CN112491412A - 一种微型脉冲计数器 - Google Patents

Abstract

本发明一种微型脉冲计数器涉及机电式脉冲计数领域，具体涉及一种微型脉冲计数器，包括壳体及设置在壳体内的计数轮，所述计数轮包括多个数码轮及连接相邻两个数码轮的进位轮，首个数码轮为个位数码轮，所述壳体内还设置有步进电机，所述步进电机通过驱动个位数码轮转动的连接装置与个位数码轮相连，所述步进电机上连接有用于接收脉冲信号的电机引出线；本发明中脉冲信号以电信号形式通过电机引出线与步进电机相连，驱动步进电机动作，从而带动拨杆、棘爪和棘轮件互相啮合传动，进而实现计数轮的计数。本发明中棘轮棘爪啮合式传动，相较于以往的齿轮啮合式传动，传动更平稳、可靠性更高，更便于加工，成本经济。

Description

一种微型脉冲计数器

技术领域

本发明涉及机电式脉冲计数领域，具体涉及一种微型脉冲计数器。

背景技术

脉冲计数是一种最简单的基本运算，微型脉冲计数器就是实现这种运算的机械式数字累加，计数器在数字系统中主要对脉冲个数进行计数，以实现测量、计数和控制的功能，同时兼有分频功能。目前，常见的计数器有电磁吸合式计数器、齿轮传动式计数器等，但是受使用精度与环境等因素的制约，适用范围有很大的局限性。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种体积小、功耗低、精度高、抗振动性能好、密封性能好、机电结合式的微型脉冲计数器，机构用两线制脉冲信号供电以取代电磁铁驱动的微型计数器，机构可以可靠、稳定、准确的进行脉冲计数，并且线路板部件具有过载保护功能，能够适应各种环境。

本发明一种微型脉冲计数器，包括壳体及设置在壳体内的计数轮，所述计数轮包括多个数码轮及连接相邻两个数码轮的进位轮，首个数码轮为个位数码轮，所述壳体内还设置有步进电机，所述步进电机通过驱动个位数码轮转动的连接装置与个位数码轮相连，所述步进电机上连接有用于接收脉冲信号的电机引出线；

所述连接装置包括棘轮和棘爪，所述棘轮固定设置在个位数码轮上，且棘轮的旋转轴线与个位数码轮的中心线位于同一直线上，所述棘轮通过棘爪连接有一拨杆，所述拨杆与步进电机的输出轴相连，当步进电机收到脉冲信号，步进电机动作一次，通过拨杆驱动棘爪动作，棘爪通过棘轮带动个位数码轮转动计数。

优选地，步进电机的输出轴和拨杆之间还设置有复位装置。

优选地，复位装置为扭簧，所述扭簧套接在输出轴上，且扭簧的一端与拨杆相连，扭簧的另一端连接有扭簧挡销，所述扭簧挡销固定设置在壳体内；

当步进电机驱动拨杆摆动，扭簧被压缩压缩，当扭簧复位，扭簧驱动拨杆复位。

优选地，输出轴上周向固定套接有压套，所述拨杆固定套接在压套远离输出轴的一端上，拨杆远离压套的一端与棘爪相连；

所述扭簧套接在压套上。

优选地，拨杆远离棘爪的一端上设置有配重销。

或者优选地，棘爪一端与棘轮匹配相连，另一端为拨叉状的连接头，所述拨杆与棘爪相连的一端设置在连接头内；

所述棘爪的中部与壳体转动相连，棘爪的旋转轴线与棘轮的旋转轴线平行设置。

优选地，棘爪中部设置有固定孔，固定孔内设置有转动轴，所述棘爪与转动轴通过固定孔轴向固定相连，所述转动轴与壳体固定相连。

优选地，棘轮通过铆钉与个位数码轮的一端面固定相连；

所述各位数码轮周面上均布有十个啮合齿，步进电机收到一个脉冲信号，拨杆通过棘爪驱动棘轮转过一个啮合齿。

优选地，壳体为中空矩形壳体，壳体的一端密封设置有前端盖，所述前端盖对应计数轮的位置设置有用于度数的表玻璃，壳体的另一端通过减震密封垫圈密封连接有后端盖，所述后端盖与壳体固定相连，所述电机引出线充后端盖穿出，且与后端盖密封相连；

