ЧАСЫ С МЕХАНИЧЕСКИМ УСТРОЙСТВОМ ОТОБРАЖЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ЛУНЫ ВОКРУГ ЗЕМЛИ ОТНОСИТЕЛЬНО СОЛНЦА

Область техники
Полезная модель относится к области часовой промышленности и может быть использована при производстве часов, дополнительно снабженных механическим устройством отображения видимого движения Луны на фоне звезд (действительного движения Луны вокруг Земли), которое сопровождается непрерывным изменением ее внешнего вида.
Уровень техники
Указатели (индикаторы) лунных фаз в часах разрабатываются с давних времен.
Известны описания и часы, датированные 14 веком, где использовалась функция индикации фаз Луны.
Индикация лунных фаз на часах, являющаяся первой астрономической функцией в часовых механизмах, появилась вскоре после появления механических часов.
Данная функция часов является востребованной и по сей день в различных ситуациях, в частности при использовании лунных календарей.
До сегодняшнего дня известно множество конструкций и решений указателей (индикаторов) лунных фаз, однако только единичные решения пригодны для практического использования в обычных механических часах.
Известны различные указатели (индикаторы) лунных фаз с точки зрения дизайна, конструкции и точности показаний, но большинство из них имеют те или иные недостатки, ограничивающие их использование в часовых механизмах.
Известны указатели фаз Луны в часах, выполненные в виде окошек в циферблате различной формы и дисков с нанесенными изображениями Луны, вращающихся под указанными окошками, что приводит к геометрическому искажению лунных фаз.
Существуют конструкции объемной Луны, когда указатель выполняется в виде вращающегося за один лунный месяц шарика, наполовину окрашенного в светлый, наполовину в темный цвета (см. например, RU 2426165 C1, 10.08.2011). Эти конструкции имеют один существенный недостаток, связанный с тем, что Луна относительно Земли не вращается, а расположена всегда одной стороной к наблюдателю, поэтому данные конструкции не позволяют реалистично отобразить поверхность Луны и использовать реальную карту лунной поверхности.
Известен патентный документ FR 2679052, GHIRIMOLDI JUAN CARLOS, 15.01.1993. В нем раскрываются часы-планетарий. Со стороны циферблата часов выполнены модели Земли, Солнца и Луны, где Земля расположена посередине, а Луна и Солнце вращаются вокруг нее. Земля, Луна и Солнце имеют одну ось вращения, где Земля совершает один оборот за 2 минуты, Луна за 1 час, а Солнце за 12 часов.
Недостатком данного решения является то, что оно не отображает действительное движение Луны, не отображает фаз Луны, а также несет астрономически неверную информацию.
Известен патентный документ JP 2009216547, SEIKO EPSON CORP, 24.09.2009. В нем раскрываются часы, где на поверхности циферблата отображаются фазы Луны. Для отображения фаз Луны используется два диска, один из которых вращается, а другой неподвижен. На поверхности подвижного диска выполнено отверстие, символизирующее Луну. Поверхность неподвижного диска окрашена темным и светлым цветом, что символизирует изменение фазы Луны. При вращении подвижного диска, в отверстии на подвижном диске виден неподвижный диск. Переходы между темным и светлым цветом на поверхности неподвижного диска, отображаясь в отверстии подвижного диска, создают визуальный эффект изменения фаз Луны.
Недостатком известного решения является то, что оно громоздкое в исполнении и занимает дополнительное место в корпусе часов, при этом отображаются фазы Луны только в виде с Земли, и не отображается действительное движение Луны.
Известен патентный документ WO 2004013708, ULYSSE NARDIN SA, OECHSLIN LUDWIG, 12.02.2004. В нем раскрываются часы, где на поверхности циферблата выполнены Луна, Земля и Солнце. Отображение фаз Луны производится аналогично изобретению, изложенному выше, за исключением того, что в данном варианте оба диска подвижны, и изменение фазы Луны отображаемых на поверхности циферблата производятся относительно Солнца, расположенного на циферблате около 12 часов.
Недостатком данного решения является то, что оно не отображает действительного движения Луны и Земли (Земля неподвижна), сложное в изготовлении и занимает дополнительное место в корпусе часов, что утолщает и утяжеляет его конструкцию.
