CN2256110Y - 时空计 - Google Patents

Abstract

本实用新型时空计是一种可以追踪显示使用者所在之处，时间与空间变化状况的仪表。其主要由盘面具24小时的计时钟表部分和星图盘、地图盘，定纬盘等构成，钟表计时以石英电子电路控制，时针连同地图盘、定纬盘一并转动，再通过星图盘可指示日、月、各大行星，各星座的位置、月相、阳历、阴历、世界各时区的时间等。此计的主要特点和优点在于能自动且颇为完整充分地表达出时、空的对应关系。

Description

时空计

本用新型时空计是一种可以追踪显示使用者所在之处，空间与时间变化状况的仪表。即可同时指示使用者所处时间和位置，并可指示日，月、各大行星，各星座的位置，月相、阳历、阴历，世界各时区的时间等，属时间技术测量仪器范畴。

虽然我们目前对地球，太阳，宇宙的认识比以往更为全面和科学，知道宇宙中没有绝对的中心，所有的星体都是彼此在做相对运动，但为了我们地球人的自身方便，空间坐标的规定，仍然是以地球为主。自古人类便在模拟及测量时间与空间，不停止探索时空的关联及彼此的影响，但诸多时空模拟器材仍未臻完善。其中伽俐略天文表是最复杂，最准确的天文表，其盘面具有24小时周期，并可显示月份，黄道十二宫，太阳和月亮的高度与角度，日蚀，月蚀，日出和日落的时间等。但它缺少各大行星月相亏盈及地图展示。本人曾制成万应星象盘并申请了中国实用新型专利(ZL94205536.5号)，它包括在最内层的星图盘，在其上的地图盘，再放上定纬观测盘，行星盘放在星图外缘，用经线回针及数个小游标将上述盘夹于其中，用极轴插于各盘中心，并以经线回针套插而成，其具有南北两面，同心对称分布并且可以相互运转。以上现有技术未能达到真正普遍实用的目标，均不能将时空演变的关系充分表达出来。

本实用新型的目的，就是为了制成一种能充分表达时空演变关系，并能普遍实用的办公室或家庭用乃至个人随身携带的仪表。其是将万应星象盘做自动式设计，并参考各种天文钟表的造型与法制制成：其钟表盘面取24小时一周，其他维持钟表原有状态，即分针一周期为60分，秒针一周为60秒，太阳标在时区标准经度12时位置上。盘中央置一由极区展开的地图盘时针附于观测时区标准经度处一并转动，一日一周，便能显示出各时区的时间。在一以天极为中心的星图盘上标出各星座图及黄道(即以地球上观看太阳在天球上运行的轨迹)，太阳运行至黄道上各关系位置处，决定了一年的日期，将黄道各处所代表的日期沿经线投示于星图盘外缘，每隔七天为一星期，如此便完成了一个附日历的星图盘，若令星图盘相对于时日环旋转，一年一周，太阳标示正对了当日日期及星期数，日标沿经线引至黄道处，表示此时太阳在天球上的位置。星图盘与透明地图盘重叠，恰为当时由地心向无限天际的投影状态。为便于读出星图盘上的各位置，相对观测者所见的高度角与方位角，并适用于地球上不同纬度范围，则制一合并式定纬盘，此盘将所有各纬度范围以数种颜色之线条及标示合并成一张，将定纬盘与地图盘按天顶对应观测点等关系重合成一体，时针夹于其间一并旋转，这样不仅显示了时空关系的全貌，还可以由各个坐标的对应关系获得定量的数值。上述全部盘面一共重叠了三层，底层星图盘不透明，图样宜深色，中层地图盘与外层定纬盘均透明，图样宜浅色，才不致使视觉混乱。视主要使用区为北半球或南半球，则其星图盘与地图盘应以那一极区为中心展开来设计，且不得更换，定纬盘为南北同纬度范围共同一盘。

从地球看月亮有明显的盈亏现象，月亮的轨迹称为白道，其与黄道交角15.5°。可在透明的时日环内缘处，依日，月的不同夹角标出阴历日期，并在星月环内级镂空出对应的月相。另外在此月相圈的背面置一与星月环相同色泽之月齿环，环上涂有一段色彩鲜明的色带，以朔望月周期运转，则在色带所经历之镂空处，将鲜明色彩映至时日环的正面，而显出当日的阳历日期与月相。

