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一种水力驱动式钟表

2021-04-25 20:22:44

一种水力驱动式钟表

  技术领域

  本发明涉及钟表设计技术领域,具体为一种水力驱动式钟表。

  背景技术

  钟表作为日常生活中观测时间的一种重要的计时仪器,被广泛的使用,有机械表、电子表、装饰表以及设计在城市坐标建筑物上的大型座钟。

  上述的手表采用发条、电池和机械传动给表提供动力,缺少采用水利驱动的钟表,设计一种采用采用水利驱动的钟表,置于各种旅游景地、大型企事业单位、广场门口,既可作为工艺展品进行展示,也可为人们提供提醒时间。

  发明内容

  针对现有技术中缺少利用水利驱动的钟表的问题,本发明提供一种水力驱动式钟表,通过水流驱动水轮转盘,进而控制钟表内部的传动系统,实现钟表的精准计时。

  本发明是通过以下技术方案来实现:

  一种水力驱动式钟表,包括壳体、水轮转盘、秒指针轴、分指针轴和时指针轴;

  秒指针轴的两端水平支撑在壳体上,秒指针轴的一端伸出壳体背部与水轮转盘固定连接,秒指针轴的另一端伸出壳体的正面与秒针固连;

  分指针轴套设在秒指针轴上,分指针轴的一端伸出壳体的正面与分针固连,秒指针轴与分指针轴通过第一行星机构连接,行星机构的传动比为1:60;

  时指针轴套设在分指针轴上,时指针轴的一端伸出壳体的正面与时针固连,时指针轴与分指针轴通过第二行星机构连接,第二行星机构的传动比为1:60。

  优选的,所述第一行星机构包括第一分针太阳轮、第二分针太阳轮、第一分针行星齿轮、第二分针行星齿轮和第一行星齿轮轴;

  所述第一分针太阳轮固定套设在分指针轴上,第二分针太阳轮通过空套在秒指针轴上;

  第一分针行星齿轮和第二分针行星齿轮分别空套在第一行星齿轮轴的两端,并且第一分针行星齿轮与第二分针太阳轮啮合,第二分针行星齿轮与第一分针太阳轮啮合,第一行星齿轮轴通过连杆与秒指针轴连接

  优选的,所述连杆的一端与秒指针轴固连,另一端与第一行星齿轮轴连接,连杆并位于第一分针太阳轮和第二分针太阳轮之间。

  优选的,所述第一分针行星齿轮的齿数为20,第二分针行星齿轮的齿数为20,第一分针太阳轮的齿数为59;第二分针太阳轮的齿数为60。

  优选的,所述第一分针太阳轮、第二分针太阳轮、第一分针行星齿轮和第二分针行星齿轮,均为直齿圆柱齿轮,模数均为m=1,压力角均为20°。

  优选的,所述第二行星机构包括第一时针太阳轮、第二时针太阳轮、第一时针行星齿轮、第二时针行星齿轮和第二行星齿轮轴。

  第二时针太阳轮空套在分指针轴上,第一时针太阳轮固定套设在时指针轴上;

  第一时针行星齿轮、第二时针行星齿轮分别套设在第二行星齿轮轴的两端,并且第一时针行星齿轮与第二时针太阳轮啮合,第二时针行星齿轮与第一时针太阳轮啮合,第二行星齿轮轴通过连杆与分指针轴连接。

  优选的,所述第一分针行星齿轮的齿数为20,第二分针行星齿轮的齿数为20,第一分针太阳轮的齿数为59;第二分针太阳轮的齿数为60。

  优选的,所述壳体包括外壳,以及设置在外壳两侧的前盖板和后盖板,时间刻度盘设置在前盖板上,水轮转盘位于在后盖板的外侧,前盖板上还设置有刻度盘外罩。

  优选的,所述水轮转盘的圆周面上设置有若干个水槽。

  与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:

