CN205027222U

CN205027222U - 一种基于电刷读数的智能卷尺

Info

Publication number: CN205027222U
Application number: CN201520763354.1U
Authority: CN
Inventors: 李向良
Original assignee: Chit Wing Technology Group Co Ltd
Current assignee: Chit Wing Technology Group Co Ltd
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2016-02-10
Anticipated expiration: 2025-09-30

Abstract

本实用新型公开了一种基于电刷读数的智能卷尺，通过将格雷码直接设置在卷尺带的铜箔格雷码道上，且按指定周期重复设置格雷码，而不是通过印制格雷码盘并设置在智能卷尺本体内，减小了智能卷尺的体积；同时，可通过电刷读取卷尺带上的格雷码，取代了传统的刻度读取方式，增强了读数的稳定性。

Description

一种基于电刷读数的智能卷尺

技术领域

本实用新型涉及智能卷尺技术领域，尤其涉及的是一种基于电刷读数的智能卷尺。

背景技术

格雷码属于可靠性编码，是一种错误最小化的编码方式。因为，虽然自然二进制码可以直接由数/模转换器转换成模拟信号，但在某些情况，例如从十进制的3转换为4时二进制码的每一位都要变，能使数字电路产生很大的尖峰电流脉冲。而格雷码则没有这一缺点，它在相邻位间转换时，只有一位产生变化。它大大地减少了由一个状态到下一个状态时逻辑的混淆。由于这种编码相邻的两个码组之间只有一位不同，因而在用于方向的直线位移量－数字量的转换中，当直线位移量发生微小变化（而可能引起数字量发生变化时，格雷码仅改变一位，这样与其它编码同时改变两位或多位的情况相比更为可靠，即可减少出错的可能性。

现有技术中多采用格雷码盘用于检测或计数，在编码器或电刷装置读取格雷码盘时常会出现跳刷或漏刷的现象，即由于电刷装置转速过快，出现电刷装置弹跳过某个格雷码，导致计数错误的现象，不利于格雷码的使用。同时，将格雷码盘设置在智能卷尺本体内占用较大内部空间，使得装置体积较大。

而且，现有技术中的卷尺读数都是人为从尺带刻度上直接读取，或是采用通过计圈数的间接方式来获取，易造成测量误差。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于电刷读数的智能卷尺，旨在解决现有技术中在卷尺的尺带上印制常用长度刻度时人工读数易导致误差，导致测量读数结果稳定性不强的缺陷。

本实用新型的技术方案如下：

一种基于电刷读数的智能卷尺，其中，包括智能卷尺本体，及设置在所述智能卷尺本体内并可抽出的卷尺带，所述卷尺带上设置有2-9个铜箔格雷码道，每一铜箔格雷码道上设置有用于计数的格雷码，所述格雷码按指定周期重复设置；所述智能卷尺本体内还设置有与铜箔格雷码道上的格雷码触接、用于读取卷尺带上格雷码读数的电刷，所述电刷连接智能卷尺内的MCU控制芯片。

所述基于电刷读数的智能卷尺，其中，所述卷尺带的正反两面均设置有至少一个直线型的铜箔格雷码道，所述铜箔格雷码道上设置有多个计数的格雷码。

所述基于电刷读数的智能卷尺，其中，所述卷尺带的正面和背面均从下至上设置有3个铜箔格雷码道。

所述基于电刷读数的智能卷尺，其中，所述卷尺带的正面设置低三位铜箔格雷码道，分别为第一位铜箔格雷码道、第二位铜箔格雷码道及第三位铜箔格雷码道。

所述基于电刷读数的智能卷尺，其中，所述智能卷尺本体内正对卷尺带正面的一侧设置有3个电刷，分别为第一电刷、第二电刷及第三电刷；其中，所述第一电刷正对所述第一位铜箔格雷码道，所述第二电刷正对所述第二位铜箔格雷码道，所述第三电刷正对所述第三位铜箔格雷码道。

所述基于电刷读数的智能卷尺，其中，所述卷尺带的背面设置高三位铜箔格雷码道，分别为第四位铜箔格雷码道、第五位铜箔格雷码道及第六位铜箔格雷码道。

所述基于电刷读数的智能卷尺，其中，所述智能卷尺本体内正对卷尺带背面的一侧设置有3个电刷，分别为第四电刷、第五电刷及第六电刷；其中，所述第四电刷正对所述第四位铜箔格雷码道，所述第五电刷正对所述第五位铜箔格雷码道，所述第六电刷正对所述第六位铜箔格雷码道。

