CN208999780U - 一种大型钟表的指针位置实时监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大型钟表的指针位置实时监测装置，包括至少一个变速箱和电磁感应编码器；所述变速箱包括壳体、设于壳体内的变速机构及设于壳体两侧的输入轴与输出轴；所述变速箱的输入轴与输出轴通过所述变速机构连接；所述变速箱的输入轴与大型钟表的时轴、分轴或者秒轴等角速度连接；所述变速箱的输出轴与所述电磁感应编码器的输入轴等角速度连接；所述电磁感应编码器的输入轴每12小时转一圈；不存在因计数错误而导致的时针差整小时的问题；减速轮系无传动间隙和逆向回程差，检测精度高，误差小；检测装置外置于塔钟机芯，安装简单且便于旧钟改造；结构简单可靠，模块化设计、零部件通用性强，易于加工生产及装配。

Description

一种大型钟表的指针位置实时监测装置

技术领域

本实用新型涉及钟表指针位置检测领域，尤其涉及一种大型钟表的指针位置实时监测装置。

背景技术

大型钟表是设置于建筑物上，或者设置于大型建筑物大堂内的一种既有装饰性又有计时性的产品，深受各界人士喜欢。由于大型钟表往往设置在较为醒目的位置，故保持其计时准确性至关重要。

判断某一时刻时钟指针位置的准确性是一种便捷快速地判断时钟走时准确性的方法。目前，传统的时钟指针位置检测装置一般采用接近开关在每个整点位置对分针进行一次检测，这种方法只能针对分针位置进行检测，由于难以区分时针与分针的重叠情况，往往不对时针位置进行检测，极容易出现时针差整小时的问题，功能不完善且工作不可靠。

另一种时钟指针位置检测方法是采用电磁感应编码器。考虑到现有大型钟表的指针传动结构，具体的，包括时针、分针、秒针的三针计时系统，动力部件直接驱动秒针行走；秒针的转动经过60:1的减速，转换为分针的转动；分针的转动再经12:1的减速，转换为时针的转动；在仅包括时针和分针的两针计时系统中，动力部件直接驱动分针行走，分针的转动再经12:1的减速，转换为时针的转动；故从现有大型钟表机芯的背面，最容易连接到的是动力部件的一级传动轴，即三针系统中的带动秒针转动的秒轴或者两针系统中带动分针转动的分轴，而带动时针转动的时轴无论如何都需要经过减速装置才能获得，故处于更靠近钟面的位置，从机芯背面难以获取。鉴于上述情况，采用电磁感应编码器检测指针位置时，首选的仍然是检测分针或者秒针的转动。这种方法势必需要系统程序在检测时进行计数运算才能得知当前的真实时间，在系统异常断电，而钟表的追时系统逆时针方向追时时，很容易导致计数错误，进而造成时针差整小时的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种便捷可靠的时钟指针位置实时检测装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种大型钟表的指针位置实时监测装置，包括至少一个变速箱和电磁感应编码器；所述变速箱包括壳体、设于壳体内的变速机构及设于壳体两侧的输入轴与输出轴；所述变速箱的输入轴与输出轴通过所述变速机构连接；所述变速箱的输入轴与大型钟表的时轴、分轴或者秒轴等角速度连接；所述变速箱的输出轴与所述电磁感应编码器的输入轴等角速度连接；

所述电磁感应编码器的输入轴每12小时转一圈。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：

进一步地，所述变速箱为1个，

当所述变速箱的输入轴与大型钟表的时轴同角速度连接时，所述变速箱的输入轴与所述变速箱的输出轴的传动比为1:1；

当所述变速箱的输入轴与大型钟表的分轴同角速度连接时，所述变速箱的输入轴与所述变速箱的输出轴的传动比为12:1；

当所述变速箱的输入轴与大型钟表的秒轴同角速度连接时，所述变速箱的输入轴与所述变速箱的输出轴的传动比为720:1。

进一步地，所述变速箱为两个；其中第一变速箱的输入轴与大型钟表的秒轴或者分轴等角速度连接；第二变速箱的输入轴与所述第一变速箱的输出轴等角速度连接；所述第二变速箱的输出轴与所述电磁感应编码器的输入轴等角速度连接；

