專利名稱：大型水面觀賞鐘的制作方法
大型水面觀賞鐘技術(shù)領(lǐng)域一種大型水面觀賞鐘是浮于水面并具有觀賞價值的大型鐘，其鐘面直徑達(dá)20 30余米，適用于港口、碼頭或沿海、內(nèi)陸江河湖泊等水面風(fēng)景旅游點(diǎn)。
技術(shù)背景目前，在世界上鐘表種類繁多，功能各異。但一般都是用在日常生活和陸 地上的公共場所。一般稱直徑大于0.5米的鐘為大型鐘。資料表明，目前世界最大的鐘是伊朗德黑蘭的"大花鐘"，其表盤直徑為15米；其次為英國倫敦的"大本鐘"，鐘面直徑為6.8米。但未見有鐘面直徑達(dá)20 30余米、漂浮在水面、用于觀賞的大型 鐘。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明公開了一種大型水面觀賞鐘，其表盤的主艙體是用不銹鋼材料悍制的、帶有注水口的圓環(huán)形水密箱體，用四根等長的鏈條系泊于水底樁基礎(chǔ)上； 正常天氣下，整個鐘體浮于水面，惡劣天氣時，整體沉入水底；借助浮力艙和 配重調(diào)解、處于零浮力狀態(tài)的指針沒入水中，并由密封于一個筒狀密閉傳動箱 內(nèi)的步進(jìn)電機(jī)和行星齒輪減速器驅(qū)動；表盤和指針均用密封的LED燈裝飾；表 盤直徑達(dá)20 30余米。其有益效果是適用于港口、碼頭及沿海、內(nèi)陸江河湖 等水面旅游景點(diǎn)，供游客觀賞。大型水面觀賞鐘包括表盤、傳動系統(tǒng)、系泊系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)四部分。其表 盤主艙體的排水量大于整個鐘的自重，吃水線位于上表面之下；上表面上還裝有代表時刻的透明水密刻度箱，其中，3點(diǎn)、6點(diǎn)、9點(diǎn)、12點(diǎn)處的刻度箱制作 成數(shù)字形，其余整點(diǎn)處的箱體制作成立方形，且內(nèi)部均裝有LED燈；刻度箱的
間隔處安裝注水口和撥針按鈕插座，前者用于向所述水密箱體內(nèi)注、排水，后者用于時間校準(zhǔn)；表盤主艙體的下表面焊接四個對稱布置的相同底座，每個底 座的底部各加裝一個鉸接點(diǎn)，四個鉸接點(diǎn)呈矩形分布，并用四根等長鮮條系于 水底按此矩形尺寸布置的四個樁基礎(chǔ)上，鏈條長度大于當(dāng)?shù)刈畲蟪蔽粫r的水深; 在大風(fēng)浪來臨之前，打開注水口的密封蓋，向水密主艙體注水，使整個鐘體憑 借表盤下表面上安裝的底座支撐于水底，風(fēng)浪過后，派潛水員往注水口內(nèi)插入 抽水設(shè)備，排放出部分水，使鐘體重新浮于水面，并經(jīng)快速撥針系統(tǒng)校準(zhǔn)時間， 重新開始工作。傳動系統(tǒng)位于大型水面觀賞鐘中心，密封在一個圓柱形艙體內(nèi)，其內(nèi)包括: 電動機(jī)、減速器、傳動齒輪、軸、軸承、離合器、電滑環(huán)、電機(jī)驅(qū)動電源等。 主要功能有兩方面， 一是通過主電動機(jī)及一系列減速器、齒輪傳動，為指針提 供動力，以指示正確的時間；其二是通過撥針電機(jī)及一系列傳動，快il將指針 撥到正確的時間位置。此外，在本大型水面觀賞鐘的分針、時針上也都裝有LED燈，加裝透明罩， 并作密封處理；鐘體中心部分的燈光板內(nèi)裝有成品水下燈。白天盤面上數(shù)字和 方塊顯示綠色，指針顯示紅色，這樣可以使較遠(yuǎn)地方清晰地看到時間；晚上同 時點(diǎn)亮燈光板，并通過控制器進(jìn)行控制，使之產(chǎn)生出色彩繽紛的燈光效果。


圖1大型水面觀賞鐘總體結(jié)構(gòu)示意2大型水面觀賞鐘指針結(jié)構(gòu)示意3大型水面觀賞鐘走時系統(tǒng)傳動鏈?zhǔn)疽?大型水面觀賞鐘撥針系統(tǒng)傳動鏈?zhǔn)疽?大型水面觀賞鐘電氣系統(tǒng)連接示意圖具體實(shí)施方式
下面給出本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，并結(jié)合附圖加以說明。
