CN204576093U - 一种全自动智能化指针式电波钟 - Google Patents

Abstract

一种全自动智能化指针式电波钟，包括第一马达、第二马达、通过第一马达驱动的时分针齿轮组、通过第二马达驱动的秒针齿轮组及微控制器和信号接收模块；通过受光器件的设置，当白天需休息时，拉闭窗帘遮挡光线，不休息打开窗帘，这样受光器件就可以根据外部光线强弱对两个马达的停止或启动进行相应控制，使指针在人休息时停止工作，不休息时开始工作，从而达到省点的目的；同时微控制器通过导线与两个马达线圈连接，微控制器设有两个以上引脚通过导线与两个马达线圈的上端连接，同时微控制器还设有两个以上引脚通过导线与两个马达线圈的下端连接，相比现有技术，可以省去驱动放大器，实现降低生产成本和加工难度。

Description

一种全自动智能化指针式电波钟

技术领域

本实用新型涉及钟表技术领域，尤其涉及一种全自动智能化指针式电波钟。

背景技术

电波钟表是继石英电子钟表之后的新一代产品，它是通过内置的电波接收器和天线，接收由发射塔发出的标准时间电波，获取时刻和日历等数据，转换成钟表的时间和日期。

而现在的指针式电波钟是采用双马达分别控制时分针、秒针的转动的方式来指示时间，同时电波钟内还有无线接收器件及其他多种功能模块的存在，故此指针式电波钟走时所消耗的电能要远大于传统石英钟，当指针式电波钟装电池后，电池能量消耗至少为传统石英钟电池能量消耗的两倍；而且电波钟内微控制器与马达的配合之间需要一驱动放大器来对电流进行放大，而后才能通过引脚、导线将放大后的电流输入到马达线圈；故此需要增加机芯的材料成本和加工难度。

发明内容

为了克服上述问题，本实用新型提供了一种不采用驱动放大器，且能省电的全自动智能化指针式电波钟。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：

一种全自动智能化指针式电波钟，包括第一马达、第二马达、通过第一马达驱动的时分针齿轮组、通过第二马达驱动的秒针齿轮组及微控制器和信号接收模块；所述第一马达及第二马达电性连接于微控制器，通过微控制器驱动，信号接收模块包括低频解码电路和接收天线，接收天线与低频解码电路连接，低频解码电路与微控制器连接；还设置有受光器件；所述受光器件的第一端接电源端，受光器件的第二端接微控制器的输入口；所述的两个马达结构一致，马达内均设置有马达线圈、定子片和转子；所述定子片穿过线圈与转子相连，其中一马达的转子与时分针齿轮组传动连接，另一马达的转子与秒针齿轮组传动连接；所述的微控制器通过导线与两个马达线圈连接。

所述微控制器设有两个以上引脚通过导线与两个马达线圈的上端连接，同时微控制器还设有两个以上引脚通过导线与两个马达线圈的下端连接。

所述时分针齿轮组包括分针齿轮和时针齿轮，秒针齿轮组具有一秒针齿轮，秒针齿轮、分针齿轮及时针齿轮上分别设有光孔，在秒针齿轮组的一侧安装有光电开关发射管，时分针齿轮组的一侧安装有光电开关接收管。

所述时针齿轮上的光孔大小大于或等于分针齿轮上光孔大小。

所述光电开关接收管与微控制器连接，微控制器还设置有一数据接口，微控制器通过该数据接口与一LCD显示屏连接。

上述技术方案的有益之处在于：

1、本新型提供了一种全自动智能化指针式电波钟，通过受光器件的设置，当白天需休息时，拉闭窗帘遮挡光线，不休息打开窗帘，这样受光器件就可以根据外部光线强弱对两个马达的停止或启动进行相应控制，使指针在人休息时停止工作，不休息时开始工作，从而达到省点的目的；同时微控制器通过导线与两个马达线圈连接，微控制器设有两个以上引脚通过导线与两个马达线圈的上端连接，同时微控制器还设有两个以上引脚通过导线与两个马达线圈的下端连接，相比现有技术，可以省去驱动放大器，实现降低生产成本和加工难度。

