能够书写签名的自动机 |
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| 申请号 | CN201510127229.6 | 申请日 | 2015-03-24 | 公开(公告)号 | CN104950986B | 公开(公告)日 | 2017-01-18 |
| 申请人 | 雅克德罗手表有限公司; | 发明人 | F·朱诺; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种能够书写由一串字符或 风 格化的署名形成的签名的自动机，所述自动机收纳在 外壳 (8)的容积中并且借助三 凸轮 (14，16，18)系统来操作，其中两个凸轮对载持 书写工具 运动进行编码，并且第三凸轮用来使所述铰接臂(2)垂直于所述书写平面(6)升降，其特征在于，所述铰接臂(2)能在第一折叠 位置 与第二伸展位置之间运动，在所述第二伸展位置，所述臂能够将由所述由三凸轮(14，16，18)系统赋予其的运动传递到所述书写工具(4)。(4)的铰接臂(2)在书写平面(6)的两个维度上的 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种能够书写由一串字符或风格化的署名形成的签名的自动机，所述自动机收纳在外壳(8)的容积中并且借助三个凸轮(14，16，18)的系统来操作，其中两个凸轮对载持书写工具(4)的铰接臂(2)在书写平面(6)的两个维度上的运动进行编码，并且第三凸轮用于使所述铰接臂(2)垂直于所述书写平面(6)升高或降低，其特征在于，所述铰接臂(2)能在第一折叠位置与第二伸展位置之间运动，在所述第二伸展位置，所述铰接臂能够将由所述三个凸轮(14，16，18)的系统赋予该铰接臂的运动传递到所述书写工具(4)。 |
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| 说明书全文 | 能够书写签名的自动机技术领域背景技术[0002] 在由Jaquet-Droz(雅克德罗)家族制造的众多自动机中，“Jaquet-Droz自动机”是由Pierre-Jaquet Droz、他儿子Henri-Louis Jaquet-Droz和Jean Frédéric Leschot在1767年到1774年间制造的四件自动机；它们是“音乐家”、“画家”和“作家”，第四件现已失传。这三件完美工作的自动机可以到瑞士纳沙泰尔艺术与历史博物馆( Museum of Art and History)参观，其中在每月的第一个星期天有自动机的工作展示。这些自动机可以视为现代机器人的鼻祖。 [0003] 这些自动机是基于两个目的设计和构建的：一方面，供欧洲皇室娱乐，并由此提高豪华家庭制表业务的收入；而另一方面，通过借助复杂的技术实验克服精致的技术系统的微型化和同步的问题来上升为技术挑战。 [0004] “音乐家”自动机是真正演奏五首不同乐曲的女风琴演奏者。音乐不是由音乐盒记录或播放的，而是确实由该自动机用她的手指按压真的微型风琴的琴键来弹奏的。“音乐家”会“呼吸”(她的胸腔起伏)，她的目光追随手部动作，并且身体宛如真正的风琴演奏者那样移动，演奏结束时会向观众鞠躬。 [0005] 建于1772年到1774年间的“画家”是能够绘制四幅图画的玩偶；分别是路易十五肖像、皇室夫妇(人们相信是路易十六和玛丽·安托瓦内特)、附有题词“Mon toutou(我的小狗)”的狗和丘比特乘驾由蝴蝶拉着的双轮车的情景。“画家”借助凸轮系统工作，该凸轮系统对于手在纸面的两个维度上的运动进行编码，其中第三凸轮用来使铅笔升降。