有益效果：本实用新型所述的基于电刷读数的智能卷尺，通过将格雷码直接设置在卷尺带的铜箔格雷码道上，且按指定周期重复设置格雷码，而不是通过印制格雷码盘并设置在智能卷尺本体内，减小了智能卷尺的体积；同时，可通过电刷读取卷尺带上的格雷码，取代了传统的刻度读取方式，增强了读数的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型所述基于电刷读数的智能卷尺较佳实施例的结构示意图。

图2为本实用新型所述基于电刷读数的智能卷尺较佳实施例的爆炸图。

图3为本实用新型所述基于电刷读数的智能卷尺中电刷的结构示意图。

图4为本实用新型所述基于电刷读数的智能卷尺较佳实施例中卷尺带正面的示意图。

图5为本实用新型所述基于电刷读数的智能卷尺较佳实施例中卷尺带背面的示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种基于电刷读数的智能卷尺，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请同时参见图1-图3，其中图1是本实用新型所述基于电刷读数的智能卷尺较佳实施例的结构示意图，图2是本实用新型所述基于电刷读数的智能卷尺较佳实施例的爆炸图，图3是本实用新型所述基于电刷读数的智能卷尺中电刷的结构示意图，所述基于电刷读数的智能卷尺，包括智能卷尺本体100，及设置在所述智能卷尺本体100内并可抽出的卷尺带200，所述卷尺带200上设置有2-9个铜箔格雷码道210，每一铜箔格雷码道210上设置有用于计数的格雷码，所述格雷码按指定周期重复设置；所述智能卷尺本体100内还设置有与铜箔格雷码道210上的格雷码触接、用于读取卷尺带上格雷码读数的电刷300，所述电刷300连接智能卷尺内的MCU控制芯片。

具体实施时，所述智能卷尺本体100上还设置有用于显示智能卷尺的实时读数和状态的显示屏；所述智能卷尺本体100内还设置有用于将智能卷尺的数据发送至移动终端或接收移动终端发送数据的无线收发模块；所述智能卷尺本体100内还设置有用于供电的电源。更具体的，所述显示屏为E-ink显示屏、TN显示屏、STN显示屏或TFT显示屏；所述无线收发模块为蓝牙模块。

进一步的，如图4和图5所示，所述卷尺带200的正反两面均设置有至少一个直线型的铜箔格雷码道210，所述铜箔格雷码道210上设置有多个计数格雷码。具体实施时，如图1和图2所示，所述智能卷尺本体100上设置有卷尺带出口110，所述智能卷尺本体100内靠近卷尺带出口110的位置处设置有与所述铜箔格雷码道210一一对应的电刷300。

由于将所有铜箔格雷码道210均设置在卷尺带200的同一面会增大卷尺带200的宽度，即增大卷尺带出口110的高度，也就是增加了智能卷尺本体100的厚度，从而增大了整个智能卷尺的体积，不便于用户携带。

若将铜箔格雷码道210设置在卷尺带200的两面时，则可降低卷尺带200的宽度，有利于减小智能卷尺的体积，便于用户携带。

例如，当卷尺带200上共设置有6个铜箔格雷码道210时，可在正面设置N个铜箔格雷码道（其中1≤N≤6，且N为正整数），在背面设置（6-N）个铜箔格雷码道。由于每一铜箔格雷码道210的高度均相等且是固定值，卷尺带200同一面的铜箔格雷码道210的高度之和等于卷尺带200的宽度，故当卷尺带200正面的铜箔格雷码道210的个数与卷尺带200背面的铜箔格雷码道210的个数相差1个或完全相等时，可将卷尺带200的宽度降至最低值。

优选的，如图4和图5所示，所述卷尺带200的正面及背面均从下至上设置有3个铜箔格雷码道210；所述卷尺带200的正面设置低三位铜箔格雷码道，分别为第一位铜箔格雷码道211、第二位铜箔格雷码道212及第三位铜箔格雷码道213；所述卷尺带200的背面设置高三位铜箔格雷码道，分别为第四位铜箔格雷码道214、第五位铜箔格雷码道215及第六位铜箔格雷码道216。