如圖1所示，大型水面觀賞鐘包括表盤、傳動系統(tǒng)、系泊系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)四部分。其中，表盤的主艙體101是用不銹鋼材料焊制的圓環(huán)形水密箱體，其 排水量大于整個鐘的自重，吃水線位于上表面之下；上表面上還裝有代表時刻 的透明水密刻度箱102，其中，3點(diǎn)、6點(diǎn)、9點(diǎn)、12點(diǎn)處的箱體制作成數(shù)字形， 其余整點(diǎn)處的箱體制作成立方形，且內(nèi)部均裝有LED燈；在1點(diǎn)和2點(diǎn)、10點(diǎn) 和11點(diǎn)的刻度箱102之間安裝用于校準(zhǔn)時間的撥針按鈕插座407，而在其余刻 度箱102之間安裝注水口 303，以便向主艙體101內(nèi)注水或排水；主艙體101的 下表面焊接四個對稱布置的相同底座104，其底部各加裝一個鉸接點(diǎn)，四個鉸接 點(diǎn)呈矩形分布，并用四根等長鏈條301系于水底按此矩形尺寸布置的四個樁基 礎(chǔ)302上，鏈條301的長度大于當(dāng)?shù)刈畲蟪蔽粫r的水深；在大風(fēng)浪來臨之前， 打開注水口 303的密封蓋，向主艙體101內(nèi)注水，使整個鐘體憑借底奔104支 撐于水底；風(fēng)浪過后，從注水口 303排放主艙體101內(nèi)的部分水，使鐘體重新 浮于水面，并經(jīng)快速撥針系統(tǒng)校準(zhǔn)時間后重新開始工作。如圖l、 2所示，分針204和時針205的結(jié)構(gòu)類似，主體部分是一組相互聯(lián) 通的密封艙體，中間下部的一個艙體為非密封艙，其內(nèi)裝有浮力調(diào)整用的鉛塊 243;指針的排水量略大于指針的整體重量，并通過增減鉛塊243和調(diào)整圖中Ll、 L2的起始位置，使指針浮力接近于零并保持水平姿態(tài)。上部指針艙內(nèi)裝有LED 燈，加裝密封膠墊244和有機(jī)玻璃面板245，以確保密封和透光。如圖1所示，筒狀密閉傳動箱201的上端借助螺栓同心連接到環(huán)形箱式燈 光板410的下表面，燈光板410再借助連接桿103和底座104同心地'焊接成一 體。分針軸與時針軸從傳動箱201的上部中心穿出，分別與分針204、時針205 鍵連接。傳動箱201內(nèi)裝有驅(qū)動電源、燈光控制器、傳動機(jī)械系統(tǒng)、密封組件 和相應(yīng)的電源接插件。燈光板410內(nèi)裝有成品水下燈。如圖3、 4所示，傳動系統(tǒng)包括分針軸202、時針軸203、主電機(jī)206、撥針 電機(jī)207、主減速器(一)208、主減速器(二) 209、過輪減速器210、撥針減 速器(一)211、撥針減速器(二) 234，以及相互間的傳動齒輪221、 222、 223、 224、 225、 212、 213、 227、 228、 219、 229、 230、 231、 232、 233，電磁離合 器226、 235軸承和導(dǎo)電滑環(huán)組成。其傳動路線分為三路 ' 第一路是走時驅(qū)動電動機(jī)206經(jīng)傳動齒輪221、傳動齒輪222將動力傳至 主減速器(一)208，再經(jīng)傳動齒輪223、傳動齒輪224傳至主減速器(二) 209， 主減速器(二) 209輸出的動力經(jīng)傳動齒輪225傳至分針齒輪(一)212。在傳 動齒輪225與主減速器(二) 209輸出軸之間裝有電磁離合器226，其作用是當(dāng) 使用撥針電機(jī)撥針時，將齒輪225與主減速器(二) 209斷開，以減少撥針電機(jī) 不必要的負(fù)荷。由于分針的轉(zhuǎn)速很低，其值為1/60rpm，而電機(jī)又不適合在很低 的轉(zhuǎn)速下工作，故主電機(jī)206與分針軸202之間的傳動比很大，所以需要采用 兩件減速器。本發(fā)明中的主電機(jī)驅(qū)動鏈的各級傳動比為分別為h 320、 2: 3、 1: 60、 2: 3，由此，總傳動比為1: 43200，需要電機(jī)的轉(zhuǎn)速為720 rpm。