机械显示部件的惯性运动

申请号 CN201110425174.9 申请日 2011-12-16 公开(公告)号 CN102662316A 公开(公告)日 2012-09-12
申请人 斯沃奇集团研究和开发有限公司; 发明人 D·胡佛;
摘要 本 发明 涉及一种位于显示机构的触发装置(1)和机械显示装置(2)之间的耦接装置(3),其中,所述耦接装置(3)适配成响应所述触发装置的触发而对所述机械显示装置(2)施加运动,其特征在于,施加于所述机械显示装置(2)的运动是惯性的。
权利要求

1.一种耦接装置(3),所述耦接装置(3)位于显示机构的触发装置(1)和机械显示装置(2)之间,所述耦接装置(3)适配成响应所述触发装置(1)的触发而对所述机械显示装置(2)施加可变的运动速度,其特征在于,所述耦接装置(3)产生所述机械显示装置(2)的惯性运动。
2.根据权利要求1的耦接装置(3),其特征在于,所述耦接装置(3)包括专用于所述触发装置(1)的至少一个传感器(4)以及用于模拟和控制机械显示装置(2)的惯性运动的电子电路(31),机械显示装置(2)的所述惯性运动是利用流体摩擦模型从顿运动方程(700)确定的。
3.根据权利要求2的耦接装置(3),其特征在于,所述耦接装置(3)触发驱动所述机械显示装置(2)的至少一个达(61),所述马达(61)还确定用于所述机械显示装置(2)的最大运动速度(611’)。
4.根据权利要求3的耦接装置(3),其特征在于,所述耦接装置(3)同时触发多个马达(61、62),每个马达专用于不同的机械显示装置(21、22)。
5.根据权利要求3的耦接装置(3),其特征在于,所述机械控制装置(1)的加速度和/或减速度是根据安装在表冠(11)的柄轴(41)上的传感器检测到的脉冲频率(401)计算出的。
6.根据权利要求5的耦接装置(3),其特征在于,所述触发装置(1)是表冠(11)并且所述机械显示装置是指针(21、22),其中,至少其中一个所述指针(21、22)的加速度(703’)是根据所述脉冲频率(401)以及用于所述指针(21)的模拟角速度(703)计算出的。
7.根据权利要求6的耦接装置(3),其特征在于,每个马达步进指引所述指针(21)通过一个角度区域,该角度区域对应于具有小于一分钟的持续时间的指示。
8.根据前述权利要求中任一项的耦接装置(3),其特征在于,所述触发装置(1)是表冠(11),其中,在第一转动方向(S1)上触发所述表冠(11)导致所述机械显示装置(2)的第一加速阶段(A),而在与所述第一转动方向相反的第二转动方向(S2)上触发所述表冠(11)导致所述机械显示装置(2)的第二减速阶段(B2)。
9.根据权利要求1的耦接装置(3),其特征在于,所述耦接装置(3)将由至少一个机械控制部件构成的所述触发装置(1)运动学地连接到所述机械显示装置(2)。
10.一种调节利用机械显示装置(2)可视的显示参数的方法,其中,所述机械显示装置(2)能够被触发装置(1)触发,所述方法包括触发所述触发装置(1)以便将可变速度的运动施加于所述机械显示装置(2)的步骤,其特征在于,在所述触发步骤之后还包括以下顺序的步骤:
-加速所述机械显示装置(2)的第一阶段(A1);
-在给定时间段内未触发所述控制装置(2)之后,所述机械显示装置(2)的第一惯性减速阶段(B1)。
11.根据权利要求10的调节显示参数的方法,其特征在于,所述方法包括触发所述机械控制装置(2)以导致第二减速阶段(B2)的附加步骤,所述第二减速阶段(B2)比所述第一惯性减速阶段(B1)更加显著。
12.根据权利要求10或11的调节显示参数的方法,其特征在于,所述显示装置(2)的运动由牛顿运动方程(700)确定。
