專利名稱：包括用于確定時(shí)鐘的模擬指示器的角位置的裝置的時(shí)鐘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明 一般地涉及提供有包括至少 一個(gè)可移動(dòng)指示器的模擬顯示 裝置且包括用于檢測(cè)可移動(dòng)指示器已走的步的裝置的時(shí)鐘。本發(fā)明更 特定地涉及此類時(shí)鐘，其中步的檢測(cè)用于檢查可移動(dòng)指示器的角位 置。
背景技術(shù)：
已知帶有模擬顯糸件的電子時(shí)鐘，它包括內(nèi)部數(shù)字時(shí)計(jì)作為在面 盤上方旋轉(zhuǎn)的指針的補(bǔ)充。此內(nèi)部時(shí)計(jì)被與控制指針的向前移動(dòng)的相 同的電子脈沖來(lái)計(jì)時(shí)。在原理上，指針和時(shí)計(jì)以同步方式向前移動(dòng)。 也已知將此類內(nèi)部時(shí)計(jì)用于多功能表，其中相同的指針用于指示時(shí)間 或第二條信息，例如鬧警時(shí)間。實(shí)際上，如果在指針為顯示第二條信 息而被占用時(shí)希望能持續(xù)計(jì)數(shù)逝去的時(shí)間，則內(nèi)部時(shí)計(jì)是必需的。當(dāng) 指針然后返回到其時(shí)間顯示功能時(shí)，在內(nèi)部時(shí)計(jì)內(nèi)包含的數(shù)據(jù)將允許 它們被復(fù)位到準(zhǔn)確的時(shí)間。然而，如果希望像剛才所描述的應(yīng)用令人滿意，則必須能防止出 現(xiàn)在由表的指針?biāo)@示的時(shí)間和由內(nèi)部時(shí)計(jì)所給出的時(shí)間之間的任何 差異。已知例如如果表經(jīng)歷了震動(dòng)或因?yàn)殡姶呕蛏踔翙C(jī)械擾動(dòng)(例如 齒輪系內(nèi)的灰塵)，則可能發(fā)生此差異。因?yàn)檫@些擾動(dòng)， 一些時(shí)鐘的 馬達(dá)丟步。因此，每個(gè)模擬時(shí)鐘易于顯示出在控制脈沖的計(jì)數(shù)和指針 的角位置之間的差異。如果此差異不及時(shí)修正，則它可能增加到導(dǎo)致 完全錯(cuò)誤的指示的程度。此外，在多功能時(shí)鐘中，指針必須取決于被 指示的量的變化不僅能向前移動(dòng)而且能向后移動(dòng)。進(jìn)一步地，當(dāng)功能 改變時(shí)，多功能時(shí)鐘的指針必須能向前或向后快速地改變位置。為滿 足此約束，多功能時(shí)鐘的指針一般地每個(gè)由它們自己的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。因 此，作為以上描述的單一的內(nèi)部時(shí)計(jì)的替代，多功能時(shí)鐘一般地包括 計(jì)數(shù)/倒計(jì)數(shù)電路，以用于每個(gè)指針的馬達(dá)的控制脈沖。此外，將理 解的是，多功能時(shí)鐘的馬達(dá)必須滿足相當(dāng)?shù)馗蟮膽?yīng)力。在此情況中， 任何差異的風(fēng)險(xiǎn)，或換言之指針不同步的風(fēng)險(xiǎn)對(duì)于多功能時(shí)鐘也比任
何其他時(shí)鐘顯著地更高。為克服剛才所描述的問(wèn)題，已知以檢測(cè)指針的真實(shí)位置來(lái)完成馬達(dá)控制脈沖計(jì)數(shù)/倒計(jì)數(shù)。特別地，歐洲專利No 0 841 538披露了包括驅(qū)動(dòng)模擬顯示件的表機(jī)芯的時(shí)鐘。此表機(jī)芯包括旋轉(zhuǎn)固定到指針的 一個(gè)的輪和用于檢測(cè)輪的位置的磁傳感器。為允許這樣的檢測(cè)，輪板 在多個(gè)位置處覆蓋有限定了復(fù)雜圖案的磁性膜，使得磁傳感器取決于是否與以磁性膜覆蓋的位置相對(duì)而提供1或0的信號(hào)。時(shí)鐘進(jìn)一步包 括用于從1和0的次序確定指針的位置是否實(shí)際上對(duì)應(yīng)于理論位置的電子裝置。在此后者文獻(xiàn)中披露的設(shè)備具有一些缺點(diǎn)。特別地，對(duì)于 丟步的檢測(cè)僅能回顧地發(fā)生。此外，將輪板覆蓋以切割為磁性膜的圖 案的操作僅能增加制造成本。歐洲專利No 0 952 426披露了另一個(gè)解決方法，該方法解決了 相同的技術(shù)問(wèn)題。此文獻(xiàn)也披露了包括旋轉(zhuǎn)地固定到指針的 一 個(gè)的輪 的時(shí)鐘機(jī)芯。此輪由具有至少 一 個(gè)位于旋轉(zhuǎn)軸線和圓周之間的中間區(qū) 域內(nèi)的孔的板形成。時(shí)鐘進(jìn)一步包括用于檢測(cè)輪的角位置的設(shè)備。