钟表的运动机构

申请号 CN200310121292.6 申请日 2003-12-17 公开(公告)号 CN1514316A 公开(公告)日 2004-07-21
申请人 陆大维; 发明人 陆大维;
摘要 本 发明 公开了一种钟表运动机构(10、200、300),它包括带有固定着 时针 的小时轴(12a、212a、312a)的小时轮(12、212、312),带有固定着分针的分钟轴(14a、214a、314a)的分钟轮(14、214、314),带有固定着秒针的秒钟轴(16a、216a、316a)的秒钟轮(16、216、316),发射光的光发射器(18、218)和接收由光发射器(18、218)发出的光的 光接收器 (20、220)。该小时轴(12a、212a、312a)包括第一小孔(12b、318),该分钟轴(14a、214a、314a)包括第二小孔(14b、320),秒钟轮(16、216、316)包括第三小孔(16b、216b、322)。只有当小时轮(12、212、312)、分钟轮(14、214、314)和秒钟轮(16、216、316)处在相应的预先确定的参考 位置 时,孔(12b、14b、16b、216b、318、320、322)才允许光发射器(18、218)发出的光通过。
权利要求

1.一种钟表运动机构,其特征在于,它包括:
至少一个第一轮,该轮带有一根轴,时针或分针固定在该轴上;
一个可以发射信号的信号发射器,以及
一个可以接收由所述信号发射器发射的所述信号的信号接收器;
其中,所述轴包括一个孔,当所述的第一轮在预先确定的参考位 置时,它可允许由所述信号发射器发射的所述信号通过。
2.如权利要求1所述的钟表运动机构,其特征在于:由所述信号 发射器发射的所述信号是光。
3.如权利要求2所述的钟表运动机构,其特征在于:在被所述信 号接收器接收以前,由所述信号发射器发射的所述光,通过至少光学 纤维的长度。
4.如权利要求1所述的钟表运动机构,其特征在于:当所述第一 轮在所述预先确定的参考位置时,所述信号发射器在基本上与所述轴 垂直的方向上,发射通过所述轴的所述小孔的信号。
5.如权利要求1所述的钟表运动机构,其特征在于:所述第一轮 为小时轮,它可根据小时时间的变化被驱动转动。
6.如权利要求5所述的钟表钟表运动机构,它还包括与所述第一 轮同轴转动的第二轮。
7.如权利要求6所述的钟表钟表运动机构,其特征在于:所述第 二轮为分钟轮,它可根据分钟时间的变化被驱动转动。
8.如权利要求6所述的钟表钟表运动机构,其特征在于:所述第 二轮与包括一个小孔的轴固定。
9.如权利要求8所述的钟表运动机构,其特征在于:当所述第二 轮在预先确定的参考位置时,所述第二轮的所述轴的所述小孔,允许 由所述信号发射器发射的所述信号通过。
10.如权利要求8所述的钟表运动机构,其特征在于:当所述第一 和第二轮在其相应的预先确定的参考位置时,其相应的小孔对准,形 成一个直的通路,允许由所述信号发射器发射的所述信号通过。
11.如权利要求2所述的钟表运动机构,它还包括带有一个小孔的 第三轮,当所述第三轮在预先确定的参考位置时,可允许通过所述第 一轮的所述轴的所述小孔的所述光通过。
12.如权利要求11所述的钟表运动机构,其特征在于:当所述第 三轮在其所述的预先确定的参考位置时,由所述发射器发射的所述信 号,可在基本上与所述第一轮的所述轴的所述纵轴线平行的方向上, 通过所述第三轮的所述小孔。
13.如权利要求12所述的钟表运动机构,其特征在于:所述第三 轮为秒钟轮,它可根据秒时间的变化被驱动转动。
14.如权利要求1所述的钟表运动机构,其特征在于:所述信号发 射器和所述信号接收器由微型控制器部件控制。
15.如权利要求1所述的钟表运动机构,其特征在于:所述信号发 射器在所述轴的空穴中。
16.如权利要求1所述的钟表运动机构,其特征在于:所述信号发 射器在所述轴的外面。
17.如权利要求1所述的钟表运动机构,其特征在于:所述小孔为 大致圆形。
18.如权利要求1所述的钟表运动机构,其特征在于:所述小孔为 大致矩形。
19.一种包括如权利要求1所述的钟表运动机构的钟表。

说明书全文

技术领域

发明涉及钟表的运动机构,更具体地说,涉及这样一种钟表的 运动机构,它可以在小时轮和分钟轮位于预先确定的参考位置,例如 12点钟的位置(即12点零分)时,检测显示这个12点钟的时间和实 际时间,例如由钟表的接收器从外界信号源接收到的时间,之间的任 何差别,并校正钟表显示的时间误差。

