RU2619096C1 - Clock with analemma and method of displaying analemma - Google Patents

Clock with analemma and method of displaying analemma Download PDF

Info

Publication number
RU2619096C1
RU2619096C1 RU2015150707A RU2015150707A RU2619096C1 RU 2619096 C1 RU2619096 C1 RU 2619096C1 RU 2015150707 A RU2015150707 A RU 2015150707A RU 2015150707 A RU2015150707 A RU 2015150707A RU 2619096 C1 RU2619096 C1 RU 2619096C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
analemma
sun
cam
pointer
disk
Prior art date
Application number
RU2015150707A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Юрьевич Чайкин
Original Assignee
Константин Юрьевич Чайкин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Константин Юрьевич Чайкин filed Critical Константин Юрьевич Чайкин
Priority to RU2015150707A priority Critical patent/RU2619096C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2619096C1 publication Critical patent/RU2619096C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04BMECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B49/00Time-pieces using the position of the sun, moon or stars
    • G04B49/02Sundials

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromechanical Clocks (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: clock with an analemma contains a body, a dial, a clockwork, an analog time indicator, a drive annual wheel, an analemma module containing a contour of the analematic "eight" and a sun pointer, while the analemma module additionally contains a radius cam and an angle cam kinematically connected with the drive wheel, while the angle cam drives the analemma disk wheel by means of the transfer mechanisms, and the radius cam transmits motion to the sun pointer by means of the transfer mechanisms so that, when the analemma disk rotates, the sun pointer moves strictly along the trajectory indicated by the contour of the analematic "eight".
EFFECT: simplifying the clock design with the analemma, reducing the overall clock dimensions with the analemma with simultaneous increasing the accuracy in displaying the true time on the clock and displaying the magnitude of the sun declination.
10 cl, 9 dwg, 1 tbl

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области часовой техники, к часовым механизмам со стрелочной индикацией времени, а, более конкретно, к механическим часам и часовым механизмам усложненного типа, имеющим дополнительную функцию отображения аналеммы, которая позволяет согласовать среднее и истинное время, а также определить величину склонения Солнца.The invention relates to the field of watch technology, to clockworks with an arrow indicating the time, and, more specifically, to mechanical watches and clockworks of a complicated type having an additional analemma display function that allows you to coordinate the average and true time, as well as determine the declination of the Sun.

Уровень техникиState of the art

Известно, что солнечные часы принципиально отличаются от всех остальных инструментов измерения времени. Дело в том, что они измеряют не одинаковые промежутки времени, как это делают все остальные часы, а неравномерное движение Солнца, что не одно и то же. Разница между средним временем и солнечным описывается уравнением времени. На фиг. 1 изображен график, отображающий, как меняется уравнения времени в течение года. Положительное значение означает, что солнечное время опережает среднее, а отрицательное значение - что оно отстает.It is known that a sundial is fundamentally different from all other time measuring instruments. The fact is that they measure not the same intervals of time, like all other hours do, but the uneven movement of the Sun, which is not the same thing. The difference between average time and solar is described by the equation of time. In FIG. 1 is a graph showing how the time equations change over the course of a year. A positive value means that solar time is ahead of the average, and a negative value means that it is behind.

Определение истинного, согласованного с движением Солнца, солнечного времени необходимо как при судовождении для поправки компаса, так и для некоторых геофизических работ, поэтому для определения истинного солнечного времени на практике используют специальные астрономические таблицы поправок к показываемому обычными часами среднему времени.The determination of the true solar time, consistent with the movement of the Sun, is necessary both when navigating to correct the compass, and for some geophysical work, therefore, in order to determine the true solar time, in practice, special astronomical correction tables are used for the average time shown by an ordinary clock.

Все часы кроме солнечных отмеряют одинаковые промежутки времени и показывают среднее время. Промежутками могут быть часы, минуты, секунды или миллисекунды. Чем меньше разница между двумя одинаковыми отмеренными промежутками, тем часы точнее и, стало быть, лучше. Если бы Солнце уподобилось точным часам, то оно должно было бы вращаться вокруг Земли с постоянной скоростью по круговой орбите, расположенной в плоскости экватора. Такое Солнце называют фантомным. Все наши современные представления о времени и сама система его подсчета основаны на движении этого самого фантомного Солнца, которое обращается вокруг Земли с постоянной скоростью 24 часа в сутки. И происходит это каждый день в течение всего года. Однако в реальности орбита, по которой Солнце вращается вокруг Земли эллиптическая, а не круговая. К тому же ось вращения Земли наклонена к плоскости вращения Солнца (эклиптике) под углом 23,5°. Именно эти два фактора приводят к тому, что реальное Солнце ведет себя по-другому и, наряду с фантомным средним временем, существует истинное время, которое умеют показывать только солнечные часы.All watches except the solar measure equal intervals of time and show the average time. Gaps can be hours, minutes, seconds, or milliseconds. The smaller the difference between two identical measured intervals, the more accurate the clock and, therefore, the better. If the Sun were likened to an exact clock, then it would have to rotate around the Earth at a constant speed in a circular orbit located in the plane of the equator. Such a Sun is called phantom. All our modern ideas about time and the very system of its calculation are based on the movement of this same phantom Sun, which revolves around the Earth at a constant speed 24 hours a day. And this happens every day throughout the year. However, in reality, the orbit in which the Sun rotates around the Earth is elliptical, not circular. In addition, the axis of rotation of the Earth is inclined to the plane of rotation of the Sun (ecliptic) at an angle of 23.5 °. It is these two factors that lead to the fact that the real Sun behaves differently and, along with phantom average time, there is a true time that only a sundial can show.