此 設(shè)備包括感性或容性傳感器，傳感器布置為使得當(dāng)輪占據(jù)特定的位置 時(shí)傳感器位于板內(nèi)的孔的正上方。傳感器對(duì)于緊鄰定位的金屬的量的 變化敏感。由傳感器感測(cè)到信號(hào)的幅值因此取決于傳感器的位置是與 完全的段或是相反地與輪板內(nèi)的孔相對(duì)而變化。設(shè)備進(jìn)一步包括用于 在每步后存儲(chǔ)信號(hào)幅值的存儲(chǔ)器和用于從所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)回顧地確定板 內(nèi)的孔位于傳感器正上方的時(shí)刻的電子數(shù)據(jù)處理裝置。剛才所描述的現(xiàn)有的解決方法也具有一些缺點(diǎn)。特別地，其角位 置被檢測(cè)的輪與和指針相同的節(jié)奏旋轉(zhuǎn)。如果輪板僅具有單一 的孔， 則輪或指針的角位置僅在每轉(zhuǎn)中被感測(cè)一次。已知在通常的時(shí)鐘中， 期望指針每轉(zhuǎn)具有最少六十步。因此在能確認(rèn)指針的位置前可能需要 等待60步。此外，指針對(duì)應(yīng)于單一的步的旋轉(zhuǎn)幅值非常有限(最多 六度)。在這樣的條件下，傳感器從一步到下一步僅檢測(cè)到微小的信 號(hào)強(qiáng)度改變，且不能可靠地檢測(cè)孔通過(guò)傳感器正上方的時(shí)刻。這是為 何根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)指針的位置確定不能實(shí)時(shí)地而是回顧地發(fā)生的原因。歐洲專利No 1 662 343披露了包括用于檢測(cè)參考位置的光學(xué)傳 感器的時(shí)鐘。類似于前述的時(shí)鐘，此時(shí)鐘包括時(shí)鐘機(jī)芯，時(shí)鐘機(jī)芯包 括旋轉(zhuǎn)地固定到指針的一個(gè)的輪。此輪與中間輪組的小齒輪嚙合，中
間輪組自身被步進(jìn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。齒輪齒數(shù)比使得在指針的每轉(zhuǎn)期間中間 輪組完成整數(shù)次旋轉(zhuǎn)。固定到指針的輪和中間輪組的輪部分地交迭。的條件下: 一 旦在固定到指針的輪的每次旋轉(zhuǎn)期間兩個(gè)輪的孔處于確 切的重疊位置。兩個(gè)孔的位置的此周期性重合限定了指針的參考位 置。光學(xué)傳感器也布置在兩個(gè)孔重合的位置處。光學(xué)傳感器由布置在 兩個(gè)輪的任一側(cè)的光源和光傳感器形成，使得除兩個(gè)孔位于彼此的延 伸中時(shí)之外，來(lái)自光源的光不能到達(dá)光傳感器。由光傳感器提供的信 號(hào)用于確定對(duì)應(yīng)于指針通過(guò)其參考位置的時(shí)刻。與固定到指針的輪的情況不同，馬達(dá)的每步產(chǎn)生了中間輪孔的相 對(duì)地大的移動(dòng)。在這樣的條件下，由傳感器檢測(cè)到的信號(hào)強(qiáng)度在馬達(dá) 的一個(gè)步和下一個(gè)步之間實(shí)際上從全部過(guò)渡到無(wú)。因此理論上可以實(shí) 時(shí)檢測(cè)指針通過(guò)其參考位置的準(zhǔn)確時(shí)刻。然而，實(shí)際上參考位置僅在 指針的每轉(zhuǎn)被檢測(cè)一次。通過(guò)前述文獻(xiàn)中的時(shí)鐘機(jī)芯，因此在能確認(rèn)指針的位置前，可能需要等待馬達(dá)完成60步或更多。曰本專利No 58131583的摘要披露了包括帶有指針的時(shí)鐘機(jī)芯的 時(shí)鐘。時(shí)鐘包括用于檢測(cè)指針的一個(gè)的角位置的設(shè)備。此設(shè)備包括固 定到指針的磁體和一系列繞面盤的圓周布置且相互分開對(duì)應(yīng)于指針的 兩步的間隔的簧片觸點(diǎn)。如果假定指針每轉(zhuǎn)完成60步，則時(shí)鐘將必 須包括30個(gè)簧片觸點(diǎn)。此特征導(dǎo)致制造成本的增加且僅適合于相對(duì) 地大尺寸的時(shí)鐘。日本專利No 2003107174的摘要披露了這樣的時(shí)鐘，其中步進(jìn)馬達(dá)提供有用于在每個(gè)控制電路脈沖后確認(rèn)馬達(dá)實(shí)際上已完成了一步的 電子檢測(cè)裝置。此解決方法也具有一些缺點(diǎn)。的確，在時(shí)鐘馬達(dá)內(nèi)的 電磁場(chǎng)由為線圈加電的電脈沖和隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的磁體二者產(chǎn)生。在這樣 的條件下，由馬達(dá)所經(jīng)歷的一次丟步僅導(dǎo)致在由電子裝置檢測(cè)的信號(hào) 內(nèi)相對(duì)地適中的變化。