从地球看各行星的运转轨迹，除冥王星外，都与黄道面颇为接近，运行的位置与太阳的夹角，也大致成周期性变化，所以只要根据太阳的位置，便可以推知各行星当时的位置。其中天王星，海王星和冥王星因为它们的公转周期很长，每年在天球上的位移量不太大，故可将若干年内这三颗星的轨迹直接标于星图上。其它金、木、水、火、土星相对太阳的周期性角位移变化，各行星由合日算起所经过的日期以旬为单位。为使各行星齿环及其上的色带能对应真实星体合日周期运行的缓急变化而推转，因此设计了特殊的行星齿轮，每一行星齿轮具同心之内齿圈与外齿圈，外齿圈为一正圆，内齿圈为一偏心曲线，若推动内齿圈，使每单位时间所推进的弧长为一定值，延伸此推进作用至外齿圈，则移进之弧长成一变数。每一外齿圈须对应一行星以合日周期运行之变化转动，故内齿圈之偏心曲线系配合其外齿圈所需之推转状况而设计。其中火星、木星、土星为外行星，各有一行星齿轮模拟其合日周期运行，但水星与金星为内行星，其合日周期运行中有顺行与逆行两种情况轮流进行，故需各有两只行星齿轮予以交替对应模拟。

根据各行星的轨迹决定其对应行星齿轮内齿圈的形状，再分别设计出配合其变速的推进机构，以完成各行星自动运行的模式，由于其内齿圈是偏心曲线，与其啮合并予以推进的斜齿轮至曲线中心的距离便不断在改变，故须紧接在一伸缩轴的端点上，此轴穿过一软性弹簧、一管头、一管尾及夹于其间的一蜗轮(或斜齿轮)中心，弹簧一端纳于管头内，另一端抵住轴端斜齿轮的凸缘后方，凸缘前方则抵住内齿圈的边缘使内齿圈与斜齿轮的啮合不致脱离。伸缩轴截面与其所穿过的蜗轮中心孔均为相同的多边形，使彼此可相互带动运转，伸缩轴也可在管头、管尾及蜗轮中心孔内轻松滑动，推动蜗轮便带动伸缩轴及紧接轴端的斜齿轮一并转动，再带动与之啮合的内齿圈做偏心运转，此作用使啮合点沿轴方向前进或后退，软性弹簧则被放松或压缩，伸缩轴亦随之在穿过的管头、管尾与蜗轮中心孔内前后滑动，如此边转动、边滑动的运作可将动力通过行星齿轮的机制传递下去。因水星与金星为内行星，合日周期运行有顺、逆两种，交替进行，故各有一对行星齿轮亦交替对应运转，其切换机构包括一稍具弹性的离合杆及连接其上的一离合轮，一正转齿盘、一逆转齿盘及分布于各齿盘上方边缘的若干短针，此二盘上、下重叠共轴并稍许倾斜，使下盘抬高边缘的短针与上盘垂低另一边缘的短针高度皆与离合杆的高度相等。两朵六叶推片分处两侧，一对分处两边的行星齿轮各于其下缘有一支推杆，当其中一运转中的行星齿轮之推杆逐渐推转一朵六叶推片时可将离合杆推入一齿盘上的短针之间，此齿盘及短针逐渐运转将离合杆带往齿盘另一侧，同时连于杆上的离合轮则脱离原啮合处，再移于另一处相啮合，使原运转中的行星齿轮停顿及原停顿的行星齿轮开始运转，直到新运转的行星齿轮之推杆以相似的作用推动另一朵六叶推片，将离合杆推往另一齿盘上的短针间，并被带回原来一边，而离合轮也同时由啮合处脱离回到原啮合处运作，并等待下一回的循环。如此可达成行星齿轮的轮流运作机制。

