CN210719427U - 一种机械结构的电子温度计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械结构的电子温度计，包括壳体及设置在壳体内的机械模块和电路模块，机械模块包括步进电机、主动齿轮、从动齿轮、齿轮传送带及温度指针；电路模块包括主控板及设置在主控板上的中心处理电路、温度采集电路及电机控制电路；中心处理电路分别与温度采集电路和电机控制电路电连接，电机控制电路与步进电机电连接；主动齿轮设置在步进电机的动力输出轴上且位于壳体一端，从动齿轮位于壳体另一端并与主动齿轮相对；齿轮传送带套设在主动齿轮与从动齿轮上，温度指针固定在主动齿轮与从动齿轮之间的齿轮传送带上，并与设置在壳体外部的刻度部相匹配，实现温度数值指示。本实用新型的优点是：测量精确，安全，节能。

Description

一种机械结构的电子温度计

技术领域

本实用新型涉及温度测量领域，具体涉及一种机械结构的电子温度计。

背景技术

目前的温度计主要分为两种：利用酒精或水银等液体作为显示载体的传统温度计以及采用液晶显示屏作为显示载体的电子温度计。前者是利用了热胀冷缩的原因，通过水银柱或酒精柱的升降，直观地显示温度的升降；后者则是利用温度传感器来获取温度信息，并通过液晶显示屏显示出温度数值。

然而，传统的酒精温度计或水银温度计测量的温度数据不够准确，且存在易碎的缺陷，碎裂的玻璃管容易致人划伤，泄露的水银对人体有毒害作用。电子温度计虽有着测量温度准确的特点，但是无法像传统的温度计一样直观显示温度的升降，且其液晶显示屏在一些光照条件下不容易被看清，另外，液晶显示屏显示温度需要一直耗费电能。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种机械结构的电子温度计，以实现精确测量温度的同时直观地显示温度升降。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种机械结构的电子温度计，包括壳体及设置在所述壳体内的机械模块和电路模块，

所述机械模块包括步进电机、主动齿轮、从动齿轮、齿轮传送带及温度指针，所述步进电机及所述主动齿轮均设置于所述壳体的一端，且所述主动齿轮设置在所述步进电机的动力输出轴上；所述从动齿轮设置于所述壳体的另一端，所述齿轮传送带一端套设在所述主动齿轮上，另一端套设在所述从动齿轮上，在主动齿轮与从动齿轮之间的齿轮传送带上固定着温度指针，且所述温度指针与设置在壳体外表面的刻度部相配合，实现温度值指示；

所述电路模块包括主控板及设置在所述主控板上的中心处理电路、温度采集电路及电机控制电路，所述中心处理电路分别与所述温度采集电路和所述电机控制电路电连接，所述电机控制电路与所述步进电机电连接。

在一些实施例中，所述壳体包括前罩板、后面板及侧围板，所述前罩板设置在所述侧围板的前侧，所述后面板设置在所述侧围板的后侧，所述机械模块与所述电路模块均设置于由所述前罩板、后面板及侧围板所围成的容腔内；

所述机械模块中的步进电机固定在所述后面板面向前罩板一面的下部，主动齿轮固定在步进电机的动力输出轴上，从动齿轮可转动式设置在后面板面向前罩板一面的上部、并位于主动齿轮的正上方；

在所述前罩板的中部还开设有一个能让温度指针及齿轮传送带露设出来的长条孔，所述刻度部设置在所述前罩板的外表面上，并位于所述长条孔一侧。

在一些实施例中，所述机械模块还包括设置在所述齿轮传送带上的张紧弹簧，且所述张紧弹簧位于主动齿轮与从动齿轮之间的齿轮传送带内侧，且位于温度指针的对侧；

所述电路模块还包括设置在所述壳体内部的行程开关，且所述行程开关位于所述张紧弹簧的上方，所述行程开关与中心处理电路电连接；

其中，所述张紧弹簧触碰所述行程开关时，所述温度指针指示所述刻度部的最低刻度。

在一些实施例中，所述电路模块还包括设置在所述主控板上的电源、充电电路及电源开关电路，所述充电电路的输入端与设置在壳体上的充电接口电连接，输出端与所述电源电连接，所述电源与所述电源开关电路电连接，所述电源开关电路与所述中心处理电路电连接。

