CN1082202C - 具有动力储备指示器的时计 - Google Patents

Abstract

这种时计包括条盒轮(1)、发条(1a)、指针(5)、以及发电机(2)，后者准备通过整流器(4)向调节电路(6)提供直流电压，调节电路调节发电机的转速，迫使指针以相当于正确指示当时时间的速度运行，调节电路包括晶体管(10)，后者在调节电路发现发电机转得太快，无法保证正确指示时间时，将发电机短路并将其制动。装置(13至17)用来对预定长度的周期内发电机被制动的次数计数，并根据计数结果提供动力储备视觉指示。

Description

具有动力储备指示器的时计

本发明涉及电子时计的动力储备指示装置。

更具体地说，本发明涉及电子时计用的这样一种装置，即其电能是由条盒轮发条机构驱动的发电机产生的。

装有动力储备指示装置的机械表已久为人知，它一般采用差动方式工作，与上条装置以及作为手表走时能源的装有表发条的条盒轮相耦合。这样一种装置的指示机构在一个方向上给条盒轮上紧发条时被驱动，而在另一方向上发条松开，使手表走时。

这样一种用来指示动力储备的装置，可以用在包括耦合到条盒轮发条机构上，并准备向由石英振荡器调节的计时电路供电的发电机的电子时计上。但是，对于这种用途，鉴于出现电子装置这一事实，经典的动力储备指示机构显得复杂和庞大，而电子线路又可使动力储备的显示大为简化。

为了以无懈可击的方式，清晰地指示电子时计的动力储备，本发明的目的是在这方面提供简单而有效的解决方案。该电子时计从由条盒轮的发条驱动的发电机取得电能，而该发电机还用来调节时计的走时。

这样，为达其目标，本发明的具有动力储备指示器的时计，包括一个条盒轮、包含在此条盒轮中的一个发条、机械地耦合到所述条盒轮上的时间指示机构、也机械地耦合到所述条盒轮并且准备提供交流电压用的一个发电机、连接到所述发电机上用于从所述交流电压提供直流电压的一个整流器、以及一个调节电路，该调节电路由所述直流电压供电，准备调节所述发电机的转速，迫使所述显示机构以对应于当时时间的一个正确指示的速度运行，当所述调节电路发现所述发电机的转速高于一个保证正确指示时间所应有的转速时，所述调节电路包括使得一个开关机构能将所述发电机短路并将其制动，所述时计的特征在于，所述动力储备指示器包括包括用于固定一个预定的时间间隔的相继的时间周期的装置、用于在每一个所述时间周期内对所述发电机被所述开关机构制动的次数进行计数的装置、和用于根据所述计数的结果提供所述动力储备的一个视觉指示的显示装置。

根据本发明的具有动力储备指示器的时计，包括一个条盒轮、包含在此条盒轮中的一个发条、机械地耦合到所述条盒轮上的时间指示机构、也机械地耦合到所述条盒轮并且准备提供交流电压用的一个发电机、连接到所述发电机上用于从所述交流电压提供直流电压的一个整流器、以及一个调节电路，该调节电路由所述直流电压供电，准备调节所述发电机的转速，迫使所述显示机构以对应于当时时间的一个正确指示的速度运行，当所述调节电路发现所述发电机的转速高于一个保证正确指示时间所应有的转速时，所述调节电路包括使得一个开关机构能将所述发电机短路并将其制动，所述时计的特征在于，所述动力储备指示器包括用于对所述发电机被所述开关机构制动的次数进行计数的装置、用于测量各次制动操作之间的时间间隔的装置、和用于根据所述时间间隔测量的结果提供所述动力储备的一个视觉指示的显示装置。

本发明的其他特点和优点将在下面参照附图进行描述的过程中显示出来。其中：

一图1表示本发明的时计的简化的原理总图；

一图2是说明本发明的时计的运行原理的定时图；

一图3a至3f表示可以在本发明的时计上采用的显示装置的几种方案。

现参照图1，后者描绘了本发明的时计简化的原理总图。应该指出，对于图中涉及准备控制这种时计的发电机转速的控制电路部分，不准备在这里详细描述，因为熟识本行的人通过参照以本申请书的申请人的名义登记的瑞士专利CH 686332的描述，就能设计出这种控制装置。但是，为了便于理解本发明，下面将简要地回顾一下这个控制电路的简图。

