专利名称：世界计时时钟装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种计时装置，该装置可测定相对于任何选定地区时间的世界上任何地理位置的时间，这种装置可以与一种二十四小时制时钟机构相结合而实现自动工作。
用于确定世界上不同时区的时间的许多装置和计算方法已在过去得到应用，然而，所有这些过去使用的装置或方法都需要依靠使用者能用某一部分肢体进行熟练操作或使用者有一定深度的知识能进行某种形式的计算，并熟悉目标和世界地理。
美国专利594，400(发明人Magolis)提出了一种包括两张重叠地图的装置，所述两地图借助于二十四小时制时钟机构的操纵而一起转动，其中一地图表示南半球，而另一地图表示北半球。然而，由于使用了这种重叠地图而引起了高度的视觉混乱，这样一种地图的组合使得人们难以辨认所选城市或国家的位置。另外，Magolis的专利没有提出形象化标记方法，这种方法将使得处于不同时区的陆地区域可以很容易地被辨认出来;Magolis的专利也不能在其地图上提供城市或国家名的标记，这是由于两张地图重叠在一起使得在某些区域上具有太多有关的名称以致于无法标注在限定的区域内。
本发明提出了一种测定世界上任何地方的时间的装置，这种装置克服了上述装置技术上的缺点。这种装置可以用手操纵，也可以用时钟带动而自动工作。这种装置主要包含一底座;一张安置在底座上可以转动的地图;设置在底座上的第一时间区域，所述第一时间区域由在外围与地图同心的环形带所确定，并被平均分成24个区段;和由环绕地图的圆周设置的圆环所确定的第二时间区域，所述第二时间区域也被平均分成24个区段。所述地图是地球的南极投影，它可绕与南极相对应的中心点用手或用时钟机构带着转动。在手动实施例中，最好也提供一时针。在手动和自动实施例中，时针都与地图一起顺时针方向转动，底座上的每一第一时间区域区段都对应于连续24小时内的某一特定的小时，每个小时都被标记在区段的中间。当用12小时制标记时间时，最好用a.m.和p.m.这样的缩写词来区别白天和晚上。地图圆周上的每一第二时间区域区段都是很直观很清楚的，它们最好采用彩色标记，这些区段的中心位于径度线上，相隔15度(对应于1小时)。
地理时区包含具有相同当地时间的径度特征的陆地区域。实际上，这些地理时区的划分主要根据传统或惯例(例如领土归属，州界或国界，或经济原因)。地图上的陆地区域也采用形象化标记以与邻近的第二时间区域区段相对应。因此，每一第二时间区域区段都有一相关的地理时区。在设定选定地理区域的当地时间(已知)时，应转动地图使第二时间区域区段与第二时间区域区段相对齐。因此，通过第二和第一时间区域区段的组合，可借助于形象化标记测定所有各地理区域的时间。
本发明提出的一种测定世界上任何位置相对于某一选定地理区域的时间的装置，其特征是，该装置包含一个底座;
一张安放在所述底座上并可相对底座转动的圆形世界地图，其中，代表修正的地球的南极投影的所述世界地图绕与南极对应的地图的中心转动，并根据当地时间被分成24个地理时区，其中所述地理时区采用彩色标记以使得相邻区域的颜色不同;
一条由位于底座上的并与所述地图同心的环形带确定的第一时间区域，所述第一时间区域被均匀地分成24个区段，并象标准的24小时制时钟刻度标注上小时符号;
一条由位于所述可转动的圆形地图的圆周上并环绕该圆周的圆环确定的第二时间区域，所述第二时间区域被均匀地分成24个区段，并在相邻区段标以不同的颜色，其中的每一第二时间区域区段与具有相同颜色的邻近的地理时区相对应;
通过将与选定的地理区域对应的第二时间区域区段和与所述选定的地理区域的已知当地时间对应的第一时间区域区段对齐，世界上任何地理位置的当地时间都可以通过认读与所述世界上任何位置相对应的第二时间区域相邻近的第一时间区域上的小时符号得到。
