Часы с автоматическим устройством, воспроизводящим взмахи крыльев
Объектом изобретения являются часы, содержащие циферблат (2), определяющий плоскость XY, автоматическое устройство (6), расположенное над циферблатом (2) и содержащее по меньшей мере один первый элемент (8) и один второй элемент (10), шарнирно соединенные друг с другом для обеспечения их взмахообразного движения, и приводной механизм указанного автоматического устройства. Первый элемент (8) выполнен с возможностью поворота вокруг первой оси, которая не параллельна плоскости XY, а второй элемент (10) выполнен с возможностью поворота вокруг второй оси, отличной от первой оси. Приводной механизм автоматического устройства (6) содержит средства привода первого и второго элементов (8, 10), служащие для обеспечения несимметричного поворачивания указанных первого и второго элементов (8, 10) соответственно и для координации указанного поворачивания указанных первого и второго элементов (8, 10) таким образом, чтобы их сочетание создавало эффект взмахивания указанных первого и второго элементов (8, 10). Техническое решение позволяет повысить компактность устройства и повысить эффективность его работы. 16 з.п. ф-лы, 18 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к часам, содержащим циферблат и автоматическое устройство, расположенное над циферблатом и содержащее по меньшей мере один первый и один второй элементы, которые шарнирно соединены для обеспечения их взмахообразного движения, и приводной механизм указанного автоматического устройства. В частности, указанное автоматическое устройство может имитировать бабочку, а указанные первый и второй элементы образуют крылья бабочки с обеих сторон её тела.
Уровень техники
Подобные часы описаны, например, в документе CN 202975610, относящемся к полезной модели. Автоматическое устройство в виде бабочки содержит два шарнирно соединенных симметричных крыла, расположенных с обеих сторон от продольной оси, образующей тело бабочки. Каждое крыло приводится в действие своим собственным механизмом, содержащим стержень, служащий для обеспечения симметричного колебания каждого крыла относительно тела бабочки между верхним и нижним положениями относительно циферблата. Крылья установлены таким образом, что в нижнем положении параллельны циферблату и образуют между собой угол 180°, а в верхнем положении образуют с циферблатом угол приблизительно 20° и образуют между собой угол 140°. Расположение крыльев и их приводного механизма предъявляет высокие пространственные требования, которые делают необходимым наличие определенной высоты над циферблатом. Кроме того, часовой механизм также требует наличия определенной толщины, в результате чего внешний вид часов может быть неэстетичным. Когда крылья в нижнем положении параллельны циферблату, бабочка не видна отчетливо при взгляде сбоку. Кроме того, приводной механизм, представляющий собой двухстержневую систему, может оказаться слишком сложным для производства и синхронизации, а его конструкция может быть хрупкой, в частности, вследствие относительного износа компонентов.
Раскрытие сущности изобретения
Задача изобретения заключается в устранении различных недостатков известных автоматических механизмов.
Более конкретно, задача изобретения заключается в создании часов, содержащих автоматическое устройство, обеспечивающее взмахообразное движение двух элементов, имитирующее, в частности, взмахи крыльев, являющееся компактным и обеспечивающее возможность ограничения толщины указанных часов, а также поверхности, занимаемой циферблатом.
Аналогичным образом, задача изобретения заключается в создании часов, содержащих автоматическое устройство, обеспечивающее взмахообразное движение двух элементов, имитирующее, в частности, взмахи крыльев, обладающее высокой эффективностью, а также имеющее постоянный и низкий мгновенный достигаемый крутящий момент.
Указанные задачи решены с помощью предлагаемых часов, содержащих циферблат, определяющий плоскость XY, автоматическое устройство, расположенное над циферблатом и содержащее по меньшей мере один первый и один второй элементы, шарнирно соединенные для обеспечения их взмахообразного движения, и приводной механизм указанного автоматического устройства.
Согласно настоящему изобретению, первый элемент выполнен с возможностью поворота вокруг первой оси, которая не параллельна плоскости XY, а второй элемент выполнен с возможностью поворота вокруг второй оси, отличной от первой оси, при этом приводной механизм автоматического устройства содержит средства привода первого и второго элементов, служащие для обеспечения несимметричного поворачивания указанных первого и второго элементов соответственно и для координации указанного поворачивания указанных первого и второго элементов таким образом, чтобы их сочетание создавало эффект взмахивания указанных первого и второго элементов.
В конкретном предпочтительном варианте осуществления изобретения автоматическое устройство выполнено в виде бабочки, содержащей нижнее крыло, верхнее крыло и тело, причем первый элемент, расположенный ближе к циферблату, представляет собой нижнее крыло, а второй элемент, расположенный дальше от циферблата, представляет собой верхнее крыло, причем указанный второй элемент имеет основание, имитирующее шарнирное соединение верхнего крыла с телом бабочки.
