УСТРОЙСТВО И СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ХОДА И КОРРЕКТИРОВКИ ПОКАЗАНИЙ ЧАСОВ
DEVICE AND METHOD FOR REGULATING STROKE AND ADJUSTING CLOCK READINGS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу корректировки показаний часов или соответственно часового механизма, при этом указанные часы или соответственно механизм содержат по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой.
Изобретение также относится к способу регулирования хода и корректировки показаний часов или соответственно часового механизма, указанные часы или соответственно часовой механизм содержат по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой.
Изобретение также относится к устройству для корректировки показаний для корректировки показаний часов или соответственно часового механизма, указанные часы или соответственно часовой механизм содержат по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой.
Изобретение также относится к устройству для регулирования хода часов и корректировки показаний часов или соответственно часового механизма, указанные часы или соответственно часовой механизм содержат по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой.
Изобретение относится к интерактивной подставке для интерактивной корректировки часов или соответственно часового механизма.
Изобретение относится к часам или соответственно часовому механизму, при этом указанные часы или соответственно механизм содержат по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой.
Изобретение относится к применению устройства для корректировки показаний, содержащему задающий осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания возбуждения на частоте возбуждения, которая равна или приблизительно равна номинальной частоте, или кратна номинальной частоте с множителем, равным целому числу, и содержащему осциллятор корректировки показаний, выполненный с возможностью генерировать колебания корректировки с частотой корректировки, для того чтобы корректировать показания часов или соответственно механизма, содержащего по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой.
Изобретение относится к применению устройства для регулирования хода и корректировки показаний часов или соответственно механизма, причём указанные часы или соответственно механизм содержат по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой с начальным отклонением хода, указанное устройство для регулирования хода и корректировки показаний содержит задающий осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания возбуждения с частотой возбуждения, которая равна или приблизительно равна номинальной частоте, или кратна номинальной частоте множителем, равным целому числу, с контрольным отклонением хода относительно эталона, при этом указанное устройство регулирование хода и корректировки показаний дополнительно содержит осциллятор корректировки показаний, выполненный с возможностью генерировать колебания корректировки с частотой корректировки, для регулирования хода и корректировки показаний часов или соответственно часового механизма, содержащего по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой.
Изобретение относится к применению автоматического виндера для механических или автоматических часов по меньшей мере с одним держателем для приема часов или соответственно механизма, для того чтобы передавать по меньшей мере одним часам в целом или соответственно одному часовому механизму в целом колебания возбуждения, генерируемые задающим генератором с частотой возбуждения, которая равна или приблизительно равна номинальной частоте, или кратна номинальной частоте с множителем, равным целому числу, с контрольным отклонением хода относительно эталона.
Уровень техники
Управление ходом и особенно отклонением суточного хода часов или соответственно часового механизма, является проблемой для каждого конструктора часов.
Максимальное отклонение суточного хода часов или соответственно стандартного часового механизма, при отсутствии специальной сертификации, составляет порядка 5-10 секунд в сутки, которые могут убавляться или прибавляться.
Максимальное отклонение суточного хода для тщательно изготовленных часов или соответственно тщательно изготовленного механизма, в частности часов с сертификацией, составляет 2-5 секунд в сутки.
Максимальное отклонение суточного хода для очень высококачественных часов (или соответственно высококачественного часового механизма), например, предназначенных для соревнований хронометров, составляет порядка 1 секунды в сутки.
Изменение ухода хода, в частности, в соответствии с уровнем раскручивания заводной пружины, однако, не ограничиваясь этим, происходит в зависимости от окружающих условий, температуры, влажности или других изменений, износа различных подвижных деталей, а также в связи с ухудшением качества смазки со временем, и конечно, положением часов в гравитационном поле.
Управление ошибкой показаний является дополнительным предметом рассмотрения при управлении ходом.
Автоматические виндеры проектируются для механического, или автоматического, или ручного подзавода часов, но также и для простого перемещения колебательного веса, или вращения заводной головки, чтобы автоматически подзавести пружину, без корректировки хода или состояния часов. Когда пользователь оставляет часы на длительное время на таком виндере, отображаемое время уходит непрерывно и неконтролируемым образом.
Фирма Брегет (Breguet) создала миниатюрный настольный маятник, содержащий в специальные часы или соответственно часовой механизм, связанные с маятником, служащим в качестве эталона, и выполненные с возможностью удерживаться на этом маятнике, с механизмом для переустановки стрелок часов, в полночь и в полдень, с помощью управляющего заводного механизма часов, перемещаемого маятником.
В различных научных статьях упоминается о синхронизации или соответствии между двумя часами:
- H.M. Oliveira et al: "Huygens synchronization of two clocks", Scientific Reports, vol 5, N°1, 23 July 2015, XP055418276, DOI:10.1038/srep11548; page 9, § experimental, Figures 4, 7;
- H. Wallman: "Hit-or-miss synchronization to atomic time", Horological Journal. Аshford, GB, vol 134, N°1, 1 June 1991, pp. 26-27, XP000214989, ISSN: 0018-5108, pp. 1-2, Figures 2-3;
- J.P. Ramirez et al: "The sympathy of two pendulum clocks: beyond Huygens’ observations", Scientific Reports, vol 6, N° 1, 29 March 2016, XP055418277, DOI: 10.1038/srep23580, p. 3, § experimental, Figures 3-6.
