CN112731785A - 一种具有曲线式指针的钟表 - Google Patents

Abstract

本发明属于钟表技术领域，具体是涉及一种具有曲线式指针的钟表。包括表盘和设置在表盘上的时间刻度和指针，指针绕其一端即旋转端进行平行于表盘平面的旋转运动，指针为等速螺线，时间刻度呈直线排列，且该时间刻度的连线与指针的旋转端相交。本钟表中时针和分针采用曲线，表示时间的数字都是沿直线分布，解决了传统钟表中由于表示时间的数字必须沿指针周向分布，而无法较好地适配非圆形表盘的问题，本发明的曲线形式表盘还能适配特殊造型的表盘，应用场景更广泛。

Description

一种具有曲线式指针的钟表

技术领域

本发明属于钟表技术领域，具体是涉及一种具有曲线式指针的钟表。

背景技术

钟表广泛使用在各个领域和不同的人群。传统的钟表，其表盘无论是圆形、椭圆形或方形，表示时间的数字都是沿周向分布的；时针和分针都是直线，用直线的长短来区分小时和分钟，表达形式较为单一，沿圆周分布的数字也无法较好地适配非圆形的表盘，也限制了各种具特殊造型的表盘的设计表达。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明利用阿基米德螺线的等速特性，提供一种具有曲线式指针的表盘，将钟表的时针和/或分针设计为曲线形式，而表示时间的数字沿直线分布在表盘上，以适应多种表盘设计需求。

本发明采用了以下技术方案：

一种具有曲线式指针的钟表，包括表盘和设置在表盘上的时间刻度和指针，所述指针绕其一端即旋转端进行平行于表盘平面的旋转运动，所述指针为等速螺线，所述时间刻度呈直线排列，且该时间刻度的连线与指针的旋转端相交。

优选的，所述时间刻度由小到大依次沿直线段延伸方向排列，该时间刻度的连线中心与所述指针的旋转端相交，即时间刻度平分为两个部分，此两部分分别对称分布在指针旋转端的两侧。

优选的，所述指针为阿基米德螺线上的设定段，在该阿基米德螺线对应的极坐标上，所述设定段的末端对应的极角值与该设定段起点对应的极角值之间的差值大于π。

优选的，呈直线排列的所述时间刻度，靠近旋转端的两个刻度间距离为：

DD′＝2b(β-π)

其中b为阿基米德螺线极坐标方程r(θ)＝a+bθ(θ＞π)的常数，β为设定段末端点在极坐标上的θ值即极角值。

优选的，所述时间刻度在指针的旋转端两侧均等距离排列，等距距离h为：

优选的，所述指针包括时针和/或分针和/或秒针，所述时间刻度为与时针对应设置的时针刻度，和/或与分针对应的分针刻度，和/或与秒针对应的秒针刻度。

优选的，所述指针包括时针和分针，所述时针和分针各自的旋转端重合，且对应的时针刻度和分针刻度在表盘上垂直相交排列，所述时针与分针的转速比为1：12。

优选的，所述指针包括时针和分针，所述时针和分针独立设置在表盘上，所述时针和分针对应的时针刻度和分针刻度互相独立，所述时针与分针的转速比为1：12。

优选的，所述指针为时针，所述钟表还包括分针和/或秒针，所述分针和/或秒针采用直型指针和圆周分布的时间刻度作为指示方式。

优选的，所述时针的旋转端与分针和/或秒针的旋转端重合；所述时针与分针的转速比为1：12，所述时针和秒针的转速比为1：720。

本发明的有益效果在于：

1、阿基米德螺线亦称“等速螺线”。当一点P沿动射线OP以等速率运动的同时，该射线又以等角速度绕点O旋转，点P的轨迹称为“阿基米德螺线”。

阿基米德螺线的标准极坐标方程为：r(θ)＝a+b(θ)

式中：b为阿基米德螺旋线系数，mm/°，表示每旋转1度时极径的增加或减小量；θ为极角，单位为度，表示阿基米德螺旋线转过的总度数；a为当θ＝0°时的极径，mm。改变参数a将改变螺线形状，b控制螺线间距离，通常其为常量。

本发明利用等速曲线的特性，将阿基米德螺线应用于钟表指示上，改变了传统钟表采用的表示时间的方式。时针和分针采用曲线，表示时间的数字都是沿直线分布，解决了传统钟表中由于表示时间的数字必须沿指针周向分布，而无法较好地适配非圆形表盘的问题，本发明的曲线形式表盘还能适配特殊造型的表盘，应用场景更广泛。

