阅读说明：本技术 基于ev3编程系统的自动抄水表系统及其方法 (Automatic water meter reading system and method based on EV3 programming system ) 是由 彭建盛 吴佶松 于 2019-11-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于EV3编程系统的自动抄水表系统及其方法。一方面本发明提供了一种基于EV3编程系统的自动抄水表系统,包括支架和设置于支架上的机械水表,所述机械水表的初始转针与一转动引出机械水表的引出转轴连接,所述引出转轴与机械水表初始转针连接端的相对另一端和一第一传动齿轮组连接,所述第一传动齿轮组与的减速结构,所述减速结构与旋转角度检测装置连接,从而通过减速结构和旋转角度检测装置形成比例减速测速结构,所述旋转角度检测装置与一EV3主机信号连接。另一方面,本发明提供了一种基于EV3编程系统的自动抄水表方法。通过本发明能够有效节省成本,降低劳动强度,提高工作效率。(The invention discloses automatic water meter reading systems based on EV3 programming systems and a method thereof. the invention provides automatic water meter reading systems based on EV3 programming systems, which comprises a bracket and a mechanical water meter arranged on the bracket, wherein an initial rotating needle of the mechanical water meter is connected with a leading-out rotating shaft which leads out the mechanical water meter by rotation, the leading-out rotating shaft is connected with another end of the initial rotating needle connecting end of the mechanical water meter and a transmission gear set of , the transmission gear set is connected with a deceleration structure, the deceleration structure is connected with a rotation angle detection device, so that a proportional deceleration speed measurement structure is formed by the deceleration structure and the rotation angle detection device, the rotation angle detection device is in signal connection with an EV 3 host computer, and in another aspect, the invention provides automatic water meter reading methods based on the EV3 programming systems.)

基于EV3编程系统的自动抄水表系统及其方法

技术领域

本发明属于抄水表领域，尤其涉及一种基于EV3编程系统的自动抄水表系统，还涉及一种基于EV3编程系统的自动抄水表方法。

背景技术

随着国民经济水平的不断发展，人民的生活水平进一步的提高，对于生活基本设施的智能化需求也随之提高。水与我们的生活息息相关，每到月底自来水公司就需要派送大量的工人上门抄水表。传统人工上门抄水表的过程中不可避免地会出现少抄、错抄、估抄、飞抄、漏抄、人情抄等情况；这不仅使自来水厂公司工作量加大、造成经济损失，也给用户带来了不必要的麻烦。为了避免传统人工上门抄水表的种种弊端，智能自动抄水表应运而生，能对用户的用水量进行监视以发现跑、滴、漏等情况。

但在实现智能自动抄水表时，需将传统的机械水表更换为智能水表。目前传统机械水表的应用非常广泛，若是进行替换，公司的成本也会大幅度提高。因此，为了解决实现智能抄水表过程中需要对传统机械水表进行更换，减少更换旧水表的成本，制造一个能实现在传统机械水表的基础上进行数据读取的智能水表是解决问题的重要途径，其产生的经济效益将不可估量。

发明内容

本发明的目的一为提供一种基于EV3编程系统的自动抄水表系统，能够有效节省成本，降低劳动强度，提高工作效率。

本发明的目的二为提供上述系统的一种控制方法。

为实现目的一，本发明提供了一种基于EV3编程系统的自动抄水表系统，包括支架和设置于支架上的机械水表，所述机械水表的初始转针与一用于将机械水表的转动引出机械水表的引出转轴连接，所述引出转轴与机械水表初始转针连接端的相对另一端和一第一传动齿轮组连接，所述第一传动齿轮组与一用于将机械水表转动速度进行减速从而降低对机械水表转动造成影响的减速结构连接，所述减速结构与用于进行转角检测的旋转角度检测装置连接，所述减速结构和旋转角度检测装置均设置于支架内并且与支架连接，从而通过减速结构和旋转角度检测装置形成比例减速测速结构，所述旋转角度检测装置与一EV3主机信号连接。

优选地，所述引出转轴通过第一传动齿轮组与两组相同的比例减速测速结构连接，两组比例减速测速结构对称设置于引出转轴两侧，所述第一传动齿轮组包括三个分别设置于引出转轴和两个减速结构上的齿轮，引出转轴上的齿轮分别与两个减速结构上的齿轮啮合。

优选地，所述减速结构包括外壳、安装于外壳内的涡轮箱和设置于外壳内的三级减速结构，所述涡轮箱设置有涡轮连接杆和与涡轮连接杆进行啮合的涡轮转动齿轮，所述涡轮连接杆的一端伸出外壳并与第一传动齿轮组的其中一齿轮连接，所述涡轮转动齿轮与三级减速结构啮合，所述三级减速结构与旋转角度检测装置连接。

优选地，所述三级减速结构包括与涡轮转动齿轮啮合的第一减速齿轮组、与第一减速齿轮组通过第一减速连接杆连接的第二减速齿轮组和与第二减速齿轮组通过第二减速连接杆连接的第三减速齿轮组，所述第三减速齿轮组通过第三减速连接杆与旋转角度检测装置连接，所述第一减速齿轮组、第二减速齿轮组和第三减速齿轮组分别有两个啮合用于进行减速比例调节的齿轮组成，所述第一减速齿轮组的两个齿轮分别与涡轮转动齿轮和第一减速连接杆连接，所述第二减速齿轮组的两个齿轮分别与第一减速连接杆和第二减速连接杆连接，所述第三减速齿轮组的两个齿轮分别与第二减速连接杆和第三减速连接杆连接。