Патент GB187814А на имя WH Shortt описывает маятниковые часы, синхронизируемые между собой с помощью электрических импульсов, которые используются для управления устройством, связанным с ведомым маятником, как только этот маятник выходит за пределы, превышающие заданное значение.
Японская заявка на патент JPS5567685А на имя компании SEIKO описывает конфигурацию для перекалибровки хода часов с будильником c помощью средства для генерирования звука в качестве принимающего средства в комбинации с сигналом, соответствующим заданному звуку.
Патент DE102013012854В3 на имя R. Goder описывает держатель для часов, содержащий средство, адаптированное для корректировки хода часов путем изменения его положения, температуры окружающей среды, или уровня ветра, в соответствии с отклонением показаний, зафиксированных электронной камерой, бесконтактным датчиком или сенсором, в частности акустическим датчиком.
Сущность изобретения
Изобретение обеспечивает точное управление частотой по меньшей мере для одних часов или соответственно одного механического часового механизма, имеющих по меньшей мере один осциллятор, который создаёт колебания с помощью устройства, или инструмента, или держателя. Часы фиксируются на держателе, который имеет связь с эталонным осциллятором. Держатель передает колебательное движение механическим часам, которые передают эталонную частоту балансирной пружине часов или в более общем смысле - осциллятору.
Задача изобретения состоит в том, чтобы получить периодическое движение вперед-назад часов в целом, без удаления механизма из корпуса, с тем чтобы регулировать частоту механического резонатора.
Для этой цели изобретение относится к способу корректировки показаний часов или соответственно часового механизма, при этом указанные часы или соответственно часовой механизм содержат по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой, согласно п. 1 формулы изобретения.
Изобретение также относится к способу регулирования хода и корректировки показаний часов или соответственно часового механизма, при этом указанные часы или соответственно часовой механизм содержат по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой, и с начальным отклонением хода, согласно п. 2 формулы изобретения.
Изобретение также относится к устройству корректировки показаний для корректировки показаний часов или соответственно часового механизма, при этом указанные часы или соответственно часовой механизм содержат по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой, и с начальным отклонением хода, согласно п. 3 формулы изобретения.
Изобретение также относится к устройству регулирования хода и корректировки показаний часов или соответственно часового механизма, при этом указанные часы или соответственно часовой механизм содержат по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой, и с начальным отклонением хода, согласно п. 7 формулы изобретения.
Изобретение также относится к интерактивной подставке для корректировки часов или соответственно часового механизма, согласно п. 8 формулы изобретения.
Изобретение также относится к часам, содержащим по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой, согласно п. 12 формулы изобретения.
Изобретение также относится к применению устройства для корректировки показаний, содержащему задающий осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания возбуждения на частоте возбуждения, которая равна или приблизительно равна номинальной частоте, или кратна номинальной частоте с множителем, равным целому числу, с контрольным отклонением хода относительно эталона, а также содержащему осциллятор корректировки показаний, выполненный с возможностью генерировать колебания с частотой корректировки, для того чтобы корректировать показания часов или соответственно часового механизма, при этом указанные часы или соответственно часовой механизм содержат по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой, согласно п. 14 формулы изобретения.
Изобретение также относится к применению устройства для регулирования хода и корректировки показаний часов или соответственно часового механизма, причём указанные часы или соответственно часовой механизм содержат по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой, с начальным отклонением хода, указанное устройство для регулирования хода и корректировки показаний содержит задающий осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания возбуждения с частотой возбуждения, которая равна или приблизительно равна номинальной частоте, или кратна указанной номинальной частоте с множителем, равным целому числу, с контрольным отклонением хода по отношению к эталону, указанное устройство регулирование хода и корректировки показаний также содержит осциллятор корректировки показаний, выполненный с возможностью генерировать колебания с частотой корректировки, для регулирования хода и корректировки показаний часов или соответственно часового механизма, при этом указанные часы или соответственно часовой механизм содержат по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с указанной номинальной частотой, согласно п. 15 формулы изобретения.
Изобретение относится к применению автоматического виндера для механических или автоматических часов по меньшей мере с одним держателем для приема часов или соответственно часового механизма, для того чтобы воздействовать по меньшей мере на одни часы в целом или соответственно на часовой механизм в целом колебаниями возбуждения, генерируемыми задающим осциллятором, с частотой возбуждения, которая равна или приблизительно равна номинальной частоте, или кратна номинальной частоте с множителем, равным целому числу, и с контрольным отклонением хода по отношению к эталону, согласно п. 16 формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Другие признаки и преимущества изобретения будут понятны после прочтения последующего подробного описания со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
Фиг. 1 схематически представляет часы или соответственно механический часовой механизм, прикреплённые к держателю, на который воздействуют периодические колебания возбуждения с точной частотой, с помощью функционального генератора сервопривода, и средство для измерения хода, например, такое как микрофон, в контакте с заводной головкой часов.