所述计数轮和棘轮通过计数轴与壳体转动相连，步进电机通过电机安装座与壳体固定相连。

优选地，壳体内还设置有若干个支撑梁，所述支撑梁与计数轴平行设置，支撑梁的一端与壳体的一侧壁固定相连，另一端与该侧壁平行的另一侧壁固定相连，所述支撑梁上固定设置有与支撑梁等长度的胶条；

所述步进电机为往复旋转式步进电机。

本发明中脉冲信号以电信号形式通过电机引出线与步进电机相连，驱动步进电机动作，从而带动拨杆、棘爪和棘轮件互相啮合传动，进而实现计数轮的计数。

本发明中棘轮棘爪啮合式传动，相较于以往的齿轮啮合式传动，传动更平稳、可靠性更高，更便于加工，成本经济。

本发明棘轮为十齿传动计数，棘轮36度为一齿，棘轮一齿对应数码轮一字，相较于以往的齿轮啮合式传动，计数精度更高、可靠性更高，更便于加工，成本低。

本发明步进电机为往复旋转式步进电机，相较于以往的电磁吸合式传动，体积更小、功耗更低、输出扭矩更大、可靠性更高、更便于加工，成本经济。

本发明支撑梁部件设计有胶条，耐冲击性能好、抗振性能好。

本发明后端盖设计有减震密封垫，耐冲击性能好、抗振性能好。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑，便于生产，成本经济，环境适应性强；

本发明不受数码轮位数限制，步进电机均可以提供稳定扭矩，实现多位数码轮计数。

附图说明

图1为本发明爆炸图。

图2为棘轮与个位数码轮连接关系示意图。

图3为拨杆爆炸图。

附图标记：1-壳体，2-表玻璃，3-支撑梁，4-计数轮，5-进位轮，6-个位数码轮，7-棘轮，8-棘爪，9-转动轴，10-拨杆，11-步进电机，12-后端盖，13-前端盖，14-电机引出线，15-第一侧板，16-第二侧板，17-压套，18-扭簧，19-配重销。

具体实施方式

本发明一种微型脉冲计数器，包括壳体1及设置在壳体1内的计数轮4，所述计数轮4包括多个数码轮及连接相邻两个数码轮的进位轮5，首个数码轮为个位数码轮6，所述壳体1内还设置有步进电机11，所述步进电机11通过驱动个位数码轮6转动的连接装置与个位数码轮6相连，所述步进电机11上连接有用于接收脉冲信号的电机引出线14；

所述连接装置包括棘轮7和棘爪8，所述棘轮7固定设置在个位数码轮6上，且棘轮7的旋转轴线与个位数码轮6的中心线位于同一直线上，所述棘轮7通过棘爪8连接有一拨杆10，所述拨杆10与步进电机11的输出轴相连，当步进电机11收到脉冲信号，步进电机11动作一次，通过拨杆10驱动棘爪8动作，棘爪8通过棘轮7带动个位数码轮6转动计数。