Такой механизм дает возможность выгодно разместить элементы автоматического устройства, в частности крылья бабочки, в ограниченном объеме. Таким образом, настоящее изобретение дает возможность получить особенно компактное автоматическое устройство, обеспечивающее возможность оптимизации использования пространства, занимаемого им на циферблате часов, без уменьшения располагаемой площади индикаторной области циферблата.
Кроме того, расположение и различные движения, совершаемые первым и вторым элементами, дают возможность получить более живое автоматическое устройство, что делает эффект взмахивания крыльями более реалистичным.
Краткое описание чертежей
Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут более ясными после ознакомления с приведенным ниже подробным описанием конкретного варианта его осуществления, приводимым исключительно в качестве иллюстративного и неограничивающего примера, со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показан схематичный вид сверху часов согласно настоящему изобретению, содержащих автоматическое устройство, имитирующее бабочку, верхнее крыло которой находится в нижнем положении;
на фиг. 2 - схематичный вид сверху приводного механизма автоматического устройства согласно настоящему изобретению, когда верхнее крыло бабочки находится в нижнем положении;
на фиг. 3 - вид в разрезе механизма на уровне первой оси, когда верхнее крыло бабочки находится в нижнем положении;
на фиг. 4 - вид в разрезе механизма на уровне второго приводного стержня, когда верхнее крыло бабочки находится в нижнем положении;
на фиг. 5 - схематичный вид сверху часов, когда верхнее крыло бабочки находится в промежуточном положении;
на фиг. 6 - схематичный вид сверху приводного механизма автоматического устройства согласно настоящему изобретению, когда верхнее крыло бабочки находится в промежуточном положении;
на фиг. 7 - вид в разрезе механизма на уровне первой оси, когда верхнее крыло бабочки находится в промежуточном положении;
на фиг. 8 - вид в разрезе механизма на уровне второго приводного стержня, когда верхнее крыло бабочки находится в промежуточном положении, в частности, в качестве неограничивающего примера, когда второй приводной стержень расположен вертикально в середине траектории своего углового перемещения;
на фиг. 9 - схематичный вид сверху часов, когда верхнее крыло бабочки находится в своем верхнем положении;
на фиг. 10 - схематичный вид сверху приводного механизма автоматического устройства согласно настоящему изобретению, когда верхнее крыло бабочки находится в своем верхнем положении;
на фиг. 11 - вид в разрезе механизма на уровне первой оси, когда верхнее крыло бабочки находится в своем верхнем положении;
на фиг. 12 - вид в разрезе механизма на уровне второго приводного стержня, когда верхнее крыло бабочки находится в своем верхнем положении;
на фиг. 13 - перспективное изображение профиля автоматического устройства, когда верхнее крыло бабочки находится в своем верхнем положении;
на фиг. 14 - вид в перспективе автоматического устройства со стороны нижнего крыла;
на фиг. 15 - вид в перспективе снизу автоматического устройства;
на фиг. 16 - вид в перспективе несущего элемента для первого элемента, приводящего в действие первый элемент;
на фиг. 17 - вид в перспективе несущего элемента для второго элемента со вторым приводным стержнем; и
на фиг. 18 - вид в разрезе механизма в направлении вдоль второй оси, когда верхнее крыло бабочки находится в своем промежуточном положении, в частности, в качестве неограничивающего примера, когда второй приводной стержень расположен вертикально в середине траектории своего углового перемещения.
Осуществление изобретения
Объектом настоящего изобретения являются часы 1, например наручные часы, показанные на фиг. 1, содержащие циферблат 2, на котором, как обычно, нанесены цифры, обозначающие часы, минуты, секунды, или другие аналогичные знаки. Циферблат 2 определяет плоскость XY.
На циферблате 2 размещены различные анимирующие устройства, такие как колесо 4 и автоматическое устройство 6, содержащее по меньшей мере один первый элемент 8 и один второй элемент 10, шарнирно соединенные друг с другом для обеспечения их взмахообразного движения с помощью приводного механизма. В рассматриваемом примере автоматическое устройство 6 представляет собой бабочку, включающую в себя нижнее крыло, верхнее крыло и тело 12; первый элемент 8, расположенный ближе к циферблату 2, представляет собой нижнее крыло, а второй элемент 10, расположенный дальше от циферблата 2, представляет собой верхнее крыло, причем указанный второй элемент 10 имеет основание 14, проходящее по существу параллельно продольной оси бабочки, определяемой телом 12, и имитирует шарнирное соединение верхнего крыла бабочки с телом 12 бабочки. Таким образом, бабочка располагается на циферблате, как если бы она «лежала» на своем нижнем крыле. Как видно из фиг. 1, 5, 9, 14 и 15, первый элемент 8, или нижнее крыло, частично закрыт вторым элементом 10, или верхним крылом, так что первый элемент 8 имеет по существу форму переднего крыла бабочки, шарнирно установленного на уровне своего основания 16. Эта бабочка не содержит нижнего заднего крыла, чтобы не делать конструкцию чрезмерно сложной и оставить пространство для размещения остальной части механизма. Вполне очевидно, однако, что расположение и конструкцию первого элемента можно представить в зависимости от расположения и конструкции других элементов механизма. Второй элемент 10, или верхнее крыло, имеет форму, воспроизводящую форму верхнего переднего крыла и верхнего заднего крыла бабочки.
