CN220607056U - 一种水滴轮 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种水滴轮，属于鱼线轮技术领域，包括收线轮、光电开关、转子、定子线圈绕组、开关元件、安装于安装架的单片机，以及与收线轮依次传动连接的离合器和摇柄。单片机具有PWM脉宽调制电路。环绕收线轮内部的中心轴分布有磁铁，定子线圈绕组套设在磁铁的外周，定子线圈绕组的两端均通过开关元件连接至单片机。收线轮的端部设置有环绕轴线分布的透光狭缝，任意透光狭缝转动对齐至光电开关的通路，光电开关接收到一定频率的信号并传送至单片机。抛投入水的瞬间，收线轮转速下降，PWM脉宽调制电路将信号调制可听频率从而发出声响，便于垂钓者及时反馈。单片机控制开关元件，通过改变占空比来控制转子和定子线圈绕组的制动力，以辅助制动。

Description

一种水滴轮

技术领域

本申请属于鱼线轮技术领域，更具体地说，是涉及一种水滴轮。

背景技术

水滴轮是鱼线轮的一种。水滴轮在抛投时有时发生炸线的情况，即鱼线在收线轮上突然松弛并缠绕在一起，甚至打死结。对于水滴轮，炸线的原因之一是在抛投时，由于离合器启动，收线轮会快速转动放线。同时，在入水的瞬间，鱼线张力突然降低，收线轮转速会突然降低但无法立即停止，还会转动一段之间，导致持续放线，造成炸线。

由此可见，及时监控收线轮转速变化并及时做出反馈能够减少炸线情况的发生。因此现需要一种能够及时反馈收线轮转速变化的水滴轮。

发明内容

本申请提供了一种水滴轮，能够及时监测并反馈收线轮的转速变化，以减少炸线情况的发生。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种水滴轮，包括安装架、收线轮、以及与收线轮依次传动连接的离合器和摇柄，收线轮和离合器均安装于安装架；

还包括光电开关、转子、定子线圈绕组、开关元件和安装于安装架的单片机，单片机设置有PWM脉宽调制电路；收线轮内部设置有中心轴，转子包括环绕中心轴分布的磁铁，定子线圈绕组套设在所有磁铁的外周，定子线圈绕组的两端均与开关元件连接，开关元件与单片机连接；

收线轮的端部设置有环绕其轴线均匀分布的透光狭缝，光电开关安装于安装架并与单片机连接，任意一个透光狭缝转动对齐至光电开关的通路；抛投入水致收线轮转速突然减小时，PWM脉宽调制电路将定子线圈绕组输出的脉冲宽度调制至可听频率。

可选地，还包括相互连接的整流电路和电解电容器，开关元件与整流电路连接，电解电容器与单片机连接。

可选地，还包括螺纹旋合在安装架外侧的制动帽，中心轴的端部设置有抵接盘，制动帽的内底壁设置有抵接至抵接盘的第一摩擦片。

可选地，还包括转动安装于安装架的摇柄轴，摇柄安装在摇柄轴远离安装架的端部；摇柄轴安装有第一斜齿轮，中心轴安装有与第一斜齿轮啮合的第二斜齿轮，摇柄轴上套设有单向轴承，单向轴承的外圈与安装架连接，第二斜齿轮与离合器连接，以脱离或恢复与第一斜齿轮的啮合。

可选地，安装架包括端盖、第一架体和第二架体，第一架体和第二架体并列间隔设置，端盖扣合在第二架体背离第一架体的侧壁上，端盖与第二架体之间围成有安装腔；

收线轮转动架设在第一架体和第二架体之间，转子和定子线圈绕组均安装在中心轴朝向第一架体的一侧，透光狭缝位于收线轮朝向第一架体的端部，光电开关和单片机均安装于第一架体；