该自动机不时对他的作品吹气以除去铅笔灰，这是一个对于现代铅笔来说多余的姿势。 [0006] 至于“作家”，这是三件类人Jaquet-Droz自动机中最复杂的。它使用与“画家”类似的系统来书写选自由40个不同的字符组成的组中的一串字符。 [0007] 本发明是这门古老学问的当代表现。本发明的创作者被与驱使创始者的相同的精度要求和相同的对微型化的期盼所驱使。在本发明的情况下，挑战在于创造这样一种自动机，该自动机能够执行与“作家”自动机完成的那些任务相似的任务，但自动机的尺寸缩小到可以放在外套口袋或手袋中，就像“智能手机”型的移动电话那样。 发明内容[0008] 为此目的，本发明涉及一种能够书写签名的自动机，其收纳在外壳的容积中，该自动机借助包括三个凸轮的系统进行工作，其中两个凸轮对载持书写工具的铰接臂在书写平面内的两个维度上的运动进行编码，并且第三凸轮用来使铰接臂垂直于书写平面升高或降低，该自动机的突出之处在于，铰接臂可在第一折叠位置与第二伸展位置之间运动，在所述第一折叠位置铰接臂容纳在外壳的容积中，而在所述第二伸展位置铰接臂能够将由所述包括三个凸轮的系统赋予该铰接臂的运动传递到书写工具。 [0009] 根据本发明的一个补充特征，载持书写工具的铰接臂枢转地铰接在收纳自动机的外壳上。 [0010] 根据本发明的另一个特征，从底部向上看该自动机，所述凸轮系统相继包括下凸轮、中间凸轮和上凸轮，其中，下凸轮对铰接臂在书写平面内的两个维度之一上的、沿顺时针和逆时针方向的枢转运动进行编码，中间凸轮对铰接臂在书写平面内的另一维度上的、前后滑移运动进行编码，而上凸轮对铰接臂在垂直于书写平面的方向上的上下运动进行编码。 [0011] 根据本发明的又一个特征，下凸轮通过下杠杆与自动机的铰接臂运动学地连接，所述下杠杆通过在铰接臂上施加平行于且远离于铰接臂纵向对称轴线的力而将下杠杆的往复运动传递到自动机的铰接臂；中间凸轮通过中间杠杆与自动机的铰接臂运动学地连接，所述中间杠杆通过在铰接臂上施加与铰接臂的纵向对称轴线对准的力而将中间杠杆的往复运动传递到自动机的铰接臂；上凸轮通过上杠杆与自动机的铰接臂连接，所述上杠杆通过在铰接臂上施加垂直于书写平面的力而将上杠杆的往复运动传递到自动机的铰接臂。 [0012] 根据本发明的又一个特征，该自动机由计时器/钟表机芯驱动。 [0013] 由于这些特征，本发明提供了一种自动机，该自动机能够书写由一串字符或风格化的署名形成的签名、通常为自动机所有者的签名，并且包括载持书写工具且在储存位置被隐藏在收纳自动机机构的外壳的容积中的臂。在这方面，根据本发明的自动机与Jaquet-Droz“作家”自动机(其臂未布置成可折叠起来)不同，并且提供了一种允许储存在例如外套口袋或手袋中的紧凑方案。此外，臂在储存位置容纳在外壳的容积中这一事实避免了损坏自动机并且特别是其臂的风险。附图说明 [0014] 本发明的其它特征和优点将从以下对根据本发明的签名机器的示例性实施例的详细描述中更清楚地显现，该示例仅通过参考附图进行非限制性的说明给出，在附图中： [0015] -图1是示出了本发明的自动机的载持有书写工具的臂在平面内的两个维度上和在垂直于该平面的第三方向上的运动的示意图。 [0016] -图2是本发明的自动机机构的透视图，下杠杆、中间杠杆和上杠杆通过透视下凸轮、中间凸轮和上凸轮而可见。 [0017] -图3是从与图2的视角不同的视角看的根据本发明的自动机机构的透视图。 [0018] -图4是更具体地示出了下凸轮及其相应杠杆的、根据本发明的自动机机构的透视图。 [0019] -图5是更具体地示出了中间凸轮及其相应杠杆的、根据本发明的自动机机构的透视图。 [0020] -图6是更具体地示出了上凸轮及其相应杠杆的、根据本发明的自动机机构的透视图。 [0021] -图7是根据本发明的铰接臂的透视图。 [0022] -图8是图7的铰接臂的分解图。 [0023] -图9是根据本发明的自动机机构的详细透视图，其更具体地示出了上杠杆借以控制铰接臂在垂直于书写平面的方向上的运动的倾斜平面。 [0024] -图10是更具体地示出了致动锁紧杠杆的销的、根据本发明的自动机机构的详细透视图。 [0025] -图11是图10的致动锁紧杠杆的销的放大的详细透视图。 [0026] -图12是根据本发明的自动机的透视图，其中铰接臂处于伸展位置。 [0027] -图13是根据本发明的自动机的透视图，其中铰接臂处于部分折叠的位置。 [0028] 附图标记列表： [0029] x，y，z 方向 [0030] O-O 纵向对称轴线 [0031] 1 自动机 [0032] 2 铰接臂 [0033] 4 书写工具 [0034] 6 书写平面 [0035] 8 外壳 [0036] 10 发条盒游丝 [0037] 12 偏心轮 [0038] 14 下凸轮 [0039] 16 中间凸轮 [0040] 18 上凸轮 [0041] 20 转轴 [0042] 22 底部 [0043] 24 下杠杆 [0044] 24a 第一直线部分 [0045] 24b 第二直线部分 [0046] 24c 弯曲部分 [0047] 26 枢轴点 [0048] 28 凸轮从动元件 [0049] 30 叶片 [0050] 32a 沟槽 [0051] 32 辊 [0052] 34 支承件 [0053] F1 力 [0054] 36 中间杠杆 [0055] 36a 第一直线部分 [0056] 36b 第二直线部分 [0057] 36c 弯曲部分 [0058] 38 枢轴点 [0059] 40 凸轮从动元件 [0060] 42 叶片 [0061] 44a 沟槽 [0062] 44 辊 [0063] F2 力 [0064] 46 上杠杆 [0065] 46a 弯曲部分 [0066] 48 枢轴点 [0067] 50 凸轮从动元件 [0068] 52 垫片 [0069] 54 延伸元件 [0070] 56 导引指 [0071] 58 叶片 [0073] 62 底部 [0074] 64 竖向侧壁 [0075] 66 竖向转轴 [0076] 68 前表面 [0077] 70 板 [0078] 72 线性导引件 [0079] 74 滑杆 [0080] 75 滚珠笼架 [0081] 76 支承板 [0082] 78 通孔 [0083] 80 水平枢转转轴 [0084] 82 双金属柔性臂 [0085] 83 辊 [0086] 84 枢轴 [0087] 86 用弹簧加载的滚珠 [0088] 88 座部 [0089] 90 弹性片 [0090] 92 壳体 [0092] 96 第二弹性部件 [0093] 98 桥接件 [0094] 100 倾斜平面 [0095] 102 槽 [0096] F3 竖向力 [0097] 104 销 [0098] 106 锁紧片 [0099] 108 侧壁 [0100] 110 倾斜平面 [0101] 112 按钮 [0102] 114 上条钮 [0103] 116 棘轮 [0104] 118 杠杆 [0105] 120 释放钮 [0106] 122 齿 [0107] 124 隔绝器 具体实施方式[0108] 本发明从以下一般发明构思入手，即：提供一种自动机，该自动机能够书写其所有者的由一串字符或风格化的署名形成的签名，该自动机被微型化至可以储存在例如外套口袋或手袋中的程度。为了实现该结果，当然要执行缩小尺寸的操作且提出给根据本发明的自动机装配可在缩回位置与伸展的书写位置之间运动的臂，在所述缩回位置所述臂被隐藏在收纳自动机机构的外壳的容积中。