13.根据权利要求12的调节显示参数的方法,其特征在于,所述方法包括其中所述显示装置(2)的速度恒定的附加阶段(C)。
14.根据权利要求13的调节显示参数的方法,其特征在于,所述显示装置(2)包括被同时调节的两个不同的部件。

说明书全文

机械显示部件的惯性运动

技术领域

[0001] 本发明涉及模拟显示装置领域,更特别地涉及具有使用机械部件实现的显示器的钟表。

背景技术

[0002] 在机械钟表中,特别是在具有指针的腕表中,通过表冠触发/致动的时间设定装置是已知的,所述时间设定装置在其对应于时间设定模式的轴向位置与表的走针机构运动学地连接,并且具有确定的传动比以便简单和快速地移动分针,而不需太久或太频繁地转动表冠。
[0003] 在具有数字显示器(特别是液晶显示器)的电子钟表中,已知当钟表处于特定的调节或设定模式时,通过传感器的长时间或重复触发来加速数字符号的滚动速度。例如,对按钮长时间施加压会加速滚动至最大速度值以便校正显示值。然后,对于每个显示参数按顺序执行调节。
[0004] 数字显示校正装置也是已知的,其使用具有传感器的表冠作为触发元件,以及以作为表冠的转动速度的函数的速度进行校正的电子耦接(联接,coupling)装置,例如英国专利第2019049号公开的电子电路。在此情况下,校正速度在对应于表冠的转动速度的不同稳定平(plateaux)之间是恒定的,但是校正速度可能在每次增量时突然改变。另外,在表冠的两个连续的运动之间没有发生校正,并且没有提供机构以减慢用于校正的计数器的滚动。因此,精细调节要求使用者重复的低量值的触发,以便产生尽可能最低的校正速度。一方面这不方便,另一方面这没有克服指针的不平稳的运动。
[0005] 瑞士专利第641630号公开了一种电子装置,其响应传感器的触发(通过在触觉传感器上移动手指,在按钮上施加压力)以可变的速度滚动符号。传感器触发的数量和这些触发的持续时间具有增加或减少包含在记录器中的值的效果,该记录器继而确定成比例的滚动速度。在长期不触发传感器之后记录器中的值的减少逐渐减缓了滚动速度。然而,滚动速度的减缓仍然缺乏流畅性,这是由于滚动速度的相对变化随着记录器值接近零而增加。该解决方案具有的优点是,其使用没有任何机械部件的传感器。缺点在于相比于常规的表冠直观性较差。另外,该解决方案仅涉及数字显示器并且不能应用于具有模拟显示部件的表。

发明内容

[0006] 因此,本发明的一个目的是提供没有现有技术的上述缺点的解决方案。
[0007] 特别地,本发明的一个目的是提供对于使用者更快速且更直观的校正装置和方法,同时保持完全机械方案的形式。
[0008] 通过位于显示机构的触发装置和机械显示装置之间的耦接装置实现了这些目的,所述耦接装置适配成响应所述触发装置的触发对所述机械显示装置施加可变速度的运动,其特征在于,所述耦接装置产生机械显示装置的惯性运动,即,一旦触发装置不再被触发,则减速度与速度成比例。
[0009] 还通过用于调节或设定利用机械显示装置可视的显示参数的方法实现了这些目的,所述机械显示装置能够被触发装置触发,该方法包括触发所述触发装置以便将可变速度的运动施加于所述机械显示装置的步骤,其特征在于,在触发步骤之后包括以下顺序的步骤:
[0010] -加速所述机械显示装置的阶段;
[0011] -在给定时间段内未触发所述控制装置之后,所述机械显示装置的惯性减速阶段。
[0012] 所提出的解决方案的一个优点在于,通过将控制部件的速度与机械显示部件的速度分离从而提高了调节的快速性和方便性,这使得能够将运动速度调节到待执行的校正范围。通过仿真模拟显示装置的惯性运动,即,一旦触发装置的触发停止,则模拟显示装置以与模拟显示装置的速度成比例的减速度执行惯性运动,使得调节操作一方面更加有效,另一方面在视觉上更加直观。因此,可以以连续的速度首先执行粗调节,然后在接近希望的值时执行更精细的调节。