因此，在此現(xiàn)有文獻(xiàn)中建議的解決方法要求實(shí) 施足夠靈敏的且因此相對(duì)地復(fù)雜的檢測(cè)系統(tǒng)。此外，任何在表附近所 發(fā)生的電磁千擾易于導(dǎo)致檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)的錯(cuò)誤。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是通過(guò)提供根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)鐘來(lái)克服剛才
所描述的缺點(diǎn)。將理解的是，在本發(fā)明中，中間輪每完成一轉(zhuǎn)，比較裝置能確認(rèn) 中間輪的真實(shí)位置至少一次。此外，已知在減速齒輪系中，使中間輪 完成一轉(zhuǎn)所必需的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)小于使可移動(dòng)指示器完成一轉(zhuǎn)所必需的轉(zhuǎn) 數(shù)。在這樣的條件下，意外損失一步和檢測(cè)此事件之間的延遲與現(xiàn)有 技術(shù)的設(shè)備相比降低。根據(jù)本發(fā)明的有利的實(shí)施例，使中間輪完成 一 轉(zhuǎn)所必需的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn) 數(shù)不超過(guò)10。因此特征，對(duì)中間輪的真實(shí)位置和計(jì)數(shù)裝置的狀態(tài)之間 的任何差異的檢測(cè)以不超過(guò)十個(gè)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)的延遲(幾乎實(shí)時(shí)地)發(fā)生。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)有利變體，使用固定到中間輪且占據(jù)相對(duì)于 中間輪的軸線的偏心位置的；茲體和布置在》茲體的軌跡上的相對(duì)的 一 點(diǎn) 處以檢測(cè)磁體的通過(guò)的磁傳感器來(lái)檢測(cè)至少一個(gè)角參考位置。根據(jù)本發(fā)明的再另一個(gè)有利變體，時(shí)鐘馬達(dá)是步進(jìn)馬達(dá)且時(shí)鐘進(jìn) 一步包括用于存儲(chǔ)由檢測(cè)裝置在對(duì)應(yīng)于中間輪的至少一個(gè)完整轉(zhuǎn)的期 間內(nèi)提供的信號(hào)的第 一存儲(chǔ)器裝置，且提供了識(shí)別和比較裝置以基于 由第一存儲(chǔ)器裝置存儲(chǔ)的信號(hào)建立第一計(jì)數(shù)裝置的特定狀態(tài)和角參考 位置之間的對(duì)應(yīng)。因?yàn)槭沟弥虚g輪完成 一 轉(zhuǎn)所必需的馬達(dá)步數(shù)有限， 所以用于實(shí)施此特征所必需的存儲(chǔ)器大小是完全合理的。根據(jù)本發(fā)明的再另 一 個(gè)有利變體，中間輪的 一 個(gè)完整轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)于至 少三個(gè)馬達(dá)步。實(shí)際上，與如果一個(gè)完整轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)于僅兩個(gè)馬達(dá)步時(shí)將 發(fā)生的情形相反，當(dāng)馬達(dá)每轉(zhuǎn)進(jìn)行至少三步時(shí)，可以辨識(shí)向前步和向 后步。


通過(guò)閱讀如下的僅通過(guò)非限制性例子給出的描述且參考附圖將清楚本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)，各圖為圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的形成了時(shí)鐘的部分的時(shí)鐘機(jī)芯的截面視圖；圖2A是圖1的時(shí)鐘機(jī)芯的中間輪的示意圖，圖示了由所述的輪 承載的磁體由于步進(jìn)馬達(dá)的動(dòng)作可能占據(jù)的四個(gè)位置；圖2B是示出了在多種情況中由磁傳感器提供的從1和從0的順 序的表；
圖3是用于控制馬達(dá)步的裝置和用于彌補(bǔ)丟失的步的裝置的流程圖。
具體實(shí)施方式