该装置具有时针、分针和秒针的二十四小时制时钟时钟机构以供认读标记在所述第一时间区域上的时间，通过将所述时针固定到地图上可使所述地图与所述时针一起转动。
其中所述地图进一步包含处于半小时时区的地理区域的标记方法，所述标记方法包括辅助的阴影线，其中所述半小时时区的时间与标记在所述第一时间区域上的时间相差半小时。
该装置进一步包括一根重要的时针和一止动机构，其中所述的止动机构包含固定在所述圆形世界地图的背面并可转动的止动元件，所述止动元件的安装位置应使得它能与环形布置的棘齿配合工作;
固定在时钟座上以与止动元件配合工作的环形布置的棘齿;
其中，当需要设定或重新设定装置而手动逆时针方向转动时针时，圆形世界地图的运动由于止动元件被夹在所述环形布置的棘齿圈上的两个棘齿之间而被停止，而当手动顺时针方向转动时针时，圆形世界地图与时针一起转动，止动元件则在环形布置的棘齿上滑过。
该装置中所述的止动元件也可是包含一个圆盘，该圆盘同轴地安装在圆形世界地图的背面，二十四小时制时钟机构的时针轴穿过所述圆盘，该圆盘的暴露面上有一弹性棘爪，采用这种结构，当需要设定或重新设定装置而逆时针方向转动时针时，圆形世界地图的运动由于止动元件被夹在所述环形布置的棘齿圈上的两个棘齿之间而被停止，而当手动顺时针方向转动时针时，圆形世界地图与时针一起转动，止动元件则在环形布置的棘齿上滑过。
该装置中所述底座被制成具有中心同轴的凹区，这些凹区内以空间联系方式包括位于底部凹区的所述环形布置的棘齿，位于中部凹区的所述圆形世界地图和位于上部凹区的所述第一时间区域环形带;
其中所述第一时间区域环形带被布置在所述上部凹区以使得它部分覆盖第二时间区域的圆环以给圆形地图进入所述底座提供导向;
其中所述时钟机构被安装到底座上以使与其同轴布置的时针轴、分针轴和秒针轴穿过所述底座中心并分别与和圆形世界地图固定在一起的时针以及分针、秒针相啮合。
在本发明的最佳实施例中，所述装置由二十四小时制时钟机构自动操纵，时钟机构的时针与地图同步(即地图与时针一起转动)。
为设定或重新设定时区(即当需将该装置设定或重新设定在某一选定地理区域时)，应将时针定位到以彩色标记作为所选地理区域的第二时间区域区段的中间(即定位或重新定位的区域)，一个止动机构可使时针逆时针方向转动以使其定位或重新定位。这时地图将不与时针一起转动。
为校正时间，应将时针、分针和秒针分别调整至与当地时间相一致的时钟一样的位置，此时，地图将与时针一起沿顺时针方向转动。
另一实施例涉及一种手动装置，在这种情况下，仅有时针，为设定或重新设定时区，时针按前述逆时针方向转动，然后，地图将与时针一起沿顺时针方向被转动至指示当地时间的位置。
在上述两个实施例中，在设定或重新设定时区并校准时间后，任何地理区域的当地时间可借助形象化标记通过第一时间区域环形带被连续读出。
另外，还可设想建立一个计算机数据库的可能性，该数据库包含以钟面形式给出的世界地图的南极投影，第一和第二时间区域(采用足够的形象化标记)，时针，分针和秒针等信息，钟的映象可以从计算机内存中提取出来并在程序控制下显示，采用这种方法同样可象上面描述的那样设定或重新设定时区和校正时间。
手动型实施例可被用作学校教学(即向学生解释世界各地日期和时间的变化)，自动型实施例可被用于航空和航海，可作军用也可作商用。
这种装置，不论是手动或是由一台时钟带动，最好都应包括与具有半小时时区的地图上的陆地区域相对应的附设的形象化标记。
图1表示实施本发明的世界计时时钟装置;
图2是表示设定时区时时钟和地图间的止动机构的透视图;
图3是表示设定时区时时钟和地图间的止动机构的侧视图。