Фиг. 2 представляет графиком процесса изменения хода, выраженного в секундах в сутки по оси ординат, в зависимости от времени, выраженного в минутах по оси абсцисс, в отношении часов, показанных на фиг. 1, от начального момента и до крутого наклона на графике, соответствующего включению сервопривода и раскачиванию держателя с частотой возбуждения, на наклоном следует переходная фаза, во время которой отклонение хода быстро реверсируется, а затем стабильно уменьшается до тех пор, пока не достигает стабилизированного, очень низкого, по существу нулевого отклонения хода.
Фиг. 3 представляет график, аналогичный графику, показанному на фиг. 2, который лишь уменьшен до размеров переходной фазы и который показывает эффект фазы возбуждения в момент начала возбуждения, в результате чего кривые преобразуются в различные по форме графики, однако все они имеют одинаковую тенденцию в направлении стабилизации вокруг нулевого значения в конце переходной фазы.
Фиг. 4 - график, представляющий процесс изменения показаний часов, показанных на фиг. 1, при этом по оси ординат показаны секунды, а по оси абсцисс - минуты, как функция времени, в виде сплошной линии для варианта без сервоуправления, и в виде пунктирной линии для варианта с сервоуправлением с использованием устройства корректировки показаний.
Фиг. 5 - схематическое представление устройства для регулировки хода часов или часового механизма, содержащее эталонный осциллятор, частотный преобразователь, в случае необходимости, для приведения в действие привода с частотой возбуждения, при этом привод приводит в действие держатель, несущий часы или часовой механизм, которые содержат основной осциллятор.
Фиг. 6 - график, показывающий процесс изменения корректировки показаний в зависимости от времени.
Фиг. 7 - блок-схема корректировки показаний часов со средством для измерения показаний часов, таким как камера, соединённым со средством распознавания, элемент для вычисления разницы показаний по сравнению с абсолютным эталоном, элемент для вычисления частоты и времени коррекции, а также устройство для сервоуправления ходом часов.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Настоящее изобретение предлагает регулирование, с помощью сервопривода, частоты по меньшей мере одних часов или соответственно механического часового механизма, содержащих по меньшей мере один осциллятор, называемый в дальнейшем «основным осциллятором», чтобы отличать его от так называемых «абсолютных» осцилляторов, способных генерировать эталонные колебания, более точно - абсолютные эталонные колебания, и от осцилляторов, которые называются «задающими осцилляторами» промежуточного качества между абсолютными и основными осцилляторами. Часы, имеющие очень высокую точность, которые не являются объектом настоящего изобретения, но на них делается ссылка, могут формировать эталоны, с абсолютным осциллятором, генерирующим эталонную частоту.
Изобретение применяется также к изделиям часовой промышленности, которые могут быть готовыми часами, «головной частью» часов или часовым механизмом. Для упрощения описания термин «часы» будет использоваться, без исключения, для обозначения любого из указанных объектов. Все, что применяется к объекту «часы», применимо также к объекту «часовой механизм», и наоборот.
В новом способе часы фиксируются на держателе, который связан с эталонным тактовым генератором. Держатель передает колебательное движение механическим часам, при этом передается эталонная частота основному осциллятору, содержащемуся в часах, а именно, узлу балансир-пружина.
Более конкретно, периодическое движение назад-вперед передаётся часам в целом, часы не разобраны, для того чтобы регулировать частоту механического резонатора.
Сервопривод содержит тактовый генератор, который должен быть более точным, чем «тактовый генератор» механических часов. Поэтому, тактовый генератор должен иметь ошибку, составляющую менее 1 секунды в сутки, предпочтительно, менее 0,1 секунду в сутки, что может быть достигнуто, в частности, но не исключительно, с помощью кварцевого генератора с температурной компенсацией. Тщательно сделанный механический маятник также может достигать такой точности.
Регулирование часов с помощью сервопривода даёт возможность свести к нулю отклонение хода часов за временной период, когда часы связаны с сервоприводом, после необходимого переходного режима синхронизации, как показано на фиг. 2, которая получена на основе лабораторных измерений с часами, показывающими начальное отклонение хода около 15 секунд в сутки.
Когда запускается сервопривод, отклонение хода «уходит» во время переходной фазы, составляющей несколько минут, а затем, после приблизительно десяти минут, сходит к точке, соответствующей нулю секунд в сутки.
Такое поведение было смоделировано, и фиг. 3 показывает, что форма кривой во время переходной фазы зависит от фазы возбуждения в момент, когда она начинается; фиг. 2 соответствует величине фазового смещения π, что является фактически худшим случаем. Исследование области параметров показывает, что разница при возбуждении должна превышать определённое пороговое значение, для того чтобы получить синхронизацию, но она не должна быть слишком большой, чтобы предотвратить сбой. Большое отклонение хода может быть сведено к нулю путем увеличения разницы при возбуждении.
Таким образом, первый объект касается способа регулирования хода часов, содержащих по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой N0.
«Номинальная частота N0» означает заданное значение частоты, с которой, предполагается, должен генерировать колебания осциллятор часов или часового механизма.
В новом способе применяется сервопривод, содержащий задающий осциллятор, который выполнен с возможностью генерировать колебания возбуждения с частотой NE возбуждения, которая равна или приблизительно равна этой номинальной частоте N0 или кратна номинальной частоте N0 с множителем, равным целому числу, предпочтительно с контрольным отклонением хода АМ относительно эталона, которое меньше, чем начальное отклонение хода DI. Более конкретно, этот эталон является абсолютным эталоном, который имеет отклонение хода менее 1 секунды в сутки, предпочтительно, менее 0,1 секунды в сутки.