Описанное несоответствие среднего времени истинному имеет 6-месячный период и равняется нулю четыре раза в год: в дни равноденствия и солнцестояния. За счет фактора несоответствия эклиптики экватору (то есть из-за наклона земной оси) уравнение времени изменяется примерно от -9,87 до +9,87 минут в течение года.The described discrepancy between the average time and the true one has a 6-month period and is equal to zero four times a year: on the days of the equinox and solstice. Due to the ecliptic equator mismatch factor (that is, due to the inclination of the earth's axis), the time equation varies from about -9.87 to +9.87 minutes during the year.

Вторая причина несоответствия среднего времени истинному, то есть уравнения времени, заключается в том, что годовое движение Солнца вокруг Земли происходит по эллиптической, а не круговой орбите. В начале XVII века немецкий астроном Иоганн Кеплер открыл три закона вращения планет, из которых к уравнению времени имеют отношение первые два. Первый закон описывает все возможные орбиты движения небесных тел относительно друг друга. В частности, при огибании Солнцем Земли по эллиптической орбите Земля располагается в одном из фокусов данного эллипса, как изображено на рисунке слева. При этом точка 1 соответствует максимальному удалению Солнца от Земли и называется апогей. Минимальное расстояние между Землей и Солнцем достигается в точке 2, называемой перигей. Ближе всего Солнце подходит к Земле 3 января, а дальше всего находится 4 июня. Следует заметить, что ближайшая к Солнцу точка называется перигелий, а самая удаленная - афелий. Второй закон Кеплера утверждает, что при движении Солнца по эллиптической орбите его скорость не будет постоянной, а будет увеличиваться при приближении к Земле в точке перигея и уменьшаться в точке апогея.The second reason for the discrepancy between the average time and the true, that is, the equation of time, is that the annual movement of the Sun around the Earth occurs in an elliptical rather than circular orbit. At the beginning of the XVII century, the German astronomer Johannes Kepler discovered three laws of planetary rotation, of which the first two are related to the equation of time. The first law describes all possible orbits of the motion of celestial bodies relative to each other. In particular, when the Earth bends around the Earth in an elliptical orbit, the Earth is located in one of the foci of this ellipse, as shown in the figure on the left. In this case, point 1 corresponds to the maximum distance of the Sun from the Earth and is called the apogee. The minimum distance between the Earth and the Sun is reached at point 2, called the perigee. The Sun is closest to the Earth on January 3, and farthest is June 4. It should be noted that the point closest to the Sun is called perihelion, and the farthest point is called aphelion. Kepler’s second law states that when the sun moves in an elliptical orbit, its speed will not be constant, but will increase when approaching the Earth at the point of perigee and decrease at the point of apogee.

Таким образом, уравнение времени складывается из двух несоответствий между временем средним и истинным, то есть солнечным. Первое несоответствие связано с наклоном земной оси. А второе несоответствие проистекает из того, что Солнце движется не по круговой, а по эллиптической орбите. Поскольку сами несоответствия сложно синхронизированы и имеют разные значения, то результирующий график уравнения времени, изображенный на фиг. 1, несимметричен относительно нулевого значения. Уравнение времени принимает положительное значение, когда Солнце пересекает локальный меридиан раньше, чем это сделало бы фантомное Солнце, двигающееся равномерно по среднему времени. Отрицательное значение означает, что истинное время опаздывает по сравнению со средним. Как видно на графике, изображенном на фиг. 1, значение уравнения времени равно нулю четыре раза в год: 15 апреля, 13 июня, 1 сентября и 25 декабря.Thus, the equation of time consists of two discrepancies between the average and true time, that is, solar. The first discrepancy is due to the inclination of the earth's axis. And the second discrepancy stems from the fact that the sun does not move in a circular, but in an elliptical orbit. Since the discrepancies themselves are difficult to synchronize and have different meanings, the resulting graph of the time equation shown in FIG. 1, asymmetrical with respect to the zero value. The equation of time takes a positive value when the Sun crosses the local meridian earlier than the phantom Sun would do, moving uniformly in average time. A negative value means that the true time is late compared to the average. As can be seen in the graph depicted in FIG. 1, the value of the equation of time is zero four times a year: April 15, June 13, September 1, and December 25.

Изображенную графически 8-образную кривую уравнения времени с отметками истинного времени на момент полудня по среднему времени или среднего времени на момент полудня по истинному времени обычно называют аналемма, отражающая траекторию движения центра истинного Солнца относительно среднего Солнца.The graphically depicted 8-shaped curve of the equation of time with marks of true time at noon by average time or average time at noon by true time is usually called the analemma, which reflects the trajectory of the center of the true Sun relative to the average Sun.

По форме аналемма напоминает несимметричную восьмерку, представляющую собой описываемую в течение года траекторию центра Солнца, если его положение фиксировать в одно и тоже время суток, т.е. в одинаковые моменты среднего солнечного времени.In form, the analemma resembles an asymmetric figure of eight, which is the trajectory of the center of the sun described during the year, if its position is fixed at the same time of day, i.e. at the same moments of average solar time.

Наличие аналеммы определяется наклоном земной оси и эллиптической формой орбиты, что обуславливает различную высоту солнца на небе в течение года в одно и то же время, а также различную минимальную высоту, на которой находится солнце в небе в одно и то же время дня.The presence of the analemma is determined by the inclination of the earth's axis and the elliptical shape of the orbit, which leads to different heights of the sun in the sky during the year at the same time, as well as different minimum heights at which the sun is in the sky at the same time of the day.

Наклон Земли влияет на отклонение Солнца (склонения Солнца) вправо или влево в одно и то же время дня.The tilt of the Earth affects the deviation of the Sun (the declination of the Sun) to the right or left at the same time of the day.

Во время летнего и зимнего солнцестояния (21 июня и 21 декабря) полуденное солнце находится точно над Северными и Южными тропиками, где линии долготы ближе друг к другу, чем на экваторе.During the summer and winter solstices (June 21 and December 21), the midday sun is exactly above the North and South tropics, where the lines of longitude are closer to each other than at the equator.

