CN107870548B - 自动上条手表 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自动上条手表，其包括连接到发条盒发条的上条装置的机芯，所述上条装置包括围绕轴线A枢转的摆陀、与摆陀协作以将扭矩传递到发条盒的减速轮系、电能存储单元、布置成接收环境光并对电能存储单元充电的光伏电池、连接到所述电能存储单元的端子的控制电路以及连接到电路并且联接到摆陀以使其移动的驱动装置。根据本发明，电能存储单元、控制电路和驱动装置被集成到摆陀。

Description

自动上条手表
技术领域
本发明涉及自动上条装置的技术领域。更具体地，本发明涉及一种使得钟表的发条盒发条例如能够由光伏电池通过环境光能实现上条的装置。
背景技术
手表机芯需要驱动装置以向用于提供至少一个时间指示的机构组件提供能量。
在机械手表的情况下，所述驱动装置是主发条或发条盒发条，其通过手动操作的上条机构的作用或通过佩戴者的动作而被上条，佩戴者的动作通过连接到减速轮系的摆陀(自动锤)而被传递到发条盒发条。本发明涉及使用摆陀的自动上条钟表机芯。
取决于摆陀所连接的机构，摆陀可以利用摆陀产生的能量使发条仅沿单个转动方向或沿两个转动方向上条。
通常，摆陀被安装成以不平衡的方式在轴上被转动地导引。当该摆陀沿被称为上条方向的第一转动方向移位时，其驱动使发条盒发条上条的传动轮系。当摆陀沿被称为自由方向的另一方向移位时，该摆陀不再作用在发条的传动轮系上并且可自由转动。在没有佩戴者的运动的情况下，在每次摆陀沿上条方向移位而允许对发条上条的几次振荡之后，摆陀由于不平衡性将返回到其平衡点。
手表佩戴者的手臂的运动可以产生摆陀沿一个转动方向或另一个方向的转动以回收能量。
还已知一种自动上条装置，其包括用于使摆陀运动并且使得发条盒发条上条的马达。在文献EP 0 320 754中描述了这样的装置。然而，使发条上条所需的扭矩相当高，并且这涉及强劲的且因此庞大的马达或者同样笨重的高传动比的装置。
发明内容
本发明的目的特别是弥补这些已知技术的不同缺点。
更具体地，本发明的一个目的是提供一种能够减少对发条盒发条上条所需的扭矩的自动上条装置。
本发明的另一个目的是在手表没有佩戴的情况下对手表上条，从而保持其运行，同时在手表被佩戴时保留摆陀的功能。
本发明的又一个目的是提供一种“即插即用”装置，其中本发明允许替换已有机芯的摆陀，而不会造成重大改变。
随后将变得更加显而易见的这些目的以及其它目的根据本发明通过自动上条手表来实现，该自动上条手表包括连接到发条盒发条的上条装置的机芯，所述发条盒发条的上条装置包括：
·围绕轴线枢转的摆陀；
·与所述摆陀协作从而将扭矩传递到发条盒的减速轮系；
·电能存储单元；
·布置成接收环境光并对电能存储单元充电的光伏电池；
·连接到所述电能存储单元的端子的控制电路；以及
·连接到电路并联接到摆陀以使摆陀移位的驱动装置。
根据本发明，电能存储单元、控制电路和驱动装置优选地集成在摆陀中。
根据本发明的其它有利变型：
·所述驱动装置包括布置成与手表协作以使摆陀围绕轴线移位的至少一个微型马达；
·所述驱动装置包括与所述驱动装置协作的与手表成一体的齿圈；
·驱动装置包括传动轴，该传动轴支承与所述齿圈啮合的小齿轮；
·所述齿圈具有与机芯直径相等或略大于机芯直径的直径；
·驱动装置包括布置成与手表协作以使摆陀围绕轴线移位的多极轮；
·驱动装置包括由铁磁性材料制成的齿圈，所述齿圈与手表成一体并与所述多极轮协作；
·能量存储单元包括超级电容器、电容器、电感器或电池；