Известен патентный документ CH 627042, VAN DER LELY, С, NV, 31.12.1981. В нем раскрываются часы, где фазы луны отображаются в окошке на циферблате. Под окошком циферблата вращается диск, на поверхности которого графически выполнена Луна. Форма окошка создает визуальный эффект растущей и убываю Луны. На задней стороне часов выполнена астрономическая карта, где вокруг Солнца вращаются планеты.
Недостатком известных часов является то, что Луна отображена отдельно от Земли и не отображает полной действительной картины. Сложный механизм сильно загружает внутреннее пространство корпуса часов, утолщает и утяжеляет его.
Известен патентный документ CH 706600, MANUFACTURE ET FABRIQUE DE MONTRES ET CHRONOMETRES ULYSSE NARDIN LE LOCLE S.A., 13.12.2013. В нем раскрываются часы, отображающие соответственное положение Солнца, Земли и Луны, а также фазы Луны. Отображение положения Солнца и Луны осуществляется при помощи двух соосно расположенных дисков, где на оси расположена Земля так, что Солнце и Луна вращаются вокруг нее. На первом диске выполнено Солнце и окошко для отображения фаз Луны, в котором отображается Луна, нанесенная на втором диск. Первый диск производит один оборот за 24 часа, а второй диск за один лунный месяц относительно первого диска.
Недостатком этих часов является то, что модель Земли выполнена неподвижной, что не позволяет определить видимость Луны в той или иной части Земли. Так же недостатком данного решения является то, что Солнце и Луна вращаются вокруг Земли, что не позволяет отобразить действительной астрономической картины. Также часы показывают фазы Луны, видимые только с Земли.
Известны каминные часы фирмы Franz Hermle & Sohn, которые называются Hermle Tellurium III. [1] Современные часовые технологии, примененные при разработке серии Tellurium, позволяют наблюдать за движением планет. В верхней части часов расположена миниатюрная модель солнечной системы: в центре ее возвышается фигура могущественного бога Солнца, поддерживающего солнечный диск, а рядом - земной шар, сопровождаемый своим спутником - Луной. При этом на диске вокруг планетной группы отображаются дата, месяц и знак Зодиака (12 знаков выполнены в форме изящных фигурок). Вращающаяся структура показывает прохождение Солнца, Луны и Земли через все зодиакальные знаки в течение двенадцати месяцев. Часовой механизм позволяет передвигать лунный шар вокруг Земли за 29 с половиной дней, что соответствует лунному месяцу.
Недостатком устройства является сложность его изготовления и громоздкость конструкции, что не позволяет использовать его в переносных (наручных, карманных часах и пр.) часах.
Основываясь на вышеизложенном, можно заключить, что в целом все известные астрономические часы с индикацией лунных фаз имеют один существенный недостаток - громоздкость часового механизма, что не позволяет его использовать в переносных часах. В случае же отображения лунных фаз на переносных часах, индикация фаз Луны основана на наблюдении Луны с Земли, что в свою очередь не позволяет определить местонахождение нашего спутника относительно Земли и видимость его в той или иной точки Земли.
Таким образом, задачей настоящей полезной модели является создание конструкции сопряженной с деталями часового механизма, которая выполнена с возможностью отображения видимого движения Луны на фоне звезд, которое происходит вследствие отражения действительного движения Луны вокруг Земли, что сопровождается изменением внешнего вида нашего спутника. При этом данная конструкция может быть использована как в стационарных часах (напольных, каминных и пр.), так и в переносных часах (наручных, карманных и пр.).
На сегодняшний день из уровня техники не выявлены часы и часовые механизмы, снабженные механическим устройством отображения видимого движения Луны на фоне звезд с непрерывным изменением ее внешнего вида, т.е. действительного движения Луны относительно Земли с изменением фазы Луны, где модель Луны выполнена с возможностью движения относительно модели Земли и постоянно находится в одной и той же ориентации относительно линии моделей Земля-Солнце.
Для понимания задачи заявленного решения хотелось бы привести некоторые разъяснения.
