СПОСОБ ИНДИКАЦИИ ВРЕМЕНИ АНИМАЦИЕЙ ПЕСОЧНЫХ ЧАСОВ И ЧАСЫ С ИНДИКАЦИЕЙ ВРЕМЕНИ АНИМАЦИЕЙ ПЕСОЧНЫХ ЧАСОВ
METHOD OF INDICATING TIME BY HOUR GLASS ANIMATION AND CLOCK WITH TIME INDICATION BY HOUR GLASS ANIMATION

Область техники
Изобретение относится к области часовой техники, к наручным и настольным механическим часам, и может быть использовано при изготовлении оригинальных часов с индикацией времени анимированными изображениями движущегося песка в песочных часах (анимации песочных часов) на циферблате.
Уровень техники
Дата возникновения первых песочных часов доподлинно неизвестна. По сохранившимся данным можно полагать, что принцип песочных часов был известен в Азии значительно раньше начала нашего летоисчисления. Упоминания о часах бутылочного типа, по всей вероятности песочных, имеются уже со времен Архимеда. Античный Рим не имел упоминаний о песочных часах. Римляне умели изготовлять стекло, но в их стекле было много загрязнений и оно было непрозрачным [1].
Западноевропейские страны стали иметь дело с песочными часами лишь в конце средневековья. Одним из самых старых упоминаний о таких часах является сообщение от 1339 г., обнаруженное в Париже, содержащее указание по приготовлению тонкого песка из просеянного порошка черного мрамора, прокипяченного в вине и высушенного на солнце.
Несмотря на то, что песочные часы появились в Европе поздно, они быстро распространились. Этому способствовали их простота, надежность, низкая цена и, не в последнюю очередь, возможность измерять с их помощью время в любой момент дня и ночи.
Недостатком, мешавшим широкому применению этих часов, был сравнительно короткий интервал времени, который можно было измерить, не переворачивая эти часы.
Обычно песочные часы рассчитывались на работу в течение получаса или часа. Реже встречались песочные часы, рассчитанные на непрерывное измерение времени в течение 3-х часов, и лишь в совершенно редких случаях строили огромные песочные часы, рассчитанные на 12 часов хода.
Не давало решающего улучшения и соединение нескольких песочных часов в одно целое. Например, набор из четырех песочных часов в едином футляре был устроен так, что содержимое первой колбы высыпалось за четверть часа, второй - за полчаса и т.д.
Производство прозрачных стеклянных колб для песочных часов стало возможно благодаря созданию производственной технологии прозрачного стекла и его формования в полые сферические колбы. В суженное горлышко в месте стыка обеих колб после заполнения песком обычно вкладывалась небольшая горизонтальная металлическая диафрагма с отверстием, регулирующая количество и скорость пересыпания зернышек песка. Место стыка перевязывалось плотной ниткой и закреплялось смолой. Точность песочных часов зависела от технологии изготовления самого песка. Колбы заполняли отожженным тонкозернистым песком, просеянным многократно через тонкие сита и тщательно высушенным. Обработанный таким образом песок имел красноватую окраску; светлые беловатые пески происходили из жареных тонкомолотых яичных скорлуп; сероватый песок изготовлялся из цинковой и свинцовой пыли.
Точность песочных часов зависела также от формы колб, от гладкости их внутренних стенок, от равномерности прохождения песка через регулирующую диафрагму в горлышке, но прежде всего - от равномерной зернистости и сыпучести данного песка.
В этом отношении самые лучшие результаты давали колбы, заполненные свинцовым песком, зернистость которого бывала более равномерной. Свинцовый песок отличался также тем, что при долгом использовании он меньше, чем другие виды песка, нарушал гладкость внутренних стенок стеклянной колбы.
Как и огневые часы, песочные часы никогда не достигали точности солнечных часов. Кроме того, при длительном пользовании такими часами их точность изменялась, поскольку зерна песка постепенно дробились на более тонкие, а отверстие в середине диафрагмы постепенно истиралось и увеличивалось, так что скорость прохождения песка через них становилась большей.
Чтобы конкурировать с механическими часами и при измерении длинных интервалов времени или даже при непрерывном измерении времени, в XVII и XVIII вв. главным образом в Нюрнберге и в Аугсбурге начали изготовлять песочные часы с четырьмя системами колб в одном футляре.
Некоторые изготовители в первой половине XVII в. применяли хитроумные устройства для переворачивания песочных часов.
Математик Де ля Хире изготовил песочные часы для измерения секундных интервалов, а астроном Тихо Браге пытался заменить песок ртутью.
Автоматическое опрокидывание песочных часов было проблемой, привлекавшей внимание многих математиков и физиков.
Стефан Фарфлер из Альтдорфа использовал для своих песочных часов, построенных им во второй половине XVII в., пружинный механизм.
Другое решение этой проблемы, учитывающее изменение положения центра тяжести при пересыпании песка, изображено на рисунке Лани в книге «Inventionenuove», изданной в 1670 г. Француз Гроллье де Сервье из Лиона, автор многих других замечательных приборов, живший примерно на 100 лет позднее, создал автоматическое опрокидывающее устройство, пригодное для песочных часов.
Много своеобразных решений этого рода появилось в Германии.
Стремление к изысканию новых более совершенных видов часов, способных конкурировать с механическими часами, описано в литературе, посвященной теории и практическому изготовлению хронометрических приборов.