本发明的装有动力储备指示装置的时计，包括由内有制表工艺常用的发条1a的条盒轮1构成的机械能源，发条可以以机械的方式或自动上紧。

条盒轮1通过用点线表示的齿轮组3的中间联接而在积械上耦合到发电机的2的转子2a上。

发电机2包括线圈2b，当转子2a被驱动旋转时，该装有永久磁铁的转子便产生用图1箭头所示并与线圈2b耦合的旋转磁场，线圈2b在其端子B1和B2上产生交流电压Ug。

线圈2b的端子B1和B2连接到整流器4上，整流器4的端子4a和4b从交流电压Ug得到直流电压Ua，整流器4准备向时计的几个电路供电。

指针5或者其他任何经典的时间机械显示装置耦合到到齿轮组3上，从而允许显示当时的时间，可能再显示日期和星期几或者其他时间信息。

指针5的转速由于调节电路而保持恒定的平均值，调节电路6将这个值调节到参考速度Vc上。

正如上面引用的专利申请书所描述的，调节电路6的组件以这样的方法实现，即将转子的转速调节得当转子以参考转速Vc旋转时，指针5以能正确地指示时间所需的速度旋转。这个参考速度是，例如，4转/秒。

调节电路6包括由钟表型石英稳定的振荡器7和将该石英的频率分成功能块9可以采用的频率的分频器8。功能块9控制半导体组件10，例如，n型MOS晶体管的栅极。

后者通过它的主电路连接到发电机2的线圈2b的端子B1和B2上。因此，当这个半导体组件导通时，这个线圈短路，从而对发电机的旋转运动起制动作用。

上述的几个元件的结构特点和功能特点用以下方法实现：

a)只要条盒轮的发条1a还没有几乎完全松开，在线圈2b不被半导体组件短路的情况下，转子2a的平均转速大于参考转速Vc，以及

b)如果线圈2b被短路，即使条盒轮发条1a完全上紧，而它提供的转矩具有最大值，这个平均转速也会小于参考转速Vc。

还应该指出，在本发明的范围内，假如发电机的转速如上所述地得到正确的调节，上面简略地描述的元件和功能也可以与上面引用的专利申请书中所描述的有所不同。因此，这个调节应该使要求的参考速度Vc(它是由指针5对时间的正确指示决定的)由于发电机线圈2b的反复短路，从而对发电机2相继产生制动作用而得以实现。

流过功能块9和半导体组件10之间的导线11的控制制动信号SF，是逻辑型的，并在所举的例子中，当时计慢时，就是说，当转子2a的平均转速低于参考转速Vc时，假定这个信号处于逻辑″0″的状态。在这种情况下，晶体管组件10处于断开状态，转子2a不被制动。

与此相反，当时计走得太快，或者当转子2a的平均速度大于参考速度Vc时，该控制制动信号形成一个具有固定长度的脉冲，后者从线圈2b的端子B1和B2处的交流电压Ug的每个半波，例如正半周的起始处开始。在控制信号SF的每个这样的脉冲过程中，该信号处于″1″的状态，从而使晶体管10导通，使转子2a制动。

有关线圈2b的端子B1和B2上的交流电压Ug的信息是通过导线12引导到功能块9的。

本发明基于这样的发现，即流过导线11的制动信号，或者说转子2a被制动的频率，构成了衡量发条1松紧状态的尺度。事实上，当条盒轮的发条完全上紧时，亦即当动力储备处于最大值时，它产生的转矩是最大的。在这种条件下，转子总是趋向于以高于参考速度Vc的转速旋转，因而，每个电压Ug周期的起始处都要制动。

当条盒轮的发条1a松开时，它所提供的马达转矩逐渐减小，因而其转速大于参考速度Vc的情况出现得不那么频繁，直至某一时刻，它根本不再需要被制动。这就说明动力储备已经耗尽，如果用户不上发条，时计就要停了。

因此，按照本发明，指示动力储备的装置包括在预定长度的相继的时间周期中对相继发生的制动操作进行计数，并从这相继的时间周期中发生的制动操作次数产生显示信号的装置。现将对这种装置的一个实施例的例子作比较详细的叙述。