在圖1的截面中示出了時(shí)鐘的機(jī)芯，時(shí)鐘包括中間心軸(arbour) 2,兩個(gè)管(參考為3和4)繞心軸2旋轉(zhuǎn)，所述的管同心地安裝以分 別承載分針和時(shí)針(未示出)。在圖1的機(jī)芯中，兩個(gè)指針相互獨(dú)立 地由兩個(gè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)(其中僅轉(zhuǎn)子示出且在圖1中分別參考為7和14)。 這些步進(jìn)馬達(dá)可以被向后和向前控制，且與它們配合的時(shí)鐘機(jī)芯因此 適合于用在多功能時(shí)鐘內(nèi)。第一馬達(dá)7通過(guò)第一減速齒輪系驅(qū)動(dòng)時(shí)針， 第一減速齒輪系由馬達(dá)小齒輪8、中間輪9和中間輪9的小齒輪10、 輪11和輪11的小齒輪12和最后小時(shí)輪13形成。第二馬達(dá)14通過(guò) 第二減速齒輪系驅(qū)動(dòng)分針，第二減速齒輪系由馬達(dá)小齒輪15、中間輪 16和中間輪16的小齒輪17、輪18和輪18的小齒輪19和最后分鐘 輪20形成。以下的描述將集中在將馬達(dá)7連接到時(shí)針的第一運(yùn)動(dòng)鏈 中。然而，將理解的是，相同的解釋也應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)分鐘輪的第二運(yùn)動(dòng) 鏈。驅(qū)動(dòng)時(shí)針的馬達(dá)是步進(jìn)馬達(dá)，其轉(zhuǎn)子7設(shè)計(jì)為每步完成一次旋轉(zhuǎn)。 中間輪9和馬達(dá)小齒輪8之間的齒輪齒數(shù)比為4:1。中間輪9因此設(shè) 計(jì)為以每四個(gè)馬達(dá)步一轉(zhuǎn)的節(jié)律旋轉(zhuǎn)。也應(yīng)指出的是在以上描述的機(jī) 芯中，小時(shí)輪和分鐘輪都設(shè)計(jì)為每18 0個(gè)馬達(dá)步完成 一 轉(zhuǎn)。圖1也示出了固定到中間輪9的板下方的小磁體21。磁體21固 定到輪的外邊緣附近，但被從輪的齒部后移。磁體因此固定到中間輪 且每轉(zhuǎn)它通過(guò)簧片微接觸器(在后文中通過(guò)縮寫MR和圖中的參考數(shù) 字22指示)的正上方一次。MR形成了安裝在印刷電路23上的電子部 件的部分，印刷電路自身固定在馬達(dá)夾板下方。MR 22的位置選擇為 使得在中間輪9的每轉(zhuǎn)中i茲體21經(jīng)過(guò)正對(duì)MR 22處一次。也應(yīng)指出 的是，在本發(fā)明的實(shí)施例中，形成了驅(qū)動(dòng)分鐘輪的齒輪系的部分的中 間輪16承載了第二磁體21'，它用于激活參考為22'的第二MR。應(yīng)理解的是，在此例子中描迷的MR必須具有小尺寸。然而，存 在足夠小以適合這樣的應(yīng)用的MR。特別地，例如由ASULAB SA, CH-2074, Marin, Switzerland開發(fā)的MicroReed-
簧片接觸器是對(duì)磁場(chǎng)敏感的觸點(diǎn)。此觸點(diǎn)在存在足夠強(qiáng)的磁場(chǎng)時(shí) 閉合，但如果磁場(chǎng)不超過(guò)一定閾值則保持?jǐn)嚅_。因此簧片接觸器使其 自身用作靜磁傳感器，用于檢測(cè)其強(qiáng)度超過(guò)一定值的磁場(chǎng)的存在。其機(jī)芯剛才已描述的時(shí)鐘因此包括兩個(gè)參考為22和22'的MR。它也包 括連接到MR且與MR形成了磁場(chǎng)檢測(cè)裝置的電子裝置。這些磁場(chǎng)檢測(cè) 裝置用于提供二進(jìn)制信號(hào)，信號(hào)的值取決于觸點(diǎn)的斷開/閉合狀態(tài)。 在如下的描述中，值"1"將歸因于當(dāng)觸點(diǎn)閉合時(shí)由檢測(cè)裝置提供的 信號(hào)，且值"0"將歸因于當(dāng)觸點(diǎn)斷開時(shí)由檢測(cè)裝置提供的信號(hào)。根據(jù)前述的約定，由磁場(chǎng)檢測(cè)裝置提供的信息可以與反應(yīng)了馬達(dá) 控制的每步后傳感器狀態(tài)的一系列1和0相關(guān)。因?yàn)橹虚g輪9每四個(gè) 馬達(dá)步完成一轉(zhuǎn)，所以1和0的順序應(yīng)以四步的周期規(guī)則地重復(fù)，假 定運(yùn)行方向無(wú)任何反轉(zhuǎn)?；貞浀剑鶕?jù)本發(fā)明，當(dāng)中間輪占據(jù)第一角 位置時(shí)，檢測(cè)裝置提供具有第一值的信號(hào)，且當(dāng)中間輪占據(jù)第二角位 置時(shí)，檢測(cè)裝置提供具有不同于第一值的第二值的信號(hào)。圖2示出了 在形成了此例子的主題的實(shí)施例中磁體21可能占據(jù)的四個(gè)位置a、 P、 Y和5。