  本发明提供的一种水力驱动式钟表,包括壳体、水轮转盘、秒指针轴、分指针轴和时指针轴,秒指针轴设置自壳体上,分指针轴套设在秒指针轴上,并通过行星机构连接,使分指针轴与秒指针轴的传动比为1:60,分指针轴通过行星机构与时指针轴连接,时指针轴与时针固连,使分指针轴与时指针轴的传动比为60:1,水轮转盘与秒指针轴连接,水力驱动秒指针轴每分钟转动60圈,传动系统通过严格的传动比分配来驱动钟表的时、分、秒针进行转动,从而准确的指示时间。可置于各种旅游景地、大型企事业单位、广场门口,既可作为工艺展品进行展示,也可为人们提供提醒时间。

  附图说明

  图1为本发明水力驱动钟表的结构图;

  图2为本发明水力驱动钟表的正面结构图;

  图3为本发明水力驱动钟表的内部结构图;

  图4为本发明水力驱动钟表的齿轮传动系统正视图;

  图5为本发明水力驱动钟表的齿轮传动机构右视图;

  图6为本发明水轮转盘的结构示意图;

  图7为本发明仪底座的结构示意图;

  图8为本发明外壳的结构示意图;

  图9为本发明前后盖板的结构示意图;

  图10为本发明刻度盘外罩的结构示意图。

  图中:1、钟表本体;2、时针;3、分针;4、秒针;5、时间刻度盘;6、水轮转盘;7、仪底座;8、外壳;9、盖板;10、刻度盘外罩;11、秒指针轴;12、第一分针行星齿轮;13、第一行星齿轮轴;14、第二分针行星齿轮;15、第二行星齿轮轴;16、第一分针行星齿轮;17、第二分针行星齿轮;18、第一时针太阳轮;19、分指针轴;20、第二时针太阳轮;21、第一分针太阳轮;22、第二分针太阳轮;23、空心轴;24、时指针轴。

  具体实施方式

  下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,所述是对本发明的解释而不是限定。

  参阅图1-2,一种水力驱动式钟表,包括壳体、时间刻度盘5、水轮转盘6、仪表座7和传动系统。

  其中,时间刻度盘5设置在壳体正面,传动系统设置在壳体中,水轮转盘6设置在壳体的背部,水轮转盘6与传动装置连接,传动装置带动时间刻度盘5上时针、分钟和秒针转动,实现时间的精准指示。

  参阅图3-5,传动系统包括秒指针轴11、分指针轴19和时指针轴24。

  秒指针轴11的两端支撑在壳体上,秒指针轴11的一端伸出壳体背部与水轮转盘6固定连接,秒指针轴11的另一端伸出壳体的正面与秒针4固连。

  分指针轴19为空心轴,分指针轴19套设在秒指针轴11上,分指针轴19的一端伸出壳体的正面与分针3固连。

  秒指针轴11与分指针轴12通过第一行星机构连接,行星机构的传动比为1:60。

  时指针轴24为空心轴,时指针轴24套设在分指针轴19上,时指针轴24的一端伸出壳体的正面与时针2固连。

  时指针轴24与分指针轴19通过第二行星机构连接,第二行星机构的传动比为1:60。

  所述第一行星机构包括第一分针太阳轮21、第二分针太阳轮22、第一分针行星齿轮12、第二分针行星齿轮14和第一行星齿轮轴13;

  所述第一分针太阳轮21固定套设在分指针轴19上,第二分针太阳轮22通过空心轴23空套在秒指针轴11上,并通过空心轴23固定在壳体的后盖上。

  第一分针行星齿轮12和第二分针行星齿轮14通过轴承安装在第一行星齿轮轴13,并且第一分针行星齿轮12与第二分针太阳轮22啮合,第二分针行星齿轮14与第一分针太阳轮21啮合,第一行星齿轮轴13通过连杆与秒指针轴11连接,连杆的一端与秒指针轴11固连,另一端与第一行星齿轮轴13连接,连杆并位于第一分针太阳轮21和第二分针太阳轮22之间。

  第一分针太阳轮21、第二分针太阳轮22、第一分针行星齿轮12和第二分针行星齿轮14,均为直齿圆柱齿轮,模数均为m=1,齿宽均为b=5mm,压力角均为20°。

  其中,第一分针行星齿轮12的齿数Z12=20,第二分针行星齿轮14的齿数Z14=20,第一分针太阳轮21的齿数Z21=59;第二分针太阳轮22的齿数Z22=60。