[0013] 所提出的解决方案的另一个优点在于,其将调节所必需的操作减到最少,这是由于仅需要控制部件的少量零星触发以调节显示部件的位置。另外,改善了对调节操作的控制,这是由于不仅可以加速校正速度而且可以减速校正速度。
[0014] 所提出的解决方案的一个附加优点在于,与电子表通常的按顺序调节不同,其容许几个显示参数的同时调节。通过在触发装置的触发周期之间的显示装置的连续运动而实现的本发明的用于校正的时间节省使得能够以传统机械表的直观方式同时移动例如时针和分针,并且从使用者的度而言大规模的校正不会花费太长时间。
[0015] 最后,根据下文描述的一个优选实施例,所提出的解决方案不需要传感器具有任何特殊的分辨率以便增加显示值。特别地,由于不是从控制部件的运动推算出的或由传感器检测到的校正速度,而是显示部件的加速度,所以确保了调节的流畅性。因此,这产生与根据顿物理定律的机械部件的运动相符的显示部件的连续速度。在不同的控制部件触发周期之间该速度仅有很小的变化,因此所提出的解决方案不受在传感器上的任何阈值效应的影响,其将导致显示部件的不平稳的运动。附图说明
[0016] 通过各实施例的详细说明以及附图,将更清楚地了解本发明的其它特征和优点,其中:
[0017] 图1A示出了根据本发明的一个优选实施例的耦接装置的示意图;
[0018] 图1B示出了根据图1A示出的优选实施例的耦接装置的不同元件所使用的各种参数和所执行的各种计算步骤;
[0019] 图2A示出了根据本发明的一个优选实施例的传感器结构;
[0020] 图2B示出了根据图2A示出的优选实施例的传感器的操作;
[0021] 图3示出了根据本发明的一个优选实施例的调节操作的各步骤的状态图。

具体实施方式

[0022] 本发明涉及两个部件之间的耦接装置,至少其中一个部件是机械的,另一个部件或者是机械的或者与传感器连接。所述耦接装置建立互相依赖关系,以用于这些部件的相互操作,因此可以从一个部件的运动单向地或者双向地产生另一个部件的运动。本发明涉及包括电子元件的耦接装置,以及完全机械的耦接装置,即没有任何电子电路。尽管下文中参考附图所公开的本发明的优选变型使用微控制器以用于模拟和实现希望的惯性作用从而移动模拟显示装置,但是完全可以设想在机械控制部件形式的触发装置和显示装置(例如通常为传统钟表中的表冠和指针)之间形成运动学连接。例如,可以通过使用换向轮来获得自由轮运动学连接,所述换向轮的一个小齿轮与通过表冠触发的齿轮系啮合,而另一个小齿轮与其上固定有分针的大表盘成一体,然后经由常规的走针机构来触发时针。在这种结构中,一旦表冠不再被触发,则大表盘就像自由轮一样围绕其转轴和与其成一体的小齿轮的转轴转动,并且一旦表冠不再被触发,则摩擦力使表盘的转动速度逐渐减小以及因此逐渐减小分针的转动速度。
[0023] 图1A和1B示出了打算用于钟表的本发明的耦接装置的一个优选实施例,图1A和1B分别示出了耦接装置3的逻辑结构以及耦接装置3的各个元件所使用的不同参数和执行的不同计算步骤,其用于将控制装置1的运动转换成显示装置的非成比例运动,这与常规的机械齿轮系是不同的。图1A示出了表冠11形式的触发装置1和时针22和分针21形式的显示装置2的优选结构,可以在两个相反的转动方向S1和S2上触发表冠11。但是,根据本发明的耦接装置3可以应用于其它类型的机械显示部件2,例如环状或鼓状显示装置。