·光伏电池优选安装在摆陀的可见表面上，但例如对于镂空机芯(skeletonmovement)而言也可以安装在另一表面上；
·太阳能电池被组装在手表上。
本发明还特别地涉及符合本发明的所有钟表。
附图说明
在阅读以下对作为非限制说明性示例给出的本发明的特定实施例以及附图的描述后，本发明的其它特征和优点将变得更加清楚，其中：
图1是根据第一实施例的符合本发明的安装在手表上的上条装置的示意图；
图2是根据第二实施例的符合本发明的安装在手表上的上条装置的示意图。
具体实施方式
在图1中所示的特别有利的应用的框架内描述根据本发明的手表的实施例。上条装置1连接到常规的机械手表机芯，该组件形成自动手表，其中，替代或附加于由手表佩戴者的手臂的运动产生，上条能量由环境光提供。因此，只要手表接收到光能，手表就会被上条，而无论其是否被佩戴。
上条装置1使用光伏电池3以将来自天然或人造环境光的能量转换成电能，并且光伏电池3可以布置在手表的摆陀2上以便当手表不被佩戴时接收光或当手表被佩戴时从表盘侧接收光。本领域技术人员也可以设想两者的结合。光伏电池3可以具有串联或并联地连接的若干个基础电池——例如异质结型电池——以供给电流。该电流能根据手表是处于半日照或还是全日照环境而基本成比例地变化。
电能存储单元4连接到光伏电池3以便存储由该电池产生的能量。电能存储单元4能以可再充电电池、超级电容器的形式提供，或者也能以简单的陶瓷电容器或电感器的形式提供。光伏电池3和电能存储单元4然后连接到控制电路5，控制电路5在其输出端向驱动装置6提供驱动脉冲。
根据第一实施例，驱动装置6包括在钟表业中公知的无刷型微型马达或Lavet型步进马达、或例如轴向磁通型马达、或压电型马达，并且微型马达包括传动轴，传动轴的端部安装有小齿轮61，所述小齿轮布置成与形成在手表中或组装在手表上的齿圈60或者带齿区段协作。如此，当微型马达工作时，它使摆陀2围绕轴线A移位，这具有通过通常用于自动上条机械手表中的减速轮系7对发条盒发条上条的作用。这种方案的优点在于，由于轮系7提供的减速，与已知的装置相比，所需要的扭矩明显小得多。
根据图2所示的第二实施例，驱动装置6包括通过微型马达驱动的由多个磁体或一体件式磁体构成的轮62和与手表成一体的铁磁性的带切口的轮63之间的磁耦合装置，其中，轮62的磁体被带切口的轮63的切口吸引，并且这会在没有任何接触的情况下驱动摆陀2。
磁耦合的力被选择成使得以低于发条盒发条的最大扭矩的一定扭矩驱动摆陀2。这样能防止发条的应力，同时允许摆陀2在佩戴时执行其上条工作。并且，不存在接触意味着可以避免在由于摆陀2的高惯性而引起冲击的情况下的齿轮的齿上的较大应力。
假设光伏电池3被照射并且电能存储单元4初始被放电，则由光伏电池3供给的电流具有对电能存储单元4充电并且使其电压或电流增加的效果。在一定时间后，在电能存储单元4的端子处的电压或电流达到与基准值相对应的值时，电路5用作在预定时间段内将电能存储单元4的端子连接到驱动装置6的端子的断路器。然后，电能存储单元4将明确定义的(well defined)驱动脉冲供应到驱动装置6以使其前进一步或多步。
有利地，可以根据手表的位置来控制传动。在手表处于水平位置或平躺放置的情况下，重力的影响是可忽略的，并且摆陀2被设定为连续转动。在手表处于竖直位置或直立放置的情况下，摆陀2在释放前以一定角度例如90°被上条，以使得摆陀2在重力作用下振荡直到其回到平衡位置。一旦到达平衡位置，则重新开始该循环。例如，在正常光照条件下，微型马达可以每秒执行约二十五步。通常，发条盒的五圈转动足以完成对发条的上条，这对应于摆陀的五百个来回，即微型马达的二十五万步，或者也是500步每摆陀摆动一次。因此，约三个小时就足以完成对发条盒发条的上条。
