钟表的运动机构 |
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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: |
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说明书全文 | 技术领域本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,包含下列功能块: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。 |