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Erfindungsgebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein eine Analoguhr und
im speziellen eine Analoguhr, die in der Lage ist, die Zeit automatisch
gemäß einem
Satellitensignal zu synchronisieren.
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Hintergrund der Erfindung
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Die
Uhr als Zeitmesser hat einen langen Weg hinter sich. Sie ist in
großer
Vielfalt hergestellt und vermarktet worden. So ist beispielsweise
die RCC-Uhr eine Uhr, die das Zeitstandardsignal empfangen kann,
das von einer Radiostation übertragen wird
und entsprechend synchronisiert wird. Die Bodenstation verwendet
die Radioträgerwelle
zur Übertragung
des Zeitstandardsignals, also für
die genannte RCC. Die herkömmliche
RCC-Uhr hat jedoch die folgenden Nachteile.
- 1.
Obgleich die RCC-Uhr die Möglichkeit
zur automatischen Eichung bietet, bemißt sich der kurze Abstand des
von der Radiostation übertragenen Signals
auf nur 1500. Dazu kommt, daß das
Signal auch leicht durch Gebäude
oder geographische Gegenstände,
beispielsweise Berge, blockiert werden kann. Daher beeinträchtigen
die Verluste und die Empfangslöcher
den Signalempfang in erheblichem Umfang.
- 2. Die RCC-Radiostation verwendet die Wellen des 40 kHz–100 kHz
-Frequenzbandes als Träger. Das
Frequenzband leidet an zahlreichen Interferenzen, einschließlich Haushaltsgeräten, Stromschalter,
Transformatoren in Fabriken, Transportfahrzeugen und dergleichen.
Alle oben genannten Dinge erzeugen Signale derselben oder ähnlicher Frequenzen,
die störend
auf das RCC-Signal einwirken, um dadurch den RCC-Signalempfang stark
zu beeinträchtigen.
- 3. Obgleich es sechs Länder
gibt, die RCC-Radionstationen errichtet haben, zu denen China BPC,
USA WWVB, Japan JJY, Deutschland DCF, Großbritannien MSF, die Schweiz
HGB gehören, verwenden
diese Radiostationen unterschiedliche Systeme mit unterschiedlicher
Trägerfrequenz und
Zeitcodemodulation. Daher ist eine einzige RCC-Uhr nicht in der
Lage, die verschiedenen Signalarten aufzu nehmen. Mit anderen Worten, eine
Uhr kann keine Signale von mehr als einem Radiostationstyp empfangen.
Die Kompatibilität und
Zuflußteilung
können
nur durch Verwendung von multiplen Hardware-Komponenten erreicht werden,
um unterschiedliche Arten von Signalen zu empfangen und zu entschlüsseln, so
daß die RCC-Uhr
für verschiedene
Systeme verwendet werden kann. Der Benutzer ist außerdem mit
der Aufgabe belastet, das richtige System auszuwählen. Daher verringern die
Komplexität
von Hardware und Software sowie die Komplexität des Betriebs die Verläßlichkeit
der RCC-Uhr.
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Es
ist daher dringend eine Konstruktion für eine analoge Uhr erforderlich,
die die Fähigkeit
zur automatischen Synchronisation aufweist und auch in der Lage
ist, Längen-
und Breitengrade sowie Höhe, Drehzahl
und Drehrichtung darzustellen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine analoge
Uhr zu entwickeln, die ein Satellitensignal zur Synchronisation
verwenden kann, indem die GPS-Technologie mit einer Armbanduhr kombiniert
wird, so daß die
Uhr durch Verwendung des Satellitensignals synchronisiert werden kann.
Dazu kommt, daß die
Armbanduhr entweder ein analoges oder ein digitales Display aufweisen kann,
um das diesbezügliche
Satellitensignal sowie einen Kalender, geographische Koordinaten,
Höhe, Bewegungsgeschwindigkeit
und Richtungsinformation und dergleichen darzustellen. Die Uhr der
vorliegenden Erfindung bietet die Vorteile des durch den Ort nicht
eingeschränkten
Signalempfangs, wenig Störung,
leichte Synchronisation, präzise
Zeitangabe, geringe Größe und viele
Funktionen.