在一些实施例中，所述电路模块还包括设置在所述主控板上的蜂鸣器电路，所述蜂鸣器电路与所述中心处理电路电连接。

本实用新型提供的一种机械结构的电子温度计的工作原理为：

温度采集电路不断采集所测环境的温度信息，中心处理电路读取该温度信息，并根据环境温度的变化值生成控制信号并传递给电机控制电路，电机控制电路根据该控制信号控制步进电机的运转，其中步进电机转动的角度与环境温度的变化值为正比例关系，环境温度上升时，控制步进电机正转；环境温度下降时，控制步进电机反转；环境温度不变时，步进电机不运转。进一步地，步进电机直接控制主动齿轮运转，主动齿轮通过齿轮传送带带动从动齿轮同步运转，进而带动温度指针的运动，可见温度指针的位移值与步进电机转动的角度之间为正比例关系，进而温度指针的位移值与环境温度的变化值也为正比例关系。因此，该温度计的刻度部应是均匀分布的，在该温度计的制作过程中，可根据实际试验来进行刻度部的标注，测定在不同环境温度时温度指针顶端所处的位置，得到对应的温度刻度的位置，以此在刻度部上标注出准确的温度刻度值。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

(1)相对于传统的酒精温度计或水银温度计，其测量更加精确，且不存在温度计破损导致内部液体流出的危险；

(2)相对于现有的电子温度计，其显示温度升降的方式更加直观，其温度示数在面对较强的光线直射时更容易被看清，且当温度稳定时，其步进电机不用工作，相对于一直显示温度数据的液晶显示屏更加节省电能。

附图说明

通过下文中参照附图对本实用新型所作的描述，本实用新型的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本实用新型有全面的理解。

图1为本实用新型机械结构的电子温度计第一种实施例中的机械模块连接示意图；

图2为本实用新型机械结构的电子温度计第二种实施例中的机械模块连接示意图；

图3为本实用新型机械结构的电子温度计第一种实施例中的壳体的前罩板的示意图；

图4为本实用新型机械结构的电子温度计第一种实施例中的壳体的后面板及设置于后面板上的相关结构的示意图；

图5为本实用新型机械结构的电子温度计第二种实施例中的壳体的后面板及设置于后面板上的相关结构的示意图；

图6为本实用新型机械结构的电子温度计第一种实施例的外观示意图；

图7为本实用新型机械结构的电子温度计第二种实施例的外观示意图；

图8为本实用新型机械结构的电子温度计的电路模块连接示意图；

图9为图8中的中心处理电路的电路结构示意图；

图10为图8中的电机控制电路的电路结构示意图；

图11为图8中的温度采集电路的电路结构示意图；

图12为图8中的充电电路的电路结构示意图；

图13为图8中的电源开关电路的电路结构示意图；

图14为图8中的蜂鸣器电路的电路结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本实用新型提供了一种机械结构的电子温度计，其包括壳体及设置在壳体内的机械模块和电路模块；参阅图1所示，为本实用新型机械结构的电子温度计第一种实施例中的机械模块连接示意图：在本实施例中：温度计的机械模块包括步进电机1、主动齿轮2、从动齿轮 3、齿轮传送带4及温度指针5；步进电机1及主动齿轮2均设置于壳体的一端，且主动齿轮2设置在步进电机1的动力输出轴上；从动齿轮3设置于壳体的另一端，齿轮传送带4一端套设在主动齿轮2上，另一端套设在从动齿轮3上，在主动齿轮2与从动齿轮3之间的齿轮传送带4上固定着温度指针5，且温度指针5与设置在壳体外表面的刻度部8相配合，实现温度值指示。

参阅图8所示，为本实用新型机械结构的电子温度计的电路模块连接示意图，图中箭头表示信息或能量的流向。其中，温度计的电路模块电路模块包括主控板10及设置在所述主控板10上的中心处理电路11、温度采集电路12及电机控制电路13，中心处理电路11分别与温度采集电路12和电机控制电路13电连接，电机控制电路13与步进电机1电连接，步进电机1的运转受到电机控制电路13的控制。

第一种实施例中，如图3和图4所示，壳体包括前罩板100、后面板200及侧围板(图中未示出)，前罩板100设置在侧围板的前侧，后面板200设置在侧围板的后侧，电路模块与图1中的机械模块均设置于由前罩板100、后面板200及侧围板所围成的容腔内；机械模块中的步进电机1固定在后面板200面向前罩板100一面的下部，主动齿轮2固定在步进电机1的动力输出轴上，从动齿轮3可转动式设置在后面板200面向前罩板100一面的上部、并位于主动齿轮2的正上方；在前罩板100的中部还开设有一个能让温度指针5及齿轮传送带 4露设出来的长条孔7，刻度部8设置在前罩板100的外表面上，并位于长条孔7一侧。