下面参照图1-图3对本发明作详细说明。装置上的每个元件在所有附图上均采用相同的标记标出。选择图1至图3所示本发明的实施例仅以说明为目的，读者应该理解，如果需要，可选择其它的实施例，如手动型实施例。
参考图1，所示世界计时时钟装置10包含一个底座15，安置在底座上的可转动的地图50和第一时间区域环形带85。所述第一时间区域环形带被均匀地分成24个第一时间区域区段20、45，并被固定到底座上，部分地超出地图50的外沿。限定在地图50的圆周上并环绕该圆周的第二时间区域圆环40被分成24个等间隔的第二时间区域区段30、35。
地图50是地球的南极投影，在最佳实施例中，它以对应于南极的中心点150为中心顺时针方向转动。一台普通的二十四小时制时钟机构25被安装在地图50的下面，并位于底座内，所述时钟机构包含时针60、分针70和秒针80。时针60被固定在时钟轴55上并与可转动的地图固定在一起，以使它们能一起借助于普通的(如靠电池工作的)二十四小时制时钟机构25而转动，时针60的全圆周转动(地图也随之转动)在每24小时内完成一次。(采用北极投影图是不合适的，由于不能使用顺时针方向转动的普通时钟，而需要地图作逆时针方向的转动。采用北极投影图的另一缺点是陆地过分集中在地图的中心附近。)24个第一时间区域区段20采用标记来区分24小时周期内的每一个小时从上午的12点到下午的11点。为更加清晰和改进可读性，这些小时标记中也可以包含将第一时间区域区段中的12p.m.标作“NOON”(中午)和将第一时间区域区段中的12a.m.标作“MIDNIGHT”(午夜)。时针60每一小时越过一个第一时间区域区段20，分针70每小时转动一周(与普通12小时制时钟一样)，因此，每隔2.5分钟越过一个第一时间区域区段20，与分针70的工作方法相类似，秒针80每隔2.5秒钟越过一个第一时间区域区段20。因此，图1中钟的指针60、70和80表示的对应于第二时间区域区段30的所有陆地区域的这一天的时间近似是4∶26∶58.5p.m.，这是温哥华、西雅图和洛杉几的时间。
地球上的所有陆地区域都以相对于南极的一个平面被画在地图50上。与地图50上的地理时区相对应的时区可直观地用彩色标记区分，例如参考图1，选作地理时区180的包括加拿大的曼尼托巴省，美国的明尼苏达州，并经过路易斯安那，墨西哥和美国中部的彩色标记是红色的(图1中以黑的阴影表示)，正如从地图50中可以看到的穿过径度线175和180的区域。第二时间区域区段35也可以红颜色标记以使所有的以红色标记的地理时区180均与以红色标记的第二时间区域区段35相对应。第二时间区域区段35的中心近似为6∶26∶58.5p.m.，位于图1所示的第一时间区域区段45的6p.m.和第一时间区域区段45的7p.m.之间。对任意给定的地理时区，均可采用同样方法读出时间。在地图50上的任何一个象限内，选作某一地理时区内的陆地区域的彩色标记的颜色是没有重复的，以避免辨认陆地区域时发生混乱。而相对象限内的颜色可以重复不会有混乱的危险，因此，在图1的实施例中，第二时间区域也选用了红色标记，与之相关的陆地区域与第二时间区域35和时间区域180径向相对，该地理时区的时间是6∶26∶58.5a.m.。
为设定装置10以用于使用者所处的特定的地理位置，需要进行两步调整。