将控制制动信号SF送给晶体管10的功能决9的导线11连接到计数器13上。后者安装来对这个信号的脉冲次数进行计数。于是，计数输入端C连接到导线11上。它的零复位输入端R连接到用来固定预定长度的相继的时间周期的分频器14的输出端Q上。在这个例子中，该分频器14的输入端以这样的方式连接到分频器8的输出端上，使后者的频率输出进一步分频。

例如由经典的锁存电路形成的存储器15通过其输入端E1至E4连接到计数器13的几个不同的输出端上，这里是输出端Q9至Q12。这个存储器的时钟输入端C连接到分频器14的输出端Q。存储器15的输出端Q1至Q4分别连接到译码器16的输入端E1至E4。其输出端，这里是S1至S9分别连接到显示装置17的输入端E1至E9。

所考虑的例子中，分频器8的输出信号具有250毫秒的周期，这无论如何不是限制性的。分频器14的分频系数是2048，从而在其输出端(见图2)每512秒产生一个脉冲。于是，这个信号设置了在其间对线圈2b被晶体管10短路的次数进行计数的预定的时间周期。

当假定在计数周期的整个过程中，转子2a与参考转速Vc相比转得太快，并在每个电压Ug周期起始处被制动(这说明发条才刚刚开始松开)，控制信号SF的脉冲数会大于2048。因此，计数器13必须具有更大的容量，需要再增加一个双稳态，从而使该计数器具有所必需的最小容量4096。

图2用代表几个重要的信号随时间变化的曲线说明这里描述的动力储备指示装置的工作原理。

曲线a)表示分频器14的输出信号。这个信号代表时间长度D的周期，这里选为512秒。

曲线b)表示加在计数器13计数输入端上的信号SF，可以看出，该图以解说性的方式表示两个彼此隔开的计数周期，在此期间每个周期的脉冲数是彼此不同的，就这样两个运行阶段，考虑发条相对的松紧程度。

曲线c)代表在这两个不同的周期中计数器13的内容，而曲线d)表示存储器15的输出，它每次保存前一计数周期的信息，并在每个计数周期结束时，被沿着导线18(图1)传送的复位信号清零。

图3表示显示装置17几个实际的实施例的例子。该图在a)，b)，c)和d)中代表指示存储器15瞬间输出值的显示。(a)是无刻度显示、(b)(c)和(d)是有刻度显示，例如12小时间隔。可以看出，得到这些显示装置的方法是非常多的，懂行的人很容易知道如何设计。例如，时计的表盘C可以包括开孔G，开孔后面有彩条移动，彩条从译码器16接收控制信号由小执行机构(未示出)带动。作为另一方案，可以采用一系列发光二极管。

在图3的e)和f)中，描绘了另外两个替代方案，一个包括液晶显示，以小时为单位显示动力储备，另一个包括许多开孔0，构成一个刻度，例如，以12小时为单位的刻度。可以在每个开孔的后面装一个发光二极管，以适当的方式受译码器16输出信号的控制。

显示装置17的分辨率是无所谓的，例如，可以以预定小时数为一个周期，如图3a)，b)，c)，d)和f)所示，也可以像e)那样以小时为单位，或者甚至什么都不要，只要指示器，附图中没有描绘出来的方案。懂行的人很容易使存储器15、译码器16适应这几种不同的可能性，而所有这些仍旧在这个

发明的范围之内。

具体地说，显然分辨率越高，要求存储器15的容量就越大。

但是，正如前面已经解释的，还可以以不同于前面引用的瑞士专利申请书CH 686332所描述的方式来实现这些元件和功能。这样，就可以明白，类似地还可以测量两次制动脉冲SC之间的时间间隔，来确定动力储备，而不是像前面所解释的，在预定的固定的时间间隔内对这个脉冲数进行计数，这仍旧在本发明的范围之内。在这种情况下，两个相继的脉冲之间的时间间隔越小，就是说，必须经常制动，动力储备就越大，而这个时间间隔越长，动力储备就越小。

存储器15还可以只记忆计数器13输出信息的若干个最高位，例如，如图1所描述的，最高4位。在这种情况下，在理论上显示装置17上可以显示16个不同的信息。  一般说来，对于面临的目的，这已卓卓有余了。用来通知时计的用户动力储备的状态，最多有9个信息就够了。