Известно, что Луна в течение звездного месяца перемещается среди звезд всегда в одну и ту же сторону - с запада на восток, или прямым движением. Видимый путь Луны на небе - это не замыкающаяся кривая, постоянно меняющая свое положение среди звезд зодиакальных созвездий. Видимое движение Луны сопровождается непрерывным изменением ее внешнего вида, характеризуемого фазой Луны. В некоторые дни Луна совсем не видна на небе. В другие дни она имеет вид узкого серпа, полукруга и полного круга. Лунные фазы объясняются тем, что Луна подобно Земле является темным, непрозрачным шарообразным телом и при движении вокруг Земли занимает различные положения относительно Солнца. Из-за удаленности Солнца солнечные лучи, падающие на Луну, почти параллельны и всегда освещают ровно половину лунного шара; другая его половина остается темной. Но, так как к Земле, обычно, обращены часть светлого полушария и часть темного, то Луна, чаще всего, кажется нам неполным кругом.
Различают четыре основные фазы Луны, которые постепенно переходят одна в другую в следующей последовательности: новолуние, первая четверть, полнолуние, последняя четверть.
Во время новолуния Луна проходит между Солнцем и Землей, т.е. находится в соединении с Солнцем. При этом фазовый угол f (угол между направлениями от Солнца к Луне и от Луны к Земле) во время новолуния Луна проходит между Солнцем и Землей, т.е. находится в соединении с Солнцем, и равен 180°. К Земле обращена темная сторона Луны и она не видна на небе.
Дня через два после новолуния Луна видна в виде узкого серпа на западе, в лучах вечерней зари, вскоре после захода Солнца, Лунный серп, обращенный выпуклостью к Солнцу, ото дня ко дню постепенно расширяется и приблизительно через 7 суток после новолуния принимает форму полукруга. Наступает фаза, называемая первой четвертью. В это время Луна находится в восточной квадратуре, т.е. на 90° к востоку от Солнца, фазовый угол f=90°, и к Земле обращена половина освещенного и половина неосвещенного полушария Луны. При этой фазе Луна видна в первой половине ночи, а затем заходит за горизонт.
С каждым днем с Земли видна все большая часть освещенного полушария Луны и приблизительно через 7 суток после первой четверти наступает полнолуние, когда Луна имеет вид полного круга. Во время полнолуния Луна находится в противостоянии с Солнцем, f=0°, и к Земле обращено все освещенное полушарие Луны. Полная Луна видна на небе в направлении, противоположном направлению на Солнце (ее эклиптическая долгота отличается от эклиптической долготы Солнца на 180°). Поэтому полная Луна видна на небе всю ночь; восходит она приблизительно во время захода Солнца, а заходит - около момента его восхода.
После полнолуния Луна начинает "убывать", с западной стороны ее диска появляется "ущерб", который постепенно растет, так как с каждым днем с Земли видна все меньшая часть освещенного полушария Луны. Приблизительно через 7 дней после полнолуния Луна снова видна в виде полукруга. Наступает последняя четверть. В это время Луна находится в западной квадратуре, f=90°, и к Земле снова обращена половина освещенного и половина неосвещенного полушария Луны. Но теперь Луна отстоит уже на 90° к западу от Солнца и видна во второй половине ночи, вплоть до восхода Солнца.
Постепенно ущерб лунного диска увеличивается, Луна снова принимает вид узкого серпа и видна на востоке, в лучах утренней зари, незадолго перед восходом Солнца. Через 2-3 дня лунный серп исчезает, и Луна снова не видна на небе, так как приблизительно через 7 суток после последней четверти опять наступает новолуние.
Задача и технический результат
Задача предлагаемой полезной модели и получаемый от ее использования технический результат состоит в создании точного и надежного в использовании, дешевого в производстве и пригодного к установке практически в любых аналоговых часах (стационарных либо переносных) механического устройства для отображения видимого движения Луны на фоне звезд, которое происходит вследствие отражения действительного движения Луны вокруг Земли, что сопровождается изменением внешнего вида нашего спутника, при этом модель Луны выполнена с возможностью движения относительно модели Земли и постоянно находится в одной и той же ориентации относительно линии моделей Земля-Солнце. Это позволяет также определить местонахождение Луны относительно Земли и видимость ее в той или иной точке Земли.