背景技术

以前,存在着许多钟表的运动机构。Allgaier等人提出的美国专利 4,645,357号公布了一种钟表,它可以接收与一天中的精确时间相应的 从外部传送的无线电信号。在钟表内设置一个检测机构,用于检测由 钟表显示的一天中的时间。比较这些信号可确定钟表的精度。该检测 机构包括一个光电系统,该系统包括一个将放射光束射向传感器的发 射器。齿轮与传感器前面的光束相交,以便在正常情况下,阻断从传 感器发出的光束。该齿轮包括一些小孔,当这些小孔与光束对准时, 可使光束达到传感器,因此可以指示齿轮的位置和所显示的时间。
还是Allgaier等人提出的美国专利5,231,612号公布了一种无线电 控制的钟表,该钟表带有一个检测和校正表针位置的机构。表针调整 机构包括一个小时轮,一个分钟轮和一个秒钟轮,每一个轮都具有一 个通孔。小时轮具有一个靠近光束发射器的前端反射镜,用于将光束 反射至接收器。该前端反射镜具有由小时轮的孔形成的中断部分,以 便使光束通过该孔,到达位于远离光束发射器的后端反射镜。这样, 可使光束只有通过轮上对准的孔以后才能从后端反射镜反射出来。小 时轮可与分钟轮和秒钟轮独立地运动,而分钟轮和秒钟轮则互相连接 地转动。
Kohata等人提出的美国专利5,566,140号公布了一种钟表运动机 构,它包括一个电路板,第一和第二电机,由第一齿轮系与第一电机 连接的一个分钟轮,和由第二齿轮系与第二电机连接的一个小时轮。 当分针在预先确定的参考位置时,第一检测装置检测;而当时针在预 先确定的参考位置时,第二检测装置检测。第一检测装置包括一个安 装在电路板上的分钟检测传感器,并且具有第一发光装置和第一光接 收装置。第二检测装置包括一个安装在电路板上的小时检测传感器, 并具有第二发光装置和第二光接收装置。
Baba等人提出的美国专利5,930,205号公布了种钟表运动机构,它 包括发射光的光发射装置和接收从光发射装置发出的光的光接收装 置。小时轮具有许多使得从光发射装置发出的光可以通过的小孔。分 针具有一个小孔,从光发射装置发出的光可在通过该小孔;在分钟轮 和小时轮转动过程中,该小孔可以与小时轮上的多个小孔中的相应小 孔对准。分钟轮和小时轮的齿轮系,可以随着分钟和小时时间的变化, 相应地转动分钟轮和小时轮。
这里介绍先前文献的内容供参考。
在这些通常的结构中,光通过设在小时轮和分钟轮上的小孔。因 为这些轮之间有较大的间隙,因此由于光的折射,会产生损失。某些 这种先前的结构(例如美国专利4,645,357号和5,566,140号所示的钟 表运动机构)包括二组光发射件和光接收件,这会增加生产成本。
因此,本发明的目的是要提供一种钟表运动机构,它可缓解上述 缺点,或至少为行业和公众提供一种有用的可供选择的产品。

发明内容

根据本发明的第一方面,提供了一种钟表运动机构,它包括:至 少带有一根轴的第一轮,时针或分针固定在该轴上;可以发射信号的 一个信号发射器,和一个可以接收由所述信号发射器发射的所述信号 的信号接收器;其中,所述轴包括一个孔,当所述的第一轮在预先确 定的参考位置时,它可允许由所述信号发射器发射的所述信号通过。
根据本发明的第二方面,提供了包括一个钟表运动机构的钟表。 所述钟表运动机构包括:至少带有一根轴的第一轮,时针或分针固定 在该轴上;可以发射信号的一个信号发射器,和一个可以接收由所述 信号发射器发射的所述信号的信号接收器;其中,所述轴包括一个孔, 当所述的第一轮在预先确定的参考位置时,它可允许由所述信号发射 器发射的所述信号通过。
附图说明
现参照附图,只利用例子来说明本发明的优选实施例,其中:
图1为根据本发明的第一实施例的钟表运动机构的部分截面图;
图2为图1所示的钟表运动机构的小时轮的侧视图;
图3为图1所示的钟表运动机构的分钟轮的侧视图;
图4为图1所示的钟表运动机构的秒钟轮的顶部视图;
图5为适合在图1所示的钟表运动机构中使用的微型控制器部件 的方框图
图6为根据本发明的第二实施例的钟表运动机构的部分截面图;
图7为根据本发明的第三实施例的钟表运动机构的部分截面图;
图8为图7所示的钟表运动机构的小时轮的侧视图;
图9为图7所示的钟表运动机构的分钟轮的侧视图;以及
图10为图7所示的钟表运动机构的秒钟轮的项部视图。