當(dāng)磁體21占據(jù)位置a時(shí)，它位于MR 22正上方。在此 位置，MR處的磁場(chǎng)的強(qiáng)度處于最大值，且接觸器因此必須在此位置閉 合。當(dāng)磁體占據(jù)位置a時(shí)，由檢測(cè)裝置提供的信號(hào)值因此為'T'。相 反地，當(dāng)》茲體21占據(jù)位置y時(shí)，它與MR 22之間分開的距離處于最 大值，且因此接觸器必須在此第二位置斷開。因此，當(dāng)磁體占據(jù)位置 Y時(shí)，由檢測(cè)裝置提供的信號(hào)的值為"0"。至于在磁體處于兩個(gè)其他位置(位置P和5 )時(shí)，信號(hào)的值可能 具有一些個(gè)數(shù)的變體。的確，在后者的這兩個(gè)位置中，MR處的磁場(chǎng)的 強(qiáng)度是處于位置oc的強(qiáng)度和位置Y的強(qiáng)度之間的中間強(qiáng)度。先驗(yàn)的， 由檢測(cè)裝置提供的信號(hào)可能因此同樣容易地具有值"0"和值"1"。 圖2B的表格描述了本發(fā)明的三個(gè)變體。在這些變化的第一個(gè)中(表 格中的行A)，可見(jiàn)MR僅在位置cc處當(dāng)磁體21位于MR的正上方時(shí)閉 合。MR在磁體的其他三個(gè)位置保持?jǐn)嚅_。這些位置因此對(duì)應(yīng)于三個(gè)連 續(xù)的0。變化A對(duì)應(yīng)于使用相對(duì)地弱的》茲體，f茲體僅在緊鄰觸點(diǎn)時(shí)閉 合觸點(diǎn)。在所示的第二個(gè)變體中(行B)，可見(jiàn)MR在磁體21的位置oc 和p處閉合，且MR在位置Y和5處斷開。在MR的位置處磁場(chǎng)的強(qiáng)度 理論上在位置P和位置5處是相同的。然而，因?yàn)檫t滯，剛允許MR
閉合的磁場(chǎng)的臨界強(qiáng)度高于剛允許MR斷開的磁場(chǎng)的臨界強(qiáng)度。這是 為什么對(duì)于相同的磁場(chǎng)強(qiáng)度，當(dāng)磁體從位置cc到位置P時(shí)足以將觸點(diǎn) 保持閉合，但當(dāng)磁體從位置Y到位置5時(shí)不足以再次閉合觸點(diǎn)。應(yīng)指 出的是，圖2B中的表格不考慮運(yùn)行方向反轉(zhuǎn)的可能性。在這樣的情 形中，馬達(dá)向后旋轉(zhuǎn)，則可以說(shuō)變體B被反轉(zhuǎn)。換言之，觸點(diǎn)在位置 5處閉合且在位置0處斷開。然而，旋轉(zhuǎn)的方向?qū)τ|點(diǎn)在位置cc和位 置Y無(wú)影響。最后，在所示出的第三個(gè)變體中(行C)，可見(jiàn)磁體21 的位置5、 cc和(3對(duì)應(yīng)于三個(gè)連續(xù)的1，且僅0與位置y相關(guān)。將理 解的是，情況C對(duì)應(yīng)于使用相對(duì)地強(qiáng)的磁體。為制成形成此例子的主題的時(shí)鐘，部件優(yōu)選地定尺寸為使得檢測(cè) 裝置提供符合變體B的信號(hào)。然而，此時(shí)鐘的某些范例可以對(duì)應(yīng)于變 體A或變體C。的確，如果以通常的公差工作，根據(jù)變體B定尺寸的 范例實(shí)際上具有變體A或變體C的特征的概率降低但不降低到零。根 據(jù)本發(fā)明的有利的特征，在范例之間的此類變化不構(gòu)成問(wèn)題。的確， 用于檢測(cè)中間輪的角參考位置的裝置可以基于如下原理。在存在三個(gè) 連續(xù)的1 (變體C)時(shí)，這些1的第二個(gè)對(duì)應(yīng)于磁體21的oc位置。在 存在兩個(gè)連續(xù)的1 (變體B)時(shí)，這些1的第一個(gè)對(duì)應(yīng)于磁體的a位 置。在1不連續(xù)的情況(變體A)時(shí)，這些隔離的1對(duì)應(yīng)于磁體的ct 位置。圖3是用于控制、檢查和修正中間輪的位置的裝置的流程圖。可 見(jiàn)此例子的時(shí)鐘實(shí)際上包括用于檢測(cè)兩個(gè)中間輪的位置的裝置， 一個(gè) 裝置與時(shí)針相關(guān)且另 一個(gè)與分針相關(guān)。如下的解釋僅參考與時(shí)針相關(guān) 的中間輪9給出。然而，將理解的是，相同的解釋也應(yīng)用于檢測(cè)其他 中間輪16的位置。圖3中的圖示出了中間輪9，它由馬達(dá)7的小齒輪8驅(qū)動(dòng)。馬達(dá) 7以已知的方式服從由控制電路30提供的脈沖，控制電路30包括石 英振蕩器和分頻器36?？刂齐娐酚糜谑柜R達(dá)轉(zhuǎn)子向前或向后一步一步 旋轉(zhuǎn)。圖中也示出了計(jì)數(shù)器/倒計(jì)數(shù)器31，它也接收由控制電路30提 供到馬達(dá)的信號(hào)。每次控制電路產(chǎn)生導(dǎo)致一個(gè)向前步的脈沖，則計(jì)數(shù) 器/倒計(jì)數(shù)器31增加一個(gè)單位，且每次控制電路產(chǎn)生一個(gè)向后步的脈 沖，則計(jì)數(shù)器/倒計(jì)數(shù)器31減少一個(gè)單位。計(jì)數(shù)器/倒計(jì)數(shù)器31是以 4為模的計(jì)數(shù)器。在此條件下，在無(wú)任何事件時(shí)，在計(jì)數(shù)器31的四個(gè)
