CN109962513B - 用于电子表或电动机械表的充电装置及其组件 - Google Patents

用于电子表或电动机械表的充电装置及其组件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于电子表或电动机械表(2)的充电装置(4)，表一方面配备有用于为表(2)的电构件(10)供电的电能存储机构(11)，另一方面配备有辅助电源(12)，辅助电源(12)适于在没有用于电能存储机构(11)的充电的中间机械转换的情况下直接地和电力地为电能存储机构(11)供电，充电装置(4)包括匣体(16),匣体(16)设置有用于接收表(2)的接收支承件(30)，充电装置(4)还包括至少一个能量源(18)，至少一个能量源(18)被构造为当表(2)被放置在接收支承件(30)上时向用于表的辅助电源(12)供应能量。本发明还涉及一种包括电子表或电动机械表(2)的组件(1)。

Description

用于电子表或电动机械表的充电装置及其组件
技术领域
本发明涉及一种用于电子表或电动机械表的充电装置，更具体地说，涉及一种用于电子表或电动机械表的盒子，所述盒子适于对这种表进行充电。
本发明还涉及一种包括充电装置和电子表或电动机械表的组件，该组件一方面装备有用于为表的电构件供电的电能存储机构，另一方面装备有辅助电源，该辅助电源适于为电能存储机构供电以对其进行充电。
背景技术
机械表可以手动上条或自动上条。机械表自动上条的优点是，当表佩戴在人的手腕上时，它会通过摆陀自动上条。因此，如果表定期佩戴，它永远不会停止。只要表被佩戴，由于人的日常活动它就不会停止。在机械表领域中，被称为上条器的装置是已知的，其允许自动上条机械表以将其保持运动中，即使是在它没有被佩戴的情况下。呈盒子形式这种上条器例如通常包括振动机构，所述振动机构连接到马达以便使表缓慢转动，并且在这样做时，通过振荡坨对表的主发条重新加载。这种上条器因此防止表停止，并允许表继续以恒定的幅度运行，从而走得准。例如，专利申请WO 2012/126978 A1描述了这种用于机械表的上条器。然而，用于机械表的这种上条器的缺点是，它们不允许对配备有可以自动方式充电的电能存储机构的电子表或电动机械表进行充电。这种电子表或电动机械表通常是太阳能表，甚至是热表(热学表)或热电表。
在太阳能表的情况下，太阳能通常通过光伏电池转化为电能，光伏电池起到表的辅助电源的作用。光伏电池连接到用于电能的蓄电池上，蓄电池使表的机芯运行。例如，当表放在没有光的地方，如抽屉或保险箱时，电池就不能充电，一旦电池没电，表就会停止。为了防止表完全放电，已知的解决方案包括当表没有被佩戴时，将它保持在有照明的地方。然而，这种解决方案是不可靠的，也是相对受限的，因为这种有照明的地方并不总是可得的。
例如，在装备有热电发电机的热表或热电表的情况中，表由于佩戴表的人的身体的热损失而运行。起辅助电源作用的热电发电机将这些热损失转化为电能，为电池供电。储存在电池中的能量使得表可以运行一段时间。然而，当表没有佩戴时，电池放电，这可能导致电池在一段时间后完全放电，从而导致表的机芯停止。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于电子表或电动机械表的充电装置，该充电装置装备有能充电的电能存储机构，允许用于表的电能存储机构以简单而不受限制的方式自动地充电，并解决现有技术的上述缺点。
为此目的，本发明涉及一种用于电子表或电动机械表的充电装置，该充电装置一方面装备有用于为表的电构件供电的电能存储机构，另一方面配备有辅助电源，该辅助电源适于为电能存储机构供电以用于对电能存储机构充电，该充电装置包括以下方案中提到的特征。
一种用于电子表或电动机械表的充电装置，表一方面配备有用于为表的电子部件供电的电能存储机构，另一方面配备有辅助电源，辅助电源适于直接地和电力地为电能存储机构供电,而不需要用于电能存储机构的充电的中间机械转换，充电装置包括匣体，匣体设置有用于接收表的接收支承件，其中，充电装置还包括至少一个能量源，至少一个能量源配置成当表被放置在接收支承件上时向用于表的辅助电源供应能量。