步进电机11的输出轴和拨杆10之间还设置有复位装置。

复位装置为扭簧18，所述扭簧18套接在输出轴上，且扭簧18的一端与拨杆10相连，扭簧18的另一端连接有扭簧18挡销，所述扭簧18挡销固定设置在壳体1内；

当步进电机11驱动拨杆10摆动，扭簧18被压缩压缩，当扭簧18复位，扭簧18驱动拨杆10复位。

输出轴上周向固定套接有压套17，所述拨杆10固定套接在压套17远离输出轴的一端上，拨杆10远离压套17的一端与棘爪8相连；

所述扭簧18套接在压套17上。

拨杆10远离棘爪8的一端上设置有配重销19。

棘爪8一端与棘轮7匹配相连，另一端为拨叉状的连接头，所述拨杆10与棘爪8相连的一端设置在连接头内；

所述棘爪8的中部与壳体1转动相连，棘爪8的旋转轴线与棘轮7的旋转轴线平行设置。

棘爪8中部设置有固定孔，固定孔内设置有转动轴9，所述棘爪8与转动轴9通过固定孔轴向固定相连，所述转动轴9与壳体1固定相连。

棘轮7通过铆钉与个位数码轮6的一端面固定相连；

所述各位数码轮周面上均布有十个啮合齿，步进电机11收到一个脉冲信号，拨杆10通过棘爪8驱动棘轮7转过一个啮合齿。

壳体1为中空矩形壳体1，壳体1的一端密封设置有前端盖13，所述前端盖13对应计数轮4的位置设置有用于度数的表玻璃2，壳体1的另一端通过减震密封垫圈密封连接有后端盖12，所述后端盖12与壳体1固定相连，所述电机引出线14充后端盖12穿出，且与后端盖12密封相连；

所述计数轮4和棘轮7通过计数轴与壳体1转动相连，步进电机11通过电机安装座与壳体1固定相连。

壳体1内还设置有若干个支撑梁3，所述支撑梁3与计数轴平行设置，支撑梁3的一端与壳体1的一侧壁固定相连，另一端与该侧壁平行的另一侧壁固定相连，所述支撑梁3上固定设置有与支撑梁3等长度的胶条；

所述步进电机11为往复旋转式步进电机11。

使用时，将计数轮4和步进电机11及电机安装座设置在第一侧板15和第二侧板16之间，计数轴与上述两个侧板转动相连，然后将整体放入至壳体1内，第一侧板15和第二侧板16分别于壳体1对应侧壁固定相连。

脉冲信号以电信号形式经过电机引出线14输入至步进电机11，使步进电机11中线圈骨架上缠绕的高温漆包线有电流经过，磁钢受通电的高温漆包线的影响产生洛伦兹力，从而驱动转子旋转产生扭矩，带动步进电机11的输出轴转动，输出轴与拨杆10相连接，在扭簧18的作用下实现往复旋转运动，拨杆10带动棘爪8以转动轴9为旋转中心进行往复旋转运动，棘爪8与棘轮7相啮合，带动个位数码轮6转动计数，输入N个脉冲信号，个位数码轮6就有N个计数，从而实现计数轮4计数功能。在该典型应用实例当中，拨杆10旋转角度为11°，扭簧18输出力矩为30 g·mm，扭簧18输出力矩为步进电机11输出力矩的三分之一；步进电机11输出力矩为90g·mm，步进电机11功耗小于100mA，线圈骨架上左右缠绕的高温漆包线线径规格为0.04mm、匝数规格为500匝；脉冲信号最小响应脉宽为10ms，脉冲信号最大响应频率为25Hz；，为了实现过载保护功能，可以在步进电机11和电机引出线14之间设置稳压二极管；整个机构可满足低温-40℃、高温+135℃正常工作。

本发明中脉冲信号以电信号形式通过电机引出线14与步进电机11相连，驱动步进电机11动作，从而带动拨杆10、棘爪8和棘轮7件互相啮合传动，进而实现计数轮4的计数。

本发明中棘轮7棘爪8啮合式传动，相较于以往的齿轮啮合式传动，传动更平稳、可靠性更高，更便于加工，成本经济。

本发明棘轮7为十齿传动计数，棘轮7为36度一齿，棘轮7一齿对应数码轮一字，相较于以往的齿轮啮合式传动，计数精度更高、可靠性更高，更便于加工，成本低。

本发明步进电机11为往复旋转式步进电机11，相较于以往的电磁吸合式传动，体积更小、功耗更低、输出扭矩更大、可靠性更高、，更便于加工，成本经济。

本发明支撑梁3部件设计有胶条，耐冲击性能好、抗振性能好。

本发明后端盖12设计有减震密封垫，耐冲击性能好、抗振性能好。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑，便于生产，成本经济，环境适应性强；

本发明不受数码轮位数限制，步进电机11均可以提供稳定扭矩，实现多位数码轮计数。

Claims (10)

