CN1118728C - 钟表的鸣钟装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钟表的鸣钟装置，其是靠在钟表机件上安装的接触传感器和控制区来启动，在规定时刻利用两个马达驱动旋律发音区和单音发音区，达到鸣钟效果。鸣钟装置由可发出不同音高的旋律发音区和单音发音区两部分组成。鸣钟时先由旋律发音区发出旋律，然后由单音发音区敲出相当于该钟点数量的报时音。其可靠性、准确性高，声音淡雅优美。

Description

钟表的鸣钟装置

技术领域

本发明涉及一种钟表的鸣钟装置。

背景技术

现有的钟表的鸣钟装置可分为电子式和机械式两大类。其中，电子式是在机件上的定时仪的输出装置上连接振动线路和发音线路，在固定时刻，根据从机件上的接触传感器所发出的输出信号产生振动音、音乐或声音等的方式。机械式又分为结合电子式和机械式的半机械式和纯机械式。半机械式是在电子式机件上的定时仪的输出装置上连接控制线路，利用控制线路启动马达，再用马达来机械地启动鸣钟装置，发出机械振动音的方式。纯机械式是利用机械式机件直接启动鸣钟装置的方式。

但是，上述电子式鸣钟装置为了减少存储器的容量，就按照低标准设置取样周波数，因此，它的音质容易出现问题。机械式鸣钟装置发出的声音又很单调，会使消费者感到厌倦。

发明内容

为克服传统钟表鸣钟装置的缺点，本发明的发明目的是提供一种声音悦耳，音质稳定，控制可靠准确的钟表鸣钟装置。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种钟表鸣钟装置，它由如下部分组成：当钟表的分针通过12点时，发出鸣钟信号的接触传感器；根据鸣钟信号启动鸣钟装置的控制区；根据所述控制区在固定时间发出旋律的旋律发音区；紧接所述旋律发音区的工作发出单音的单音发音区。

所述控制区包括为了在各个时段锤击相应次数的音而储存时间的存储器和计算鸣钟次数的记数器。

所述旋律发音区100由以下几个部分组成：由不同振动频率的多个振动板110和锤击各振动板110用的多个音槌120组成的发音区，利用来自所述控制区的鸣钟信号启动的第一马达130，利用所述第一马达130旋转的第一齿轮140和第二齿轮150，经过所述第一齿轮140、第二齿轮150减速旋转的凸轮160，与所述凸轮160同轴旋转并启动音槌120的音槌凸轮170，与所述凸轮160同轴并和所述音槌凸轮170一同旋转使停止开关180启动的开关凸轮190。

所述单音发音区200由以下几个部分组成：由振动板210和锤击振动板210用的音槌220组成的发音区，利用来自所述控制区的鸣钟信号启动的第二马达230，利用所述第二马达230旋转的凸轮260，与所述凸轮260同轴旋转并启动所述音槌220的音槌凸轮270，检查所述凸轮260旋转一圈的情况，然后向所述控制区提供脉冲信号的脉冲供应开关280，与所述凸轮260同轴并和所述音槌凸轮270一同旋转使脉冲供应开关280启动的开关凸轮290。

所述旋律发音区100的振动板110是由多个不同振动频率的音盘排列而成的。

在所述旋律发音区100中，多个音槌凸轮170重叠安装。

所述旋律发音区100的停止开关180是停止所述第一马达130的开关，它通过所述凸轮160旋转一圈时所述开关凸轮190也旋转一圈的运动来启动。

所述控制区的记数器在计算所述脉冲供应开关280的脉冲信号后，感知在控制区的存储器中储存的现时段所剩下的鸣钟次数，然后使所述单音发音区200继续完成剩下的鸣钟任务。

本发明在固定时刻旋转马达，利用其旋转力转动多个凸轮，使多个振动板在音槌的锤击下发出优美的旋律，也同时发出单音。

本发明有如下优点：本发明的旋律是直接用音槌锤击振动板而形成的，因此其音色真实稳定，旋律淡雅优美，悦耳动听。因全部的控制和动作都由控制区和马达来完成，故它的控制可靠性和动作准确性都很好。并且因旋律发音区和单音发音区都各自独立使用启动马达，所以，它的机械程序非常明确，产品的质量也随之提高。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明钟表鸣钟装置的发音区示意图