具体实施方式

图1表示根据本发明第一实施例的钟表运动机构10(例如一个表 的运动机构)的部分截面图。
钟表运动机构10包括一个小时轮12,它固定在一个空心的小时轴 12a上,小时针(没有示出)固定在该轴上。小时轮12根据小时时间 的变化,由一个电机(没有示出)带动转动。从图2中可以清楚地看 出,在小时轴12a的底部附近作有一个小的开口12b,其作用将在下面 说明。
钟表运动机构10还包括一个分钟轮14,它与一个空心的分钟轴 14a固定,分针(没有示出)则固定在该轴上。分钟轮14根据分钟时 间的变化,由一个电机(没有示出)带动转动。分钟轴14a的尺寸和 形状作成可以放在空心的小时轴12a内,以进行围绕着与小时轴12a 的纵轴线和分钟轴14a的纵轴线平行的纵轴线L-L的同轴的回转运动。 如同在小时轴12a的情况一样,如图3所示,在分钟轴14a的底部附 近作有一个小开口14b。小的开口12b和14b的位置是这样的:当装配 小时轮12和分钟轮14,进行围绕着轴线L-L的同轴的回转运动时,开 口12b和14b可以转动至互相对准,以便组合形成一个连续的和直的 通路。该通路的作用将在下面说明。
钟表运动机构10还包括一个秒钟轮16,它固定在秒钟轴16a上, 秒针(没有示出)固定在该轴上。秒钟轮16根据秒时间的变化,由一 个电机(没有示出)带动转动。秒轴16a安放在空心的分钟轴14a内, 进行围绕着轴线L-L的同轴回转运动。从图4可以看出,在秒钟轮16 上作出一个小的贯通开口16b,其作用将在下面说明。
再回到图1可看出,钟表运动机构10的小时轮12,分钟轮14和 秒钟轮16装配在一起,作围绕轴线L-L的同轴回转运动。用于发射光 的光发射器18和用于接收和检测由光发射器18发出的光的光接收器 20与微型控制器部件(MCU)30连接,并由MCU30控制。虽然有各 种各样的微型控制器部件可适用于这个目的。适当的微型控制器部件 可以是由台湾Novatek Microelectronics公司销售的型号为No.NT6613 的微型控制器部件。
从图1中可以看出,光发射器18设在开口12b,14b的高度上, 并靠近开口14b。靠近开口12b有一根光学纤维22,它的一端22a靠 近用于接收由光发射器18发射,并通过开口12b,14b传递的光的开 口12b。光学纤维22的另一端22b靠近秒钟轮16的上表面16c。光接 收器20垂直地放置在光学纤维22的末端22b的下面,用于接收通过 光学纤维22传递的光。
在秒钟轮16转动过程中,开口16b围绕着与轴线L-L一致的秒钟 轴16a的L-L轴线作回转运动。开口16b的位置可使,在秒钟轮16每 一转以后,开口16b处在光学纤维的末端22b和光接收器20之间,从 而在光学纤维的末端22b和光接收器20之间形成一条清楚的视线。当 秒钟轮16处在这个位置时光接收器20可以接收和检测由光学纤维22 传递的光。
在钟表运动机构10工作过程中,因为分钟轴14a和/或小时轴12a 和/或秒钟轮16的阻断,正常情况下,由光发射器18发出的光不达到 光接收器20,因而也不被光接收器20检测。只有当小时轮12,分钟 轮14和秒钟轮16在图1所示的位置时,由光发射器18发射的光才能 被光接收器20接收和检测。在这个特定的位置上,开口12b,14b彼 此对准,形成靠近光发射器18的一条连续和直的通路,使由光发射器 18发射的光可在与轴线L-L垂直的方向上通过,并通过光纤末端22a 被光学纤维22接收。所接收的光,通过光学纤维22,传递至光纤的另 一端22b。因为在这个位置上,开口16b位于光学纤维22的末端22b 和光接收器20之间,因此,由光学纤维22的传递的光将通过开口16b, 在与轴线L-L平行的方向上传递,并被光接收器20接收和检测。
安装小时针,分针和秒针,使得当小时轮12,分钟轮14和秒钟轮 16在图1所示的相应位置时,显示的时间相应于12点0分0秒或24 点0分0秒。当光接收器20接收光后,将信号送至MCU30。MCU30 将检查由接收器(没有示出)从外界信号源接收的、与一天中的精确 时间相应的无线电信号。当信号表示光接收器20接收或检测到光时, 则将该信号与时间比较。然后,进行校正动作。将时针和/或分针和/ 或秒针带至相应的正确位置,按照通常的已知方式表示一天中的正确 时间。例如,当小时轮12,分钟轮14和秒钟轮16处在图1所示的相 应位置,即当时针、分针和秒针对准时,实际时间为1点钟,则MCU30 将产生60×60(3600)个脉冲(每一个脉冲代表1秒),将时针、分针 和秒针驱动至1点钟的位置。