参阅图2和图5所示，为本实用新型机械结构的电子温度计的第二种实施例，本实施例与第一种实施例的区别在于：机械模块还包括设置在齿轮传送带4上的张紧弹簧6，且张紧弹簧6位于主动齿轮2 与从动齿轮3之间的齿轮传送带4内侧，且位于温度指针5的对侧。结合图8所示，电路模块还包括设置在壳体内部的行程开关9，且行程开关9位于张紧弹簧6的上方，行程开关9与中心处理电路11电连接。当温度指针5指示所述刻度部8的最低刻度时，张紧弹簧6触发行程开关9。

参照图6和图7，分别为该温度计的第一种实施例与第二种实施例的外观示意图，图7与图6的区别在于还包括张紧弹簧6和行程开关9。实际使用时，结合温度指针5及刻度部8，即可进行温度读数。图示实施例中，该温度计主要用于室温的测量，因此刻度部8包括了-10℃到40℃的刻度，基本能够覆盖室温的范围；其它实施例中，根据温度计应用情况的不同，可以设置成其它范围的刻度。

另外，第一种实施例中，参照图4，前罩板100和后面板200之间设置有电路模块的主控板10。第二种实施例中，参照图5，前罩板100和后面板200之间设置有电路模块的行程开关9与主控板10；本实施例中，行程开关9为外接设备，除行程开关9外，电路模块的其他器件均设置在主控板10上；行程开关9设置在后面板200面向前罩板100一面的上部的一侧，且位于张紧弹簧6的上方，主控板10 设置在后面板200面向前罩板100一面的底端。

可以理解的是，其它实施例中，温度计的壳体也不一定要按照前罩板100、后面板200及侧围板相结合的方式设置，只要能够实现其功能，也可以设置为其它结构。如温度计的壳体包括一个面板和一个透明的保护壳，各结构均设置于面板的表面，透明的保护壳起保护作用。

如图8所示，具体的说，在上述实施例中电路模块还可包括设置在主控板10上的电源14、充电电路15及电源开关电路16，充电电路15的输入端与设置在壳体上的充电接口电连接，输出端与电源14 电连接，电源14与电源开关电路16电连接，电源开关电路16与中心处理电路11电连接。电源开关电路16包括电源开关，用于控制温度计整体的开启与关闭；当电源开关开启时，电路模块的各耗电结构均由电源14供电。电路模块还可包括设置在主控板10上并与中心处理电路11电连接的蜂鸣器电路17，用于在电源电压较低的情况下发声报警。

具体地，参照图9-图14，为上述实施例中，温度计的电路模块中各电路的具体电路结构示意图；其中，图9为中心处理电路11，图10为电机控制电路13，图11为温度采集电路12及行程开关9的接口电路，图12为充电电路15，图13为电源开关电路16，图14为升压电路与蜂鸣器电路17。

上述实施例中，如图9所示，中心处理电路11中的中心处理器U1采用STC8F2K08S2单片机；如图10所示，电机控制电路13中的驱动芯片U2采用的型号为ULN2003；如图11所示，温度采集电路 12中的温度传感器U6采用的型号为DS18B20；如图12所示，充电电路15中，采用TP4056芯片来对电源充电，该芯片内置了保护电路，以保证充电时的安全；如图13所示，电源开关H1采用的是轻触开关EVQ22705，可设置在前罩板100或后面板200或侧围板上；如图8所示，整个电路模块通过电源开关电路16，实现了一键控制整个温度计的开启和关闭。

另外，如图9至图14所示，电源电压Vcc的正常值可以为5V，中心处理电路11的STC8F2K08S2单片机内置了AD转换电路，可以实时获取电源电压，结合蜂鸣器电路17，使得在电源低电压状态时控制蜂鸣器报警，提示进行充电。

基于上述实施例，本实用新型机械结构的电子温度计的工作原理具体如下：

(1)先由温度采集电路12通过温度传感器U6采集到环境温度信息，然后通过中心处理电路11中的中心处理器U1读取温度传感器U6采集到的环境温度信息。

(2)再由中心处理电路11将读取出的温度信息传递给电机控制电路13，此时，电机控制电路13根据中心处理电路11传递过来的温度信息控制步进电机1运转。其中，步进电机转动的角度与环境温度的变化值为正比例关系，环境温度上升时，控制步进电机正转；环境温度下降时，控制步进电机反转；环境温度不变时，步进电机不运转。

(3)再由步进电机1控制主动齿轮2运转，接着由主动齿轮2 通过齿轮传送带4带动从动齿轮3同步运转，进而带动固定在位于主动齿轮2与从动齿轮3之间齿轮传送带4上的温度指针5的向上或向下来回往复运动，最后通过温度指针5指示的部位与刻度部8相对应的部位，读出当前的室温值。

在第二实施例中，行程开关9为外接的微动开关，图8中右侧所示的Header-Male为行程开关9的接口。通过设置上述的张紧弹簧6 与行程开关9，能够实现该温度计的校准功能。