Во время летнего и осеннего равноденствий (21 марта и 21 сентября) солнце в полдень будет точно над экватором, где линии долготы находятся дальше друг от друга.During the summer and autumn equinoxes (March 21 and September 21), the sun at noon will be exactly above the equator, where the lines of longitude are further apart.

Местное время связано с долготой.Local time is associated with longitude.

Дважды в год скорость движения солнца увеличивается в направлении слева направо или с востока на запад. Происходит это весной и осенью. В течение зимы и лета скорость, наоборот, уменьшается.Twice a year, the speed of the sun increases in the direction from left to right or from east to west. This happens in spring and autumn. During winter and summer, the speed, on the contrary, decreases.

Наклон Земли вызывает также изменение скорости движения солнца в течение года как с востока на запад, так и с севера на юг.The inclination of the Earth also causes a change in the speed of the sun during the year from east to west, and from north to south.

Вместе эти факторы приводят к тому, что аналемма имеет форму несимметричной цифры «восемь», в концах которой находятся солнцестояния, а в точке пересечения равноденствия.Together, these factors lead to the fact that the analemma has the form of an asymmetric figure of eight, at the ends of which there are solstices, and at the intersection of the equinox.

Эллиптическая форма орбиты приводит к тому, что Земля движется быстрее в то время, когда она находится близко к солнцу (в начале октября и марта).The elliptical shape of the orbit causes the Earth to move faster while it is close to the sun (in early October and March).

Когда Земля в начале января достигает перигелия (ближе всего подходит к Солнцу), то она движется с максимальной скоростью.When the Earth at the beginning of January reaches perihelion (closest to the Sun), then it moves at maximum speed.

В начале марта и октября, достигая афелия (максимально удаляясь от солнца), и в начале июля Земля движется медленнее всего.In early March and October, reaching aphelion (as far away from the sun), and in early July, the Earth moves most slowly.

Из-за наклона Земли расположение Солнца кажется смещенным влево или вправо, относительно местного времени. Эти процессы приводят к тому, что в течение года в одно и то же время Солнце движется слева направо в определенный период с максимальной или минимальной скоростьюDue to the tilt of the Earth, the position of the Sun seems to be shifted left or right, relative to local time. These processes lead to the fact that during the year at the same time the Sun moves from left to right in a certain period with a maximum or minimum speed

Земля достигает точки перигелия между 2-м и 5-м января, спустя почти две недели после зимнего солнцестояния (21 декабря).The earth reaches the perihelion point between January 2 and 5, almost two weeks after the winter solstice (December 21).

Аналогично Земля приходит в афелий между 3-м и 7-м июля, спустя две недели после летнего солнцестояния (21 июня).Similarly, the Earth comes to aphelion between the 3rd and 7th of July, two weeks after the summer solstice (June 21).

Максимальная и минимальная скорости движения по эллиптической орбите не меняют основной формы аналеммы, но вносят в фигуру асимметричность, то есть зимняя петля несколько больше летней, в результате чего обозначающие равноденствия точки немного удалены от пересечения аналеммы.The maximum and minimum speeds in elliptical orbit do not change the basic form of the analemma, but introduce asymmetry into the figure, that is, the winter loop is slightly larger than the summer one, as a result of which the points indicating the equinoxes are slightly removed from the intersection of the analemma.

Таким образом, посредством аналеммы можно объяснить, почему самый короткий день не совпадает с самым ранним рассветом и поздним закатом и приходится на разные дни календаря.Thus, by means of an analemma, one can explain why the shortest day does not coincide with the earliest dawn and late sunset and falls on different days of the calendar.

Значения уравнения времени на каждый день даются в астрономических ежегодниках и календарях, однако их использование не позволяет визуально отображать положения центра истинного Солнца относительно среднего Солнца, весеннего и осеннего равноденствия, летнего и зимнего солнцестояния, поэтому разрабатывают различные устройства для визуального отображения истинного солнечного времени и определения времени по Солнцу.The values of the time equation for each day are given in astronomical yearbooks and calendars, however, their use does not allow to visually display the position of the center of the true Sun relative to the average Sun, the spring and autumn equinox, summer and winter solstices, therefore, they develop various devices for visual display of true solar time and determination time in the sun.

Известны часы для показания истинного солнечного времени, раскрытые в патенте RU 2408043 С2. Известные часы снабжены устройством отображения на аналемме отклонения положения центра истинного Солнца относительно среднего Солнца, весеннего и осеннего равноденствия, летнего и зимнего солнцестояния, работа которого основана на механическом средстве, включающем шаблоны данных уравнения времени и суточного изменения склонения Солнца и сопряженного с указанными шаблонами средство индикации, выполненного с возможностью перемещения визуально воспринимаемого индикатора Солнца по аналемме.Known watches for indicating true solar time, disclosed in patent RU 2408043 C2. Famous watches are equipped with a device for displaying on an analemma the deviation of the position of the center of the true Sun relative to the average Sun, the spring and autumn equinox, summer and winter solstices, the operation of which is based on a mechanical tool that includes data templates for the equation of time and the daily change in declination of the Sun and an indication means associated with these templates made with the possibility of moving a visually perceptible indicator of the Sun by analemma.

Эти часы являются наиболее близким аналогом (прототипом) настоящего изобретения.This watch is the closest analogue (prototype) of the present invention.

Недостатком прототипа является громоздкость конструкции ввиду использования системы линейных направляющих, совершающих движение по декартовым координатам кулачков. Это также ведет к наличию большого количества дискретных элементов, что ведет к снижению точности при реализации часов, так как неточное выполнение хотя бы одного элемента из ряда ведет к цепочке неточностей системе передачи в целом и далее к снижению точности отображения истинного значения времени на аналемме. Кроме этого в известном устройстве невозможно пропустить указатель времени, например, сквозь аналемму.The disadvantage of the prototype is the cumbersome design due to the use of a linear system of guides that make movement along the Cartesian coordinates of the cams. This also leads to the presence of a large number of discrete elements, which leads to a decrease in accuracy in the implementation of hours, since inaccurate execution of at least one element from a series leads to a chain of inaccuracies in the transmission system as a whole and further reduces the accuracy of displaying the true value of time on the analemma. In addition, in the known device it is impossible to skip the time indicator, for example, through the analemma.