Наряду с уже упомянутыми книгами Архангеле Марии Ради и известным трудом Шотта «Technicacuriosa» подобную книгу написал итальянец Доменико Мартинелли, которую он назвал «Horologielementari». В этой книге он описывает не только водяные и огневые часы, но и пневматические часы, приводимые небольшим мехом-элементом.
Несмотря на то, что механизмы для автоматического опрокидывания песочных часов не дали ожидаемого результата, все же песочные часы благодаря своей форме и простоте работы сохранили определенное значение вплоть до последнего времени, например, ими пользовались телефонные станции для учета времени коротких телефонных разговоров, в залах судебных заседаний и для некоторых нужд в домашнем хозяйстве, например при контроле времени в фотографии, при проведении физиотерапевтических процедур принятия ванн или загорания, а также в качестве сувениров.
На кораблях применялись четырехчасовые песочные часы (время одной вахты) и 30-секундные для определения скорости корабля по лагу.
В операционной системе семейства компьютерных программ Microsoft Windows анимированный символ песочных часов, в который обращается указатель мыши, используется на экране компьютера для индикации занятости системы.
Песочные часы конструктивно представляют собой простейший прибор для индикации промежутков времени, состоящий из двух сосудов, соединенных узкой горловиной, один из которых частично заполнен отожженным, просеянным через мелкое сито и тщательно высушенным мелкозернистым песком, который пересыпается в ниже расположенный сосуд [2].
Недостатком песочных часов является короткий интервал времени от нескольких секунд до нескольких часов, который возможно измерить песочными часами.
Часы, получившие распространение в Европе, обычно были рассчитаны на работу в течение получаса или часа. Встречались часы, работающие в течение 3 часов, очень редко - 12 часов. Для увеличения интервала измерения составлялись наборы песочных часов в одном корпусе (футляре).
При длительном использовании точность песочных часов обычно ухудшается из-за повреждения песком внутренней поверхности колбы, увеличения диаметра отверстия в диафрагме между колбами и дробления песчаных зерен на более мелкие.
Точность песочных часов зависит как от качества песка, его равномерной зернистости и сыпучести, так и от формы колб, от гладкости их внутренних стенок.
Развитие производства стекла позволило выпускать колбы с гладкими внутренними стенками, это дало возможность песку максимально равномерно перетекать из верхней части в нижнюю.
Приготовление песка для часов считалось в старину делом, требующим особого умения. Его изготавливали из обожженного мелкозернистого песка или из жареных перетертых яичных скорлупок, или из цинковой и свинцовой пыли.
В Париже было обнаружено датированное 1339 годом описание песочных часов с порошком из черного мрамора, где указывалось, что самый лучший песок получается из мраморных опилок, если их прокипятить девять раз с вином, снимая каждый раз пену, и после этого высушить на солнце [3].
Песочные часы никогда не достигали точности солнечных часов, поскольку зерна песка постепенно дробились на более тонкие, а отверстие в середине стеклянных колб постепенно истиралось и увеличивалось.
Большое значение песочные часы имели на кораблях: в пасмурную погоду, когда по закрытым облаками небесным светилам нельзя было определить время, тогда его узнавали по песочным часам. На российских судах их называли «склянками». Каждые полчаса при переворачивании «склянки» били в колокол. Отсюда, собственно, и пошло выражение - «бить склянки». Юнги отмеряли получасовые отрезки времени и били в колокол.
Раньше люди носили песочные часы даже на ноге, пристегнув их к ноге ниже колена.
На протяжении сотен лет песочные часы не раз пытались усовершенствовать. Так, астроном Тихо Браге заменил песок ртутью. Стефан Фарфлер и Гроллье де Сервье изготовили пружинные механизмы для переворачивания часов. Но все эти новшества не прижились, а простейшие песочные часы используются и по сей день.
Известен циферблат с декоративным оформлением, содержащий металлическую пластину, пленочный полимерный носитель декоративного изображения и клеевой слой из гидрофобного материала, соединяющий полимерный носитель с металлической пластиной, при этом декоративное изображение включает в себя рисунок с точечным растром на лицевой поверхности полимерного носителя, отличающийся тем, что пленочный полимерный носитель снабжен микрорельефным светоотражающим декоративным слоем, формирующим радужную голограмму, и затеняющей маской, частично закрывающей лицевую поверхность полимерного носителя. При этом затеняющая маска выполнена непрозрачной или полупрозрачной, по крайней мере часть рисунка нанесена поверх затеняющей маски, полимерный носитель выполнен из прозрачной лавсановой пленки, а микрорельефный светоотражающий декоративный слой, формирующий радужную голограмму, представляет собой призматическую голографическую решетку на тыльной поверхности лавсановой пленки с нанесенным на нее светоотражающим покрытием, а циферблат снабжен прозрачным защитным слоем, закрывающим лицевую поверхность полимерного носителя, и нанесенные на лицевую поверхность затеняющую маску и рисунок [4].
Известны декоративные часы с горизонтальным циферблатом, содержащие основание и часовой механизм с минутным выходом и стрелкой, которые содержат деталь в форме фигуры, установленную вертикально на основании за циферблатом, деталь снабжена подвижным элементом, выполненным в виде руки фигуры с тростью, причем конец трости соединен с концом стрелки. При этом подвижный элемент в виде руки с тростью содержит шарнир в месте расположения кисти руки и гибкую связь в месте соединения конца трости с концом стрелки [5].