还应该指出，本发明提出的这种装置，在某种程度上还可以通知用户关于时计的机械状态。例如，如果尽管用户已经上紧了发条，但显示17仍达不到动力储备的最大刻度，例如，这就意味这个时计需要修理并重新加油了。

Claims (7)

1.具有动力储备指示器的时计，包括一个条盒轮(1)、包含在此条盒轮(1)中的一个发条(1a)、机械地耦合到所述条盒轮上的时间指示机构(5)、也机械地耦合到所述条盒轮并且准备提供交流电压(Ug)用的一个发电机(2)、连接到所述发电机(2)上用于从所述交流电压(Ug)提供直流电压(Ua)的一个整流器(4)、以及一个调节电路(6)，该调节电路由所述直流电压(Ua)供电，准备调节所述发电机的转速，迫使所述显示机构(5)以对应于当时时间的一个正确指示的速度运行，当所述调节电路(6)发现所述发电机(2)的转速高于一个保证正确指示时间所应有的转速(Vc)时，所述调节电路(6)包括使得一个开关机构(10)能将所述发电机(2)短路并将其制动，所述时计的特征在于，所述动力储备指示器包括用于固定一个预定的时间间隔(D)的相继的时间周期的装置(8，14)、用于在每一个所述时间周期内对所述发电机(2)被所述开关机构制动的次数进行计数的装置(13)、和用于根据所述计数的结果提供所述动力储备的一个视觉指示的显示装置(17)。

2.根据权利要求1所述的具有动力储备指示器的时计，其中，所述调节电路(6)包括一个钟表用石英振荡器(7)和一个第一分频器(8)，其特征在于，所述用于固定预定的时间间隔(D)的时间周期的装置包括连接到所述第一分频器(8)的输出上的一个第二分频器(14)。

3.根据权利要求1或2的其中任一所述的具有动力储备指示器的时计，其中，所述发电机(2)包括一个线圈(2b)，并且所述开关机构(10)是一个通过其主电路连接到所述发电机(2)的所述线圈(2b)的端子上的半导体组件，其方式是该开关机构在所述调节电路(6)的控制下可对所述线圈进行短路，其特征在于，所述用于计数的装置包括连接到所述组件(10)的控制栅上的一个计数器(13)，用于在所述预定的时间间隔(D)过程中对所述组件对所述线圈(2b)进行短路的次数进行计数。

4.根据权利要求3所述的具有动力储备指示器的时计，其特征在于，所述计数器(13)连接到一个存储器(15)上，该存储器存储在每个所述预定的周期中所述计数器的状态。

5.根据权利要求1所述的具有动力储备指示器的时计，其特征在于，所述显示装置(17)设置为用于在所述时计的一个表盘(C)上提供以一个小时为刻度的信息或者以多个小时为单位的刻度的信息。

6.具有动力储备指示器的时计，包括一个条盒轮(1)、包含在此条盒轮(1)中的一个发条(1a)、机械地耦合到所述条盒轮上的时间指示机构(5)、也机械地耦合到所述条盒轮并且准备提供交流电压(Ug)用的一个发电机(2)、连接到所述发电机(2)上用于从所述交流电压(Ug)提供直流电压(Ua)的一个整流器(4)、以及一个调节电路(6)，该调节电路由所述直流电压(Ua)供电，准备调节所述发电机的转速，迫使所述显示机构(5)以对应于当时时间的一个正确指示的速度运行，当所述调节电路(6)发现所述发电机(2)的转速高于一个保证正确指示时间所应有的转速(Vc)时，所述调节电路(6)包括使得一个开关机构(10)能将所述发电机(2)短路并将其制动，所述时计的特征在于，所述动力储备指示器包括用于对所述发电机(2)被所述开关机构(10)制动的次数进行计数的装置(13)、用于测量各次制动操作之间的时间间隔的装置、和用于根据所述时间间隔测量的结果提供所述动力储备的一个视觉指示的显示装置(17)。

7.根据权利要求6所述的具有动力储备指示器的时计，其特征在于，所述显示装置(17)设置为用于在所述时计的一个表盘(C)上提供以一个小时为刻度的信息或者以多个小时为单位的刻度的信息。

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