第一步包括时区的设定，在这一步骤中，在地图保持不动的情况下，应使时针朝着要求的第二时间区域区段的中间位置逆时针方向转动(即与新位置所处地理区域有相同的颜色)，时针应与相应的径度线对齐，这可借助图2和图3中所示的止动机构来实现。时针轴55的长度应使其能安装带地图50的圆盘和时针60，在地图的背面，装有一个圆盘65，其直径小于地图的直径。由地图50和圆盘65组成的组件安装在时钟轴上应使其能在上面滑动。圆盘65上有一弹性棘爪75，圆盘与地图50和时针60一起由时钟机构25的时针轴55带着沿顺时针方向转动。在底座的底部，沿中心底部凹区200的圆周布置有一圈环状布置的棘齿95，当地图与时针轴55一起顺时针方向转动时，棘爪75在环形布置的棘齿上滑过，而当需要设定或重新设定时区时，时针60应慢慢地朝着与新时区的中央径度线相对齐的相应的第二时间区域区段的中部所处的位置逆时针方向转动，这时棘爪75将阻止地图50的转动，这是因为它将被锁在两个棘齿之间。
第二步包括校准时间，这应在第一步完成后再进行。在这一步骤中，一台古典的二十四小时制时钟机构的使用将允许时针和分针被顺时针方向转动并定位以显示正确的时间。时针60、分针70和秒针80的定位应使其在第一时间区域上显示时、分和秒(要记住每一第一时间区域区段分别对应2.5分钟和2.5秒钟)。
参考图1，该装置10现被设定用在预先选定的陆地区域包括美国的洛杉几，时针60正朝着第一时间区域标记成5p.m.的方向转动，该装置所示的美国洛杉几的时间是4∶26∶58.5p.m.，这个时间也表示第二时间区域上具有相同颜色标记的其它陆地区域的时间，如美国的西雅图，加拿大的温哥华。为测定这时任何其它选定的陆地区域的时间，必须识别与该陆地区域相关的颜色和与这种颜色对应的离该区域最近的第二时间区域区段，并在与第二时间区域区段上的时间对应的第一时间区域环形带上读出时间。例如参考图1可以看到，当以第二时间区域区段100表示的加拿大的艾伯特省的时间是5∶26∶58.5p.m.时，美国洛杉几的时间比该地早一个小时，即4∶26∶58.5p.m.，同样也可以根据上述方法确定地图上所有其它陆地区域的时间。
要表明位于半小时时区的陆地区域，需要采用一种不同的或补充的形象化标记来区分这些区域。在图1所示的实施例中，竖垂线被用来表示时间比具有相同颜色标记的邻近陆地区域早半小时的区域，因此，印度的颜色标记与巴基斯坦相同，也就可用竖垂线标记表示印度的时间比巴基斯坦早半小时。可以认为可设想有这样的实施例，在这些实施例中，半时区的基本颜色的选择使得在认读这些半时区的时间时只需要将与其相邻的标有同样颜色的陆地区域的时间加上半小时即可。
国际日期变更线90标记的日期适用于地图50上的地理区域。可通过图1来说明这一点，可以看到一个阿拉斯加州的第二时间区域区段在第一时间区域上表示3∶26∶58.5p.m.，而澳大利亚东部的第二时间区域区段在第一时间区域上表示10∶26∶58.5a.m.。假设加拿大渥太华的日期是1月1日，那么阿拉斯加的日期也是1月1日，但新西兰是1月2日。由于适用于新西兰的上午时间落在国际日期变更线相对于阿拉斯加的对面，因此，这个地理区域的时间对应于加拿大渥太华的下一天。
另外，在底座15的正面，具有3个同心凹区，即底部凹区、中部凹区和上部凹区。如图2和图3所示，在底部凹区200内，沿圆周方向环形布置有一圈棘齿95，前面已经提到，这是为止动机构设置的;中部凹区210包含圆形地图50，以使其能自由转动(即不与凹区的壁面相接触);设置上部凹区是用来固定第一时间区域环形带85的。所述环形带85最好部分覆盖地图50上的第二时间区域圆环，以给地图进入底座提供引导作用。在该装置的自动型实施例中，时钟机构安置在底座15的正面下方。时针轴、分针轴和秒针轴穿过底座的正面分别与时针和地图以及分针、秒针相啮合。可以设置一个盖作为底座的背面和正面以保护时钟机构。
前面的详细说明针对的是图1所示的实施例，本发明并不仅限于所描述的这一种实施例。前面描述的各种特性可进行许多变化，而仍属于本发明的范围。例如正如前面所述，如果需要本发明中提出的手动型袖珍装置时，就不需要时钟机构了，在手动型装置的情形下，使用者可以逆时针方向相对于地图转动底座来为预先选定的陆地区域设定时区，而不转动地图，这两种操纵方法是等效的。
