單母鍾式石英塔鍾光電跟控裝置的製作方法

2023-07-28 01:37:26 1

專利名稱：單母鍾式石英塔鍾光電跟控裝置的製作方法
技術領域：
一種單母鍾式石英塔鍾光電跟控裝置，屬於鐘錶技術領域，主要用來跟蹤母鍾控制電機驅動石英塔鍾正常運轉準確計時。
在已有技術中塔鍾經歷了利用鐘擺做調速器、重錘儲存勢能作能源的機械結構、電傳衝式子母鍾和大型石英塔鐘的發展過程。它們有的能源需要人力經常提拉重錘得以補充，非常麻煩；有的結構複雜造價高且「準時組件」在運行時撞擊力大，影響鐘的使用壽命；有的傳動部件撞擊厲害，指針輸出力矩與電機驅動電能之比較低，耗電量大。此外上列塔鍾存在的共同性的問題是因停電指針停走，再來電後不能及時自動校時。為了解決這個問題，一九八五年青島手錶廠研製成功了石英塔鐘的光電控制裝置，它由母鍾、光電控制電路、繼電器、環行分配器、步進電機和輪系構成。雖然解決了自動快撥校時問題，但也只在白天才有此功能，如停電發生在夜間，來電後仍不能及時自動校時，且其構造仍較複雜以及步進電機帶來的種種缺欠。青島磁鋼廠一九八七年九月二日申請實用新型專利的「石英塔鐘的光電跟蹤控制裝置」(申請號87213104)，其結構較以往所有塔鐘的結構都簡單，走時穩定，可靠性強既能跟蹤準確走時，又能及時跟蹤校時。但是它在結構上也還存在一些問題，急待進一步改造。主要是由於採用兩隻母鍾來控制跟蹤系統，當停電後再來電時，追蹤校時只有兩隻母鍾完全同步運行，才能保證塔鍾可靠的正常運行。但是兩隻各自獨立振蕩的母鍾，要使它們的振蕩頻率(4.1943MC)保持絕對一致，是不可能的，即使同步開始，各自工作一段時間後，彼此之間必然存在一定誤差，即兩隻母鐘不可能長期同步運行，因此每過一段時間，塔鍾就會出現失控現象，需要人工及時調整兩隻母鍾，使其在一定時間內同步運行。尤其當時制轉換時需同時撥動兩隻母鐘的擋光板或使塔鐘停電，調整必須反覆進行才能使其同步，費工費時非常麻煩。為了使這一新技術更加完善，必須對上述專利技術加以改進。
本實用新型的目的在於在保留申請號為87213104的專利申請所有優點的基礎上，提供一種成本更低，可靠性更強，塔鍾運行更加穩定，只有一隻母鍾控制永遠同步運行，輪系越發科學合理且帶有標準時和夏令時時制自動轉換裝置的單母鍾式石英塔鍾光電跟控裝置。
根據石英鐘走時和光電跟蹤控制基本原理及時分指針相位角關係，針對已有技術中存在的主要問題，本實用新型的基本構思是只用一隻石英鐘作信號母鍾以控制整個裝置，同時改革原來的輪系，將原來的兩個跟蹤器安裝在同一根同心軸上，使其運轉中心集中在同一點上，在這唯一的母鐘上同時裝配時控和分控兩塊擋光板，其運行按分時＝121並在時控擋光板上增設一個光電跟蹤器(時制轉換用)，該跟蹤器與時控跟蹤器之間相位角滯後30°，即相差一小時，同時增設一隻切換開關，異步電機改為交流可逆轉式的且加裝逆轉切換開關，當由北京標準時改為夏令時時，撥動切換開關，使新增的時制轉換光電跟蹤器接入電路中，塔鍾快速轉一小時(約需5～6鍾時間)即完成夏時制轉換，當由夏令時改為標準時時，先撥動時制切換開關到標準時位置再將電機上的切換開關撥至逆轉位置，電機逆轉帶動塔鍾指針逆轉，超過一圈即可完成由夏令時到標準時的轉換，不需要調整母鍾，即使倒過了頭，也會很快再自動跟蹤上。
本實用新型的特徵在於所述的單母鍾式石英塔鍾光電跟控裝置，由一根小軸、一對蝸輪蝸杆、三對(六個)齒輪、一根塔鍾分針軸和套在該軸上的一個固定套、五個各和一個電刷相配合的導電滑環及它們之間所夾的絕緣片和一個滑動套、標準時和夏令時及分針光電開關各一隻、時針分針光電開關支架各一個、時針分針擋光片各一塊、一隻母鍾及其分針和時針套管各一根、交流異步電機一臺，時制切換開關、電機倒順開關、放大整形電路、固態繼電器、減速箱、電刷支架、母鍾支架和底板構成。