專利名稱：液晶數(shù)字顯示自行車?yán)锍逃?jì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于自行車行程計(jì)數(shù)的裝置，具體地說是一種液晶數(shù)字顯示自行車?yán)锍逃?jì)。
目前已公知的自行車?yán)锍逃?jì)可分為機(jī)械式(如文獻(xiàn)2000865、2020138等)與計(jì)算器式(如文獻(xiàn)2006789、2058978等)兩大類，機(jī)械式里程計(jì)其結(jié)構(gòu)是機(jī)械傳動(dòng)、機(jī)械記數(shù)(類似汽車?yán)锍逃?jì)數(shù)裝置原理)，其工作原理多數(shù)是在自行車軸上裝一個(gè)凸輪，其凸輪隨車行進(jìn)可產(chǎn)生徑向往復(fù)跳動(dòng)，利用往復(fù)跳動(dòng)可推由一個(gè)鋼絲軟軸推動(dòng)的傳動(dòng)器，其計(jì)程部分由多片齒輪組合而成。當(dāng)自行車行駛時(shí)，凸輪就通過軟軸推動(dòng)計(jì)程器內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)數(shù)字輪轉(zhuǎn)動(dòng)。機(jī)械式計(jì)程器存在以下缺陷1、由于機(jī)械零件的摩擦力，對自行車速度有影響。2、安裝與調(diào)試極不方便。3、計(jì)數(shù)精度低。4、數(shù)值顯示不能歸零位，因而無階段性計(jì)程功能。5、只能固定適用于一種輪徑自行車。而上述計(jì)算器式里程計(jì)每例都只設(shè)計(jì)出傳感部份，即計(jì)數(shù)信號的拾取部份，而對于計(jì)數(shù)部份無一例外都用現(xiàn)成計(jì)算器加以改造后使用，因此，其設(shè)計(jì)無法成為專用正式產(chǎn)品，其次，在信號拾取上，還分接觸和非接觸式，接觸式容易損壞；非接觸式采用干簧管，但干簧管工作時(shí)也屬機(jī)械開關(guān)，分合瞬間狀態(tài)可出現(xiàn)抖動(dòng)進(jìn)而影響計(jì)數(shù)精度。
本實(shí)用新型的目的就是要提供一種適用于人們遠(yuǎn)足、鍛煉、上下班時(shí)自行車自動(dòng)計(jì)程，不影響自行車原有功能并擴(kuò)充自行車功能，美化自行車外觀，且便于安裝及防盜的液晶數(shù)字顯示自行車?yán)锍逃?jì)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的液晶數(shù)字顯示自行車?yán)锍逃?jì)用Cmos集成電路為主體電路結(jié)構(gòu)，以較大字符顯示的液晶顯示材料，以紅外發(fā)射、接收為傳感方式。它由信號檢測裝置和里程計(jì)盒體兩大部份組成，信號檢測裝置采用紅外光電轉(zhuǎn)換器，它由紅外發(fā)射管、紅外接收管和帶三芯插頭信號線組成，紅外發(fā)射管和紅外接收管分別通過裝飾固定體相對應(yīng)固定安裝于自行車的前(或后)叉上；在里程計(jì)盒體內(nèi)則安裝有里程計(jì)電路板及電源，其面板上設(shè)置有液晶顯示屏、電源開關(guān)、計(jì)程選擇開關(guān)、其背面安裝有一彈性夾5、彈性夾5可使里程計(jì)盒體夾持安裝在車體任一可視部位上，如籠頭桿上，在里程計(jì)盒體的側(cè)面設(shè)置有三芯插座，通過帶三芯插頭信號線上的三芯插頭與三芯插座的插接配合，可使信號檢測裝置與里程計(jì)盒體聯(lián)成一體。里程計(jì)電路部份由6片Cmos集成電路、1片LCD液晶顯示屏、紅外發(fā)射、接收二極管、二極管、三極管、電阻、電容、開關(guān)、電源構(gòu)成，制成印刷電路板安裝于里程計(jì)盒體內(nèi)，本實(shí)用新型的工作原理如下26英寸自行車行駛一圈可走2.01米，500圈可走1005米。在自行車前叉兩邊對應(yīng)安裝上紅外發(fā)射二極管和紅外接收二極管，自行車轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，幅條經(jīng)過前叉時(shí)遮蔽紅外光線，使紅外接收二極管上得到一個(gè)脈沖信號，每32個(gè)脈沖代表一圈(前輪的幅條是32根)，計(jì)為2.01米。