因此,本发明使得第一角速度111(即在给定的转动方向例如S1上的表冠11的驱动速度)能够被转换为分针21的另一个角速度211。两个角速度111和211不成比例,这是由于根据下文描述的牛顿运动方程700,随着在方向S1上触发表冠11,分针21被逐渐地加速,这使得指针的运动是连续的。
[0024] 图1A示出的根据本发明的优选变型的耦接装置3包括电子电路31,电子电路31优选地采用包括处理单元5,例如包括微控制器,以及达控制电路6的集成电路的形式。所述微控制器将由处于触发装置1的运动传感器4的输出端的计数器模44提供的数字输入参数,即,例如表冠11的转动,转换成用于马达控制电路6的数据,例如马达步进的数量。计数器模块44将传感器4产生的电信号转换成离散的数值,所述离散的数值可以由软件处理单元例如微控制器处理。然而,没有对微控制器进行详细描述,因为这是本领域技术人员已知的。根据示出的优选变型,控制电路6控制两个不同的马达,其中第一马达61专用于控制分针21的运动,而第二马达62专用于控制时针22。因此,耦接装置3同时触发多个马达61、62,每个马达专用于不同的机械显示装置。马达的分离容许显示模式快速改变,例如指示闹铃时间或者地球磁场的方向。
[0025] 为了执行计算,微控制器使用存储单元7中存储的不同参数,以便当马达步进与时间单位例如分钟或小时相关联时,确定马达步进的数量或马达步进频率611、622。根据下文描述的牛顿运动方程700,马达步进频率611、622分别对应于第一马达61的触发频率和第二马达62的触发频率。图1B示出了将表冠11的角转动速度111转换为马达步进的数量的不同步骤,以及计算参数:
[0026] -步骤4001包括确定脉冲频率401,脉冲频率401在计数器模块44的输出端由处理单元5的微控制器使用以计算马达步进的数量以及从该数量推算出马达步进频率611、622。下文中将参考图2A和2B详细描述用于执行步骤4001的传感器4的优选结构。
[0027] -在步骤5000中,将脉冲频率401乘以比例系数701以确定虚拟扭矩值401’,根据在本发明范围内选择的模型,该虚拟扭矩值401’预期应用于围绕其转轴的分针21。
[0028] -步骤5001是由微控制器执行的主要计算步骤。本步骤的目的是确定作为脉冲频率401的函数的第一马达61的马达步进频率611,以便从中推算出分针的实际角速度211。为此,通过根据基本动力学原理将分针21的运动建模为类似于转动系统的运动,微控制器求解牛顿运动方程700,该基本动力学原理规定转动物体的角加速度与施加在该转动物体上的机械扭矩的总和成比例。利用在本发明的优选实施例的范围内选择的模拟参数,牛顿运动方程如下:
[0029] 704*703’=401’-703”
[0030] 其中,在等式的左边,系数704是模拟转动系统的转动惯量(在物理方程中通常以字母J表示),参数703′是用于本发明的显示装置的加速度,例如分针21围绕其转轴的加速度。为了给予分针21的运动以最大的惯性,即,使得分针21在控制部件的多次触发之间尽可能长时间地持续转动,应指出的是,模拟转动系统的转动惯量的系数704优选地选择为远大于分针21的实际转动惯量,这使其表现得像密度更大的系统,例如,就好像其可与金属盘成一体地转动一样。在上述的牛顿运动方程700的右边,值401′是施加在用于模拟分针21的转动系统上的虚拟机械扭矩。取决于脉冲频率401的该虚拟扭矩401′在表冠11的转动过程中不为零。与显示装置的模拟角速度703(在本例中是分针21的模拟角速度)成比例的另一个虚拟扭矩703″建立逐渐减缓分针21的运动的流体摩擦模型。此机械扭矩是当表冠11不再被触发时唯一施加的扭矩。