專利名稱：一種新型快擺機械秒鐘的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及測量時段用的計時鐘表，具體地說涉及鐘表機芯的調速系統(tǒng)和顯示時間刻度的鐘盤。
現(xiàn)有機械秒鐘由機芯部分、操縱部分及鐘盤、鐘殼組成，機芯部分包括原動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、擒縱系統(tǒng)、調速系統(tǒng)，操縱部分包括起動機構、暫停機構、連續(xù)計時機構、回零機構。機械秒鐘振動周期比手表短，可以提高走時精度、縮小讀數(shù)誤差。鐘盤的秒針指示刻度為60秒鐘，秒針軸上方的小分鐘盤指示刻度為60分鐘；調速系統(tǒng)的振動周期為0.6秒，振動頻率為每小時12000次(見廣東汕頭教學儀器廠60秒機械秒鐘)。這種機械秒鐘能夠實現(xiàn)走時的起動、止動、回零等功能，使用較方便。但由于鐘盤顯示時間的精度最小只能達到0.2秒；而且從計時看，與普通鐘表差別不大，除了具有止動與回零功能外，沒有顯著的特點，在使用場合和應用范圍上都受限制，某此時侯甚至可以用普通鐘表代替。
本實用新型的目的就是提供一種能夠更精確地顯示、測量微小時段，與普通鐘表有較顯著差別，易于區(qū)分，使用方便的新型機械秒鐘。
本實用新型的任務是以如下方式完成的設計制作一種新型快擺機械秒鐘，包括機芯部分、操縱部分及鐘殼(1)、鐘盤(2)，機芯部分在現(xiàn)有的機械秒鐘結構基礎上加以改進，機芯部分的調速系統(tǒng)采用由快擺擺輪(32)與快擺游絲(36)匹配組成的快擺式擺輪游絲機構(W)，時間顯示采用在鐘盤(2)圓周上均分30秒鐘刻度、在鐘盤(2)上小分鐘盤(2a)圓周上均分30分鐘刻度的形式，秒針(6)和分針(4)在機芯的快擺式擺輪游絲機構(W)作用下，分別在鐘盤(2)和小分鐘盤(2a)上指示相應的時間?？鞌[式擺輪游絲機構(W)中快擺擺輪(32)的厚度為0.40mm～0.80mm，直徑為φ16mm～φ24mm，并與相應的快擺游絲(36)相匹配；快擺游絲(36)的有效工作圈數(shù)為4圈～8圈，并與相應的快擺擺輪(32)相匹配。擺軸(34)與現(xiàn)有機械秒鐘相同。鐘盤(2)的時間顯示刻度為30秒鐘，從1到30共有30個數(shù)字在圓周面上均勻排列，每個數(shù)字表示1秒，各個數(shù)字之間均勻劃分為10條小刻度線，每條刻度線代表0.1秒；鐘盤(2)中心秒針(6)軸上方的小分鐘盤(2a)時間顯示刻度為30分鐘，在圓周面上均勻排列，最小刻度為0.5分鐘；分針(4)與秒針(6)在鐘盤(2)和小分鐘盤(2a)上對應指示相應時段。調速系統(tǒng)依靠快擺式擺輪游絲機構(W)的周期性振蕩，使擒縱機構保持精確和規(guī)律性的持續(xù)運動，從而實現(xiàn)調速功能，達到穩(wěn)定、精確地顯示時間的目的。擺輪游絲機構振動的周期越小、頻率越高，走時精度就越高。故通常人們將擺輪游絲機構比作鐘表的心臟，這充分說明了它的重要性。改進擺輪游絲機構，相當于在心臟部位動手術，對鐘表的走時精度起到關鍵作用。根據(jù)設計要求，本實用新型先選定振動周期T0，按計算周期公式T0=2πJbM0]]>確定，式中Jb為擺輪的轉動慣量，M0為游絲的剛度。一般情況下，M0=Ebh312×109Lg]]>游絲剛度M0與游絲的彈性模數(shù)E、寬度b、厚度h成正比，而與游絲工作長度Lg成反比。