由于各行星自动运行模式与月亮的运作方法有些类似，这样就可将透明的时日环紧贴于星月环上，而星月环上由内缘向外缘分别以镂空方式刻出代表月亮及各大行星的重复图案，各图案以时日环上的太阳标示为准分别连成同心弧与圆，代表月亮者为对应阴历日期的各月相图，代表水星的图案，重复分布在太阳标示前后约24°范围的弧内，代表金星的图案，重复分布在太阳标示前后约46°范围的弧内。代表火星、木星、土星的图案，各重复连成了同心圆。星月环内部分别有一齿环对应于各弧或圆，齿环之色泽与星月环相同唯每一齿环上均有一段鲜明色带随齿环运转，其中月齿环以29.5天的朔望月周期运转，水星齿环以116天的合日周期做顺行及逆行运转，金星齿环以584天的合日周期做顺行及逆行运转，火星齿环以780天的合日周期运转，木星齿环以399天的合日周期运转，土星齿环以378天的合日周期运转，各齿环运转时其上的色带依次通过各连成弧或圆上的重复镂空图案，使由外观看来好似各代表星、月之标示在时空计上对应真实星体缓缓递移。代表各行星的连续图案：水星如波形，金星为十字形，火星为箭头形，木星为椭圆形，土星为圆形。

本实用新型时空计，具有可充分表达时间与空间的演变关系，功能齐全，应用广泛，自动实用及携带方便等优点。

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

图1、时空计外观图。

图2、时空计侧视断面图(除去内部件)。

图3、行星合日周期角位移标度图(以旬为单位)。

图4、行星齿轮构成解释图。

图5、时空计后视图(除去北盖及镂空盖)。

图6、动力机构侧视图。

图7、火星机构侧视图。

图8、金星部分机构侧视图。

图9、金星齿环调节杆断面图。

图10、正反转齿盘机构侧视图。

图11、定纬盘(纬度35°)。

图12、合并式定纬盘。

图13、时空计后视图(除去背盖，保留镂空盖)。

附图中各标号名称如下：

2.外克。4.星月环。6.太阳。8.日期指标。10.时日环。12.盘罩。14.月标。15.水星弧。16.水星标。17.金星弧。18.金星标。19.火星圈。20.火星标。21.木星圈。22.木星标。23.土星圈。24.土星标。25.色带。26.阳历圈。28.月相圈。30.定纬盘。32.地图盘。34.星图盘。35.星座。36.黄道。38.赤道。39.天极。40.时针。42.分针。44.秒针。45.轴心。46.固定盘。47.中心孔。48.机心盒。50.镂空盖。52.背盖。54.月齿环。56.水星齿环。58.金星齿环。60.火星齿环。62.木星齿环。64.土星齿环。65.齿环。66.齿槽。68.星图盘齿环。70.时区经线。72.纬度线。74.地平圈。76.方位角线。78.仰角线。80.天顶。82.天底。84.齿环架。86.日标。88.合日线。90.夹角度。102.内齿圈。104.外齿圈。106.旬日数。108.同步马达。110.电池置入槽。112.蜗杆。114.蜗轮。115.齿轮。116.齿轮。117.齿轮。118.小圆。119.齿轮。120.星图旋钮。122.斜齿轮。124.斜齿轮。126.齿轮。128.齿轮。130.齿轮。134.月旋钮。136.分隔环。138.水星逆旋内齿圈。139.斜齿轮。140.水星逆旋外齿圈。141.斜齿轮。142.水星顺旋内齿圈。143.斜齿轮。144.水星顺旋外齿圈。146.金星逆旋内齿圈。148.金星逆旋外齿圈。150.金星顺旋内齿圈。152.金星顺旋外齿圈。154.火星内齿圈。156.火星外齿圈。158.木星内齿圈。160.木星外齿圈。162.土星内齿圈。164.土星外齿圈。166.齿轮。168.蜗杆。170.火星旋钮A。174.蜗轮。176.管头。178.管尾。180.伸缩轴。182.弹簧。184.斜齿轮。186.凸缘。188.齿轮。190.齿轮。191.齿轮。192.齿轮。193.蜗杆。194.齿轮。195.齿轮。196.火星旋钮B。197.蜗杆。199.齿轮。200.齿轮。202.齿轮。204.齿轮。206.齿轮。208.离合齿轮。210.离合杆。212.支轴。214.齿轮。216.蜗杆。218.蜗轮。220.管头。222.管尾。224.管头。226.管尾。228.伸缩轴。230.弹簧。232.斜齿轮。234.齿轮236.斜齿轮。238.斜齿轮。240.伸缩轴。242.弹簧。244.斜齿轮。246.凸缘。248.凸缘。250.齿轮。252.齿轮。254.齿轮。255.齿轮。256.单向齿轮。257.单向齿轮。258.齿轮。260.单向齿轮。261.单向齿轮。262.齿轮。263.齿轮。264.齿轮。268.正转齿盘。270.反转齿盘。272.短针。274.六推片。276.六推片。278.推杆。280.推杆。282.齿轮。284.齿轮。286.齿轮。288.金星旋钮A。290.金星旋钮B。292.水星旋钮A。294水星旋钮B。296木星旋钮A。298.木星旋钮B。300.土星旋钮A。302.土星旋钮B。304.套管。306.方形轴段。308.方形轴段。310.圆形轴段。312.圆形轴段。314.中央旋钮。316.凸环。318.天王星。320.海王星。322.冥王星。