Известно устройство индикации времени, в частности с помощью движущихся фигур, изготовленное в виде декоративных часов, содержащих часовой механизм, установленный в основании, соединен с программным блоком. Выходы блока связаны через управляющие элементы с деталями, выполненными в форме элементов лица. Детали расположены в параллельных плоскостях и могут менять взаиморасположение в течение дня, что создает зрительный образ возрастных изменений лица [6].
Известен разработанный механизм отображения для часового устройства, позволяющий отображать или нет текущее время, предназначенный для управления перемещениями органа отображения часового устройства, например, по меньшей мере, для одной индикации относительно времени или работы часов. Механизм отображения согласно изобретению содержит кулачок с периферией заданной формы и приводимый в движение от основного колеса рычаг, предназначенный для установки с возможностью поворота относительно элемента корпуса часового механизма между положением упора, связанным с положением индикации органа отображения, и положением ожидания, связанного с альтернативным положением органа отображения. Рычаг имеет наконечник, предназначенный для взаимодействия с периферией упомянутого кулачка для определения упомянутого положения упора, при этом рычаг, кроме того, имеет гребень, предназначенный для зацепления с шестеренкой, приводящей в движение орган отображения. Механизм содержит подвижный орган управления, имеющий, по меньшей мере, одно положение ожидания и одно положение индикации, при этом оба положения являются стабильными. Орган управления предназначен для поочередного перехода из одного положения в другое в ответ на соответствующие последовательные действия пользователя и противодействия воздействию упругих средств, осуществляющих воздействие на упомянутый рычаг для его позиционирования в упомянутом положении упора, причем кулачок установлен с возможностью постоянного привода независимо от положений упомянутого подвижного органа управления и упомянутого рычага, что в совокупности с остальными признаками обеспечивает технический результат, заключающийся в том, что изобретение обеспечивает возможность замены одного стабильного варианта механизма отображения на другой [7].
В механических часах анимация исторически представлена жакемарами (анимированными движущимися фигурками людей, например бьющий в колокол человек), анимированными животными (например, кричащий петух, кукующая кукушка) и т.н. пейзажной анимацией (например, движущееся по небу солнце, текущая вода, шевелящаяся листва на деревьях).
Анимация (от латинского "anima" - душа) - технология, позволяющая при помощи неодушевленных неподвижных объектов создавать иллюзию движения [8].
Анимация в механических часах первоначально была тесно связана с функцией репетира - двигаясь, фигурки в часах оживляли процесс отбития времени.
Жакемары присутствовали еще на ранних башенных часах, позже - во всевозможных интерьерных часах, а с возникновением и развитием карманных, а затем и наручных часов, жакемары украсили и их.
Очень популярными мотивами для анимированных часов средних веков стали религиозные сюжеты, а также разнообразные фривольные сцены.
Способов и устройств анимации движущегося песка песочных часов (анимации песочных часов) на циферблатах часов, таймеров, хронографов и секундомеров в объеме проведенного поиска не обнаружено.
Известен разработанный авторами Бютте Матиас (FR), Барбазини Энрико (FR), Нава Мишель (FR) и фирмой ДАЛТОН ПРОПЕРТИЗ Инкю. (BZ) механизм индикации, который может быть установлен на базовый часовой механизм с ручным заводом, с автоматическим заводом, с кварцевым или автоматическим кварцевым заводом с возможностью воссоздания заданного рисунка из подвижных фигур на протяжении выбранного периода времени. Механизм имеет в своем составе некоторую совокупность зубчатых колес, находящихся в зубчатом зацеплении друг с другом или группами зубчатых колес и приводимых в движение при помощи движущегося элемента, соединенного с базовым часовым механизмом. Причем поверх каждого из зубчатых колес располагается пластинка или диск, несущий на себе цифры, фигуры или знаки и вращающийся в соответствующем отверстии циферблата данного часового изделия [9].
Известен созданный Симоняном Сасником (LB) часовой механизм, оснащенный медленной анимацией, которая стремится принести ощущение безмятежности и спокойствия пользователю, даже когда он уточняет время, и на придание оригинального вида часам, который содержит корпус и поддерживаемые этим корпусом рабочую зубчатую передачу, периодически приводимую во вращение приводным элементом, и анимационную часть, предназначенную быть видимой и приспособленную для анимирования колебательным движением, допускающим имитацию маятникового движения. Механизм содержит также поддерживаемую корпусом анимационную зубчатую передачу в зацеплении с подвижной частью рабочей зубчатой передачи и кинематически соединенную с анимационной частью [10].
Данный механизм, анимирующий искусственно созданное не функциональное для работы часового механизма медленное движение маятника на циферблате, можно отнести к устройствам анимации постоянного действия. Характерной особенностью данного механизма является то, что анимационная зубчатая передача, управляющий элемент и анимационная часть расположены таким образом, что периодическое движение - синусоидального колебательного типа, при этом гибкий элемент помещен между упомянутой подвижной частью и упомянутой частью таким образом, чтобы сглаживать движение анимационной части.
Способов и устройств для визуализации интервалов времени в механических часах посредством индикации времени анимированными изображениями движущегося песка песочных часов (индикации песочных часов) на циферблатах часов, таймеров, хронографов и секундомеров в объеме проведенного поиска не обнаружено.
Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому техническому результату (прототипом) является устройство индикации времени, содержащее расположенные на общей оси переднюю и заднюю дискообразные индикаторные поверхности, каждая из которых имеет изменяющиеся в круговом направлении оптические характеристики, при этом задняя поверхность выполнена непрозрачной, а передняя поверхность, по меньшей мере, частично выполнена прозрачной, причем, по меньшей мере, одна из поверхностей установлена с возможностью непрерывного вращения вокруг общей оси, в котором передняя индикаторная поверхность выполнена полностью прозрачной, при этом тон цвета каждой из индикаторных поверхностей изменяется в круговом направлении от насыщенного к ненасыщенному с образованием визуально различимой границы перехода тона цвета, расположенной радиально относительно оси вращения указанных поверхностей. При этом устройство индикации времени выполнено в виде электронного прибора, содержащего дисплей и микропроцессор, при этом расположенные на общей оси передняя и задняя индикаторные поверхности выполнены в виде сформированных с помощью микропроцессора изображений указанных поверхностей на дисплее, по меньшей мере, одно из которых выполнено с обеспечением виртуального непрерывного вращения вокруг общей оси [11].
Техническими недостатками данного устройства являются невозможность точной индикации времени, а также отсутствие дополнительных декоративных и развлекательных функциональных возможностей механических часов в виде анимированных песочных часов
Задача и технический результат
Задачей и техническим результатом изобретения являются обеспечение возможности индикации времени на циферблате часов посредством анимированных изображений движения песка в песочных часах (анимации песочных часов) в виде анимированных закольцованных перетеканий песка из верхней части в нижнюю часть песочных часов, так и дополнительного движения переворота песочных часов в окончании каждого цикла функционирования анимированных песочных часов.
Сущность изобретения
Автором изобретения предлагается новый, неизвестный ранее способ и устройство индикации интервалов времени анимированными изображениями движущегося песка в песочных часах (индикации песочных часов) на циферблате механических устройств индикации времени с часовыми механизмами или механических часов.
Характерными особенностями изобретения являются:
- наличие возможности и средства точной индикации времени анимацией песочных часов на циферблате часах в виде анимированных изображений движущегося песка песочных часов (индикации времени анимацией песочных часов), которое может быть выполнено как вырез в циферблате в форме песочных часов с расположенным под ним средством анимированных изображений движущегося песка в песочных часах (средства анимации песочных часов), сопряженным с приводом средства анимации песочных часов с средством анимации песочных часов, которое в свою очередь сопряжено с времязадающим элементом часового механизма, сопряженного с часовой, минутной и секундной осью или втулкой обычного часового механизма.
Отличительными особенностями способа создания анимированных изображений движущегося песка в песочных часах (индикации песочных часов) на циферблате механических часов является наличие средства анимации песочных часов и сопряженного с часовым механизмом привода средства анимации песочных часов.
Под термином «песочные часы» в рамках настоящей заявки понимаются стилизованные изображения обычных песочных часов в виде расположенных вертикально друг к другу и соприкасающихся вершинами двух колб, треугольников, трапеции и т.п., на которых контрастным цветом анимируется перетекание «песка» в верхней части в нижнюю с соответствующим изменением его уровней в верхней и нижней частях.
Отличительными особенностями часов с анимированными изображениями на циферблате песочных часов с постоянным изменением контрастных уровней песка в верхней и нижней частях колб песочных часах (индикации песочных часов) соответствующих течению определенных интервалов времени, а также наличие механического привода средства анимации песочных часов и средства анимации песочных часов.
Поставленная цель и требуемый технический результат достигаются также тем, что по способ индикации времени или периодов времени в приборах индикации времени или периодов времени, содержащих часовой механизм, времязадающий элемент и средство индикации времени, согласно изобретению средство индикации времени выполняют в виде средства анимации песочных часов с анимацией движения песка в песочных часах, сопряженного с времязадающим элементом приводом средства анимации песочных часов.
При этом средство анимации песочных часов выполняют в виде фигурного выреза в циферблате в форме песочных часов, содержащих соединенные перемычкой верхнюю часть и нижнюю часть песочных часов с анимацией движения песка в песочных часах в виде анимации движений перетекания песка из верхней части в нижнюю часть песочных часов.
При этом средство анимации песочных часов выполняют:
- с возможностью анимации автоматического переворота песочных часов при окончании цикла их функционирования в момент полного перетекания песка из верхней части в нижнюю часть песочных часов;
- с возможностью анимации движения песка в песочных часах в виде анимации движений перетекания песка из верхней части в нижнюю часть песочных часов;
- с возможностью анимации движения песка в песочных часах в виде анимации движений перетекания песка из верхней части в нижнюю часть песочных часов посредством подвижных шторок или подвижных рамок 4;
- с возможностью анимации движения песка в песочных часах в виде анимации движений перетекания песка из верхней части в нижнюю часть песочных часов посредством подвижных шторок или подвижных рамок с возможностью индикации верхней подвижной шторки или рамки фона верхней части песочных часов, а нижней шторкой или рамкой индикации уровня песка в нижней песочных часов;
- с возможностью анимации движения песка в песочных часах в виде анимации движений перетекания песка из верхней части в нижнюю часть песочных часов посредством подвижных шторок или подвижных рамок с возможностью индикации уровня песка в верхней части песочных часов фоном верхней части песочных часов и индикации уровня песка в нижней части песочных часов нижней подвижной шторкой или рамкой нижней части песочных часов;
- с возможностью анимации движения песка в песочных часах в виде анимации движений перетекания песка из верхней части в нижнюю часть песочных часов посредством подвижных шторок или подвижных рамок с возможностью индикации уровня песка в верхней части песочных часов цветом, фактурой материала или контрастностью неподвижного фона в верхней части песочных часов идентичным цвету, фактуре материала или контрастности подвижных шторок или рамок вытекшего песка и другим цветом, фактурой материала или контрастностью подвижных шторок или рамок вытекающего песка, идентичным цвету фона вытекшего песка нижней части песочных часов;
- с возможностью анимации движения песка в песочных часах в виде анимации движений перетекания песка из верхней части в нижнюю часть песочных часов посредством подвижных шторок или подвижных рамок;
- с возможностью цикличной индикации часов, минут или секунд;
- с возможностью нецикличной индикации периодов часов, минут или секунд, например, при индикации периодов времени в будильниках, секундомерах, таймерах или хронографах.