第一斜齿轮、第二斜齿轮和离合器均位于安装腔，中心轴远离转子的端部穿出端盖设置，抵接盘位于中心轴穿设出端盖的端部，制动帽旋合在端盖的外侧；

摇柄轴的一端转动连接于第二架体，摇柄轴的另一端穿出端盖设置，摇柄安装在摇柄轴穿设出端盖的端部，单向轴承的外圈位于端盖的内部并与端盖连接。

可选地，第一架体设置有朝向收线轮内侧设置的安装筒，定子线圈绕组安装于安装筒。

可选地，还包括环状电路基板，环状电路基板嵌设在第一架体朝向定子线圈绕组的侧壁，环状电路基板套设在安装筒外侧；单片机和开关元件均整合于环状电路基板。

可选地，还包括卸力组件，卸力组件包括第二摩擦片、压紧盘、弹簧和星形扳手，第二摩擦片、压紧盘和弹簧均套设在摇柄轴的外侧，星形扳手螺纹旋合套设在摇柄轴外侧，第二摩擦片嵌设在第一斜齿轮朝向摇柄的侧壁，第二摩擦片、压紧盘、单向轴承的内圈、弹簧和星形扳手依次抵接。

可选地，还包括均绕机构，均绕机构包括与摇柄轴传动连接的往复丝杆、间隔包裹在往复丝杆外侧的限位筒和旋合套设在往复丝杆外侧的穿线座；往复丝杆转动安装在第一架体和第二架体之间并与收线轮并行设置，限位筒固定安装在第一架体和第二架体之间，限位筒的侧壁开设有沿其轴向延伸的条形孔，穿线座设置有穿设出条形孔的穿线部，穿线部开设有穿线孔。

可选地，往复丝杆朝向第一架体的端部设置有第一齿轮，摇柄轴设置有与第一齿轮啮合的第二齿轮。

本申请的技术方案相对于现有技术的有益效果在于：

当抛投鱼线时，离合器会开启，收线轮高速转动，透光狭缝以一定频率依次通过光电开关的通路，并输出特定频率的信号至单片机。抛投入水的瞬间，鱼线张力下降，收线轮转速下降，致使信号的频率降低，此时PWM脉宽调制电路将信号调制可听频率(即人耳能听到的频率)，并鸣起占空控制音，便于垂钓者及时反馈，该方案在暗光环境中通过视觉无法判断抛投是否入水的情况下更加适用。

同时，收线轮在转动时，转子与定子线圈绕组相对转动，开关元件将相对转动产生的电流接通和断开，由此改变占空比来控制制动力大小。开关元件的接通时间由单片机设定控制。接通时间越长，占空比越大，转子与定子线圈绕组之间产生的制动力越强，实现辅助制动。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为水滴轮整体结构示意图；

图2为水滴轮整体结构剖视图；

图3为水滴轮中定子线圈绕组、定子和光电开关处结构示意图；

图4为水滴轮连接结构框图；

图5为图2中A处局部放大图；

图6为摇柄轴与中心轴传动连接结构示意图；

图7为均绕机构结构示意图。

图标：1、安装架；2、收线轮；3、离合器；4、摇柄；301、离合按钮；101、端盖；102、第一架体；103、第二架体；104、安装腔；105、安装筒；501、光电开关；502、定子线圈绕组；503、开关元件；504、单片机；505、PWM脉宽调制电路；506、中心轴；507、磁铁；508、透光狭缝；509、整流电路；510、电解电容器；511、环状电路基板；601、制动帽；602、抵接盘；603、第一摩擦片；701、摇柄轴；702、第一斜齿轮；703、第二斜齿轮；704、单向轴承；801、第二摩擦片；802、压紧盘；803、弹簧；804、星形扳手；901、往复丝杆；902、限位筒；903、穿线座；904、条形孔；905、穿线部；906、穿线孔；907、第一齿轮；908、第二齿轮。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为与另一个元件“固定”或“设置”时，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是与另一个原件“连接”时，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

实施例：

本实施例提供一种水滴轮，基于图1和图2所示，包括安装架1、收线轮2、以及与收线轮2依次传动连接的离合器3和摇柄4，收线轮2和离合器3均安装于安装架1。离合器3即现有水滴轮用的离合器3，为现有技术，不再赘述。当需要放线时，按下离合器3的离合按钮301，收线轮2与摇柄4断开传动，收线轮2处于自由状态，可以进行抛投。抛投完毕后，转动摇柄4使离合器3复位，摇柄4与收线轮2再次实现传动，转动摇柄4可以进行收放线操作。