可能的狀態(tài)和由中間輪9占據(jù)的四個(gè)位置之間必然存在單值的對(duì)應(yīng)。圖3中的圖也示出了雙狀態(tài)磁傳感器，它由簧片接觸器22和與 之相關(guān)的電源裝置形成。磁傳感器產(chǎn)生了由1和0的系列形成的信號(hào)， 信號(hào)對(duì)應(yīng)于控制電路30的每個(gè)脈沖后MR的閉合或斷開狀態(tài)。來(lái)自磁 傳感器的信號(hào)發(fā)送到參考為35的RAM存儲(chǔ)器，它存儲(chǔ)了信號(hào)所具有 的最后的N個(gè)值。在此例子中，因?yàn)槊克牟街貜?fù)信號(hào)的順序，可以將 存儲(chǔ)限制為兩個(gè)值。識(shí)別裝置32可從此信息識(shí)別對(duì)應(yīng)于中間輪9的 參考位置oc的步。根據(jù)前述解釋，識(shí)別裝置基于例如如下原理。在存 在三個(gè)連續(xù)的1時(shí)，這些1的第二個(gè)對(duì)應(yīng)于中間輪9的oc位置。如果 1不連續(xù)，則隔離的1對(duì)應(yīng)于中間輪9的oc位置。根據(jù)有利的變體， 除位置oc外，識(shí)別裝置32也用于通過(guò)根據(jù)相同的原理分析連續(xù)的0 的系列來(lái)識(shí)別中間輪的位置y 。也提供了比較裝置33以將由識(shí)別裝置32所確定的中間輪9的位 置與其中輪根據(jù)計(jì)數(shù)器/倒計(jì)數(shù)器31應(yīng)理論上處于的位置進(jìn)行比較。 在這兩條信息之間的任何不一致將指示馬達(dá)丟失至少一步。在這些條 件下，比較裝置33將以本領(lǐng)域一般技術(shù)人員已知的方式將信號(hào)發(fā)送 到另外的脈沖生成器34,以使得馬達(dá)彌補(bǔ)它所丟失的步。根據(jù)前述描 述，識(shí)別裝置32回顧地識(shí)別了對(duì)應(yīng)于oc位置的步。然而，僅需要等 待在一系列1后的第一個(gè)0以知道中間輪9的位置oc對(duì)應(yīng)于哪個(gè)步。 在無(wú)任何馬達(dá)的反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)方向時(shí)，識(shí)別延遲因此不超過(guò)兩步的持續(xù)時(shí) 間。在此例子中，此延遲對(duì)應(yīng)于時(shí)針的4度的定位誤差。識(shí)別裝置因 此實(shí)際上實(shí)時(shí)工作。圖3的圖示出了本發(fā)明的時(shí)鐘包括第二計(jì)數(shù)器/倒計(jì)數(shù)器37。它 是以180為模的計(jì)數(shù)器/倒計(jì)數(shù)器。類似于計(jì)數(shù)器31，計(jì)數(shù)器37由控 制電路30所提供的每個(gè)脈沖而每次增加或減少1。因此在計(jì)數(shù)器37 的180個(gè)可能的狀態(tài)和由指針繞面盤所占據(jù)的180個(gè)位置之間存在單 值的對(duì)應(yīng)。也可見(jiàn)計(jì)數(shù)器/倒計(jì)數(shù)器37連接到非易失性存儲(chǔ)器38。非 易失性存儲(chǔ)器38的功能是例如當(dāng)驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘的電池(未示出)被更換 時(shí)存儲(chǔ)時(shí)針的位置。因此，只要由電池提供的電源電壓落到閾值以下， 則計(jì)數(shù)器/倒計(jì)數(shù)器37將其內(nèi)容傳遞到非易失性EEPROM存儲(chǔ)器38。 一旦表的電池已替換，則計(jì)數(shù)器37讀取非易失性存儲(chǔ)器38內(nèi)的指針 位置且因此返回到對(duì)應(yīng)于指針的真實(shí)位置的狀態(tài)。在此階段，即使表
