CN100445899C - 直观的指示装置 - Google Patents

Abstract

一种直观的指示装置，包括：两个或更多个盘(1，2)，每个盘都有径向间断(3，4)，从而形成平面螺旋前进的表面，所述盘叠置且交错，并位于相互平行的螺旋平面上，每个盘都可在驱动装置(20，22，30，31)的作用下绕公共轴(5，6)独立旋转，该驱动装置适于选择性地旋转所述盘中的一个盘(1)或另一个盘(2)，由此当面朝上沿轴向观看时，这些盘显示重叠的直观对比的扇形，这些扇形具有由盘的相对旋转位置表示的区域或位置，并且代表由该装置显示的参数的值。

Description

直观的指示装置

技术领域

本发明涉及一种直观的指示装置，更具体地，是涉及一种用于显示时间或时间流逝的模拟装置。应当理解，本发明的装置一般可用于指示各种参数，例如显示在通常的模拟刻度盘或计量指示装置上的参数。

发明内容

根据本发明，提供一种直观的指示装置，它包括两个或更多个盘，每个盘都有径向间断，从而形成平面螺旋前进的表面，所述盘叠置且交错，并位于相互平行的螺旋平面上，每个盘在驱动装置的作用下可绕公共轴线独立旋转，其中该驱动装置适于选择性地旋转所述盘中的一个或另一个，由此当面朝上(face on)沿轴向观看时，这些盘显示重叠的直观对比的扇形，这些扇形具有由盘的相对旋转位置表示的区域或位置，并且代表由该装置显示的参数的值。

一个盘可被安装成从轴横向延伸，另一个盘可被安装成从圆筒的外表面延伸，该轴在该圆筒内旋转。该轴被共轴安装在该圆筒内，该圆筒的壁上具有螺旋槽，安装在该轴上的盘可通过该螺旋槽延伸。由于所述盘在圆筒上的槽中浮动，因此该轴相对圆筒的旋转使在该轴和圆筒之间产生相对的轴向运动，并且根据依赖于相对旋转位置的程度，该轴相对圆筒的旋转使覆盖在另一个盘上的一个盘掩盖或暴露该另一个盘。

轴的一端可以包含驱动器，例如与驱动装置相关联的集成轮牙。在驱动装置旋转半圈期间，该轴受到驱动，在驱动装置旋转另外半圈期间，外圆筒受到驱动。通过这种方式，在外圆筒保持不旋转(held against rotation)时，在轴旋转期间外圆筒沿该轴可伸缩地向下移动；之后，在终点位置，外圆筒接着旋转，以沿该轴向上移动，此时轴保持不旋转。