另外，在没有改变后面的权项中将要请求保护的本发明的范围的情况下，由于政治原因或经济原因，在某一时区的特定地理区域的传统组合可以发生变化。
权利要求
1.一种测定世界上任何位置相对于某一选定地理区域的时间的装置，其特征是，该装置包含一个底座；一张安放在所述底座上并可相对底座转动的圆形世界地图，其中，代表修正的地球的南极投影的所述世界地图绕与南极对应的地图的中心转动，并根据当地时间被分成24个地理时区，其中所述地理时区采用彩色标记以使得相邻区域的颜色不同；一条由位于底座上的并与所述地图同心的环形带确定的第一时间区域，所述第一时间区域被均匀地分成24个区段，并象标准的24小时制时钟刻度标注上小时符号；一条由位于所述可转动的圆形地图的圆周上并环绕该圆周的圆环确定的第二时间区域，所述第二时间区域被均匀地分成24个区段，并在相邻区段标以不同的颜色，其中的每一第二时间区域区段与具有相同颜色的邻近的地理时区相对应；通过将与选定的地理区域对应的第二时间区域区段和与所述选定的地理区域的已知当地时间对应的第一时间区域区段对齐，世界上任何地理位置的当地时间都可以通过认读与所述世界上任何位置相对应的第二时间区域相邻近的第一时间区域上的小时符号得到。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征是，该装置包含具有时针、分针和秒针的二十四小时制时钟时钟机构以供认读标记在所述第一时间区域上的时间，通过将所述时针固定到地图上可使所述地图与所述时针一起转动。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征是，其中所述地图进一步包含处于半小时时区的地理区域的标记方法，所述标记方法包括辅助的阴影线，其中所述半小时时区的时间与标记在所述第一时间区域上的时间相差半小时。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征是，其中所述地图进一步包含处于半小时时区的地理区域的标记方法，所述标记方法包括辅助的阴影线，其中所述半小时时区的时间与标记在所述第一时间区域上的时间相差半小时。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征是，该装置进一步包括一根重要的时针和一止动机构，其中所述的止动机构包含固定在所述圆形世界地图的背面并可转动的止动元件，所述止动元件的安装位置应使得它能与环形布置的棘齿配合工作;固定在时钟座上以与止动元件配合工作的环形布置的棘齿;其中，当需要设定或重新设定装置而手动逆时针方向转动时针时，圆形世界地图的运动由于止动元件被夹在所述环形布置的棘齿圈上的两个棘齿之间而被停止，而当手动顺时针方向转动时针时，圆形世界地图与时针一起转动，止动元件则在环形布置的棘齿上滑过。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征是，该装置进一步包括一止动机构，其中所述的止动机构包含固定在所述圆形世界地图的背面并可转动的止动元件，所述止动元件的安装位置应使得它能与环形布置的棘齿配合工作;固定在时钟座上以与止动元件配合工作的环形布置的棘齿;其中，当需要设定或重新设定装置而手动逆时针方向转动时针时，圆形世界地图的运动由于止动元件被夹在所述环形布置的棘齿圈上的两个棘齿之间而被停止，而当手动顺时针方向转动时针时，圆形世界地图与时针一起转动，止动元件则在环形布置的棘齿上滑过。
