CN109116715B - 自动校准塔楼钟 - Google Patents

Abstract

自动校准塔楼钟，是一种不用进行人工调整的，可以对母钟内标准时间和钟面时间进行自动校准的塔楼钟，结构是：在塔楼(1)地面对称中心，固定安装有中心支架(6)，其顶部固定连接有四个齿轮箱(10)，电动机(8)输出轴上有链轮，挂有链条(11)和轮盘(12)，与齿轮箱(10)的输入轴蜗杆(29)固定连接，齿轮箱(10)的输出轴是套在一起的时针轴管和分针轴管，外面安装着分针(4)和时针(5)，用主控板(母钟)来控制电动机(8)的运行，并用码分制老年手机对标准时间进行校准，用分针和时针干簧管对钟盘时间进行校准。

Description

自动校准塔楼钟

技术领域：

本发明涉及一种塔楼钟，特点是无须人工校对，就会自动校准。属于使用普通电动机驱动的带钟盘的指针式大型公众计时工具。

背景技术：

目前流行的塔楼钟一般为四面钟或六面钟，每个工作面单独使用一个步进电机通过减速机构由电子母钟提供的脉冲信号来驱动钟针，为了消除母钟的走时误差，母钟使用GPS或北斗***来校时。这种流行的塔楼钟存在的问题是：当因为步进电机失步等原因造成四面或六面指示的时间不一致时，使用者就不知以那面为准，感到无所适从。步进电机是低压直流40V供电，所以从控制器到塔楼的电缆必须粗而短，否则就更容易失步，这就限制了控制器的安装位置，使其必须安装在塔楼钟的附近，这样一来，不管是校时、检修还是保养，总是得先爬楼，这就给管理者带来很大的不便。步进电机用低压直流供电带来的另一个缺点是，供电电源和驱动电路笨重而复杂，以山东省西部某市长途汽车站使用的本省产某知名品牌的四面塔楼钟(钟面高3m宽3m)为例，该塔楼钟的整个控制器(母钟)是一个高80cm，宽、厚各60cm，相当于半个写字台大小的机柜，内部分为上下三棚，最底层是两组相同的为步进电机供电的电源，各使用一个200W的C型变压器和整流装置提供40V直流电能，用来驱动四个钟盘的步进电机；中层是四个步进电机的驱动控制电路，在一块长50宽40cm的主板上，插有5块像A4纸大小的驱动板，中层前面板两侧是两块型号为44C1，量程为50V直流电压表，用来指示两组输出电压值，下边有四个指示灯来指示四个步进电机的工作状态，每15秒走一次。上层是主控电路，主控电路更复杂，分左右两部分，左边平卧为主板，上边直立插有3块像A4纸大小的电路板，上边布满了集成块和各种电子元件，右边固定一块12V7Ah的摩托车用蓄电池，以及这块蓄电池的充电及控制电路。前面板是很多按键和LED指示灯组成的另一块指示和调控电路板。

整个机柜还不包括GPS接收的校时装置和GPS的天线，GPS接收又是单独的一个铁盒子，与主机通过电缆相连接。整个母钟驱动电路非常笨重。

该塔楼钟的另一个重大缺点是：虽然母钟是由GPS来校准的，但由于母钟和四个子钟之间是开环控制，四个子钟的指示状况母钟无从知晓，若其中某个或因机械等原因失步变慢时，还是必须用人工调整和校对。

发明内容：

本发明公开一种自动校准塔楼钟，目的是创造一种结构简单的，成本较低的、制造和安装都很容易的、使用中不用进行人工调整的，可以对标准时间和钟面时间进行自动校准的塔楼钟，在安装调整完毕之后，不管任何时候，只要不停电，塔楼钟就会自动准确指示出标准的正确时间。即使停电，本发明也会在来电之后快速(20倍)追上标准时间，以提供精准的标准时刻，满足大众对时间的掌握。