Задача и технический результатTask and technical result

Техническая задача, решаемая настоящим изобретением, и технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в упрощении конструкции часов с аналеммой, уменьшение габаритных размеров часов с аналеммой с одновременным повышением точности при отображении истинного времени на часах, отображения величины склонения Солнца, и приблизительной календарной даты.The technical problem solved by the present invention and the technical result achieved by using the present invention is to simplify the design of watches with analemma, reduce the overall dimensions of watches with analemma while improving accuracy when displaying the true time on the watch, displaying the declination of the Sun, and an approximate calendar dates.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Поставленная цель, требуемый и получаемый при использовании изобретения технический результат достигаются тем, что часы с аналеммой содержат корпус, циферблат, часовой механизм, аналоговый индикатор времени, приводное годовое колесо, модуль аналеммы, содержащий контур аналемматической "восьмерки" и указатель Солнца, при этом модуль аналеммы дополнительно содержит кинематически связанные с приводным годовым колесом кулачок радиуса и кулачок угла, при этом кулачок угла посредством передаточных механизмов приводит в действие колесо диска аналеммы, а кулачок радиуса посредством передаточных механизмов передает движение на указатель Солнца таким образом, что при вращении диска аналеммы указатель Солнца перемещается строго по траектории, обозначенной контуром аналемматической «восьмерки».The goal, the required and obtained by using the invention technical result is achieved in that the watch with analemma contains a case, a dial, a clockwork, an analog time indicator, a drive annual wheel, an anemma module containing an anemmatic contour "eight" and a sun pointer, while the module the anemma further comprises a radius cam and an angle cam kinematically connected to the annual drive wheel, wherein the angle cam drives the disco wheel by means of gears ka analemma, and a radius cam through gears transmits movement to the sun pointer in such a way that when the analemma disk rotates, the sun pointer moves strictly along the path indicated by the contour of the anemmatic “eight”.

Кроме этого приводное годовое колесо кинематически связано с часовым механизмом. При этом кинематическая связь может быть осуществлена посредством редуктора.In addition, the annual drive wheel is kinematically connected with the clockwork. In this case, the kinematic connection can be carried out by means of a gearbox.

Также диск аналеммы соосно насажен на ось колеса диска аналеммы и имеет на своей поверхности контур аналемматической «восьмерки». При этом на указателе аналеммы может быть нанесена шкала уравнения времени, склонения Солнца, даты и месяца, а также времени восхода и захода Солнца.Also, the analemma disk is coaxially mounted on the axis of the anemma disk wheel and has on its surface an anemmatic “eight” contour. At the same time, the scale of the equation of time, declination of the Sun, date and month, as well as the time of sunrise and sunset can be plotted on the analemma index.

Кроме этого кулачок угла взаимодействует с щупом кулачка радиуса.In addition, the angle cam interacts with the stylus of the radius cam.

При этом часы могут быть как переносными, так и стационарными.At the same time, the watch can be both portable and stationary.

При этом часовой механизм может быть базовым, серийно выпускаемым, как в стандартном исполнении, так и с дополнительной доработкой, например часовой механизм для часов с 24 часовым циферблатом, часовой механизм для часов с возможностью отображения времени в разных городах мира.In this case, the clock mechanism can be basic, commercially available, both in a standard version and with additional refinement, for example, a clock mechanism for watches with a 24-hour dial, a clock mechanism for watches with the ability to display time in different cities of the world.

Кроме этого часовой механизм может быть как механическим, так и электромеханическим.In addition, the clock mechanism can be either mechanical or electromechanical.

Поставленная цель, требуемый и получаемый при использовании изобретения технический результат достигаются тем, что в способе отображения аналеммы на часах посредством механического модуля, сопряженного с часовым механизмом, и состоящего помимо прочего из диска аналеммы, с нанесенным на нем контуром аналемматической «восьмерки» при вращении диска аналеммы указатель Солнца перемещается строго по траектории, обозначенной этим контуром.The goal, the required and obtained by using the invention, technical result is achieved by the fact that in the method of displaying the anemma on the watch by means of a mechanical module paired with the clock mechanism, and consisting, inter alia, of the analemma disk, with the anemmatic “eight” contour applied on it during rotation of the disk Analemma, the pointer of the Sun moves strictly along the trajectory indicated by this contour.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Сущность изобретения поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

Конструктивно в показанном на чертежах предпочтительном, но не единственно обязательном, варианте исполнения заявляемые часы с аналеммой, т.е. часы для показания истинного солнечного времени включают следующие детали:Structurally, in the preferred, but not the only obligatory embodiment shown in the drawings, the claimed watch with an analemma, i.e. The watch for true solar time includes the following details:

1 - корпус1 - case

2 - ремешок2 - strap

3 - заводная головка3 - crown

4 - часовая стрелка4 hour hand

5 - минутная стрелка5 minute hand

6 - циферблат6 - dial

7 - контур аналемматической «восьмерки»7 - contour of the anemmatic "figure eight"

