专利名称：一种新型快摆机械秒钟的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量时段用的计时钟表，具体地说涉及钟表机芯的调速系统和显示时间刻度的钟盘。
现有机械秒钟由机芯部分、操纵部分及钟盘、钟壳组成，机芯部分包括原动系统、传动系统、擒纵系统、调速系统，操纵部分包括起动机构、暂停机构、连续计时机构、回零机构。机械秒钟振动周期比手表短，可以提高走时精度、缩小读数误差。钟盘的秒针指示刻度为60秒钟，秒针轴上方的小分钟盘指示刻度为60分钟；调速系统的振动周期为0.6秒，振动频率为每小时12000次(见广东汕头教学仪器厂60秒机械秒钟)。这种机械秒钟能够实现走时的起动、止动、回零等功能，使用较方便。但由于钟盘显示时间的精度最小只能达到0.2秒；而且从计时看，与普通钟表差别不大，除了具有止动与回零功能外，没有显著的特点，在使用场合和应用范围上都受限制，某此时侯甚至可以用普通钟表代替。
本实用新型的目的就是提供一种能够更精确地显示、测量微小时段，与普通钟表有较显著差别，易于区分，使用方便的新型机械秒钟。
本实用新型的任务是以如下方式完成的设计制作一种新型快摆机械秒钟，包括机芯部分、操纵部分及钟壳(1)、钟盘(2)，机芯部分在现有的机械秒钟结构基础上加以改进，机芯部分的调速系统采用由快摆摆轮(32)与快摆游丝(36)匹配组成的快摆式摆轮游丝机构(W)，时间显示采用在钟盘(2)圆周上均分30秒钟刻度、在钟盘(2)上小分钟盘(2a)圆周上均分30分钟刻度的形式，秒针(6)和分针(4)在机芯的快摆式摆轮游丝机构(W)作用下，分别在钟盘(2)和小分钟盘(2a)上指示相应的时间。快摆式摆轮游丝机构(W)中快摆摆轮(32)的厚度为0.40mm～0.80mm，直径为φ16mm～φ24mm，并与相应的快摆游丝(36)相匹配；快摆游丝(36)的有效工作圈数为4圈～8圈，并与相应的快摆摆轮(32)相匹配。摆轴(34)与现有机械秒钟相同。钟盘(2)的时间显示刻度为30秒钟，从1到30共有30个数字在圆周面上均匀排列，每个数字表示1秒，各个数字之间均匀划分为10条小刻度线，每条刻度线代表0.1秒；钟盘(2)中心秒针(6)轴上方的小分钟盘(2a)时间显示刻度为30分钟，在圆周面上均匀排列，最小刻度为0.5分钟；分针(4)与秒针(6)在钟盘(2)和小分钟盘(2a)上对应指示相应时段。调速系统依靠快摆式摆轮游丝机构(W)的周期性振荡，使擒纵机构保持精确和规律性的持续运动，从而实现调速功能，达到稳定、精确地显示时间的目的。摆轮游丝机构振动的周期越小、频率越高，走时精度就越高。故通常人们将摆轮游丝机构比作钟表的心脏，这充分说明了它的重要性。改进摆轮游丝机构，相当于在心脏部位动手术，对钟表的走时精度起到关键作用。根据设计要求，本实用新型先选定振动周期T0，按计算周期公式T0=2πJbM0]]>确定，式中Jb为摆轮的转动惯量，M0为游丝的刚度。一般情况下，M0=Ebh312×109Lg]]>游丝刚度M0与游丝的弹性模数E、宽度b、厚度h成正比，而与游丝工作长度Lg成反比。代入周期公式，得到T0=2π12×109Jb·LgE·b·h3]]>。按照这个公式，在振动周期T0和摆轮转动惯量Jb已选定的情况下，只要确定游丝的材料和几何尺寸，就能保证实现预定的振动周期T0。要实现快摆，使秒针(6)较现有机械秒钟转速快一倍，能够在30秒钟内走完一圈，则必须使振动周期T0缩短为现有机械秒种的二分之一(振动频率相应加快为现有机械秒钟的2倍)。为达到这个目的，在游丝的材料、宽度、厚度不变的情况下，依靠调整游丝的长度Lg和摆轮的几何尺寸实现预定周期T0。为了充分利用通用部件，根据现有机械秒钟的大小和空间，经过计算得出适用范围。在这个范围内调整、匹配摆轮游丝结构，能够实现所需要的快摆振动周期T0。本实用新型经过设计、计算和改进，实际振动周期为0.3秒，振动频率为每小时24000次，使秒针(6)在30秒钟内走完一圈，达到秒针(6)转速与钟盘(2)圆周面30秒钟时间显示刻度相一致、小分针(4)转动速度与小分钟盘(2a)时间显示刻度也相一致的目的。显示时间的精确度比现有机械秒钟提高一倍，可达0.1秒。本实用新型机芯部分的原动系统、传动系统、擒纵系统和操纵部分的起动机构、暂停机构，连续计时机构、回零机构等与现有机械秒钟的结构和作用相同。
经过上述设计、改进、试制，证明本实用新型的结构合理，走时准确、稳定，振动周期短、振动频率高，秒针(6)走一圈为30秒钟，与普通钟表和现有机械秒钟有较显著的区别，易于区分，使用方便，便于测量微小时段，显示时段精确，较好地实现了预计目标。
下面对附图加以说明