Как будет показано ниже, нижнее и верхнее крылья шарнирно соединены друг с другом, чтобы воспроизводить взмахи крыльев бабочки, в то время как тело 12 бабочки прикреплено к циферблату 2 и является неподвижным.
Вполне очевидно, что устройство может имитировать и другое живое существо, например различных насекомых, птичку и т.д., крылья которого представлены элементами 8 и 10, шарнирно соединенными друг с другом с целью имитации взмахов крыльями.
Согласно настоящему изобретению, в частности, как показано на фиг. 2, 3 и 18, первый элемент 8 поворачивается относительно первой оси AA, расположенной непараллельно плоскости XY циферблата 2, а второй элемент 10 поворачивается относительно второй оси BB, отличной от первой оси AA.
Предпочтительно, как показано в рассматриваемом примере, первая ось AA перпендикулярна плоскости XY циферблата 2, а вторая ось BB расположена в плоскости, параллельной плоскости XY циферблата 2. Кроме того, в рассматриваемом здесь конкретном предпочтительном варианте осуществления изобретения первая ось AA и вторая ось BB расположены перпендикулярно друг другу и пересекаются друг с другом, располагаясь относительно друг друга таким образом, чтобы позиционировать первый элемент 8 и второй элемент 10 так, чтобы получить структуру, напоминающую крылья бабочки, с обеих сторон тела 12. Вполне очевидно, что расположение осей AA и BB может меняться в зависимости от положения шарнирно соединенных элементов выбранного живого существа. Ось AA, относительно которой поворачивается первый элемент 8, образована первым валом 18 с осью AA, жестко соединенным с первым элементом 8 и установленным с возможностью вращения между рамочным элементом 22 и промежуточным мостом 38 (см. фиг. 3, 18) часов. Управление осевым перемещением указанного первого вала 18 осуществляется с помощью трубки 21, предпочтительно, установленной на указанной раме 22. Ось BB, относительно которой поворачивается второй элемент 10, является осью второго вала 20, жестко соединенного со вторым элементом 10 и установленного с возможностью вращения в модуле 24 (см. фиг. 2, 13 и 18), закрепленном на раме 22 часов. Модуль 24 состоит в основном из рамы 23 модуля и мостика 25 модуля, причем указанный второй вал 20 установлен с возможностью вращения относительно оси BB между рамой 23 модуля и мостиком 25 модуля. Управление осевым перемещением указанного второго вала 20 осуществляется с помощью трубки 29, предпочтительно, надетой на указанный второй вал 20, если в целях экономии места ни рама 23 модуля, ни мостик 25 модуля не имеют средств управления, таких как камень, трубка или другое средство управления. Второй вал 20 со вторым элементом 10 и модулем 24, предпочтительно, собираются отдельно и устанавливаются таким образом, что основание 14 второго элемента является коаксиальным (параллельным) второй оси BB, с целью имитации шарнирного соединения.
Кроме того, как показано на фиг. 2, приводной механизм автоматического устройства содержит средства привода первого и второго элементов 8, 10, служащие соответственно для обеспечения несимметричного поворачивания указанных первого и второго элементов 8, 10 и для координации указанного поворачивания указанных первого и второго элементов 8, 10 таким образом, чтобы их сочетание создавало эффект взмахивания указанных первого и второго элементов 8, 10.
Более конкретно, средства привода первого и второго элементов 8, 10 служат для обеспечения поворачивания первого элемента 8 в плоскости, перпендикулярной первой оси AA, и поворачивания второго элемента 10 вокруг второй оси BB и совершения им колебательных движений между нижним и верхним положениями относительно циферблата 2.
Таким образом, только второй элемент 10 совершает колебания над циферблатом, что дает возможность уменьшить объем, занимаемый компонентами автоматического устройства при движении, и обеспечивает возможность создания компактного автоматического устройства. В конкретном предпочтительном варианте осуществления изобретения второй элемент 10 в своем нижнем положении образует с циферблатом 2 угол предпочтительно менее 20°, более предпочтительно менее 10°, так что ход предпочтительно меньше или равен 40°, более предпочтительно меньше или равен 30°, образуя, таким образом, в своем верхнем положении максимальный угол 40° с циферблатом 2.
Аналогичным образом, ход первого элемента 8 составляет предпочтительно менее 40°, более предпочтительно менее 30°, так что его перемещение происходит в ограниченном объеме.