8 - указатель Солнца8 - sun pointer

9 - шкала склонения Солнца9 - the declination scale of the Sun

10 - колесо диска аналеммы10 - wheel disk analemma

11 - кулачок угла11 - angle cam

12 - кулачок радиуса12 - radius cam

13 - диск аналеммы13 - disk analemma

14 - опорный мост14 - reference bridge

15 - щуп кулачка угла15 - angle cam probe

16 - щуп кулачка радиуса16 - stylus cam radius

17 - зубчатая рейка17 - gear rack

18 - шкала уравнения времени18 - time equation scale

19 - ось вращения рычага19 - axis of rotation of the lever

20 - приводное годовое колесо20 - annual drive wheel

21 - рычаг масштабирующий21 - scaling lever

22 - годовое колесо кулачка угла22 - annual angle cam wheel

23 - направляющая движения щупа радиуса23 - guide the movement of the probe radius

24 - гребенка угла24 - angle comb

25 - пружина гребенки угла25 - spring comb angle

26 - пружина гребенки выборки люфта26 - spring comb clearance play

27 - гребенка выборки люфта27 - comb sampling backlash

28 - рычаг указателя Солнца28 - sun pointer lever

29 - траектория движения Солнца на аналемме29 - trajectory of the sun on analemma

30 - годовое колесо кулачка радиуса30 - annual radius cam wheel

На фиг. 1 изображен график, отображающий изменение уравнения времени в течение года.In FIG. 1 is a graph depicting a change in the equation of time over a year.

На фиг. 2 показан внешний вид наручных часов с указателем аналеммы на циферблате 6 и изображенным указателем Солнца 8. In FIG. 2 shows the appearance of a watch with an analemma indicator on the dial 6 and the sun indicator 8 depicted.

На фиг. 3 показан вариант настольных часов с аналеммой, на которых отображены контур аналемматической «восьмерки» 7, указатель Солнца 8, циферблат 6, корпус часов 1 и шкала уравнения времени 18.In FIG. Figure 3 shows a variant of a desk clock with an anemma, which shows the contour of the anemhematic figure eight, a sun pointer 8, a dial 6, a watch case 1 and a time equation scale 18.

На фиг. 4 показан вариант исполнения механизма отображения аналеммы (вид спереди).In FIG. 4 shows an embodiment of an anemma display mechanism (front view).

На фиг. 5 показан вариант исполнения механизма отображения аналеммы (вид сзади).In FIG. 5 shows an embodiment of an anemma display mechanism (rear view).

На фиг. 6 показано построение кулачка радиуса 12.In FIG. 6 shows the construction of a cam of radius 12.

На фиг. 7 показано построение кулачка угла 11.In FIG. 7 shows the construction of the cam angle 11.

На фиг. 8 приведена блок-схема кинематической связи блоков часов с аналеммой через годовой редуктор.In FIG. Figure 8 shows a block diagram of the kinematic connection of the watch blocks with an analemma through an annual gearbox.

На фиг. 9 приведена блок-схема кинематической связи блоков часов с аналеммой через календарный механизм.In FIG. Figure 9 shows a block diagram of the kinematic connection of watch blocks with an analemma through a calendar mechanism.

Осуществление изобретения Первоочередно необходимо отметить, что для упрощения конструкции модуля аналеммы и связанных с ней передаточных механизмов было предложено преобразовать линейные параметры уравнения времени и величины угла склонения в полярные координаты, обеспечивающие получение необходимого нелинейного перемещения точки на плоскости. Так как склонение Солнца и уравнение времени на каждый день календарного года известны, необходимо произвести перевод этих данных в полярные координаты. Для этого необходимо вычислить радиус г и угол (р по формуламThe implementation of the invention It is first of all necessary to note that in order to simplify the construction of the analemma module and the associated transmission mechanisms, it was proposed to convert the linear parameters of the equation of time and the angle of declination into polar coordinates, providing the necessary nonlinear displacement of the point on the plane. Since the declination of the Sun and the equation of time for each day of the calendar year are known, it is necessary to translate these data into polar coordinates. For this, it is necessary to calculate the radius r and the angle (p according to the formulas

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

где в качестве х и у используем уравнение времени и угол склонения соответственно, то есть х - уравнение времени, а у - угол склонения.where as x and y we use the equation of time and the declination angle, respectively, that is, x is the equation of time, and y is the declination angle.

Полученные результаты приведены в таблице 1.The results are shown in table 1.

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Figure 00000009
Figure 00000009

Figure 00000010
Figure 00000010

Figure 00000011
Figure 00000011

Эти данные используют для проектирования и построения кулачка радиуса (фиг. 6) и кулачка угла (фиг. 7). Конструктивно выбирают наибольшее и наименьшее значение и, исходя из этих значений, выстраивают профили кулачков.This data is used to design and build a radius cam (FIG. 6) and an angle cam (FIG. 7). Structurally select the largest and smallest value and, based on these values, build cam profiles.

Рассмотрим устройство часов, представленных на фиг. 4 и на фиг. 5. На приводное годовое колесо 20 передается движение от часового механизма (на чертежах не показано). Для примера от стандартного часового колеса часового механизма приводится в движение суточное колесо, которое через редуктор с передаточным отношением 365:1 (73×5) фиг. 8, приводит в движение колесо 20, которое делает один оборот в год. Колесо 20 приводит в движение годовое колесо кулачка угла 22, которое имеет неподвижное соединение с кулачком угла 11, а также годовое колесо кулачка радиуса 30, которое имеет неподвижное соединение с кулачком радиуса 12. Таким образом, кулачки угла 11 и радиуса 12 совершают один оборот в год.Consider the watch device shown in FIG. 4 and in FIG. 5. The drive from the clockwork is transmitted to the annual drive wheel 20 (not shown in the drawings). For example, the daily wheel is driven from a standard watch wheel of a clock mechanism, which through a gearbox with a gear ratio of 365: 1 (73 × 5) of FIG. 8 drives a wheel 20, which makes one revolution per year. Wheel 20 drives the annual cam wheel of angle 22, which has a fixed connection with the cam of angle 11, as well as the annual cam wheel of radius 30, which has a fixed connection with the cam of radius 12. Thus, the cams of angle 11 and radius 12 make one revolution in year.