因而，在缩回位置，所述臂不从外壳中突出，这有利于自动机的储存和抵挡任何损坏风险。 [0109] 总的用附图标记1表示的根据本发明的自动机包括(参看图1)铰接臂2，该铰接臂2载持书写工具4且铰接臂在书写平面6内的两个维度上和在垂直于书写平面6的第三方向上的运动在图1中示意性地示出。更具体地，臂2能够在书写平面6的两个维度上沿顺时针和逆时针方向进行在方向“x”上的枢转运动和在方向“y”上的前后滑移运动。臂2还能够垂直于书写平面6进行在方向“z”上的上下运动。 [0110] 根据本发明的自动机1收纳在外壳8中。在图中所示的示例中，外壳8大致为平行六面体形状且其尺寸与“智能手机”型移动电话的尺寸相似，这容许将根据本发明的自动机1储存在例如外套口袋中或手袋中。然而，不言而喻的是，外壳8的形状可与平行六面体的形状不同且可以改变其尺寸。 [0111] 在图2和3所示的示例中，根据本发明的自动机1由包括发条盒10的计时器机芯驱动。当发条盒10的游丝松劲时，其经由偏心轮12驱动由固定地安装在偏心轮12的转轴20上的三个分级凸轮14、16和18组成的系统转动。 [0112] 从自动机的底部22向上看根据本发明的自动机1，该凸轮系统相继包括下凸轮14、中间凸轮16和上凸轮18。 [0113] 下凸轮14对铰接臂2在书写平面6的两个维度之一上的运动进行编码，该运动对应于在沿顺时针和逆时针方向的方向“x”上的枢转运动。 [0114] 中间凸轮16对铰接臂2在书写平面6的另一维度上的运动进行编码，该运动对应于在方向“y”上的前后滑移运动。 [0115] 上凸轮18对铰接臂2在垂直于书写平面6的方向“z”上的上下运动进行编码。 [0116] 在图3中应指出的是，下凸轮14通过下杠杆24与自动机1的铰接臂2连接，该下杠杆呈薄而平的L形杆的形式，该L形杆由通过几乎成直角弯曲的部分24c彼此连接的第一大致直线部分24a和第二大致直线部分24b形成。下杠杆24绕位于弯曲部分24c中的枢轴点26枢转地被铰接。在第一直线部分24a的自由端部，下杠杆24设置有元件28，下杠杆24通过该元件跟随下凸轮14的轮廓。该凸轮从动元件28通常是在下杠杆24的表面下方突出的并例如通过铆压固定在该表面上的柱件(stud)。在第二直线部分24b的自由端部，下杠杆24设置有叶片30，下杠杆24将其往复运动经由该叶片30传递到自动机1的铰接臂2。为此目的，叶片30是水平的，能够穿透远离铰接臂2的纵向对称轴线O-O地固定在由铰接臂2载持的支承件34上的辊32的沟槽32a。辊32的优选选择通过叶片30利用最小可能的摩擦进行运动的必要性来解释。因而，随着下凸轮14的转动，下杠杆24的往复运动借助叶片30抵靠在辊32的沟槽32a上而逐渐变换成铰接臂2沿顺时针和逆时针方向在书写平面6的方向“x”上的枢转运动。事实上，叶片30在铰接臂2上施加平行于且远离于铰接臂2的纵向对称轴线O-O的力F1，使得在该力F1的作用下，铰接臂2沿一个方向或另一个方向枢转。 [0117] 中间凸轮16通过中间杠杆36与自动机1的铰接臂2连接，该中间杠杆(参看图5)呈薄而平的杆的形式，其由通过弯曲部分36c彼此连接的第一大致直线部分36a和第二大致直线部分36b形成。中间杠杆36绕位于第一直线部分36a的自由端部处的枢轴点38枢转地被铰接。在第一直线部分36a与弯曲部分36c之间的连接区域内，中间杠杆36设置有元件40，中间杠杆36通过该元件40跟随中间凸轮16的轮廓。该凸轮从动元件40通常是在中间杠杆36的表面下方突出的并例如通过铆压固定在该表面上的柱件。