类似于虚拟扭矩值401′,通过将模拟角速度703乘以被称为流体摩擦系数的比例系数702来获得虚拟扭矩值703″。本例中的流体摩擦模型赋予牛顿运动方程700以用于分针21的模拟角速度703的微分方程的形式,其通过微控制器来求解。根据所描述的优选实施例,牛顿运动方程700的解容许流体仿真以及连续的指针运动,这是因为就好像指针是承受表冠被触发时的机械扭矩以及承受流体减慢扭矩的转动系统一样来确定指针的角速度。根据这里描述的优选实施例,为此方程选择的输入参数是与表冠11的转动速度成比例的虚拟扭矩401′,并且作为输出结果的是分针21的模拟转动速度703。
[0031] 然后,模拟转动速度703使得能够成比例地推算出每秒钟的马达步进数量,即马达步进频率611。分针的实际角速度211与由此确立的马达步进频率611互成比例。根据本发明的一个优选实施例,每个马达步进导致分针21的通过一定角度区域的运动,该角度区域对应于具有小于一分钟的持续时间的指示。为了使得指针运动尽可能流畅,每个步进的角度增量的角度值优选地等于2度。换句话说,每个马达步进使分针21转动通过对应于一分钟的角度值的三分之一的角度值。也可以设想更精细的但是需要增加对马达61的使用的解决方案,这将必须增加更多的步进并且相应地在此情况下使用的能量将增加。
[0032] -步骤5002根据在步骤5001结束时获得的第一马达的频率值611推算出第二马达62的频率值622。对于标准模拟显示器,即,其中分针21的一个完整回转对应于时针22前进一个小时(即,1至12的小时刻度的表盘的十二分之一),分针21和时针22之间的转动速度的比率是12。因此,可以比较容易地推算出第二马达62的频率值622而不必执行固有的计算(intrinsic calculation)或除法运算,只是简单地通过在马达控制电路6中执行命令从而使第二马达62在第一马达61的每个第12次步进之后前进一个步进。因此,在计算方面的要求降到最低,同时提供了多个显示部件(即分针21和时针22)在所述部件的调节过程中的协调运动的直观视觉效果。在上文描述的优选实施例中的此附加的计算步骤5002对于在先的计算步骤5001的从属关系还使得两个指针21、22的运动能够被简单地协调。
[0033] 所述优选实施例借助于传感器模块4在触发装置1和显示装置2之间形成耦接,触发装置1优选为机械装置,但是触发装置1也可以采用例如电容传感器的形式,例如触摸屏,传感器模块4将触发装置1(优选为表冠11)的运动特征化为数值,即脉冲数量。确定脉冲频率的此步骤4001是提供能够被电子电路31处理的输入参数所必需的数字化过程,然后电子电路31可以就好像通过施加与脉冲频率401成比例的扭矩401′所确定的那样来模拟机械显示装置的运动。指针的实际运动被认为是惯性的,这是由于指针的实际运动对应于一旦表冠11不再被触发而仅承受与其实际转动速度成比例的流体摩擦扭矩时的转动固体的实际运动,从而导致指针逐渐减速。根据所描述的优选实施例,此流体摩擦扭矩703″是由微控制器5在上文的牛顿运动方程700中虚拟和模拟得出的。但是,流体摩擦扭矩703″不是直接应用于分针21,而是直接应用于分针的模拟速度703,该模拟速度703也用于求解牛顿运动方程700。
[0034] 相对于“物理现实”提出的模型的一个特征在于,指针的实际角速度——根据所选择的优选实施例,分针的角速度211——必须受到限制,这是由于系统在处理能力方面的局限。实际上,第一和第二马达61、62仅能够执行预定的每秒最大步进数量,因此仍然存在最大马达步进频率611′,在达到该最大马达步进频率611′之后不可能进一步加速。控制分针21的第一马达61的最大马达步进频率611′优选地介于200Hz和1000Hz之间,这对应于当表盘的一个完整回转是180个马达步进的情况下,分针21的最大转动速度介于每秒一转和每秒五转之间。应指出的是,无论选择涉及使用电子电路31的本发明的哪个实施例,用于移动机械显示装置2的最大速度将总是必须限定为马达控制电路6的处理能力的函数。