電源打開瞬間，R9、D9向IC4，R11、C3向IC5送自動(dòng)清零信號以確保電路初始值的正確。發(fā)射部分由F5R3振蕩器輸出的占空比為11的方波信號經(jīng)反相器F6推動(dòng)后去驅(qū)動(dòng)一個(gè)紅外發(fā)射二極管，紅外發(fā)射二極管發(fā)出頻率約為1000Hz占空比為11的紅外射線。接收部分由紅外接收二極管、放大三極管及包括檢波部分組成，當(dāng)紅外光射線照到接收二極管時(shí)，經(jīng)二極管接收、三極管放大和檢波、輸出高電平；當(dāng)幅條從前叉通過時(shí)，幅條遮蔽紅外線，接收二極管無輸入信號，經(jīng)檢波輸出得到一個(gè)負(fù)脈沖，此負(fù)脈沖經(jīng)過F4整形后送到IC4，IC4是一片串行計(jì)數(shù)器，根據(jù)需要可以接成任意進(jìn)制計(jì)數(shù)器，以適應(yīng)不同的車型。本實(shí)用新型以26英寸車為例說明當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)至1593個(gè)脈沖時(shí)，經(jīng)換算電路D3－D9判定，向IC5輸送一個(gè)脈沖，表示26英寸車已行駛了100米，此脈沖經(jīng)IC5計(jì)數(shù)并變成相應(yīng)的BCD碼輸出至IC1－IC3，以驅(qū)動(dòng)LCD顯示出00.1公里。由于LCD顯示要求有對稱方波，F(xiàn)5、R3擔(dān)任對稱方波發(fā)生器，并將方波送入LCD顯示屏背極和顯示驅(qū)動(dòng)器IC1－IC3，作好顯示驅(qū)動(dòng)準(zhǔn)備工作。IC5是一個(gè)三位BCD計(jì)數(shù)器，雖然它只有一組BCD碼輸出，但可通過分時(shí)控制形成三位十進(jìn)制數(shù)顯示，即每一時(shí)刻只有一位輸出，由于循環(huán)掃描周期遠(yuǎn)小于人眼視覺停留時(shí)間，所以在輸出端經(jīng)譯碼，顯示后能給人以穩(wěn)定的顯示數(shù)字。顯示驅(qū)動(dòng)電路IC1－IC3在某一時(shí)刻收到經(jīng)F1或F2、F3反向的信號后，將此信號與方波發(fā)生器產(chǎn)生的方波比較，凡適合的波形即點(diǎn)亮相應(yīng)的字段，此例中，26英寸自行車的幅條計(jì)數(shù)至1593時(shí)代表已行駛了100米，為此LCD顯示屏上顯示00.1公里。換算二極管向IC5計(jì)數(shù)器輸出脈沖同時(shí)，還向IC4送一個(gè)清零脈沖，使其清零，為下一個(gè)計(jì)數(shù)周期作準(zhǔn)備，如此循環(huán)往復(fù)，里程計(jì)自動(dòng)累計(jì)里程，另外，從IC4取出一次計(jì)程為1米的脈沖信號經(jīng)R1、R2、D1及方波信號作用，驅(qū)動(dòng)LCD顯示屏上的“十”位閃動(dòng)，表示自行車在行駛，閃動(dòng)頻率高，則表示車速快。
本實(shí)用新型可對不同尺寸的自行車行駛公里自動(dòng)準(zhǔn)確計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)范圍分0～99.9公里、0～999米兩檔，由于采用了Cmos集成電路，所以本實(shí)用新型計(jì)數(shù)精度高，0～999米檔精度為0.4‰，在0～99.9公里檔精度為0.04％；由于采用大屏幕液晶顯示，因此本實(shí)用新型耗電省，顯示字符大而清晰，可在陽光下清楚顯示；由于采用分體安裝，里程計(jì)盒體通過彈性夾安裝在車體上，因此本實(shí)用新型拆裝方便，利于防盜；由于采用光電轉(zhuǎn)換方式拾取信號，因此本實(shí)用新型工作穩(wěn)定可靠，不受外界因素干擾。


圖1為本實(shí)用新型的電路圖。
圖2為本實(shí)用新型的里程計(jì)盒體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型的聯(lián)接配置安裝圖。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的實(shí)施例加以進(jìn)一步闡述參看圖1。
IC1～I(xiàn)C3 CD4056B 4線－七段譯碼器IC4 CD4040B 十二位串行計(jì)數(shù)器IC5 CD4053B 三位BCD計(jì)數(shù)器F1－F6 CD40106B 施密特觸發(fā)6反相器D1－D9 IN4148 二極管C1－C4 電容R1－R11 電阻S1－S2 開關(guān)LCD 液晶顯示屏
V1－V2 晶體三極管D10－D11 紅外發(fā)射、接收二極管GB 干電池參看圖2、圖3、圖4。
液晶顯示屏1、三芯插座2、電源開關(guān)3、計(jì)程選擇開關(guān)4、彈性夾5、紅外發(fā)射二極管裝飾固定體6、紅外接收二極管裝飾固定體7、帶三芯插頭信號線8、里程計(jì)盒體9。