1.一种微型脉冲计数器，包括壳体（1）及设置在壳体（1）内的计数轮（4），所述计数轮（4）包括多个数码轮及连接相邻两个数码轮的进位轮（5），首个数码轮为个位数码轮（6），其特征在于，所述壳体（1）内还设置有步进电机（11），所述步进电机（11）通过驱动个位数码轮（6）转动的连接装置与个位数码轮（6）相连，所述步进电机（11）上连接有用于接收脉冲信号的电机引出线（14）；

所述连接装置包括棘轮（7）和棘爪（8），所述棘轮（7）固定设置在个位数码轮（6）上，且棘轮（7）的旋转轴线与个位数码轮（6）的中心线位于同一直线上，所述棘轮（7）通过棘爪（8）连接有一拨杆（10），所述拨杆（10）与步进电机（11）的输出轴相连，当步进电机（11）收到脉冲信号，步进电机（11）动作一次，通过拨杆（10）驱动棘爪（8）动作，棘爪（8）通过棘轮（7）带动个位数码轮（6）转动计数。

2.如权利要求1所述一种微型脉冲计数器，其特征在于，所述步进电机（11）的输出轴和拨杆（10）之间还设置有复位装置。

3.如权利要求2所述一种微型脉冲计数器，其特征在于，所述复位装置为扭簧（18），所述扭簧（18）套接在输出轴上，且扭簧（18）的一端与拨杆（10）相连，扭簧（18）的另一端连接有扭簧（18）挡销，所述扭簧（18）挡销固定设置在壳体（1）内；

当步进电机（11）驱动拨杆（10）摆动，扭簧（18）被压缩压缩，当扭簧（18）复位，扭簧（18）驱动拨杆（10）复位。

4.如权利要求3所述一种微型脉冲计数器，其特征在于，所述输出轴上周向固定套接有压套（17），所述拨杆（10）固定套接在压套（17）远离输出轴的一端上，拨杆（10）远离压套（17）的一端与棘爪（8）相连；

所述扭簧（18）套接在压套（17）上。

5.如权利要求4所述一种微型脉冲计数器，其特征在于，所述拨杆（10）远离棘爪（8）的一端上设置有配重销（19）。

6.如权利要求1-5任意一项所述一种微型脉冲计数器，其特征在于，所述棘爪（8）一端与棘轮（7）匹配相连，另一端为拨叉状的连接头，所述拨杆（10）与棘爪（8）相连的一端设置在连接头内；

所述棘爪（8）的中部与壳体（1）转动相连，棘爪（8）的旋转轴线与棘轮（7）的旋转轴线平行设置。

7.如权利要求6所述一种微型脉冲计数器，其特征在于，所述棘爪（8）中部设置有固定孔，固定孔内设置有转动轴（9），所述棘爪（8）与转动轴（9）通过固定孔轴向固定相连，所述转动轴（9）与壳体（1）固定相连。

8.如权利要求7所述一种微型脉冲计数器，其特征在于，所述棘轮（7）通过铆钉与个位数码轮（6）的一端面固定相连；

所述各位数码轮周面上均布有十个啮合齿，步进电机（11）收到一个脉冲信号，拨杆（10）通过棘爪（8）驱动棘轮（7）转过一个啮合齿。

9.如权利要求8所述一种微型脉冲计数器，其特征在于，所述壳体（1）为中空矩形壳体（1），壳体（1）的一端密封设置有前端盖（13），所述前端盖（13）对应计数轮（4）的位置设置有用于度数的表玻璃（2），壳体（1）的另一端通过减震密封垫圈密封连接有后端盖（12），所述后端盖（12）与壳体（1）固定相连，所述电机引出线（14）充后端盖（12）穿出，且与后端盖（12）密封相连；

所述计数轮（4）和棘轮（7）通过计数轴与壳体（1）转动相连，步进电机（11）通过电机安装座与壳体（1）固定相连。

10.如权利要求9所述一种微型脉冲计数器，其特征在于，所述壳体（1）内还设置有若干个支撑梁（3），所述支撑梁（3）与计数轴平行设置，支撑梁（3）的一端与壳体（1）的一侧壁固定相连，另一端与该侧壁平行的另一侧壁固定相连，所述支撑梁（3）上固定设置有与支撑梁（3）等长度的胶条；

所述步进电机（11）为往复旋转式步进电机（11）。

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