ЧАСЫ С ИНДИКАЦИЕЙ ЛУННЫХ ФАЗ НА ЦИФЕРБЛАТЕ (ВАРИАНТЫ)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Полезная модель относится к хронологии, к механическим календарным механизмам и способам индикации фаз Луны в приборах времени, для точного и реалистичного отображения фаз Луны в часах и может быть использовано при изготовлении наручных, настольных или карманных часов или часовых устройств с индикацией полнолуния, новолуния и промежуточных фаз Луны (лунных фаз).
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Указатели (индикаторы) лунных фаз в часах разрабатываются с давних времен.
Известны описания и часы, датированные 14 веком, где использовалась функция индикации фаз Луны.
Индикация лунных фаз на часах, являющаяся первой астрономической функцией в часовых механизмах, появилась вскоре после появления механических часов.
Данная функция часов является востребованной и по сей день в различных ситуациях, в частности, при использовании лунных календарей в различных ситуациях.
До сегодняшнего дня известно множество конструкций и решений указателей (индикаторов) лунных фаз, однако только единичные решения пригодны для практического использования в обычных механических часах.
Известны различные указатели (индикаторы) лунных фаз с точки рения дизайна, конструкции и точности показаний, но большинство из них имеют те или иные недостатки, ограничивающие их использование в часовых механизмах.
Известны указатели фаз Луны в часах выполненные в виде окошек в циферблате различной форме и дисков с нанесенными изображениями Луны, вращающимися под указанными окошками, что приводит к геометрическому искажение лунных фаз.
Существуют конструкции объемной Луны, когда указатель выполняется в виде вращающегося за один лунный месяц шарика наполовину окрашенного в светлый, наполовину в темный цвета. Эти конструкции имеют один существенный недостаток, связанный с тем, что Луна относительно Земли не вращается, а расположена всегда одной стороной к наблюдателю, поэтому данные конструкции не позволяют реалистично отобразить поверхность Луны и использовать реальную карту лунной поверхности.
Подобные конструкции с объемным вращающимся шаром Луны, использовал в своих эскизах известный русский изобретатель И.П.Кулибин.
Известен промышленный образец CN 2220666 для наглядной демонстрации изменяющихся лунных фаз в виде устройства, состоящего из круглого лунного тела, полукруглой сферической оболочки лунной тени, диска, фиксирующего лунную тень, ручки на оси и линии, показывающую направление солнечного света. Указатель месяцев расположен на оси на верхней части ручки, полукруглая сферическая оболочка установлена на ось с внешней стороны лунного тела, а верхняя часть полукруглой сферической оболочки лунной тени устойчиво закреплена с помощью диска, фиксирующего лунную тень, который оснащен ромбической линией, указывающей направление солнечного света, а сама линия оснащена гибкими резиновыми лентами. Данная модель обеспечивает наглядную демонстрацию лунных циклов и предпочтительна для популяризации астрономических наук и обучения, но не позволяет точно определять фазы Луны в конкретные моменты времени.
Известны электромеханические часы с указателем лунных фаз, включающие корпус с циферблатом и размещенными на нем стрелками, связанными с электромеханическим приводом, включающим генератор импульсов, стабилизированный кварцевым стабилизатором, делитель частоты, шаговый механизм и шестерни привода стрелок, отличающиеся тем, что дополнительно к цифрам на циферблате нанесено изображение фаз Луны (символа новолуния, растущей Луны, символа полнолуния и убывающей Луны), а электромеханический привод дополнительной стрелки отрегулирован таким образом, что один оборот стрелки по циферблату соответствует синодическому лунному месяцу, равному 29,530588 солнечных суток [1].
Известен хронометр Гейлисон Уильяма Э. (US) для отображения фаз Луны при указании времени дня, содержащий указатель времени, расположенный на циферблате, и индикаторные элементы фаз Луны, в котором индикаторные элементы фаз Луны выполнены с возможностью подвода к ним электрического питания для образования контрастного сочетания света и тени синхронно с фазами Луны, кроме того, хронометр содержит контроллер для выборочного подавания электрического питания на индикаторные элементы фаз Луны и микропроцессор для управления контроллером. При этом индикаторные элементы фаз Луны содержат жидкокристаллические элементы и содержат четыре примыкающие друг к другу дискретные индикаторные секции, выполненные с возможностью последовательного подвода к ним электрического питания для отображения восьми фаз Луны [2].
