Солнечное электрическое заводное устройство для часов с автоматическим подзаводом
Изобретение относится к электрическим заводным устройствам для часов с автоматическим заводом. Заявленное электрическое солнечное заводное устройство для часов с автоматическим заводом содержит поворотное основание, электромотор для привода поворотного основания, аккумулятор для питания электромотора, солнечный элемент для зарядки аккумулятора, внутренний часовой механизм, электронное средство для управления электромотором, светочувствительный элемент, соединенный с электронным средством, и пользовательский интерфейс управления данным электронным средством; данное электронное средство управляется пользователем посредством селективного включения одного или другого из нескольких рабочих режимов, к которым относятся первый режим, в котором привод поворотного основания производится только при освещении механизма заводки, и второй режим, в котором во время, заранее заданное с помощью интерфейса управления, включается программа привода поворотного основания. Техническим результатом является обеспечение заводного устройства, способного одновременно выполнять функции подзавода и стационарной экспозиции часов в период времени работы магазина. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.
Область применения изобретения
Предметом настоящего изобретения является электрическое заводное устройство для часов с автоматическим заводом, содержащее электромотор и аккумулятор, служащий для привода электромотора, солнечный элемент для зарядки аккумулятора, внутренний часовой механизм, электронное средство для управления электромотором и пользовательский интерфейс управления данным электронным средством. Более конкретно, предметом настоящего изобретения является заводное устройство данного типа, служащего также в качестве индикатора для часов с автоматическим заводом.
Уровень техники
В настоящее время известны электрические заводные устройства часов. Данные заводные устройства представляют собой устройства, которые могут использоваться для предотвращения остановки часов с автоматическим заводом, когда их не носят в течение определенного периода времени. Часы с автоматическим заводом оснащены механизмом, который автоматически заводит ходовую пружину часового механизма, используя для этого движения руки человека, носящего данные часы, в качестве движущей силы. Когда человек носит часы с автоматическим заводом, движения его руки вызывают вращение или колебание ротора, предусмотренного с этой целью внутри часового механизма. В свою очередь, ротор часового механизма передает энергию, которая его перемещает, на зубчатый механизм, который сжимает ходовую пружину. Таким образом, часы с автоматическим заводом, остающиеся неподвижными, заводиться не будут.
Одним из мест, где, возможно, часы будут оставаться неподвижными в течение длительного периода времени, является витрина магазина. Действительно, в магазинной витрине часто выставляется большое количество часов. Таким образом, использование электрического заводного механизма в данном случае является особенно выгодным. В Европейском патенте 2481322 раскрывается электрическое заводное устройство, используемое также в качестве часового индикатора в витрине магазина. Электрическое заводное устройство, раскрываемое в данном документе известного уровня техники, выполнено в виде двух вертикальных элементов, на которых установлена опора, на которой располагаются часы. Данная опора шарнирно установлена между двумя вышеупомянутыми вертикальными элементами, и электромотор, установленный в основании, осуществляет поворот опоры с помощью приводного ремня. Согласно вышеуказанному документу известного уровня техники поворачивание опоры обеспечивает наблюдающему демонстрацию часов с автоматическим заводом с их одновременным автоматическим подзаводом. И наконец, следует указать, что электрическая энергия, необходимая для работы данного электрического заводного устройства известного уровня техники, может либо поставляться по электросети, либо из элемента солнечной батареи питания, смонтированной на поверхности основания.
Описанное выше заводное устройство имеет ряд недостатков. В частности, в вышеупомянутом документе указывается, что движение опоры является непрерывным. В этом отношении, известно, что электрическое заводное устройство неспособно производить завод часов более максимального сжатия пружины. Действительно, в часах с автоматическим заводом, как правило, устанавливают скользящую пружину. Данная скользящая пружина устроена таким образом, что она может закручиваться как обычно, но затем, когда степень сжатия пружины достигает определенного предела, скользить по стенкам корпуса. В любом случае, постоянный подзавод, описываемый в вышеупомянутом документе, не рекомендуется. В сущности, недостатком данного способа подзавода является то, что он приводит к ускоренному износу автоматического заводного устройства. Кроме того, любители мелких моделей часов часто предпочитают рассматривать их в статическом состоянии.
Краткое изложение сущности изобретения
Цель настоящего изобретения заключается в устранении вышеуказанных недостатков прототипа путем создания электрического заводного устройства для часов с автоматическим заводом с питанием от солнечного элемента, способного одновременно выполнять функции подзавода и стационарной экспозиции часов в период времени работы магазина. Данная цель настоящего изобретения достигается путем электрического заводного устройства для часов с автоматическим заводом, соответствующего п. 1 формулы изобретения.