Кроме этого средство анимации песочных часов:
- выполняют в виде отверстия в циферблате в форме песочных часов и располагаемого под циферблатом механизма анимации движения песка в песочных часах;
- выполняют в виде по крайней мере двух песочных часов;
- снабжают шкалой с указанием времени на циферблате относительно анимированного уровня песка в песочных часах;
- снабжают подвижными и неподвижными элементами с возможностью анимации ими уровня песка в верхней и в нижней частях песочных часов.
Кроме этого в средстве анимации песочных часов уровень песка в верхней и в нижней частях песочных часов формируют посредством подвижных и неподвижных элементов с возможностью цветовой или контрастной анимации перетекающего песка на отличающемся по цвету, фактуре материала или контрастности фоне.
Поставленная цель и требуемый технический результат достигаются также тем, что в часах, содержащих часовой механизм, времязадающий элемент и средство индикации времени, отличающиеся тем, что средство индикации времени выполнено в виде средства анимации песочных часов с анимацией движения песка в песочных часах, сопряженного с времязадающим элементом приводом средства анимации песочных часов.
При этом часы выполнены с возможностью реализации указанного выше способа индикации времени или периодов времени в приборах индикации времени или периодов времени.
При этом в часах средство анимации песочных часов выполнено:
- в виде фигурного выреза в циферблате в форме песочных часов, содержащих соединенные перемычкой верхнюю часть и нижнюю часть с и расположенного ниже механизма анимации движения песка в песочных часах с возможностью анимации движений перетекания песка из верхней части в нижнюю часть песочных часов;
- с возможностью анимации автоматического переворота песочных часов при окончании цикла их функционирования в момент полного перетекания песка из верхней части в нижнюю часть песочных часов;
- с возможностью анимации движения песка в песочных часах в виде анимации движений перетекания песка из верхней части в нижнюю часть анимированных песочных часов;
- с возможностью анимации движения песка в песочных часах в виде анимации движений перетекания песка из верхней части в нижнюю часть анимированных песочных часов, посредством подвижных шторок или подвижных рамок;
- с возможностью анимации движения песка в песочных часах в виде анимации движений перетекания песка из верхней части в нижнюю часть песочных часов посредством подвижных шторок или подвижных рамок с возможностью индикации верхней подвижной шторка или рамки фона верхней части песочных часов, а нижней шторкой или рамкой индикации уровня песка в нижней песочных часов;
- с возможностью анимации движения песка в песочных часах в виде анимации движений перетекания песка из верхней части в нижнюю часть песочных часов посредством подвижных шторок или подвижных рамок с возможностью индикации уровня песка в верхней части песочных часов фоном верхней части песочных часов и индикации уровня песка в нижней части песочных часов нижней подвижной шторкой или рамкой нижней части песочных часов;
- с возможностью анимации движения песка в песочных часах в виде анимации движений перетекания песка из верхней части в нижнюю часть песочных часов посредством подвижных шторок или подвижных рамок с возможностью индикации уровня песка в верхней части песочных часов цветом, фактурой материала или контрастностью неподвижного фона в верхней части песочных часов идентичным цвету, фактуре материала или контрастности подвижных шторок или рамок вытекшего песка и другим цветом, фактурой материала или контрастностью подвижных шторок или рамок вытекающего песка, идентичным цвету фона вытекшего песка нижней части песочных часов;
- с возможностью анимации движения песка в песочных часах в виде анимации движений перетекания песка из верхней части в нижнюю часть песочных часов посредством подвижных шторок или подвижных рамок;
- с возможностью цикличной индикации часов, минут или секунд;
- с возможностью нецикличной индикации периодов часов, минут или секунд, например, при индикации периодов времени в будильниках, секундомерах, таймерах или хронографах;
Кроме этого средство анимации песочных часов:
- выполнено в виде по крайней мере двух песочных часов;
- выполнено в виде отверстия в циферблате в форме песочных часов и располагаемого под циферблатом механизма анимации движения песка в песочных часах;
- снабжено шкалой с указанием времени на циферблате, относительно анимированного уровня песка в песочных часах;
- снабжено подвижными и неподвижными элементами с возможностью анимации ими уровня песка в верхней и в нижней частях песочных часов.
Кроме этого в средстве анимации песочных часов уровень песка в верхней и в нижней частях песочных часов сформирован посредством подвижных и неподвижных элементов с возможностью цветовой или контрастной анимации перетекающего песка на отличающемся по цвету, фактуре материала или контрастности фоне.
Привод средства анимации песочных часов выполняют в виде механизма преобразования вращательного движения времязадающего элемента часового механизма в движение элементов средства индикации песочных часов, например в виде механизма возвратно-поступательного действия, кулачкового механизма или механизма с улиткой и рычагом.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежами.