К фасонной поверхности кулачка угла 11 прилегает щуп кулачка угла 15, находящийся на конце зубчатой рейки 17. С зубчатой рейкой 17 входит в зацепление гребенка угла 24, которая второй зубчатой частью взаимодействует с колесом диска аналеммы 10. На ось указанного колеса диска аналеммы 10 соосно насажен непосредственно сам диск аналеммы 13. Диск аналеммы 13 имеет на своей поверхности контур аналемматической «восьмерки» 7. С колесом диска аналеммы 10 также взаимодействует гребенка выборки люфта 27, подпружиненная пружиной гребенки выборки люфта 26.An angle cam 15 probe located at the end of the gear rack 17 is adjacent to the contoured surface of the angle cam 11. The gear angle 17 is engaged with the gear rack 17 and engages the second gear portion with the analemma disk 10. The axis of the anemma disk 10 is aligned with the axle directly the disk of analemma 13. The disk of anemma 13 has on its surface the contour of an anematic “figure eight” 7. A comb of a backlash sample 27, spring-loaded by a spring of a comb of a backlash sample 26, also interacts with the wheel of the disk of analemma 10.

С фасонной поверхностью кулачка радиуса 12 взаимодействует щуп кулачка радиуса 16, который находится в направляющей прорези движения щупа радиуса 23, образованной на опорном мосте 14. На оси вращения рычага 19 находится масштабирующий рычаг 21, который передает движение на рычаг указателя Солнца 28. На рычаге указателя Солнца 28 расположен непосредственно сам указатель Солнца 8.A cam of a radius 16 interacts with a contoured surface of a cam of radius 12, which is located in the guide slot of the motion of a stylus of radius 23 formed on the supporting bridge 14. On the axis of rotation of the lever 19 there is a scaling lever 21, which transmits movement to the lever of the sun pointer 28. On the pointer lever The sun 28 is located directly pointer to the sun 8.

Вращаясь, кулачок угла 11 перемещает зубчатую рейку 17 и гребенка угла 24 поворачивает колесо диска аналеммы 10, а с ним и диск аналеммы 13.Rotating, the cam of the angle 11 moves the gear rack 17 and the comb of the angle 24 rotates the wheel of the disk analemma 10, and with it the disk analemma 13.

Вращаясь, кулачок радиуса 12 перемещает через щуп кулачка радиуса 16, рычаг масштабирующий 21 и рычаг указателя Солнца 28, тем самым перемещается указатель Солнца 8.Rotating, a cam of radius 12 moves through a stylus of a cam of radius 16, the scaling lever 21 and the lever of the sun pointer 28, thereby moving the sun pointer 8.

Таким образом, диск аналеммы 13 с нанесенным на него контуром аналемматической «восьмерки» 7 совершает вращение по часовой и против часовой стрелки, с заданной скоростью и направлением вращения заданной от кулачка угла 11. Одновременно с этим указатель Солнца 8 совершает возвратно-поступательные движения с заданной скоростью и направлением движения, которое задается от кулачка радиуса 12.Thus, the disk of analemma 13 with the analhematic figure eight contour applied on it 7 rotates clockwise and counterclockwise, at a given speed and direction of rotation, of the angle 11 set from the cam. At the same time, the sun pointer 8 reciprocates with the given speed and direction of motion, which is set from a cam of radius 12.

Причем кулачки радиуса 12 и угла 11 рассчитаны и установлены таким образом, что указатель Солнца 8 совершает движение строго по траектории, очерченной контуром аналемматической «восьмерки» 7 вращающегося диска аналеммы 13. Тем самым повторяют астрономическую траекторию аналеммы.Moreover, the cams of radius 12 and angle 11 are calculated and set in such a way that the pointer of the Sun 8 moves strictly along the trajectory outlined by the contour of the anemmatic “figure eight” 7 of the rotating disk of analemma 13. Thus, the astronomical trajectory of the analemma is repeated.

Еще один вариант выполнения часов - это совмещение того же редуктора с календарным механизмом. Этот вариант не раскрыт на чертежах, но может быть понятен специалисту в данной области техники. Как пример колесо - звездочка с 365 зубьями, подпружиненная фиксатором, на ось которой насажена стрелка, показывающая одновременно даты и месяцы. Суточное колесо раз в сутки поворачивает это колесо на один зуб, и стрелка на оси показывает следующую дату. Для приведение в действие аналеммы, эта звездочка может выполнять роль, как годового колеса, так и быть кинематически связана с ним. Кроме этого существует ряд календарных и астрономических функций имеющих годовой цикл.Another embodiment of the watch is the combination of the same gear with a calendar mechanism. This option is not disclosed in the drawings, but may be understood by a person skilled in the art. As an example, a wheel is an asterisk with 365 teeth, spring-loaded with a lock, on the axis of which an arrow is mounted, showing both dates and months. The daily wheel turns this wheel once a day by one tooth, and the arrow on the axis shows the next date. To actuate the analemma, this sprocket can play the role of both an annual wheel and be kinematically connected with it. In addition, there are a number of calendar and astronomical functions having an annual cycle.

Например, подвижная карта звездного неба, указатель восхода и захода Солнца, указатель номера года и т.д.For example, a moving map of the starry sky, a pointer to sunrise and sunset, a pointer to the number of the year, etc.

Каждое из указанных вариантов выполнения дает возможность использовать предложенное решение не только в стационарных часах (напольных, каминных), но и в переносных часах (карманных, наручных и пр.).Each of these options makes it possible to use the proposed solution not only in a stationary clock (floor, mantelpiece), but also in a portable clock (pocket, wrist, etc.).