[0035] 图2A示出了根据本发明的传感器4的一个优选实施例,其可以比较简单地确定脉冲频率401,该脉冲频率401由电子电路31使用以便通过求解应用于此输入参数的牛顿运动方程700来计算机械显示装置2的加速度和/或减速度值。传感器4安装在柄轴41上,柄轴41与表冠11可转动地成一体,并且可以在两个相反的方向S1和S2上被驱动旋转。多个电接触器41a、41b、41c、41d安装在柄轴41的周边上。在如图2A所示的优选实施例中具有4个接触器。传感器4进一步包括安装在固定结构上的两个电触头42、43。当有电压施加于电接触器41a、41b、41c、41d时,在第一电触头42的末端测量到输出信号412的值,并且在第二电触头43的末端测量到输出信号413的值。
[0036] 图2B在顶部(a)示出在表冠11沿转动方向S1(其为顺时针方向)转动的过程中获得的第一和第二信号412和413。第一时间段401a为每个信号412、413为正的持续时间,在第二时间段401b期间每个信号412、413为零,第三总时间段401c为第一时间段401a和第二时间段401b的和,第一时间段401a、第二时间段401b和第三总时间段401c对于第一输出信号412和第二输出信号413中的每一个都是相同的,其仅仅在时间上偏移一个值,所述值对应于电接触器41a、41b、41c、41d中的一个从第一电触头42到第二外部电触头43的路径。在图2B的底部(b)中的图示是相反的,其中表冠11沿逆时针方向S2转动,并且在形成第二输出信号413的矩形之前形成第一输出信号412的矩形。然后,这些信号412、413和它们的时间段401a、401b、401c被传输给计数器模块44从而被转换成数值。
[0037] 上文中描述了使用图2A的传感器4的本发明的优选实施例出于实际原因优选地包括有限数量的接触器,使用这种类型的接触器以确定应用于牛顿方程700的脉冲频率401具有的另外的优点是,不需要传感器4具有任何精细的分辨率以确保校正的流畅性,这是由于即使加速度并不连续,求解方程所确定的速度总是连续的。因此,与脉冲频率401成比例的扭矩值的比较不精细的颗粒度(granularity)分辨率将不会导致猛然向前移动显示装置2,而是仅仅在每个附加脉冲的检测之后产生更畅通的加速。也可以根据传感器的灵敏度相对于检测到的脉冲频率调节比例系数701。
[0038] 根据一个可选实施例,也可以设想使用与一个或多个按钮(未示出)相关联的一个或多个接触器,当每次在第一按钮上施加压力时增加脉冲频率401,并且当每次在第二按钮上施加压力时减小脉冲频率401。因此根据该可选实施例,将使用两个传感器,这两个传感器分别专用于增加和减小脉冲频率401,根据本发明的模型,这表示在一个方向或相反方向上施加机械扭矩以便分别加速和减速指针21、22的运动。
[0039] 图3示出了根据本发明的一个优选实施例使用指针的时间调节操作的不同顺序的状态图,其应用于钟表。然而本领域技术人员应理解的是,可以调节不是必然与时间相关的其它类型的参数(即任何类型的符号),并且指针可以由其它模拟显示部件代替。