当所述第一变速箱的输入轴与大型钟表的秒轴同角速度连接时，所述第一变速箱的输入轴与输出轴的传动比为60:1；所述第二变速箱的输入轴与输出轴的传动比为12:1；

当所述第一变速箱的输入轴与大型钟表的分轴同角速度连接时，所述第一变速箱的输入轴与所述第二变速箱的输出轴的传动比为12:1。

进一步地，

所述壳体包括通过螺钉连接在一起的主夹板和后夹板；

所述主夹板和所述后夹板的中间位置均设有开孔；

所述输入轴通过轴承固定于所述主夹板中心的孔内；

所述输出轴通过轴承固定于所述后夹板中心的孔内；

所述变速机构包括公转轮组件、固定齿轮和输出轮组件；

所述公转轮组件包括固定连接在一起的公转轮片和公转轮轴套；所述公转轮轴套固定套装在所述输入轴上，所述公转轮片上垂直设有至少一个行星轮轴，所述行星轮轴上套装有行星齿轮；

所述固定齿轮固定连接在所述后夹板上，所述固定齿轮的轴心与所述后夹板中心开孔的轴心重合；

所述输出轮组件包括固定在一起的输出轮片套和输出轮片，所述输出轮片套固定套装在所述输出轴上；

所述固定齿轮与所述行星齿轮啮合；所述行星齿轮与所述输出轮片啮合；

进一步地，所述公转轮片上垂直设有两个行星轮轴，所述两个行星轮轴处于所述公转轮片的同侧，且相对于所述公转轮片的轴心对称分布；所述行星轮轴上均套装有行星齿轮；所述行星齿轮与所述固定齿轮和输出轮片啮合。

采用此进一步地方案的有益效果是所述公转轮片受力更均匀，设备运行更稳定，使用寿命长。

进一步地，所述两个行星轮轴中的一个套装有行星齿轮，另一个套装有可独立绕所述行星轮轴转动的第一侧隙齿轮、侧隙扭簧和第二侧隙齿轮；所述第一侧隙齿轮和第二侧隙齿轮上设有小孔；所述侧隙扭簧处于所述第一侧隙齿轮和所述第二侧隙齿轮的中间，且其两端分别插入所述第一侧隙齿轮和第二侧隙齿轮的小孔内。安装时将第一侧隙齿轮或第二侧隙齿轮向一个方向旋转几圈，使得第一侧隙齿轮和第二侧隙齿轮之间由于侧隙扭簧的作用存在一定的初始扭矩。

采取上述进一步地方案的有益效果是，由于侧隙扭簧的作用存在一定的初始扭矩，行星轮系中所有两两相啮合的齿轮均始终是同一侧齿尖相贴合；在塔钟机芯正/反转时，均不会出现由于齿轮侧隙导致的传动误差或逆向回程差，使本发明的时钟指针位置实时检测装置具有极高的检测精度。

进一步地，所述公转轮轮轴即所述变速箱的输入轴的端部设有方便连接的平台、键槽或台阶。

进一步地，所述公转轮轮轴即所述变速箱的输入轴的端部为方形。

采用上述进一步地方案的有益效果是，所述变速箱的输入轴可以很方便的与现有钟表的转轴进行对接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下技术效果：

由于电磁感应编码器的输入轴每12小时旋转1周，在解码过程中不涉及到计数问题，故即便中途遇到断电，也不会出现差整小时的情况，将其旋转1周进行精确分解，通过计算解码即可精确获知当前钟表的时针、分针甚至秒针的确切位置，实现了对钟表表针位置的精确检测。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2的结构示意图；

在附图中，各标号所表示的部件名称列表如下：

1：变速箱；

111：主夹板；

112：后夹板；

12：输入轴；

13：输出轴；

1401：公转轮片；

1402：公转轮轴套；

1403：行星轮轴；

1404：行星齿轮；

1405：第一侧隙齿轮；

1406：侧隙扭簧；

1407：第二侧隙齿轮；

1408：固定齿轮；

1409：输出轮片；

1410：输出轮轴套；

2：电磁感应编码器；

1-A：第一变速箱；

1-B：第二变速箱。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1：

请参照图1所示，其为适用于包括时针和分针的两针钟表。所述大型钟表的指针位置实时监测装置包括变速箱1和电磁感应编码器2；变速箱1包括壳体、设于壳体两侧的输入轴12和输出轴13，设于壳体内的变速机构；