图2为本发明钟表鸣钟装置的组成部分的示意图

图3为本发明钟表鸣钟装置套上罩以后的状态示意图

图4为鸣钟装置的旋律发音区齿轮结合状态的示意图

图5为鸣钟装置的旋律发音区结构的示意图

图6为鸣钟装置的单音发音区结构的示意图

图7为本发明鸣钟装置的整个运作过程的示意图

具体实施方式

本发明的钟表鸣钟装置(以下简称“鸣钟装置”)是靠在钟表机件上安装的接触传感器和控制区来启动的。接触传感器在钟表的分针经过12点时，把鸣钟信号送到控制区，控制区再根据鸣钟信号启动鸣钟装置并控制鸣钟次数。因此，控制区包括为了准确在各个时段鸣钟而存储现在时刻的存储器和计算鸣钟次数的计数器。

鸣钟装置由旋律发音区和单音发音区两大部分组成。当从上述控制区接受鸣钟命令时，首先由旋律发音区发出设定旋律。旋律是振动频率不同的几个振动板由各自的音槌锤击而成的。旋律结束后，单音发音区敲出相当于该时段数量的报时音。这时候的音是用音槌锤击单一振动数的振动板发出的单音，或同时锤击不同振动频率的几个振动板发出和声而形成的。

上述控制区根据接触传感器的信号，向鸣钟装置传达启动信号，并且，当鸣钟次数达到该时段的数量时，起到停止鸣钟装置工作的作用。该控制区的CPU，存储器，记数器和外围电路是本发明新的创意。

以下根据图2，3详细说明鸣钟装置的组成部分。图2，3是鸣钟装置的示意图，其中图3是盖上上部罩之后的状态图。

1、旋律发音区

旋律发音区100是由不同振动数的多个振动板110和锤击各振动板110时用的多个音槌120组成的。它的主要组成部分如下：

根据从控制区发出的鸣钟信号启动的第一马达130；

依靠第一马达130旋转的第一齿轮140和第二齿轮150；

依靠第一、第二齿轮140、150减速旋转的凸轮160；

与凸轮160同轴旋转并启动音槌120的音槌凸轮170；

与凸轮160同轴并与音槌凸轮170一同旋转使停止开关180启动的开关凸轮190。

发音区的振动板110和音槌120的组成部分如图1所示。在振动板部件111上安装多个不同振动频率的振动板110，用音槌120锤击发出声音。振动板110固定在一侧，受到音槌120的锤击就会振动并发出声音。每个振动板应该在do，re，mi，fa，sol，la，si，do等音阶中选择协调音进行排列，这是设计过程中可选择的项目，可以依照个人喜好的旋律任意选择。本发明采用节拍简单而旋律优美的曲调，振动板的长度是按照发do，fa，la，sol音为目的而设置的。

第一马达130如图2所示，在其旋转轴上增加螺杆131来转动第一齿轮140。这样，第一齿轮140和第一马达130的旋转方向在成90度的情况下，马达的旋转力也能传到齿轮上面。如果马达的旋转方向和齿轮的旋转方向相同的话，马达的旋转轴上不需要增加螺丝杆，而需要安装通常使用的小齿轮。

在本发明中第一齿轮140和第二齿轮150是减速齿轮，一般情况下，如果马达的旋转速度快，而最终需要的旋转速度比较慢时，在其旋转力传送的过程中增加减速齿轮来减少速度，达到所需的目的。于是，本发明使用了两个齿轮140、150，但是，投资者如果需要，可按照所需的旋转速度和方向，适当设计减速齿轮的数量和连接件。

图4为根据本发明显示第一齿轮140和第二齿轮150结合关系的示意图。在图4中可以看出，第一马达130的螺丝杆131与第一齿轮140的大齿轮141相互咬合，第一齿轮140的小齿轮142与第二齿轮150的大齿轮151相互咬合。这样一来，在第一马达130的旋转力到了第二齿轮150已经减速了。这时候，第二齿轮150的小齿轮152与凸轮160相互咬合。

凸轮160如在图5中所示，与第二齿轮150的小齿轮152相互咬合旋转，与此同时，在同一轴上的音槌凸轮170和开关凸轮190也在旋转。音槌凸轮170有4个在轴上叠放着，并且如图5所示，凸轮的凸起部分171在每个音槌凸轮170上的位置相互错开。图5中显示的4个音桅凸轮170的叠放方案是设计人员可以任意选择的。在叠放着的音槌凸轮170的上部有开关凸轮190与之在同轴上固定着。音槌凸轮170的位置也是可以选择的。比如把音槌凸轮170固定在最下面等。

每个音槌凸轮170是和音槌旋转轴122相互连接的。具体地说，每个音槌凸轮170在旋转时其凸起部分171推音槌旋转轴122的凸起部分123，这时连接音槌120和音槌旋转轴122的音槌棒121如图中那样被推开。被推开的音槌120在恢复原状时锤击振动板图5中没有显示发出声音。