Раскрытие полезной модели
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат при использовании полезной модели достигается тем, что в механическом устройстве отображения действительного движения Луны вокруг Земли относительно Солнца, сопряженного с деталями часового механизма, модель Луны (25) выполнена с возможностью движения относительно модели Земли и постоянно находится в одной и той же ориентации относительно линии моделей Земля-Солнце.
При этом механическое устройство отображения действительного движения Луны состоит из суточных колес (21), суточного диска (22), лунных колес (23), лунного диска (24), модели Луны (25), дифференциального механизма (26) и модели Земли (27).
При этом механическое устройство отображения действительного движения Луны состоит из суточного колеса (21), суточного диска (22), лунных колес (23), лунного диска (24), модели Луны (25) и груза 36.
При этом модель Луны (25) разделена прямой линией на две равные части разных цветов, при этом вращение модели Луны (25) вокруг Земли относительно Солнца осуществляется таким образом, что эта прямая линия постоянно перпендикулярна прямой, связывающей центры Земли и Солнца.
При этом модель Земли (27) производит один полный оборот за сутки вокруг своей оси. Кроме этого на модели Земли (27) либо на приводном элементе модели Земли нанесены названия, знаки или символы городов с возможностью определения времени в этих городах.
Кроме этого модель Земли (27) производит один полный оборот за сутки, а модель Луны (25) совершает полный оборот вокруг модели Земли (27) за один синодический период.
При этом дифференциальный механизм (26) осуществляет вращение модели Луны (25).
Дифференциальный механизм (26) включает в себя водило (30), свободно вращающееся на оси вращения модели Луны, которое находится в зацеплении с неподвижным колесом (28), при этом водило (30) имеет отверстие, в котором зафиксирована ось вращения первого сателлита (32) и второго сателлита (33), на оси вращения модели Луны жестко зафиксировано первое дифференциальное колесо (31), а на ступице второго дифференциального колеса (34), свободно вращающегося вокруг указанной оси, жестко зафиксирована модель Луны (25).
При этом механическое устройство отображения видимого движения Луны на фоне звезд с непрерывным изменением ее внешнего вида может использоваться как в переносных часах, так и в стационарных часах.
Модель Земли (27) может иметь форму диска, сферы или полусферы, совершающая один полный оборот за 24 часа.
При вращении модели Земли (27) одна ее половинка может затемняться, а друга оставаться светлой при помощи частично затемненного стекла или пластины с отверстиями.
Также модель Земли (27) может приводиться в движение часовым механизмом, через зубчатую передачу.
Также модель Луны (25) может иметь форму диска, сферы или полусферы.
При этом модель Луны (25) может приводиться в движение часовым механизмом через зубчатые передачи.
Кроме этого модель Луны (25) может постоянно находится одной стороной к направлению действия сил гравитации за счет того, что одна сторона модели Луны (25) тяжелее другой.
При этом поверх траектории движения Луны вокруг Земли относительно Солнца расположено плоское кольцо, частично перекрывающее модель Луны, которое может быть выполнено из прозрачного или полупрозрачного материала, перфорированного материала или цельного непрозрачного материала.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат при использовании полезной модели достигается тем, что часы, содержащие часовой механизм, циферблат, аналоговый индикатор времени, дополнительно содержат механическое устройство отображения действительного движения Луны вокруг Земли относительно Солнца.
При этом часы дополнительно могут содержать указатель лунных фаз, позволяющий наблюдать одновременно вид Луны при действительном ее движении вокруг Земли и вид Луны с Земли.
При этом модель Солнца может находиться в центре циферблата, а модель Земли с вращающейся вокруг нее моделью Луны, вращаться вокруг Солнца.
Часовой механизм может быть базовым, серийно выпускаемым, как в стандартном исполнении, так и с дополнительной доработкой, например часовой механизм для часов с 24 часовым циферблатом, часовой механизм для часов с возможностью отображения времени в разных городах мира.
Также часовой механизм может быть как механическим, так и электромеханическим.
При этом механическое устройство отображения видимого движения Луны на фоне звезд с непрерывным изменением ее внешнего вида может использоваться как в переносных часах, так и в стационарных часах.
Кроме этого модель Солнца, расположенная за пределами орбиты Луны может быть выполнена как подвижная конструкция или элемент, так и как неподвижный элемент или рисунок.