在进一步优选的方案中限定了充电装置的特定形式。
根据本发明的充电装置的优点在于，该充电装置包括至少一个能量源，能量源被配置成当表被放置在接收支承件上时向辅助电源供应能量。辅助电源因此将接收到的能量直接转换成电能，而不经过中间机械转换，并且将用于维持电源电压的预定水平的电荷输送到电能存储机构。这允许电能存储机构在表没有佩戴时以简单而不受限制的方式自动充电。根据本发明的充电装置有利地允许避免表的完全放电，从而避免由此导致的任何时间和/或日期损失。
根据本发明的充电装置的另一个优点是，它不需要表和充电装置之间的任何电流接触来执行表的充电。然后以特别简单的方式对表进行充电。
根据本发明的第一实施例，所述至少一个能量源是光源，该充电装置是太阳能表的充电装置，用于表的辅助电源适于将光能转换成电能。
有利地，充电装置包括用于根据表的辅助电源的至少一个预定特征来优化光源的光谱的优化机构。这允许光源的光谱适合于用于表的辅助电源的性能，允许充电装置以最小消耗对表进行最佳充电。此外，光谱可以省略/没有红外部分，红外部分可能使表发热，并且随着时间的推移，会降低表以及充电装置的性能。
根据本发明的第二实施例，所述至少一个能量源是热源，热源被配置成在充电装置内部施加温度梯度，该充电装置是用于热表/热学表或热电表的充电装置，表的辅助电源适于将热能转换成电能。
有利地，充电装置包括用于根据表和/或用于表的辅助电源的至少一个预定特征来优化充电装置内部中的热梯度的优化机构。这允许施加在充电装置内部中的热梯度适合于表的结构和/或用于表的辅助电源的性能，允许充电装置以最小消耗对表进行最佳充电。
有利地，充电装置包括安装在匣体上的折合件和用于检测表是否存在和/或折合件是否闭合的传感器，传感器连接到能量源，能量源被配置成基于从传感器接收的检测信号触发用于表的辅助电源的能量的释放。这允许从表被放置在接收支承件上和/或折合件闭合的时刻起，对表充电的过程完全自动化。
有利地，电子表或电动机械表还包括能量提取器，该能量提取器将辅助电源连接到电能存储机构，能量源被配置成当表被放置在接收支承件上时向辅助电源供应能量，使得辅助电源通过能量提取器将接收到的能量转换成电能。这有助于从能量源中提取能量并将其转换成电荷，以便将这些电荷积聚在表的电能存储机构上。
为此目的，本发明还涉及一种包括上述充电装置的组件，该组件包括以下方案中提到的特征。
一种包括电子表或电动机械表的组件，电子表或电动机械表一方面配备有用于为表的电子元件供电的电能存储机构，另一方面配备有辅助电源，该辅助电源适于直接地和电力地为电能存储机构供电，而不需要用于电能存储机构的充电的中间机械转换，组件还包括用于表的充电装置，其特征在于，充电装置包括匣体,匣体设置有用于接收表的接收支承件，充电装置还包括至少一个能量源，至少一个能量源配置成当表被放置在接收支承件上时向用于表的辅助电源供应能量。
以下方案中限定了组件的特定形式。
优选地，电子表或电动机械表还包括能量提取器，能量提取器将辅助电源连接到电能存储机构，能量源配置成当表被放置在接收支承件上时向辅助电源供应能量，以便辅助电源通过能量提取器将所接收的能量转换成电能。
附图说明
基于附图所示的至少一个非限制性实施例，在下面的描述中将更清楚地理解用于电子表或电动机械表的充电装置及其组件的目的、优点和特征，其中:
图1是包括电子表或电动机械表和根据本发明的充电装置的组件的立体图，该充电装置呈盒子的形状，
图2示出了根据说明性实施例的图1中的表和充电装置的电构件的简化框图，
图3是根据本发明第一实施例的太阳能表的充电装置的立体图，以及
图4是根据本发明第二实施例的用于热表或热电表的充电装置的一部分的竖向剖视图。
具体实施方式
在下面的描述中，参考了一种用于电子表或电动机械表的充电装置，更特别地是一种用于电子表或电动机械表的盒子。本领域技术人员熟悉的充电装置的所有电构件仅以简化的方式描述。特别地，现有技术的技术人员将能够调整这些不同的电构件，并使它们配合以用于充电装置的运行。
