CN113009814A - 用于测量钟表间隙的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测量钟表间隙的装置(100)，其包括承载铰接机构(3)的结构(50)、位置传感器(9)和载荷传感器(7)，该铰接机构(3)具有柔顺机构(10)，该柔顺机构(10)具有线性的力/行程特性，并且将第一元件(1)固定连接到第二元件(2)，该第二元件(2)能够在致动器(6)的作用下线性移动，该致动器(6)以非接触方式沿着两个方向操纵该第二元件(2)，该位置传感器(9)确定第二元件(2)在方向(D)上的位置，该载荷传感器(7)确定承载夹持移动部件(8)的夹持装置(4)的第二元件(2)的轴向推动或拉动载荷的变化和/或该载荷梯度的变化，在每个行进方向上的载荷梯度每次突然变化期间产生触发位置测量的信号，从而通过在向外行程和返回行程期间，比较在梯度突然变化期间测得的位置来确定移动部件(8)的间隙。

Description

用于测量钟表间隙的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种测量钟表间隙的装置，该装置包括承载铰接机构的结构，该铰接机构包括夹钳，该夹钳布置成将钟表移动部件夹持在钟表组件或组装好的钟表机芯内。

本发明涉及一种应用该装置来测量钟表间隙的方法。

本发明涉及在机构的最后组装阶段的钟表计量学领域，更具体地涉及测量组装成组件的特定移动部件中或钟表机芯中的间隙。

背景技术

测量诸如钟表机芯之类的组装机构内的钟表移动部件的间隙是困难且通常操作不准确。由于对钟表机构的部件的可及性差，因此很难进行该测量，并且该测量取决于测量条件，特别是取决于在重力场中的位置。该测量需要部件移位，并且仍然会由于摩擦、微米级形状和表面光洁度缺陷以及润滑的性质而失真。

已知的原理包括使整个机构返回到重力场，并且在两个相对的顶部/底部构型中测量位置和行程，但是这很难实现。

现有的机构需要接近机构的两侧以测量间隙，这对于某些机构，特别是对于集成式手表、具有焊接部件的机构或类似机构而言，并不总是可能的。

此外，在当前可用的器具中，根据经验来施加用于执行测量的推力，这不能保证间隙的测量不会因变形(例如桥夹板或类似部件的变形)而失真。

发明内容

本发明提出了一种仅需要接近钟表机构的一侧的测量装置和方法。

基于柔顺元件的间隙测量原理可以满足该条件。

柔顺系统具有线性载荷/位移特性的优点，这允许同时知道力和移动部件的位移。因此可以保证仅测量间隙，而不测量桥夹板或机芯的其它部分或表头的变形。

根据本发明的测量还以创新的方式进行：该系统在测量方向上沿着第一方向(例如向下)推动移动部件，直到检测到运动变形，确定其为零，然后在上升运动期间相反地重复该操作，直到变形，以确定间隙。

此外，由于柔顺系统没有间隙且没有摩擦，因此保证了引导不会导致能够破坏/扭曲测量的效果。

因此，本发明涉及一种根据权利要求1所述的用于测量钟表间隙的装置。

本发明还涉及一种应用该装置来测量间隙的方法。

附图说明

当阅读下面参照附图给出的详细描述时，将更好地理解本发明的其他特征和优点，图中：

-图1示意性地示出了根据本发明的间隙测量装置的透视图，该间隙测量装置是这样一种机器，该机器包括能够沿着测量方向定位钟表机芯或钟表组件并且能够实现接近的结构，并且包括夹持装置，在这种情况下是夹钳；该夹持装置安装在由致动器以基本上线性的方式移动的梁的端部处，该梁通过柔顺机构相对于固定在该结构上的另一元件悬挂，在这种情况下，该柔顺机构包括有颈部的联接板，该联接板与梁和固定的元件构成了可变形的平行四边形；移动横梁设置有非接触装置，以检查其线性位置，在这种情况下是光学检查；

-图2与图1相似地从另一角度示出了相同的机构，其允许在抓持移动部件的位置观察夹持装置；

-图3至图5示意性地示出了由具有弹性臂的夹钳构成的夹持装置，该夹钳在图3中处于空载的自由状态，在图4中在凸轮的作用下处于打开位置，并且在图5中处于抓持移动部件的闭合位置；