Более конкретно, этот задающий осциллятор выполнен с возможностью генерировать колебания возбуждения с частотой NE возбуждения, которая равна или приблизительно равна значению, кратному номинальной частоте N0 с множителем, равным нечётному целому числу.
На часы в целом воздействуют колебания возбуждения, которые генерируются задающим осциллятором, и/или модулированное движение, генерируемое задающим осциллятором, с частотой NE возбуждения, после начального момента включения сервопривода, по меньшей мере в течение переходной фазы, в конце которой частота осциллятора часов или соответственно часового механизма стабилизируется на частоте NE. Ход осциллятора часов, который является «подчинённым» по отношению к задающему осциллятору, стабилизируется при величине отклонения хода, меньшей или равной указанной задающей величине АМ.
Более конкретно, начальное отклонение DI хода часов основного осциллятора часов измеряется или оценивается заранее, и выбирается и используется задающий осциллятор, который имеет контрольное отклонение АМ хода часов по отношению к эталону, которое меньшим, чем начальное отклонение DI хода часов. Если более конкретно, то этот эталон является абсолютным эталоном, как определено выше. Ход задающего механизма и ход основного «ведомого» механизма измеряют по отношению к очень высокоточным часам, которые не являются предметом настоящего изобретения.
В частности, сервопривод выполнен с возможностью генерировать колебания возбуждения вокруг оси, параллельной или совпадающей с осью подвижной части основного осциллятора часов. Колебание возбуждения предпочтительно имеет рабочий ход с малой угловой амплитудой, например, ± 5°, или даже меньше, например, ± 2°.
В первом варианте, например, используемом для фиг. 2, колебание возбуждения реализуется в виде движения назад-вперед.
В другом варианте задающий осциллятор генерирует колебания возбуждения, которые передают модулированное движение часам или часовому механизму, например, с ненаправленным движением, включающим в себя вращения, разделённые скачками и т.п.
Короче говоря, это система задающий/ведомый, в которой задающий осциллятор сервопривода является задающим элементом, а основной осциллятор, содержащийся в часах, является ведомым элементом.
Эта первая разработка также относится к сервоприводу для регулирования хода часов, содержащих по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой N0, с начальным измеренным отклонением DI хода часов.
В инновационном способе этот сервопривод содержит задающий осциллятор, который выполнен с возможностью генерировать колебания возбуждения с частотой NE возбуждения, которая равна или приблизительно равна номинальной частоте N0, или кратна номинальной частоте с множителем, равным целому числу, в частности, нечётному целому числу, с контрольным отклонением АМ хода часов по отношению к эталону, которое меньше, чем начальное отклонение DI хода часов. Если более конкретно, то это эталонное значение является абсолютным эталонным значением, как определялось выше, в котором отклонения хода часов составляет менее чем 1 секунду в сутки, или менее чем 0,1 секунду в сутки. Этот сервопривод выполнен с возможностью воздействовать на часы в целом колебаниями возбуждения, генерируемыми этим задающим осциллятором, и/или модулированным движением, генерируемым задающим осциллятором.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения, как показано на фиг. 5, сервопривод включает в себя эталонный осциллятор 6 и, в случае необходимости, частотный преобразователь 5 для приведения в действие привода 4 с частотой NE возбуждения.
Привод 4 сообщает движение, в частности, движение назад-вперед вокруг эталонной оси держателю 3, который несёт на себе часы 2, на которые воздействует сервопривод, предпочтительно ось колебательной части основного осциллятора 1 часов 2 параллельна или совпадает с эталонной осью.
Угол α колебаний является функцией времени и является периодическим. В частности, он выражается в форме: α(t) = A. sin (2π.NE), или аналогичным образом. Он также может следовать квадратичному, пилообразному или другому циклу.
Такой сервопривод может регулировать ход часов посредством выбора конкретной частоты NE возбуждения по отношению к номинальной частоте N0. Этот же сервопривод может также использоваться при частоте, равной не частоте NE возбуждения, а частоте NС корректировки, как будет представлено ниже.
Если более конкретно, то этот сервопривод включает в себя средства управления, которые выполнены с возможностью управлять колебаниями возбуждения задающего осциллятора, и которые взаимодействуют со средствами для измерения хода часов, и которые содержатся в этом сервоприводе.
В общем, средства управления, главные средства управления, центральные средства управления, которые описываются здесь, могут быть сформированы с помощью компьютера, вычислительного устройства, программируемого контроллера, интегральной схемы, или любого другого средства искусственного интеллекта, адаптированного для данного применения.
В частном варианте осуществления изобретения этот сервопривод содержит автоматический виндер для механических или автоматических часов, на котором фиксируется по меньшей мере одна держатель для приема часов или часового механизма, или т.п. Сервопривод содержит на этом держателе средства для возбуждения, которые выполнены с возможностью воздействовать колебаниями возбуждения, генерируемыми задающим осциллятором, на часы в целом, и/или содержит приводные средства, которые выполнены с возможностью воздействовать на часы в целом модулированным движением, генерируемым этим задающим осциллятором.