在上述结构的基础上，基于图2至图4所示，还包括光电开关501、转子、定子线圈绕组502、开关元件503和安装于安装架1的单片机504。单片机504设置有PWM脉宽调制电路505。在本实施例中，单片机504可采用STM32或STC15等自带PWM脉宽调制电路505的系列。在收线轮2内部设置有中心轴506，中心轴506同收线轮2同步转动。转子包括环绕中心轴506分布的磁铁507，定子线圈绕组502套设在所有磁铁507的外周，定子线圈绕组502的两端均与开关元件503连接，开关元件503与单片机504连接。收线轮2的端部设置有环绕其轴线均匀分布的透光狭缝508，光电开关501安装于安装架1并与单片机504连接，任意一个透光狭缝508转动对齐至光电开关501的通路。当收线轮2转动时，透光狭缝508以一定频率依次通过光电开关501的通路，并输出特定频率的信号至单片机504。收线轮2转动速度越快，输出信号的频率越高。

抛投放线时，收线轮2转动的速度较快，光电开关501输出较高频率的信号至单片机504。抛投入水致收线轮2转速突然减小时，PWM脉宽调制电路505将定子线圈绕组502输出的脉冲宽度调制至可听频率。即抛投入水时，鱼线张力突然减小，收线轮2转动速度会降低，光电开关501接收到的信号频率会降低。当频率降低至预设值(入水瞬间对应的频率值)以内后，PWM脉宽调制电路505通过使占空控制的频率成为可听区域的频率，并鸣起占空控制音，来告知钓鱼者钓组处于落水状态，便于垂钓者及时反馈。该方案在暗光环境中通过视觉无法判断抛投是否入水的情况下更加适用。同时，收线轮2在转动时，转子与定子线圈绕组502相对转动，开关元件503将相对转动产生的电流接通和断开，由此改变占空比来控制制动力大小。开关元件503的接通时间由单片机504设定控制。接通时间越长，占空比越大，转子与定子线圈绕组502之间产生的制动力越强，实现辅助制动。

设定透光狭缝508的数量为m，在记录过程t秒内总脉冲数量为N，则收线轮2的转速ω为：

设定收线轮2转动惯量为J，收卷轮的转速变化率为Δω/Δt，鱼线在收线轮2上的转动半径为r，则鱼线受到的张力F为：

在本实施例中，设定抛投开始的收线轮2转速ω^*＝5000r/min，判定钓组落水的转速ω₀＝4000r/min，参考张力Fr＝0.1N，单片机504中计时器Te被设置为抛投开始2秒后读取实施转速ω₁。使用时，若测得实时转速ω₁≥ω^*，则判定为抛投开始，此时接通计时器，2秒后基于ω₁计算实时张力数值F。当F小于参考张力Fr时，启动计时器Tn，若计时器Tn检测到设定时间1秒内实时张力数值F均小于参考张力Fr，则计时器Tn时间到达1秒时，瞬时增加信号的占空比，从而增加制动力进行预定时间2秒的制动，并通过制动解除后收卷轮的旋转速度ω₂判断钓组落情况。若ω₂始终低于判定钓组落水的转速ω₀，则判定为钓组落水，此时PWM脉宽调制电路505以预定占空比产生占空制音，告知使用者钓组的落水状态，方便使用者及时制动，避免炸线。

进一步地，基于图4所示，还包括相互连接的整流电路509和电解电容器510，开关元件503与整流电路509连接，电解电容器510与单片机504连接。收线轮2转动时，定子线圈绕组502和磁铁507组成的转子通过相对运动产生电力，电力通过整流电路509由交流电转化为直流电，并通过电解电容器510提供至单片机504和光电开关501，以作为整个系统的动力来源。在抛投过程中，通过收线轮2的转动产生电力，相对于单独设置电池，无需担心电力用尽。