Краткое описание чертежей
Другие отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут ясны после ознакомления с приведенным ниже описанием не ограничивающего способа его осуществления со ссылкой на приложенные чертежи, где:
Фиг. 1 - схема поперечного сечения солнечного электрического заводного устройства часов в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения.
Фиг. 2 - частичный вид сверху интерфейса управления электрическим заводным устройством, показанным на Фиг. 1.
Осуществление изобретения
На Фиг. 1 представлена схема поперечного сечения солнечного электрического заводного устройства часов (в целом обозначенного позицией 1) в соответствии с конкретным вариантом осуществления настоящего изобретения. Как видно из данного изображения, заводное устройство 1 содержит опору 3 с закрепленным на ней наклонным рычагом 5, заканчивающимся снимаемым поворотным основанием 7. Внутри данного рычага находится моторный блок 9, содержащий электромотор и редуктор (не показан). Поворотное основание 7 соединено с моторным блоком 9 с помощью кремниевой трубки 11, с обеих сторон которой предусмотрены отверстия, в которые по скользящей посадке вставлены оси моторного блока и поворотного основания.
Рычаг 5 прикреплен к опоре 3. Некоторое количество элементов заводного устройства 1 размещено в двух полостях, расположенных в толщине основания. Первая полость (не обозначена) используется для размещения фотоэлектрического элемента 13 и аккумулятора 15. Во второй полости (также не обозначена) расположены схема вольтодобавочного трансформатора 17, микроконтроллер 19 часов и светочувствительный элемент 21, функцию которого в рассматриваемом способе осуществления изобретения выполняет фотодиод.
Совместной работой различных указанных выше элементов управляет микроконтроллер 19. Прежде всего, в рассматриваемом способе осуществления настоящего изобретения в качестве фотоэлектрического элемента 13 используется высокоэффективный солнечный элемент Sunpower©. Напряжение, создаваемое фотоэлектрическим элементом, составляет приблизительно 0,4 В и зависит от силы света и поставляемой силы тока. Схема вольтодобавочного трансформатора 17 размещена на выходе солнечного элемента. Функция вольтодобавочного трансформатора 17 заключается в преобразовании очень низкого электрического напряжения, создаваемого солнечным элементом, в напряжение немного выше 3 В, чтобы оно было совместимым с аккумулятором 15, микроконтроллером 19 и моторным блоком 9.
Микроконтроллер 19 также соединен с интерфейсом управления 23, который более подробно показан на Фиг. 2. В рассматриваемом способе осуществления настоящего изобретения интерфейс управления содержит матричный жидкокристаллический дисплей (ЖК-дисплей) 29 и четыре сенсорных клавиши 31а, 31b, 31с и 31d. Данная ЖК-дисплей и сенсорные клавиши интегрированы в прозрачный экран, закрывающий первую полость опоры 3. В выключенном состоянии интерфейс управления 23 является абсолютно прозрачным. Таким образом, окружающий свет может беспрепятственно поступать на солнечный элемент 13. В соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления настоящего изобретения, микроконтроллер 19 может избирательно выполнять одну из нескольких программ, соответствующих нескольким режимам работы. Сенсорные клавиши 31а, 31b, 31с и 31d позволяют пользователю выбирать требуемый режим работы.
Первым из режимов работы, которые могут быть выбраны, является режим, при котором привод поворотного основания производится лишь тогда, когда заводное устройство освещено. Микроконтроллер 19 соединен с фотодиодом 21, и для того, чтобы определить, освещено заводное устройство или нет, микроконтроллер проверяет состояние фотодиода через равные промежутки времени, чтобы определить, превышает интенсивность окружающего света заданное пороговое значение или нет. Например, данный первый режим работы может включать в себя следующие операции: как только микроконтроллер определит, что освещение является достаточным, он начинает вращать моторный блок со скоростью 2 об/мин до тех пор, пока интенсивность освещения не станет ниже заданного порогового значения. В случае, если интенсивность освещения не снижается, через 12 часов работы моторный блок произведет 1440 поворотов поворотного основания 7. В этот момент микроконтроллер останавливает заводное устройство и переводит его в режим ожидания на период последующих 12-ти часов. По истечении данных 12-ти часов в режиме ожидания микроконтроллер снова переключается в режим готовности, в котором он готов перезапустить свою программу, как только освещение станет достаточным.