При этом механическое устройство отображения действительного движения Луны вокруг Земли относительно Солнца может быть установлено как со стороны циферблата часов, так и с задней стороны часов.
Краткое описание чертежей
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
В предпочтительных, показанных на чертежах вариантах конструктивного исполнения устройства отображения действительного движения Луны вокруг Земли относительно Солнца, имеются следующие конструктивные элементы:
1 - барабан,
2 - триб центрального колеса,
3 - 1-ое центральное колесо,
4 - триб промежуточного колеса,
5 - промежуточное колесо,
6 - триб секундного колеса,
7 - секундное колесо,
8 - триб анкерного колеса,
9 - анкерное колесо,
10 - анкерная вилка,
11 - баланс,
12 - собачка,
13 - барабанное колесо,
14 - колесо заводное,
15 - 2-ое центральное колесо (фрикционное),
16 - триб передаточного колеса,
17 - передаточное колесо,
18 - минутный диск,
19 - часовой диск,
20 - вексельные колеса,
21 - суточные колеса,
22 - суточный диск,
23 - лунные колеса,
24 - лунный диск,
25 - модель Луны,
26 - дифференциальный механизм,
27 - модель Земли,
28 - неподвижное колесо,
29 - заводная головка,
30 - водило
31 - 1-ое центральное колесо дифференциального механизма,
32 - 1-ый сателлит,
33 - 2-ой сателлит,
34 - 2-ое центральное колесо дифференциального механизма,
35 - подшипник,
36 - груз,
37 - Солнце,
38 - циферблат,
39 - плоское кольцо,
40 - вариант фазы Луны видимой с Земли,
41 - дополнительный элемент отображения луны,
42 - затемненное стекло,
43 - указатель городов мира.
На фиг. 1 показан вариант схемы часового механизма с устройством отображения действительного движения Луны вокруг Земли относительно Солнца, на которой показаны: барабан 1, триб центрального колеса 2, 1-ое центральное колесо 3, триб промежуточного колеса 4, промежуточное колесо 5, триб секундного колеса 6, секундное колесо 7, триб анкерного колеса 8, анкерное колесо 9, анкерная вилка 10, баланс 11, собачка 12, барабанное колесо 13, колесо заводное 14, 2-ое центральное колесо (фрикционное) 15, триб передаточного колеса 16, передаточное колесо 17, минутный диск 18, часовой диск 19, вексельные колеса 20, суточные колеса 21, суточный диск 22, лунные колеса 23, лунный диск 24, модель Луны 25, дифференциальный механизм 26, модель Земли 27, неподвижное колесо 28 и заводная головка 29. При этом на фиг. 1 пунктирной линией выделено механическое устройство отображения видимого движения Луны на фоне звезд, которое происходит вследствие отражения действительного движения Луны вокруг Земли и сопровождается изменением ее внешнего вида.
На фиг. 2 показана схема дифференциального механизма 26, который содержит лунный диск 24, модель Луны 25, неподвижное колесо 28, водило 30, 1-ое центральное колесо дифференциального механизма 31, 1-ый сателлит 32, 2-ой сателлит 33 и 2-ое центральное колесо дифференциального механизма 33.
На фиг. 3 изображена схема устройства отображения движения Луны вокруг Земли относительно Солнца, где постоянное расположение одной из сторон модели Луны к области расположения Солнца достигается за счет воздействия гравитационных сил, на которой показаны: лунный диск 24, модель Луны 25, подшипник 35 и груз 36.
На фиг. 4 показан вариант стационарных часов с устройством отображения движения Луны вокруг Земли относительно Солнца, на котором показаны: лунный диск 24, модель Луны 25, модель Земли 27, Солнце 37 и циферблат 38.
На фиг. 5 изображены основные позиции модели Луны на стационарных часах с устройством отображения движения Луны вокруг Земли относительно Солнца, на которой показаны: лунный диск 24, модель Луны 25, модель Земли 27, Солнце 37 и циферблат 38.
Стрелками указаны направления движения.
На фиг. 6 показан принцип отображения основных фаза Луны устройством, которое содержит лунный диск 24, модель Луны 25, модель Земли 27, Солнце 37, циферблат 38 и вариант фазы луны видимой с Земли 40.