图1和图2示出了组件1，所述组件1包括电子表或电动机械表2和用于对表2充电的充电装置4。电子表或电动机械表2装备有表壳5。表壳5包括表壳中间部件6。表壳5封装通常结构的表机芯(未示出)以及表盘7，显示机构在表盘7上方运动并例如由指针8形成。表盘7由表镜9保护，表镜9封闭表壳5。以常规方式，表壳5还封装需要电能供应的电构件10以及用于给表2的电构件10供电的电能存储机构11。表2还包括辅助电源12，该辅助电源12适于为电能存储机构11供电以对其充电。辅助电源12可以布置在表壳5的内部，或者作为一种变型，可以布置在表壳5的外部，例如布置在表的表镜9或表壳中间部件6或表链上。优选地，如图2所示，表2还包括能量提取器14，该能量提取器14将辅助电源12连接到电能存储机构11。表2例如是石英表或混合机械表，但在本发明的上下文中没有限制。
充电装置4包括匣体(casket)16。在图1所示的示例中，充电装置4是用于保持表2的盒子。然而，在本发明的上下文中，这绝不是限制性的，并且作为变型，充电装置4可以采用除了盒子之外的具有匣体的任何其它形式。
如图2所示，充电装置4还包括至少一个能量源18。在图1所示的说明性实施例中，充电装置4还包括安装在匣体16上的折合件20。在充电装置4是用于保持表2的盒子的情况下，折合件20通常是用于封闭盒子的盖子。根据图2所示的优选说明性实施例，充电装置4还包括用于表2的存在和/或折合件20的闭合的传感器22。优选地，充电装置4还可以包括数据分析机构24、通信机构26和电能供应机构28。
优选地，充电装置4被配置成容纳预定类型和/或形式的电子表或电动机械表2。为了做到这一点，匣体16包括用于接收表2的支承件30，该支承件30适合于所述的表2的类型和/或形式。
如下所述，能量源18被配置成当表2被放置在接收支承件30上时向辅助电源12供应能量，使得辅助电源12将接收到的能量转换成电能，并将用于维持电能供应电压的预定水平的电荷输送到电能存储机构11。电能的这种转换可以通过例如能量提取器14来促进。能量提取器14包括LC型振荡电路、诸如石英振荡器的时钟信号发生器、以及例如与公共控制电路相关联的一个或多个开关，所述能量提取器14因此便于从辅助电源12提取电荷，并允许这些电荷积聚在用于表2的电能存储机构11上。如图2所示，电能存储机构11例如是电容器。作为变型，电能存储机构11是电池。
用于表2的存在和/或折合件20的闭合的传感器22连接到数据分析机构24，数据分析机构24本身连接到能量源18。用于表2的存在和/或折合件20的闭合的传感器22固定在充电装置4中，例如固定在接收支承件30的内部或外部。用于表的存在的传感器22是触摸传感器，所述传感器例如布置在充电装置4中，以便当表2以接收支承件30面向表的后盖32的方式放置在接收支承件30上时，所述传感器面向表壳5的后盖32侧。在这里未示出的变型中，用于表2的存在和/或折合件20的闭合的传感器由用于检测表2的指针8的位置的光学系统构成，所述光学系统例如光学传感器或相机/摄像机。如下所述地，数据分析机构24被构造为，例如，基于从传感器22接收的检测信号，触发用于表2的辅助电源12的能量发射过程。
如图2所示，数据分析机构24除了被连接到通信机构26之外，还连接到电源机构/电力功能机构28。数据分析机构24例如由微处理器构成。特别地，微处理器存储时间基准。
如图2所示，通信机构26包括例如微型USB连接器(来自英语Universal SerialBus(通用串行总线))34和通信界面36。微型USB连接器34连接到电源机构28，并用于通过与USB格式兼容的外部电源对电源机构28进行充电。通信界面36是触摸屏，例如，允许使用者输入有用信息，所述有用信息更特别地是与表2的类型或型号相关的信息。这样的信息一旦被传送到数据分析机构24，就可以访问用于表2的辅助电源12的预定特征，更特别地为热功率或光功率或光谱的特征。这可以例如通过存储在数据分析机构24中的对应表格来实现。