2、本发明运用于各种不同类型的钟表，包括大型钟表和小型手表。

3、表现形式独特、新颖，可以给人们带来视觉上的冲击。

附图说明

图1为等速螺线示意图；

图2为阿基米德螺线指针示意图；

图3为指针在极坐标上的示意，图中虚线为指针的不同运动轨迹；

图4为时针为曲线，分针为直型指针的钟表示意；

图5为时针和分针均为曲线的钟表示意；

图6为时针为曲线，分针、秒针为直型指针的钟表示意；

图7为时针和分针分开显示的钟表示意；

图8为时针为直型指针，分针为曲线的钟表示意。

图中标注符号的含义如下：

70-表盘 71-小表盘 51-时针 61-分针 63-秒针 52-时针刻度

62-分针刻度

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明的技术方案做出更为具体的说明：

实施例1

如图1-4所示，一种具有曲线式指针的钟表，包括表盘70和设置在表盘上的时间刻度和指针，指针绕其一端即旋转端O点进行平行于表盘70平面的旋转运动，所述指针为等速螺线，所述时间刻度呈直线排列，且该时间刻度排列的直线段中心位置与指针的旋转端O点相交，即时间刻度平分为两个部分对称分布在指针旋转端O的两侧。

本实施例中，如图3所示，曲线形指针为时针51，该曲线为阿基米德螺线上的设定段，钟表还包括分针61，所述分针61采用直型指针和圆周分布的刻度作为指示方式，其中时针51与分针61的转速比为1：12。

时针刻度52为1-12共12个数，该时针刻度52由小到大依次沿直线段延伸方向排列，且所述时针刻度52在时针51的旋转端O点两侧等距离排列。

下面对该采用阿基米德螺线形式的时针51及其对应的时针刻度52在表盘70上的分布做进一步说明：

以阿基米德螺线极坐标公式：r＝b×θ为例，为方便示例，取极角值θ＝2π(理论上θ值须大于π)，该曲线如图二所示。

该曲线的起点即零点与坐标系极点重合，由阿基米德螺线性质可知，该曲线相对于坐标系极亦即曲线零点具有等距性质。

取该螺线上的一个设定段为本实施例使用的时针51，该时针51的旋转端O点与极坐标极点重合，为点O。

在该螺线上取一点B作为时针51最末点，连接B点与极点O作一直线段OB。在该螺旋线上取一点D作为时针51可被识别的最初点，连接D点与极点O作一直线段OD。

为保证时针51指示的确定性和不被误读，表盘70划分需遵循一个重要原则：表盘70上的时间刻度连线与指针在除最外侧衔接刻度点外，有且只有一个交点。基于该原则，再结合阿基米德螺螺线的特性，则可得∠DOB≤π。为保证时针51指示结果的完整性，故最优结果是∠DOB＝π，即OB与OD共线，亦即B点的θ值比D点的θ值多出一个π为2π。

以OD为半径作圆X，以OB为半径作圆Y，则圆X区域内为非读数区，圆X与圆Y之间的区域为表盘70读数区，曲线上由D到B的区域为指针识别区。

本实施例中，时针刻度52被分为1-6和7-12两个部分，为了完整表示6-7和12-1间的时刻，刻度7和1在旋转端两侧均有设置。以图3为例，D’-B之间按照“7-6-5-4-3-2-1”等距设置，D-B’之间按照“7-8-9-10-11-12-1”等距设置。

根据阿基米德螺旋公式为r＝b×θ，B点的θ值为β，那么D点的θ为β-π，则可得D D′的长度为：

D D′＝2×b×(β-π)

时针刻度52中相邻两个刻度的中心距为h，h的值为：

本实施例中，分针61采用直型指针和圆周分布的刻度作为指示方式，分针的旋转端与时针相同，为O点。

为避免干扰时针51的指示，分针61对应的分针刻度62设置在圆X内，同时位于圆X范围内的时针51可设置为透明状避免干扰分针61指示。

进一步的，还可以将分针刻度62单独设置一个小表盘71，时针51设置在该小表盘71下方不干扰分针的读数，小表盘71位于表盘70上方，且平行于表盘70。

实施例2

一种具有曲线式指针的钟表，其具有如实施例1所述的时针51和对应的时针刻度52，所不同的是，该钟表的分针61也设置为等速螺线。

如图5所示，指针包括时针51和分针61，时针51和分针61各自的旋转端在O点重合，且对应的时针刻度52和分针刻度62在表盘70上垂直相交排列，分针刻度为0-60中间隔为5的整数，其分布方式同时针刻度52，时针51与分针61的转速比为1：12。