变速箱1的壳体包括通过螺钉连接在一起的主夹板111和后夹板112；

主夹板111和后夹板112的中间位置均设有开孔；

输入轴12通过轴承固定于主夹板111中心的孔内；

输出轴13通过轴承固定于后夹板112中心的孔内；

变速机构包括公转轮组件、固定齿轮和输出轮组件；

公转轮组件包括固定连接在一起的公转轮片1401和公转轮轴套1402；公转轮轴套1402固定套装在输入轴12上，公转轮片1401上垂直设有两个行星轮轴1403，两个行星轮轴1403处于所述公转轮片1401的同侧，且相对于公转轮片1401的轴心对称分布；其中一个行星轮轴1403上套装有行星齿轮1404；另一个套装有可独立绕所述行星轮轴1403转动的第一侧隙齿轮1405、侧隙扭簧1406和第二侧隙齿轮1407；所述第一侧隙齿轮1405和第二侧隙齿轮1407上设有小孔；所述侧隙扭簧1406处于所述第一侧隙齿轮1405和所述第二侧隙齿轮1407之间，且其两端分别插入所述第一侧隙齿轮1405和第二侧隙齿轮1407的小孔内。

固定齿轮1408固定连接在后夹板112上，固定齿轮1408的轴心与后夹板112中心开孔的轴心重合；

输出轮组件包括固定在一起的输出轮片套1410和输出轮片1409，输出轮片套1410固定套装在输出轴13上；

固定齿轮1408与行星齿轮1404、第二侧隙齿轮1407啮合；输出轮片1409与行星齿轮1404、第一侧隙齿轮1405啮合。

在安装时，首先将第二侧隙齿轮1407逆时针或者顺时针旋转一定角度，使第一侧隙齿轮1405与第二侧隙齿轮1407之间存在一定的初始扭矩。

变速箱1的输入轴12的前端设有一方轴段，与两针塔钟机芯中的分轴(图1中未画出)同轴固定连接；变速箱1的输出轴与电磁感应编码器2的输入轴等角速度连接。

本发明实例1的两针检测装置的工作原理：

两针塔钟机芯的分轴(图中未示出)与本发明实例1中的变速箱的输入轴12相连接，并将其实时角度位置经过行星轮系减速传递给输出轮1409，输出轮1409带动电磁感应编码器2的输入轴旋转；在本发明中，变速箱的输入轴12与变速箱的输出轴13的传动比为12:1，即分轴每转动12圈，输出轮1409转动1圈；即每12小时，电磁感应编码器2的输入轴转动1圈；再经过系统程序的运算，将电磁感应编码器2的输入轴转动1圈的角度信息转化为塔钟指针位置的0:00～12:00的实时位置信息，由此系统程序可实时获取塔钟分时针的位置，从而判断塔钟走时的准确性；由于此过程中电磁感应编码器2的输入轴仅转动1圈，系统程序无需对其进行计数运算，所以在异常断电后不会出现由于计数错误而导致的时针差整小时的问题；特别的，由于公转轮组件中第一侧隙齿轮1405和第二侧隙齿轮1407在侧隙扭簧1406作用下存在一定初始扭矩，使行星轮系中所有两两相啮合的齿轮均始终是同一侧齿尖相贴合；在塔钟机芯正/反转时，均不会出现由于齿轮侧隙导致的传动误差或逆向回程差，使本发明的大型钟表的指针位置实时检测装置具有极高的检测精度。

实施例2：

如图2所示：其为适用于拥有时针、分针、秒针的三针塔钟的指针位置实时监测装置，包括同轴固定连接在一起的第一变速箱1-A和第二变速箱1-B及电磁感应编码器2的输入轴；变速箱内零部件名称请参考图1所示。

第一变速箱1-A与第二变速箱1-B的区别在于行星轮系的变速比不同。

第一变速箱1-A的输出轴与第二变速箱1-B的输入轴同轴固定连接；第二变速箱1-B的输出轴与电磁感应编码器2的输入轴同轴固定连接；

第一变速箱1-A的输入轴与输出轴的传动比为60:1；第二变速箱1-B的输入轴与输出轴的传动比为12:1。

实施例2的工作原理如下：

三针塔钟机芯的秒轴(图中未示出)与本发明实例2的三针塔钟的指针位置实时监测装置最前端的第一变速箱1-A的输入轴同轴固定连接，并将其实时角度位置经过两级行星轮系减速传递给第二变速箱1-B的输出轴；在本发明中，第一变速箱1-A的输入轴与输出轴的传动比为60:1；第二变速箱1-B的输入轴与输出轴的传动比为12:1，即三针检测装置的总传动比为720:1；即每12小时(720分钟)电磁感应编码器2的输入轴转动1圈；此时系统程序运算过程与本发明实例1相同，即本发明中实例1的两针检测装置和实例2的三针塔钟的指针位置实时监测装置可以使用同一系统程序，通用性较强。