Как показано на фиг. 2, 14, 15 и 16, средство привода первого элемента 8 содержит коромысло 26, поворачивающееся вокруг оси AA и жестко соединенное с первым элементом 8 с целью обеспечения поворачивания первого элемента 8 вокруг первой оси AA при поворачивании коромысла 26. Для этого коромысло 26 жестко соединено с первым валом 18, установленным с возможностью вращения вокруг первой оси AA, при этом первый элемент 8 закреплен на первом валу 18. Более конкретно, первый элемент 8 закреплен на несущем элементе 32 для первого элемента, жестко соединенном с коромыслом 26 и, следовательно, с первым валом 18, который может вращаться вокруг первой оси AA. Первый элемент 8 прикреплен к несущему элементу 32 для первого элемента своим основанием 16 путем приклеивания, пайки, сварки, с помощью винтов и т.д. Предпочтительно, несущий элемент 32 для первого элемента содержит трубку 33, установленную концентрично внутри первого вала 18 с осью AA и жестко соединенную с ним винтом 35 с квадратной головкой. Использование винта с квадратной головкой уменьшает риск срыва головки при его затягивании отверткой с квадратным наконечником при сборке первого элемента, по сравнению с риском срыва при использовании плоской отвертки. Несущий элемент 32 для первого элемента содержит также первую скобу 34, которая выполнена за одно целое с трубкой 33, перпендикулярно отходит от трубки 33 и на которой установлен первый элемент 8. Поверхность первой скобы 34, с которой контактирует первый элемент 8, выполнена наклонной, чтобы придать первому элементу 8 требуемый наклон. Для улучшения фиксации первый элемент 8 может быть прикреплен к этой поверхности с помощью клея, пайки, сварки, винтов и т.д.
Для обеспечения в течение длительного периода времени фиксации трубки 33 несущего элемента 32 для первого элемента в первом валу 18 предусмотрен первый удерживающий стержень 27, параллельный первому валу 18 с осью AA и жестко соединенный одной стороной с коромыслом 26, а другой стороной - с первым элементом 8. Для этого, как показано на фиг. 15, первый удерживающий стержень 27 содержит на своем верхнем конце выступ 36, служащий опорой для концов первой скобы 34, так что верхний конец первого удерживающего стержня 27 находится между концами первой скобы 34. Такая конструкция обеспечивает определенную гибкость первой скобе 34, устраняется любая возможность люфта данной скобы 34, и обеспечивается возможность разборки при необходимости, без ограничения количества возможных циклов сборки/разборки. Нижний конец первого удерживающего стержня 27 жестко соединен с коромыслом 26 для обеспечения его синхронного поворачивания вместе с коромыслом 26, первым валом 18, несущим элементом 32 для первого элемента и первым элементом 8 вокруг первой оси AA. Промежуточный мост 38 (см. фиг. 2), который параллелен коромыслу 26, перпендикулярен оси AA и сквозь который проходит первый вал 18, содержит удлиненное отверстие или окно 40, в котором свободно перемещается первый удерживающий стержень 27 при поворачивании вместе с коромыслом 26 относительно оси AA.
Как показано на фиг. 2, 14, 15 и 17, средство привода второго элемента 10 содержит второй приводной стержень 42, первый конец которого жестко соединен со вторым элементом 10, как будет показано ниже, и который служит для обеспечения колебательного движения второго элемента 10 между его нижним положением и его верхним положениям (относительно циферблата 2) вокруг второй оси BB. Для этого второй приводной стержень 42 на втором конце содержит сферу 44, образующую сферическое шарнирное соединение с отверстием 46, которое выполнено на свободном конце 47 коромысла 26 и в котором сфера 44 может поворачиваться, обеспечивая возможность совершения вторым элементом 10 колебательных движений вокруг второй оси BB при поворачивании коромысла 26 вокруг первой оси AA.
При использовании передачи такого типа потери крутящего момента очень малы по двум причинам, а именно: благодаря ограниченному углу колебаний второго приводного стержня 42 (менее ±15°) и отсутствию возвратной пружины из-за уменьшенного люфта между компонентами соединения.
Как более подробно показано на фиг. 17, второй элемент 10 закреплен на несущем элементе 48 для второго элемента, который жестко соединен, с одной стороны, со вторым валом 20, и, с другой стороны, со вторым приводным стержнем 42. С этой целью, несущий элемент 48 для второго элемента содержит сухарь 49, в котором закреплен второй вал 20, например, путем затягивания относительно оси BB и в котором, аналогичным образом, закреплен первый конец второго приводного стержня 42, перпендикулярно второму валу 20. Таким образом, когда второй вал 20 установлен с возможностью вращения вместе с несущим элементом 48 для второго элемента вокруг второй оси BB на модуле 24 и когда второй конец второго приводного стержня 42 соединен с коромыслом 26 с помощью сферического соединения, поворачивание коромысла 26 вокруг первой оси AA приводит к поворачиванию несущего элемента 48 для второго элемента вокруг второй оси BB.
