專利名稱：一種機電指針式大型鐘的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機電指針式大型鐘，特別是涉及一種機電指針式大型鐘的運針機芯結構，日歷顯示，鐘面安裝和轉動件軸結構材質。
背景技術：
通常，指針長度圓周半徑為0.5米及以上的鐘稱之為大型鐘。它被廣泛使用于各國的機場、車站、廣場、銀行、塔樓等公共場所。電子技術的發(fā)展改革了傳統(tǒng)鐘表的結構，但由于電子技術的局限性，傳統(tǒng)的鐘表運針機械結構仍沿用至今。運針機芯制造工藝復雜，傳動磨擦系數(shù)大，存在易腐蝕、易磨損、易油滯等問題，遇上高濕、冰凍等惡劣氣候或瞬間停電等因素都有可能會影響走時精度，喪失運行可靠性、持久性，并且維修困難，費用昂貴。
現(xiàn)行指針式大型鐘，因機械結構的局限性，無法像民用鐘表那樣攜幾個機械日歷盤機構運行。
如今雖有各類電子顯時(計歷)器問世，并被廣泛應用，但仍然因產(chǎn)品功耗大，受停電、瞬間停電，元器件質量，怕強光、側視、潮濕，不宜室外安裝的制約，也不適應部分公眾的指針計時習慣，所以指針式大型鐘的應用仍會受到歡迎和重視。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是解決現(xiàn)有指針式大型鐘存在的技術問題，如運針機芯傳動系統(tǒng)存在的磨擦系數(shù)大，易腐蝕、易磨損、易產(chǎn)生油滯，校調指針困難，應付停電和瞬間停電的影響，而需要改進運針機芯結構；大型鐘面受時間、重力、熱脹冷縮等因素影響而產(chǎn)生的平面不平整度問題；缺乏與指針式大型鐘配合應用的微功耗大幅面日歷顯示裝置等。
本發(fā)明提出了與一種機電指針式大型鐘相關的運針機芯結構、微功耗大幅面日歷顯示裝置、鐘面安裝、轉動件軸結構材質的技術方案，具體敘述如下
本發(fā)明大型鐘的鐘體結構，外殼采用表面陽極酸化處理耐腐蝕的超高強度優(yōu)質鋁合金型材，采用準方型或準圓形造型，邊框用段料型材鋁合金圓角相接，簡潔、美觀、大方，制造工藝方便、快捷。整個框架對徑1～1.4米，邊框內(nèi)安裝不銹鋼內(nèi)構架，內(nèi)構架中央位置安裝機芯，內(nèi)構架裝針面平面上安裝鐘面。機芯的平面尺寸約為100×100(mm×mm)，厚度約為40～45mm。所以本發(fā)明大型鐘又可稱之為超薄型大型鐘。
本發(fā)明大型鐘的機電運針機芯結構。運針機芯結構主要由A、脈沖步進電機組件，B、運針傳動輪系統(tǒng)，C、順逆向撥針機構，D、報點、報歷觸發(fā)信號輸出機構四部分組成，同時采用分輪設置在運針機芯后夾板組件外的分輪背向設計，運針機芯受電器模塊控制，電器模塊由6～4.8v不間斷電池供電，由太陽能或220v作為補償電源。
四部分的具體結構為A、脈沖步進電機組件(1)，它被用作時標，B、運針傳動輪系統(tǒng)轉子組件(2)，驅動輪I組件(3)，驅動輪II組件(4)，磨擦輪組件(5)，立輪組件(6)，分輪組件(7)，分輪座組件(8)，過輪組件(9)，時輪組件(10)，C、順逆向撥針機構撥針電機(11)，主齒輪(12)，撥針驅動輪組件(13)，撥針離合輪組件(14)，D、報點、報歷觸發(fā)信號輸出機構報點抬閘組件(15)，微動開關I(16)，報歷抬閘組件(17)，微動開關II(18)。
所述的立輪組件(6)的齒軸伸出運針機芯后夾板組件(19)平面外，分輪組件(7)的分輪設置在后夾板組件(19)外，與立輪平行嚙合，這就是分輪的背向設計安裝。
