本發(fā)明涉及一種基于can?fd局域網(wǎng)絡接口的雙數(shù)字指針式表盤,采用can?fd局域網(wǎng)絡接口、微型步進電機微步距驅(qū)動技術和節(jié)能的電磁技術,主要應用于各種儀表或控制器的指針式指示裝置中。
背景技術:
1、微型步進電機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換為角位移的電機,通過其轉(zhuǎn)動軸來帶動指針,將傳統(tǒng)的模擬儀表指針數(shù)字化,以取代游絲類的模擬指針,堪稱是一項很好的創(chuàng)意。為什么步進電機的轉(zhuǎn)動軸帶動的指針又叫數(shù)字指針?那是因為步進電機轉(zhuǎn)動步數(shù)只與輸入脈沖數(shù)有關,而且成正比,即可快速啟動與停止,易于與二進制的微控制器配合使用,所以,驅(qū)動電路中通常不需要另加反饋環(huán)節(jié)來精確定位;數(shù)字化后的儀表指針則進一步地與can?fd局域網(wǎng)絡聯(lián)姻,從而使這種儀表指針網(wǎng)絡化,凸顯出指針類數(shù)字化儀表的強大應用能力。本發(fā)明具有特色的是,推出的并不只是一種單指針驅(qū)動的數(shù)字表盤,而是一種雙指針驅(qū)動的數(shù)字表盤,從而在有限的表盤面積上能表現(xiàn)出更多的信息。
2、應指出的是,本次發(fā)明申請堪稱是發(fā)明人在早年創(chuàng)新基礎上與時俱進的成果,其中包括:
3、1)?2008年10月10日申請的“一種儀表用微型步進電機”;
4、2)2008年10月14日申請的“一種雙驅(qū)動軸的微型步進電機”;
5、3)2010年3月22日申請的“迷你型步進電機”;
6、4)2010年10月8日申請的“同心三驅(qū)動軸微型步進電機”;
7、以上的發(fā)明專利均與微型步進電機和數(shù)字指針相關,且已獲得專利授權,只是由于時過境遷的原因,有的未繳年費而失去保護。這本身說明,原申請發(fā)明人對此情有獨鐘,才樂此不疲??磥?,數(shù)字化指針顯示類儀表還是有市場的,因為步進電機帶動的數(shù)字化指針儀表與lcd、led數(shù)字顯示時器相比,數(shù)字指針的指示比跳動的數(shù)字更加平穩(wěn)、更加直觀,而且低速運行時還可以提供較大的扭矩,由于微步距下的數(shù)字指針沒有數(shù)字跳動的閃爍感,用戶觀察起來很舒服,特別是在許多需要定性了解的場合,用戶在表盤上掃一眼即能了解當前工況,所以,數(shù)字化的指針式儀表仍大行其道。例如,戴在人們手腕上的手表常常就是指針式的,那些定制人群特別喜歡不經(jīng)意間揮手抬腕的那種彰顯個性的感覺,因此他們也特別青睞那些高端的指針式手表,而全數(shù)子化的電子表反而不受歡迎;飛機和汽車上的指示儀表,很多就用指針來指示車速、轉(zhuǎn)速、剩余油量、剩余電量、里程、海拔高度,各種控制器也喜歡用數(shù)字化指針來指示電壓、電流、壓力、溫度和濕度。
8、進一步地,微型步進電機的驅(qū)動軸帶動指針,以取代容易折斷的游絲,是模擬類指針走向數(shù)字化指針關鍵的第一步,從而打破了幾十年來模擬游絲類指針特別容易損壞的弊端,至于雙數(shù)字指針的誕生則是數(shù)字指針向多元化數(shù)字指針進化的第二步,而數(shù)字化指針表盤與can總線的升級版本接口,更是拉高了數(shù)字指針的應用領域,也代表了目前數(shù)字指針應用的最高水平,其市場前景當然十分廣闊。
技術實現(xiàn)思路
1、據(jù)此,申請發(fā)明人提出了一種基于can?fd局域網(wǎng)絡接口的雙數(shù)字指針式表盤方案,具體內(nèi)容如下:
2、一種基于can?fd局域網(wǎng)絡接口的雙數(shù)字指針式表盤,由數(shù)字表盤、數(shù)字表盤中間體、can?fd插頭、pcb電路板和雙軸步進電機機芯組成,其要點在于:
3、所述的數(shù)字表盤上鏤刻有電壓刻度和電流刻度,電壓刻度是10v到65v,電流刻度是1a到18a,再分別乘以10倍率,因此,電壓刻度指示范圍是100v到650v,電流刻度指示范圍是10a到180a;
4、所述的數(shù)字表盤通過數(shù)字表盤上的中間體外螺旋與中部插頭連接體孔相連,中部連接體承前啟后,再分別與插頭前部、插頭后部相連,其中,插頭前部與can?fd插座相連,四芯絞合線穿過插頭后部的導線孔與插頭前部的連接插頭相接;