图1至图13是本实用新型的一个实施例。

图1、为时空计的外观图，图2、为时空计除去内部机件的侧断面图，其中外壳(2)、星月环(4)与固定盘(46)一体相连成为时空计的主要支架，其它零件均依附其上，而外壳(2)连同透明之盘罩(12)、透明之时日环(10)与背盖(52)则将其它全部机件密封，以保护其运作，透明时日环(10)上标有全日24小时刻度，在12小时处有一太阳(6)标示，上方有一日期指标(8)可指示当日的阳历日期，环内缘标有各朔望月的日期，时日环(10)以固定位置紧贴在星月环(4)上，星月环(4)最内缘为月相圈(28)，依次向外缘为水星弧(15)、金星弧(17)、火星圈(19)、木星圈(21)、土星圈(23)，在此弧或圈上分别镂空也代表月亮及各行星位置的重复图案，例如

以各相应的月相盈亏图案代表月亮位置，而水星弧(15)上之图案如波形、金星为十字形、火星为箭头形、木星为椭圆形、土星为圆形等，而在星月环(4)下方对应各圈与弧分别为月齿环(54)、水星齿环(56)、金星齿环(58)、火星齿环(60)、木星齿环(62)、土星齿环(64)等，各齿环面的色泽与星月环(4)相同，故各镂空部分色泽不明显，但各齿环上皆涂有一段色彩鲜明的色带(25)，随各环以朔望月周期或各合日周期运转，经各镂空处而于时日环(10)外观上分别显示出对应之月标(14)、水星标(16)、金星标(18)、火星标(20)、木星标(22)、土星标(24)，由于各齿环的运转，使得这些标示在各弧或圈上的重复图案间依次传递，如同各星体之运行。

时空计中央的同心圆盘共分数层，  由最里层的固定盘(46)往外分别为星图盘(34)、地图盘(32)、定纬盘(30)至最外层的透明盘罩(12)。星图盘(34)上有由天极(39)(图1以北天极为例)展开的天象图，包含各星座(35)、黄道(36)、赤道(38)、天王星(31 8)、海王星(320)、冥王星(322)及标示全年日期的阳圈(26)等，此盘每年转一圈，每日相对日期指标(8)移动一刻度。地图盘(32)包括由极区展开的世界全图，图上有各大城市位置标示，时区经线(70)、纬度线(72)等。定纬盘(30)包括天顶(80)、天底(82)、地平圈(74)、方位角线(76)、仰角线(78)等，对不同纬度观测区使用的定纬盘(30)图样各不相同，但可以取各纬度区定纬盘(30)上的主要标示合成一片如图12所示，则可免去观测点做大位移时须更换定纬盘(30)的麻烦。定纬盘(30)之天顶(80)对应于地图盘(32)上代表观测点处，两盘由轻薄透明塑料制成，并由静电吸力合在一起，一时针(40)夹于其间，并位于观测处时区之标准经度线上三者一并旋转，一日一圈，再往外有分针(42)及秒针(44)，其运作与一般钟表相同，最外层为一透明之盘罩(12)边缘以螺纹旋在星月环(4)内缘的凸环(316)上以保护其内的诸盘与针，若须调节或更换定纬盘(30)时，可由外部旋开盘罩(12)，并由轴心(45)上取下秒针(44)、分针(42)及定纬盘(30)，调整更换妥当后再依次还原。