所述的主齒輪(12)設置在撥針電機(11)的輸出軸上，主齒輪(12)伸出在后夾板組件(19)外，撥針驅動輪組件(13)的齒輪也設置在后夾板組件(19)外與主齒輪(12)平行嚙合。當撥針電機(11)順時針旋轉時，撥針驅動輪(13)驅動撥針離合輪(14)順時針向嚙合立輪(6)，驅動立輪(6)快速逆時針向校時，反之，當撥針電機逆時針旋轉時，撥針驅動輪驅動撥針離合輪逆時針向嚙合立輪，驅動立輪順時針向校時。
電器模塊共有四組導線控制運針機芯，一組導線接脈沖步進電機(1)。另一組導線接撥針電機(11)，輸入正電壓，則撥針輪順轉，逆向校時，輸入負電壓，則撥針輪逆轉，順向校時。第三組導線接微動開關I(16)，由報點抬閘(15)推動微動開關I(16)向電器模塊輸出開關信號。報點信號僅供外接報點功率放大器，以供報點。第四組導線接微動開關II(18)，由報歷抬閘(17)推動微動開關II(18)向電器模塊輸出開關信號。報歷信號供接日歷顯示裝置換歷運作。
本發(fā)明大型鐘的日歷顯示裝置。采用微功耗大幅面機電日歷顯示裝置，由四只獨立設置的日歷箱組成，分別顯示年、月、日、星期。將所用日歷字母全部印制在長條絳綸薄膜上，稱為日歷帶基。在單個日歷字母的薄膜背后印有單個日歷編碼色標。日歷箱主要由兩只主帶輪主帶輪A、主帶輪B，兩只過帶輪，一只微電機，齒輪變速箱，信號采樣柱，日歷帶基，日歷帶基張緊機構，電路組成。日歷帶基兩頭分別固定在主帶輪A和主帶輪B的滾軸上，再經(jīng)過日歷箱上下兩只過帶輪定位滾軸形成日歷帶基的滾(移)動軌跡，由日歷帶基的張緊機構來實施換歷運行時的交替兩個主帶輪的張緊和解阻作用，即A輪卷帶時，B輪就會攜有張緊帶基的阻力，反之，當B輪倒帶時，即反向更換日歷，A輪也就會攜有張緊帶基的阻力。由信號采樣柱上的電子感應管無接觸搜索色標，日歷定位。每天零點換歷時，微電機平均工作5秒左右，DC4.8v，0.384w。
本發(fā)明大型鐘的鐘面安裝。鐘面采用浮裝設計，鐘面浮裝在內(nèi)構架的裝針面平面上，鐘面周邊用6～18個拉簧，拉簧一頭扣在鐘面的周邊，另一頭扣在內(nèi)構架的內(nèi)側周邊，起到平面張緊鐘面的作用。利用1～12鐘點字塊，字塊固定柱上安放鐘面壓簧，字塊固定柱穿過鐘面定位在內(nèi)構架的分度點上，用柱腳銷固定，壓簧一端限位在字塊內(nèi)平面，另一端浮壓鐘面，起到推壓鐘面緊貼內(nèi)構架平面的作用。
本發(fā)明大型鐘的轉動件軸結構材質。傳動輪系統(tǒng)的轉動軸(21)采用不銹鋼(1Cr18Ni9Ti)材質，運針機芯前夾板組件(20)和后夾板組件(19)中的軸套(22)采用聚四氟乙烯材質。
本發(fā)明的優(yōu)點是對指針式大型鐘從運針機芯結構到所用材質進行了多方面的系統(tǒng)化的改進，從而實現(xiàn)了低功耗機電運針計時和日歷顯示等多項功能。具體而言采用了本發(fā)明所述的運針機芯結構和分輪背向設計，在結構上為設計、安裝順逆向撥針機構和報點報歷機構留出了足夠的空間，也為傳動系統(tǒng)提供了充足的運行空間。
由于設計順逆向撥針機構，在校調指針時不需人機接觸，與脈沖變頻跟蹤對時比較，操作更為方便快捷。
分輪的背向設計和采用粗軸徑分輪為分輪軸兩端增加了必要的固定間距。時、分輪各自運行轉動軌跡，較大程度地減少了時、分輪之間的磨擦系數(shù)，增強了時分針運行的穩(wěn)定性。