上述的三對互相嚙合齒輪中的三個分別固定套裝於上述的小軸的近中部及其兩端，另三個中的兩個分別固定套裝在上述的塔鍾分針軸近中部和近塔鐘的一端，其上裝有上述的時針光電開關支架的那一個齒輪則和上述的五個導電滑環中的三個及它們之間所夾的絕緣片用螺栓固定在一起後滑動套裝在塔鍾分針軸近自由端，另外兩個導電滑環及其之間所夾的絕緣片以及上述的固定套均固定套裝在塔鍾分針軸中部；上述的蝸輪固定套裝在上述的塔鍾分針軸近塔鍾端，和該蝸輪相嚙合的蝸杆則通過一個連軸節和上述的交流異步電機的輸出軸對接；支撐上述的分針光電開關的分針光電開關支架由一個螺母擠壓固定在上述的塔鍾分針軸的自由端(b端)；分別固定在上述的母鐘的分針軸和時針套上的上述的分針擋光片和時針擋光片分別位於上述的分針光電開關和時針光電開關或夏令時光電開關中；當上述的分針擋光片隨上述的母鍾運轉和上述的分針光電開關產生位移時，光路導通，有一光信號通過上述的放大整形電路放大後將此信號送入上述的固態繼電器中，導通電源，使上述的交流異步電機快速運轉，帶動上述的蝸杆和蝸輪運轉，通過輪系(上述小軸上的三個齒輪及與它們相嚙合的三個齒輪)運轉，使上述的分針光電開關快速轉動追上上述的分針擋光片，切斷光路完成一個走時跟蹤過程。當母鍾分針擋光片和分針光電開關又產生位移時，則再重複一次上述追蹤過程。如此周而復始，循環進行使塔鐘的分針始終保持跟蹤母鍾分針運動。而上述的時針光電開關始終被時針擋光片遮擋並和分針光電開關保持121的比例同步運轉。上述的時針光電開關與上述母鍾時針的跟蹤過程與上述的分針光電開關與上述的母鍾分針的跟蹤過程相同。當因停電超過一小時以上再來電時，先是時針光電開關起作用，跟蹤上小時數以後分針光電開關再起作用直至上述的時、分光電開關同時追蹤上各自的擋光片，則完成一次追蹤校時。當由北京標準時改為夏令時時，撥動上述的時制切換開關，使上述的時制轉換光電跟蹤器接入電路中，塔鍾快速轉一小時(分針轉一周圈約需5～6分鐘)即完成夏時制轉換；當由夏令時轉為標準時時，先將上述的時制切換開關撥到標準時位置，再將電機上的倒順切換開關撥到逆轉位置，電機逆轉帶動塔鍾分針逆轉超過一圈(約5～6分鐘)，即將開關再撥回到順轉位置，即可完成夏令時到標準時的轉換，撥過頭的會自動跟蹤上。上述的母鍾只有一隻能保證整個裝置運行絕對同步的石英鐘。上述的交流異步電機為加裝了由夏令時轉換為標準時間的倒順切換開關的可逆交流異步電動機。上述的由標準時改為夏令時的夏令時光電開關和上述標準時光電開關二者是連為一體的且相位角相差30°(即一小時)，由上述的時制切換開關切換。即當由標準時改為夏令時時，上述的夏令時光電開關快速跟蹤上述的時針擋光片，等於時針往前撥動一小時。
本實用新型的突出優點是由於採取了單母式光電跟蹤控制形式，輪繫結構更加科學、合理、簡單、緊湊，製作安裝方便，佔用地方小，成本低，整個裝置僅受同一個母鍾振蕩頻率控制，能保證運行絕對同步，運轉更加穩定可靠，走時精度日誤差僅為±0.01秒；又由於採用了可逆交流異步電動機作為動力源並增設了時制轉換機構。故本裝置耗電少、負載能力大，塔鐘的直徑最大可達數十米，振動輕、使用壽命長，走時校時和時制轉換均能自動完成，無須人工管理和調整，使用方便，故障率極低。由於以固態繼電器取代雙向可控矽，解決了裝置帶電的問題，保證了使用安全。
附

圖1為本實用新型最佳實施例之一整體結構組裝解析示意圖，圖2為本裝置中電氣元件線路原理圖，圖3為本裝置裝配原理示意圖，圖中1小軸，2蝸輪，3塔鍾分針軸，4和31、8和27、40和41均為齒輪，5固定套，6、7、9、10和11均為導電滑環，12標準時光電開關，13夏令時光電開關，14分針光電開關，15時針擋光片，16分針擋光片，17母鍾，18母鍾時針套管，19母鍾分針套管，20螺母，21分針光電開關支架，22時針光電開關支架，23絕緣片，24、25、26、29和30均為電刷，28滑動套，32蝸杆，33連軸節，34電機輸出軸，35電機，36塔鐘錶盤，37塔鍾分針，38塔鍾時針，39塔鍾時針套管，42時制切換開關，43電機倒順切換開關，44放大整形電路，45固態繼電器，46減速箱，47電刷支架，48母鍾支架，49底板。