图5为除去新盖(52)及镂空盖(50)的时空计后视图，中央为机心盒(48)，内部结构与一般石英钟表相似，唯推动时针的机件转速减半，因所推动之地图盘(32)、定纬盘(30)与时针(40)合并以24小时周期运转，机心盒(48)上方为固定盘(46)，盘上有中心孔(47)，一套轴心(45)通过此孔以带动外部诸盘与针运转，固定盘(46)上也有一圈齿槽(66)，星图盘齿环(68)即卡在此槽内可被带动运转，齿环(65)亦被限制在固定盘(46)上，可带动各大行星机制的运转。外侧为星月环(4)的背面，环上有五道同心分隔环(136)形成六道环槽，可使月齿环(54)、水星齿环(56)、金星齿环(58)、火星齿环(60)、木星齿环(62)、土星齿环(64)置于其内并由四片齿环架(84)加以限制不使脱落。

一由石英电子电路控制的同步马达(108)被锁在固定盘(46)上，伸出一蜗杆(112)依次带动蜗轮(114)、齿轮(115)、齿轮(117)、齿轮(119)、穿过齿槽(66)的缺口，带动星图盘齿环(68)及星图盘(34)旋转(图6)，若令星图盘齿环(68)共365齿，蜗杆(112)日转一周，推进一齿，则星图盘(34)在365天，即一年恰被推转一周。蜗杆(112)前为一斜齿轮122依次带动斜齿轮124、齿轮(126)、齿轮(128)、齿轮(130)、月齿环(54)旋转，若令斜齿轮(122)有10齿，一日旋转一周推进10齿至齿轮(130)亦一日进10齿，令月齿环共295齿，则须29.5天被推转一周，此恰为朔望月周期。由月齿环上的色带(25)配合时日环(10)及星月环(4)上月相圈(28)的日期及月相图案之递移，并沿经线引至黄道(36)处，便可逐日显示出月亮的盈亏及位置。

火星齿环(60)的推进机构如图6所示由齿轮(116)带动齿环(65)转动，再如图5及图7所示依次带动齿轮(166)、蜗杆(168)、蜗轮(174)、斜齿轮(184)、火星内齿圈(154)、火星外齿圈(156)、齿轮(188)、齿轮(190)、齿轮(192)、齿轮(194)、火星齿环(60)运转，其中蜗轮(174)夹于管头(176)及管尾(178)之间，而伸缩轴(180)贯穿其中心，并与轴端之斜齿轮(184)紧配，轴截面与蜗轮(174)中心孔前后滑动，但蜗轮若转动时则必令伸缩轴(180)与轴端斜齿轮(184)一同旋转，而管头(176)及管尾(178)的中心均为圆滑形，使伸缩轴(180)可在其间任意前后滑动及转动，一软性弹簧(182)一端在管头(176)内另一端抵住斜齿轮(184)右方凸缘(186)上，而斜齿轮(184)与火星内齿圈(154)相啮合，弹簧(182)与凸缘(186)使此啮合不致脱落，旋转时并随火星内齿圈(154)偏心距离之远近而压缩或伸展以完成运作。木星齿环(62)及土星齿环(64)的推进机构与火星者相类似，唯齿数值各不相同，齿环(65)亦为365齿且每日推移一齿，火星合日周期为780天，若令火星内齿圈(154)有78齿，齿轮(166)为(10)齿，通过蜗杆(168)使蜗轮(174)及斜齿轮(184)每10日推进一齿，共780天将火星内齿圈(154)及相连之火星外齿圈(156)推转一周，再令齿轮(188)与齿轮(190)之周长比等于火星外齿圈(156)与火星齿环(60)之周长比，则在780天内火星齿环(60)连同其上的色带(25)也恰随火星外齿圈(156)或快或慢同步旋转一周，也使星月环(4)上的火星标(20)同步递移一周，沿经线引至黄道(36)处，便可逐日指示火星的位置了。同样情况，木星合日周期为399天，可取木星内齿圈(158)为80齿，齿轮(191)为10齿，蜗杆(193)为二条蜗杆，每5日推进一齿，须400天木星内齿圈(158)、木星外齿圈(160)及木星齿环(62)及木星标(22)等被同步推进一周较399天周期多一天，略有误差在所难免。土星合日周期378天，可取土星内齿圈(162)为63齿，齿轮(195)为12齿，蜗杆(197)为二条蜗杆，每6日推进一齿，共378天土星内齿圈(162)、土星外齿圈(164)及土星齿环(64)及土星标(24)等被同步推进一周。