本發(fā)明日歷顯示的優(yōu)點就是低功耗大幅面日歷顯示，字跡清楚，不受停電和瞬間停電的影響。大幅面日歷顯示裝置在研制時遇到的最大問題是日歷帶基易松馳。如果帶基圈兩頭張緊，則換歷運行時阻力勢必增大，造成電機功耗加大?？紤]到不間斷電源的有限性，研制了交替主帶輪解阻結構，即A輪卷帶時，B輪就會攜有張緊帶基的阻力，反之，當B輪倒帶(反向更換日歷)時，A輪也就會攜有張緊帶基的阻力，由于結構的合理，大幅度降低了換歷時的功耗。每天零點換歷時，微電機平均工作5秒左右，DC4.8v，0.384w，日歷箱外殼注塑成型，零部件通用性，標準化，材料耐腐蝕，整體結構經(jīng)久耐用，可確保長期免加油、免維護，保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。
本發(fā)明由于采用了大型鐘面的浮裝設計，在時間、重力、熱脹冷縮等因素作用下，鐘面材質所產(chǎn)生的延伸或收縮與傳統(tǒng)大型鐘面四周緊固做法相比較，有了調節(jié)活動的范圍，可以保持大型鐘面的持久平整。
本發(fā)明轉動軸套采用聚四氟乙烯材質，具有自潤滑性，轉動軸采用不銹鋼(1Cr18Ni9Ti)材質，具有耐腐蝕性，兩者配合使用具有自潤滑、耐腐蝕、耐磨損的特點，不需加油潤滑，避免了傳統(tǒng)的軸結構產(chǎn)生的油滯現(xiàn)象，且聚四氟乙烯軸套和不銹鋼軸用久之后均可以更換。
還可發(fā)揮運針機芯的“積木式”功能，可組成一運針機芯攜二時針二分針正背面同時同步運行。此結構可適用于室內(nèi)外安裝的雙面可視鐘，俗稱雙面鐘。
總之，本發(fā)明的各項技術方案可以單獨應用，也可復合應用，綜合的優(yōu)點就是機電結構的運行不受停電、瞬時停電的影響；耐腐蝕、耐磨損、不產(chǎn)生油滯；不受氣候、環(huán)境的影響，走時精確、可靠、持久。


圖1運針機芯結構裝配面(后夾板面)示意2運針機芯結構裝配面剖面示意3運針機芯結構側視示意4運針機芯的軸結構示意1、圖2、圖3和圖4中，1脈沖步進電機組件，2轉子組件，3驅動輪I組件，4驅動輪II組件，5磨擦輪組件，6立輪組件，7分輪組件，8分輪座組件，9過輪組件，10時輪組件，11撥針電機，12主齒輪，13撥針驅動輪組件，14撥針離合輪組件，15報點抬閘組件，16微動開關I，17報歷抬閘組件，18微動開關II，19后夾板組件，20前夾板組件，21轉動軸示例，22軸套示例。
具體實施例方式
實施例1一種準方型的機電指針式大型鐘。鐘面安裝采用了拉簧和壓簧的浮裝安放。轉軸結構采用了聚四氟乙烯軸套和不銹鋼轉軸，已通過了十一年的軸孔無油運行，為運轉機芯運行的長時期免加油、免維護提供了結構上的保證。運針機芯的傳動輪系可選擇用8HZ/S或0.5HZ/S兩種速比的傳動輪系。運針機芯的分輪軸裝配精度高，軸徑跳動0.008mm左右，徑向負重試驗大于60公斤，可攜圓周半徑長度0.5米的分針在一般封閉條件下作平衡線性運動，運針功耗為0.5HZ/S系列DC4.8v，功耗小于2.4mw(間隙工作)，8HZ/S系列DC4.8v，功耗小于2.2mw(連續(xù)工作)，分針力矩978克厘米左右，采用微功耗大幅面日歷顯示裝置，每天零點換歷時，微電機平均工作5秒左右，DC4.8v，功耗0.384w。
權利要求