[0040] 步骤1001为表冠11的第一次触发,其产生分针21的运动。当表冠在给定的转动方向例如方向S1上被触发时,传感器4检测到对应于表冠11的正角速度111的“正”数量的脉冲401并且模拟扭矩的施加,该扭矩在相同方向上施加于指针。这样,表冠11在顺时针方向S1上的转动使得分针21在表盘上向前运动。在计数器模块44所使用的连续取样期间中,表冠11在相同方向S1上的重复转动保持脉冲频率401为正,并且因此根据牛顿运动方程700进一步加速指针21的运动,直到获得流畅且连续的运动,在此运动中不再可能在视觉上观察到指针在每个步进的跳跃。但是,由于分针21的运动不能超过最大角速度(一旦达到最大马达步进频率611′时可以观察到该最大角速度),一旦达到此最大速度,则表冠11的转动不再产生任何影响。根据一个优选实施例,作为最大马达步进频率611′的函数来确定最大模拟角速度7031。只要求解牛顿方程的算法达到此最大速度限制,则算法达到饱和,换句话说,即使算法得出更高的结果值,也停止增加模拟角速度703。
[0041] 图3的图表示出由微控制器5执行以确定速度是否饱和的比较步骤5003,在该例中,对于在其中执行计算的取样期间,模拟角速度703限于最大值7031并且角加速度703′为零。只要还没有达到最大模拟角速度7031,则从比较步骤5003开始朝着正加速度值703’的反馈环路将指示没有发生饱和。
[0042] 针对在顺时针转动方向S1上触发表冠11从而优选地使分针21在相同方向上前进来描述步骤1001。然而,以下设置也是可以的,即,在相反方向S2上触发表冠11,类似地在相反方向上转动分针21和时针22,对于每个取样期间以相同的方式计算脉冲401的数量,但是关于由传感器4确定的转动方向的信息容许选择由第一和第二马达61、62施加于指针的转动方向。
[0043] 另外,这里所提出的解决方案对于低分辨率的表冠非常耐用,根据该解决方案,施加于机械显示装置的运动是取决于表冠速度的加速度的结果。而且,即使使用者猛然向前推动表冠,运动也保持流畅。如果使用者通过连续猛推来旋转表冠,则在各次猛推之间连续进行校正。在机械显示装置没有非常高的性能的情况下,这显著地节省了时间。因此,可以以对于使用者甚至对于较慢的系统可以接受的速度实现以完全机械方式同时调节时针22和分针21,其中每一小时分针完成一个回转。实际上,为了保持这种对于使用者非常直观的方式,对于具有模拟显示器的电子钟表的几个小时的校正需要分针产生很大数量的马达步进,如果马达的性能不是很高,这将花费使用者太长时间来执行。由本发明所提供的由于指针在表冠11的触发期间之间的连续运动而导致的大量时间节省意味着这些调节可以同时执行,而与电子电路和马达的效率无关。
[0044] 不管表冠11的转动方向是S1还是S2,触发步骤1001都因此同时调节时针22和分针21,这对于电子表特别有利,在电子表中由于性能的原因通常按次序调节每个设定。
[0045] 步骤1001′是步骤1001的从属步骤,或者更通常地是步骤1001′紧随其后的任何触发步骤的从属步骤。在此步骤中,表冠11,或者更通常地为控制装置1,停止被触发。在此步骤中,本发明的模型意味着一旦检测到的脉冲频率401为零,则不再有任何外部扭矩施加于系统,脉冲频率401特别地取决于在传感器的电子界面选择的取样期间,该取样期间在此处由计数器模块44形成以用于确定脉冲频率401。一旦值401变为零,则仅通过所建立的流体摩擦模型来确定角加速度703′,即根据牛顿方程700:
[0046] 703’=-703”/704
[0047] 牛顿方程700的解确定了显示部件(例如上述实施例中的分针21)的惯性减速,这是由于减速度仅与模拟角速度703成比例。在此惯性减速过程中,系统处于图3示出的第一减速阶段B1。
[0048] 但是,如果例如在方向S1上已经转动后,在附加触发步骤1002中表冠11在相反方向S2上转动,则角加速度703′仍然为负,但是图3示出的减速度B2更加明显,这是由于虚拟扭矩401′的符号变为负,虚拟扭矩401′与角加速度703′一起作用从而更迅速地减慢该系统。