水星与金星为内行星，在每次合日周期内有顺行与逆行两种状态，推进机构也需分两部分交替运作，由图5、图8、图9及图10、金星由齿环(65)开始依次推动齿轮(199)、齿轮(200)、齿轮(204)、离合齿轮(208)、齿轮(214)、蜗杆(216)、蜗轮(218)、斜齿轮(232)、金星逆旋内齿圈(146)、金星逆旋外齿圈(148)、齿轮(250)、齿轮(254)、单向齿轮(256)、齿轮(262)、齿轮(264)、金星齿环(58)逆行旋转，由于其上色带(25)的作用使金星标(18)在星月环(4)上逆向递移，至金星逆旋外齿圈(148)外缘下方的推杆(278)靠近并带动六叶推片(276)将稍具弹性之离合杆(210)推入正转齿盘(268)并纳入其上的短针(272)内，同时齿轮(202)也带动正转齿盘(268)如图10顺时针旋转，逐渐将卡入其上短针(272)内的离合杆(210)连同离合齿轮(208)横移，并从齿轮(214)及齿轮(204)的啮合处拉开，使金星标(18)的逆向递移停顿，至以支轴(212)为转轴的离合杆(210)被顺向推移到盘的另一边并离开短针(272)及正转齿盘(268)后，离合齿轮则与齿轮(206)及齿轮(234)相啮合而开始了顺行运作。即依次由齿轮(200)推动齿轮(204)、齿轮(206)、离合齿轮(208)、齿轮(234)、斜齿轮(236)、斜齿轮(238)、斜齿轮(244)、金星顺旋内齿圈(150)、金星顺旋外齿圈(152)、齿轮(252)、齿轮(258)、单向齿轮(260)、齿轮(262)、齿轮(264)、金星齿环(58)顺行旋转及其上的色带(25)使金星标(18)顺向递移至金星顺旋外齿圈(152)外缘下方的推杆(280)将六叶推片(274)带动，并将离合杆(210)推入反转齿盘(270)并纳入其上的短针(272)内，正转齿盘(268)与反转齿盘(270)两盘重共轴，并稍许倾斜，使离合杆(210)在图示左方可被推入正转齿盘(268)，在右边则可被推入反转齿轮(270)。正转齿轮(268)也带动齿轮(282)、齿轮(284)、齿轮(286)、反转齿盘(270)及其上的短针(272)反时针旋转，将离合杆(210)连同离合齿轮(208)从相啮合的齿轮(206)及齿轮(234)处拉开，使金星标(18)的顺向递移停顿，至离合杆(210)被反向推移到盘另一边，并离开短针(272)及反转齿盘(270)后，离合齿轮(208)再与齿轮(204)及齿轮(214)相啮合而开始了逆行运作，如此循环程序，使金星标(18)在星月环(4)上以太阳(6)为中心两边各夹46°角范围内周而复始的顺、逆行以模拟金星的合日周期运行状态。其中两组管头、管尾相连成类8字型锁于固定盘(46)上并与伸缩轴、弹簧、齿轮等上下交错推动金星顺旋内齿圈(150)及金星逆旋内齿圈(146)。而取单向齿轮(256)及单向齿轮(260)是因为它们皆与齿轮(262)相连为免相互干扰，故分别只能往被指定的方向连锁带动运转，反推则只空转而不传递动力。

