一种航空用太阳能石英表的制作方法

本发明涉及手表技术领域，具体为一种航空用太阳能石英表。

背景技术：

日常生活工作中，手表是必不可缺的工具。针对特殊工作环境的人来说手表的精准度和对环境的适应能力是同样重要的，尤其针对航空航天工作人员来说，手表需要能在各种极端条件下精准的工作，同时能适应多种环境间的变换，包括温度、气压、辐射等。1970年阿波罗13号在太空遭遇意外，服务舱上的一个储氧箱爆炸，舱内部分仪器损坏的危急情况下，航天员们采用一只欧米茄超霸腕表，确保了14秒的纠正轨道作业精准无误，成为航天员们最终平安回到地球中最关键的一环。

现有的针对航空航天工作人员的手表皆为机械表，其复杂机芯必须得符合失重条件，特别是出舱后的外太空环境，它的润滑油在正120度和负90度的情况下不渗透、不凝固，从而保证工作正常，这导致了太空手表的造价极高，不适合批量生产，很多工作航天人员直到进行任务时才第一次接触太空手表。同时机械表需要上发条，因为工作环境极端航空航天手表大多无法使用自动上发条机构，需要定期上发条，这大大增加了工作量。而成本稍低的传统石英表机芯无法适应太空的辐射，会导致时间偏差过大等异常，因此非常不方便。针对航空航天的失重和超重等特殊环境下，传统的时分秒针表盘会有诸多缺点，其工作环境使得指针的惯性非常大，因此对机械机芯的压力非常大，往往容易导致手表精准度的下降。

鉴于此，我们提出一种航空用太阳能石英表。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种航空用太阳能石英表，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种航空用太阳能石英表，包括表带和设置在表带上的表头，表头从下至上依次设置有表头金属底盖、表头金属中框、表盘固定装饰环和曲面抗压玻璃，表头金属中框内部从下至上依次设置有石英机械机芯、隔离舱、曲面表盘、环形秒针、环形分针和环形时针，环形秒针、环形分针和环形时针均定轴转动连接在表头金属中框内，石英机械机芯通过侧向传动机构分别与环形秒针、环形分针和环形时针传动连接，曲面表盘上表面侧边处设置有12小时夜光指示标，环形秒针、环形分针和环形时针的下表面侧边沿圆周走向等间隔固定有多个齿牙，石英机械机芯包括驱动机构和止停机构，且止停机构和侧向传动机构均设置在驱动机构上，驱动机构分别与止停机构和侧向传动机构传动连接。

优选的，驱动机构包括固定在表头金属中框内部的支撑圆盘，支撑圆盘的上表面定轴转动连接有环板，环板的内侧设置转盘，且转盘可在环板的内侧定轴转动，表头金属中框、支撑圆盘、环板和转盘共用中心轴线，支撑圆盘的中心处定轴转动连接有转轴一，且转轴一贯穿支撑圆盘，转轴一位于支撑圆盘的上表面的一端与转盘固定连接。

优选的，支撑圆盘的下表面固定有微型电机，微型电机的输出轴端固定有锥齿轮二，转轴一位于支撑圆盘的下表面的一端固定有锥齿轮三，锥齿轮二和锥齿轮三啮合连接。

优选的，环板的上表面固定有多个销轴一和多个销轴二，销轴一和销轴二个数相同，多个所述销轴一和多个所述销轴二均沿环板的圆周走向等间隔排列，销轴一位于相邻两个所述销轴二之间的位置，且销轴一相对于销轴二距离环板的圆心距离更小。

优选的，侧向传动机构包括转轴二，且转轴二垂直指向环板的中心轴线，转轴二定轴转动连接在导向套内，且导向套固定在支撑圆盘的上表面，转轴二指向环板的一端固定有锥齿轮一，锥齿轮一与齿圈啮合连接，齿圈固定在环板的上表面外侧边处，转轴二远离环板的一端固定有斜纹齿轮一、斜纹齿轮二和斜纹齿轮三，斜纹齿轮一、斜纹齿轮二和斜纹齿轮三分别与环形秒针、环形分针和环形时针下表面侧边的齿牙传动连接。

优选的，驱动机构还包括拨杆，拨杆上定轴转动连接有轴杆，轴杆固定在转盘的上表面，轴杆与转盘圆心的距离大于零，拨杆的一端开设有u形槽一，另一端开设有条形槽，且轴杆位于u形槽一和条形槽之间。

优选的，支撑圆盘上固定有固定杆，固定杆插接在条形槽内，且固定杆可在条形槽内滑动，u形槽一可插扣在销轴一上，且销轴一可在u形槽一内滑动。

优选的，止停机构包括固定在支撑圆盘上的导向槽，且导向槽和固定杆位于环板的两侧，导向槽上滑动连接有插杆所述插杆与环板的中心轴线相互垂直，插杆指向环板的一端开设有u形槽二，u形槽二可插扣在销轴二上，且销轴二可在u形槽二内滑动。