电源机构28包括例如充电器/蓄电池组件，特别是在通信机构26包括微型USB连接器34的情况下。作为变型，电源机构28包括可充电或不可充电的电池。作为另一变型，充电装置4的电能供应通过充电装置4与家庭电网的连接来供应，在这种情况下，电源机构28包括例如充电器/蓄电池组件。根据后两种变型，通信机构26不包括微型USB连接器34。
数据分析机构24、通信机构26和电源机构28都连接到例如公共印刷电路板，为了清楚起见，图中未示出这种印刷电路板。
现在将参照图3描述本发明的第一实施例。根据该第一实施例，能量源18是光源，充电装置4是太阳能表2的充电装置。在这种太阳能表2中，辅助电源12适于将光能转换成电能。辅助电源12例如是光伏电池，所述光伏电池例如设置在表2的表盘7上。
光源包括例如至少一个发光二极管38。在图3所示的说明性实施例中，光源包括多个成排地布置在折合件20内部的发光二极管38。更具体地说，发光二极管38固定在折合件20的内部，以便当折合件20在匣体16上闭合并且当表2放置在接收支承件30上时，发光二极管38面向用于表2的辅助电源12。光源能够例如被数据分析机构24激活，并且被配置成能够永久激活，或者作为变型，以规则的程序化间隔激活。
优选地，根据本发明的第一实施例，充电装置4还包括根据表2的辅助电源12的至少一个预定特征来优化光源的光谱的光谱优化机构。光谱优化机构由例如数据分析机构24构成，数据分析机构24可以存储表的类型或型号的信息与辅助电源12的预定发光特征之间的对应表。根据放置在接收支承件30上的表2的类型和/或型号，数据分析机构24然后被配置成控制和调节光源的光谱，以便优化该光谱并使其适应表2的辅助电源12的发光特征。这使得能够精确地优化和调整由充电装置4供应的能量的量，以便延长表2的电能存储机构11的使用寿命，以及精确地优化和调整由充电装置消耗的能量的量。
现在将参照图4描述本发明的第二实施例。根据该第二实施例，能量源18是热源，充电装置4是用于热表或热电表2的充电装置。在这种热表或热电表2中，辅助电源12适于将热能转换成电能。例如，辅助电源12是热电发电机。这种热电发电机是半导体设备，例如设置有P-N结的半导体设备。这种P-N结例如由碲化铋(Bi2Te3)制成的元件构成。半导体热电发生器被配置成通过被称为塞贝克效应(热电效应的一种形式)的现象将热流/热通量(为温差的形式)直接转换成电能。这种热电发电机与热机类似地操作，但占用的空间较小，没有活动部件。在图4中的说明性示例中，热电发电机12在表盘7和表壳5的后盖32之间布置在表壳5的内部。
热源被配置成在充电装置4的内部施加温度梯度。
根据第二实施例的第一变型，如图4中所示，该热源是能够被数据分析机构24激活的热源。热源被配置成当被激活时，向充电装置4的内部施加温度循环，从而施加热梯度。优选地，热源适于以规则的程序化间隔被激活。在图4所示的第一变型实施例中，热源包括例如加热元件40、串联连接到加热元件40的电源42以及与表壳5的后盖32接触的配件44。加热元件40例如由电阻加热元件或者甚至由弯曲的电阻元件如蛇形电阻元件构成。加热元件40可以由冷却元件代替，而不改变该变型实施例的操作。例如，电源42是电压源。属于接收支承件30的配件44面向加热元件40布置，并且由金属材料构成。金属材料例如是铝。在图4所示的这个变型实施例中，表壳5的后盖32由导热材料制成，所述导热材料优选为金属材料。后盖32通过由绝热材料制成的环形区域46与表壳5的剩余部分分开。
根据附图中未示出的第二实施例的第二变型，充电装置4包括两个热源。第一热源包括加热元件，加热元件设置在匣体16中以使得当表2被放置在接收支承件30上时，它与表壳5的后盖32接触。第二能量源/热源包括冷却元件，冷却元件布置在充电装置4中，使得当表2放置在接收支承件30上时，它与表2的表壳中间部件6接触。以这种方式，两个热源对充电装置4的内部施加恒定的热梯度。加热元件例如由电阻加热元件或者甚至由弯曲的电阻元件如蛇形电阻元件构成。冷却元件是主动冷却元件，例如珀尔帖元件或甚至风扇。作为变型，冷却元件是被动冷却元件，例如由铝制成的散热器，其与表2的表壳中间部件6接触。