  秒针与分针传动比计算

  由周转轮系传动比计算公式知:

  (nZ22-n秒针)/(n分针-n秒针)=(-1)2*(Z21*Z12)/(Z22*Z14)

  即就是(0-n秒针)/(n分针-n秒针)=60/59

  从而得n秒针=60n分针

  说明秒针和分针的传动比分配满足钟表设计要求。

  其中,n秒针为秒指针轴11的转速,n分针为分指针轴19的转速。

  所述第二行星机构包括第一时针太阳轮18、第二时针太阳轮20、第一时针行星齿轮16、第二时针行星齿轮17和第二行星齿轮轴15。

  第二时针太阳轮20空套在分指针轴19上,第一时针太阳轮18固定套设在时指针轴24上。

  第一时针行星齿轮16、第二时针行星齿轮17通过轴承安装在第二行星齿轮轴15的两端,并且第一时针行星齿轮16与第二时针太阳轮20啮合,

  第二时针行星齿轮17与第一时针太阳轮18啮合。

  第二行星齿轮轴15通过连杆与分指针轴19连接,连杆的一端与分指针轴19固连,另一端与第二行星齿轮轴15的中部连接,连杆位于第一时针太阳轮18和第二时针太阳轮20之间。

  第二行星机构包括第一时针太阳轮18、第二时针太阳轮20、第一时针行星齿轮16和第二时针行星齿轮17,均为直齿圆柱齿轮,模数均为m=1,齿宽均为b=5mm,压力角均为20°。

  其中,第一时针行星齿轮16的齿数Z16=20,第二时针行星齿轮17的齿数Z17=20,第一时针太阳轮18的齿数Z18=24,第二时针太阳轮20的齿数Z20=22。

  分针与时针传动比计算

  由定轴轮系传动比计算公式知:

  (nZ20-n分针)/(n时针-n分针)=(-1)2*(Z18*Z16)/(Z20*Z17)

  即就是(0-n分针)/(n时针-n分针)=24/22

  从而得n分针=12n时针

  说明分针和时针的传动比分配亦满足钟表设计要求。

  其中,n时针为第一时针太阳轮18的转速。

  该机械式钟表齿轮传动比的分配、设计满足机械钟表秒、分、时针的传动要求,即就是秒针每转1圈,分针转过1小格,秒针转60圈,分针转1圈,即为1小时;分针每转1圈,时针转过5小格,分针转12圈,时针转1圈,即为12小时。

  参阅图6-10,所述壳体包括外壳8和盖板9,盖板9包括前盖板和后盖板,前盖板和后盖板分别位于外壳的两侧,时间刻度盘5设置在前盖板上,水轮转盘位于在后盖板的外侧,前盖板上还设置有刻度盘外罩,外壳8的底部还设置仪底座7。

  本发明提供的机械式钟表的工作原理如下。

  调节外来水流驱动水轮转盘时,需调整到水轮每转一周需要60秒,即1分钟。当水轮转盘6在外来水流的驱动下,带动秒指针轴16转动,从而带动秒针4同步转动。

  秒指针轴16的转动,通过连杆带动第一分针行星齿轮12和第二分针行星齿轮14转动,第二分针行星齿轮14带动第一分针太阳轮21转动,第一分针太阳轮21带动分指针轴19转动,实现分针的转动。

  分指针轴19转动,通过连杆带动第一分针行星齿轮16和第二分针行星齿轮17转动,第二分针行星齿轮17带动第一时针太阳轮18转动,第一时针太阳轮18带动时针2转动,从而实现了时、分、秒针的同步转动,达到了指示时间的作用。

  本发明提供的机械式钟表是一种通过水流驱动的纯机械式钟表仪,其工作原理是通过水流驱动钟表外部水轮转盘,水轮转盘的转动带动齿轮内部传动系统,齿轮传动系统通过严格的传动比分配来驱动钟表的时、分、秒针进行转动,从而准确的指示时间。可置于各种旅游景地、大型企事业单位、广场门口,既可作为工艺展品进行展示,也可为人们提供提醒时间。

  以上内容仅为说明本发明的技术思想,不能以此限定本发明的保护范围,凡是按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

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