本發(fā)明的主電機(jī)選用步進(jìn)電機(jī)，配合驅(qū)動電源及控制系統(tǒng)，可以精確控制電機(jī) 在這個轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定運(yùn)行。第二路是分針軸202上的分針齒輪(二) 213經(jīng)傳動齒輪227將動力傳至 過輪減速器210，過輪減速器210的輸出軸經(jīng)傳動齒輪228、時針齒輪219將動力傳遞給時針軸203。兩級齒輪的傳動比為分別為1: 1、 2: 3，過輪減速器 210的傳動比為1: 40，這樣過輪傳動鏈的總傳動比為1: 60,即時針分針周轉(zhuǎn) 一周，時針軸轉(zhuǎn)一周的1/60。 .第三路是撥針電動機(jī)207經(jīng)傳動齒輪229、傳動齒輪230將動力傳至撥針 減速器(一)211，再經(jīng)傳動齒輪231、傳動齒輪232傳至撥針減速器(二) 234， 而它輸出的動力經(jīng)傳動齒輪233傳至分針齒輪(一)212，并帶動分針軸202旋 轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)快速撥針。撥針減速器(二) 234與傳動齒輪233之間也裝有電磁離合 器235，當(dāng)需要撥針時，保持撥針減速器(二) 234與傳動齒輪233之間的連接， 同時斷開主減速器(二) 209與齒輪225的連接，撥針結(jié)束后恢復(fù)走時狀態(tài)。撥 針傳動鏈各級傳動比為分別為1: 1， 1: 100， 1: 1， 1: 20, 1: 3;這樣，撥
針傳動鏈總傳動比為1: 3000。撥針電動機(jī)207選用交流伺服電動機(jī)，轉(zhuǎn)速為 3000rpm,則此時分針軸202上的轉(zhuǎn)速為lrpm，即分針每分鐘轉(zhuǎn)一周。.傳動箱201的上、下蓋板與箱體之間利用O形密封圈密封；分針軸202與 時針軸203之間、時針軸203與上蓋板之間亦用O形密封圈(兩道)密封，這 樣可保證傳動箱體完全水密。如圖5所示，大型水面觀賞鐘的主電纜401(內(nèi)含市電電源和燈光控制線)連 接到傳動箱體上的插頭座402，分三路分別供給走時電機(jī)驅(qū)動器403、撥針電機(jī) 驅(qū)動器404、電源\控制器405。走時電機(jī)驅(qū)動器403的輸出一路電源直接供給走 時驅(qū)動電機(jī)206，另一路控制線送至電源\控制器405;撥針電機(jī)驅(qū)動器404的輸 出分為兩路， 一路電源供給撥針驅(qū)動電機(jī)207，另一路控制線送至電源\控制器 405，它的功能是為LED燈和電磁離合器提供相應(yīng)的電源及完成撥針時的順序 控制；其輸出分為八路其中，第一、二路電源分別經(jīng)電滑環(huán)411、 412供給分 針204、時針205內(nèi)的LED燈；第三、四路電源經(jīng)插頭413、 414、 415、 416送 入表盤刻度箱102中的LED燈；第五、六路電源分別送給電磁離合器226、 235; 第七路電源經(jīng)插頭座417、 418送至燈光板內(nèi)的水下成品燈；第八路為控制電纜， 經(jīng)插頭座406、 407 (圖中的另兩個插頭座408、 409為備用插頭座)連接至外部 啟動按鈕420。整個水面鐘的電接插件均選用成品水密插頭座，其中402、 406、 408、 413、 414、 417布置在傳動箱201的下部，407、 409布置在主艙體101上表面1點(diǎn)和 2點(diǎn)、IO點(diǎn)和11點(diǎn)的刻度箱102間，415、 416布置在主艙體101的內(nèi)環(huán)面上， 418布置在燈光板410上。兩個電滑環(huán)411 、412分別安裝在分針軸202上和時針軸上203的適當(dāng)位置， 滑環(huán)的輸出電纜分別經(jīng)分針軸202內(nèi)孔或時針軸203上四個長孔供給分針204 和時針205，電纜穿入后灌膠，以保證水密。