Вышеуказанный несущий элемент 48 для второго элемента, аналогичным образом, содержит выполненную за одно целое с сухарем 49 вторую скобу 50, на которой закреплен второй элемент 10. Для этого второй элемент 10 содержит на своей нижней поверхности соединительный элемент 52, форма которого соответствует форме второй скобы 50 и который расположен внутри второй скобы 50 с возможностью скольжения в ней. Такая компоновка обеспечивает определенную гибкость второй скобы 50, а также возможность сборки/разборки узла при необходимости. Сухарь 49 имеет наклонные поверхности для придания второму элементу 10 требуемого наклона. Кроме того, для улучшения фиксации второй элемент 10 может быть прикреплен к этой наклонной поверхности с помощью клея, пайки, сварки, винтов и т.д. Второй элемент 10 устанавливается во второй скобе 50 таким образом, что его кромка 14 параллельна второму валу 20. Соединительный элемент 52 крепится ко второй скобе 50 винтом 54 с квадратной головкой. Использование винта с квадратной головкой уменьшает риск срыва головки при его затягивании отверткой с квадратным наконечником при сборке второго элемента, по сравнению с риском срыва при использовании плоской отвертки.
Кроме того, на несущем элементе 48 для второго элемента находится противовес 56. Этот противовес 56 содержит сухарь, прикрепленный под сухарем 49 несущего элемента 48 для второго элемента таким образом, что через него проходит второй приводной стержень 42. Задача противовеса заключается в том, чтобы уравновесить несущий элемент 48 для второго элемента и устранить возможность возникновения очень высокого дисбаланса во время колебаний или при изменении ориентации наручных часов, неизбежно подвергающихся изменениям ориентации.
Предпочтительно, коромысло 26 приводится в действие шатунным устройством 28a, 28b, служащим для преобразования непрерывного вращательного движения вращающегося элемента 30 часов в переменное вращательное движение. Это шатунное устройство хорошо известно специалистам в данной области и не требует подробного описания. Вполне очевидно, что любой другой механизм, обеспечивающий возможность совершения коромыслом 26 вращательно-колебательных движений вокруг первой оси AA первого вала 18, также может быть использован.
В рассматриваемом здесь примере одно и то же коромысло 26 эффективно используется для поворачивания двух элементов 8 и 10. Разумеется, можно создать две системы для независимого поворачивания первого и второго элементов 8, 10 и получить комбинированное движение указанных элементов, эквивалентное движению, создаваемому механизмом, рассмотренным в настоящем примере.
Питание для автоматического устройства 6, а также колеса 4 может обеспечиваться автономными аккумуляторами, независимыми от аккумулятора часов. Привод колеса 4 осуществляется так, как если бы оно касалось иглы на трибе паразитного колеса, и оно может приводиться в действие независимой цилиндрической пружиной, причем частота его вращения регулируется регулятором. Предпочтительно, автоматическое устройство 6 и колесо 4 могут приводиться в движение и останавливаться приводным механизмом, независимым от часового механизма часов. Колесо 4 включается самостоятельно одновременно со срабатыванием автоматического устройства 6. Согласно другому варианту осуществления изобретения, колесо 4 может приводиться непрерывно от основного часового механизма.
Согласно одному из возможных вариантов осуществления изобретения, этот приводной механизм содержит нажимную заводную головку 58 с нажимной кнопкой Вкл./Стоп, позволяющей включать колесо (Вкл.) и выключать его (Стоп) по желанию пользователя. Аналогичным образом, приводной механизм автоматического устройства содержит колонное колесо, переводимое в состояние покоя противовозвратной стопорной пружиной, взаимодействующей, с одной стороны, с рычагом, приводимым нажимной кнопкой, и, с другой стороны, со стопорным рычагом, служащим для остановки шатунного устройства. Приводной механизм устроен таким образом, что стопорный рычаг блокирует автоматическое устройство, как только прижимается к колесу со специальным профилем, жесткой точкой, что приводит к первоочередной остановке, когда второй элемент достигает своего нижнего положения. Таким образом, после запирания положения "Стоп" текущее движение взмахивания продолжается до тех пор, пока второй элемент автоматического устройства не окажется в своем нижнем положении.
Автоматическое устройство согласно настоящему изобретению работает следующим образом: в состоянии покоя элементы автоматического устройства находятся в положениях, показанных на фиг. 1-4. Положение коромысла 26 такое, что первый удерживающий стержень 27 расположен в левой стороне окна 40 (как показано на фиг. 2), а второй приводной стержень 42 наклонен, как если бы он отодвигался от тела бабочки, таким образом, что второй элемент 10, или верхнее крыло, находится в своем нижнем положении ближе к циферблату. В этом "нижнем" положении крылья бабочки кажутся сложенными, и первый элемент 8, или нижнее крыло, находится непосредственно за вторым элементом 10 или верхним крылом.