具体地，温度计通电之后，先进行校准步骤，通过步进电机1控制温度指针5向下运动，同时张紧弹簧6在齿轮传送带4的另一端向上运动。当张紧弹簧6接触到行程开关9后，会触发行程开关9并将信息传递给中心处理电路11，并通过电机控制电路13控制步进电机 1停转；此时温度指针5恰好指示刻度部8的最低刻度，如图示的 -10℃。完成上述校准步骤后，中心处理电路11便可确定当前温度指针5处于最低刻度位置，然后根据当前温度与最低刻度的差，通过电机控制电路13控制步进电机1转动相应的步数，即可控制温度指针 5在刻度部8上准确地指出当前的温度值。接下来当温度发生变化时，依据上述工作原理控制温度指针的运动。

综上所述，本实用新型提供的机械结构的电子温度计：相对于传统的酒精温度计或水银温度计，其测量更加精确，且不存在温度计破损导致内部液体流出的危险；相对于现有的电子温度计，其显示温度升降的方式更加直观，其温度示数在面对较强的光线直射时更容易被看清，且当温度稳定时，其步进电机不用工作，相对于一直显示温度数据的液晶显示屏更加节省电能。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种机械结构的电子温度计，包括壳体及设置在所述壳体内的机械模块和电路模块，其特征在于：

所述机械模块包括步进电机(1)、主动齿轮(2)、从动齿轮(3)、齿轮传送带(4)及温度指针(5)，所述步进电机(1)及所述主动齿轮(2)均设置于所述壳体的一端，且所述主动齿轮(2)设置在所述步进电机(1)的动力输出轴上；所述从动齿轮(3)设置于所述壳体的另一端，所述齿轮传送带(4)一端套设在所述主动齿轮(2)上，另一端套设在所述从动齿轮(3)上，在主动齿轮(2)与从动齿轮(3)之间的齿轮传送带(4)上固定着温度指针(5)，且所述温度指针(5)与设置在壳体外表面的刻度部(8)相配合，实现温度值指示；

所述电路模块包括主控板(10)及设置在所述主控板(10)上的中心处理电路(11)、温度采集电路(12)及电机控制电路(13)，所述中心处理电路(11)分别与所述温度采集电路(12)和所述电机控制电路(13)电连接，所述电机控制电路(13)与所述步进电机(1)电连接。

2.根据权利要求1所述的机械结构的电子温度计，其特征在于：

所述壳体包括前罩板(100)、后面板(200)及侧围板，所述前罩板(100)设置在所述侧围板的前侧，所述后面板(200)设置在所述侧围板的后侧，所述机械模块与所述电路模块均设置于由所述前罩板(100)、后面板(200)及侧围板所围成的容腔内；

所述机械模块中的步进电机(1)固定在所述后面板(200)面向前罩板(100)一面的下部，主动齿轮(2)固定在步进电机(1)的动力输出轴上，从动齿轮(3)可转动式设置在后面板(200)面向前罩板(100)一面的上部、并位于主动齿轮(2)的正上方；

在所述前罩板(100)的中部还开设有一个能让温度指针(5)及齿轮传送带(4)露设出来的长条孔(7)，所述刻度部(8)设置在所述前罩板(100)的外表面上，并位于所述长条孔(7)一侧。

3.根据权利要求1所述的机械结构的电子温度计，其特征在于：

所述机械模块还包括设置在所述齿轮传送带(4)上的张紧弹簧(6)，且所述张紧弹簧(6)位于主动齿轮(2)与从动齿轮(3)之间的齿轮传送带(4)内侧，且位于温度指针(5)的对侧；

所述电路模块还包括设置在所述壳体内部的行程开关(9)，且所述行程开关(9)位于所述张紧弹簧(6)的上方，所述行程开关(9)与中心处理电路(11)电连接；

其中，所述张紧弹簧(6)触碰所述行程开关(9)时，所述温度指针(5)指示所述刻度部(8)的最低刻度。

4.根据权利要求1所述的机械结构的电子温度计，其特征在于：所述电路模块还包括设置在所述主控板(10)上的电源(14)、充电电路(15)及电源开关电路(16)，所述充电电路(15)的输入端与设置在壳体上的充电接口电连接，输出端与所述电源(14)电连接，所述电源(14)与所述电源开关电路(16)电连接，所述电源开关电路(16)与所述中心处理电路(11)电连接。

5.根据权利要求1所述的机械结构的电子温度计，其特征在于：所述电路模块还包括设置在所述主控板(10)上的蜂鸣器电路(17)，所述蜂鸣器电路(17)与所述中心处理电路(11)电连接。

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