在本发明中，音槌120的恢复靠弹簧来完成。在图5中，每个音槌旋转轴122的侧面都有固定柱124，在这固定柱124上安装与音槌棒121相连接的弹簧125。于是，音槌棒121首先要克服弹簧125的力量被推开，回来时靠弹簧125的恢复力来恢复原状并锤击振动板。

叠放着的音槌凸轮170，它的每个凸起部分171的位置相互错开，每个音槌120在不同时刻进行锤击，因此，每个振动板的固定音在不同时刻发出不同的音高，连续起来形成规定的旋律。

每个音槌凸轮170的凸起部分171，其数量与位置根据所选的旋律不同而有所不同。本发明采用发fa，la，sol，do/fa，sol，la，fa/la，fa，sol，do/do，sol，la，fa音的曲子，确定音槌凸轮凸起部分171的数量与位置，使凸轮160在转一圈的时候给每一个振动板推出对应的音槌。

下面对在凸轮160上的另一个凸轮，即开关凸轮190进行说明。开关凸轮190在图5中是在音槌凸轮170的上面，如前面提到的那样，它的位置也是可以任意选择的。开关凸轮190是为启动停止开关图3的180而设置的，因此，可以随着停止开关180位置任意选择。

在凸轮160转完一圈的时候旋律也结束，应停止第一马达130的工作。这时候开关凸轮190也转完一圈，其凸起面191开始启动停止开关(在图5中没有显示)停止第一马达130。停止开关不仅起到停止第一马达130的作用，而且还起到启动第二马达(后面做详细说明]的作用。

综上所述，控制区通过钟表机件上的接触传感器启动第一马达130，并利用其旋转力转动凸轮160，接着又通过音槌凸轮170启动对应每个音的音槌120。每个振动板110因音高不同，所以能发出旋律，当旋律结束时，利用开关凸轮190停止第一马达130而启动单音发音区的第二马达。

以下说明单音发音区的结构与作用。2.单音发音区

如图2所示，单音发音区200由以下部分组成：

不同振动数的多个振动板210和锤击每个振动板210的音槌220；

根据从控制区发出的鸣钟信号启动的第二马达230；

依靠第二马达230旋转的凸轮260；

与凸轮260同轴旋转并启动音槌220的音槌凸轮图6中的270；

检查凸轮260旋转一圈的情况，并向控制区提供脉冲信号的脉冲供应开关280；

与凸轮260同轴并和音槌凸轮270一同旋转使脉冲供应开关280启动的开关凸轮图6中的290。

单音发音区200的振动板210和音槌220与旋律发音区100相同，不再赘述。

如图2所示，第二马达230在其旋转轴上增加螺丝杆231来转动凸轮260。图6是表示单音发音区200的第二马达230和凸轮200、音槌旋转轴222之间连接关系的示意图。在图6中，第二马达230的螺丝杆23与凸轮260相互咬合，并在凸轮260的上部有音槌凸轮270与之同轴相邻，在凸轮260的下部则有开关凸轮290与之同轴相邻。

音槌凸轮270如图6所示，不直接与音槌旋转轴222连接，而通过中间连接带282间接连接。具体地说，在音槌凸轮270上连接中间连接带282的第一侧板283，中间连接带282的第二侧板284则与音槌旋转轴222相接。其理由是音槌凸轮270和音槌旋转轴222很难直接连接，而且也为了共用旋律发音区100和单音发音区200的音槌棒和音槌旋转轴。根据本发明作设计者，也可以省略中间连接带282，直接把音槌凸轮270和音槌旋转轴222相连接。本发明也包括此技术构思。

在图6中，凸轮260旋转时，在同一个轴上的音槌凸轮270和开关凸轮290也一起旋转。在图6中，音槌凸轮270的下面有开关凸轮290，设计者可任意调节其顺序。

下面介绍其作用。音槌凸轮270在旋转时，其凸起部分271推中间连接带282的第一侧板283，使中间连接带282也跟着旋转，这时第二侧板284再接着推音槌旋转轴222的凸起面223。于是，音槌棒221被推到外部方向。推到外部的音槌棒221在重新恢复原状时会锤击振动板(图6中没有显示)发出声音。在这里，音槌220的复位也靠弹簧来完成。