При задействовании нажимной кнопки шатунное устройство 28a, 28b освобождается, так что коромысло 26 поворачивается вокруг первой оси AA, например, в направлении по часовой стрелке, согласно рассматриваемому неограничивающему примеру, приводя первый элемент 8 с помощью его удерживающего стержня 27 и второго приводного стержня 42 в промежуточное положение, как показано на фиг. 5-8. Более конкретно, коромысло 26 поворачивается (в рассматриваемом случае в направлении по часовой стрелке) вокруг первой оси AA синхронно с первым валом 18, несущим элементом 32 для первого элемента, несущим элемент 8, или нижнее крыло, и первым удерживающим стержнем 27, который смещается в окне 40. Первый удерживающий стержень 27, воздействуя на первую скобу 34, дает возможность зафиксировать систему, избегая откручивания несущего элемента для первого элемента и поглощая любые возможные удары и вибрации, которые, таким образом, не передаются на резьбу. Таким образом, первый элемент 8, или нижнее крыло, поворачивается в направлении по часовой стрелке, появляясь из-под верхнего крыла, как показано на фиг. 5. Одновременно свободный конец 47 коромысла 26 смещается, перемещая второй приводной стержень 42 с помощью его сферы 44, таким образом, что указанный второй приводной стержень 42 смещается в отверстии 46. Это поворачивание второго приводного стержня 42, жестко соединенного с сухарем 49, установленным на модуле 24, управляет поворачиванием несущего элемента 48 для второго элемента и его вала 20 в модуле 24 вокруг второй оси BB таким образом, что, как показано на фиг. 8, противовес 56, жестко соединенный с сухарем 49, отодвигается от тела 12, а второй элемент 10, или верхнее крыло, раскрывается, и его свободный край отодвигается от циферблата, занимая свое промежуточное положение.
Приводимое шатунным устройством 28a, 28b коромысло 26 продолжает поворачиваться вокруг первой оси AA, в данном случае в направлении по часовой стрелке, приводя первый элемент 8 его удерживающим стержнем 27 и вторым приводным стержнем 42 в "верхнее" положение, как показано на фиг. 9-12.
Более конкретно, коромысло 26 продолжает поворачиваться (в рассматриваемом случае в направлении по часовой стрелке) вокруг первой оси AA синхронно с первым валом 18, несущим элементом 32 для первого элемента, элементом 8, или нижним крылом, и первым удерживающим стержнем 27, который продолжает свободно смещаться (в рассматриваемом примере по часовой стрелке) в окне 40, достигая его правого края, как показано на фиг. 10. Таким образом, первый элемент 8, или нижнее крыло, всегда поворачивается в направлении по часовой стрелке, снова появляясь из-под верхнего крыла, как показано на фиг. 9. Одновременно свободный конец 47 коромысла 26 снова смещается, перемещая второй приводной стержень 42 с помощью его сферы 44, таким образом, что указанный второй приводной стержень 42 продолжает смещаться в отверстии 46. Это поворачивание второго приводного стержня 42, жестко соединенного с сухарем 49, установленном на модуле 24, снова приводит к поворачиванию несущего элемента 48 для второго элемента и его вала 20 в модуле 24 вокруг второй оси BB, так что, как показано на фиг. 12, противовес 56, жестко соединенный с сухарем 49, еще больше отодвигается от тела 12, а второй элемент 10, или верхнее крыло, еще больше раскрывается, и его свободный край еще больше отодвигается от циферблата 2, занимая свое "верхнее" положение. Первая часть цикла соответствует "фазе открытия" крыльев бабочки, при котором нижнее крыло все больше появляется из-под верхнего крыла, а верхнее крыло открывается, и его внешняя кромка отходит от циферблата.
Затем, все еще приводимое шатунным устройством 28a, 28b, коромысло 26 продолжает поворачиваться относительно первой оси AA, но с этого момента в направлении уже против часовой стрелки, в результате изменившегося направления вращения, так что перемещения, описанные выше, повторяются в обратном направлении, вследствие чего первый удерживающий стержень 27 снова перемещается к левому краю окна 40, а второй приводной стержень 42 возвращается, так что противовес 56 снова оказывается ближе всего к телу 12 бабочки. Данная вторая часть цикла соответствует "фазе закрытия" крыльев бабочки, при которой нижнее крыло все больше скрывается под верхним крылом, а верхнее крыло закрывается, и его внешняя кромка приближается к циферблату, пока снова не достигнет своего нижнего положения. Фаза открытия и фаза закрытия непрерывно повторяются друг за другом, создавая впечатление, что бабочка машет крыльями, и это продолжается до тех пор, пока пользователь не захочет остановить автоматическое устройство, задействовав нажимную кнопку, или пока не будет израсходована вся энергия, и энергии окажется недостаточно для привода автоматического устройства. Шатунное устройство используется для придания профилю скорости первого и второго элементов синусоидальной формы, которая наилучшим образом соответствует кинематике взмахов крыльев бабочки, т.е. постепенно возрастающей скорости перемещения крыла.