Если более конкретно, по меньшей мере одно измерение хода часов производится перед и/или после стабилизации при реализации этого способа. Если ещё более конкретно, то измеренное отклонение хода часов отображается или редактируется на дисплее или на средстве для редактирования, предназначенных для этой цели.
Понятно, что регулирование хода часов является временным, сервоуправление действует временно, в то время как часы продолжают подвергаться воздействию колебаний возбуждения, генерируемых задающим осциллятором сервопривода.
Важно отметить, что эта первая разработка изобретения может корректировать как увеличение хода часов, так и уменьшение потерю хода. И действительно, некоторые часы уходят с фабрики с установкой, спроектированной для более быстрого хода часов, в то время как другие имеют установку, центрированную на нулевое значение, что означает, что эти часы могут как увеличивать, так и уменьшать отмеряемое время. Таким образом, возможно замедлить часы, которые идут слишком быстро, или ускорить часы, которые идут медленно. Также следует отметить, что ход часов, которые уже надлежащим образом установлены, не подвергается изменению.
Это сервоуправление может выполняться в дополнение к оптимальному подзаводу часового механизма, или последовательно, или одновременно.
Предпочтительно, сначала получить преимущество этой первой разработки изобретения, для того чтобы во второй разработке скорректировать ошибку показаний.
В действительности этот способ регулирования хода часов, использующий сервопривод, даёт возможность смещать отклонение хода часов в направлении нуля секунд в сутки. Однако принцип также может использоваться для подстраивания осциллятора часов к другой частоте, например, менее чем 90 секунд в сутки, для того чтобы корректировать ошибку показаний. Эта ошибка показаний либо измерена, либо вручную введена, или является значением, идентифицированным системой визуализации, такой как камера с обработкой изображения, для распознавания положения стрелок или элементов дисплея и т.п.
Например, время на часах устанавливается точно на семь часов утра и затем часы носят весь день с постоянным отклонением хода +12 секунд в сутки, тогда в 10 часов вечера того же дня измеренная ошибка показаний составляет приблизительно +7,5 секунд. Пользователь может реализовать способ регулирования хода часов с помощью устройства сервоуправления ходом часов.
Этот сервопривод может быть установлен для воздействия на часы в течение следующей ночи, с прикладываемым ходом, который необязательно равен нулю. Например, если сервопривод воздействует на часы в течение двух часов, отклонение хода составляет менее чем 90 секунд в сутки, при этом показания часов снова становится точными после этого двухчасового периода.
После выполнения коррекции показаний, устройство может в этом случае прикладывать отклонение хода в 0 секунд в сутки до тех пор, пока пользователь не вернёт эти часы в прежнее положение. Таким образом, утром время на часах будет совершенно точным: не только не будет иметь ошибки показаний, которая бы после одной ночи была бы +12 секунд в сутки, но также будет иметь скорректированное время опережения в 7,5 секунд, накопленное за период ношения в течение предыдущего дня. Показанная ниже таблица обобщает этот пример:
Ход часов без изобретения (в секундах за сутки)
Показания часов без изобретения (в секундах)
Ход часов с изобретением (в секундах за сутки)
Показания часов с изобретением (в секундах)
Предыдущий день в 7 часов утра
+12
0
+12
0
Предыдущий день в 10 часов утра
+12
+7,5
+12
+7,5
Предыдущий день с 10 часов утра до полуночи
+12
от +7,5 до +12
-90
от 7,5 до 0
Следующий день от полуночи до 7 часов утра
+12
от +8,5 до +12
0
0
Следующий день в 7 часов утра
+12
+12
+12
0
Очевидно, если изобретение не используется, ошибка показаний накапливается со временем и может достигать нескольких минут за месяц, если пользователь вручную не восстановит показания на своих часах.
Фиг. 4 показывает результаты сравнительного испытания с использованием изобретения и без его использования. В этом примере часы являются коммерчески доступным сертифицированным хронометром, который не был отрегулирован или модифицирован и который не подвергался подзаводу с помощью автоматического виндера или других средств; заводной барабан часов раскручивается естественным образом только через 2 дня (точнее, приблизительно через 190000 секунд). Показания часов измеряли с использованием точного инструмента такого типа, который используется часовыми мастерами. Измерение показаний производилось в течение всего периода раскручивания, пунктирной линией показан вариант с сервоуправлением в соответствии с изобретением, а сплошной линией - вариант без использования изобретения. Фиг. 4 ясно показывает, что без использования изобретения часы или соответственно часовой механизм, даже сертифицированный хронометр, накапливают значительное отставание, когда заводной барабан раскручивается, в то время как с использованием изобретения состояние остаётся очень близким к 0 секундам.
Таким образом, вторая разработка изобретения относится к способу корректировки показаний часов, содержащих по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой N0.
В соответствии с этим способом корректировки показаний часов измеряется или оценивается начальное отклонение DI хода часов. На часах измеряется ошибка показаний часов.
Использованное устройство для корректировки показаний часов содержит осциллятор корректировки показаний, выполненный с возможностью генерировать колебания с частотой NС корректировки, чтобы воздействовать колебаниями и/или движением на часы в целом во время фазы корректировки показаний после начального момента включения устройства корректировки показаний. Продолжительность фазы корректировки показаний регулируется таким образом, чтобы точно скорректировать ошибку показаний, измеренную или оцененную на часах в начальный момент включения устройства.