图5表示适合于在钟表运动机构10中用作MCU30的一个示例性 微型控制器部件100的方框图。在其他零件中,部件100包括:
a、一个中心处理单元(CPU)芯子102,包含下列功能:程序 计数器,算术逻辑单元(ALU),进程标识位(carry flag),累加器, 表格分支寄存器,数据指针和堆栈。
b、4096×16位只读存储器(ROM)104;
c、一个随机存取存储器(RAM),包含通用的数据存储器、液晶 显示(LCD)的RAM和系统寄存器;
d、一个振荡器模块108,它带有在二个芯片上形成的振荡电路 OSC和OSCX;
e、一个8位定时器110,它由一个8位的上计数器和一个8位的 预装入寄存器组成。该定时器具有可编程的内部定时器功能,并可阅 读计数器的值;以及
f、一个可编程的声音发生器(PSG)112。
可以看出,本发明比先前技术的结构至少具有下列优点。因为小 时轴12a和分钟轴14a之间的间隙非常小,当与小时轮和分钟轮之间 的间隙比较时,可以减小光折射损失。因为光学纤维22是可以弯曲的, 因此可以在钟表运动机构10的不同位置,使轴和齿轮对准。只利用一 个光束来使时针、分针和秒针对准,并且只利用一组光发射器和光接 收器。
本发明还允许有预设报警功能,使用者可给MCU30编程,使得在 每天的某一个预先确定的时间(例如3点钟),钟表发出警报(例如声 音)。
图6表示根据本发明的第二实施例的钟表运动机构200(例如一个 手表的运动机构)的部分截面图。与上述的钟表运动机构10相同,钟 表运动机构200包括与一个空心的小时轴212a整体作出的小时轮212, 与一个空心的分钟轴214a整体作出的一个分钟轮214,和固定在一个 秒钟轴216a上的一个秒钟轮216。所有这些轮都可以围绕公共轴线 M-M作同轴的回转运动。设有一个光发射器218和一个光接收器220, 其工作由微型控制器(MCU)230控制。该微型控制器可以为上述的 微型控制器部件100。当小时轮212,分钟轮214和秒钟轮216处在相 应的参考位置时,由光发射器218发出的光通过小时轴212a和分钟轴 214a,再通过光学纤维22、秒钟轮216的小开口216b,直至光被光接 收器220接收为止。
钟表运动机构10和钟表运动机构200的主要不同点在于:在钟表 运动机构10中,光发射器18放置在小时轴12a的空穴中和分钟轴14a 的空穴中;并且由光发射器18发出的光,在进入光学纤维22之前, 从小时轴12a的内腔和分钟轴14a的内腔,通过开口12b,14b,并从小 时轴12a和分钟轴14a射出;而在钟表运动机构200中,光发射器218 放置在小时轴212a和分钟轴214a的外面。由光发射器218发出的光, 在进入光学纤维222之前,从外面进入小时轴212和分钟轴214的内 腔中。
图7表示根据本发明的第三实施例的钟表运动机构300(例如,一 个钟的运动机构)的部分截面图。与上述的钟表运动机构10和200相 似,钟表运动机构300包括一个与空心的小时轴312a作成整体的小时 轮312,与空心的分钟轴314a作成整体的分钟轮314,和与秒种轴316a 固定的一个秒钟轮316。所有轮都围绕着公共轴线R-R作同轴的回转 运动。设有一个光发射器(没有示出)和一个光接收器(没有示出), 其工作由微型控制器(MCU)(没有示出)控制。该微型控制器可以为 上述的微型控制器部件100。当小时轮312,分钟轮314和秒钟轮316 处在图7所示的相应的参考位置时,由光发射器发出的光通过小时轴 312a的矩形开口318,和分钟轴314a的矩形开口320,然后通过光学 纤维,(没有示出),再通过秒钟轮316的矩形开口322,直至该光被光 接收器接收为止。
应当知道,以上所述是可以实现本发明的例子,在不偏离本发明 的精神的条件下,可以作各种改进和/或改变。例如,虽然上面本发明 是针对带有一个小时轴,一个分钟轴和一种秒钟轴的钟表来说明的, 但本发明同样可用于只带有一个小时轴和一个分钟轴的钟表。
还应理解,为了清楚起见,本发明的某些特点是在单独的实施例 中说明的,但它们可在一个实施例中,综合地体现出来,相反,在一 个实施例中说明的,为了简明起见,本发明的各种特点也可以单独或 以任何适当的小组合方式体现出来。
QQ群二维码
意见反馈