Благодаря расположению первого и второго элементов 8 и 10 и их несимметричному движению относительно различных осей, автоматическое устройство согласно настоящему изобретению, приводящее в движение два элемента, имитирующих взмахи крыльев бабочки, является очень компактным. Это дает возможность создания более наглядного автоматического устройства без уменьшения площади поверхности, которая остается доступной на циферблате, что является особенно выгодным для наручных часов.
Аналогичным образом, конструкция согласно настоящему изобретению позволяет использовать циферблат с ограниченным отверстием, чтобы скрыть, насколько это возможно, приводной механизм автоматического устройства. Фактически, только несущие элементы являются деталями, проходящими сквозь циферблат. Конструкция изобретения с одним винтом позволяет блокировать все степени свободы крыльев, поскольку они жестко соединены с несущими элементами. Сборка устройства производится путем установки сначала коромысла 26 с первым валом 18 между рамой 22 и промежуточным мостом 38, а затем шатуна 28a между кривошипом 28b и коромыслом 26. Несущий элемент 48 для второго элемента без верхнего крыла 10 устанавливается в модуле 24. Затем циферблат 2 фиксируется на раме 22, причем циферблат имеет соседние отверстия, диаметр которых соответствует пространственным требованиям, предъявляемым несущим элементом 32 для первого элемента и несущим элементом 48 для второго элемента, включая модуль 24. Затем несущий элемент 32 для первого элемента с нижним крылом 8 фиксируется на первом валу 18, закрепленном на коромысле 26 с помощью винта, предпочтительно с квадратной головкой с целью избежать риска повреждения циферблата 2, и, наконец, закрепляется верхнее крыло 10 на несущем элементе 48 для второго элемента с помощью винта, предпочтительно с квадратной головкой с целью избежать риска повреждения циферблата. Такая последовательность операций сборки является необходимой для описанного здесь конкретного варианта осуществления изобретения, в котором верхнее крыло по меньшей мере частично закрывает нижнее крыло.
Аналогично, механизм автоматического устройства согласно настоящему изобретению дает возможность получения очень высокой эффективности, а также низкого и постоянного мгновенного достигаемого крутящего момента. Фактически, механизм автоматического устройства согласно настоящему изобретению не содержит системы, совершающей колебания путем вхождения в зацепление. Благодаря этому отсутствуют люфт и тряска. Второй элемент уравновешивается противовесом, который устраняет дисбаланс. Таким образом, компоненты автоматического устройства не чувствительны к пространственному положению часов, в частности, когда речь идет о наручных часах. Кроме того, нет необходимости использовать возвратную пружину, что дает возможность уменьшения крутящего момента, необходимого для передачи, и иметь более постоянный крутящий момент. Что касается колебательного движения, присутствует только крутящий момент необходимой величины благодаря ускорению компонентов и их инерции относительно их оси вращения. Подвод энергии осуществляется только во время "торможения" устройства после каждого колебания. Единственная потребляемая энергия обусловлена пассивным трением в шарнирах, окнах и т.д. Коромысло и приводные стержни всегда работают с углом, составляющим, предпочтительно, от 70° до 90°, когда ход второго элемента 10 составляет 40°, и более предпочтительно от 75° до 90°, когда ход второго элемента 10 равен 30°, что является идеальным для передачи. Геометрическая эффективность в этих ограниченных диапазонах углов составляет от 96% до 100%, моменты инерции, которые необходимо преодолевать, являются очень низкими благодаря отсутствию возвратной пружины.
1. Часы, содержащие циферблат (2), определяющий плоскость XY, автоматическое устройство (6), расположенное над циферблатом (2), причем указанное автоматическое устройство (6) содержит по меньшей мере один первый элемент (8) и один второй элемент (10), выполненные с возможностью поворота для обеспечения их взмахообразного движения, и приводной механизм указанного автоматического устройства, при этом первый элемент (8) выполнен с возможностью поворота вокруг первой оси (AA), которая не параллельна плоскости XY, а второй элемент (10) выполнен с возможностью поворота вокруг второй оси (BB), отличной от первой оси (AA), причем приводной механизм автоматического устройства (6) содержит средства привода первого и второго элементов (8, 10), служащие для обеспечения несимметричных поворачиваний указанных первого и второго элементов (8, 10) соответственно и для координации указанных поворачиваний указанных первого и второго элементов (8, 10) таким образом, чтобы их сочетание создавало эффект взмахивания указанных первого и второго элементов (8, 10), отличающиеся тем, что первый элемент (8) расположен ближе к циферблату (2), а второй элемент (10) расположен дальше от циферблата (2) и имеет основание (14), которое имитирует шарнирное соединение, причем первый элемент (8) выполнен с возможностью поворота в плоскости, перпендикулярной первой оси (AA), а второй элемент (10) выполнен с возможностью поворота вокруг второй оси (BB), коаксиальной с указанным основанием (14), и совершения колебательного движения между нижним положением и верхним положением относительно циферблата (2).