根据表2的类型和/或型号以及所使用的热电发电机12的类型，表2的表壳中间部件6和表壳5的后盖32之间的热梯度优选地在0.1℃和10℃之间的范围内。温度测量通过两个温度计来执行，例如，第一温度计与热部件(即表2的后盖32)接触，第二温度计与冷部件(即表2的表壳中间部件6)接触。这两个温度计例如是热电偶。然后，PID(比例积分微分(Proportional Integral Derivative))类型的简单闭环系统用于调节充电装置4的内部的热梯度。
优选地，根据本发明的第二实施例，充电装置4还包括用于根据表2和/或用于表2的辅助电源12的至少一个预定特征来优化充电装置4的内部的热梯度的机构。用于优化热梯度的机构由数据分析机构24构成，数据分析机构24例如可以存储关于表类型或型号的信息与辅助电源12的预定热特性之间的对应表。根据放置在接收支承件30上的表2的类型和/或型号，数据分析机构24然后被配置成控制和调节由热源发射的热梯度，以便优化该热梯度并使其适应用于表2的辅助电源12的热特征。这使得有能够精确地优化和调整由充电装置4供应的能量的量，以便延长用于表2的电能存储机构11的使用寿命，同时使充电装置的消耗最小。
现在将描述根据本发明的充电装置4的操作。表2最初放置在充电装置4的匣体16中并放置于接收支承件30上。
由充电装置4实施的对表2的充电过程可以由使用者手动地触发或启动，或者自动地触发或启动。
该过程可以包括初始阶段，在此过程中，充电装置4的使用者通过通信界面36输入与表2的类型或型号相关的信息。作为变型，表2配备有芯片，例如NFC(来自英语Near FieldCommunication近场通信)类型的芯片，所述芯片存储与用于表2的辅助电源12有关的信息，更特别地是发光或热特征。充电装置4然后被配置成当表2被放置在接收支承件30上时读取芯片内的这种信息。
例如，在由使用者手动触发所述充电过程的情况下，使用者在关闭折合件20之后，然后按下用于触发过程的按钮。
在充电装置4包括用于表2的存在和/或折合件20的闭合的传感器22的情况下，在传感器22检测之后，自动地执行充电过程的触发。然后，传感器22向数据分析机构24发射检测信号，数据分析机构24触发表2的充电过程。
在这两种情况下，由数据分析机构24控制的一个或多个能量源18触发用于表2的辅助电源12的能量发射。数据分析机构24优选地例如经由对应表格来访问用于表2的辅助电源12的预定特征，更特别地，访问热功率或光功率或光谱的特征。然后，数据分析机构24能够根据所使用的辅助电源12的类型，精确地优化和调整由一个或多个能量源18提供的能量的量。然后，辅助电源12将接收到的能量转换成电能，并将用于维持电源电压的预定水平的电荷输送到电能存储机构11，从而允许以充电装置的最小消耗对表2进行充电。

Claims (13)

1.一种用于电子表或电动机械表(2)的充电装置(4)，所述表一方面配备有用于为表(2)的电构件(10)供电的电能存储机构(11)，另一方面配备有辅助电源(12)，所述辅助电源(12)适于直接地和电力地为所述电能存储机构(11)供电，而不需要用于所述电能存储机构(11)的充电的中间机械转换，所述充电装置(4)包括匣体(16),所述匣体(16)设置有用于接收所述表(2)的接收支承件(30)，
其特征在于，所述充电装置(4)还包括至少一个能量源(18)，所述至少一个能量源(18)配置成当所述表(2)被放置在所述接收支承件(30)上时向用于所述表的所述辅助电源(12)供应能量，而在充电期间不需要所述表和所述充电装置之间的任何电流接触；
其中所述充电装置(4)包括数据分析机构(24)和通信机构(26)，其中，所述通信机构(26)允许使用者输入信息，该信息使得能够访问辅助电源(12)的预定特征，并且数据分析机构(24)连接到通信界面(36)并构成用于根据预定特征优化能量源(18)的机构。