本實(shí)用新型以26英寸自行車為實(shí)施例將兩個(gè)分別裝有紅外發(fā)射二極管D10、紅外接收二極管D11的裝飾固定體6、7分別對應(yīng)安裝在自行車前叉3／4幅條處的兩邊，發(fā)射接收兩管間相距5cm左右，且除幅條外無其它遮擋物。當(dāng)自行車轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每根幅條遮擋一次，電路向IC4送一個(gè)脈沖，當(dāng)IC4計(jì)數(shù)到1593個(gè)脈沖(代表26英寸車行駛100米)時(shí)，它向IC5送一上進(jìn)位脈沖，IC5在原計(jì)數(shù)基礎(chǔ)上增加一個(gè)單位，進(jìn)而通過顯示電路顯示出來，代表自行車又行駛了100米，另外，顯示屏最左端的“＋”號表示1米的計(jì)數(shù)脈沖，每閃一次表示行駛了1米，每秒鐘閃動(dòng)5次則表示車速為5米／秒＝18公里／小時(shí)，所以“＋”閃動(dòng)表示車在行駛，且閃動(dòng)快慢表示車速的快慢。S2放在左端是以100米為單位進(jìn)位的，最大顯示計(jì)程為99.9公里，S2放在右端是以1米為單位進(jìn)位的，最大顯示計(jì)程為999米，測量誤差均為0.4‰。
計(jì)數(shù)脈沖進(jìn)位說明。
26英寸自行車前輪有32根幅條，轉(zhuǎn)一圈可走2.01米，可知每根幅條間距是0.0628米，當(dāng)幅條掃過紅外發(fā)射接收二極管1593次，此時(shí)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)近50圈，1593×0.0628＝100.04(米)，即得出百米誤差0.04％。幅條每掃過發(fā)射接收管一次，就遮擋接收管一次，IC4就可得到一個(gè)脈沖。(其它輪徑的自行車?yán)锍虛Q算也同理)將1593換算成二進(jìn)制數(shù)“11000111001”。取其“1”位接成與非門電路，即可實(shí)現(xiàn)IC4向IC5的“百米一進(jìn)位”。同理，其它輪徑自行車只要將二極管與非門電路接IC4相應(yīng)的“1”端即可方便實(shí)現(xiàn)本里程計(jì)的互換。
權(quán)利要求1.一種液晶數(shù)字顯示自行車?yán)锍逃?jì)，由信號檢測裝置和里程計(jì)盒體兩大部分組成，其特征是信號檢測裝置為紅外光電轉(zhuǎn)換器，它由紅外發(fā)射二極管，紅外接收二極管和帶三芯插頭信號線組成，紅外發(fā)射二極管和紅外接收二極管分別通過裝飾固定體相對應(yīng)固定安裝于自行車的前(或后)叉上；在里程計(jì)盒體內(nèi)安裝有電路板和電源，其面板上設(shè)置有液晶顯示屏、電源開關(guān)、計(jì)程選擇開關(guān)，其背面安裝有一彈性夾，在里程計(jì)盒體的側(cè)面設(shè)置有三芯插座；通過帶三芯插頭信號線上的三蕊插頭與三蕊插座的插接配合，使信號檢測裝置與里程計(jì)盒體聯(lián)成一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶數(shù)字顯示自行車?yán)锍逃?jì)，其特征是里程計(jì)電路由Cmos集成電路，LCD液晶顯示屏、紅外發(fā)射、接收二極管、二極管、三極管、電阻、電容、開關(guān)、電源等元件通過導(dǎo)線連接構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液晶數(shù)字顯示自行車?yán)锍逃?jì)，其特征是里程計(jì)電路由4線一七段譯碼器IC1～I(xiàn)C3，十二位串行計(jì)數(shù)器IC4、三位BCD計(jì)數(shù)器IC5、施密特觸發(fā)6反相器F1～F6、二極管D1～D6、紅外發(fā)射、接收二極管D10、D11、電容C1～C4、電阻R1～R11、開關(guān)S1、S2、LCD液晶顯示屏、晶體管V1、V2、電源GB通過導(dǎo)線連接構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種液晶數(shù)字顯示自行車?yán)锍逃?jì)，它由信號檢測裝置和里程計(jì)總成組成，信號檢測裝置的紅外發(fā)射、接收二極管分別對應(yīng)安裝于自行車前叉的兩側(cè)，里程計(jì)總成電路以CMOS集成電路為主體，以較大字符液晶顯示屏顯示，兩者通過信號線上插頭與插座的插接配合聯(lián)成一體，里程計(jì)總成通過彈性夾安裝在車體可視部位。本實(shí)用新型可對不同尺寸的自行車行駛里程自動(dòng)計(jì)數(shù)，且計(jì)數(shù)精度高、顯示清晰、體積小、拆裝方便、不受外界因素干擾、工作穩(wěn)定可靠。
文檔編號G01C22/00GK2152204SQ92244640
公開日1994年1月5日 申請日期1992年12月16日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月16日
發(fā)明者趙文華, 章新華, 王誠 申請人:王誠, 趙文華, 章新華