代入周期公式，得到T0=2π12×109Jb·LgE·b·h3]]>。按照這個公式，在振動周期T0和擺輪轉動慣量Jb已選定的情況下，只要確定游絲的材料和幾何尺寸，就能保證實現(xiàn)預定的振動周期T0。要實現(xiàn)快擺，使秒針(6)較現(xiàn)有機械秒鐘轉速快一倍，能夠在30秒鐘內走完一圈，則必須使振動周期T0縮短為現(xiàn)有機械秒種的二分之一(振動頻率相應加快為現(xiàn)有機械秒鐘的2倍)。為達到這個目的，在游絲的材料、寬度、厚度不變的情況下，依靠調整游絲的長度Lg和擺輪的幾何尺寸實現(xiàn)預定周期T0。為了充分利用通用部件，根據(jù)現(xiàn)有機械秒鐘的大小和空間，經(jīng)過計算得出適用范圍。在這個范圍內調整、匹配擺輪游絲結構，能夠實現(xiàn)所需要的快擺振動周期T0。本實用新型經(jīng)過設計、計算和改進，實際振動周期為0.3秒，振動頻率為每小時24000次，使秒針(6)在30秒鐘內走完一圈，達到秒針(6)轉速與鐘盤(2)圓周面30秒鐘時間顯示刻度相一致、小分針(4)轉動速度與小分鐘盤(2a)時間顯示刻度也相一致的目的。顯示時間的精確度比現(xiàn)有機械秒鐘提高一倍，可達0.1秒。本實用新型機芯部分的原動系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、擒縱系統(tǒng)和操縱部分的起動機構、暫停機構，連續(xù)計時機構、回零機構等與現(xiàn)有機械秒鐘的結構和作用相同。
經(jīng)過上述設計、改進、試制，證明本實用新型的結構合理，走時準確、穩(wěn)定，振動周期短、振動頻率高，秒針(6)走一圈為30秒鐘，與普通鐘表和現(xiàn)有機械秒鐘有較顯著的區(qū)別，易于區(qū)分，使用方便，便于測量微小時段，顯示時段精確，較好地實現(xiàn)了預計目標。
下面對附圖加以說明

圖1是本實用新型整體外觀圖；圖2是本實用新型的機芯結構展開圖；圖3是本實用新型的快擺式擺輪游絲機構(W)裝配示意圖；圖4是圖3的K向視圖。
圖中1—鐘殼；2—鐘盤；2a—小分鐘盤；3—暫停按鈕；4—分針；5—回零按鈕；6—秒針；7—止擺簧；8—擺軸承；9—定位樁；10—導向輪；11—導向輪軸；12—閘刀部件；13—秒軸套；14—秒針部件；15—桃輪部件；16—分針部件；17—前夾板；18—回零桿部件；19—回零定位樁；20—扭簧；21—機芯架；22—夾板柱；23—后夾板；24—頭輪組件；25—二輪組件；26—三輪組件；27—四輪組件；28—擒縱輪組件；29—擒縱叉組件；30—游絲外樁；31—快慢針；W—快擺式擺輪游絲機構；32—快擺擺輪；33—擺釘；34—擺軸；35—游絲內樁；36—快擺游絲。
最后通過實施例對本實用新型作進一步說明；選用普通鬧鐘的部分組件、現(xiàn)有機械秒鐘的部分組件和本實用新型設計改進的部分組件，一起配合組裝新型快擺機械秒鐘。機芯部分的頭輪組件、三輪組件、擒縱輪組件、擒縱叉組件采用普通鬧鐘的通用件；二輪組件、四輪組件采用現(xiàn)有機械秒鐘的相同組件；操縱部分的起動機構、暫停機構、連續(xù)計時機構和回零機構，根據(jù)現(xiàn)有機械秒鐘的結構自行制作，以便更好地裝配和配合；鐘盤和擺輪游絲機構按照本實用新型的設計制作，鐘盤采用鋁合金片制成直徑φ74mm的圓盤，在360度圓周面上均勻顯示30秒鐘時間刻度，標出從1到30共30個數(shù)字；各個秒鐘顯示刻度之間又各劃分為10個小刻度，每個小刻度表示0.1秒，共劃分300個小刻度。