7.根据权利要求5和6所述的装置，其特征是，该装置中所述的止动元件包含一个圆盘，该圆盘同轴地安装在圆形世界地图的背面，二十四小时制时钟机构的时针轴穿过所述圆盘，该圆盘的暴露面上有一弹性棘爪，采用这种结构，当需要设定或重新设定装置而逆时针方向转动时针时，圆形世界地图的运动由于止动元件被夹在所述环形布置的棘齿圈上的两个棘齿之间而被停止，而当手动顺时针方向转动时针时，圆形世界地图与时针一起转动，止动元件则在环形布置的棘齿上滑过。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征是，该装置的止动机构包含固定在所述圆形世界地图的背面并可转动的止动元件，所述止动元件的安装位置应使得它能与环形布置的棘齿配合工作;固定在时钟座上以与止动元件配合工作的环形布置的棘齿;其中，当需要设定或重新设定装置而手动逆时针方向转动时针时，圆形世界地图的运动由于止动元件被夹在所述环形布置的棘齿圈上的两个棘齿之间而被停止，而当手动顺时针方向转动时针时，圆形世界地图与时针一起转动，止动元件则在环形布置的棘齿上滑过。
9.根据权利要求2所述的装置，其特征是，该装置的止动机构包含固定在所述圆形世界地图的背面并可转动的止动元件，所述止动元件的安装位置应使得它能与环形布置的棘齿配合工作;固定在时钟座上以与止动元件配合工作的环形布置的棘齿;其中，当需要设定或重新设定装置而手动逆时针方向转动时针时，圆形世界地图的运动由于止动元件被夹在所述环形布置的棘齿圈上的两个棘齿之间而被停止，而当手动顺时针方向转动时针时，圆形世界地图与时针一起转动，止动元件则在环形布置的棘齿上滑过。
10.根据权利要求8和9所述装置，其特征是，该装置的止动机构，其中所述的止动元件包括一个圆盘，该圆盘同轴地安装在圆形世界地图的背面，二十四小时制时钟机构的时针轴穿过所述圆盘，该圆盘的暴露面上有一弹性棘爪，采用这种结构，当需要设定或重新设定装置而逆时针方向转动时针时，圆形世界地图的运动由于止动元件被夹在所述环形布置的棘齿圈上的两个棘齿之间而被停止，而当手动顺时针方向转动时针时，圆形世界地图与时针一起转动，止动元件则在环形布置的棘齿上滑过。
11.根据权利要求5所述的装置，其特征是，该装置中所述底座被制成具有中心同轴的凹区，这些凹区内以空间联系方式包括位于底部凹区的所述环形布置的棘齿，位于中部凹区的所述圆形世界地图和位于上部凹区的所述第一时间区域环形带;其中所述第一时间区域环形带被布置在所述上部凹区以使得它部分覆盖第二时间区域的圆环以给圆形地图进入所述底座提供导向。
12.根据权利要求6所述的装置，其特征是，该装置中所述底座被制成具有中心同轴的凹区，这些凹区内以空间联系方式包括位于底部凹区的所述环形布置的棘齿，位于中部凹区的所述圆形世界地图和位于上部凹区的所述第一时间区域环形带;其中所述第一时间区域环形带被布置在所述上部凹区以使得它部分覆盖第二时间区域的圆环以给圆形地图进入所述底座提供导向;其中所述时钟机构被安装到底座上以使与其同轴布置的时针轴、分针轴和秒针轴穿过所述底座中心并分别与和圆形世界地图固定在一起的时针以及分针、秒针相啮合。
全文摘要
一种世界计时时钟装置，该装置具有一张圆形的地球的南极投影地图安装在底座上并可相对底座与时针一起转动，地图绕着它的与地球南极对应的中心转动。具有24个均匀间隔布置的第一时间区域区段的环形带被设置在底座上并超出地图的外沿。具有24个间隔布置的第二时间区域区段的圆环区域设置在地图的圆周上，该圆环区域与第一时间区域环形带和地图同心并处于第一时间区域所确定的圆和地图之间。
文档编号G04B19/22GK1050621SQ9010791
公开日1991年4月10日 申请日期1990年9月28日 优先权日1989年9月28日
发明者德怀特·达林 申请人:德怀特·达林