-图6示意性地示出了图1中的一部分机构，其仅示出了包括柔顺机构的铰接机构、操纵致动器、处于打开位置的夹持装置以及待检查的移动部件；

-图7是示出数据获取功能模块的框图；

-图8是载荷/行程图，其示出了载荷梯度突然变化的两个位置，这两个位置限定了间隙，在这两个位置之间，力特性是柔顺机构的线性特性，在这两个位置之外，绝对载荷值大于仅柔顺机构的绝对载荷值，并且其中，载荷梯度可以改变，并且大于柔顺机构的特性的梯度。

具体实施方式

本发明涉及一种测量钟表间隙的间隙测量装置100。该间隙测量装置100包括承载铰接机构3的结构50，该铰接机构3包括夹持装置4，该夹持装置4布置成将钟表移动部件8夹持在钟表组件或组装好的钟表机芯内。术语“夹持装置”在广义上使用：附图示出了机械夹持装置4，该机械夹持装置为夹钳，其臂41和42能够夹住移动部件8的凸肩，但是该夹持装置可以具有不同类型，例如真空夹持装置、磁性夹持装置或其它类型的夹持装置，但仍在本发明的范围内。

根据本发明，该铰接机构3包括固定到结构50上的第一元件1，以及第二元件2，该第二元件2在至少一个致动器6的作用下能够相对于该第一元件1进行基本上线性的运动。所述致动器6布置成以非接触方式沿着两个方向基本上平行于测量方向D地操纵第二元件2。例如，致动器6可以包括使铁芯、圆柱体或类似部件产生运动的线圈。在这种情况下，使用术语“电机”来描述产生载荷的元件，而不管该载荷是机械载荷、电气载荷、液压载荷、气动载荷或其它载荷。

铰接机构3包括具有颈部和/或柔性条的柔顺机构10，其具有基本上线性的力/行程特性，并且将第二元件2连接到第一元件1。

间隙测量装置100包括至少一个位置传感器9，该位置传感器9布置成确定第二元件2在测量方向D上的位置。

间隙测量装置100还包括至少一个载荷传感器7，该载荷传感器7布置成确定承载夹持装置4的第二元件2的轴向推动或拉动载荷的变化和/或该载荷梯度的变化。该载荷传感器7布置成向间隙测量装置100中所包括的控制系统200发送用于在每个行进方向上的载荷梯度每次突然变化期间触发位置测量的信号，并且通过比较在向外行程和返回行程期间，发生载荷梯度突然变化的两个位置处测得的位置值，确定移动部件8在安装有该移动部件8的组件内的间隙E的值。

图8示出了载荷/行程图：在位置A和位置B之间，具有一定斜率的线性特性使柔顺/柔性机构有效；在第一位置A下方和第二位置B上方，测得的载荷以绝对值的形式显著大于柔顺机构10的特性载荷，因此将承载移动部件8的结构(桥夹板、引导件或其它结构)的变形整合在一起。间隙测量装置100因此用于识别这两个位置A和B：间隙E非常简单地是这两个位置之间的线性行程。

更具体地，柔顺机构10是具有至少两个联接板31、32的四颈部系统类型，所述两个联接板31、32在第一元件1和第二元件2之间延伸，尤其是基本上与第一元件1和第二元件2相互垂直，但是不限于此，联接板31经由两个颈部311、312和联接板32经由两个颈部321、322连接到第一元件1和第二元件2，两个联接板31、32与第一元件1和第二元件2在附图的具体的非限制示例中构成了可变形的平行四边形。

具体地，所述至少一个位置传感器9是具有测量尺92和读取头91的光学传感器，该测量尺92在第二元件2处固定到柔顺机构10上，或者固定到结构50上，该读取头91相应地固定到结构50上，或者固定在柔顺机构10的第二元件2上。

特别地，所述至少一个载荷传感器7是致动器6的功耗传感器。更具体地，柔顺机构10的力/位移特性是线性的并且是已知的，并且可以通过注入电机中的电流来测量力。假设力在存在间隙的区域中，则该力遵循柔顺机构10的特性，并且在邻接之后，必须注入致动器6的电机中以到达下一位置的电流将增加，并且可以很容易地检测出电机的该功耗梯度阈值。

