条绕圆柱体侧面一周。在字轮上设置校正条的作用是对读码信息饱和度进行校正，避免出现编码颜色的识别错误，进一步提高传感器读数的精确度。当本发明字轮上的编码条颜色制作的足够精确时，可不设置校正条。定位条和校正条的设置位置见图5，图中17是定位条，18是校正条，定位条、校正条、编码条和阿拉伯数字是在字轮圆柱体侧面上轴向排列，定位条位于字轮圆柱体侧面上最外端一个编码条的外端，在侧面的边沿处，如图5所示，字轮圆柱体侧面的外边沿处设置定位条，定位条内侧设置校正条，校正条内侧设置编码条组，编码条组内侧设置阿拉伯数字，定位条、校正条、编码条组及阿拉伯数字依次轴向排列。 

本发明所述的字轮上的阿拉伯数字也可设置在一组编码条的中间部位，即：一组编码条可分布在阿拉伯数字的左右两侧。本发明未详述内容均为公知技术。 

Claims (10)

1. 一种条形码字轮直读表计度器，包括壳体（1），其特征在于：壳体（1）上设置第一腔体（10），第一腔体（10）内长度方向安装字轮轴，字轮轴上安装数个字轮（11），字轮（11）是圆柱体，圆柱体侧面上设置阿拉伯数字，壳体（1）上设置第二腔体（4），第一腔体(10)和第二腔体(4)采用透明材料隔开，第二腔体(4)内安装线阵光电传感器(6)，线阵光电传感器（6）的长度沿字轮轴的长度分布，字轮的圆柱体侧面上设置条形码，条形码由数组编码条组成，每一组编码条由数个编码条沿圆柱体侧面轴向排列构成，至少一组编码条对应一个阿拉伯数字，阿拉伯数字和条形码各自沿圆柱体侧面周向排列。

2.根据权利要求1所述的一种条形码字轮直读表计度器，其特征在于：所述的每组编码条至少包含两种颜色，编码条为矩形。

3.根据权利要求1所述的一种条形码字轮直读表计度器，其特征在于：所述的一个阿拉伯数字对应3-6组编码条。

4.根据权利要求1所述的一种条形码字轮直读表计度器，其特征在于：所述的编码条组至少由四个编码条组成。

5.根据权利要求1所述的一种条形码字轮直读表计度器，其特征在于：字轮的圆柱体侧面圆周等分30份，每份12度，每12度内设置一组编码条，阿拉伯数字0-9十个数字分布在圆柱体侧面的360度范围内，一个阿拉伯数字位于36度范围内。

6.根据权利要求1所述的一种条形码字轮直读表计度器，其特征在于：所述的条形码在字轮圆柱体侧面上周向连续排列。

7.根据权利要求1所述的一种条形码字轮直读表计度器，其特征在于：所述的编码条是矩形，每一组编码条中的编码条长度相等，编码条之间的距离相等。

8.根据权利要求1所述的一种条形码字轮直读表计度器，其特征在于：圆柱体侧面的边沿处设置定位条，定位条绕圆柱体侧面一周。

9.根据权利要求1或8所述的一种条形码字轮直读表计度器，其特征在于：字轮的圆柱体侧面的边沿处设置校正条，校正条绕圆柱体侧面一周。

10.根据权利要求1所述的一种条形码字轮直读表计度器，其特征在于：字轮的圆柱体侧面的外边沿处设置定位条，定位条内侧设置校正条，校正条内侧设置编码条组，编码条组内侧设置阿拉伯数字，定位条、校正条、编码条组及阿拉伯数字依次轴向排列。