Недостатком данных устройств является их сложность, техническая ненадежность и необходимость использования источников электропитания.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом для часов) является стационарный прибор для воспроизведения появления фазы Луны, включающее крышку с непрозрачной стеной определения открытия с существенно форму круга, часть представителей Луны, часть с существенно виде диска или сферы и так размера, чтобы быть способными существенно заполнения отверстия в крышке, средства для поддержки участия в невращающихся образом, а также средства для поддержки покрытия для вращения по отношению к части вокруг оси, проходящей через центр отверстие в крышке и по диаметру части, в которой вращающейся крышкой, при просмотре той части, в направлении, перпендикулярном к оси, позволяет представлять фазы Луны. Устройство содержит вертикально расположенную ось вращения и основу, на которой крышка крепится, открытие в покрова, в вертикальной плоскости, когда база устанавливается на опорной поверхности. Данное устройство может присоединяться к часам с указанием лунных дней или к отдельно расположенному снизу устройства часовому механизму для вращения покрытия со скоростью один оборот каждые 29,5 дней [3].
Недостатками данного устройства является его громоздкость, невозможность его использования для указания лунных фаз непосредственно на циферблатах наручных или карманных механических часов.
Известен также способ отображения фаз Луны на круглом циферблате часов для аналогового отображения времени дня, по поверхности которого на дискретной основе отображается изменение фаз Луны с помощью постепенного затенения цвета жидкокристаллических индикаторов по всему циферблату часов в соответствии с 28-дневным лунным циклом посредством использованию цифрового процессора с заданным 28-дневным циклом, который формирует выходные сигналы, посылаемые на контроллер, медленно изменяющий индикацию по поверхности циферблата по мере изменения состояния фаз Луны. В соответствии с предпочтительными вариантами исполнения этого полезной модели циферблат разделен на части так, что изменение контрастных участков круглой поверхности часового циферблата происходит синхронно с фазами Луны, т.е. круглая поверхность циферблата постепенно превращается из светлой в темную или из темной в светлую по мере изменения фаз Луны посредством четырех дискретных индикаторов на жидких кристаллах, способных изменять цвет с образованием восьмифазного цикла (одном варианте) или 14-ти дискретных индикаторов на жидких кристаллах, выполненных в форме полумесяца, при этом получается 28-фазный цикл, при котором изменение формы "Луны" производится примерно каждые 24 часа (в другом варианте) [4].
Недостатками данного способа индикации фаз Луны на циферблате часов является наличие просветов между секторами индикаторов, необходимость использования элементов электрического питания, а также недостаточно высокая точность (28-ми дневный цикл лунных фаз), возможность накопления погрешностей со временем и соответствующим неправильным указанием фаз Луны, поскольку известно, что астрономический лунный месяц (цикл лунных фаз) равен 29,530588 солнечных суток.
В частности, для устройств с точностью 1 полный цикл Луны (лунный месяц) за 28 солнечных суток 13 полных циклов Луны (13 лунных месяцев) составят 364 солнечных суток, для устройств с точностью 1 полный цикл Луны за 28,5 солнечных суток 13 полных циклов Луны (13 лунных месяцев) составят 370,5 солнечных суток, для устройств с точностью 1 полный цикл Луны 29,530588 солнечных суток за 13 полных циклов Луны (13 лунных месяцев) составят 370.8976 солнечных суток.