В предпочтительных, показанных на чертежах вариантах конструктивного исполнения устройство анимации песочных часов с минутной и часовой осью и втулкой содержит: корпус 1, циферблат 2, заводную головку 3, часовую стрелку 4, минутную стрелку 5, вырез на циферблате 6, изображение песочных часов 7, рамку песочных часов 8, ось песочных часов 9, фиксатор звездочки 10, фон имитации верхнего уровня песка 11, фон имитации отсутствия песка 12, верхнюю подвижную шторку отсутствия песка 13, нижнюю подвижную шторку уровня песка 14, направляющую шторку 15, ось приводного колеса 16, приводное колесо 17, колесо верхней шторки 18, колесо нижней шторки 19, улитку верхней шторки 20, улитку нижней шторки 21, рычаг верхней шторки 22, рычаг нижней шторки 23, пружину рычага верхней шторки 24, пружину рычага нижней шторки 25, палец рычага верхней шторки 26, палец рычага нижней шторки 27, вилку рычага верхней шторки 28, вилку рычага нижней шторки 29, штифт верхней шторки 30, штифт нижней шторки 31, рычаг нижней шторки и поворота 32, колесо оси рамки 33, колесо звездочки 34, звездочку 35, зуб рычага 36, пружину зуба 37, ограничительный штифт 38.
На фиг.1 показана структурно-функциональная схема устройства, на которой показаны сопряженные друг с другом часовой механизм, времязадающий элемент, привод средства индикации песочных часов и средство индикации песочных часов.
На фиг.2 показан внешний вид наручных часов с индикацией песочных часов в верхней части циферблата, на котором показаны: корпус 1, циферблат 2, заводная головка 3, часовая стрелка 4, минутная стрелка 5, вырез на циферблате 6, изображение песочных часов 7.
На фиг.3 показан внешний вид наручных часов с визуальным отображением песочных часов в центральной части циферблата, на котором показаны: корпус 1, циферблат 2, заводная головка 3, часовая стрелка 4, минутная стрелка 5, вырез на циферблате 6, изображение песочных часов 7.
На фиг.4 показан внешний вид настольных часов с визуальным отображением песочных часов в верхней части циферблата, на котором показаны: корпус 1, циферблат 2, заводная головка 3, часовая стрелка 4, минутная стрелка 5, вырез на циферблате 6, изображение песочных часов 7.
На фиг.5 показан внешний вид наручных часов с визуальным отображением песочных часов в верхней части циферблата с отображением минут с помощью песочных часов, на котором показаны: корпус 1, циферблат 2, заводная головка 3, часовая стрелка 4, минутная стрелка 5, вырез на циферблате 6, изображение песочных часов 7, шкала песочных часов 39.
На фиг.6 показан внешний вид наручных часов с визуальным отображением песочных часов в верхней и нижней части циферблата, отображающих показания минут и секунд с помощью песочных часов, на котором показаны: корпус 1, циферблат 2, заводная головка 3, часовая стрелка 4, минутная стрелка 5, вырез на циферблате 6, изображение песочных часов 7, шкала 39
На фиг.7 показан внешний вид наручных часов с визуальным отображением песочных часов в верхней и нижней части циферблата, отображающих показания часов и минут с помощью песочных часов, на котором показаны: корпус 1, циферблат 2, заводная головка 3, часовая стрелка 4, минутная стрелка 5, вырез на циферблате 6, изображение песочных часов 7, шкала 39.
На фиг.8 показан внешний вид наручных часов с визуальным отображением песочных часов в верхней части циферблата, выполняющих функцию таймера на 30 минут, с запуском кнопкой, на котором показаны: корпус 1, циферблат 2, заводная головка 3, часовая стрелка 4, минутная стрелка 5, вырез на циферблате 6, изображение песочных часов 7, кнопка 40.
На фиг.9 показана часть циферблата в исполнении с поворотной рамкой, на котором показаны: корпус 1, циферблат 2, часовая стрелка 4, минутная стрелка 5, изображение песочных часов 7, рамка песочных часов 8, ось рамки 9.
На фиг.10 показан вариант механизма управления шторками, на котором показаны: изображение песочных часов 7, фон имитации верхнего уровня песка 11, фон имитации отсутствия песка 12, верхняя подвижная шторка отсутствия песка 13, нижняя подвижная шторка уровня песка 14, направляющая шторка 15.
На фиг.11 показан вариант конструктивного исполнения механизма управления шторками с приводными деталями, на котором показаны:
изображение песочных часов 7, фон имитации верхнего уровня песка 11, фон имитации отсутствия песка 12, верхняя подвижная шторка отсутствия песка 13, нижняя подвижная шторка уровня песка 14, направляющая шторка 15, ось приводного колеса 16, приводное колесо 17, колесо верхней шторки 18, колесо нижней шторки 19, улитка верхней шторки 20, улитка нижней шторки 21, рычаг верхней шторки 22, рычаг нижней шторки 23, пружина рычага верхней шторки 24, пружина рычага нижней шторки 25, палец рычага верхней шторки 26, палец рычага нижней шторки 27, вилка рычага верхней шторки 28, вилка рычага нижней шторки 29, штифт верхней шторки 30, штифт нижней шторки 31.
На фиг.12 показана визуальная последовательность изображений на циферблате без поворота рамки.
На фиг.13 показана визуальная последовательность изображений на циферблате с поворотом рамки.
