振动器系统技术方案

一种机械时钟的振动器系统(30)，包括：围绕轴线自由旋转的至少一个平衡轮(35)；以及将所述至少一个平衡轮(35)连接至一固定点或另一个平衡轮(36)的至少一个游丝(31)，所述游丝(31)包括：与所述至少一个平衡轮(35)连接的第一线圈(32)；与所述固定点或所述另一个平衡轮(36)相连的第二线圈(33)；以及将所述第一线圈(32)与所述第二线圈(33)连接起来的过渡部分(34)，其中主要通过所述过渡部分(34)和所述线圈(32，33)的弹性变形提供用于所述至少一个平衡轮(35)的大约线性的复原扭矩，以便产生用于所述至少一个平衡轮(35)的振动运动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于机械时钟的振动器系统的游丝。
技术介绍
机械运动最基本的形式包括动力源、齿轮传动系、擒纵机构、振动器和指示器。所述动力源通常是钟的下垂重量(dropping weight)或表的主弹簧。人工地卷绕主弹簧或者借助自动卷绕机构卷绕主弹簧。扭矩形式的动力从动力源经由齿轮传动系传递以便增加角速度，直到它到达擒纵机构。擒纵机构调节动力到振动器中的释放。本质上，振动器对于钟是钟摆形式的弹簧质量系统或对于表是具有游丝的平衡轮。它以用于计时的稳定的固有频率振动。当振动器的振幅由于耗能元件而减小时，擒纵机构定期地将动力注入到系统中以便基于振动器的状态进行补偿。同时，擒纵机构允许齿轮传动系稍微地移动，进而驱动指示器显示时间。由于振动器在确定时间率方面的作用，所以它是机械运动的主要部件。传统的表振动器包括平衡轮和游丝。所述平衡轮被附接至平衡杆，平衡杆通过一个或多个轴承被保持在合适位置，所述轴承还允许子组件旋转。典型的游丝遵循阿基米德螺旋线，并且在每一圈之间有相等的间距。游丝的外端被附接至固定点，内端被附接至平衡杆。最终机构可以被构造成一个线性弹簧质量系统，其中平衡轮和游丝分别提供惯性扭矩和复原扭矩。游丝将迫使平衡轮围绕其平衡位置(或死点)进行顺时针或者反时针振动式旋转。一些高端机械运动包括两个振动器，其可以用或可以不用相同的主弹簧驱动。所述两个振动器不具有直接的机械连接并且独立地运动。齿轮传动系被设计成使得所显示的时间是两个振动器的平均，从而均衡掉每个单独的振动器中的任何误差。具有阿基米德螺旋线的传统游丝对于过卷(over-coil)和欠卷(imder-coil)具有不同的几何形状，过卷和欠卷即平衡轮的角位移分别大于或小于其平衡位置。这意味着所述振动器系统的动力对于过卷和欠卷围绕平衡位置是不对称的，具有不同的振幅。通常， 诸如瑞士杠杆擒纵机构的表擒纵机构应用具有不同棘爪陡度和矩臂的不对称棘爪动作来补偿该不对称。然而，这是非理想解决方案，因为该补偿仅仅是局部的。传统的双振动器机械运动缺少两个振动器之间的直接机械连接，这意味着它们没有有效的同步化手段。同步化的缺乏不利地影响了运动精度并且使得基于运动声音信号进行传统的诊断更加困难。参照图1，显示了应用传统单线圈游丝12的机械时钟的振动器10。所述传统的单线圈游丝仅仅具有与平衡轮附接的一个端部。几何形状基于阿基米德螺旋线12。弹簧12的外端经由短柱(stud) 13附接至固定点，弹簧12的内端附接至平衡杆(balance staff) 14, 平衡杆14与平衡轮11 一起旋转。由于游丝12在其过卷和欠卷时几何形状是不同的，所以如图2所示，振动器10的动力围绕其平衡位置是不对称的。所述平衡位置或死点是作用在平衡轮上的净扭矩为零并且游丝松弛时振动器的状态或条件。当平衡轮离开所述平衡位置时，它压迫游丝。这产生了复原扭矩，当平衡轮11被释放时，该复原扭矩使得平衡轮返回其平衡位置。因为它获得了特定速度并因此获得了动能，所以它越过其死点，直到游丝12的相对扭矩阻止它并且迫使它沿另一个方向旋转。因此，游丝12调节平衡轮11的振动周期。再看图2，平衡轮11的振动被制成图表。当游丝12围绕其平衡位置沿一个方向卷绕时，其振幅21与当游丝12沿另一个方向卷绕时的振幅22是不同的。在传统的双擒纵机构-振动器设计中，所述振动器被有效地解耦。由于制造公差， 每个振动器具有稍微不同的固有频率，使得它们周期性地变化为同相和异相。这导致运动不精确，因为每个振动器对抗另一个振动器来调节时间。而且，所述设计使得钟表匠难以像传统诊断工具基于声音信号测量单个振动器的频率、振幅和其它性能标准那样调节振动器。具有两个异相振动器意味着声音信号是杂乱的并且难以解码。期望获得一种振动器系统，其减少了传统机械时钟中的一些问题。