在此實施例中小軸1、塔鍾分針軸3和蝸杆32均採用45號鋼加工後再經調質調直處理，固定套5亦採用45號鋼加工；所有的齒輪4和31、8和27、41和40以及蝸輪2，均採用銅質車加工，導電滑環6、7、9、10和11均由紫銅加工，光電開關12～14，均採用公知的GK310－B型；擋光片15～16採用青銅薄板加工，母鍾17採用公知的精工牌石英鐘振蕩頻率為4.1493MC，母鍾時、分針套管18、19均採用由原鐘自帶的尼龍質套管，光電開關支架21、22和母鍾支架48均採用鋁板加工，絕緣片23為尼龍薄板，電刷24～26和29～30均為弱電用含銅成份較多的碳刷，滑動套28為銅質，電機35鼠籠式交流異步可逆電動機，功率150W，時制切換開關42和電機倒順切換開關43均採用公知的按動開關，固態繼電器45為TAC03A220V型，減速箱46和底板49均為鑄鐵質，各零部件尺寸隨塔鍾直徑大小而定，塔鍾直徑由一米至數十米。
作為本實施例的變更1、母鍾可用其他牌號走時準確的振蕩頻率為4.1493MC的石英鐘代替；2、各元器件原材料可用性能相同或相近似的其他原材料代替。
3、減速箱可要亦可不要；4、交流異步電機可用其他節電可逆轉的交流異步電動機代替。
權利要求1.一種單母鍾式石英鐘光電跟控裝置，由母鍾、輪系、交流異步電機、光電開關電路、放大電路、蝸輪、蝸杆和機架組成；本實用新型的特徵在於所述的單母鍾式石英塔鍾光電跟控裝置由小軸1、蝸輪2、蝸杆32、齒輪4和31、8和27、41和40、塔鍾分針軸3、固定套5、導電滑環6、7、9、10和11、標準時光電開關12、夏令時光電開關13、分針光電開關14、時針擋光片15、分針擋光片16、母鍾17及其分針和時針套管18和19、絕緣片23、滑動套28、電刷24～26和29～30、交流異步電機35、塔鍾時針套管39、時制切換開關42、電機倒順開關43、放大整形電路44、固態繼電器45、減速箱46、電刷支架47、母鍾支架48和底板49構成；上述的和齒輪31嚙合的齒輪4、和齒輪27嚙合的齒輪8以及和齒輪40嚙合的齒輪41分別固定套裝於上述的小軸1的近中部及兩端1a和1b；上述的齒輪31、蝸輪2、固定套5、滑環6和7均固定套裝於上述的塔鍾分針軸3，而上述的滑動套28、裝有時針光電開關支架22的齒輪27、分別和電刷26、25和24相配合的導電滑環9、10和11其間各有絕緣片23通過螺栓固定在一起後滑動套裝於上述的塔鍾分針軸3上，支撐上述分針光電開關14的分針光電開關支架21由螺母20擠壓固定在上述塔鍾分針軸3的b端3b處；分別固定在上述的母鍾17的分鐘軸19和時針套管18上的分針擋光片16和時針擋光片15分別位於上述的分針光電開關14和時針光電開關12或13中，當上述的分針擋光片16隨上述的母鍾17運轉和上述的分針光電開關14產生位移時，光路導通，有一光信號通過上述的放大整形電路44放大後將此信號送入上述的固態繼電器45，導通電源使電機35快速運轉，帶動上述的由連軸節33和電機輸出軸34連接的蝸杆32和蝸輪2運轉，通過輪系、31和4、41和40、8和27運轉，使上述的分針光電開關14快速運轉追上擋光片16，切斷光路，完成一個走時跟蹤過程。
2.根據權利要求1所述的單母鍾式石英塔鍾光電跟蹤裝置，其特徵在於上述的母鍾17隻有保證絕對同步的一隻石英鐘。
3.根據權利要求1所述的單母鍾式石英塔鍾光電跟蹤裝置，其特徵在於上述的交流異步電動機35為加裝了由夏令時轉為標準時用的倒順開關43的可逆交流異步電動機。
4.根據權利要求1所述的單母鍾式石英塔光電跟蹤裝置，其特徵在於上述的用於由標準時改為夏令時的兩個光電開關12和13為連為一體二者相位差30°的兩隻光電開關，由上述的時制 切換開關42切換。
專利摘要一種單母鍾式石英塔鍾光電跟控裝置，用來跟蹤母鍾控制電機驅動石英塔鍾準確計時校時和時制轉換。其特徵是本裝置由一隻母鍾、輪系、蝸輪蝸杆、三個光電開關、時分鐘擋光片，導電滑環、絕緣片、交流可逆異步電機、時制切換開關、放大電路、固態繼電器和各種支架構成，具有單母鍾控制，整機絕對同時運轉，穩定可靠、輪繫結構合理緊湊、成本低、安裝使用方便、振動輕、壽命長、省電、自動跟蹤走時校時和時制轉換、不需人工管理等優點。
文檔編號G04G7/00GK2112171SQ92211190
公開日1992年8月5日 申請日期1992年1月23日 優先權日1992年1月23日
發明者胡孟君, 路莊 申請人:青島銀斯達(集團)光電計時設備公司