在具体实施时，如图4所示，所述第一位铜箔格雷码道211上白色部分表示导电区，黑色部分表示非导电区，且所有导电区都连接在一起接到智能卷尺本体内的一个公共电源上，所述第一位铜箔格雷码道211上每一导电区的最大宽度为2mm。如图5所示，所述第四位铜箔格雷码道214上设置有黑白依次交替出现的第四位铜箔格雷码道导电区和第四位铜箔格雷码道非导电区，所述第四位铜箔格雷码道导电区的最大宽度为16mm。当将所述第一位铜箔格雷码道非导电区的最大宽度设置为2mm时，则第六位铜箔格雷码道216中每一长度周期为64mm（即在同一周期内只出现一次导电区，也只出现一次非导电区），也即卷尺带200中设置6位格雷码的重复周期L_T为64mm。同理，当将所述第一位铜箔格雷码道导电区的最大宽度设置为4mm时，6位格雷码的重复周期L_T为128mm。由于当在卷尺带200上设置了6个铜箔格雷码道，且将6位格雷码的重复周期L_T为64mm时，已经能满足用户按各种速度抽取所述卷尺带200时，不会使电刷300漏掉统计重复周期L_T重复出现的次数，故具体实施时将6位格雷码的重复周期L_T设置为64mm即可。

为了更清楚的说明本实用新型中卷尺带200上6位格雷码的设置方式，下面通过如表1-表4所示的6位格雷码表及图4和图5来进一步说明。

序号	6位格雷码	高3位对应十进制数	低3位对应十进制数	序号	6位格雷码	高3位对应十进制数	低3位对应十进制数
								1	000000	0	0	9	001100	1	7
2	000001	0	1	10	001101	1	6
								3	000011	0	2	11	001111	1	5
4	000010	0	3	12	001110	1	4
								5	000110	0	4	13	001010	1	3
6	000111	0	5	14	001011	1	2
								7	000101	0	6	15	001001	1	1
8	000100	0	7	16	001000	1	0

表1

序号	6位格雷码	高3位对应十进制数	低3位对应十进制数	序号	6位格雷码	高3位对应十进制数	低3位对应十进制数
								17	011000	2	0	25	010100	3	7
18	011001	2	1	26	010101	3	6
								19	011011	2	2	27	010111	3	5
20	011010	2	3	28	010110	3	4
								21	011110	2	4	29	010010	3	3
22	011111	2	5	30	010011	3	2
								23	011101	2	6	31	010001	3	1
24	011100	2	7	32	010000	3	0

表2

序号	6位格雷码	高3位对应十进制数	低3位对应十进制数	序号	6位格雷码	高3位对应十进制数	低3位对应十进制数
								33	110000	4	0	41	111100	5	7
34	110001	4	1	42	111101	5	6
								35	110011	4	2	43	111111	5	5
36	110010	4	3	44	111110	5	4
								37	110110	4	4	45	111010	5	3
38	110111	4	5	46	111011	5	2
								39	110101	4	6	47	111001	5	1
40	110100	4	7	48	111000	5	0

表3

序号	6位格雷码	高3位对应十进制数	低3位对应十进制数	序号	6位格雷码	高3位对应十进制数	低3位对应十进制数
								49	101000	6	0	57	100100	7	7
50	101001	6	1	58	100101	7	6
								51	101011	6	2	59	100111	7	5
52	101010	6	3	60	100110	7	4
								53	101110	6	4	61	100010	7	3
54	101111	6	5	62	100011	7	2
								55	101101	6	6	63	100001	7	1
56	101100	6	7	64	100000	7	0

表4

可见，从表1-表4的6位格雷码表中可知，6位格雷码的重复周期为64，且序号为（M+1）的格雷码与序号为M的格雷码相比（其中1≤M≤63），有且仅有一位数字发生了变化（由1变0，或由0变为1）。若将导电区记为1，非导电区记为0，则将上述64个6位格雷码以卷尺带200的一端为起点，依序向另一端印制。例如将序号为1的000000这6位格雷码设置在起点所在端，具体的将6位格雷码中最高位（即第六位）0设置在第六位铜箔格雷码道216，将次高位（即第五位）0设置在第五位铜箔格雷码道215，将第四位0设置在第四位铜箔格雷码道214，将第三位0设置在第三位铜箔格雷码道213，将次低位（即第二位）0设置在第二位铜箔格雷码道212，将最低位（即第一位）0设置在第一位铜箔格雷码道，上述6个码的高度与对应的铜箔格雷码道的高度相等，上述6个码均为矩形条，且矩形条的宽度均为1mm，这样按表1-表4所示的序号在卷尺带200上依序设置格雷码，即可得到如图4和图5所示的卷尺带200。其中，如图4所示的卷尺带200正面是从上至下依次设置第一位铜箔格雷码道211、第二位铜箔格雷码道212及第三位铜箔格雷码道213，如图5所示的卷尺带200背面从上至下依次设置所述第六铜箔格雷码道216、第五铜箔格雷码道215及第四位铜箔格雷码道214。