2、本新型所提供的一种全自动智能化指针式电波钟，其在秒针齿轮、分针齿轮及时针齿轮上均设置有光孔，在秒针齿轮组的一侧安装有光电开关发射管，时分针齿轮组的一侧安装有光电开关接收管，光电开关接收管与微控制器连接，微控制器还设置有一数据接口，微控制器通过该数据接口与一LCD显示屏连接；利用微控制器、光电开关接收管与三个齿轮的配合，可以实现当齿轮停止转动时，可以利用LCD显示时间，避免使用者在休息一段时间后，想查看时间需起身打开窗帘的麻烦。

下面结合附图和具体实施例对本新型作进一步的说明。

附图说明

图1为本新型结构示意图；

图2为图1剖视图；

图3为本新型受光器件与微控制器的电路原理图；

图4为本新型驱动脉冲电压波形示意图；

图5为本新型（0≤t＜t1时）的结构示意图；

图6为本新型（t1≤t＜t2时）的结构示意图；

图7为本新型（t2≤t＜t3时）的结构示意图；

图8为本新型（t3≤t＜t4时）的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1、2、3所示的一种全自动智能化指针式电波钟，包括受光器件1、第一马达2、第二马达3、通过第一马达1驱动的时分针齿轮组4、通过第二马达3驱动的秒针齿轮组7及微控制器5和信号接收模块6；所述第一马达2及第二马达3电性连接于微控制器5，通过微控制器5驱动，信号接收模块6包括低频解码电路60和接收天线61，接收天线61与低频解码电路60连接，低频解码电路60与微控制器5连接，低频解码电路60通过接收天线61收到低频时码信号后进行解码，然后将解码后的信号传给与之相连的微控制器5，微控制器5根据这些信号计算出正确的时钟数据，然后通过控制器5控制两个马达2、3的动作，实现对时针、分针、秒针的驱动及校正。

如图3所示，所述受光器件1的第一端连接电源端，受光器件1的第二端连接微控制器5的输入口。当外部光线变弱时，受光器件1的受光强度减少，受光器件的1电阻值变大，第二端的电压降低，当微控制器5检测到第二端的电压降低时，则控制两个马达2、3停止转动，即停止时针、分针、秒针，达到省点的目的；当外部光线变强时，受光器件1的受光强度增大，受光器件1的电阻值变小，第二端的电压升高，当微控制器5检测到第二端的电压升高时，则控制两个马达2、3继续转动，经微控制器5处理对秒后，开始走时。

当人白天需休息时，拉闭窗帘遮挡光线，不休息打开窗帘，这样受光器件就可以根据外部光线强弱对两个马达的停止或启动进行相应控制，使指针在人休息时停止工作，不休息时开始工作，从而达到省点的目的，同时降低指针走动时的噪音对使用者的休息造成影响。

如图5、6、7、8所示，所述的两个马达2、3结构一致，马达2内均设置有马达线圈20、定子片21和转子22；所述定子片21穿过线圈与转子22相连，其中一马达的转子与时分针齿轮组4传动连接，另一马达的转子与秒针齿轮组7传动连接；所述微控制器5上的引脚51、52、53分别通过导线511、521、531与两个马达线圈的上端连接，同时，微控制器上的引脚54、55、56分别通过导线542、552、562与两个马达线圈的下端连接。

在本新型中，所述每个转子22都有一对磁极N和S，其定子片21与转子22之间的气隙是不均匀的，定子片21上与转子22气隙较小的部位为右上极弧501和左下极弧502。

工作原理：低频接收解码电路60通过接收天线61收到低频码进行解码，将解码后的信号传给微控制器5，微控制器5根据这些信号计算出正确的时钟数据，并通过引脚51-56输出驱动脉冲信号。