图1是本实用新型整体外观图；图2是本实用新型的机芯结构展开图；图3是本实用新型的快摆式摆轮游丝机构(W)装配示意图；图4是图3的K向视图。
图中1—钟壳；2—钟盘；2a—小分钟盘；3—暂停按钮；4—分针；5—回零按钮；6—秒针；7—止摆簧；8—摆轴承；9—定位桩；10—导向轮；11—导向轮轴；12—闸刀部件；13—秒轴套；14—秒针部件；15—桃轮部件；16—分针部件；17—前夹板；18—回零杆部件；19—回零定位桩；20—扭簧；21—机芯架；22—夹板柱；23—后夹板；24—头轮组件；25—二轮组件；26—三轮组件；27—四轮组件；28—擒纵轮组件；29—擒纵叉组件；30—游丝外桩；31—快慢针；W—快摆式摆轮游丝机构；32—快摆摆轮；33—摆钉；34—摆轴；35—游丝内桩；36—快摆游丝。
最后通过实施例对本实用新型作进一步说明；选用普通闹钟的部分组件、现有机械秒钟的部分组件和本实用新型设计改进的部分组件，一起配合组装新型快摆机械秒钟。机芯部分的头轮组件、三轮组件、擒纵轮组件、擒纵叉组件采用普通闹钟的通用件；二轮组件、四轮组件采用现有机械秒钟的相同组件；操纵部分的起动机构、暂停机构、连续计时机构和回零机构，根据现有机械秒钟的结构自行制作，以便更好地装配和配合；钟盘和摆轮游丝机构按照本实用新型的设计制作，钟盘采用铝合金片制成直径φ74mm的圆盘，在360度圆周面上均匀显示30秒钟时间刻度，标出从1到30共30个数字；各个秒钟显示刻度之间又各划分为10个小刻度，每个小刻度表示0.1秒，共划分300个小刻度。在钟盘秒针轴的上方划有小分钟盘，其圆周面上显示30分钟，均匀分布60个刻度，每个刻度表示0.5分钟。摆轮游丝机构经过计算匹配，确定快摆摆轮的厚度为0.5mm，直径为φ20.2mm；快摆游丝的有效工作圈数选定为6圈；安装位置及传动方式不变。这样匹配形成的快摆摆轮游丝机构，其振动周期为0.3秒，比现有机械秒钟缩短一半；振动频率为每小时24000次，比现有机械秒钟快一倍。带动秒针和小分针在钟盘上显示相应的计时段，秒针在钟盘上走一圈为30秒钟，分针在小分钟盘上走一圈为30分钟；计时精度达0.1秒，较现有机械秒钟提高1倍，而且显示清楚，易于区分。由于本实用新型最大限度地利用了通用部件和标准件，同时钟壳和暂停按钮、回零按钮均采用注塑件，这样不但外型美观，成本低廉，而且通用化、标准化程度高，便于装配和维修。本实用新型适于在科研、体育、国防、邮电、大中专学校和中学的实验室等场所应用，具有广泛的推广价值和良好的社会效益。
权利要求1.一种新型快摆机械秒钟，包括机芯部分、操纵部分及钟壳(1)、钟盘(2)，其特征在于机芯部分的调速系统采用由快摆摆轮(32)与快摆游丝(36)匹配组成的快摆式摆轮游丝机构(W)，时间显示采用在钟盘(2)圆周上均分30秒钟刻度、在钟盘(2)上小分钟盘(2a)圆周上均分30分钟刻度的形式，秒针(6)和分针(4)在机芯的快摆式摆轮游丝机构(W)作用下，分别在钟盘(2)和小分钟盘(2a)上指示相应的时间。
2.按照权利要求1所述的新型快摆机械秒钟，其特征在于所说的快摆式摆轮游丝机构(W)中快摆摆轮(32)的厚度为0.40mm～0.80mm，直径为φ16mm～24mm，并与相应的快摆游丝(36)相匹配。
3.按照权利要求1所述的新型快摆机械秒钟，其特征在于所说的快摆式摆轮游丝机构(W)中快摆游丝(36)的有效工作圈数为4圈～8圈，并与相应的快摆摆轮(32)相匹配。
4.按照权利要求1所述的新型快摆机械秒钟，其特征在于所说的钟盘(2)时间显示刻度为30秒钟，从1到30共有30个数字在圆周面上均匀排列，每个数字表示1秒，各个数字之间均匀划有10条小刻度线，每条刻度线代表0.1秒，钟盘(2)中心秒针(6)轴上方的小分钟盘(2a)时间显示刻度为30分钟，在圆周面上均匀排列，最小刻度为0.5分钟，分针(4)与秒针(6)在钟盘(2)和小分钟盘(2a)上对应指示相应时段。
专利摘要一种新型快摆机械秒钟，机芯部分的调速系统采用快摆式摆轮游丝机构(W)，振动周期为0.3秒，振动频率为每小时24000次，秒针每30秒钟转动360度；钟盘(2)的圆周面上显示时间刻度为30秒钟，小分钟盘(2a)显示30分钟。秒针转速较现有机械秒钟快一倍，时间显示精度高一倍，达0.1秒，显示特点突出，便于测量微小时段。本实用新型由于最大限度地利用了通用部件和标准件，不仅成本低，而且便于装配和维修。适于在科研、体育、国防、邮电、大中专学校和中学的实验室推广应用。
文档编号G04F7/06GK2221227SQ94236070
公开日1996年2月28日 申请日期1994年12月23日 优先权日1994年12月23日
发明者孟祥运, 李冬梅, 刘鸣圈, 张云涛, 马学君, 赵云华, 胡连民 申请人:山东聊城手表厂