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Um
die obige Aufgabe zu lösen,
schlägt
die vorliegende Erfindung eine Konstruktion der Uhr vor, zu der
ein Uhrengehäuse,
ein Satellitensignal-Empfänger,
ein Motorreduziergetriebe, ein Mikroprozessor und eine Satelliteninformation-Displayeinheit gehören. Das
Uhrengehäuse
weist eine Frontscheibe und einen Zeigersatz auf. Der Satellitensignalempfänger empfängt das
Satellitensignal und überträgt das Signal
an den Mikroprozessor. Der Mikroprozessor synchronisiert die Uhrzeit
mit dem Satellitensignal und treibt das Motorreduziergetriebe an,
so daß der
Zeigersatz und die Frontscheibe die synchronisierte, genaue Zeit
anzeigen. Dazu kommt, daß der Mikroprozessor
die Satelliteninformations-Anzeigeeinheit
antreiben kann, um wenigstens eine der folgenden Angaben anzuzeigen,
nämlich
den Kalender, die Längen-/Breitenkoordinaten,
die Höhe,
die Bewegungsgeschwindigkeit und die Richtungsinformation. Die Satelliteninformations-Angabeeinheit
kann auch den Zeigersatz verwenden oder digital arbeiten, um die
diesbezügliche
Satellitendateninformation darzustellen.
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Die
Konstruktion der Analoguhr mit Satellitensignalsynchronisation der
vorliegenden Erfindung hat die folgenden Vorteile:
- 1. Das Satellitensignal ist allgegenwärtig und es reicht sehr viel
weiter als die RCC-Radiostation auf dem Boden. Daher ist das Satellitensignal
viel inhaltsreicher und leichter zugänglich als das RCC-Signal.
- 2. Die Satellitensignalsynchronisation beruht auf den geographischen
Koordinaten. Somit ist die erhaltene Zeit die Standardzeit des Ortes.
Andererseits, wenn das RCC-Signal beim Überqueren der Zeitzone empfangen
wird, beispielsweise beim Empfang von MSF in Deutschland oder beim Empfang
von DCF in Großbritannien,
bedarf die Zeitdifferenz aufgrund der Zeitzone einer weiteren Eichung.
- 3. Das Satellitensignal verwendet die Träger des 1575 MHz–12000 MHz
Frequenzbandes, d. h. das UHF-Band, um die Interferenz von Haushaltsgeräten und
dergleichen zu vermeiden. Daher hat das Satellitensignal eine geringere
Interferenz als die RCC-Signale. Des weiteren ist der Signalübertragungsweg,
sobald der Satellit sich am Himmel befindet, eine gerade Linie,
die direkter ist als der Weg der RCC-Signale. Somit tritt keine
Blockierung des Signals durch Gebirge auf.
- 4. Das Satellitensignal hat einen umfangreicheren Informationsgehalt
als das RCC-Signal. Das RCC-Signal enthält nur Kalenderdaten (Jahr,
Monat, Tag, Tag der Woche), Zeitdaten (Stunde, Minute, Sekunde)
und DST-Daten (Winterzeit- und Sommerzeitanzeige).
Andererseits bietet das Satellitensignal zusätzlich zu den Kalenderdaten
und Zeitdaten auch geographische Koordinaten, d. h. die Länge und
Breite des Ortes, Höhe,
Bewegungsgeschwindigkeit und Richtung. Dies ist insbesondere für die im
Freien stattfindenden Sportaktivitäten nützlich.
- 5. Wenn er sich in der Wildnis verlaufen hat, kann der Benutzer
die geographischen Koordinaten von dem Satellitensignal erhalten
und diese Information dazu verwenden, mit dem Rettungsteam zwecks
Rettung Kontakt aufzunehmen. Somit bietet die vorliegende Erfindung
im Falle von Notfällen
bessere Sicherheitsmaßnahmen.