5、所述的pcb電路板為圓形,厚度為1.6毫米,其中一面安裝有雙轉(zhuǎn)軸步進電機機芯部件,另一面則表貼焊接有電路控制芯片,包括單片機、can?fd接口芯片、驅(qū)動芯片、高速光隔a、高速光隔b、高速光隔c、高速光隔d,而雙路微步距驅(qū)動芯片則表貼焊接在與雙轉(zhuǎn)軸步進電機機芯的同一側;
6、所述的雙轉(zhuǎn)軸步進電機機芯為電磁驅(qū)動部分,分別由m路與n路電磁驅(qū)動部件組成,先表貼裝配pcb電路板的一面,再表貼裝配pcb電路板的另一面,然后,再將pcb電路板安裝在數(shù)字表盤中間體的空間內(nèi),其中:
7、?m路包括m路內(nèi)嵌式主動磁體、m路鐵芯體、m路兩相線圈組,m路第一級從動輪、m路第二級從動輪、m路指針驅(qū)動軸,短指針與m路指針驅(qū)動軸相接,即短指針指示數(shù)字表盤上的電流刻度;
8、n路包括n路內(nèi)嵌式主動磁體、n路鐵芯體、n路兩相線圈組,n路第一級從動輪、n路第二級從動輪、n路指針驅(qū)動軸,長指針與n路指針驅(qū)動軸相接,即長指針指示數(shù)字表盤上的電壓刻度;
9、雙轉(zhuǎn)軸步進電機機芯與控制電路間的關系如下:
10、m路兩相線圈組與n路兩相線圈組均由雙路微步距驅(qū)動芯片驅(qū)動,而雙路微步距驅(qū)動芯片受驅(qū)動芯片控制,單片機的i/o口再控制驅(qū)動芯片,以保證每拍脈沖可向m路兩相線圈組或n路兩相線圈組輸出1/12度的驅(qū)動脈沖。
11、進一步地,所述的雙轉(zhuǎn)軸步進電機機芯的齒輪、指針和線圈骨架部分均采用耐磨且潤滑的一種高分子合成聚酰胺工程塑料注塑成型,該材料具有高強度、高韌性與自潤滑性,其耐磨特性更是遠遠優(yōu)于其它塑料。
12、進一步地,m路鐵芯體和n路鐵芯體均采用非晶合金體疊合而成,從而明顯地減少了步進電機的鐵損,大大減少了微型步進電機工作時內(nèi)部的發(fā)熱量。
13、進一步地,m路內(nèi)嵌式主動磁體以及n路內(nèi)嵌式主動磁體均由釹鐵硼微磁體燒結而成微小齒輪狀,并將m路內(nèi)嵌式主動磁體相嵌在鐵芯體中,n路內(nèi)嵌式主動磁體相嵌在鐵芯體中,使磁路效率倍增。
14、進一步地,數(shù)字表盤中間體通過中間體外螺旋與can?fd插頭的中部連接體上的中部插頭連接體孔以螺旋方式連接。
15、進一步地,所述的can?fd插頭為四芯絞合線,包括can?fd+、can?fd-、+5v電源線、公共地線gnd。
1.一種基于can?fd局域網(wǎng)絡接口的雙數(shù)字指針式表盤,由數(shù)字表盤(1)、數(shù)字表盤中間體(2)、can?fd插頭(3)、pcb電路板(4)和雙軸步進電機機芯(5)組成,其特征在于:
2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于can?fd局域網(wǎng)絡接口的雙數(shù)字指針式表盤,其特征在于:所述的雙轉(zhuǎn)軸步進電機機芯(5)齒輪和線圈骨架部分均采用高分子合成聚酰胺工程塑料注塑成型。
3.?根據(jù)權利要求1所述的一種基于can?fd局域網(wǎng)絡接口的雙數(shù)字指針式表盤,其特征在于:m路鐵芯體(5-2)和n路鐵芯體(5-7)均采用非晶合金體疊合而成。
4.?根據(jù)權利要求1所述的一種基于can?fd局域網(wǎng)絡接口的雙數(shù)字指針式表盤,其特征在于:m路內(nèi)嵌式主動磁體(5-1)以及n路內(nèi)嵌式主動磁體(5-6)均由釹鐵硼微磁體燒結而成微小齒輪狀,并將m路內(nèi)嵌式主動磁體(5-1)鑲嵌在m路鐵芯體(5-2)中,n路內(nèi)嵌式主動磁體(5-6)鑲嵌在n路鐵芯體(5-7)中。
5.?根據(jù)權利要求1所述的一種基于can?fd局域網(wǎng)絡接口的雙數(shù)字指針式表盤,其特征在于:數(shù)字表盤中間體(2)通過中間體外螺旋(2-1)與can?fd插頭(3)的中部連接體(3-2)上的中部插頭連接體孔(3-4)以螺旋方式連接。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種基于can?fd局域網(wǎng)絡接口的雙數(shù)字指針式表盤,其特征在于:所述的can?fd插頭(3)為四芯絞合線,包括can?fd+、can?fd-、+5v電源線、公共地線gnd。