2. Часы по п. 1, отличающиеся тем, что в своем нижнем положении второй элемент (10) образует с циферблатом (2) угол менее 20°.
3. Часы по п. 2, отличающиеся тем, что в своем нижнем положении второй элемент (10) образует с циферблатом (2) угол менее 10°.
4. Часы по любому из пп. 1-3, отличающиеся тем, что ход первого элемента (8) и ход второго элемента (10) составляют менее 40°.
5. Часы по п. 4, отличающиеся тем, что ход первого элемента (8) и ход второго элемента (10) составляют менее 30°.
6. Часы по любому из пп. 1-5, отличающиеся тем, что первая ось (AA) перпендикулярна плоскости XY, а вторая ось (BB) расположена в плоскости, по существу параллельной плоскости XY.
7. Часы по п. 6, отличающиеся тем, что первая ось (AA) и вторая ось (BB) перпендикулярны друг другу.
8. Часы по любому из пп. 1-7, отличающиеся тем, что средство привода первого элемента (8) содержит коромысло (26), выполненное с возможностью поворота вокруг первой оси (AA), причем указанное коромысло (26) жестко соединено с первым элементом (8) для обеспечения поворота первого элемента (8) вокруг первой оси (AA) во время поворота коромысла (26).
9. Часы по п. 8, отличающиеся тем, что первый элемент (8) прикреплен к несущему элементу (32) для первого элемента, выполненному с возможностью поворота вокруг первой оси (AA), причем указанный несущий элемент (32) для первого элемента жестко соединен с коромыслом (26).
10. Часы по п. 9, отличающиеся тем, что несущий элемент (32) для первого элемента содержит трубку (33), выполненную с возможностью поворота вокруг первой оси (AA) и жестко соединенную с коромыслом (26), и первую скобу (34), на которой расположен первый элемент (8).
11. Часы по любому из пп. 8-10, отличающиеся тем, что содержат первый удерживающий стержень (27), жестко соединенный, с одной стороны, с коромыслом (26) и, с другой стороны, с первым элементом (8).
12. Часы по п. 1, отличающиеся тем, что средство привода второго элемента (10) содержит второй приводной стержень (42), первый конец которого жестко соединен со вторым элементом (10) и который служит для обеспечения колебательного движения второго элемента (10) между его нижним и верхним положениями вокруг второй оси (BB).
13. Часы по п. 12, отличающиеся тем, что средство привода первого элемента (8) содержит коромысло (26), выполненное с возможностью поворота вокруг первой оси (AA), причем указанное коромысло (26) жестко соединено с первым элементом (8) для обеспечения поворота первого элемента (8) вокруг первой оси (AA) во время поворота коромысла (26), при этом на втором конце второй приводной стержень (42) содержит сферу (44), установленную на коромысле (26) с помощью сферического шарнирного соединения, чтобы обеспечить возможность совершения вторым элементом (10) колебательных движений вокруг второй оси (BB) при поворачивании коромысла (26) вокруг первой оси (AA).
14. Часы по п. 13, отличающиеся тем, что второй элемент (10) прикреплен к несущему элементу (48) для второго элемента, выполненному с возможностью поворота вокруг второй оси (BB) и жестко соединенному со вторым приводным стержнем (42), причем указанный несущий элемент (48) для второго элемента содержит вторую скобу (50), на которой установлен второй элемент (10).
15. Часы по п. 14, отличающиеся тем, что несущий элемент (48) для второго элемента дополнительно содержит противовес (56).
16. Часы по любому из пп. 8-15, отличающиеся тем, что коромысло (26) приводится в действие шатунным устройством (28a, 28b), служащим для преобразования непрерывного вращательного движения подвижного элемента часов в переменное вращательное движение.
17. Часы по любому из пп. 1-16, отличающиеся тем, что автоматическое устройство выполнено в виде бабочки, содержащей нижнее крыло, верхнее крыло и тело (12), причем первый элемент (8), расположенный ближе к циферблату (2), представляет собой нижнее крыло, а второй элемент (10), расположенный дальше от циферблата (2), представляет собой верхнее крыло, при этом указанный второй элемент (10) имеет основание (14), имитирующее шарнирное соединение верхнего крыла с телом (12) бабочки.