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Die
obigen und andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden durch sorgfältiges
Lesen einer detaillierten Beschreibung, die im folgenden gegeben
wird, mit geeigneter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch besser
verstanden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung läßt sich
im Detail durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung in
Verbindung mit den Beispielen und Bezugnahmen auf die beigefügten Zeichnungen
im Detail verstehen. In den Zeichnungen sind:
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1 ein
Blockdiagramm gemäß der Erfindung;
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2 eine
schematische Ansicht der ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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3 eine
Querschnittsansicht längs
der Linie A-A von 2;
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4 eine
Draufsicht der ersten Verwirklichung der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 eine
Draufsicht der zweiten Verwirklichung der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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6 eine
schematische Ansicht der zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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7 eine
Querschnittsansicht längs
der Linie B-B von 6;
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8 eine
Draufsicht der ersten Verwirklichung der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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9 eine
Draufsicht der zweiten Verwirklichung der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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1 zeigt
ein Blockdiagramm des Aufbaus der vorliegenden Erfindung. Die Analoguhr
mit Satellitensignalsynchronisation der vorliegenden Erfindung weist
ein Uhrengehäuse 10 und
Innenuhrgehäuse 10,
einen Satellitensignalempfänger 20,
ein Motorreduziergetriebe 30, einen Mikroprozessor 40 und
eine Satelliteninformations-Displayeinheit 50 auf. Das
Uhrengehäuse 10 ist
ferner mit einer Frontscheibe und einem Zeigersatz versehen. Die
Frontscheibe hat Markierungen für
die Stunden, Minuten und Sekunden. Der Zeigersatz dreht sich auf
der Frontscheibe, um die gegenwärtige
Zeit anzuzeigen. Der Satellitensignalempfänger 20 empfängt das
Satellitensignal und überträgt das Signal
auf den Mikroprozessor 40. Das Motorreduziergetriebe 30 ist
mit einem Mikromotor und einem Reduziergetriebekasten ausgestattet,
der eine Ausgangsachse aufweist, die mit dem Zeigersatz des Uhrengehäuses 10 verbunden
ist. Bei der vorliegenden Erfindung verwendet die Uhr den Zeigersatz,
um die Zeit in analoger Weise anzuzeigen. Der Mikroprozessor 40 verarbeitet
das diesbezügliche
Signal von dem Satellitensignalempfänger 20, synchronisiert
die Uhrzeit mit dem Satellitensignal und treibt das Motorreduziergetriebe 30 an,
so daß der
Zeigersatz die synchronisierte korrekte Zeit anzeigen kann. Dazu
kommt, daß der
Mikroprozessor 40 die Satelliteninformations-Displayeinheit 50 antreiben
kann, um die entsprechende Satellitendateninformation gemäß der Information,
die in den Satellitensignalen steckt, darzustellen. Die Satellitendateninformation
enthält
wenigstens eines der folgenden Dinge: Kalender, Längen-/Breitenkoordinaten,
Höhe, Bewegungsgeschwindigkeit
und Richtungsinformation. Die Satelliteninformations-Displayeinheit 50 kann
auch den Zeigersatz benutzen, d. h. in analoger oder digitaler Weise,
um die diesbezügliche
Satellitendateninformation wiederzugeben. Somit kann die Uhr der
vorliegenden Erfindung mit dem Satellitensignal synchron sein und
die genaue Zeit in analoger Weise darstellen. Dazu kommt, daß bei Benutzung
der Satelliteninformations-Displayeinheit 50 zur
Anzeige weiterer Satellitendateninformationen die vorliegende Erfindung
dem Benutzer die Arbeit erleichtert.
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Im
folgenden werden Ausführungsformen beschrieben.
Die 2 und 3 zeigen eine schematische bzw.
eine Querschnittsansicht der ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Diese Ausführungsform
ist eine Analoguhr mit Satellitensignalsynchronisation, die die
Satellitendateninformation in analoger Weise darstellt. Diese Uhr
weist ein Uhrengehäuse 10 und
im Inneren des Uhrengehäuses 10 einen
Satellitensignalempfänger 20,
ein Motorreduziergetriebe 30, einen Mikroprozessor 40 und eine
Satelliteninformations-Displayeinheit 50 auf. Wie aus 4 ersichtlich,
ist das Uhrengehäuse 10 ferner
mit einer Frontscheibe 11 und einem Zeigersatz 12 versehen.
Die Satelliteninformations-Displayeinheit 50 weist des
weiteren mehrere Motorreduziergetriebekästen 51, 52, 53, 54 auf,
die mit den entsprechenden Zeigersätzen 511, 521, 531 bzw.
541 verbunden sind. Die Anzahl der Motorreduziergetriebekästen hängt von
der Anzahl der Satelliteninformationstypen ab, die dargestellt werden
sollen, wobei jeder Zeigersatz mit einer Frontscheibe 11 des
Uhrengehäuses 10 zusammenwirkt,
um die entsprechende Satellitendateninformation darzustellen. Gemäß dem von
dem Satellitensignalempfänger 20 empfangenen Signal
treibt der Mikroprozessor 40 jedes einzelne Motorreduziergetriebe
so an, daß der
entsprechende Trägersatz
die korrekte Information anzeigt. Die von der Satelliteninformations-Displayeinheit 50 angezeigte
Information ist nicht auf irgendeinen speziellen Typ beschränkt und
kann geändert
werden, um den Erfordernissen des Konstrukteurs Rechnung zu tragen.
So kann beispielsweise, wie in 4 gezeigt, die
Satelliteninformations-Displayeinheit 50 ein Breitengradfenster 501,
ein Bewegungsgeschwindigkeitsfenster 502, ein Höhenfenster 503 und
ein Längengradfenster 504 aufweisen.