设U51、U52 与U53 分别为微控制器5上的引脚51、52、53对地的电压，U54、U55 与U56 分别为微控制器5上的引脚 54、55、56对地的电压，U12 是线圈上端对下端的电压。各电压波形如图4所示，可以看出：U51、U52 与U53 其电压波形是相同的，U54、U55 与U56 的电压波形也是相同的。

如图4 和5所示，当0 ≤t＜t1 时，U51、U52 和U53 都是高电平，U54、U55 和U56都是高电平 ；U12为0，线圈20中没有电流，转子22不动，转子磁场220在其内部由S极指向N 极、在其外部由N 极指向定子片21的右上极弧501、再经定子片21内部指向左下极弧502、再回到S极，呈逆时针方向，如图5所示。

如图4和6所示，当t1 ≤t ＜t2 时，U51、U52 和U53 都是高电平，U54、U55 和U56都是低电平 ；U12为正脉冲，微控制器5上的引脚 51、52、53 分别有电流i1、i2、i3 流出，经导线511、521、531后在线圈20的上端201汇合，再流入线圈20，再从线圈20下端 202流出，再经导线542、552、562、引脚54、55、56后流入微控制器 5。图6所示，设流过线圈20的电流为I12，从引脚54、55、56流入微控制器5的电流分别为i4、i5、i6。显然：

I12 ＝i1+i2+i3 ＝i4+i5+i6

本实施例中，设定各引脚电流大小相等，即：

i1 ＝i2 ＝i3

i4 ＝i5 ＝i6

可以推算出：

I12 ＝3i1 ＝3i2 ＝3i3 ＝3i4 ＝3i5 ＝3i6

可以看出流过线圈20的电流I12，与流过单个引脚的电流相比增大了3 倍。

增大了的电流I12流经线圈20后，产生逆时针方向的线圈磁场57，该磁场与转子22的磁场220相互作用，转子22按逆时针方向转动到达图6所示位置，转子22转动时带动齿轮组4、7转动，齿轮组4、7再带动指针转动。

如图4 和7所示，当t2 ≤t ＜t3 时，U51、U52 和U53 都是高电平，U54、U55 和U56都是高电平；U12 为0，线圈20没有电流，线圈磁场消失，转子22 在惯性和定位力矩的作用下，按逆时针方向旋转，到达如图7所示位置，转子磁场220在其内部由S 极指向N 极、在其外部由N 极指向定子片21的左下极弧502、再经定子片21内部指向右上极弧501、再回到S极，呈顺时针方向。转子22转动时带动齿轮组4、7转动，齿轮组4、7再带动指针转动。

如图4和8所示，当t3 ≤t ＜t4 时，U51、U52 和U53 都是低电平，U54、U55 和U56 都是高电平；U12 为负脉冲，微控制器5上的引脚54、55、56)分别有电流i4、i5、i6流出，经导线542、552、562后在线圈20的下端202汇合后，再流入线圈20，再从线圈20上端201流出，再经导线511、521、531、引脚51、52、53后流入微控制器5。图8所示，设流过线圈20的电流为I12，从引脚51、52、53流入微控制器5的电流分别为i1、i2、i3，显然：

I12 ＝i1+i2+i3 ＝i4+i5+i6 

本实施例中，设定各引脚电流大小相等，即：

i1 ＝i2 ＝i3

i4 ＝i5 ＝i6

可以推算出：

I12 ＝3i1 ＝3i2 ＝3i3 ＝3i4 ＝3i5 ＝3i6

可以看出流过线圈20的电流I12，与流过单个引脚的电流相比增大了3 倍。

增大了的电流I12 流经线圈20 后，产生顺时针方向的线圈磁场220，该磁场与转子22的磁场220相互作用，转子22按逆时针方向转动到达图8所示位置，转子22转动时带动齿轮组4、7转动，齿轮组4、7再带动指针转动。