2.根据权利要求1所述的充电装置(4)，其特征在于，所述至少一个能量源(18)是光源，所述充电装置(4)是用于太阳能表的充电装置，用于表(2)的所述辅助电源(12)适于将光能转换成电能。
3.根据权利要求2所述的充电装置(4)，其特征在于，所述充电装置包括安装在所述匣体(16)上的折合件(20)，其中，所述光源包括至少一个发光二极管(38)，所述发光二极管(38)被固定到所述折合件(20)的内部，以便当所述折合件(20)闭合在所述匣体(16)上并且当所述表(2)被放置在所述接收支承件(30)上时，所述发光二极管(38)面向用于所述表(2)的所述辅助电源(12)。
4.根据权利要求2所述的充电装置(4)，其特征在于，其包括用于根据用于表(2)的所述辅助电源(12)的至少一个预定特征来优化所述光源的光谱的光谱优化机构。
5.根据权利要求1所述的充电装置(4)，其特征在于，所述至少一个能量源(18)是热源，所述热源配置成在所述充电装置(4)内部在所述表的两个限定部分之间施加温度梯度，所述充电装置(4)是用于热表或热电表的充电装置，用于表(2)的所述辅助电源(12)适于将热能转换成电能。
6.根据权利要求5所述的充电装置(4)，其特征在于，所述热源是可激活的热源，所述可激活的热源配置成当被激活时在所述充电装置(4)的内部对所述表施加温度循环。
7.根据权利要求6所述的充电装置(4)，其特征在于，所述热源适于以规则的程序化间隔被激活。
8.根据权利要求5所述的充电装置(4)，其特征在于，该充电装置包括两个热源，第一热源包括加热元件，所述加热元件布置在所述匣体中，使得当所述表(2)被放置在所述接收支承件(30)上时所述加热元件与所述表(2)的表壳(5)的后盖(32)接触，第二热源包括冷却元件，所述冷却元件布置在所述充电装置(4)中，使得当所述表(2)被放置在所述接收支承件(30)上时所述冷却元件与所述表(2)的表壳中间部件(6)接触。
9.根据权利要求5所述的充电装置(4)，其特征在于，该充电装置包括用于根据所述表(2)的和/或用于所述表(2)的所述辅助电源(12)的至少一个预定特征来优化所述充电装置(4)的内部的热梯度的优化机构。
10.根据权利要求1所述的充电装置(4)，其特征在于，所述充电装置包括安装在所述匣体(16)上的折合件(20)和用于检测表(2)的存在和/或折合件(20)的闭合的传感器(22)，所述传感器(22)连接到所述能量源(18)，所述能量源(18)配置成基于从所述传感器(22)接收的检测信号触发用于表(2)的所述辅助电源(12)的能量的释放。
11.根据权利要求1所述的充电装置(4)，其特征在于，所述充电装置(4)是用于保持所述表(2)的盒子。
12.一种包括电子表或电动机械表(2)的组件(1)，所述电子表或电动机械表一方面配备有用于为表(2)的电构件(10)供电的电能存储机构(11)，另一方面配备有辅助电源(12)，该辅助电源适于直接地和电力地为所述电能存储机构(11)供电，而不需要用于所述电能存储机构(11)的充电的中间机械转换，所述组件(1)还包括用于表(2)的充电装置(4)，其特征在于，所述充电装置(4)包括匣体(16),所述匣体(16)设置有用于接收所述表(2)的接收支承件(30)，所述充电装置(4)还包括至少一个能量源(18)，所述至少一个能量源(18)配置成当所述表(2)被放置在所述接收支承件(30)上时向用于表的所述辅助电源(12)供应能量，而在充电期间不需要所述表和所述充电装置之间的任何电流接触。
13.根据权利要求12所述的组件(1)，其特征在于，所述电子表或电动机械表(2)还包括能量提取器(14)，所述能量提取器(14)将所述辅助电源(12)连接到所述电能存储机构(11)，所述能量源(18)配置成当所述表(2)被放置在所述接收支承件(30)上时向所述辅助电源(12)供应能量，以便所述辅助电源(12)通过所述能量提取器(14)将所接收的能量转换成电能。
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