在第二直线部分36b的自由端部，中间杠杆36设置有叶片42，中间杠杆36将其往复运动经由该叶片42传递到自动机1的铰接臂2。为此目的，叶片42是水平的，能够穿透固定在铰接臂2的在其轴向延伸范围内的后端部上的辊44的沟槽44a。辊44的优选选择通过叶片42利用最小可能的摩擦进行运动的必要性来解释。因而，随着中间凸轮16的转动，中间杠杆36的往复运动借助叶片42抵靠在辊44的沟槽 44a上而逐渐变换成铰接臂2在书写平面6的方向“y”上的前后滑移运动。事实上，叶片42在铰接臂2上施加与铰接臂2的纵向对称轴线O-O对准的力F2，使得在该力F2的作用下，铰接臂 2沿轴向运动。 [0118] 上凸轮18通过上杠杆46与自动机1的铰接臂2连接，该上杠杆(参看图6)呈带有局部V形弯曲的部分46a的、大致直线的薄而平的杆的形式。在上杠杆的自由端部之一处，上杠杆46绕枢轴点48枢转地被铰接。在其弯曲部分46a中，上杠杆46设置有上杠杆46借以跟随上凸轮18的轮廓的元件50。该凸轮从动元件50通常是在上杠杆46的表面下方突出的并例如通过铆压固定在该表面上的柱件。在其另一个自由端部处，上杠杆46设置有垫片52，上杠杆46经由该垫片52与延伸元件54刚性地连接。如通过对附图的查看揭示的，延伸元件54呈大致直线的薄而平的杆的形式，该杆可以借助垫片52在比上杠杆46所在平面高的平面内固定在上杠杆46的延伸范围内。在其自由端部，延伸元件54载持有导引指56和叶片58，它们呈大致垂直于延伸元件54延伸的两个单独的板的形式，并且上杠杆46将其往复运动通过导引指56和叶片58传递到自动机1的铰接臂2。因而，随着上凸轮18的转动，上杠杆46的往复运动逐渐以下文将详细描述的方式变换成铰接臂2在垂直于书写平面6的方向“z”上的上下运动。 [0119] 根据本发明的自动机1的铰接臂2包括(参看图7和8)角形件类型的框架60，也就是由底部62和远离彼此延伸的两个竖向侧壁64形成。该框架60安装成绕竖向转轴66枢转，该竖向转轴在框架60的表面下方突出并收纳在设置于外壳8的底部22中的对应凹部内。铰接臂2可以在第一折叠位置与第二伸展位置之间运动，在所述第一折叠位置铰接臂2容纳在外壳8的容积中，在所述第二伸展位置铰接臂2大致垂直于外壳8的前表面68延伸。载持书写工具4的大致直线形板70经由板70被固定在其上的滑杆74可滑动地安装在线性导引件72内。更具体地，滑杆74经由滚珠笼架75可滑动地安装在线性导引件72内，滚珠壳架75继而又能够在线性导引件72内滑动。为了实现这一点，滚珠笼架75的滚珠能够在分别设置于滑杆74的外侧表面上和线性导引件72的内侧表面上的V形槽74a和75a中滚动。当板70移动时，滑杆 74相对于滚珠笼架75移动两倍那么远。由线性导引件72和载持书写工具4的板70形成的组件由能够相对于框架60枢转的支承板76载持。为了实现这一点，在支承板76的厚度中布置有通孔78，该通孔垂直于铰接臂2的纵向对称轴线O-O延伸且该通孔容许枢转转轴80的通过。由线性导引件72和其支承板76形成的组件因此相对于铰接臂2的框架60具有仅一个自由度。由于该组件，载持书写工具4的板70相对于铰接臂2的框架60具有两个自由度，即轴向自由度和枢转自由度。 [0120] 最后，载持书写工具4的板70通过柔性臂82、如双金属条延长，该柔性臂由平行于且远离于彼此延伸的两个叶片82a和82b形成。在其自由端部，柔性臂82载持辊44，该辊44的沟槽44a被中间杠杆36的叶片42穿透。柔性臂82布置成防止在叶片42上施加过大的应力。在其自由端部，柔性臂82载持有辊83，该辊83与柔性臂82一起形成用于引导中间杠杆36的笼架并由此防止该杠杆与柔性臂82之间的任何分离风险。 [0121] 载持书写工具4的板70通过枢轴84以枢转的方式铰接在柔性臂82上并借助半刚性铰链与柔性臂82联接。在图中所示的示例中，该半刚性铰链由用弹簧加载的滚珠86形成，该滚珠86收纳在布置于板70中的座部88中并通过弹性片(resilient tab)90保持在其中。用弹簧加载的滚珠86部分地突出到柔性臂82的下表面中的与座部88相对的壳体92中。该半刚性铰链——下文将说明其作用——在最大弯曲值以下确保板70与柔性臂82之间的刚性连接，如果超过所述最大弯曲值，则用弹簧加载的滚珠86被强迫压入其座部88中并容许板70和柔性臂82的分离。 [0122] 第一弹性部件94如螺旋弹簧在一端固定在板70上且在另一端固定在线性导引件72上。第一弹性部件94所具有的功能是：经由板70和柔性臂82将辊44压靠在叶片42上并通过反作用将凸轮从动元件40压靠在中间凸轮16的轮廓上。与铰接臂2的桥接件98一体形成的第二弹性部件96将辊32压靠在叶片30上并通过反作用将凸轮从动元件28压靠在下凸轮 14的轮廓上。 [0123] 如图9所示，为了将上杠杆46的往复运动变换成铰接臂2在垂直于书写平面6的方向“z”上的上下运动，由上杠杆46的延伸元件54载持的叶片58沿着设置在载持书写工具4的板70上的倾斜平面100滑动。由于也由延伸元件54载持的导引指56突出到布置在铰接臂2的框架60中的槽102中，所以它在竖向方向上是固定不动的，因此当叶片58沿倾斜平面100滑动时，这引起载持书写工具4的板70的竖向向上或向下的力F3。 [0124] 在书写位置(图12)，自动机1的铰接臂2大致垂直于外壳8的前表面68延伸。当书写阶段完成并且期望储存自动机1时，铰接臂2必须折叠成使得它被隐藏在收纳自动机1机构的外壳8的容积中。为了实现这一点，在铰接臂2上施加推力，使该铰接臂绕其竖向转轴66朝外壳8的前表面68枢转。在该枢转运动刚刚开始时，中间杠杆36处于在中间凸轮16的整个周界上仅看到一次且与中间凸轮16的最小半径重合的极限位置。接下来，当自动机1的铰接臂2开始被推动时，中间杠杆36运动以使得在中间杠杆36的表面下方突出的销104引起锁紧片 106(参看图10和11)的提升。该锁紧片106将充当止挡面，柔性臂82将抵靠在该止挡面上。所导致的弯曲力将引起载持书写工具4的板70与柔性臂82在半刚性铰链的区域内分离。继续自动机1的铰接臂2的关闭运动(参看图13)，板70将沿外壳8的侧壁108滑动且然后沿倾斜平面110被导引，这完成了铰接臂2的关闭运动。铰接臂2借助用弹簧加载的滚珠锁紧系统被保持在锁紧位置。按钮112容许铰接臂2的释放。 [0125] 如从图1和2可清楚看到的，通过杠杆118与发条盒10的棘轮116相连接的上条钮114允许使发条盒10的游丝上条。上条钮114与两次咔哒声(click)相关，这两次咔哒声中的第一次释放棘轮116以容许发条盒10的游丝在上条钮114被拉起时上条，且第二次咔哒声锁紧棘轮16以防止发条盒10的游丝在上条钮114被释放时松劲。当释放钮120被按压时，发条盒10的齿122将力矩传递到偏心轮12。隔绝器(isolator)124确保发条盒10的齿122的恒定转速。 [0126] 不言而喻的是，本发明并不限于刚才已描述的实施例，并且本领域技术人员可设想各种简单的改型和变型而不脱离由后附权利要求限定的本发明的范围。特别地，应该理解的是，根据本发明的自动机能够复现其所有者的签名，而不论该签名是由一串字符还是由风格化的署名形成。这仅需通过适当选择将对铰接臂和因此书写工具的运动进行控制的凸轮来给自动机适当编程。 |
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