Следует напомнить о том, что цель настоящего изобретения заключается в создании солнечного электрического заводного устройства, способного одновременно выполнять функции заведения часов и их стационарной экспозиции в период времени работы магазина. С этой целью, вторым режимом работы, который может быть выбран, является режим, в котором запускается программа привода поворотного основания 7 в заданное время с помощью интерфейса управления 23. Таким образом, после включения второго режима работы пользователь может изменять значения некоторых параметров программы подзавода часов с помощью интерфейса управления 23. Эти параметры включают, в частности, время, в которое должна включиться программа привода поворотного основания (7). В рассматриваемом примере пользователь, прежде всего, использует сенсорные клавиши 31а и 31b (Фиг.2) для выбора параметров, которые следует настроить. Затем он использует сенсорные клавиши 31с и 31d для изменения значения выбранного параметра.
В частности, при выборе времени включения программы привода поворотного основания полностью вне диапазона часов работы магазина, можно использовать заводное устройство как стационарную экспозицию во всем периоде работы магазина. Следует отметить, что наличие аккумулятора 15 позволяет осуществлять полную программу подзаводки часов, даже ночью, при отсутствии какого-либо освещения фотоэлектрического элемента 13.
Желательно, чтобы вышеупомянутый второй режим работы давал возможность использовать интерфейс управления не только для выбора времени включения программы привода, но также и для настройки определенного количества параметров указанной программы. Очевидно, что одним параметром, возможность изменения которого в каждом конкретном случае особенно важна, является продолжительность программы заводки часов. В качестве варианта, вместо определения продолжительности заводки, также можно устанавливать количество оборотов, которые должно совершить поворотное основание 7 в течение программы заводки часов.
Продолжительность программы или количество оборотов, выполняемых в течение программы заводки часов, зависит от модели часов с автоматическим заводом, которые требуется заводить. Таким образом, предпочтительный вариант настоящего изобретения позволяет пользователю вводить указание модели часов в интерфейс управления 23. Таким образом, просто указание электронному устройству 19 модели часов, установленных на поворотном основании 7, обеспечивает данному электронному устройству возможность определения продолжительности времени заводки или количество оборотов, совершаемых поворотным основанием в течение программы заводки. Согласно одному из возможных вариантов, указание модели часов может осуществляться посредством введения соответствующего кода в интерфейс управления 23. Согласно данному варианту, электрическое заводное устройство содержит энергонезависимое запоминающее устройство (ЗУ), относящееся к микроконтроллеру 19. Данное ЗУ содержит справочную таблицу, в которой указаны все модели часов и соответствующие данным моделям идентификационные коды, а также количество оборотов, совершаемых поворотной платформой, или продолжительность программы заводки. Таким образом, пользователь может запрограммировать количество совершаемых оборотов поворотной платформы или продолжительность заводки часов, просто введя идентификационный код модели данных часов в интерфейс управления 23. Специалистам в данной области техники также будет ясно, что, согласно другому возможному варианту, ручной ввод идентификационного кода модели часов может быть заменен его полуавтоматическим вводом. Действительно, интерфейс управления 23 может содержать, например, устройство считывания штрихового кода или радиочастотное идентификационное считывающее устройство. При этом, если часы, или скорее их упаковка, содержит микрочип или обозначение штриховым кодом, для ввода указания модели часов в электронное устройство 19 пользователю нужно будет только поднести идентификатор к считывающему устройству.
Еще одним параметром заводки, который может выбираться пользователем заводного устройства с помощью интерфейса управления (23), является направление заводки. Данный параметр, например, может иметь одно из трех значений, а именно: "вращение по часовой стрелке", "вращение против часовой стрелки" и "переменное вращение" (последняя опция может выполняться, например, посредством вращения в течение 10 минут в одном направлении с последующим вращением в течение 10 минут в противоположном направлении, и т.д.).
Согласно еще одному возможному предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, заводное устройство может иметь отличительный признак, заключающийся в остановке вращения поворотного основания 7 в четко определенном угловом положении в конце программы. Данный отличительный признак позволяет получить заводное устройство, отличающееся тем, что по окончании программы заводки часы всегда будут находиться в вертикальном положении. Для того чтобы останавливать вращение в четко указанном угловом положении платформы, солнечное электрическое заводное устройство часов согласно данному последнему варианту исполнения изобретения содержит средство обнаружения, по меньшей мере, одного углового положения поворотного основания 7. Данное средство обнаружения может содержать, например, постоянный магнит 25, закрепленный в стенке кремниевой трубки 11, и герконовый контактор 27, соединенный с микроконтроллером 19 и расположенный внутри рычага 5 на стороне, обращенной к круговой траектории магнита 25. Сила магнита и чувствительность контактора выбирают таким образом, что контактор 27 быстро замыкается, когда магнит 25 проходит перед ним, и остается разомкнутым все остальное время. Также ясно, что средство обнаружения, по меньшей мере, одного углового положения поворотного основания может быть и немагнитным устройством. Действительно, данное средство обнаружения также может включать в себя, например, фотодиод и источник света.