На фиг. 7 показаны стационарные часы с устройством отображения движения Луны вокруг Земли относительно Солнца, выполненные с плоским кольцом 39, на котором показаны: модель Луны 25, модель Земли 27, Солнце 37, циферблат 38 и плоское кольцо 38.
На фиг. 8 показан принцип отображения основных фаза Луны устройством, исполненным в варианте с плоским кольцом 39, на котором показано: лунный диск 24, модель Луны 25, модель Земли 27, Солнце 37, циферблат 38, плоское кольцо 39 и вариант фазы луны видимой с Земли 40.
На фиг. 9 показаны стационарные часы с устройством отображения движения Луны вокруг Земли относительно Солнца, выполненные в варианте с дополнительным отображением Луны, на котором показаны: лунный диск 24, модель Луны 25, модель Земли 27, Солнце 37, циферблат 38 и дополнительный элемент отображения луны 41.
На фиг. 10 показаны стационарные часы с устройством отображения движения Луны вокруг Земли относительно Солнца, выполненные в варианте с затемнением части модели Земли 27, на котором показаны: лунный диск 24, модель Луны 25, модель Земли 27, Солнце 37, циферблат 38 и затемненное стекло 42.
На фиг. 11 показаны наручные часы с устройством отображения движения Луны вокруг Земли относительно Солнца, выполненные в варианте, когда Солнце расположено по центру циферблата, а модель Земли и Луны движутся вокруг него, на котором показаны: суточный диск 22, лунный диск 24, модель Луны 25, модель Земли 27, заводная головка 29, Солнце 37 и циферблат 38.
На фиг. 12 показаны наручные часы с устройством отображения движения Луны вокруг Земли относительно Солнца, выполненные в варианте отображения мирового времени, на котором показаны: лунный диск 24, модель Луны 25, модель Земли 27, заводная головка 29, Солнце 37, циферблат 38 и указатель городов мира 43.
Осуществление полезной модели
Полезная модель представляет собой часы с устройством отображения действительного движения Луны вокруг Земли относительно Солнца.
В основе конструкции лежит модель Луны, разделенная прямой линией на две равные части разных цветов, вращающаяся вокруг Земли относительно Солнца так, что прямая делящая модель Луны на две равные части постоянно перпендикулярна прямой связывающей центры моделей Земли и Солнца.
На фиг. 1 приведена схема, на которой показан один из вариантов конструкции часового механизма с устройством отображения действительного движения Луны вокруг Земли относительно Солнца.
Как показано на схеме, отображенной на фиг.1, заведенная пружина барабана 1, раскручиваясь, приводит в действие основную колесную систему часового механизма, то есть триб центрального колеса 2 и 1-ое центральное колесо 3, находящееся в зацеплении с трибом 4 промежуточного колеса 5, где промежуточное колесо 5 находится в зацеплении с трибом 6 секундного колеса 7, а секундное колесо 7 с трибом 8 анкерного колеса 9, освобождение которого задается анкерной вилкой 10 и узлом баланса 11. На оси 1-го центрального колеса расположено 2-ое центральное колесо (фрикционное), которое, вращаясь, приводит в движение триб 16 передаточного колеса 17 и само передаточное колесо 17, которое находиться в зацеплении с минутным диском 18. Минутный диск 18 через вексельные колеса 20 приводит в движение часовой диск 19, который приводит в движение суточный диск 22, на ступице которого зафиксирована модель Земли 27, посредством суточных колес 21.
Стоит отметить, что суточные колеса 21 позволяют произвести один полный оборот суточного диска 22 за двадцать четыре оборота минутного диска, так что модель Земли 27 производит один полные оборот за сутки.
Суточный диск 22 находится в зацеплении с Лунными колесами 23, которые находятся в зацеплении с Лунным диском 24. Лунный диск 24 имеет отверстие, в котором зафиксирована ось являющаяся центром вращения модели Луны 25.
Стоит отметить, что Лунные колеса 23 позволяют произвести один полный оборот Лунного диска 24 за двадцать девять с половиной оборота суточного диска 21, так что модель Луны 25 совершает полный оборот вокруг модели Земли 27 за двадцать девять с половиной земных суток.
Вращение модели Луны 25 осуществляется посредством дифференциального механизма 26, схема конструкции которого приведена на фиг. 2.