На фиг.14 показана последовательность движений шторки.
На фиг.15 показан вариант конструктивного исполнения механизма поворота рамки анимированных песочных часов, который содержит: рамку песочных часов 8, ось песочных часов 9, фиксатор звездочки 10, улитку нижней шторки 21, рычаг нижней шторки и поворота 32, колесо оси рамки 33, колесо звездочки 34, звездочку 35, зуб рычага 36, пружину зуба 37, ограничительный штифт 38.
На фиг.16-18 показаны фазы движения механизма поворота рамки песочных часов 8.
На фиг.19-21 показаны варианты исполнения внешнего вида анимированных песочных часов.
Осуществление и промышленная реализация изобретения
В качестве часового механизма при реализации патентуемого изобретения может использоваться практически любой кварцевый или механический часовой механизм с возможностью вывода осей индикации времени, например, любой серийно выпускающийся базовый часовой механизм с часовыми и минутными или с часовыми, минутными и секундными осями или втулками.
Согласно изобретению обычный часовой механизм дополняется времязадающим элементом, представляющим собой дополнительный механизм или детали часового механизма которые используются для установки времени/периода цикла работы анимированных песочных часов посредством задействования секундной, минутной или часовой осей или втулок стандартного, базового часового механизма.
Для получения циклов, не совпадающих с установленными стандартным механизмом периодами времени (в стандартном часовом механизме обычный период оборота стрелок - 12 часов, 1 час, 60 секунд), могут быть использованы дополнительные кинематические элементы, колесные пары, сопряженные с часовым механизмом, которые преобразуют стандартные циклы оборота стрелок в необходимые по техническим условиям циклы.
Так, например, если необходимо получить цикл функционирования анимированных песочных часов с периодом в 30 минут, то возможно использовать период вращения минутной оси (1 час =60 минут), и путем установки дополнительных колес, например на минутную ось надеть колесо с 60-ю зубьями, а с ним установить колесо с 30-ю зубьями, тогда ось колеса с 30-ю зубьями будет совершать один оборот за цикл 30 минут, что и требовалось условиями данного примера.
Аналогичным образом могут обеспечиваться иные циклы функционирования анимированных песочных часов.
Также в качестве времязадающего элемента могут быть использованы дополнительные устройства - таймер, хронограф, которые могут запускаться по требованию посредством использования соответствующих средств включения/выключения.
Привод средства анимации песочных часов конструктивно представляет собой механизм, преобразующий вращательное движение времязадающего элемента в движение элементов средства индикации песочных часов.
Средство анимации песочных часов конструктивно представляет собой индикатор времени, выполненный в виде отверстия в форме песочных часов на циферблате, под которым расположены подвижные шторки и фон под ними, отображающие движение высыпающегося и высыпанного песка анимированных песочных часов.
Средство анимации песочных часов может быть дополнено поворотным элементом, имитирующим поворот анимированных песочных часов на 180 градусов после каждого цикла функционирования.
Визуально отображение (индикация времени) анимированных песочных часов отображается путем выполнения отверстия в циферблате, повторяющего выбранную форму песочных часов, состоящую из верхней и нижней частей в виде стилизованных «колб».
Под циферблатом располагается механизм анимации движения песка в песочных часах.
Механизм анимации движения песка в песочных часах может быть выполнен в различных вариантах исполнения с поворотом колбы-рамки и без поворота колбы-рамки.
На фиг.12 и фиг.13 показано визуальное движение в динамике в отверстии на циферблате.
Механизм патентуемого устройства (фиг.10) содержит изображение песочных часов 7, фиксатор звездочки 10, фон имитации верхнего уровня песка 11, фон имитации отсутствия песка 12, верхняя подвижная шторка отсутствия песка 13, нижняя подвижная шторка уровня песка 14, направляющая шторка 15.
Фон имитации верхнего уровня песка 11 и фон имитации отсутствия песка 12 остаются неподвижными. Верхняя подвижная шторка отсутствия песка 13 и нижняя подвижная шторка уровня песка 14 совершают движение в течении рабочего цикла по направлению друг к другу.
Цикл этого движения показан на фиг.14.
Шторки 13 и 14 находятся в направляющих 15, которые позволяют совершать шторкам только поступательные движения. Верхняя шторка 13 имеет цвет фона 12, а шторка 14 имеет цвет фона 11. Верхняя шторка 13 может быть выполнена с нижней плоской частью, имитирующей верхнюю плоскость песка. Нижняя шторка 14 может быть выполнена треугольной формы, имитирующей нижний уровень песка в колбе.
На фиг.11 показан вариант конструкции устройства с приводом от оси 16.
При вращении оси 16 вращается колесо 17, насаженное на ось 16. С колесом 17 входит в зацепление колесо 18, а с ним колесо 19.
Количество зубьев колеса 18 и 19 равно. Колеса 18 и 19 совершают вращение с одной скоростью и в противоположное друг относительно друга направление.
На ось колес 18 и 19 насажены две улитки 20 и 21, профили которых постоянно касаются пальцы 26 и 27, которые находятся на рычагах 22 и 23.
Рычаги 22 и 23 подпружинены пружинами 24 и 25. Рычаги 22 и 23 имеют на своих концах вилки 28 и 29, пазы которых охватывают штифты 30 и 31, расположенные на шторках 13 и 14.
Шторки 13 и 14 находятся в направляющих 15, которые позволяют совершать шторкам только поступательные движения.