本发明在申请日的当日同时申请了实用新型专利。

本发明的目的是这样实现的：在塔楼顶的最高层地面中央固定一个中心支架，支架上固定四个齿轮箱，每齿轮箱内有一根竖直的单头蜗杆做秒轮，与其相啮合的是60个齿的分针轮，由分针轮通过管子直接驱动钟盘的分针，再通过两道减速拨动套在分针轮轴上的时针轮来驱动时针，蜗杆顶端安装有自行车轮盘，四个轮盘通过一根链条由安装在减速电动机输出轴顶端的自行车小飞轮驱动，这样就保证了四面钟针的指示会完全一致。轮盘上的支架上安装有磁铁，中心支架上相应位置安装有干簧管，轮盘每转一圈，干簧管吸合一次，该信号使电脑内的钟盘时间增加一分钟。

母钟就是主控板，通过时钟集成块产生标准时间，该时间的误差由码分制二代功能手机的闹钟功能每日二次进行校正，使其始终与北京时间完全同步，能保持永远的零误差。主控板上的CPU集成块记录标准时间与钟盘时间并进行比较，若一致就不输出信号，若不同就输出低电平信号，该信号点亮光耦使其触发串联在电动机电路中的双向晶闸管，从而使电动机转动，轮盘上的磁铁使干簧管输出低电平信号，这样就使CPU内的两种时间相同，平时每隔60秒，标准时间会变化1分钟，电动机驱动轮盘转一周，分针走一分钟。某面的分针和时针轴上也固定有磁铁，所对应的干簧管是串联的，使用该信号对CPU集成块中的钟盘时间每日二次进行校对，这样就使钟盘上钟针指示的时间与母钟CPU集成块中的钟盘时间完全相同，所以本发明的塔楼钟所指示的时间始终是准确的。

本发明请求保护的技术特征是：在塔楼地面对称中心，固定安装有中心支架，中心支架顶部焊有一块方形铁板，在这块铁板上，固定连接有齿轮箱，在中心支架一侧，焊有两个支耳，支耳中，铰链连接有电动机支架，电动机支架上端固定有电动机，电动机输出轴上通过接套安装有链轮，该链轮上挂有链条，该链条挂有轮盘，轮盘与齿轮箱的输入轴蜗杆固定连接，在其中一个轮盘上面，固定连接有秒轮磁铁支架，在秒轮磁铁支架顶部，固定连接有秒轮磁铁，在与其对应的中心支架一侧，安装有铝制支架，该支架顶端固定连接有秒轮干簧管，在其中一个时针轴管接筒上，固定连接有铝板制成的卡子，卡子端头固定连接有时针磁铁，在与其对应的中心支架一侧，安装有铝制支架，该支架顶端固定连接有时针干簧管，时针干簧管引出的导线与分针干簧管引出的导线相串联，主控板与按键面板电连接，主控板与信号转换板和老年手机电连接，主控板与电源盒内的电源板、电机控制板电连接，与秒轮干簧管电连接，与分针干簧管电连接，分针干簧管与时针干簧管电连接，电机控制板与电动机电连接，电源线与电源板、电机控制板电连接。

本发明的有益效果如下：

1.制作容易，本发明除了齿轮和塑钢框是外协件之外，大部分零件都是自制，只要一把手电钻，一个切割锯，一个电焊机，一个抽铆钳，一把螺丝刀便可自制。个别零件需要一台车床加工。整个施工过程无高空室外作业，施工非常安全。

2.低成本，本发明钟盘成本和齿轮箱成本是常规的二分之一，电动机成本是常规的八分之一，母钟的成本是常规的四十分之一。

3.全自动运行而且非常准确，免去人工调试的成本。

4.常规塔楼钟校时是接收GPS，是20200km之外的准同步轨道卫星信号，因此必须使用室外天线，而本发明使用二代老年机接收的是几百米的中国电信的基站信号，所以无须室外天线便可正常工作。