水星的推进机构与金星者大同小异，在金星合日周期为584天，其中，顺行约141天，逆行443天，若离合杆(210)被正转齿盘(268)及反转齿盘(270)带开，使离合齿轮(208)脱离啮合时间分别各有5日，则顺行、逆行各扣5天，可取金星顺旋内齿圈(150)为68齿(141-5)÷2＝68，金星逆旋内齿圈(146)为73齿(443-5)÷6＝73)，由齿环(65)开始每日推进一齿，若齿轮(214)为12齿，蜗杆(216)为二条蜗杆，则每6日将蜗杆(218)推进一齿，若斜齿轮(232)与蜗轮(218)齿数相同，将金星逆旋内齿圈(146)推转一周须时438天(6×73＝438)，另一方面可使斜齿轮(238)也一日运行一齿，斜齿轮(244)的齿数为斜齿轮(238)齿数的一半，即每2日斜齿轮(244)推进一齿共须136天(2×68＝136)将金星顺旋内齿圈(150)推转一周，金星标(18)顺行一趟与逆行一趟的长度相等，其与金星顺旋外齿圈(152)之周长比，须等于单向齿轮(260)与齿轮(258)的周长比，而与金星逆旋外齿圈(148)的周长比则须等于单向齿轮(256)与齿轮(254)的周长比。

水星的合日周期为116天，其中顺行约45天，逆行71天，同样在顺旋与逆旋间脱离啮合的时间各5天，则可使水星逆旋内齿圈(138)为66齿(71-5＝66)，若由齿环(65)开始至斜齿轮(139)推动水星逆旋内齿圈(138)，为一日推动一齿，如此逆旋需时66日，而斜齿轮(143)为斜齿轮(141)齿数之两倍，斜齿轮(141)每日推进一齿，则斜齿轮(143)每日以2齿推动水星顺旋内圈(142)，共需40天(80÷2＝40)完成顺旋一次。另外水星逆旋外齿圈(140)之周长与水星标(16)在太阳(6)标示前后各25°逆行一趟的长度比应等于齿轮(255)与单向齿轮(257)之周长比，水星顺旋外齿圈(144)之周长与水星标(16)顺行一趟的长度比应等于齿轮(263)与单向齿轮(261)的周长比。

时空计各机构的调节共需13处旋钮(图13)，中央旋钮(314)调节时针(连同地图盘与定纬盘)、分针与秒针，与一般钟表性质相同，星图旋钮(120)调节星图盘(34)的位置，月旋钮(134)调节月标(14)的位置，水星旋钮A(292)与水星旋钮B(294)调节水星标(16)的位置，金星旋钮A(288)与金星旋钮B(290)调节金星标(18)的位置，火星旋钮A(170)与火星旋钮B(196)调节火星标(20)的位置，木星旋钮A(296)与木星旋钮B(298)调节木星标(22)的位置，土星旋钮A(300)与土星旋钮B(302)调节土星标(24)的位置，调节方式一般为首先取下背盖(52)，拉起欲调整部位的旋钮，一边缓缓运转此旋钮，一边注视时空计前方相关部位随之变动的状况，至妥为止，再压回旋钮及将背盖(52)盖紧，此与一般钟表的调整方式相似，但各大行星的调整方式较特别，因为它们不是定速旋转，必须先把会影响各时段转速快慢的偏心齿圈位置调整恰当了，才能再调整各行星标示的相关确切位置。故每一行星的调节分旋钮A与旋钮B两部分，先调旋钮A以定偏心齿圈的位置，再调旋钮B以定星标的位置，而偏心齿圈位于时空计的内部，拨动旋钮A时须透过镂空盖(50)的透空部分观看内部伸缩轴前端斜齿轮与偏心齿圈啮合的位置，并读取偏心齿圈上的旬日数值，才能确切调妥。镂空盖(50)的作用主要支架各转轴，又不致妨碍观察内部各机件的状况，因镂空部分容易渗入尘埃等杂物，故除非调节需要，平常均以背盖紧密封护。至于调节旋钮连同调节杆的机制可参考一般钟表的方法，图9为金星齿环(58)调节杆面图的简单举侧，中心轴部分共分四截：两截方形轴段(308)、(306)及两小截圆形轴段(310)、(312)。其中圆形轴段(310)穿出镂空盖(50)与金星旋钮B(290)连结，齿轮(262)与齿轮(264)的中心孔为配合方形轴段(306)及(308)之截面成方形，当齿轮(262)运转时可带动中心轴旋转，再带动齿轮(264)旋转，再带动金星齿环(58)旋转，若除去背盖(52)将金星旋钮B(290)拉出少许至方形轴段(306)上方顶住镂空盖(50)无法脱出为止，圆形轴段(312)恰滑至齿轮(262)的中心孔内，因在中心轴外有两段套管(304)，使拉出或压回中心轴时不致影响齿轮(262)及齿轮(264)的关系位置，但当圆形轴段(312)滑至齿轮(262)中心孔内时，中心轴与齿轮(262)间的转动则互不相干，因此拔转金星旋钮B(290)时可带动齿轮(264)，再带动金星齿环(58)运转，但不会影响到齿轮(262)的运转，直到调整妥当，压回金星旋钮B(290)，中心轴与各齿轮的关系才随之回复原状。其它各处的调节方式均可类似。