外圆筒可以包括筒形构件，该筒形构件包围着内轴，内轴还包括共轴定位的筒形构件。可以提供两个以上筒形件，它们以相似的方式起作用。

附图说明

参照附图对本发明作更详细的说明，这些附图以图解的方式表示根据本发明的时间指示装置的一个实施例。在附图中：

图1表示两个分开的盘形部件，这两个盘形部件交错时提供直观的指示；

图2表示分开的齿轮组件，该齿轮组件使盘旋转；

图3a-c以侧视图的形式表示处于三个不同旋转位置的根据本发明组合好的基本装置；

图4a-c表示从下方看到的驱动齿轮的细节；

图5a-d表示处于四个旋转位置的面朝上的盘；

图6以侧视图的形式表示该装置的另一个实施例；

图7表示处于另一个位置的图6的装置；

图8A以侧视图的形式表示组装好的单个筒形构件，图8B-D以侧视图的形式展示了分开的单个筒形构件；

图9A-D以平面图的形式表示与图8对应的筒形件和连接到筒形件上的盘；

图10A-D以平面图的形式表示与图8对应的每个筒形件的驱动轮牙；

图11A-D以侧视图的形式表示图10的驱动轮牙；

图12A-H以平面图的形式表示盘及其指示，这些指示代表一天的不同时间；

图13A-D以平面图的形式表示更复杂的装置，它有三个盘和圆筒组件，用于显示小时、分钟和秒；

图14A-D以侧视图的形式表示图13的装置。

具体实施方式

下面参照图1-5说明本发明的基本原理。如图1所示，基本装置包括两个盘1和2，其中每个盘分别具有径向间断或切口3和4，从而使盘形成这样的表面：该表面的平面螺旋前进。盘1安装在轴5上，盘2安装在圆筒6上。圆筒6的壁上具有螺旋槽7。轴5可以进入圆筒6内，并且盘1的边缘1a可以啮合在由盘2的边缘2a和2b形成的开口之间，因此，在盘1旋转时，边缘1a可以通过边缘2a和2b之间，并在盘2的下方延伸，同时，该盘的内部沿螺旋槽7移动。这样，两个盘就可以叠置且交错，并位于相互平行的螺旋平面上，如从沿方向A所看到的端视图中看到的那样，一个盘覆盖在另一个盘之上。这样，盘1和2的相对旋转位置会使一个盘或另一个盘暴露出不同的端面，以便直观地理解相对旋转位置。这样，从边缘1a刚进入盘2的边缘2a和2b之间的间隙的开始位置起，盘1会完全暴露，随着盘1沿顺时针方向旋转，盘2的表面会逐渐地暴露，直到盘1整个位于盘2下方。如果盘2接着也沿类似的顺时针方向旋转，盘2的表面会经过盘1的下方，到达盘1的整个表面再次暴露的位置。

为了提供如下顺序：逐渐盖住盘1的表面，然后露出该表面，同时保持沿顺时针方向的连续旋转，可以考虑将盘1的轴5相对固定到基础元件上，而盘2和圆筒6在轴5上自由地上下移动。这样，通过使轴5沿顺时针方向旋转，当轴5旋转一整圈时，圆筒6和盘2一起向上移动到达最初的极限位置。如果在这一点轴5停止旋转，但轴6接着沿顺时针方向旋转，那么盘1就会逐渐暴露，同时，圆筒6在轴5上向下移动。只要轴5和圆筒6相继沿顺时针方向旋转，即轴5先旋转一圈、然后圆筒6旋转一圈，就会重复这一顺序。

图2展示了实现这一点的一种装置，并且展示了齿轮，该齿轮有两部分，分别为下部20和第二部分22，其中，下部20具有沿圆周180°延伸的多个齿21，第二部分22具有沿圆周直径相反的180°延伸的多个第二齿23。

轴5的下端包含齿轮，该齿轮与下部20上的齿轮齿21啮合，圆筒6具有相似的齿轮，该齿轮与第二部分22上的齿轮齿23啮合。轴5和圆筒6上的齿轮在360°的整个圆周延伸，但齿的个数与齿轮部分21和23上的齿的个数对应。这样，齿轮20、22旋转180°会使轴5或圆筒6旋转一圈。第二部分22上的齿轮齿23足够宽，以使圆筒6沿轴5在纵向上移动时，圆筒6的齿轮可以保持啮合状态。

图3a-3c是以侧视图示出的组件，并且可以看出，齿轮30被紧固到轴5的末端，轴5带动盘1，齿轮31沿圆筒6的外侧紧固，圆筒6带动盘2。参照图3a，随着齿轮组件20、22沿从上看的逆时针方向旋转，齿21与齿轮30啮合，并使轴5顺时针旋转，从而使得圆筒6随着盘1逐渐移动到盘2下方而向上移动。图3b展示了齿轮组件20、22旋转90°后的位置，在图3c所示的位置处，在齿轮组件20、22旋转180°从而使齿轮30旋转360°之后，齿21将要与齿轮30脱离。在这一点，齿轮齿23此刻开始与齿轮31啮合，并使圆筒6沿顺时针方向(从上看)旋转，这样使得圆筒6此刻向下移动，并使盘2移动到盘1下方。在再旋转180°之后，齿轮齿23此刻与齿轮31脱离，而齿轮齿21重新与齿轮30啮合，这样，只要齿轮20、22沿同一方向旋转，盘的覆盖和暴露顺序就会连续进行。

当轴5或圆筒6与各自的齿轮部分21或22脱离时，为了防止摩擦使轴5或圆筒6旋转，提供棘轮装置(这里未示出)，或者将足够的摩擦力施加到轴或圆筒上以防止旋转。使用与齿轮30和齿轮31啮合的薄的棘轮叶片可以方便地实现这一点，这样，任一部分的正旋转(positive rotation)都会克服叶片的力(bladed force)。