附图说明：

下边以四面塔楼钟为例，结合附图进行说明：

图1是本发明塔楼钟的整体立体结构简图，为清楚地表现内部结构，塔楼钟的前左四分之一已剖去。

图2是本发明的核心运动部件(四个子钟)外部结构的立体图。

图3是本发明的齿轮箱沿图4的A-A线剖开的主(前)视图。

图4是本发明的齿轮箱沿图3的B-B线剖开的俯(顶)视图。

图5是本发明钟盘结构、钟针中心处结构、分针校时处结构示意图，是本发明沿北面钟盘中心纵向剖视图(钟盘时间为12点)。

图6是本发明电气部分接线示意图。

图中：1.塔楼，2.钟盘，3.字符，4.分针，5.时针，6.中心支架，7.电源盒，8.电动机，9.时针轴管，10.齿轮箱，11.链条，12.轮盘，13.时针轴管接筒，14.分针轴筒，15.时轮，16.小过轮，17.电动机支架，18.支耳，19.调整螺栓，20.弹簧，21.时针干簧管，22.时针磁铁，23.导线，24.秒轮干簧管，25.秒轮磁铁，26.秒轮磁铁支架，27.轮盘套，28.撑杆，29.蜗杆，30.球轴承，31.轴承座板，32.轴承座板支架，33.分针轮，34.轴承座，35.分针轴，36.过轴，37.大过轮，38.分驱动轮，39.齿轮箱后板，40.齿轮箱前板，41.指针面，42.抽芯铆钉，43.分针配重，44.分针骨架，45.分针套，46.时针配重，47.分针轴承，48.时针套，49.时针轴承，50.时针轴承套，51.钟针支架，52.分针轴承套，53.快牙螺钉，54.角钢纵梁，55.纵向角钢块，56.横向角钢块，57.角钢横梁，58.快牙螺钉，59.塑钢框，60.抽芯铆钉，61.分针干簧管，62.分针磁铁，63.分针磁铁支架，64.按键面板，65.主控板，66. LED红灯，67. LED绿灯，68.LED蓝灯，69.主板电池，70.光耦，71.时钟块，72. I/O插口，73.信号转换板，74.老年手机，75.四芯屏蔽线，76.大电解，77.稳压块，78.CPU块，79.显示驱动块，80.二位数码管，81.四位数码管，82.一位数码管，83.电源插头，84.电源板，85.电机控制板。

具体实施方式

本发明包括塔楼1，钟盘2，字符3，分针4，时针5，中心支架6，电源盒7，电动机8，时针轴管9，齿轮箱10，链条11，轮盘12，时针轴管接筒13，分针轴筒14，时轮15，小过轮16，电动机支架17，支耳18，调整螺栓19，弹簧20，时针干簧管21，时针磁铁22，导线23，秒轮干簧管24，秒轮磁铁25，秒轮磁铁支架26，轮盘套27，撑杆28，蜗杆29，球轴承30，轴承座板31，轴承座板支架32，分针轮33，轴承座34，分针轴35，过轴36，大过轮37，分驱动轮38，齿轮箱后板39，齿轮箱前板40，指针面41，抽芯铆钉42，分针配重43，分针骨架44，分针套45，时针配重46，分针轴承47，时针套48，时针轴承49，时针轴承套50，钟针支架51，分针轴承套52，快牙螺钉53，角钢纵梁54，纵向角钢块55，横向角钢块56，角钢横梁57，快牙螺钉58，塑钢框59，抽芯铆钉60，分针干簧管61，分针磁铁62，分针磁铁支架63，按键面板64，主控板65，LED红灯66，LED绿灯67，LED蓝灯68，主板电池69，光耦70，时钟块71，I/O插口72，信号转换板73，老年手机74，四芯屏蔽线75，大电解76，稳压块77，CPU块78，显示驱动块79，二位数码管80，四位数码管81，一位数码管82，电源插头83，电源板84，电机控制板85。