ЗАДАЧИ И ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ
Задача предлагаемого полезной модели и получаемый от его использования технический результат состоит в создании простого по конструкции, точного и надежного в использовании, дешевого в производстве и пригодного к установке практически в любые аналоговые наручные или карманные часы механического устройства для отображения фаз Луны и способа индикации фаз Луны на циферблате часов.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Поставленная задача решается и технический результат достигается тем, что в часах с индикацией лунных фаз на циферблате, содержащих часовой механизм и средство индикации лунных фаз на циферблате, согласно полезной модели средство индикации лунных фаз на циферблате выполнено в виде неподвижно закрепленного на оси в отверстии на циферблате шара-Луны и выполненной с возможностью вращения вокруг указанной оси полусферы - тени Луны, изготовленной с возможностью регулярного частичного поворота относительно шара-Луны и регулярной индикации соответствующих лунных фаз на неподвижном шаре-Луне. Указанная ось крепится в платине или в часовом механизме
При этом полусфера - тень Луны выполнена с возможностью ее фиксации после каждого регулярного частичного поворота, а механизм средства индикации лунных фаз на циферблате содержит колесо лунных дней, выполненное с возможностью приведения в движение полусферы - тени Луны от часового колеса со средством индикации солнечного времени в виде обычных стрелок часов и минут или в в виде дисков, выполненных с возможность вращения в плоскости циферблата вокруг средства индикации лунных фаз.
При этом часы могут содержать средство индикации лунных месяцев приводимое в движение колесом лунных дней.
Поставленная задача решается и технический результат достигается также тем, что в часах с индикацией лунных фаз на циферблате, содержащих часовой механизм и средство индикации лунных фаз на циферблате, согласно одного варианта исполнения полезной модели средство индикации лунных фаз на циферблате содержит неподвижно закрепленный в отверстии циферблата на параллельно расположенной относительно плоскости циферблата оси шар-Луну, выполненную с возможностью вращения вокруг указанной оси полусферу - тень Луны с трибом полусферы - тени Луны, колесо лунных дней с 59 зубьями и насаженное на перпендикулярно расположенной относительно указанной оси шара-Луны оси часовое колесо со штифтом часовое колесо, выполненное с возможностью регулярного дважды в сутки зацепления с зубьями колеса лунных дней, регулярного поворота колеса лунных дней на два зуба в сутки и соответственного регулярного дважды в сутки частичного поворота полусферы - тени Луны относительно шара-Луны (фиг.1, 2).
При этом полусфера - тень Луны выполнена с возможностью ее регулярной фиксации в положениях относительно неподвижного шара-Луны для индикации соответствующих лунных фаз, колесо лунных дней выполнено с трибом колеса лунных дней, полусфера - тень Луны снабжена трибом полусферы - тени Луны, а между трибом полусферы - тени Луны и трибом колеса лунных дней расположено находящееся с ними в зубчатом зацеплении промежуточное колесо, триб колеса лунных дней имеет равное количество зубьев с трибом полусферы - тени Луны, а промежуточное колесо имеет 59 зубьев, так, что передаточное число между часовым колесом и трибом полусферы - тени Луны равно 59.
При этом часы с индикацией лунных фаз на циферблате дополнительно содержат средство индикации лунных месяцев и содержат средства индикации солнечного времени в виде стрелок часов и минут (фиг.3) или в виде дисков, выполненных с возможность вращения в плоскости циферблата вокруг средства индикации лунных фаз (фиг.4).
Поставленная задача решается и технический результат достигается также тем, что в часах с индикацией лунных фаз на циферблате, содержащих часовой механизм и средство индикации лунных фаз на циферблате, согласно другово варианта исполнения полезной модели средство индикации лунных фаз на циферблате содержит неподвижно зафиксированный на оси в отверстии циферблата шар-Луну, вращающуюся относительно шара-Луны вокруг указанной оси полусферу - тень Луны, а также находящиеся в зубчатых зацеплениях триб полусферы - тени Луны, колесо лунных дней, триб лунного колеса, часовое колесо, штифт часового колеса, звездочку и триб звездочки (фиг.5).
При этом часы с индикацией лунных фаз на циферблате дополнительно содержат фиксатор колеса звездочки, выполненный с возможностью обеспечения соответствующей фиксации полусферы - тени Луны в определенном положении в течении полусуток, звездочка имеет семь зубьев, триб звездочки имеет 16 зубьев, а колесо лунных дней имеет 135 зубьев, а часовое колесо и колесо лунных фаз выполнено с возможностью одного полного оборота полусферы - тени Луны за 29,53125 солнечных суток.