Более конкретно, измеряется начальное отклонение DI хода часов этого основного осциллятора, и выбирается и используется устройства корректировки показаний, содержащее осциллятор корректировки показаний, который имеет отклонение хода по отношению к эталону меньшее, чем начальное отклонение DI хода часов. Более конкретно, этот эталон является абсолютным эталоном, как определялось выше.
Конечно, устройство для корректировки показаний может быть сервоприводом, представленным выше, который содержит средства генерации частоты для получения требуемой частоты NС корректировки.
Понятно, что продолжительность D интервала, в течение которого должны прикладываться колебания с частотой NС корректировки, чтобы скорректировать отклонение Е, определяется соотношением:
D = (tf - ti) = E / (NC-N0).
Однако в действительности, частота NС корректировки не может быть выбрана врасброс, поскольку она не должна без необходимости уходить от резонансной частоты, и на практике разница (NС - N0) предпочтительно должна ограничиваться приблизительно ± 100 секунд в сутки.
Корректировка показаний может быть реализована независимо от регулировки хода часов и при этом используется устройство корректировки показаний часов.
Это устройство корректировки показаний часов выполнено с возможностью корректировать состояние часов, содержащих по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой N0, с измеренным начальным отклонением DI хода часов. В этой второй разработке это устройство корректировки показаний часов включает в себя осциллятор корректировки показаний, который выполнен с возможностью генерировать колебания корректировки с частотой NС корректировки. Это устройства корректировки показаний часов выполнено с возможностью воздействовать на часы в целом колебаниями корректировки, генерируемыми осциллятором корректировки показаний, и/или модулированным движением, генерируемым этим осциллятором корректировки показаний.
Более конкретно, устройство корректировки показаний часов содержит средство управления, выполненное с возможностью управлять колебаниями осциллятора корректировки показаний, причем средство управления взаимодействует со средством измерения показаний часов и содержится в устройстве корректировки показаний часов.
Предпочтительно, эти средства управления взаимодействуют со средством для ручного ввода пользователем продолжительности корректировки показаний, и/или выполнены с возможностью вычислять эту продолжительность в зависимости от значений номинальной частоты N0, частоты NС корректировки и измеренного отклонения.
Более конкретно, средство для измерения показаний часов является оптическим средством, которое предпочтительно дополняется средством обработки изображения, в частности, для распознавания положения стрелок или элементов дисплея часов или соответственно, положения отметок на наборах колёс часового механизма.
В варианте изобретения при отсутствии автоматических средств обработки изображения, устройств корректировки показаний часов содержит средство управления, выполненное с возможностью управлять корректирующими колебаниями осциллятора корректировки показаний, причём это средство управления взаимодействует со средством ручного ввода пользователем отображаемого времени или отклонения показаний, таким как клавиатура, или сенсорный интерфейс и т.п., или взаимодействует с помощью средства беспроводной связи с мобильным телефоном, или смартфоном, или айфоном (iPhone) и т.п., которое включает в себя такие средства ручного ввода.
Фиг. 7 иллюстрирует одно такое устройство для корректировки показаний часов 2, со средством 10 для измерения показаний часов, таким как камера, имеющим связь со средством 11 распознавания, элементом 12 для вычисления разницы показаний путем сравнения с эталоном 13 показаний, элементом 14 для вычисления частоты и продолжительности коррекции, а также устройство 15 для сервоуправления ходом. Более конкретно, этот эталон 13 показаний является абсолютным эталоном, как определялось выше.
В конкретном варианте осуществления изобретения это устройство корректировки показаний часов включает в себя автоматический виндер для механических или автоматических часов по меньшей мере с одним держателем для приема часов или соответственно часового механизма. Устройство для корректировки показаний часов содержит в этом держателе средства возбуждения, которые выполнены с возможностью передавать на часы в целом или соответственно на часовой механизм в целом колебания корректировки, генерируемые осциллятором корректировки показаний, и/или приводные средства, которые выполнены с возможностью передавать на часы в целом или соответственно на часовой механизм в целом модулированное движение, генерируемое осциллятором корректировки показаний.
Изобретение может объединять два описанных выше действия, в виде способа регулирования хода и корректировки показаний часов содержащих, по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой N0, с начальным отклонением DI хода часов, при этом фаза корректировки показаний и переходная фаза двух соответствующих базовых способов по меньшей мере частично выполняются одна после другой.
В этом случае изобретение реализует устройство для регулирования хода и корректировки показаний часов, при этом часы содержат по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой N0, с измеренным начальным отклонением DI хода часов. В соответствии с настоящим изобретением, это устройство для регулирования хода и корректировки показаний часов содержит по меньшей мере один такой сервопривод, и по меньшей мере одно такое устройство корректировки показаний, и главное средства управления, которые выполнены с возможностью управлять колебаниями возбуждения задающего осциллятора, и которые взаимодействуют со средствами для измерения отклонения хода часов, содержащимися в сервоприводе, а также выполнены с возможностью управлять колебаниями корректировки осциллятора корректировки показаний, и которые взаимодействуют со средствами для измерения состояния часов, содержащимися в этом устройстве корректировки показаний.