当所述智能卷尺的卷尺带200的正面及背面均从下至上设置有3个铜箔格雷码道210时，还设置有与所述铜箔格雷码道210一一对应的电刷300，且每一电刷的宽度不超过每一铜箔格雷码道210的高度范围。具体的，第一电刷正对所述第一位铜箔格雷码道211，第二电刷正对所述第二位铜箔格雷码道，第三电刷正对所述第三位铜箔格雷码道213，第四电刷正对所述第四位铜箔格雷码道214，第五电刷正对所述第五位铜箔格雷码道215，第六电刷正对所述第六位铜箔格雷码道216。上述六个电刷分别连接智能卷尺本体100内的MCU控制芯片中的对应I/O口。

当卷尺带200在被拉动的过程中，由电刷300、及与设置在智能卷尺本体100内且与电刷300连接的MCU控制芯片共同检测卷尺带200被拉动时重复周期长度的次数n和在当前重复周期长度内的偏移量ΔL，再通过L=n*L_T+ΔL即可计算得到实际测量长度L，这样实现对长度的精准测量，确保了测量结果的稳定性。

综上所述，本实用新型所述的基于电刷读数的智能卷尺，通过将格雷码直接设置在卷尺带的铜箔格雷码道上，且按指定周期重复设置格雷码，而不是通过印制格雷码盘并设置在智能卷尺本体内，减小了智能卷尺的体积；同时，可通过电刷读取卷尺带上的格雷码，取代了传统的刻度读取方式，增强了读数的稳定性。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims

1.一种基于电刷读数的智能卷尺，其特征在于，包括智能卷尺本体，及设置在所述智能卷尺本体内并可抽出的卷尺带，所述卷尺带上设置有2-9个铜箔格雷码道，每一铜箔格雷码道上设置有用于计数的格雷码，所述格雷码按指定周期重复设置；所述智能卷尺本体内还设置有与铜箔格雷码道上的格雷码触接、用于读取卷尺带上格雷码读数的电刷，所述电刷连接智能卷尺内的MCU控制芯片。

2.根据权利要求1所述基于电刷读数的智能卷尺，其特征在于，所述卷尺带的正反两面均设置有至少一个直线型的铜箔格雷码道，所述铜箔格雷码道上设置有多个计数的格雷码。

3.根据权利要求2所述基于电刷读数的智能卷尺，其特征在于，所述卷尺带的正面和背面均从下至上设置有3个铜箔格雷码道。

4.根据权利要求3所述基于电刷读数的智能卷尺，其特征在于，所述卷尺带的正面设置低三位铜箔格雷码道，分别为第一位铜箔格雷码道、第二位铜箔格雷码道及第三位铜箔格雷码道。

5.根据权利要求4所述基于电刷读数的智能卷尺，其特征在于，所述智能卷尺本体内正对卷尺带正面的一侧设置有3个电刷，分别为第一电刷、第二电刷及第三电刷；其中，所述第一电刷正对所述第一位铜箔格雷码道，所述第二电刷正对所述第二位铜箔格雷码道，所述第三电刷正对所述第三位铜箔格雷码道。

6.根据权利要求5所述基于电刷读数的智能卷尺，其特征在于，所述卷尺带的背面设置高三位铜箔格雷码道，分别为第四位铜箔格雷码道、第五位铜箔格雷码道及第六位铜箔格雷码道。

7.根据权利要求6所述基于电刷读数的智能卷尺，其特征在于，所述智能卷尺本体内正对卷尺带背面的一侧设置有3个电刷，分别为第四电刷、第五电刷及第六电刷；其中，所述第四电刷正对所述第四位铜箔格雷码道，所述第五电刷正对所述第五位铜箔格雷码道，所述第六电刷正对所述第六位铜箔格雷码道。