本发明还涉及一种测量钟表间隙的方法。根据该沿着测量方向D测量组装在机构中的移动部件8的间隙的测量方法，应用这种间隙测量装置100，并且执行以下步骤：

-将第二元件2沿着测量方向D对准；

-使用夹持装置4抓持移动部件8；

-沿着第一行进方向操纵致动器6，直到记录到致动器6上的载荷梯度的第一突然变化；

-记录发生该第一突然变化的第一位置；

-沿着与第一行进方向相反的第二行进方向操纵致动器6，直到记录到致动器6上的载荷梯度的第二突然变化；

-记录发生该第二突然变化的第二位置；

-使用第一位置和第二位置之间的距离来计算移动部件的间隙值。

更具体地，为了抓持移动部件8，选择呈夹钳形式的夹持装置4，夹持装置4在移动部件8的凸肩周围打开，并且夹持装置4闭合，以夹持移动部件8。

测量移动部件的间隙并不是唯一可能的应用；该系统还可以用于需要控制力的其它距离或游隙测量，例如在多种其它可能的应用之外，测量机械机芯的摆轮机构的间隙，或者甚至测量摆动锤轴承的节拍等。

总之，本发明获得了一种基于柔顺元件来测量间隙的可靠且便宜的装置，该装置保证了测量的极好的再现性。本发明允许通过从机芯上方或仅从表头接近来测量移动部件的间隙。

柔顺系统生产成本低，并且具有很长的使用寿命，而无需更改其特性。

Claims (6)

1.一种用于测量钟表间隙的装置(100)，该装置包括承载铰接机构(3)的结构(50)，所述铰接机构(3)包括夹持装置(4)，所述夹持装置布置成能将钟表移动部件(8)夹持在钟表组件或组装好的钟表机芯内，其特征在于，所述铰接机构(3)包括固定到所述结构(50)的第一元件(1)，以及第二元件(2)，在至少一个致动器(6)的作用下，所述第二元件(2)能够相对于所述第一元件(1)进行基本上线性的运动，所述致动器(6)布置成以非接触方式沿着两个方向基本上平行于测量方向(D)地操纵所述第二元件(2)，所述铰接机构(3)包括具有颈部和/或柔性条的柔顺机构(10)，所述柔顺机构具有基本上线性的力/行程特性，并且将所述第二元件(2)连接到所述第一元件(1)，所述装置(100)包括至少一个位置传感器(9)和至少一个载荷传感器(7)，所述位置传感器(9)布置成确定所述第二元件(2)在所述测量方向(D)上的位置，所述载荷传感器(7)布置成确定承载所述夹持装置(4)的所述第二元件(2)的轴向推动或拉动载荷的变化和/或载荷梯度的变化，并且在每个行进方向上的所述载荷梯度的每次突然变化期间向所述装置(100)中所包含的控制系统(200)发送用于触发位置测量的信号，并且通过比较在向外行程和返回行程期间发生载荷梯度突然变化的两个位置处测得的位置值，来确定所述钟表移动部件(8)在安装有所述钟表移动部件(8)的组件内的间隙E的值。

2.根据权利要求1所述的装置(100)，其特征在于，所述柔顺机构(10)是具有至少两个联接板(31、32)的四颈部系统类型，所述联接板(31、32)在所述第一元件(1)和所述第二元件(2)之间且与其相互垂直地延伸，每个所述联接板经由两个颈部(311、312；321、322)连接到所述第一元件(1)和所述第二元件(2)，所述两个联接板(31、32)与所述第一元件(1)和所述第二元件(2)构成可变形的平行四边形。

3.根据权利要求1或2所述的装置(100)，其特征在于，所述至少一个载荷传感器(7)是所述致动器(6)的功耗传感器。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置(100)，其特征在于，所述至少一个位置传感器(9)是具有测量尺(92)和读取头(91)的光学传感器，所述测量尺(92)固定到所述第二元件(2)或者固定到所述结构(50)，所述读取头(91)相应地固定到所述结构(50)或者固定到所述第二元件(2)。

5.一种用于测量钟表间隙的方法，其特征在于，为了测量沿着测量方向(D)组装在机构中的移动部件(8)的间隙，应用根据前述权利要求中任一项所述的装置(100)，其中所述第二元件(2)沿着所述测量方向(D)对准，使用所述夹持装置(4)抓持所述移动部件(8)，沿着第一行进方向操纵所述致动器(6)，直到记录到所述致动器(6)上的所述载荷梯度的第一突然变化，记录发生所述第一突然变化的第一位置，沿着与所述第一行进方向相反的第二行进方向操纵所述致动器(6)，直到记录到所述致动器(6)上的所述载荷梯度的第二突然变化，记录发生所述第二突然变化的第二位置，使用所述第一位置和所述第二位置之间的距离来计算所述移动部件的间隙值。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，为了抓持所述移动部件(8)，所述夹持装置(4)选择成呈夹钳形式，所述夹持装置(4)在所述移动部件(8)的凸肩周围打开，并且所述夹持装置(4)闭合成使得其夹持所述移动部件(8)。

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