Таким образом, заявленное изобретение решает поставленную перед ним задачу и обеспечивает достижение заявленного технического результата, который заключается в упрощении конструкции часов с аналеммой, уменьшение габаритных размеров часов с аналеммой, повышение точности отображения истинного времени и отображения величины склонения Солнца за счет исключения большого количества дискретных элементов и разработки принципиально новой конструкции кулачковых механизмов угла и радиуса.Thus, the claimed invention solves the task set for it and ensures the achievement of the claimed technical result, which consists in simplifying the design of watches with analemma, reducing the overall dimensions of watches with analemma, increasing the accuracy of displaying the true time and displaying the declination of the Sun by eliminating a large number of discrete elements and development of a fundamentally new design of cam mechanisms of angle and radius.

Учитывая новизну совокупности существенных признаков, техническое решение поставленной задачи, изобретательский уровень и существенность всех общих и частных признаков заявленного изобретения, доказанных в разделе «Уровень техники» и «Раскрытие изобретения», доказанную в разделе «Осуществление и промышленная реализация изобретения» техническую осуществимость и промышленную применимость изобретения, решение поставленных изобретательских задач и уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании изобретения, по нашему мнению, заявленная группа изобретений удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к изобретениям.Given the novelty of the set of essential features, the technical solution of the problem, the inventive step and the relevance of all the general and particular features of the claimed invention, proven in the section "prior art" and "Disclosure of the invention", proven in the section "Implementation and industrial implementation of the invention" technical feasibility and industrial applicability of the invention, solving inventive problems and confidently achieving the required technical result when implementing and using In the case of inventions, in our opinion, the claimed group of inventions satisfies all the eligibility requirements for inventions.

Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки изобретения являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели изобретения, но и позволяют реализовать изобретение промышленным способом.The analysis also shows that all the general and particular features of the invention are essential, since each of them is necessary, and all together they are not only sufficient to achieve the purpose of the invention, but also make it possible to realize the invention in an industrial way.

Кроме этого анализ совокупности существенных признаков изобретения и достигаемого при их использовании единого технического результата показывает наличие единого изобретательского замысла, тесную и неразрывную связь между часами с аналеммой и способом отображения аналеммы на часах. Это позволяет объединить изобретения в одной заявке, то есть обеспечить требования критерия единства изобретения.In addition, the analysis of the totality of the essential features of the invention and the uniform technical result achieved by using them shows the existence of a single inventive concept, a close and inextricable link between the watch with analemma and the way the anemma is displayed on the watch. This allows you to combine the invention in one application, that is, to provide the requirements of the criterion of unity of invention.

Claims (10)

1. Часы с аналеммой, содержащие корпус, циферблат, часовой механизм, аналоговый индикатор времени, приводное годовое колесо, модуль аналеммы, содержащий контур аналемматической "восьмерки" и указатель Солнца, отличающиеся тем, что модуль аналеммы дополнительно содержит кинематически связанные с приводным годовым колесом кулачок радиуса и кулачок угла, при этом кулачок угла посредством передаточных механизмов приводит в действие колесо диска аналеммы, а кулачок радиуса посредством передаточных механизмов передает движение на указатель Солнца таким образом, что при вращении диска аналеммы указатель Солнца перемещается строго по траектории, обозначенной контуром аналемматической «восьмерки».1. An anemma watch, comprising a case, a dial, a clockwork, an analog time indicator, an annual drive wheel, an anemma module containing an anemmatic “eight” circuit and a sun pointer, characterized in that the anemma module further comprises a cam kinematically associated with the annual drive wheel radius and angle cam, while the angle cam by means of gears drives the analemma disk wheel, and the radius cam by means of gears transfers movement to the pointer Of the Sun in such a way that when the disk of the analemma rotates, the pointer of the Sun moves strictly along the trajectory indicated by the contour of the anemalmatic “eight”. 2. Часы по п. 1, отличающиеся тем, что приводное годовое колесо кинематически связано с часовым механизмом.2. The watch according to claim 1, characterized in that the annual drive wheel is kinematically connected with the clockwork. 3. Часы по п. 2, отличающиеся тем, что кинематическая связь может быть осуществлена посредством редуктора.3. The watch according to claim 2, characterized in that the kinematic connection can be carried out by means of a gearbox. 4. Часы по п. 1, отличающиеся тем, что диск аналеммы соосно насажен на ось колеса диска аналеммы и имеет на своей поверхности контур аналемматической «восьмерки».4. The watch according to claim 1, characterized in that the analemma disk is coaxially mounted on the axis of the anemma disk wheel and has on its surface an anemmatic “eight” circuit. 5. Часы по п. 1, отличающиеся тем, что на указателе аналеммы может быть нанесена шкала уравнения времени, склонения Солнца, даты и месяца, а также времени восхода и захода Солнца.5. The watch according to claim 1, characterized in that the scale of the equation of time, declination of the Sun, date and month, and also the time of sunrise and sunset can be plotted on the analemma pointer. 6. Часы по п. 1, отличающиеся тем, что кулачок угла взаимодействует с щупом кулачка радиуса.6. The watch according to claim 1, characterized in that the angle cam interacts with the stylus of the radius cam. 7. Часы по п. 1, отличающиеся тем, что часы могут быть как переносными, так и стационарными.7. The watch according to claim 1, characterized in that the watch can be both portable and stationary. 8. Часы по п. 1, отличающиеся тем, что часовой механизм может быть базовым, серийно выпускаемым как в стандартном исполнении, так и с дополнительной доработкой, например часовой механизм для часов с 24 часовым циферблатом, часовой механизм для часов с возможностью отображения времени в разных городах мира.8. A watch according to claim 1, characterized in that the clock mechanism can be basic, commercially available both as a standard and with additional refinement, for example, a clock mechanism for watches with a 24-hour dial, a clock mechanism for watches with the ability to display time in different cities of the world. 9. Часы по п. 1, отличающиеся тем, что часовой механизм может быть как механическим, так и электромеханическим.9. A watch according to claim 1, characterized in that the clock mechanism can be either mechanical or electromechanical. 10. Способ отображения аналеммы на часах посредством механического модуля, сопряженного с часовым механизмом и состоящего из кинематически связанного с приводным годовым колесом кулачка радиуса и кулачка угла, при этом кулачок угла посредством передаточных механизмов приводит в действие колесо диска аналеммы, а кулачок радиуса посредством передаточных механизмов передает движение на указатель Солнца таким образом, что при вращении диска аналеммы указатель Солнца перемещается строго по траектории, обозначенной контуром аналемматической «восьмерки».10. A method for displaying an anemma on a watch by means of a mechanical module coupled to a clock mechanism and consisting of a radius cam and an angle cam kinematically connected to the annual drive wheel, wherein the angle cam drives the analemma disk by gears and the radius cam by gears transmits the movement to the Sun pointer in such a way that when the disk of the analemma rotates, the Sun pointer moves strictly along the trajectory indicated by the contour of the anemma Coy of the G8.
RU2015150707A 2015-11-26 2015-11-26 Clock with analemma and method of displaying analemma RU2619096C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015150707A RU2619096C1 (en) 2015-11-26 2015-11-26 Clock with analemma and method of displaying analemma