见图1，塔楼1是一个土建工程，结构是四根方形钢筋混凝土柱子支撑着房顶的一个高楼顶的正方形亭子，在塔楼1方形地面对角线的交点即对称中心，固定安装有中心支架6(关于钟盘2，字符3，分针4，时针5这些简单的***件后边介绍)，中心支架6是一个由角钢焊接而成的顶视为正方形的上小下大的梯形(侧视)架子，顶部焊有一块正方形厚铁板，底脚焊有四块有带圆孔的长方形小铁板，依靠此小铁板和膨胀螺栓将中心支架6固定连接在塔楼1地面正中心。

见图2、3、4，在中心支架6顶部的厚铁板上，固定连接有四个齿轮箱10，齿轮箱10内的运动部件有5个齿轮，一根蜗杆29(为简单和易于加工，可使用一根短丝杠代用)，两根一长一短平行的光轴，工作原理是：蜗杆29相当于钟表的秒轴，每分钟转一圈(转速为1r/min)，与其相啮合的分针轮33有60个齿，蜗杆29是单头右旋的，蜗杆29每转一圈，分针轮33转过一个齿，与分针轮33同轴固定连接的分针4前进一分钟。与分针轮33同轴的还有一个齿轮，即分驱动轮38，该分驱动轮38与大过轮37啮合，传动比为1∶3，大过轮37同轴的小过轮16与活套在分针轴35上的时轮15相啮合，传动比为1∶4，而大钟的时针5和时轮15是通过管子固定连接的，这样就完成了分针4与时针5之间的1∶12的传动关系。

在中心支架6一侧，焊有两个支耳18，支耳18是条状钢板，一端钻有圆孔，通过螺栓螺母副，铰链连接有电动机支架17，电动机支架17是由槽钢制成，上端固定有电动机8，中部(钻孔)挂有弹簧20，下端两侧钻有圆孔，与支耳18铰链连接。弹簧20就是普通圆钢丝绕成的螺旋弹簧，弹簧20另一端挂在调整螺栓19上，调整螺栓19就是普通螺栓沿直径方向打了一个通孔用来挂弹簧20，调整螺栓19通过两个螺母，固定连接在焊于中心支架6一侧顶部的一个角钢框上，此角钢框的设立有两个目的，一是固定调整螺栓19，使调整螺栓19和弹簧20的张力把电动机支架17向外拉，使链条11保持一定的张力以防止链条11脱落(掉链子)，二是万一链条断裂时，可以防止电动机8和电动机支架17跌落造成电动机及其导线的损坏。

在中心支架6一侧，固定连接有电源盒7，电源盒7是一个铁皮箱子，前门可打开，内有印刷电路板和双向晶闸管、光电耦合器等电子元件，还有一个为母钟供电的低压直流电源，输入端有两个，一是接220V市电为塔楼钟提供电能，二是控制晶闸管导通与否的低电平有效的低压信号。输出端也有两个：一是为母钟提供电能的低压直流电源(根据母钟与塔楼钟的距离和连线的截面，选用12～24V即可，距离50米之内，线截面0.2mm²选12V，50m以上选24V，距离超过100m，线截面选0.5mm²，超过200m，线截面选1mm²)，二是控制电动机8旋转与否的晶闸管导通输出；电动机8是220V交流减速电动机(同步异步均可)，经内部齿轮减速，其输出轴转速大约为每分钟60转，电动机8输出轴上通过接套安装有链轮，该链轮是16牙的自行车后轴的小飞轮，该链轮上挂有链条11，该链条11是普通自行车链条，链条11驱动四个轮盘12，轮盘12是48牙自行车中轴轮盘(28寸标定PA12型自行车使用)，在其中一个轮盘12上面，固定连接有秒轮磁铁支架26，秒轮磁铁支架26是用铝板制成的，在秒轮磁铁支架26顶部，固定连接有秒轮磁铁25，秒轮磁铁25就是柱状铁氧体永久磁铁，在与其对应的中心支架6一侧，也安装一个铝制支架，该支架顶端固定连接有秒轮干簧管24，秒轮干簧管24引出的导线23接入后述的电路中。在其中一个时针轴管接筒13上，固定连接有铝板制成的卡子，卡子端头固定连接有时针磁铁22，在与其对应的中心支架6一侧，也安装一个铝制支架，该支架顶端固定连接有时针干簧管21，时针干簧管21引出的导线与分针干簧管61相串联接入后述的电路中(关于导线连接在本文后边详细介绍)。