Также ясно, что могут быть сделаны различные изменения и/или усовершенствования описанного выше варианта осуществления данного изобретения, очевидные специалистам в данной области техники, без выхода за рамки объема настоящего изобретения, определяемые прилагаемой формулой изобретения. В частности, фотоэлемент, соединенный с электронным устройством согласно настоящему изобретению, может быть выполнен в виде фотоэлектрического элемента 13, соединенного с микроконтроллером 19. В таком случае, наличие или отсутствие превышающего заданное значение напряжения между терминалами фотоэлектрического элемента будет использоваться для того, чтобы определять, освещено заводное устройство или нет.
Кроме того, электрическое заводное устройство также может содержать средство для определения наличия часов на поворотном основании 7. Данное последнее средство будет подключено к электронному устройству и будет удерживать электрическое заводное устройство в режиме ожидания при отсутствии часов на поворотном основании. Таким образом, привод поворотного основания будет осуществляться только при наличии на нем часов. Данный отличительный признак позволит предотвращать потери энергии на бесполезное вращение электромотора. Такое средство обнаружения наличия часов на поворотном основании может включать в себя, например, оптический датчик или датчик давления.
1. Солнечное электрическое заводное устройство (1) для подзавода часов с автоматическим подзаводом, содержащее
поворотное основание (7), предназначенный для его привода электромотор (9), аккумулятор (15), предназначенный для питания электромотора, солнечный элемент (13), предназначенный для зарядки аккумулятора, внутренний часовой механизм, электронное средство (19) для управления электромотором и пользовательский интерфейс управления данным электронным средством,
отличающееся тем, что
заводное устройство содержит светочувствительный элемент (21), соединенный с электронным средством (19),
электронное средство соединено с внутренним часовым механизмом с возможностью управления пользователем посредством селективного включения одного из нескольких рабочих режимов, к которым относятся первый режим, в котором привод поворотного основания осуществляется только при освещении механизма подзаводки, и второй режим, в котором в заранее заданное с помощью интерфейса управления время включена программа привода поворотного основания.
2. Электрическое заводное устройство по п. 1, отличающееся тем, что пользовательский интерфейс управления (23) для электронного средства (19) содержит матричный ЖК-дисплей (29) и несколько сенсорных клавишей (31а, 3lb, 31с, 31d), при этом ЖК-дисплей и сенсорные клавиши интегрированы в прозрачный экран, внутри корпуса электрического заводного устройства установлен солнечный элемент (13), а корпус закрыт прозрачным экраном.
3. Электрическое заводное устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью задать время запуска программы привода поворотного основания (7), когда пользователь воздействует на электронное средство (19) с целью включения его второго режима работы, при этом интерфейс управления (23) выполнен с возможностью осуществлять ввод показателя, определяющего количество оборотов, совершаемых поворотным основанием в течение программы его привода.
4. Электрическое заводное устройство по п. 3, отличающееся тем, что электронное средство (19) содержит энергонезависимое запоминающее устройство, содержащее справочную таблицу с идентификационными кодами для различных моделей часов с автоматическим подзаводом и соответствующее каждому из этих кодов число оборотов, которое должно быть совершено поворотным основанием (7), или продолжительность работы данного поворотного основания в течение программы привода, при этом показателем, характеризующим число оборотов, совершаемых поворотным основанием в течение программы привода, является идентификационный код, характерный для конкретной модели часов с автоматическим подзаводом.
5. Электрическое заводное устройство по п. 4, отличающееся тем, что интерфейс управления (23) содержит устройство считывания штрихового кода или радиочастотное идентификационное считывающее устройство, а в часах, которые предполагается заводить, имеется штриховой код или микрочип, содержащий идентификационный код данных часов, причем устройство считывания штрихового кода или радиочастотное идентификационное считывающее устройство предназначено для считывания штрихового кода или информации микрочипа, закрепленного на часах, которые предполагается заводить.
6. Электрическое заводное устройство по любому из пп. 1, 2, 4, 5, отличающееся тем, что оно содержит средство (25, 27) определения, по меньшей мере, одного углового положения поворотного основания (7).
7. Электрическое заводное устройство по п. 3, отличающееся тем, что оно содержит средство (25, 27) определения, по меньшей мере, одного углового положения поворотного основания (7).