优选的，插杆远离环板的一端定轴转动连接连杆的一端，连杆的另一端与拨杆定轴转动连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明中，采用无指针曲面表盘设计增加柔性太阳能表盘的表面积，大大提升太阳能表盘充电的效率延长使用寿命，同时增加表头内部空间，用来设立辐射隔离区，解决普通石英表无法用于太空困境，整体工艺较现有太空手表结构更简洁、成本更低、外观设计更时尚；

本发明中，通过驱动机构驱动侧向传动机构工作，并通过侧向传动机构驱动环形秒针、环形分针和环形时针进行转动计时，实现将传统的石英机芯垂直的动力输出轴改为横卧式输出轴，通过斜纹齿轮驱动环形指针运动，达到省力、节约能源的目的；

本发明中，通过驱动机构驱动止停机构进行克服驱动机构产生的惯性力作用，起到对环板止停的作用，进而使得环形秒针、环形分针和环形时针计时更加精准。

附图说明

图1为本发明的总装结构爆炸图；

图2为本发明中的石英机械机芯结构上表面俯视图一；

图3为本发明中的石英机械机芯结构上表面俯视图二；

图4为本发明中的石英机械机芯结构上表面俯视图三；

图5为本发明中的石英机械机芯结构上表面俯视图四；

图6为本发明中的石英机械机芯结构下表面仰视图。

图中：1-表带；2-表头金属底盖；3-表头金属中框；4-石英机械机芯；5-侧向传动机构；6-防辐射隔离舱；7-曲面表盘；8-12小时夜光指示标；9-环形秒针；10-环形分针；11-环形时针；12-表盘固定装饰环；13-曲面抗压玻璃；14-支撑圆盘；15-环板；16-齿圈；17-销轴一；18-销轴二；19-转轴一；20-转盘；21-轴杆；22-拨杆；23-条形槽；24-固定杆；25-导向槽；26-插杆；27-连杆；28-导向套；29-转轴二；30-锥齿轮一；31-斜纹齿轮一；32-斜纹齿轮二；33-斜纹齿轮三；34-微型电机；35-锥齿轮二；36-锥齿轮三；37-u形卡槽一；38-u形卡槽二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种航空用太阳能石英表，包括表带1和设置在表带1上的表头，表头从下至上依次设置有表头金属底盖2、表头金属中框3、表盘固定装饰环12和曲面抗压玻璃13，表头金属中框3内部从下至上依次设置有石英机械机芯4、隔离舱6、曲面表盘7、环形秒针9、环形分针10和环形时针11，环形秒针9、环形分针10和环形时针11均定轴转动连接在表头金属中框3内，石英机械机芯4通过侧向传动机构5分别与环形秒针9、环形分针10和环形时针11传动连接，曲面表盘7上表面侧边处设置有12小时夜光指示标12，环形秒针9、环形分针10和环形时针11的下表面侧边沿圆周走向等间隔固定有多个齿牙，石英机械机芯4包括驱动机构和止停机构，且止停机构和侧向传动机构5均设置在驱动机构上，驱动机构分别与止停机构和侧向传动机构5传动连接。

本实施例中，隔离舱6采用防辐射隔离舱，防辐射隔离舱6内部设置有石英机芯的电子部分，同时对石英机芯的电子部分进行能抵抗100kard的tid辐射性能要求的保护，对整体手表表头具有航天级密封性能，并且整体工艺便于批量制造。

防辐射隔离舱的设计材料采用现有的防辐射隔离材料制作工艺，为现有时技术。本申请的保护不在于此，因此对于防辐射隔离材料不做过于赘述。

本实施例中，为了增加表头内部空间，将传统的平面表盘变为曲面表面7，取消表盘的指针轴，整个曲面表盘7采用为柔性太阳能材料，即曲面表盘7实际为一个曲面柔性太阳能电池，将太阳能转化为电能储存并为石英机械机芯提供动力电源，将曲面表盘7的使用面积增大，曲面表盘7上的12小时夜光指示标8采用了夜光材料，以便在光线较弱的环境中观察时间。

本实施例中，将指针从中心轴变为环形指针，时、分、秒从针型变为环形，提升指针在失去重力的时平衡，同时环形指针采用达到航天标准的聚四氟乙烯复合自润滑材料制成，避免润滑剂在极端环境下的凝固和失效；