进一步地，基于图2和图5所示，还包括螺纹旋合在安装架1外侧的制动帽601，中心轴506的端部设置有抵接盘602，制动帽601的内底壁设置有抵接至抵接盘602的第一摩擦片603。抛投时，使用者转动制动帽601，第一摩擦片603与抵接盘602分离，收线轮2可自由转动。当使用者接收到占空制音被告知钓组落水后，使用者反向转动制动帽601，使第一摩擦片603与抵接盘602抵接，以对收线轮2进行及时制动，避免炸线。

进一步地，基于图2和图6所示，还包括转动安装于安装架1的摇柄轴701，摇柄4安装在摇柄轴701远离安装架1的端部。摇柄轴701安装有第一斜齿轮702，中心轴506安装有与第一斜齿轮702啮合的第二斜齿轮703。第二斜齿轮703与离合器3连接，以脱离或恢复与第一斜齿轮702的啮合。转动摇柄4时，摇柄轴701通过第一斜齿轮702和第二斜齿轮703带动收线轮2转动。离合器3通过使第一斜齿轮702和第二斜齿轮703分离或啮合实现动力的阻断或传动。同时，摇柄轴701上套设有单向轴承704，单向轴承704的外圈与安装架1连接。单向轴承704用以防止垂钓过程中摇柄4朝向线放出的方向旋转，避免因摇柄4反转导致的收线轮2上鱼线的松弛缠绕。

在本实施例中，基于图1和图3所示，安装架1包括端盖101、第一架体102和第二架体103，第一架体102和第二架体103并列间隔设置。端盖101扣合在第二架体103背离第一架体102的侧壁上，端盖101与第二架体103之间围成有安装腔104。收线轮2转动架设在第一架体102和第二架体103之间，转子和定子线圈绕组502均安装在中心轴506朝向第一架体102的一侧，以避免二者与离合器3和第二斜齿轮703干涉。透光狭缝508位于收线轮2朝向第一架体102的端部，光电开关501和单片机504均安装于第一架体102。第一斜齿轮702、第二斜齿轮703和离合器3均位于安装腔104，中心轴506远离转子的端部穿出端盖101设置，抵接盘602位于中心轴506穿设出端盖101的端部，制动帽601旋合在端盖101的外侧。摇柄轴701的一端转动连接于第二架体103，摇柄轴701的另一端穿出端盖101设置，摇柄4安装在摇柄轴701穿设出端盖101的端部，单向轴承704的外圈位于端盖101的内部并与端盖101连接。上述安装架1的结构将所有部件整合，形成完整的水滴轮结构。

在上述安装架1结构的基础上，基于图2和图3所示，第一架体102设置有朝向收线轮2内侧设置的安装筒105，定子线圈绕组502安装于安装筒105，以形成对定子线圈绕组502的支撑。同时，还包括环状电路基板511，环状电路基板511嵌设在第一架体102朝向定子线圈绕组502的侧壁上，环状电路基板511套设在安装筒105外侧。安装筒105对环状电路基板511进行限位，方便安装的同时也保证的结构的对称性。单片机504和开关元件503均整合于环状电路基板511。整流电路509和电解电容器510同样整合于环状电路基板511，以保证结构的紧凑性。对于光电开关501，可在其端部设置螺纹柱，通过螺纹旋和的方式安装在第一架体102上。

进一步地，基于图2和图6所示，还包括卸力组件。当鱼上钩挣扎时，若其力量过大，超过预定的拉力时，卸力组件会使收线轮2会自动逆转放线，避免钓竿和鱼线受到损害。详细地，卸力组件包括第二摩擦片801、压紧盘802、弹簧803和星形扳手804，第二摩擦片801、压紧盘802和弹簧803均套设在摇柄轴701的外侧，星形扳手804螺纹旋合套设在摇柄轴701外侧，第二摩擦片801嵌设在第一斜齿轮702朝向摇柄4的侧壁，第二摩擦片801、压紧盘802、单向轴承704的内圈、弹簧803和星形扳手804依次抵接。