与旋律发音区100不同的是，单音发音区200只有一个音槌凸轮270，中间连接带282的第二侧板284把音槌旋转轴222的所有凸起面223同时推开，因此，所有音槌220同时锤击振动板。于是，几个音同时发出来形成和弦音。投资者也可以按照需要，自行决定中间连接带282第二侧板284的形状，以便灵活调节声音，达到自己的要求。

下面对在凸轮260上的另一个凸轮，即开关凸轮290进行说明。开关凸轮290在图6中是在音槌凸轮270下面，但如前面所述的那样，其位置也可以任意选择。开关凸轮290是为启动脉冲供应开关280而设置的，因此，可以随着脉冲供应开关280的位置任意调节。

凸轮260转一圈，音槌220也鸣一次钟，如果现在时间是6点的话，因为要鸣6次钟，所以凸轮260也要转6圈。因脉冲供应开关280靠开关凸轮290启动其杠杆281，所以凸轮260每转一圈，可以向控制区供应一个脉冲。这一项工作可通过在脉冲供应开关280一侧的端子上连接5V电压，在另一侧端子上连接记数器的输人口来完成。另外在控制区的存储器中储存现在的时刻，并且为判断在什么时段停止第二马达230，用记数器计算脉冲供应开关280所准许的脉冲数，如果这个数字与存储器所储存的数字一致，就切断第二马达230的电源停止工作。

从接触传感器的启动到旋律发音区和单音发音区的运作过程如图7中的流程图所示。

综上所述，控制区通过钟表机件上的接触传感器启动旋律发音区100的第一马达130，并利用其旋转力转动凸轮160，接着又通过音槌凸轮170启动对应每个音的音槌120。每个振动板110音高不同，组合起来能够发出旋律，当旋律结束时，利用开关凸轮190停止第一马达130而启动单音发音区200的第二马达230。又通过音槌凸轮270启动音槌220发出单音，最后与音槌凸轮270的旋转数相对应的脉冲数通过开关凸轮290传到控制区时，第二马达230就停止工作，整个鸣钟周期也随之结束。

Claims (5)

1、一种钟表鸣钟装置，其特征在于：它由如下部分组成：当钟表的分针通过12点时，发出鸣钟信号的接触传感器；根据鸣钟信号启动鸣钟装置的控制区；根据所述控制区在固定时间发出旋律的旋律发音区；紧接所述旋律发音区的工作发出单音的单音发音区，

所述控制区包括为了在各个时段锤击相应次数的音而储存时间的存储器和计算鸣钟次数的记数器，

所述旋律发音区(100)由以下几个部分组成：由不同振动频率的多个振动板(110)和锤击各振动板(110)用的多个音槌(120)组成的发音区，利用来自所述控制区的鸣钟信号启动的第一马达(130)，利用所述第一马达(130)旋转的第一齿轮(140)和第二齿轮(150)，经过所述第一齿轮(140)、第二齿轮(150)减速旋转的凸轮(160)，与所述凸轮(160)同轴旋转并启动音槌(120)的音槌凸轮(170)，与所述凸轮(160)同轴并和所述音槌凸轮(170)一同旋转使停止开关(180)启动的开关凸轮(190)，

所述单音发音区(200)由以下几个部分组成：由振动板(210)和锤击振动板(210)用的音槌(220)组成的发音区，利用来自所述控制区的鸣钟信号启动的第二马达(230)，利用所述第二马达(230)旋转的凸轮(260)，与所述凸轮(260)同轴旋转并启动所述音槌(220)的音槌凸轮(270)，检查所述凸轮(260)旋转一圈的情况，然后向所述控制区提供脉冲信号的脉冲供应开关(280)，与所述凸轮(260)同轴并和所述音槌凸轮(270)一同旋转使脉冲供应开关(280)启动的开关凸轮(290)。

2、如权利要求1所述的钟表鸣钟装置，其特征在于：所述旋律发音区(100)的振动板(110)是由多个不同振动频率的音盘排列而成的。

3、如权利要求1所述的钟表鸣钟装置，其特征在于：在所述旋律发音区(100)中，多个音槌凸轮(170)重叠安装。

4、如权利要求1所述的钟表鸣钟装置，其特征在于：所述旋律发音区(100)的停止开关(180)是停止所述第一马达(130)的开关，它通过所述凸轮(160)旋转一圈时所述开关凸轮(190)也旋转一圈的运动来启动。

5、如权利要求1所述的钟表鸣钟装置，其特征在于：所述控制区的记数器在计算所述脉冲供应开关(280)的脉冲信号后，感知在控制区的存储器中储存的现时段所剩下的鸣钟次数，然后使所述单音发音区(200)继续完成剩下的鸣钟任务。

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