根据本发明的另一个特定实施例，手表具有有意遮蔽的区域，以便周期性地使光伏电池3失去光照，并且因而产生供应驱动装置6所必需的脉冲。这种变型能够免去电子电路5。
根据本发明的变型，电子电路5包括用于测量所供给的能量的量和/或供应马达所需的电流曲线和/或所执行的步数的装置，以便检测时刻或发条盒是否完全上条。当检测到该时刻时，电子电路5停止向微型马达发送脉冲，以免磨损发条盒发条。
连接到上条装置1的手表机芯自身包括发条盒发条、由发条驱动的轮系、由轮系设定振荡从而使机芯的不同轮的转动稳定的振荡器，以及由该轮系控制的时间显示器。然后，发条盒发条联接到齿轮系7以在驱动装置6所执行的每一步时被上条。机芯和上条装置因此形成了仅需要足够的环境光来工作的自主的自动手表的核心，所述环境光通常约为150/200Lux。
根据本发明的另一变型，摆陀2包括自身形成马达转子的线圈。定子由包括若干个磁体的环形成，其允许摆陀2自身在没有马达的情况下使用为所述线圈供电以产生磁场的电子电路5来移动。
由于本发明的这些不同方面，提供了从能量角度来看是自主的自动手表，其连续地指示时间，并且不需要用于对发条盒发条上条的任何特定动作，即使手表未被佩戴。
本发明当然不限于所示示例，并且能够具有本领域技术人员清楚的各种变型和修改。

Claims (11)

1.一种自动上条手表，包括连接到发条盒发条的上条装置(1)的机芯，所述上条装置(1)包括：
·围绕轴线(A)枢转的摆陀(2)；
·与所述摆陀(2)协作以将扭矩传递到发条盒的减速轮系(7)；
·至少一个电能存储单元(4)；
·至少一个光伏电池(3)，该光伏电池布置成接收环境光并对所述电能存储单元(4)充电；
·连接到所述电能存储单元(4)的端子的控制电路(5)；以及
·驱动装置(6)，该驱动装置连接到所述控制电路(5)并且机械连接或磁耦合到所述摆陀(2)以使该摆陀(2)移位；
其特征在于，所述电能存储单元(4)、所述控制电路(5)和所述驱动装置(6)被集成在所述摆陀(2)中。
2.根据权利要求1所述的手表，其中，所述驱动装置(6)包括至少一个微型马达，所述微型马达布置成与所述手表协作以便使所述摆陀(2)围绕所述轴线(A)移位。
3.根据权利要求2所述的手表，其中，所述驱动装置(6)包括与所述手表成一体并与所述至少一个微型马达协作的齿圈(60)。
4.根据权利要求3所述的手表，其中，所述至少一个微型马达包括支承与所述齿圈(60)啮合的小齿轮(61)的传动轴。
5.根据权利要求3所述的手表，其中，所述齿圈(60)具有与机芯的直径相同或比机芯的直径略大的直径。
6.根据权利要求1所述的手表，其中，所述驱动装置(6)包括布置成与所述手表协作以便使所述摆陀(2)围绕所述轴线(A)移位的多极轮(62)。
7.根据权利要求6所述的手表，其中，所述驱动装置(6)包括由铁磁性材料制成的齿圈，所述齿圈与所述手表成一体并且与所述多极轮(62)协作。
8.根据权利要求1所述的手表，其中，所述电能存储单元(4)包括电容器、电感器或电池。
9.根据权利要求1所述的手表，其中，所述电能存储单元(4)包括超级电容器。
10.根据权利要求1所述的手表，其中，所述光伏电池(3)安装在所述摆陀(2)上。
11.根据权利要求1所述的手表，其中，所述光伏电池(3)组装在所述手表上。
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