Wie aus 5 ersichtlich, kann die Satelliteninformations-Displayeinheit 50 mit
einem Monatsfenster 505, einem Tagesfenster 506, einem Wochenfenster 507 und
einem Richtungsfenster 508 versehen sein. Das Uhrengehäuse 10 hat
des weiteren einen Batteriesatz 13 und wenigstens einen
Druckknopf 14. Bei der vorliegenden Ausführungsform
drückt
der Benutzer den Druckknopf 14, so daß der Mikroprozessor 20 dem Satellitensignalempfänger 20 einen
Befehl erteilt, ein Satellitensignal zu empfangen und das empfangene Signal
an den Mikroprozessor 40 übertragen zu lassen. Daraufhin
bewirkt der Mikroprozessor 40 die Synchronisation mit dem
Signal und treibt das Motorreduziergetriebe 30 so an, daß der Zeigersatz 12 die genaue
Zeit angibt. Dazu kommt, daß der
Mikroprozessor 40 auch den Satellitensignalempfänger periodisch
aktivieren kann, um das Satellitensignal zu empfangen, und daß die Periode
mit Hilfe anderer Druckknöpfe
eingestellt werden kann.
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Die 6 und 7 zeigen
eine schematische Ansicht bzw. eine Querschnittsansicht der zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung ist eine Analoguhr
mit Satellitensignalsynchronisation, die ein LCD zur Darstellung
aller Arten von Satelliteninformationen verwendet. Die vorliegende
Ausführungsform
weist ein Uhrengehäuse 10 und
im Inneren des Uhrengehäuses 10 einen
Satellitensignalempfänger 20,
ein Motorreduziergetriebe 30, einen Mikroprozessor 40 und eine
Satelliteninformations-Displayeinheit 50 auf. Bei der vorliegenden
Erfindung ist die Satelliteninformations-Displayeinheit 50 ein
LCD. Das LCD ist in der Lage, wenigstens eines der folgenden Informationen anzuzeigen:
Kalender, Längen-/Breitenkoordinaten, Höhe, Bewegungsgeschwindigkeit
und Richtung. Wie in 8 dargestellt, zeigt das LCD
die Zeitinformation 2:59:56, die Datumsinformation 08/05/19 (Montag)
usw. an. Wie aus 9 hervorgeht, zeigt das LCD
an, daß die
geographische Länge
E 108°23'45.9'', die geographische Breite N 27°45'46,8'' und die Höhe 888,8 m, usw. betragen. Das
Uhrengehäuse 10 ist
des weiteren mit einem Druckknopf 15 ausgestattet. Wenn
der Druckknopf 15 gedrückt
wird, können
verschiedene Satelliteninformationen auf dem LCD dargestellt werden.
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Zusammenfassend
verwendet die analoge Uhr mit Satellitensignalsynchronisation der
vorliegenden Erfindung den Satellitensignalempfänger zum Empfang von Satellitensignalen
und überträgt die Signale
auf den Mikroprozessor und dann nach dem Synchronisationsvorgang
auf das Motorreduziergetriebe. Die Ausgangsachse des Motorreduziergetriebes
ist mit dem Zeigersatz verbunden, so daß der Zeigersatz die Stunde,
Minute und Sekunde anzeigen kann. Der Mikroprozessor treibt auch
die Satelliteninformations-Displayeinheit an, um wenigstens eine
der folgenden Angaben darzustellen: den Tag, Wochentag, Monat, Richtung,
geographische Koordinaten, Höhe,
Bewegungsgeschwindigkeit und -Richtung. Die Satelliteninformationsdisplayeinheit kann
den Zeigersatz in analoger Weise einsetzen oder das LCD in digitaler
Weise benutzen, um die Satelliteninformation aufzuzeigen. Auf diese
Weise läßt sich
die Uhr synchronisieren, um die genaue Zeit anzuzeigen und mit Bezug
auf die Satelliteninformation, so daß der Wert der Uhr erheblich
erhöht
wird.
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Obgleich
die vorliegende Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsbeispiele
beschrieben worden ist, versteht es sich, daß die Erfindung nicht auf ihre
beschriebenen Details beschränkt
ist. In der obigen Beschreibung wurden zahlreiche Austauschelemente
und Änderungen
vorgeschlagen und weitere werden den auf diesem Gebiet tätigen Fachleuten
ohne weiteres einfallen. Daher sollen alle diese Ergänzungen
und Modifikationen vom Schutzumfang der Erfindung, wie er in den
beigefügten
Ansprüchen
definiert ist, umfaßt
werden.