Более конкретно, это устройство для регулирования хода и корректировки показаний часов содержит по меньшей мере один автоматический виндер для механических или автоматических часов, на котором фиксируется по меньшей мере один такой держатель.
Изобретение также относится к интерактивной подставке для корректировки часов, содержащей по меньшей мере один такой сервопривод, причём эта интерактивная подставка для корректировки часов содержит центральное средство управления ходом часов для регулирования до идентичного отклонения хода всех часов, на которых воздействуют сервоприводы.
Более конкретно, эта интерактивная подставка для корректировки часов содержит по меньшей мере одно такое устройство корректировки показаний, причём эта интерактивная подставка для корректировки часов содержит центральное средство управления состоянием показаний для регулирования до идентичного состояния всех часов, на которые воздействуют устройства корректировки показаний.
Ещё конкретнее, эта интерактивная подставка для корректировки часов содержит главное средство управления, которое формирует или координирует центральное средство управления ходом часов и центральное средство управления состоянием.
Более конкретно, эта интерактивная подставка для корректировки часов включает в себя по меньшей мере один автоматический виндер для механических или автоматических часов, на котором фиксируется по меньшей мере один держатель для приема часов или соответственно часового механизма.
В предпочтительном варианте эта интерактивная подставка для корректировки часов является дисплейным модулем для показа часов и/или часовых механизмов пользователю или широкой публики.
Более конкретно, этот дисплейный модуль проектируется для приема множества часов и/или часовых механизмов, имеющих одинаковую номинальную частоту N0.
Возможно также сервоуправление различных часов с помощью одной системы, например, если часы идентичные, или индивидуально с раздельными командами, если часы различные (установки, модели, торговые марки и т.п.).
Также возможно иметь различные категории, и, таким образом, в случае необходимости, сервоуправление и/или корректировки показаний будут отличаться для различных категорий или различных часов.
Изобретение также относится к часам, которые содержат по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой N0, с начальным измеренным отклонением DI хода часов, причём часы содержат ремешок часов, имеющий по меньшей мере один такой сервопривод.
Более конкретно, ремешок часов содержит по меньшей мере одно устройство корректировки показаний, но которое намного более сложно встраивать. Таким образом, более конкретно, это устройство корректировки показаний, встроенное в ремешок часов, содержит средства управления, которые выполнены с возможностью управлять колебаниями корректировки осциллятора корректировки показаний и которые взаимодействуют со средствами ручного ввода пользователем отображаемого времени или отклонения состоянии, такими как клавиатура, или интерфейс, или взаимодействуют со средствами связи, такими как мобильный телефон, или смартфон, или iPhone и т.п., которые включают в себя такие средства для ручного ввода.
Конкретный вариант изобретения относится к ремешку часов, содержащему в добавление к часовой головке колебательную сервосистему и источник энергии.
В другом варианте, эти часы содержат средство для резонирования их пластины на номинальной частоте N0, или частоте, кратной номинальной частоте N0 с множителем, равным целому числу, в частности, нечётному целому числу.
Изобретение также относится к применению сервопривода, содержащего задающий осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с частотой NЕ возбуждения, которая равна или приблизительно равна номинальной частоте N0, или кратна номинальной частоте N0 с множителем, равным целому числу, в частности, нечётному целому числу, с задающим отклонением АМ хода часов относительно эталона, для регулирования хода часов. Более конкретно, этот эталон является абсолютным эталоном, как определено выше, при этом отклонение хода составляет менее 1 секунды за сутки, предпочтительно менее 0,1 секунды за сутки. Эти часы включают в себя по меньшей мере один основной осциллятор, который выполнен с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой N0, с любым начальным отклонением DI хода часов. Это регулирование хода выполняется посредством воздействия на часы в целом колебаниями возбуждения, генерируемыми задающим осциллятором, и/или модулируемым движением, генерируемым задающим осциллятором, в течение достаточного времени, чтобы стабилизировать отклонение хода осциллятора часов на отклонении хода, которое меньше или равно контрольному значению АМ.
Изобретение также относится к применению устройства корректировки показаний, содержащего задающий осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с частотой NЕ возбуждения, которая равна или приблизительно равна номинальной частоте N0, или кратна номинальной частоте N0 с множителем, равным целому числу, в частности, нечётному целому числу, с контрольным отклонением АМ хода по отношению к эталону, и также содержащего осциллятор корректировки показаний, выполненный с возможностью генерировать колебания корректировки с частотой NС корректировки, для корректирования показаний часов. Более конкретно, этот эталон является абсолютным эталоном, как определено выше. Эти часы включают в себя по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой N0, с любым начальным отклонением DI хода часов. Эта корректировка показаний выполняется путем воздействия на часы в целом колебаниями корректировки, генерируемыми осциллятором корректировки показаний, и/или модулируемым движением, генерируемым осциллятором корректировки показаний, в течение времени, достаточного для выполнения требуемой корректировки состояния часов или соответственно часового механизма.