实施例3

如图6所示，一种具有曲线式指针的钟表，其具有如实施例1所述的时针51和分针61以及对应的时间刻度，所不同的是，还具有秒针63，该钟表的秒针63以现有技术中的方式设置为直型指针和对应的圆周分布的刻度，分针61和秒针63可布置在同一个小表盘71上，时针51和秒针63的转速比为1：720。

实施例4

一种具有曲线式指针的钟表，其具有如实施例1所述的时针51和对应的时针刻度52，所不同的是，该钟表的分针61也设置为等速螺线，且设置形式同时针51。

如图7所示，指针包括时针51和分针61，时针51和分针61相互独立设置在表盘70上，分针61对应的分针刻度62为0-60中间隔为5的整数，其分布方式同时针刻度52，其与时针刻度52彼此独立，互不干扰。

需要强调，参考图8，假如出现了一种钟表，其使用具有如本申请所述的螺线形指针，不论是用于时针、分针、秒针或月份指针等可以实现类似指示功能的指示中，或其与现有技术中的直型指针进行任一种搭配，该搭配包括指针的旋转端重叠或各指针分开设置的情形，均应视为本发明的变形。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而并非对本发明的限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有曲线式指针的钟表，包括表盘(70)和设置在表盘(70)上的时间刻度和指针，所述指针绕其一端即旋转端(O)进行平行于表盘平面的旋转运动，其特征在于，所述指针为等速螺线，所述时间刻度呈直线排列，且该时间刻度的连线与指针的旋转端(O)相交。

2.如权利要求1所述的一种具有曲线式指针的钟表，其特征在于，所述时间刻度由小到大依次沿直线段延伸方向排列，该时间刻度的连线中心与所述指针的旋转端(O)相交，即时间刻度平分为两个部分，此两部分分别对称分布在指针旋转端(O)的两侧。

3.如权利要求2所述的一种具有曲线式指针的钟表，其特征在于，所述指针为阿基米德螺线上的设定段，在该阿基米德螺线对应的极坐标上，所述设定段的末端(B)对应的极角值与该设定段起点对应的极角值之间的差值大于π。

4.如权利要求3所述的一种具有曲线式指针的钟表，其特征在于，呈直线排列的所述时间刻度，靠近旋转端(O)的两个刻度间距离为：

DD′＝2b(β-π)

其中b为阿基米德螺线极坐标方程r(θ)＝a+bθ(θ＞π)的常数，β为B点在极坐标上的θ值即极角值。

5.如权利要求4所述的一种具有曲线式指针的钟表，其特征在于，所述时间刻度在指针的旋转端(O)两侧均等距离排列，等距距离h为：

6.如权利要求1-5任一项所述的一种具有曲线式指针的钟表，其特征在于，所述指针包括时针(51)和/或分针(61)和/或秒针，所述时间刻度为与时针(51)对应设置的时针刻度(52)，和/或与分针(61)对应的分针刻度(62)，和/或与秒针对应的秒针刻度。

7.如权利要求6所述的一种具有曲线式指针的钟表，其特征在于，所述指针包括时针(51)和分针(61)，所述时针(51)和分针(61)各自的旋转端(O)重合，且对应的时针刻度(52)和分针刻度(62)在表盘(70)上垂直相交排列，所述时针与分针的转速比为1：12。

8.如权利要求6所述的一种具有曲线式指针的钟表，其特征在于，所述指针包括时针(51)和分针(61)，所述时针(51)和分针(61)独立设置在表盘(70)上，所述时针(51)和分针(61)对应的时针刻度(52)和分针刻度(62)互相独立，所述时针与分针的转速比为1：12。

9.如权利要求1-5任一项所述的一种具有曲线式指针的钟表，其特征在于，所述指针为时针(51)，所述钟表还包括分针(61)和/或秒针，所述分针(61)和/或秒针采用直型指针和圆周分布的时间刻度作为指示方式。

10.如权利要求8所述的一种具有曲线式指针的钟表，其特征在于，所述时针(51)的旋转端(O)与分针(61)和/或秒针的旋转端(O)重合；所述时针(51)与分针(61)的转速比为1：12，所述时针(51)和秒针的转速比为1：720。

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