本实施例中，在曲面表盘7下的曲面空间内设立一个封闭结构来保护石英表的电子电路部分，其封闭结构采用硫酸钡、铅粉等材料满足能抵抗100kard的tid辐射性能要求，并且石英表芯的电路部分如晶振等全部采用满足航空class2/3任务级别的材料，保证在外太空等极端条件下的稳定工作，在石英机芯电路部分采用ctl920f可充电锂电池，可以和曲面表盘7进行充电互补，大大延长使用寿命；

本实施例中，整个表头取消调时表冠，调整为出厂为每一次任务定制校时，减少误差，也防止外部人员随意使用，同时减少表冠可以降低整体成本并且增加整体密闭性能。

本实施例中，表头内部最下方的表头金属底盘2采用背面覆盖隔温材料的钛金属盖板，使用航天级硅胶密封胶密封，并使用四个螺丝将其固定在表头金属中框3底部固定。

本实施例中，表头金属中框3使用全金属圆环形结构，并且内侧壁设置3个环形轨道槽用于3个环形指针运动，同时使用3d打印技术制造，在保证精度的前提下，降低成本，增加生产速度。

本实施例中，手表的表带1采用高性能硅胶制作，表带1内衬和外圈采用双色一体成型工艺紧密咬合，牢固包裹住表头整体，同时方便更换表带1或固定位置。

本实施例中，如图2至图5所示，驱动机构包括固定在表头金属中框3内部的支撑圆盘14，支撑圆盘14的上表面定轴转动连接有环板15，环板15的内侧设置转盘20，且转盘20可在环板15的内侧定轴转动，表头金属中框3、支撑圆盘14、环板15和转盘20共用中心轴线，支撑圆盘14的中心处定轴转动连接有转轴一19，且转轴一19贯穿支撑圆盘14，转轴一19位于支撑圆盘14的上表面的一端与转盘20固定连接。

本实施例中，如图6所示，支撑圆盘14的下表面固定有微型电机34，微型电机14的输出轴端固定有锥齿轮二35，转轴一19位于支撑圆盘14的下表面的一端固定有锥齿轮三36，锥齿轮二35和锥齿轮三36啮合连接。

本实施例中，如图2至图5所示，环板15的上表面固定有多个销轴一17和多个销轴二18，销轴一17和销轴二18个数相同，多个所述销轴一17和多个所述销轴二18均沿环板15的圆周走向等间隔排列，销轴一17位于相邻两个所述销轴二18之间的位置，且销轴一17相对于销轴二18距离环板15的圆心距离更小。

本实施例中，如图2至图5所示，侧向传动机构5包括转轴二29，且转轴二29垂直指向环板15的中心轴线，转轴二29定轴转动连接在导向套28内，且导向套28固定在支撑圆盘14的上表面，转轴二29指向环板15的一端固定有锥齿轮一30，锥齿轮一30与齿圈16啮合连接，齿圈16固定在环板15的上表面外侧边处，转轴二29远离环板15的一端固定有斜纹齿轮一31、斜纹齿轮二32和斜纹齿轮三33，斜纹齿轮一31、斜纹齿轮二32和斜纹齿轮三33分别与环形秒针9、环形分针10和环形时针11下表面侧边的齿牙传动连接。

本实施例中，如图2至图5所示，驱动机构还包括拨杆22，拨杆22上定轴转动连接有轴杆21，轴杆21固定在转盘20的上表面，轴杆21与转盘20圆心的距离大于零，拨杆22的一端开设有u形槽一37，另一端开设有条形槽23，且轴杆21位于u形槽一37和条形槽23之间。

本实施例中，如图2至图5所示，支撑圆盘14上固定有固定杆24，固定杆24插接在条形槽23内，且固定杆24可在条形槽23内滑动，u形槽一37可插扣在销轴一17上，且销轴一17可在u形槽一37内滑动。

本实施例中，如图2至图5所示，止停机构包括固定在支撑圆盘14上的导向槽25，且导向槽25和固定杆24位于环板15的两侧，导向槽25上滑动连接有插杆26所述插杆26与环板15的中心轴线相互垂直，插杆27指向环板15的一端开设有u形槽二38，u形槽二38可插扣在销轴二18上，且销轴二18可在u形槽二38内滑动。