Кроме этого часы содержат средства индикации времени в виде солнечного времени в виде обычных стрелок часов и минут (фиг.3) или в виде дисков, выполненных с возможность вращения в плоскости циферблата вокруг средства индикации лунных фаз (фиг.4) и/или передаточное число между часовым колесом и трибом полусферы - тени Луны равно 59,0625 содержат средства индикации лунных месяцев.
При этом передаточное число между часовым колесом и трибом полусферы - тени Луны равно 59,0625.
ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сущность полезной модели поясняется чертежами - фиг.1, 2, 3, 4, 5.
На фиг.1 изображено сечение первого варианта устройства по полезной модели.
На фиг.2 - общий вид первого варианта устройства по полезной модели.
На фиг 3 и 4 изображены варианты расположения указателя лунных фаз на различных по конструкции циферблатах наручных часов.
На фиг.5 - общий вид второго варианта устройства по полезной модели.
Первый вариант конструктивного исполнения устройства по полезной модели для отображения (индикации) фаз Луны содержит циферблат 1, неподвижно зафиксированный шар-Луну - 2, вращающуюся полусферу - тень Луны 3, ось - 4, триб полусферы - тени Луны 5, колесо лунных дней 6 с 59 зубьями, триб колеса лунных дней 7, часовое колесо 8, штифт часового колеса 9, минутную стрелку 11, часовую стрелку 12 и фиксатор 13 колеса лунных дней.
Второй вариант конструктивного исполнения устройства по полезной модели для отображения (индикации) фаз Луны содержит циферблат 1, неподвижно зафиксированный шар-Луну - 2, вращающуюся полусферу - тень Луны 3, ось - 4, триб полусферы - тени Луны 5, колесо лунных дней 17 с 135 зубьями, триб колеса лунных дней 7, часовое колесо 8, штифт часового колеса 9, минутную стрелку 11, часовую стрелку 12 и фиксатор 13 звездочки 16 с семью зубьями, триб звездочки 14 с 16 зубьями и звездочку 15.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ И ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Характерной особенностью заявляемого устройства является зафиксированный относительно циферблата часов и непосредственно расположенный в отверстии циферблата часов насаженный на ось 4 неподвижный шар-Луна 2 и вращающаяся от часового механизма полусфера - тень Луны 3.
На одну, расположенную к наблюдателю половину шара - Луны 2 наносят изображение видимой с Земли лунной поверхности.
На оси 4 располагается также вращающаяся от часового колеса механизма часов полусфера - тень Луны 3, выполняющая функцию лунной тени и позволяющая на шаре-Луне наглядно показывать лунные фазы.
Полусферу - тень Луны 3 выполняют с возможностью совершения вращения с частотой один полный оборот за один лунный месяц, причем сам шар-Луна 2 всегда остается неподвижным и всегда расположен к наблюдателю обычно видимой частью Луны в отверстии циферблата 1.
Полусфера - тень Луны 3 приводится во вращательное движение системой зубчатых передач с приводом от часового колеса механизма часов.
Точный цикл смены фаз Луны (лунный месяц) составляет 29,530588 дней (солнечных суток).
По данному полезной модели предлагается два варианта конструктивного исполнения устройства - часов с индикацией лунных фаз (полнолуния, новолуния и промежуточных лунных фаз) на циферблате - первый вариант, более простой конструктивно, но менее точный при функционировании, с циклом смены лунных фаз (лунного месяца) 29,5 дней (солнечных суток) и второй вариант, более сложный конструктивно, но и более точный при функционировании, с циклом смены фаз Луны (лунный месяц) 29,53125 дней (солнечных суток).
Реализация заявляемого способа возможна также посредством иных более сложных и более точных механизмов индикации лунных фаз на часовом циферблате.
Часы с индикацией лунных фаз на циферблате посредством объемной неподвижной Луны в виде неподвижно закрепленного шара-Луны и подвижной полусферы - тени Луны согласно полезной модели представляет собой механическую систему, где установленной в платине часового механизма оси 4 неподвижно закреплен шар-Луна 2 и подвижная полая полусфера - тень Луны 3, с закрепленным на ней трибом 5 с коронными зубьями.