使用时，星形扳手804的端部部会压紧前面的弹簧803，压紧力依次通过单向轴承704的内圈和压紧盘802传递到第二摩擦片801上。当鱼挣扎的拉力超过第二摩擦片801受到的摩擦力时，收线轮2即可转动放线。同时，通过转动星形扳手804能够实现星形扳手804的轴向移动，以调节弹簧803的压紧程度，从而实现第二摩擦片801受到的压紧力的大小。第二摩擦片801受到的压紧力越大，第一斜齿轮702的转动越困难，对应的卸力值越大。

进一步地，基于图2和图7所示，还包括均绕机构，以确保鱼线在收线轮2上缠绕时能够沿收线轮2的轴向往复运动，保证鱼线能够均匀地卷绕。详细地，均绕机构包括与摇柄轴701传动连接的往复丝杆901、间隔包裹在往复丝杆901外侧的限位筒902和旋合套设在往复丝杆901外侧的穿线座903。往复丝杆901转动安装在第一架体102和第二架体103之间并与收线轮2并行设置，限位筒902固定安装在第一架体102和第二架体103之间，限位筒902的侧壁开设有沿其轴向延伸的条形孔904，穿线座903设置有穿设出条形孔904的穿线部905，穿线部905开设有穿线孔906。使用时，鱼线穿过穿线孔906后绕设在收线轮2上。当转动摇柄4时，收线轮2和往复丝杆901同时转动，穿线座903沿往复丝杆901的轴向往复运动，以带动鱼线缠绕时能够沿收线轮2的轴向往复运动。

在本实施例中，往复丝杆901朝向第一架体102的端部设置有第一齿轮907，摇柄轴701设置有与第一齿轮907啮合的第二齿轮908。转动摇柄4时，第二齿轮908带动第一齿轮907转动，以实现往复丝杆901的转动。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种水滴轮，包括安装架(1)、收线轮(2)、以及与所述收线轮(2)依次传动连接的离合器(3)和摇柄(4)，所述收线轮(2)和所述离合器(3)均安装于所述安装架(1)；

其特征在于：还包括光电开关(501)、转子、定子线圈绕组(502)、开关元件(503)和安装于所述安装架(1)的单片机(504)，所述单片机(504)设置有PWM脉宽调制电路(505)，所述收线轮(2)内部设置有中心轴(506)，所述转子包括环绕所述中心轴(506)分布的磁铁(507)，所述定子线圈绕组(502)套设在所有所述磁铁(507)的外周，所述定子线圈绕组(502)的两端均与所述开关元件(503)连接，所述开关元件(503)与所述单片机(504)连接；

所述收线轮(2)的端部设置有环绕其轴线均匀分布的透光狭缝(508)，所述光电开关(501)安装于所述安装架(1)并与所述单片机(504)连接，任意一个所述透光狭缝(508)转动对齐至所述光电开关(501)的通路；抛投入水致所述收线轮(2)转速减小时，所述PWM脉宽调制电路(505)将所述定子线圈绕组(502)输出的脉冲宽度调制至可听频率。

2.如权利要求1所述的水滴轮，其特征在于：还包括相互连接的整流电路(509)和电解电容器(510)，所述开关元件(503)与所述整流电路(509)连接，所述电解电容器(510)与所述单片机(504)连接。

3.如权利要求1所述的水滴轮，其特征在于：还包括螺纹旋合在所述安装架(1)外侧的制动帽(601)，所述中心轴(506)的端部设置有抵接盘(602)，所述制动帽(601)的内底壁设置有抵接至所述抵接盘(602)的第一摩擦片(603)。

4.如权利要求3所述的水滴轮，其特征在于：还包括转动安装于所述安装架(1)的摇柄轴(701)，所述摇柄(4)安装在所述摇柄轴(701)远离所述安装架(1)的端部；所述摇柄轴(701)安装有第一斜齿轮(702)，所述中心轴(506)安装有与所述第一斜齿轮(702)啮合的第二斜齿轮(703)，所述摇柄轴(701)上套设有单向轴承(704)，所述单向轴承(704)的外圈与所述安装架(1)连接，所述第二斜齿轮(703)与所述离合器(3)连接，以脱离或恢复与所述第一斜齿轮(702)的啮合。