Claims (5)

1、一种可充分表达时间与空间演变关系的时空计，是由星图盘、地图盘、定纬盘和由石英电子电路控制的钟表计时系统组成，其特征在于：星图盘34在底层，为不透明深色，标示出各星座图、黄道36、赤道38及全年日期，并以365天的周期运转；地图盘32设在中层为浅色透明盘，盘中央置一由极区展开的地图；视主要使用区北半球或南半球，其星图盘与地图盘应以那一极区为中心展开；定纬盘30在外层为浅色透明盘，将所有各纬度范围以数种颜色之线条及标示合并成一张，并将定纬盘与地图盘按天顶80对应观测点等关系重合成一体，时针40夹于其间一并旋转；钟表盘以24小时一周标度，太阳位于12小时处，内缘标有阴历日期的透明时日环10，固定贴于一星月环4上，在此星月环上可使具有月相变化的月标以朔望月周期递移，水星标16，金星标18、火星标20、木星标22、土星标24分别以各自的合日周期递移。

2、根据权利要求1所述的时空计，其特征是其中透明的时日环紧贴于星月环上，而星月环上由内缘向外缘分别以镂空方式刻出代表月亮及各大行星的重复图案，星月环内部分别有一齿环，对应于各弧或圆，齿环之色泽与星月环相同，唯每一齿环上均有一段鲜明色带随齿环运转。

3、根据权利要求2所述的时空计，其特征是其每一行星齿轮由同心的内齿圈与外齿圈组成，外齿圈为一正圆，内齿圈为一偏心曲线。

4、根据权利要求3所述的时空计，其特征是与行星齿轮的内齿圈相啮合并予以推进的斜齿轮，紧接在一伸缩轴的端点上，此轴穿过一软性弹簧、一管头、一管尾及夹于其间的一蜗轮或斜齿轮中心，弹簧一端纳于管头内，另一端抵住轴端斜齿轮的凸缘后方，凸缘前方则抵住内齿圈的边缘，伸缩轴截面为其所穿过的蜗轮中心孔均为相同的多边形，使彼此可相互带动运转，伸缩轴也可在管头，管尾及蜗轮中心孔内轻松滑动。

5，根据权利要求3所述的时空计，其特征是水星与金星的交替对应运转的两行星齿轮，其切换机构包括一稍具弹性的离合杆210及连接其上的一离合轮208、一正转齿盘268、一逆转齿盘270及分布于各齿盘上方边缘的若干短针272，此二盘上下重叠共轴并稍许倾斜，使下盘抬高边缘的短针与上盘垂低另一边缘的短针高度皆与离合杆的高度相等，两朵六叶推片274，276分处两侧，一对分处两边的行星齿轮各于其下缘有一推杆278，当其中一运转中的行星齿之推杆逐渐推转一朵六叶推片时，可将离合杆推入一齿盘上的短针之间，齿盘及短针逐渐运转将离合杆带往齿盘另一侧，同时连于杆上的离合轮则脱离原啮合处，再移于另一处相啮合，使原运转中的行星齿轮停顿，而原停顿的行星齿轮开始运转。

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