走慢也保存了指針的位置和計(jì)數(shù)器37的狀態(tài)之間的關(guān)系。佩戴表的 人因此僅需要以已知的方式使用控制柄以將表復(fù)位到正確的時(shí)間。如在本發(fā)明的情況中，當(dāng)剛才所描述的特征與其中至少兩個(gè)馬達(dá) 每個(gè)驅(qū)動(dòng)獨(dú)立的指針的表相關(guān)時(shí)，則該特征是特別地有利的。的確， 對(duì)于這樣的表，在指針去同步以顯示不同于時(shí)間的信息時(shí)，可能發(fā)生 電池故障。在這樣的情況下，將指針的每個(gè)的位置保存在非易失性存 儲(chǔ)器內(nèi)允許將表復(fù)位到正確的時(shí)間，而不必采取對(duì)指針的再次同步。本領(lǐng)域一般技術(shù)人員將理解的是，為使計(jì)數(shù)器/倒計(jì)數(shù)器37的狀 態(tài)對(duì)應(yīng)于時(shí)針的位置，則此時(shí)針的位置必須首先被初始化。然而，初始化不必在每次電池更換后重復(fù)，因?yàn)橛?jì)數(shù)器/倒計(jì)數(shù)器37的狀態(tài)被 保存在非易失性存儲(chǔ)器38內(nèi)。因此，單一的初始化可足以保證表在 其整個(gè)壽命內(nèi)工作。也應(yīng)理解的是，圖3的圖是流程圖。在圖中出現(xiàn)的不同的方框因 此不 一般地對(duì)應(yīng)于不同的設(shè)備。在所描述的實(shí)施例的優(yōu)選的變體中， 參考圖3所描述的所有任務(wù)實(shí)際上由單一的由此編程且集成在時(shí)鐘內(nèi) 的微控制器完成。也將理解的是，可以對(duì)形成了此描述的主題的實(shí)施例進(jìn)行對(duì)于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員顯見(jiàn)的多種改變和/或改進(jìn)，而不偏離由附帶的權(quán) 利要求書所限定的本發(fā)明的范圍。特別地，作為由分頻器36所提供 的控制脈沖來(lái)增加計(jì)數(shù)器/倒計(jì)數(shù)器37的替代，計(jì)數(shù)器/倒計(jì)數(shù)器37 可以由識(shí)別裝置32作為由檢測(cè)裝置22提供的信號(hào)的函數(shù)來(lái)增加。此 變體可保證計(jì)數(shù)器37的狀態(tài)實(shí)際上對(duì)應(yīng)于指針的位置。即使馬達(dá)7 被阻止使得彌補(bǔ)脈沖不可運(yùn)行也是這樣。此外，本發(fā)明不限制于使用與簧片接觸器相關(guān)的磁體。如果中間 輪9由絕緣材料制成，則例如可以以金屬零件替換固定到輪的磁體且 提供感性或容性傳感器來(lái)檢測(cè)金屬零件在傳感器上方—的通過(guò)。相反 地，如果中間輪9由金屬制成，則可以使用與布置在中間輪的板內(nèi)靠近其外周的孔相關(guān)的此相同類型的傳感器。進(jìn)一步地，驅(qū)動(dòng)包括中間輪9的減速齒輪系的馬達(dá)不必是步進(jìn)馬達(dá)。本領(lǐng)域一般技術(shù)人員將理解，例如同步馬達(dá)的任何其他類型的馬達(dá)可以代替步進(jìn)馬達(dá)使用。
權(quán)利要求
1.時(shí)鐘，其包括與包括至少一個(gè)可移動(dòng)指示器的模擬顯示件相關(guān)的時(shí)鐘機(jī)芯，所述的時(shí)鐘機(jī)芯包括至少一個(gè)馬達(dá)(7)和提供用于控制所述的馬達(dá)的脈沖的控制裝置(30)，所述的馬達(dá)被提供用于通過(guò)減速齒輪系(8、9、10、11、12、13)驅(qū)動(dòng)所述的可移動(dòng)指示器，所述的齒輪系包括在馬達(dá)(7)和固定到可移動(dòng)指示器的第二輪(13)之間的中間輪(9)，減速齒輪系被提供用于在馬達(dá)所完成每轉(zhuǎn)時(shí)驅(qū)動(dòng)中間輪通過(guò)恒定的角，時(shí)鐘進(jìn)一步包括檢查裝置(21、22、31、32、33、35)以確定可移動(dòng)指示器的實(shí)際移動(dòng)是否對(duì)應(yīng)于由控制裝置(30)提供的信號(hào)，和包括連接到檢查裝置的修正裝置(34)，修正裝置(34)被提供用于控制馬達(dá)以修正可移動(dòng)指示器的位置，該時(shí)鐘的特征在于，檢查裝置包括用于檢測(cè)中間輪(9)的至少一個(gè)角參考位置的裝置(22)，所述的檢測(cè)裝置被提供用于在中間輪占據(jù)所述的角參考位置(α)時(shí)提供具有第一值的信號(hào)，且用于在中間輪占據(jù)第二角位置(γ)時(shí)提供具有不同于第一值的第二值的信號(hào)，該時(shí)鐘進(jìn)一步的特征在于，檢查裝置包括第一裝置(31)以用于計(jì)數(shù)由控制裝置(30)提供的脈沖，和識(shí)別裝置(32)和比較裝置(33)以用于基于由檢測(cè)裝置(22)提供的信號(hào)在中間輪(9)的每轉(zhuǎn)至少確定一次中間輪的真實(shí)位置是否實(shí)際上對(duì)應(yīng)于第一計(jì)數(shù)裝置(31)的狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)鐘，其特征在于，在馬達(dá)完成每轉(zhuǎn) 時(shí)，中間輪被驅(qū)動(dòng)通過(guò)的恒定的角度等于2n/N,其中NSIO。