5.如权利要求4所述的水滴轮，其特征在于：所述安装架(1)包括端盖(101)、第一架体(102)和第二架体(103)，所述第一架体(102)和所述第二架体(103)并列间隔设置，所述端盖(101)扣合在所述第二架体(103)背离所述第一架体(102)的侧壁上，所述端盖(101)与所述第二架体(103)之间围成有安装腔(104)；

所述收线轮(2)转动架设在所述第一架体(102)和所述第二架体(103)之间，所述转子和所述定子线圈绕组(502)均安装在所述中心轴(506)朝向所述第一架体(102)的一侧，所述透光狭缝(508)位于所述收线轮(2)朝向所述第一架体(102)的端部，所述光电开关(501)和所述单片机(504)均安装于所述第一架体(102)；

所述第一斜齿轮(702)、所述第二斜齿轮(703)和所述离合器(3)均位于所述安装腔(104)，所述中心轴(506)远离所述转子的端部穿出所述端盖(101)设置，所述抵接盘(602)位于所述中心轴(506)穿设出所述端盖(101)的端部，所述制动帽(601)旋合在所述端盖(101)的外侧；

所述摇柄轴(701)的一端转动连接于所述第二架体(103)，所述摇柄轴(701)的另一端穿出所述端盖(101)设置，所述摇柄(4)安装在所述摇柄轴(701)穿设出所述端盖(101)的端部，所述单向轴承(704)的外圈位于所述端盖(101)的内部并与所述端盖(101)连接。

6.如权利要求5所述的水滴轮，其特征在于：所述第一架体(102)设置有朝向所述收线轮(2)内侧设置的安装筒(105)，所述定子线圈绕组(502)安装于所述安装筒(105)。

7.如权利要求6所述的水滴轮，其特征在于：还包括环状电路基板(511)，所述环状电路基板(511)嵌设在所述第一架体(102)朝向所述定子线圈绕组(502)的侧壁，所述环状电路基板(511)套设在所述安装筒(105)外侧；所述单片机(504)和所述开关元件(503)均整合于所述环状电路基板(511)。

8.如权利要求5所述的水滴轮，其特征在于：还包括卸力组件，所述卸力组件包括第二摩擦片(801)、压紧盘(802)、弹簧(803)和星形扳手(804)，所述第二摩擦片(801)、所述压紧盘(802)和所述弹簧(803)均套设在所述摇柄轴(701)的外侧，所述星形扳手(804)螺纹旋合套设在所述摇柄轴(701)外侧，所述第二摩擦片(801)嵌设在所述第一斜齿轮(702)朝向所述摇柄(4)的侧壁，所述第二摩擦片(801)、所述压紧盘(802)、所述单向轴承(704)的内圈、所述弹簧(803)和所述星形扳手(804)依次抵接。

9.如权利要求5所述的水滴轮，其特征在于：还包括均绕机构，所述均绕机构包括与所述摇柄轴(701)传动连接的往复丝杆(901)、间隔包裹在所述往复丝杆(901)外侧的限位筒(902)和旋合套设在所述往复丝杆(901)外侧的穿线座(903)；所述往复丝杆(901)转动安装在所述第一架体(102)和所述第二架体(103)之间并与所述收线轮(2)并行设置，所述限位筒(902)固定安装在所述第一架体(102)和所述第二架体(103)之间，所述限位筒(902)的侧壁开设有沿其轴向延伸的条形孔(904)，所述穿线座(903)设置有穿设出所述条形孔(904)的穿线部(905)，所述穿线部(905)开设有穿线孔(906)。

10.如权利要求9所述的水滴轮，其特征在于：所述往复丝杆(901)朝向所述第一架体(102)的端部设置有第一齿轮(907)，所述摇柄轴(701)设置有与所述第一齿轮(907)啮合的第二齿轮(908)。