在鐘盤秒針軸的上方劃有小分鐘盤，其圓周面上顯示30分鐘，均勻分布60個刻度，每個刻度表示0.5分鐘。擺輪游絲機構經(jīng)過計算匹配，確定快擺擺輪的厚度為0.5mm，直徑為φ20.2mm；快擺游絲的有效工作圈數(shù)選定為6圈；安裝位置及傳動方式不變。這樣匹配形成的快擺擺輪游絲機構，其振動周期為0.3秒，比現(xiàn)有機械秒鐘縮短一半；振動頻率為每小時24000次，比現(xiàn)有機械秒鐘快一倍。帶動秒針和小分針在鐘盤上顯示相應的計時段，秒針在鐘盤上走一圈為30秒鐘，分針在小分鐘盤上走一圈為30分鐘；計時精度達0.1秒，較現(xiàn)有機械秒鐘提高1倍，而且顯示清楚，易于區(qū)分。由于本實用新型最大限度地利用了通用部件和標準件，同時鐘殼和暫停按鈕、回零按鈕均采用注塑件，這樣不但外型美觀，成本低廉，而且通用化、標準化程度高，便于裝配和維修。本實用新型適于在科研、體育、國防、郵電、大中專學校和中學的實驗室等場所應用，具有廣泛的推廣價值和良好的社會效益。
權利要求1.一種新型快擺機械秒鐘，包括機芯部分、操縱部分及鐘殼(1)、鐘盤(2)，其特征在于機芯部分的調速系統(tǒng)采用由快擺擺輪(32)與快擺游絲(36)匹配組成的快擺式擺輪游絲機構(W)，時間顯示采用在鐘盤(2)圓周上均分30秒鐘刻度、在鐘盤(2)上小分鐘盤(2a)圓周上均分30分鐘刻度的形式，秒針(6)和分針(4)在機芯的快擺式擺輪游絲機構(W)作用下，分別在鐘盤(2)和小分鐘盤(2a)上指示相應的時間。
2.按照權利要求1所述的新型快擺機械秒鐘，其特征在于所說的快擺式擺輪游絲機構(W)中快擺擺輪(32)的厚度為0.40mm～0.80mm，直徑為φ16mm～24mm，并與相應的快擺游絲(36)相匹配。
3.按照權利要求1所述的新型快擺機械秒鐘，其特征在于所說的快擺式擺輪游絲機構(W)中快擺游絲(36)的有效工作圈數(shù)為4圈～8圈，并與相應的快擺擺輪(32)相匹配。
4.按照權利要求1所述的新型快擺機械秒鐘，其特征在于所說的鐘盤(2)時間顯示刻度為30秒鐘，從1到30共有30個數(shù)字在圓周面上均勻排列，每個數(shù)字表示1秒，各個數(shù)字之間均勻劃有10條小刻度線，每條刻度線代表0.1秒，鐘盤(2)中心秒針(6)軸上方的小分鐘盤(2a)時間顯示刻度為30分鐘，在圓周面上均勻排列，最小刻度為0.5分鐘，分針(4)與秒針(6)在鐘盤(2)和小分鐘盤(2a)上對應指示相應時段。
專利摘要一種新型快擺機械秒鐘，機芯部分的調速系統(tǒng)采用快擺式擺輪游絲機構(W)，振動周期為0.3秒，振動頻率為每小時24000次，秒針每30秒鐘轉動360度；鐘盤(2)的圓周面上顯示時間刻度為30秒鐘，小分鐘盤(2a)顯示30分鐘。秒針轉速較現(xiàn)有機械秒鐘快一倍，時間顯示精度高一倍，達0.1秒，顯示特點突出，便于測量微小時段。本實用新型由于最大限度地利用了通用部件和標準件，不僅成本低，而且便于裝配和維修。適于在科研、體育、國防、郵電、大中專學校和中學的實驗室推廣應用。
文檔編號G04F7/06GK2221227SQ94236070
公開日1996年2月28日 申請日期1994年12月23日 優(yōu)先權日1994年12月23日
發(fā)明者孟祥運, 李冬梅, 劉鳴圈, 張云濤, 馬學君, 趙云華, 胡連民 申請人:山東聊城手表廠