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的時(shí)鐘，其特征在于，馬達(dá)是步進(jìn)馬達(dá)， 包括提供為用于在每步時(shí)旋轉(zhuǎn)通過(guò)2n/N的角的轉(zhuǎn)子(7)，使得中間 輪(9)可以連續(xù)地確切地占據(jù)n*N個(gè)不同的角位置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的時(shí)鐘，其特征在于，3 S n*N S 10。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的時(shí)鐘，其特征在于，11*—4或11*—6。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)鐘，其特征在于，檢查裝置包括提 供為用于存儲(chǔ)由檢測(cè)裝置(22)在對(duì)應(yīng)于中間輪(9)的至少一個(gè)完 整轉(zhuǎn)的期間內(nèi)提供的信號(hào)的第一存儲(chǔ)器裝置(35),且識(shí)別裝置和比 較裝置被提供用于基于由第一存儲(chǔ)器裝置(35)存儲(chǔ)的信號(hào)識(shí)別第一 計(jì)數(shù)裝置(31 )的對(duì)應(yīng)于角參考位置(oc )的狀態(tài)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的時(shí)鐘，其特征在于，識(shí)別裝置和比較裝置也被提供用于識(shí)別第一計(jì)數(shù)裝置(31)的對(duì)應(yīng)于第二角位置(Y ) 的狀態(tài)。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求的任何項(xiàng)所述的時(shí)鐘，其特征在于，用于 檢測(cè)中間輪的至少一個(gè)參考位置的所述的裝置包括固定到中間輪(9 ) 且占據(jù)了相對(duì)于所述的輪的偏心位置的磁體(21)，使得中間輪的每 個(gè)角位置對(duì)應(yīng)于磁體的不同的位置，且進(jìn)一步包括與中間輪相對(duì)地布 置的磁傳感器(22),使得當(dāng)磁體占據(jù)第一位置(oc )時(shí)，傳感器22 提供所述的具有第一值的信號(hào)，且使得當(dāng)磁體占據(jù)第二位置(Y )時(shí)， 傳感器22提供所述的具有第二值的信號(hào)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的時(shí)鐘，其特征在于，時(shí)鐘包括第二裝 置(37)以用于計(jì)數(shù)由控制裝置(30)提供的脈沖，和第二存儲(chǔ)器裝 置(38)以用于存儲(chǔ)可移動(dòng)指示器的位置，所述的第二存儲(chǔ)器裝置包 括非易失性存儲(chǔ)器(38),以用于在時(shí)鐘停止運(yùn)行時(shí)保持第二計(jì)數(shù)裝 置(37)的狀態(tài)記錄。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括用于確定時(shí)鐘的模擬指示器的角位置的裝置的時(shí)鐘，時(shí)鐘包括通過(guò)減速齒輪系(8、9、10、11、12、13)驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)指針的馬達(dá)，和用于檢測(cè)形成了減速齒輪系的部分的中間輪(9)的至少一個(gè)角參考位置的裝置(22)。檢測(cè)裝置被提供用于在中間輪正占據(jù)角參考位置(α)時(shí)提供具有第一值的信號(hào)且用于在中間輪(9)正占據(jù)第二角參考位置(γ)時(shí)提供具有第二值的信號(hào)。時(shí)鐘進(jìn)一步包括識(shí)別裝置(32)和比較裝置(33)以用于基于由檢測(cè)裝置(22)提供的信號(hào)在中間輪(9)的每轉(zhuǎn)內(nèi)至少確定一次中間輪的真實(shí)位置是否實(shí)際上對(duì)應(yīng)于其理論位置。
文檔編號(hào)G04C3/00GK101158845SQ20071016224
公開日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月3日
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