Изобретение также относится к применению устройства для регулирования хода и корректирования показаний часов. Это устройство для регулирования хода и корректировки показаний содержит задающий осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с частотой NЕ возбуждения, которая равна или приблизительно равна номинальной частоте N0, или кратна номинальной частоте N0 с множителем, равным целому числу, в частности, нечётному целому числу, с контрольным отклонением АМ хода часов по отношению к эталону, для регулирования хода часов. Более конкретно, этот эталон является абсолютным эталоном, как определено выше, при этом отклонение хода составляет менее 1 секунды в сутки, предпочтительно, менее 0,1 секунды в сутки. Эти часы включают в себя по меньшей мере один основной осциллятор, который выполнен с возможностью генерировать колебания с номинальной частотой N0, с любым начальным отклонением DI хода часов. Это регулирование хода выполняется путем воздействия на часы в целом колебаниями возбуждения, генерируемыми задающим осциллятором, и/или модулируемым движением, генерируемым задающим осциллятором, в течение достаточного времени, чтобы стабилизировать отклонение отклонения хода осциллятора часов на отклонении хода, которое меньше или равно контрольному значению АМ. Устройство для регулирования хода и корректировки показаний часов содержит осциллятор корректировки показаний, который выполнен с возможностью генерировать колебания с частотой NС корректировки, чтобы скорректировать состояние часов путем воздействия на часы в целом колебаниями корректировки, генерируемыми осциллятором корректировки показаний индикатора, и/или модулируемым движением, генерируемым осциллятором корректировки показаний, в течение времени, достаточного для выполнения требуемой корректировки состояния часов.
Изобретение также относится к применению автоматического виндера для механических или автоматических часов, по меньшей мере с одним держателем для приема часов или часового механизма и т.п., чтобы воздействовать по меньшей мере на одни часы в целом колебаниями возбуждения, генерируемыми задающим осциллятором, выполненным с возможностью генерировать колебания возбуждения с частотой возбуждения, которая равна или приблизительно равна номинальной частоте N0, или кратна номинальной частоте N0 с множителем, равным целому числу, в частности, нечётному целому числу, с контрольным отклонением АМ хода часов по отношению к эталону, для регулирования хода часов. Более конкретно, этот эталон является абсолютным эталоном, как определено выше, при этом отклонение хода составляет менее 1 секунды в сутки, предпочтительно, менее 0,1 секунды в сутки, для регулирования хода часов. Эти часы включают в себя по меньшей мере один основной осциллятор, выполненный с возможностью генерировать колебания с указанной номинальной частотой N0, с любым начальным отклонением DI хода часов.
Этот автоматический виндер включает в себя средства возбуждения, которые выполнены с возможностью передавать часам в целом колебания возбуждения, генерируемые задающим осциллятором, и/или приводные средства, выполненные с возможностью передавать часам в целом модулированное движение, генерируемое задающим осциллятором. Это регулирование хода часов выполняется путем передачи часам в целом колебаний возбуждения, генерируемых задающим осциллятором, и/или модулированного движения, генерируемого задающим осциллятором, в течение времени, достаточного для стабилизации отклонения хода осциллятора часов на отклонении хода, которое меньше или равно контрольному значению АМ. Устройство для регулирования хода и корректировки показаний часов содержит осциллятор корректировки показаний, который выполнен с возможностью генерировать колебания с частотой NС корректировки, чтобы корректировать состояние часов путем передачи часам в целом колебаний корректировки, генерируемых осциллятором корректировки показаний, и/или модулированного движения, генерируемого осциллятором корректировки показаний, в течение времени, достаточного для выполнения требуемой корректировки состояния часов.
Понятно, что регулирование хода часов и корректировка показаний не выполняются одновременно. Однако они могут проводиться последовательно, в течение уменьшенного времени, например, за одну ночь, или в то время, когда пользователю не требуются часы.
Изобретение предлагает несколько заметных преимуществ:
- его реализация совместима со всеми механическими часами, имеющими по меньшей мере один резонатор с осциллятором, который является механическим, соосным, или имеет швейцарский свободный анкерный ход;
- его реализация не требует вмешательства в часы, и в частности, не требуется открывать корпус;
- часы или часовой механизм могут находиться в любом угловом положении на держателе;
- в случае реализации сервопривода или устройства корректировки показаний, имеющих автоматический виндер, механические или автоматические часы могут оставаться заведёнными и также хорошо устанавливаться на точное время;
- возможно корректировать ошибку показаний посредством прикладывания реверсивного отклонения хода часов в течение определённого времени;
- возможно корректировать часы, которые идут слишком медленно, и которые имеют отрицательный ход в несколько секунд в сутки;
- принцип сервоуправления с нулевым отклонением хода часов необязательно требует наличия обратной связи; в то же время корректировка показаний требует наличия информации о состоянии отображаемых элементов или стрелок, в частности, с помощью видеосистемы;
- пользователь может свободно решать, причём потенциально обратимым способом, следует ли ему увеличить ход часов или замедлить ход.
Конечно, хотя настоящее изобретение создавалось для того, чтобы выполнять регулирование хода часов и корректировку показаний без открывания часов и без отделения часового механизма от корпуса, оно применимо в первую очередь просто к часовому механизму.
В конкретном варианте изобретение применяется для регулирования хода электронных часов, очевидно, с задающим осциллятором, имеющим отклонение хода, которое по существу меньше, чем отклонение хода обычных электронных часов.