图4a、4b和4c展示了如图3所示从下方看到的齿轮，这些齿轮与图3a、3b和3c中的齿轮处于相同的相对位置。如从图4a中可以看出，齿轮齿21正在开始与齿轮30啮合，在图4b中，轴5旋转到所述顺序的一半，而在图4c中，轴5旋转完一圈，且齿轮齿23现在开始与齿轮32(这里未示出)啮合。图5a-5d展示了沿图1中箭头A的方向所看到的盘，其中图5a展示了与图3a相对应的盘的位置，其中画有阴影的盘1完全盖住了未画阴影的盘2。图5b展示了轴5旋转约45°之后的中间位置，其中所示的盘2部分未被盖住。图5c与图3b所示的位置对应，其中盘2现在有一半未被盖住；图5d展示了与图3c对应的位置，其中盘2现在完全未被盖住。现在继续旋转会使盘1从盘2下方出现，并随着齿轮31旋转使圆筒6向下移动而逐渐盖住该表面。

在实际应用于钟表时，齿轮20、22会每24小时旋转一周。这样，举例来说，图5a所示的位置可能代表午夜，图5b所示的位置可能代表上午3点，图5c所示的位置可能代表上午6点，而图5d所示的位置可能代表正午，即指盘2整个暴露时的位置。

为了齿轮组件20、21下一次的180°旋转，未画阴影的盘会逐渐使画有阴影的盘露出来，这可能代表过了午后时间，并逐渐过渡到午夜，此时，画有阴影的盘会完全暴露。

用这种方法，本发明的装置的基本形式可以提供非常易于看懂的直观的时间指示，实际上也可以是任何其他参数的指示，这种参数需要是基于时间流逝来表示的指示。

下面继续说明本发明的其他实施例，这些实施例用到了更实际的装置，该装置有两个同轴的圆筒，但操作的原理如上所述。

参照图6-11，该装置有三个同轴的圆筒B01、B02和B03，三者形成筒形系统B00。外圆筒B01可以自由地在内圆筒B02上上下滑动，反过来，内圆筒B02安装在中心基圆筒B03上。这些圆筒都可以自由地相对旋转。基圆筒B03形成该装置的支柱，并且可以含有安装装置。

外圆筒B01上有安装轮牙B01.1的基座，而内圆筒B02上有安装轮牙B02.1的基座，两者形成筒和筒轮牙系统B00。外圆筒B01的整个壁上都有螺旋槽D，这里给出的是环绕圆周两整圈的螺旋槽，螺旋盘A01(形成盘系统A00的一部分)在由槽限定的圆周的界限内向中线绕圆周延伸一圈，并且被固定在圆筒外表面上的合适位置。

内圆筒B02也有一个单独的转盘A02(形成盘系统A00的其他部分)，该转盘被布置成可以通过槽D延伸。在该布置中，使圆筒B01从图1所示的位置顺时针(如从上看那样)旋转，旋转一整圈之后，它会到达图7所示的末端位置，反之亦然。当内圆筒B02静止时会发生这种作用，并且槽D会沿盘A02向下移动。

相反，如果从图7的位置开始，轮牙B02.1使内圆筒顺时针旋转，那么会使盘A02沿槽D向下运行，这样圆筒会回到图6所示的位置。

形成轮牙系统C00的驱动器C03分别通过轮牙C01和C02驱动轮牙B01.1和B02.1，并使它们每24小时的周期转一圈。轮牙C01和C02的直径是筒轮牙B01.1和B02.1直径的两倍，并且前者只在一半圆周和180°的相位上具有啮合齿。这样，在12小时之后(图7的位置)，当C01的齿与B01.1脱离时，C02上的齿就会接着与B02.1啮合，同时，外圆筒B01停止旋转，而在过了另外12个小时之后，内圆筒B02开始旋转回到图6的位置。

图8-11更详细地展示了一些零件，图10B和10C更清楚地表示轮牙C01和C02上的齿的结构，其中图10A展示了相互交叠的齿。

盘A01和A02具有对比色，当从上看时，根据指示时间的相对旋转位置的不同，可视部分是不同颜色的扇形。图12A-H展示了三个时间段，从午后12点经过上午12点到午后9点的八个不同的直观表示。这涉及到C03每24小时旋转一圈。在可替换的布置中，各个盘可以具有不同的纹理、可以由不同的材料制成、或者可以有不同的阴影或图案。