t ≥t4，又重复前面的过程，指针机构不断的转动，从而指示出正确时间。

本新型微控制器通过导线与两个马达线圈连接，微控制器设有两个以上引脚通过导线与两个马达线圈的上端连接，同时微控制器还设有两个以上引脚通过导线与两个马达线圈的下端连接，使与马达线圈上端连接的所有引脚同时输出相同的驱动脉冲，与马达线圈下端连接的所有引脚同时也输出相同的驱动脉冲，再调节各个引脚输出驱动脉冲的时间，使线圈两端始终有正负交替的驱动脉冲，同时其流过线圈的电流与单个引脚的电流相比增大了，从而能够实习直接带动马达转动的目的，相比现有技术，即实现省去驱动放大器，降低了生产成本和加工难度。

在本实施例中，所述时分针齿轮组包括分针齿轮、减速齿轮及时针齿轮，分针齿轮通过减速齿轮带动时针齿轮平行运转。所述秒针齿轮组具有一秒针齿轮，秒针齿轮、分针齿轮及时针齿轮上分别设有光孔，时针齿轮上的光孔大小大于或等于分针齿轮上光孔大小，如图1、3所示，在秒针齿轮组的一侧安装有光电开关发射管8，时分针齿轮组的一侧安装有光电开关接收管9，用于检测秒针齿轮、分针齿轮及时针齿轮的工作状态。

所述微控制器5设置有一用于连接LCD显示屏的数据接口，微控制器通过该接口与一LCD显示屏连接，实现微控制器5可以将所接收时间信息显示在LCD显示屏上。

所述光电开关接收管9与微控制器5连接，微控制器5根据光电开关接收管9所给出信号而控制LCD显示屏的开启或关闭。具体的，所述光电开关接收管9若在5s内没接收到光电开关发射管8发出的信息，则说明秒针齿轮、分针齿轮及时针齿轮处于停止工作状态，此时微控制器5则会启动LCD显示屏，并将所接收的解码后的时间信息显示在LCD显示屏上；当光电开关接收管9连续两次接收到光电开关发射管8发出的信息的间隔时间小于2s，则也说明秒针齿轮、分针齿轮及时针齿轮处于停止工作状态。

Claims (5)

1.一种全自动智能化指针式电波钟，包括第一马达、第二马达、通过第一马达驱动的时分针齿轮组、通过第二马达驱动的秒针齿轮组及微控制器和信号接收模块；所述第一马达及第二马达电性连接于微控制器，通过微控制器驱动，信号接收模块包括低频解码电路和接收天线，接收天线与低频解码电路连接，低频解码电路与微控制器连接；其特征在于：还设置有受光器件；所述受光器件的第一端接电源端，受光器件的第二端接微控制器的输入口；所述的两个马达结构一致，马达内均设置有马达线圈、定子片和转子；所述定子片穿过线圈与转子相连，其中一马达的转子与时分针齿轮组传动连接，另一马达的转子与秒针齿轮组传动连接；所述的微控制器通过导线与两个马达线圈连接。

2.如权利要求1所述的一种全自动智能化指针式电波钟，其特征在于：所述微控制器设有两个以上引脚通过导线与两个马达线圈的上端连接，同时微控制器还设有两个以上引脚通过导线与两个马达线圈的下端连接。

3.如权利要求1所述的一种全自动智能化指针式电波钟，其特征在于：所述时分针齿轮组包括分针齿轮和时针齿轮，秒针齿轮组具有一秒针齿轮，秒针齿轮、分针齿轮及时针齿轮上分别设有光孔，在秒针齿轮组的一侧安装有光电开关发射管，时分针齿轮组的一侧安装有光电开关接收管。

4.如权利要求3所述的一种全自动智能化指针式电波钟，其特征在于：所述时针齿轮上的光孔大小大于或等于分针齿轮上光孔大小。

5.如权利要求3所述的一种全自动智能化指针式电波钟，其特征在于：所述光电开关接收管与微控制器连接，微控制器还设置有一数据接口，微控制器通过该数据接口与一LCD显示屏连接。