По первому варианту конструктивного исполнения на часовом колесе 8 механизма часов расположен штифт 9, два раза в сутки переключающий два зуба из 59 зубьев на колесе лунных дней 6.
На колесе лунных дней 6 соосно закрепляют триб колеса лунных дней 7, имеющий такое же количество зубьев, как и триб полусферы - тени Луны 5.
Между трибом полусферы 5 и трибом колеса лунных дней 7 может быть расположено промежуточное колесо 10, для обеспечения передачи вращения между трибами 5 и 7 и более компактного исполнения механизма в целом.
Колесо лунных дней по данному варианту конструктивного исполнения имеет 59 зубьев и фиксируется в течении полусуток (дважды в сутки) в одном положении фиксатором 13, для обеспечения гарантированного поворота колеса лунных дней 6 на один зуб установленным на часовом колесе штифтом 9. Передаточное число между часовым колесом и трибом полусферы - тени Луны 5 по данному варианту равно 59.
На ось часового колеса обычно насаживают часовую стрелку 12.
Привод на триб полусферы - тени Луны 5, закрепленный на полусфере - тени Луны 3, конструктивно может быть различным, в частности, может быть использовано большое количество кинематических решений позволяющих получить ту или иную требуемую точность индикации лунных фаз.
По второму варианту конструктивного исполнения устройство - часы с индикацией лунных фаз на циферблате содержит циферблат 1, неподвижно зафиксированный шар-Луну - 2, вращающуюся полусферу - тень Луны 3, ось - 4, триб полусферы - тени Луны 5, колесо лунных дней 17 со 135 зубьями, триб колеса лунных дней 7, часовое колесо 8, штифт часового колеса 9, минутную стрелку 11, часовую стрелку 12 и фиксатор колеса звездочки 16, триб звездочки 14 с 16 зубьями и звездочку 15 с семью зубьями.
На часовом колесе 8 механизма часов располагают штифт 9, два раза в сутки переключающий зубья на звездочке 15.
На звездочке 15 соосно закрепляют триб звездочки 14 имеющий 16 зубьев. и входящий в зацепление с колесом лунных дней 17 имеющим 135 зубьев.
На колесе лунных дней 17 соосно закрепляют триб колеса лунных дней 7, имеющий такое же количество зубьев, как и триб полусферы - тени Луны 5.
Между трибом полусферы 5 и трибом колеса лунных дней 7 может быть расположено промежуточное колесо 10, для обеспечения передачи вращения между трибами 5 и 7 и более компактного исполнения механизма в целом.
Колесо лунных дней по данному варианту конструктивного исполнения имеет 135 зубьев.
Звездочка 7 фиксируется в течении полусуток (дважды в сутки) в одном положении фиксатором 16, для обеспечения гарантированного поворота звездочки 7 6 на один зуб установленным на часовом колесе штифтом 9.
Передаточное число между часовым колесом и трибом триб полусферы - тени Луны 5 в данном варианте равно 59,0625.
Предлагаемые конструкции часов и приводов полусфер-теней Луны являются простыми и возможными для реализации заявляемого способа индикации лунных фаз на циферблате часов.
Выполнение Луны в виде шара позволяет не только повысить наглядность и точность индикации лунных фаз, но и позволяет наглядно отображать рельеф Луны согласно карты Луны.
Подробное описание конструкции и особенностей функционирования доказывают промышленную применимость полезной модели.
Отдельные детали и узлы заявляемого полезной модели могут быть изготовлены и обычно используемых в часовой промышленности материалов, на обычном оборудовании по обычным технологиям.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент RU на полезную модель №17373, G04B 47/00, опубл. 27.03.2001.
2. Патент RU №2124749, G04B 19/26, опубл. 10.01.1999, WO 95/07499, 16.03.95.
3. Патент США 4887250, G04B 19/26; G09B 27/00; G09B 27/06, дата публикации 1989-12-12 (прототип для часов).
4. Патент РФ №2124749, G04B 19/26, опубл. 10.01.1999, заявка РСТ US 93/08571 (10.09.93), публ. РСТ WO 95/07499 (16.03.95).