由上，本实用新型的大型钟表的指针位置实时监测装置可以精确检测到大型钟表的表针位置，不会因为中途断电而导致的计数错误问题，且模块化生产，便于在已有钟表的基础上进行改造。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大型钟表的指针位置实时监测装置，其特征在于，包括至少一个变速箱和电磁感应编码器；所述变速箱包括壳体、设于壳体内的变速机构及设于壳体两侧的输入轴与输出轴；所述变速箱的输入轴与输出轴通过所述变速机构连接；所述变速箱的输入轴与钟表的时轴、分轴或者秒轴等角速度连接；所述变速箱的输出轴与所述电磁感应编码器的输入轴等角速度连接；

所述电磁感应编码器的输入轴每12小时转一圈。

2.如权利要求1所述的大型钟表的指针位置实时监测装置，其特征在于，所述变速箱为1个，

当所述变速箱的输入轴与钟表的时轴同角速度连接时，所述变速箱的输入轴与所述变速箱的输出轴的传动比为1:1；

当所述变速箱的输入轴与钟表的分轴同角速度连接时，所述变速箱的输入轴与所述变速箱的输出轴的传动比为12:1；

当所述变速箱的输入轴与钟表的秒轴同角速度连接时，所述变速箱的输入轴与所述变速箱的输出轴的传动比为720:1。

3.如权利要求1所述的大型钟表的指针位置实时监测装置，其特征在于，所述变速箱为两个；其中第一变速箱的输入轴与钟表的秒轴或者分轴等角速度连接；第二变速箱的输入轴与所述第一变速箱的输出轴等角速度连接；所述第二变速箱的输出轴与所述电磁感应编码器的输入轴等角速度连接；

当所述第一变速箱的输入轴与钟表的秒轴同角速度连接时，所述第一变速箱的输入轴与输出轴的传动比为60:1；所述第二变速箱的输入轴与输出轴的传动比为12:1；

当所述第一变速箱的输入轴与钟表的分轴同角速度连接时，所述第一变速箱的输入轴与所述第二变速箱的输出轴的传动比为12:1。

4.如权利要求1-3任一项所述的大型钟表的指针位置实时监测装置，其特征在于：

所述壳体包括通过螺钉连接在一起的主夹板和后夹板；

所述主夹板和所述后夹板的中间位置均设有开孔；

所述输入轴通过轴承固定于所述主夹板中心的孔内；

所述输出轴通过轴承固定于所述后夹板中心的孔内；

所述变速机构包括公转轮组件、固定齿轮和输出轮组件；

所述公转轮组件包括固定连接在一起的公转轮片和公转轮轴套；所述公转轮轴套固定套装在所述输入轴上，所述公转轮片上垂直设有至少一个行星轮轴，所述行星轮轴上套装有行星齿轮；

所述固定齿轮固定连接在所述后夹板上，所述固定齿轮的轴心与所述后夹板中心开孔的轴心重合；

所述输出轮组件包括固定在一起的输出轮片套和输出轮片，所述输出轮片套固定套装在所述输出轴上；

所述固定齿轮与所述行星齿轮啮合；所述行星齿轮与所述输出轮片啮合。

5.根据权利要求4所述的大型钟表的指针位置实时监测装置，其特征在于，所述公转轮片上垂直设有两个行星轮轴，所述两个行星轮轴处于所述公转轮片的同侧，且相对于所述公转轮片的轴心对称分布；所述行星轮轴上均套装有行星齿轮；所述行星齿轮与所述固定齿轮和输出轮片啮合。

6.根据权利要求5所述的大型钟表的指针位置实时监测装置，其特征在于，所述两个行星轮轴中的一个套装有行星齿轮，另一个套装有可独立绕所述行星轮轴转动的第一侧隙齿轮、侧隙扭簧和第二侧隙齿轮；所述第一侧隙齿轮和第二侧隙齿轮上设有小孔；所述侧隙扭簧处于所述第一侧隙齿轮和所述第二侧隙齿轮之间，且其两端分别插入所述第一侧隙齿轮和第二侧隙齿轮的小孔内；

所述第一侧隙齿轮与所述输出轮片啮合；

所述第二侧隙齿轮与所述固定齿轮啮合。

7.根据权利要求1-3任一项所述的大型钟表的指针位置实时监测装置，其特征在于，所述变速箱的输入轴的端部设有平台、键槽或台阶。

8.根据权利要求4所述的大型钟表的指针位置实时监测装置，其特征在于，所述变速箱的输入轴的端部设有平台、键槽或台阶。

9.根据权利要求1-3任一项所述的大型钟表的指针位置实时监测装置，其特征在于，所述变速箱的输入轴的端部为方形。

10.根据权利要求4所述的大型钟表的指针位置实时监测装置，其特征在于，所述变速箱的输入轴的端部为方形。