需要撥針時，維護(hù)人員乘一小艇靠近表盤，打開表盤上表面l點(diǎn)和2點(diǎn)間、 10點(diǎn)和11點(diǎn)間其中任意一個的密封蓋，連接按鈕插頭，按下按鈕(分為順時針和逆時針兩個按鈕，根據(jù)需要選擇)，此時按順序完成四個動作1)閉走時電 機(jī)206; 2)斷開電磁離合器226; 3)聯(lián)接電磁離合器232; 4)接通撥針電機(jī) 207。當(dāng)?shù)竭_(dá)標(biāo)準(zhǔn)時間時，松開按鈕，按順序完成四個動作1)關(guān)閉撥針電機(jī) 207; 2)斷開電磁離合器232; 3)聯(lián)接電磁離合器226; 4)接通走時電機(jī)206。 這樣即可完成撥針操作，撥針結(jié)束后再擰緊密封蓋密封。本發(fā)明具有以"f幾方面的特點(diǎn)1)表盤直徑超過現(xiàn)有陸地觀賞鐘；2)指 針處于零浮力狀態(tài)，降低了動力消耗；3)采用成品行星齒輪減速器替代過輪， 大大減小了傳動系統(tǒng)的徑向尺寸；4)系泊的鐘體可浮可沉，提高了整個裝置的 安全性；5)鐘體上裝有密封的LED燈或水下成品燈，增加了觀賞性。其有益效果是適合安裝于港口、碼頭及沿海、內(nèi)陸江河湖等水面旅游景 點(diǎn)，供游客觀賞。
權(quán)利要求
1.一種大型水面觀賞鐘，包括表盤、傳動系統(tǒng)；其特征在于它還包括系泊系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)；其中，構(gòu)成表盤的主艙體(101)是一個圓環(huán)形水密箱體，吃水線位于上表面之下；上表面上還裝有代表時刻的透明水密刻度箱(102)，且內(nèi)部均裝有LED燈；在1點(diǎn)和2點(diǎn)、10點(diǎn)和11點(diǎn)的刻度箱(102)之間安裝用于校準(zhǔn)時間的撥針按鈕(407)，而在其余的刻度箱(102)間安裝注水口(303)；主艙體(101)的下表面焊接四個對稱布置的相同底座(104)，其底部各加裝一個鉸接點(diǎn)，四個鉸接點(diǎn)呈矩形分布，并用四根等長鏈條(301)系于水底按此矩形尺寸布置的四個樁基礎(chǔ)(302)上；鏈條(301)的長度大于當(dāng)?shù)刈畲蟪蔽粫r的水深；分針(204)和時針(205)的主體部分是一組相互聯(lián)通的密封艙體，中間下部的一個艙體為非密封艙，其內(nèi)裝有浮力調(diào)整用的鉛塊(233)；上部的指針艙內(nèi)裝有LED燈，加裝密封膠墊(234)和有機(jī)玻璃面板(235)；筒狀密閉傳動箱(201)的上端借助螺栓同心連接到環(huán)形箱式燈光板(410)的下表面，燈光板(410)再借助連接桿(103)和底座(104)同心地焊接成一體；燈光板(410)內(nèi)裝有成品水下燈；分針軸(202)與時針軸(203)從傳動箱(201)的上部中心穿出，分別與分針(204)、時針(205)鍵連接。
全文摘要
大型水面觀賞鐘是浮于水面并具有觀賞價值的大型鐘。它包括表盤、傳動系統(tǒng)、系泊系統(tǒng)、燈光系統(tǒng)四部分，其鐘面直徑達(dá)20～30余米，表盤的主艙體是一個圓環(huán)形水密箱體，吃水線位于上表面之下，上表面上裝有代表時刻的透明水密刻度箱，內(nèi)裝LED燈；其間隔處安裝注水口和撥針按鈕。四根等長的鏈條將整個鐘體系泊于水底樁基礎(chǔ)上；惡劣天氣時，可沉入水底；正常天氣下，浮于水面，并經(jīng)快速撥針系統(tǒng)校準(zhǔn)時間，重新工作。借助浮力艙和配重調(diào)解、處于零浮力狀態(tài)的指針沒入水中，并由密封于一個筒狀密閉傳動箱內(nèi)的步進(jìn)電機(jī)和行星齒輪減速器驅(qū)動。指針和傳動箱頂部的燈光板也用密閉的燈裝飾。適用于港口、碼頭或沿海、內(nèi)陸江河湖泊等水面風(fēng)景旅游點(diǎn)。
文檔編號G04C3/14GK101149593SQ20071014459
公開日2008年3月26日 申請日期2007年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月14日
發(fā)明者巖 安 申請人:哈爾濱工程大學(xué)