1.一種機電指針式大型鐘，包括運針機芯結構，其特征是運針機芯結構主要由A脈沖步進電機組件，B運針傳動輪系統(tǒng)，C順逆向撥針機構，D報點、報歷觸發(fā)信號輸出機構四部分組成，采用分輪設置在運針機芯后夾板組件外的分輪背向設計，運針機芯受電器模塊控制，四部分的結構為A脈沖步進電機組件(1)，B運針傳動輪系統(tǒng)轉子組件(2)，驅動輪I組件(3)，驅動輪II組件(4)，磨擦輪組件(5)，立輪組件(6)，分輪組件(7)，分輪座組件(8)，過輪組件(9)，時輪組件(10)，C順逆向撥針機構撥針電機(11)，主齒輪(12)，撥針驅動輪組件(13)，撥針離合輪組件(14)，D報點、報歷觸發(fā)信號輸出機構報點抬閘組件(15)，微動開關I(16)，報歷抬閘組件(17)，微動開關II(18)，立輪組件(6)的齒軸伸出運針機芯后夾板組件(19)平面外，分輪組件(7)的分輪設置在后夾板組件(19)外，與立輪平行嚙合，主齒輪(12)設置在撥針電機(11)的輸出軸上，主齒輪(12)伸出在后夾板組件(19)外，撥針驅動輪組件(13)的齒輪也設置在后夾板組件(19)外，與主齒輪(12)平行嚙合，當撥針電機(11)順時針旋轉時，撥針驅動輪(13)驅動撥針離合輪(14)順時針向嚙合立輪(6)，驅動立輪(6)逆時針向校時，反之，當撥針電機逆時針旋轉時，撥針驅動輪驅動撥針離合輪逆時針向嚙合立輪，驅動立輪順時針向校時，運針機芯受電器模塊控制，電器模塊一組導線接通脈沖步進電機(1)，另一組導線接通撥針電機(11)，輸入正電壓則撥針輪順轉，輸入負電壓則撥針輪逆轉，第三組導線接微動開關I(16)，第四組導線接微動開關II(18)。
2.一種機電指針式大型鐘，包括日歷顯示裝置，其特征是日歷顯示裝置由四只獨立設置的日歷箱組成，分別顯示年、月、日、星期，將所用日歷字母全部印制在長條絳綸薄膜上，稱為日歷帶基，在單個日歷字母的薄膜背面印有單個日歷編碼色標，日歷箱主要由兩只主帶輪主帶輪A、主帶輪B，兩只過帶輪，一只微電機，齒輪變速箱，信號采樣柱，日歷帶基，日歷帶基張緊機構、電路組成；日歷帶基兩頭分別固定在主帶輪A和主帶輪B的滾軸上，再經(jīng)過日歷箱上下兩只過帶輪定位滾軸形成日歷帶基的滾動軌跡，由日歷帶基張緊機構來實施換歷運行時的交替兩個主帶輪的張緊和解阻作用，由信號采樣柱上的電子感應管無接觸搜索色標，日歷定位，日歷顯示裝置的換歷運作受電器模塊控制。
3.一種機電指針式大型鐘，包括鐘面安裝，其特征是鐘面浮裝在內(nèi)構架的裝針面平面上，鐘面周邊用6～18個拉簧，拉簧一頭扣在鐘面的周邊，另一頭扣在內(nèi)構架的內(nèi)側周邊，起到平面張緊鐘面的作用；利用1～12鐘點字塊，字塊固定柱上安放鐘面壓簧，字塊固定柱穿過鐘面定位在內(nèi)構架的分度點上，用柱腳銷固定，壓簧一端限位在字塊內(nèi)平面，另一端浮壓鐘面，起到推壓鐘面緊貼內(nèi)構架平面的作用。
4.一種機電指針式大型鐘，包括轉動件軸結構材質，其特征是轉動軸(21)采用不銹鋼材質，運針機芯前夾板組件(20)和后夾板組件(19)中的軸套(22)采用聚四氟乙烯材質。
全文摘要
一種機電指針式大型鐘，本發(fā)明涉及一種機電指針式大型鐘的運針機芯結構，日歷顯示，鐘面安裝和轉動件軸結構材質。運針機芯結構由脈沖步進電機，運針傳動輪系統(tǒng)，順逆向撥針機構和報點、報歷觸發(fā)信號輸出機構四部分組成，分輪采用背向設計，設置在機芯后夾板組件外，為設置撥針機構和報點報歷機構留出了充足的空間。實現(xiàn)了微功耗大幅面的日歷顯示，鐘面用拉簧和壓簧進行浮裝，可保持鐘面持久平整。軸結構采用耐腐蝕耐磨損材質，可自潤滑、免加油。本發(fā)明大型鐘的運行不受停電、瞬間停電的影響，耐腐蝕、耐磨損，不產(chǎn)生油滯，不受氣候、環(huán)境的影響，走時精確、可靠、持久。
文檔編號G04C21/00GK1399175SQ0213820
公開日2003年2月26日 申請日期2002年8月30日 優(yōu)先權日2002年8月30日
發(fā)明者王明德 申請人:王明德