优选地，所述旋转角度检测装置为用于测取旋转角度的伺服电机。

优选地，所述支架上设置用于对旋转角度检测装置进行固定的第一固定板，两个所述旋转角度检测装置的下端之间设置有用于对引出转轴和涡轮连接杆进行支撑的第二固定板。

为实现目的二，本发明提供了一种基于EV3编程系统的自动抄水表方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、将机械水表与水管连接，启动EV3主机进行工作；

步骤2、旋转角度检测装置通过减速结构检测获得机械水表的旋转角度并且实时发送EV3主机根据减速结构的减速倍数进行转速计算；

步骤3、EV3主机根据设定的费用计算方式和测量的机械水表转速进行实时水费计算。

优选地，在步骤2中，所述减速结构的减速倍数为333.3倍。

优选地，在步骤2中，所述EV3主机根据两个旋转角度检测装置的测量信号进行求平均值。

优选地，在步骤3中，设定的费用计算方式为分三个阶段进行用水量分段收费。

本发明与现有技术相比，其有益效果在于：

在本发明中在机械水表的基础上通过减速结构和旋转角度检测装置进行减速测试并且通过EV3主机进行转速计算，能够有效节省成本，降低劳动强度，提高工作效率。在本发明中通过设置两组比例减速测速结构进行同时测速，并且通过EV3主机求平均值，从而能够有效降低减速齿轮结构带来的测量误差，提高测量的精度。在本发明中通过在减速结构上形成设定的减速倍数能够有效降低减速齿轮结构带来的测量误差，提高测量的精度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中减速结构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下。

如图1-2所示，本发明提供了一种基于EV3编程系统的自动抄水表系统，包括支架1和设置于支架1上的机械水表2，机械水表2的初始转针与一用于将机械水表2的转动引出机械水表2的引出转轴3连接，引出转轴3与机械水表2初始转针连接端的相对另一端和一第一传动齿轮组4连接，第一传动齿轮组4与一用于将机械水表2转动速度进行减速从而降低对机械水表2转动造成影响的减速结构6连接，减速结构6与用于进行转角检测的旋转角度检测装置7连接，减速结构6和旋转角度检测装置7均设置于支架1内并且与支架1连接，通过减速结构6和旋转角度检测装置7形成比例减速测速结构。旋转角度检测装置7与一EV3主机8信号连接。

引出转轴3通过第一传动齿轮组4与两组相同的比例减速测速结构连接，两组比例减速测速结构对称设置于引出转轴3两侧，第一传动齿轮组4包括三个分别设置于引出转轴3和两个减速结构6上的齿轮，引出转轴3上的齿轮分别与两个减速结构6上的齿轮啮合。

在本实施例中，支架1可以设置为在与机械水表2连接后，将整个结构密封在其壳体内部。EV3主机8设置有控制按键进行启动和清零控制，EV3主机8设置有显示屏对实时转速和用水量进行显示。旋转角度检测装置7通过水晶接头与EV3主机8信号连接。减速结构6和旋转角度检测装置7能够有效减少电机转动和齿轮转动对机械水表2转动的影响，提高测量的精度。

减速结构6包括外壳61、安装于外壳61内的涡轮箱62和设置于外壳61内的三级减速结构63，涡轮箱62设置有涡轮连接杆621和与涡轮连接杆621进行啮合的涡轮转动齿轮622，涡轮连接杆621的一端伸出外壳61并与第一传动齿轮组4的其中一齿轮连接，涡轮转动齿轮622与三级减速结构63啮合，三级减速结构63与旋转角度检测装置7连接。

三级减速结构63包括与涡轮转动齿轮622啮合的第一减速齿轮组631、与第一减速齿轮组631通过第一减速连接杆634连接的第二减速齿轮组632和与第二减速齿轮组632通过第二减速连接杆635连接的第三减速齿轮组633，第三减速齿轮组633通过第三减速连接杆636与旋转角度检测装置7连接，第一减速齿轮组631、第二减速齿轮组632和第三减速齿轮组633分别有两个啮合用于进行减速比例调节的齿轮组成，第一减速齿轮组631的两个齿轮分别与涡轮转动齿轮622和第一减速连接杆634连接，第二减速齿轮组632的两个齿轮分别与第一减速连接杆634和第二减速连接杆635连接，第三减速齿轮组633的两个齿轮分别与第二减速连接杆635和第三减速连接杆636连接。

旋转角度检测装置7为用于测取旋转角度的伺服电机。支架1上设置用于对旋转角度检测装置7进行固定的第一固定板21，两个旋转角度检测装置7的下端之间设置有用于对引出转轴3和涡轮连接杆621进行支撑的第二固定板5。

在本实施例中，涡轮箱62的减速齿比为24:1，第一减速齿轮组631、第二减速齿轮组632和第三减速齿轮组633由上而下连接并且减速齿比分别为5:3，3:1以及5:3。涡轮箱62和三级减速结构63的结构通过固定块在外壳61内安装固定。

本发明还提供了一种基于EV3编程系统的自动抄水表方法，该方法包括以下步骤：

步骤1、将机械水表2与水管连接，启动EV3主机8进行工作；

步骤2、旋转角度检测装置7通过减速结构6检测获得机械水表2的旋转角度并且实时发送EV3主机8根据减速结构6的减速倍数进行转速计算；

步骤3、EV3主机8根据设定的费用计算方式和测量的机械水表2转速进行实时水费计算。

在步骤2中，减速结构6的减速倍数为333.3倍。在步骤2中，EV3主机8根据两个旋转角度检测装置7的测量信号进行求平均值。

在步骤3中，设定的费用计算方式为分三个阶段进行用水量分段收费。该设定的费用计算方式可以为，第一阶段：平均用水量不超过7m3，每立方米的水价为2.27元；第二阶段:平均用水量超过7m3但未超过10m3，每立方米的水价为3.41元；三阶段：用水量超过10m3，每立方米水价4.54元。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。