Как видно на фиг. 2 водило 30, свободно вращающееся на оси вращения модели Луны, находиться в зацеплении с неподвижным колесом 28 так, что при вращении лунного диска 24 водило 30 приводиться в движение. Водило 30 имеет отверстие, в котором зафиксирована ось вращения 1-го сателлита 32 и 2-го сателлита 33. На оси вращения модели Луны жестко зафиксировано 1-ое центральное дифференциальное колесо 31, которое находится в зацеплении с 1-ым сателлитом 32, так что при вращении водила 30 вращался 1-ый сателлит 32. Так как 1-ый сателлит 32 жестко зафиксирован со 2-ым сателлитом 33, находящийся в зацеплении со 2-ым центральным дифференциальным колесом 34, то вращение с 1-го сателлита 32 передается на 2-ое центральное дифференциальное колесо 34, на ступице которого жестко зафиксирована модель Луны.
л
д
ц1
ц2
c1
c2
Для того чтобы модель Луны 25 всегда оставалась в одной и той же ориентации относительно линии Земля-Солнце, необходимо чтобы ее угловая скорость относительно лунного диска ω была равна угловой скорости самого лунного диска ω, но имела противоположное направление. Для этого используется дифференциальный механизм 26, схема которого приведена на фиг. 2. Дифференциальный механизм 26 состоит из водила 30, 1-го центрального колеса дифференциального механизма 32 и 2-го центрального колеса дифференциального механизма 34, имеющих число зубьев z и z, 1-го сателлита 32 и 2-го сателлита 33, которые жестко зафиксированы между собой, с зубьями z и z. Водила 30 вращается относительно оси модели луны 25 и выполнено в виде зубчатого колеса с отверстием для оси вращения сателлитов. Водило 30 имеет зубчатое зацепление с неподвижным зубчатым колесом 28 и имеет угловую скорость относительно лунного диска, которую можно рассчитать по следующей формуле:
в
д
нк
в
ω=ω*z/z,
в
д
нк
в
где ω - угловая скорость водила, ω - угловая скорость лунного диска, z - число зубьев неподвижного диска, z - число зубьев водила.
л
Стоит отметить, что 1-ое центральное зубчатое колесо дифференциального механизма 31 жестко закреплено на лунном диске 24, тогда как 2-ое центральное зубчатое колесо дифференциального механизма 34, свободно и соединено с моделью Луны 25. Тогда по формуле Виллиса можно рассчитать передаточное отношения от водила 30 до 2-го центрального зубчатого колеса дифференциального механизма 34 относительно диска Луны (то есть модели Луны ω):
вл
в
л
ц2
c1
ц1
с2
ц2
c1
ц1
c2
U=ω/ω=((z*z)/(z*z))/(1-(z*z)/(z*z))
или
вл
в
л
д
нк
в
л
U=ω/ω=(ω*z/z)/ω
д
л
И так как ω=ω, то имеем такое соотношение:
нк
в
ц2
c1
ц1
с2
ц2
c1
ц1
c2
-z/z=((z*z)/(z*z))/(1-(z*z)/(z*z))
вл
ц1
ц2
c1
c2
где U - передаточное отношение, z - число зубьев 1-го центрального колеса дифференциального механизма, z - число зубьев 2-го центрального колеса дифференциального механизма, z - число зубьев 1-го сателлита, z - число зубьев 2-го сателлита.
Подобрав по конструктивным условиям числа зубьев, удовлетворяющие этому соотношению, мы получим искомое движение лунного диска.
Так же стоит отметить, что в случае, если механизм работает в стационарном состоянии, возможен вариант, где постоянное расположение одной из сторон модели Луны к области расположения Солнца достигается за счет воздействия гравитационных сил. Как показано на фиг. 3 это достигается за счет утяжеления одной из половин модели Луны.
Устройство отображения движения Луны вокруг Земли относительно Солнца может быть выполнено как со стационарными часами, так и с переносными.
Кроме этого устройство отображения движения Луны вокруг Земли относительно Солнца, может быть выполнено как со стороны циферблата часов, так и на задней стороне часов.
Также устройство отображения движения Луны вокруг Земли относительно Солнца, может быть выполнено с расположенной по центру Землей и движущейся вокруг нее Луной.