技术实现思路
根据第一个优选方面，提供了一种机械时钟的振动器系统，包括至少一个平衡轮，所述平衡轮围绕一轴线自由地旋转；以及至少一个游丝，其将所述至少一个平衡轮连接至一固定点或者连接至另一个平衡轮，所述游丝包括连接至所述至少一个平衡轮的第一线圈；以及连接至所述固定点或者所述另一个平衡轮的第二线圈；以及将所述第一线圈与所述第二线圈连接起来的过渡部分，其中主要通过所述过渡部分和所述线圈的弹性变形来提供用于所述至少一个平衡轮的大约线性的复原扭矩，以便产生用于所述至少一个平衡轮的振动运动。如果有至少两个游丝，则可以将所述游丝合并以便形成具有多个臂的单个共面游丝，每个臂具有两个线圈。所述过渡部分可以包含一拐点。所述至少一个平衡轮可以是两个相同平衡轮的其中一个，所述两个相同的平衡轮通过游丝彼此相连以便产生用于所述两个平衡轮的同步化振动运动，所述振动运动围绕游丝的平衡位置是反对称的。所述振动器系统可以进一步包括两个游丝，每个游丝具有单个线圈，每个游丝在其内端附接至一个平衡轮，在其外端经由短柱附接至一固定点，其中所述两个单线圈游丝产生每个平衡轮的复原扭矩。所述振动器系统可以进一步包括用户操作的夹子以便固定游丝的过渡部分，所述夹子将振动器系统分成两个隔离的振动器并且迫使所述振动器系统以第二模式振动，第二模式的固有频率比第一模式的固有频率更高。振动器系统可以进一步包括至少两个平衡轮，所述至少两个平衡轮通过游丝互连，从而形成一个环形构造，使得所有的平衡轮以同步的方式振动。所述振动器系统可以进一步包括至少两个平衡轮，所述至少两个平衡轮通过游丝互连，从而形成一个串联构造，使得所有的平衡轮以同步的方式振动。所述振动器系统可以进一步包括至少两个平衡轮，所述至少两个平衡轮通过游丝互连，从而形成一个平行构造，使得所有的平衡轮以同步的方式振动。所述至少一个平衡轮可以是单个平衡轮，所述平衡轮以轴向对称的布置通过至少两个游丝或者具有多个臂(每个臂具有两个线圈)的单游丝经由短柱与至少两个固定点相连，以便减少平衡轮处的摩擦，并且通过使游丝的大部分变形发生在臂远端附近而降低具有多个臂的单游丝的臂之间的碰撞可能性，其中每个臂具有两个线圈。所述游丝可以是反对称的或对称的。本专利技术提供了一种游丝，所述游丝围绕其平衡位置实施反对称系统动力。所述游丝具有至少两个有区别的相同线圈，使得一个部分是过卷，同时另一个部分是欠卷。游丝的线圈的尖端与平衡轮相连。因此，一种类型的游丝是反对称双线圈游丝，其具有沿相同方向的两个不同的线圈。另一种类型的游丝是对称的双线圈游丝，其具有沿相反方向的两个不同的线圈。所述游丝有利地用于以串联、平行或环形布置的两个或多个振动器的同步化。同样，双线圈游丝可以用在可变频率的振动器中。附图说明现在参照附图描述本专利技术的例子，其中图1是振动器的图，所述振动器包括一个平衡轮以及具有阿基米德螺旋线的传统单线圈游丝；图2是图1的传统单线圈游丝的关于角位置和时间的定性图；图3是具有两个平衡轮和基于反对称设计的一互连双线圈游丝的振动器的图；图4是图3的振动器的关于角位置和时间的定性图；图5是具有两个平衡轮和基于对称设计的一互连双线圈游丝的振动器的图；图6是具有两个平衡轮的振动器的图表，每个平衡轮具有其独立的传统单线圈游丝并且通过第三互连游丝以串联的方式连接在一起；图7是振动器的图表，所述振动器具有共面布置的两个平衡轮以及双互连双臂游丝本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种机械时钟的振动器系统，包括：围绕轴线自由旋转的至少一个平衡轮；以及将所述至少一个平衡轮连接至一固定点或另一个平衡轮的至少一个游丝，所述游丝包括：与所述至少一个平衡轮连接的第一线圈；以及与所述固定点或所述另一个平衡轮相连的第二线圈；以及将所述第一线圈与所述第二线圈连接起来的过渡部分，其中主要通过所述过渡部分和所述线圈的弹性变形提供用于所述至少一个平衡轮的大约线性的复原扭矩，以便产生用于所述至少一个平衡轮的振动运动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：程浩，江争，马广礼，
申请(专利权)人：精艺工程研发所有限公司，天津海鸥手表集团公司，
类型：发明
国别省市：HK