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015150707A RU2619096C1 (en) 2015-11-26 2015-11-26 Clock with analemma and method of displaying analemma

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2619096C1 true RU2619096C1 (en) 2017-05-11

Family

ID=58715941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015150707A RU2619096C1 (en) 2015-11-26 2015-11-26 Clock with analemma and method of displaying analemma

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2619096C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2734445C1 (en) * 2020-02-27 2020-10-16 Константин Юрьевич Чайкин Clock with mars time equation and method for determining time equation on clock face
RU2796107C1 (en) * 2021-12-28 2023-05-17 Константин Юрьевич Чайкин Clock with service life indicator

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2127894C1 (en) * 1998-04-14 1999-03-20 Рафаилова Мария Адюмовна Sun gnomon calendar with nomogram of time equation and sun declination
US6597457B1 (en) * 1991-12-09 2003-07-22 Goodrich Corporation Calibration of solar reflectance panel
WO2005081617A2 (en) * 2004-02-23 2005-09-09 Paul Moraly Device for determining the direction of a pre-determined geographical area from any geographical point
RU2408043C2 (en) * 2008-04-25 2010-12-27 Константин Юрьевич Чайкин Method and calendar device for display on analemma deviation of position of centre of real sun from mean sun, vernal and autumnal equinox, summer and winter solstice

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6597457B1 (en) * 1991-12-09 2003-07-22 Goodrich Corporation Calibration of solar reflectance panel
RU2127894C1 (en) * 1998-04-14 1999-03-20 Рафаилова Мария Адюмовна Sun gnomon calendar with nomogram of time equation and sun declination
WO2005081617A2 (en) * 2004-02-23 2005-09-09 Paul Moraly Device for determining the direction of a pre-determined geographical area from any geographical point
RU2408043C2 (en) * 2008-04-25 2010-12-27 Константин Юрьевич Чайкин Method and calendar device for display on analemma deviation of position of centre of real sun from mean sun, vernal and autumnal equinox, summer and winter solstice

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2734445C1 (en) * 2020-02-27 2020-10-16 Константин Юрьевич Чайкин Clock with mars time equation and method for determining time equation on clock face
RU2796107C1 (en) * 2021-12-28 2023-05-17 Константин Юрьевич Чайкин Clock with service life indicator
RU221141U1 (en) * 2023-07-03 2023-10-23 Общество с ограниченной ответственностью "Константин Чайкин" DOUBLE INDICATION MECHANISM WITH SMOOTH AND DISCRETE POSITION OF INDICATORS ON THE WATCH DIAL

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2681297C1 (en) Time device with multi-functional mechanism of indication of earth and mars opposition cycles
RU151206U1 (en) CLOCK WITH SIMULTANEOUS INDICATION OF LUNAR AND EARTH PHASES
US7372781B2 (en) Watch comprising a solar time display
CN104049522B (en) Universal running equation of time mechanism and method of setting the same
RU2696672C1 (en) Clock with age indication of universe
CN104246627A (en) Universal running equation of time mechanism, and method for setting such a mechanism
RU2619096C1 (en) Clock with analemma and method of displaying analemma
CN100495254C (en) periplanetary chronometer
RU2559045C1 (en) Clock having lunar phase display and method for said display
RU146127U1 (en) CLOCK WITH MECHANICAL DEVICE FOR DISPLAYING THE MOVEMENT OF THE MOON AROUND THE EARTH REGARDING THE SUN
RU2557345C1 (en) Clock with mechanical device for displaying moon movement around earth relative to sun
RU2572466C1 (en) Clock with lunar calendar
RU2559624C1 (en) Clock having device for simultaneously displaying moon and earth phases and method for said display
CN105334713B (en) A starry sky display mechanism for a watch
CN205353587U (en) Watch with lunar calendar indicating mechanism
CN1195249C (en) Decimal chronometer for planet solar day
CN2249939Y (en) The earth and moon motion instrument
JP2009229069A (en) Timepiece provided with mechanism displaying position and age of moon
RU2724959C1 (en) Clock with perpetual martian calendar
CN216084089U (en) Clock with demonstration ground-day relative position relation and correlation function
RU2737920C1 (en) Clock with martian calendar
CN2256110Y (en) Chronometer
RU2433442C1 (en) Device and method of displaying jewish time units (versions)
RU103941U1 (en) JEWISH TIME UNIT INDICATOR (OPTIONS)
RU77459U1 (en) CALENDAR MAPPING DEVICE ON AN ANALEMM OF DECLINING THE POSITION OF THE CENTER OF A TRUE SUN RELATING TO THE MIDDLE SUN, SPRING AND AUTUMN EQUILIBRIUM, SUMMER AND WINTER SUNSTONE (EGG)

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20181115

Effective date: 20181115