Стоит отметить, что устройство отображения движения Луны вокруг Земли относительно Солнца, выполнено так, что модель Солнце расположена за пределами орбиты Луны и может быть выполнена как подвижная конструкция или элемент, так и как неподвижный элемент или рисунок.
Также модель Земли может иметь форму диска, сферы или полусферы, совершающая один полный оборот за 24 часа.
Кроме этого при вращении модели Земли одна ее половина может затемняться, а другая оставаться светлой при помощи частично затемненного стекла или пластины с отверстиями заданной формы, причем светлая сторона постоянно обращена к Солнцу.
Стоит отметить, что модель Земли может приводиться в движение часовым механизмом, через зубчатую передачу.
Модель Луны совершает один полный оборот за период приблизительно равный одному лунному месяцу или синодическому периоду, приблизительно равный 29,5 суткам.
При этом модель Луны может иметь форму диска, сферы или полусферы.
Стоит отметить, что модель Луны может приводиться в движение часовым механизмом через зубчатые передачи.
Стоит отметить, что в одном из вариантов исполнения, модель Луны может постоянно находится одной стороной к направлению действия сил гравитации за счет того, что одна сторона модели Луны тяжелее другой.
Стоит отметить, что поверхность модели Луны визуально разделена на две равные части, где одна светлая, а другая темная.
Стоит отметить, что светлая сторона модели Луны постоянно направлена в сторону расположения Солнца так, что прямая, делящая модель Луны на две равные части, постоянно перпендикулярна прямой, направленной от центра модели Солнца к центру модели Земли.
Кроме этого поверх траектории движения Луны вокруг Земли относительно Солнца расположено плоское кольцо как показано на фиг. 7, наполовину перекрывающее модель Луны, которое может быть выполнено из прозрачного или полупрозрачного материала, перфорированного материала или цельного непрозрачного материала.
Стоит отметить, что часы могут иметь дополнительный указатель Лунных фаз, позволяющий наблюдать одновременно вид Луны при действительном ее движении вокруг Земли и вид Луны с Земли.
Стоит отметить, что Солнце может находиться в центре, а Земля с вращающейся вокруг нее Луной, вращаться вокруг Солнца.
Стоит отметить, что устройство отображения движения Луны вокруг Земли относительно Солнца может применяться в любых механических и электромеханических часах.
Стоит отметить, что устройство отображения движения Луны вокруг Земли относительно Солнца позволяет не только определять фазы луны, но и определять видимость луны в той или иной точке Земли.
В описании раскрыт один возможный вариант исполнения полезной модели, что никоим образом не ограничивает возможные варианты его исполнения.
Часы могут быть как стационарные, так и переносные.
Часовой механизм может быть базовым, серийно выпускаемым, как в стандартном исполнении, так и с дополнительной доработкой, например часовой механизма для часов с 24 часовым циферблатом, либо часовой механизм для часов с возможностью отображения времени в разных городах мира.
В качестве вариантов исполнения отдельных элементов корпуса, деталей, узлов часов могут быть использованы различные известные и традиционные для часового производства технологии, материалы и конструктивные решения, обычно применяемые в часовой технике [2-5].
Таким образом, обеспечивается достижение требуемого технического результата, а именно: повышение точности и надежности в использовании, возможность установки практически в любых аналоговых часах (стационарных либо переносных) механического устройства для отображения видимого движения Луны на фоне звезд, которое происходит вследствие отражения действительного движения Луны вокруг Земли, что сопровождается изменением ее внешнего вида. Это дополнительно позволяет определить местонахождение Луны относительно Земли и видимость ее в той или иной точки Земли.
Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки полезной модели являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели полезной модели, но и позволяют реализовать полезную модель промышленным способом.
Источники информации:
1. Журнал «Мои часы. Все о часах и стиле», №5, ноябрь-декабрь 2008, стр. 78-79.
2. Харитончук А.П. Справочная книга по ремонту часов, М., 1977, стр. 18, 21.
3. Романов А.Д. Проектирование приборов времени. М., 1975, стр. 140.
4. Тарасов С.В. Технология часового производства, М., 1963.
5. Попова В.Д., Гольдберг Н.Б. Устройство и технология сборки часов. М., 1989).