При вращении колеса 17 колеса 18 и 19 совершают разнонаправленные вращения с одинаковой скоростью. Находящиеся на них улитки 20 и 21 поднимают рычаги 22 и 23, а те сдвигают шторки 13 и 14 друг к другу, двигая штифты 30 и 31 пазами в вилках 28 и 29. Шторки отходят в крайние противоположные положения. Когда пальцы 26 и 27 срываются с вершин улиток 20 и 21, происходит падение рычагов 22 и 23 в нижнее положение профиля улитки, а ним и шторки 13 и 14 перемещаются в противоположное направление друг относительно друга. И цикл начинается заново. Время цикла может быть выбрано любым, например 5, 10, 30, 60 минут.
При исполнении с поворотной рамкой 8 (фиг.10-18), имитирующей переворот колб песочных часов по окончанию цикла функционирования песочных часов, один из рычагов может быть заменен на рычаг 32, на котором дополнительно располагаются зуб 36, пружина 37, ограничительный штифт 38. А также дополнительно имеется звездочка 35, фиксирующий ее фиксатор 10, и насаженное на ось звездочки колесо 34, и работающее с ним колесо 33, на оси которого находится ось 9 и рамка 8.
При повороте улитки 21 приподнимается рычаг 32. Когда палец срывается с улитки 21, зуб 36 поворачивает на один зуб звездочку 35, а с ней колесо 34, колесо 33, а с ним и рамку 8 на 180 градусов.
Количество зубьев звездочки 35, передаточное отношение между колесами 34 и 33 выбирается таким образом, чтобы при повороте звездочки на один зуб рамка 8, насаженная на ось 9 колеса 33, повернулась на 180 градусов, например.
Звездочка имеет 6 зубьев, колесо - 34-60 зубьев, а колесо - 33-20 зубьев. Поворачиваясь на один зуб, звездочка поворачивает колесо 36 на 360/6=60 градусов. Так как передаточное отношение между колесами 34 и 33 равно 60/20=3, то угол поворота рамки 60×3=180.
Таким образом, показана причинно-следственная связь существенных признаков изобретения и технического результата и обеспечивается достижение требуемого технического результата, а именно обеспечение возможности создания анимированного движения и отображения на циферблате механическим путем визуального движения песка в песочных часах (индикации песочных часов) как анимированного закольцованного перетекания песка из верхней части в нижнюю часть песочных часов, так и дополнительного движения переворота рамки изображающей колбу песочных часов за один цикл
В качестве вариантов исполнения отдельных элементов корпуса, деталей, узлов заявляемых в качестве изобретения устройства и часов могут быть использованы различные известные и традиционные для часового производства технологии, материалы и конструктивные решения, обычно применяемые в часовой технике [12].
Таким образом, учитывая новизну совокупности существенных признаков, техническое решение поставленной задачи, изобретательский уровень и существенность всех общих и частных признаков изобретения, доказанных в разделе «Уровень техники» и «Сущность изобретения», доказанную в разделе «Осуществление и промышленная реализация изобретения», техническую осуществимость и промышленную применимость изобретения, уверенное решение поставленной изобретательской задач и уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании изобретения, по нашему мнению, заявленная группа изобретений удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к изобретениям.
Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки изобретения являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели изобретения, но и позволяют реализовать изобретение промышленным способом.
Кроме этого анализ совокупности существенных признаков изобретения и достигаемого при их использовании единого технического результата показывает наличие единого изобретательского замысла, тесную и неразрывную связь между способом индикации времени анимацией песочных часов и часами с индикацией времени анимацией песочных часов. Это позволяет объединить изобретения в одной заявке, то есть обеспечить требования критерия единства изобретения.
Источники информации
1. http://n-t.ru/ri/mh/ch134.htm
2. http://ru.wikipedia.org/wiki/%CF%E5%F1%EE%F7%ED%FB%E5_%F7%E0%F1%FB
3. http://class-fizika.narod.ru/tshpesok.htm
4. RU 29591, G04B 19/06, G04B 47/04, опубл. 20.05.2003.
5. RU 2072739, G04B 25/06, опубл. 27.01.1997.
6. RU 2082215, G04B 25/06, опубл. 20.06.1997.
7. RU 2470338, G04B 19/02, опубл. 20.12.2012.
8. http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_colier/3304/АНИМАЦИЯ
9. RU 2356078, G04B 45/00, G04B 47/04, G04B 19/10, опубл. 20.05.2009. 3аявка РСТ ЕР 2004/009691, 2004083. Публикация РСТ WO 2006/024311 20060309.
10. RU 2342689, С04В 45/02, опубл. 27.12.2008, конвенционный приоритет: 29.08.2003 ЕР 03405624.2.
11. RU 115520, G04B 19/00, опубл. 27.04.2012 (прототип).
12. Пипуныров В.Н. «История часов с древнейших времен до наших дней», 1982 год, издательство «Наука», г.Москва; Чайкин К.Ю. «Часовое дело в России. Мастера и хранители», 2012 год, «Любавич» Санкт-Петербург; Харитончук А. П. «Справочная книга по ремонту часов», 1977 год, издательство «Легкая индустрия», г.Москва; Беляков И.С. «Часовые механизмы», 1957 год, издательство «Машгиз»; Романов А.Д. Проектирование приборов времени. М., 1975; Тарасов С. В. Технология часового производства, М., 1963; Попова В.Д., Гольдберг Н.Б. Устройство и технология сборки часов. М., 1989.