图13和14示出更全面的指示系统，它展示了三个盘系统A01和A02、A03和A04、A05和A06，分别代表小时、分钟和秒。小时盘A01和A02如上所述那样移动并提供指示。分钟盘A03和A04以及相关的圆筒被共轴地定位在小时盘的周围，相关的机构以相似的方式驱动这些盘，但用的是合适的相对定时差(difference in timing)。秒盘A05和A06以相似的方式定位在分钟圆筒和小时圆筒的周围并与这些圆筒共轴，并且以相似的方式被驱动以提供正确的时间关系。

Claims (12)

1、一种直观的指示装置，包括两个或更多个盘，每个盘都有径向间断，从而形成平面螺旋前进的表面，所述盘叠置且交错，并处于相互平行的螺旋平面上，每个盘在驱动装置的作用下可绕公共轴线独立旋转，该驱动装置适于选择性地旋转所述盘中的一个或另一个，由此当面朝上沿轴向观看时，所述盘显示重叠的直观对比的扇形，所述扇形具有由盘的相对旋转位置表示的区域或位置，并且代表由该装置显示的参数的值，其特征在于，其中一个盘被安装成从一可旋转的轴横向延伸，另一个盘被安装成从该轴在其中旋转的可旋转圆筒的外表面横向延伸；所述轴被共轴安装在该圆筒内，该圆筒具有螺旋槽，从轴横向延伸的一个盘的内部通过该螺旋槽延伸；由于该盘在圆筒上的槽中移动，因此该轴相对圆筒的旋转使在该轴和圆筒之间产生相对轴向运动，并且根据依赖于相对旋转位置的程度，该轴相对圆筒的旋转使得覆盖在另一个盘上的一个盘掩盖或暴露该另一个盘。

2、根据权利要求1所述的装置，其中所述轴的一端被连接到一驱动装置上，该轴在该驱动装置的作用下旋转从而引起轴的旋转，圆筒被连接到该驱动装置上并在该驱动装置的作用下旋转从而引起圆筒的旋转，所述轴和所述圆筒在该驱动装置的作用下顺序地旋转。

3、根据权利要求2所述的装置，其中所述轴的一端被连接到一驱动装置上，该轴在该驱动装置旋转一个半圈期间旋转从而引起轴的旋转，圆筒被连接到该驱动装置上，在该驱动装置旋转另外半圈期间，圆筒受到驱动从而引起圆筒的旋转，在该驱动装置连续旋转期间，所述轴和所述圆筒顺序地旋转。

4、根据权利要求2所述的装置，其中在圆筒保持不旋转且未受驱动时，在所述轴旋转期间圆筒可伸缩地沿所述轴向下移动；之后，在终点位置，圆筒接着旋转以沿所述轴向上移动，此时所述轴保持不旋转且未受驱动，提供允许通过该驱动装置而单向旋转的棘轮装置。

5、根据权利要求1所述的装置，其中该圆筒包括筒形构件，该筒形构件包围着内轴，该内轴包括共轴定位的筒形构件。

6、根据权利要求1所述的装置，其中该驱动装置包括一机构，该机构在操作期间选择性地与轴啮合以使轴旋转，并接着与圆筒啮合以使圆筒旋转，并且这种啮合连续循环地进行。

7、根据权利要求6所述的装置，其中该机构包括两个叠置的齿轮，所述两个齿轮具有互补但未对齐的间断的周边齿，如此布置以便在一部分旋转期间以及在另一个齿轮上的齿不与保持静止的圆筒啮合期间，一个齿轮上的齿与轴啮合来驱动轴。

8、根据权利要求1所述的装置，其中驱动装置被连接到轴和圆筒上，每个驱动装置都被独立操作以使轴和圆筒旋转，从而提供驱动装置的相对位置的不同指示。

9、根据权利要求1所述的装置，其中提供两个以上圆筒，所述圆筒可伸缩地套在一起，并且每个圆筒都包含盘，内筒的所述盘通过外筒上的槽。

10、根据权利要求9所述的装置，其中多个轴和圆筒组件沿轴向对齐定位，并且一个位于另一个之上，如此布置以便可以看到下面的一对盘中的至少一个的边缘位于最上面的盘的下方，由此盘的直观对比的扇形总体共同地代表要显示的参数。

11、根据权利要求10所述的装置，其中该要显示的参数包括流逝的或绝对的时间，每个盘的旋转其一圈等于一常规的时间周期，从而盘的相对旋转位置以及所显示的角区域显示该时间周期的一部分。

12、如权利要求11所述的装置，其中该时间周期为24或者12小时或1分钟。

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