[0049] 当接近希望的值时,通过使用附加的触发步骤1002,表冠11在相反方向上的触发进一步完善了调节,而在该特定时刻的角速度比较高,这是由于所产生的第二减速阶段B2比第一减速阶段B1更加明显,第一减速阶段B1仅在表冠11的长时间触发过程中产生。
[0050] 如图3所示,第一触发步骤1001因此总是跟随有机械显示装置2的加速阶段A,首要的是分针21的加速阶段,其加速是最明显的。当马达控制电路6检测到已达到最大频率(在本例中达到第一马达61的步进频率611′)时,该加速阶段A终止,在这种情况下随后是阶段C,在阶段C中模拟角速度703限于最大角速度值7031。因此在阶段C中,分针21是恒定的,并受限于第一马达61的最大步进频率611′。因此,表冠11在相同转动方向S1上的任何附加触发都不会影响分针的实际角速度211。但是,这些触发将实际角速度211保持在此恒定的水平,防止角加速度值703′在过长的非触发期间后变为负,在所描述的优选实施例中,非触发期间对应于取样期间,并且可以被标定为例如秒。另外,优选地可以与第一马达61的最大马达步进值611′一起选择限定了牛顿运动方程700中的施加于系统的力矩的比例系数,即,相对于脉冲频率401的比例系数701和流体摩擦比例系数702,以便一旦每秒检测到至少一个脉冲401则角加速度值703总为正,或者检测到为上述时间间隔选择的值,从而只要已经达到最大角速度,则如果表冠11每秒被触发至少一次,实际角速度211总是保持恒定。
[0051] 因此,通过阅读上文清楚的是,无论在本发明范围内使用哪种触发装置(优选为机械装置1)和机械显示装置2,在大多数时间内,显示装置2的加速阶段A都跟随着阶段C,只要在执行调节时所显示的显示值和希望达到的值之间有大的差值,则在阶段C中显示装置2的运动速度是恒定的。如果控制装置在确定的时间期间内没有被触发,则在此长时间的非触发之后发生显示装置2的第一减速阶段B1,否则可以在控制装置的附加触发步骤1002中在与初始触发步骤1001所使用的方向相反的方向上触发更加明显的第二减速阶段B2。在表冠11的情况下,如果S1是第一转动方向则相反转动方向是S2,如果S2是第一转动方向则相反转动方向是S1。第二触发步骤1002的使用取决于显示装置的使用者在运动速度方面的喜好,以及使用者希望执行模拟显示元件的更精密调节的时间。
[0052] 因此,根据本发明的用于耦接机械显示装置和控制装置的解决方案容许在整个调节操作过程中加强控制,并且能够在任何时间加速和/或减速机械显示元件的运动。另外,相比于现有技术的直接从传感器值推算出速度的解决方案,速度的变化更加平缓。从传感器的量值确定加速度而不是速度使得机械显示元件的运动流畅。尽管所描述的优选解决方案将一个物理量转换成相同类型的物理量,即将表冠11的角速度转换成分针21和时针22的另一个角速度,然而也可以设想针对任何其它类型的机械显示装置2和任何触发装置1形成耦接装置3,条件是为机械显示装置2的运动提供惯性效应。在钟表的情况下,无论使用哪种触发模式(表冠的转动、在按钮上施加压力、在触摸屏上移动手指、等等),都可以有利地产生最经常地用于机械表的显示装置2的转动。然而,也可以设想线性指示器的运动,在此情况下基本运动方程不将扭矩与角加速度关联,而是将力与线性加速度关联。类似地,在此情况下,惯性运动的减慢不再由于模拟流体摩擦的扭矩导致,而是由于摩擦力导致。
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