本实施例中，如图2至图5所示，插杆26远离环板15的一端定轴转动连接连杆27的一端，连杆27的另一端与拨杆22定轴转动连接。

该种航空用太阳能石英表在使用时，包括以下步骤：

步骤一：如图6所示，曲面表盘7转化太阳能，并通过电子部分为微型电机34提供电能，使得微型电机34工作，并且通过其输出轴通过锥齿轮二35和锥齿轮三36带动转轴一19转动，如图2至图5所示，设定转轴一19逆时针转动，转轴一19同步带动转盘20逆时针转动，从而使得转盘20同步带动轴杆21逆时针转动，轴杆21在逆时针转动的过程中同步带动拨杆22绕转盘20逆时针转动，由于拨杆22的右端受到固定杆24的限位作用，因此拨杆22做绕固定杆24的上下变动的运动，并且在水平方向上轴杆21带动拨杆22做水平移动，如图2所示，轴杆21带动拨杆22上摆至最高点位置，并且开始带动拨杆22向下摆动，此时拨杆22上的u形槽一37刚好与环板15上对应的销轴一17插扣接触，如图2至图4所示，在轴杆21带动拨杆22从最高点摆动至最低点时，此过程中拨杆22对对应的销轴一17施加向下的压力，使得销轴一17在竖直方向上下移，从而通过销轴一17带动环板15逆时针转动，在拨杆22处于最低点位置时，此时拨杆22上的u形槽一37刚好与环板15上对应的销轴一17分离；

如图4、图5和图2所示，当轴杆21带动拨杆22从最低点位置向最高点位置摆动时，此时由于拨杆22上的u形槽一37与环板15上对应的销轴一17分离不接触，因此不产生力的作用，因此不会通过销轴一17带动环板15顺时针转动，从而使得环板15进行间歇式的逆时针转动；

步骤二：在环板15逆时针转动的过程中同步带动齿圈16逆时针转动，齿圈16的逆时针转动通过锥齿轮一30带动转轴二29转动，从而使得转轴二29同步带动斜纹齿轮一31、斜纹齿轮二32和斜纹齿轮三33同步转动，进而通过斜纹齿轮一31、斜纹齿轮二32和斜纹齿轮三33和对应的环形秒针9、环形分针10和环形时针11上的齿牙传动作用驱动环形秒针9、环形分针10和环形时针11进行转动，实现对环形秒针9、环形分针10和环形时针11的驱动，实现将传统的石英机芯垂直的动力输出轴改为横卧式输出轴，通过斜纹齿轮驱动环形指针运动，达到省力、节约能源的目的，可在支撑圆盘14上固定配重块，用来平衡侧向传动机构5和石英机械机芯4工作时产生的重心偏移，进一步的保证整个表头的重心平衡；

步骤三：如图2和图3所示，在拨杆22处于最高点位置时，此时插杆26上的u形槽二38刚好与销轴二18分离不接触，避免对环板15的转动产生阻碍，在拨杆22下摆至图3中位置时，此时由于轴杆21在水平方向上对拨杆22施加向左的推力，从而使得拨杆22通过连杆27对插杆26施加向左的推力，进而使得插杆26在导向槽25内向左滑动，当拨杆22与插杆26处于同一条直线时，此时插杆26与销轴二18相距最远；

如图3和图4所示，在拨杆22由图3中位置向图4中位置下摆过程中，此时由于轴杆21在水平方向上对拨杆22施加向右的拉力，从而使得拨杆22通过连杆27对插杆26施加向右的拉力，进而使得插杆26在导向槽25内向右滑动，当拨杆22下摆至最低点位置时，此时插杆26上的u形槽二38刚好与销轴二18插接接触，在摆杆22整个下摆的过程中，插杆22与销轴二18不产生力的作用，从而不会影响拨杆22通过销轴一17带动环板15逆时针转动，进而确保环板15通过侧向传动机构5对环形指针进行驱动；

如图4和图5所示，在拨杆22处于最低点位置时，此时拨杆22上的u形槽一37刚好与销轴一17分离不接触，停止对环板15产生驱动力，在拨杆22上摆至图5中位置时，并且此时插杆26上的u形槽二38刚好与销轴二18插接接触，从而对销轴二18产生阻碍作用，使得环板15不能在惯性力作用下继续转动，在拨杆22由图4中位置上摆至图5中位置的过程中，由于轴杆21在水平方向上对拨杆22施加向右的拉力，从而使得拨杆22通过连杆27对插杆26施加向右的拉力，进而使得插杆26在导向槽25内向右滑动，当拨杆22与插杆26处于同一条直线时，此时插杆26与销轴二18相距最近；

如图5和图2所示，在拨杆22由图5中位置向图2中位置上摆过程中，此时由于轴杆21在水平方向上对拨杆22施加向左的推力，从而使得拨杆22通过连杆27对插杆26施加向左的推力，进而使得插杆26在导向槽25内向左滑动，当拨杆22上摆至最高点位置时，此时拨杆22上的u形槽一37刚好与销轴一17插接接触，并且插杆26上的u形槽二38刚好与销轴二18分离不接触，在摆杆22整个上摆的过程中，插杆22对销轴二18产生阻碍力的作用，从而使得环板15不受惯性力的作用继续逆时针转动，起到对环板15止停的作用，进而使得环形指针计时更加精准。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术工作人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。