轮盘12通过与其焊在一起的轮盘套27与蜗杆29固定连接，轮盘套27是用圆钢车制的带台阶的圆柱形套，外边台阶处与轮盘12焊接在一起，内孔与蜗杆29顶端轻压配合，依靠侧面螺孔内旋入的尖头螺栓，顶入蜗杆29顶端侧面相应的浅孔中实现固定连接。齿轮箱中所有齿轮与轴的连接全都是这种方式。蜗杆29是一个阶梯状圆轴，与其啮合的是分针轮33，分针轮33是一个圆盘形齿轮，模数为2，齿数为60，厚度为20，一端有一个凸台，依靠凸台侧面螺孔内旋入的尖头螺栓，顶入分针轴35相应的浅孔中与分针轴35固定连接(图上未示出)，分针轴35是一根直径为17mm(为和203单列向心球轴承内孔配合)的圆光轴，中部有两个浅孔，前端直径方向有一个M6的通螺孔，分针轴35中部还固定连接有分驱动轮38，分驱动轮38是一个圆盘形齿轮，模数为2，齿数为15，厚度为20，内孔为直径17mm，一端有一个凸台，与分针轴35的固定方法同上；与分驱动轮38啮合的是大过轮37，大过轮37形状、模数、凸台、固定方法都与上述相同，只是齿数是45，与大过轮37同轴的是小过轮16，小过轮16其他都与上述相同，只是齿数是12，小过轮16安装在齿轮箱外边，与小过轮16啮合的是时轮15，时轮15是一个没有凸台的圆板状齿轮，模数、厚度同上，但内孔大，内镶有一盘203球轴承，另外，在相互垂直的直径方向上，开有4个与轴线平行的M6螺通孔，通过4个螺栓，与时针轴管接筒13固定连接，时针轴管接筒13是一段粗细为1寸半(英制，指内径，下同)的自来水管，时针轴管接筒13一端焊有一个圆角正方形钢板，该圆角正方形钢板四角开有四个通孔，通过4个螺栓，与时轮15固定连接，时针轴管接筒13另一端的直径方向，钻有两个径向通孔，并在外面焊有螺母，依靠旋在其中的尖头螺栓，顶在时针轴管9两侧的浅孔中，实现安装调整后与时针轴管接筒13的固定连接。

时针轴管9是一根粗细为1寸(英制)的长自来水管，另一端焊有时针接板，时针轴管9内，活套有分针轴筒14，分针轴筒14是一根粗细为6分(英制)的长自来水管，内端直径方向钻有直径为6mm圆孔，通过M6螺栓和螺母与分针轴35的前端固定连接，外端焊有分针骨架44，分针骨架44是一块2mm厚的铁板，分针骨架44上铆接有分针4。

齿轮箱10是一个薄铁板焊成的上边扣盖的箱子，与内部运动部件无任何连接，其作用是封闭运动部件防止灰尘进入和盛装润滑油。齿轮箱10内部安装有两块长方形厚钢板，即齿轮箱后板39和齿轮箱前板40，这两块钢板上所有的相对应的孔都是位置相同的，依靠4根撑杆28固定在一起，撑杆28是一根圆钢车制成的圆柱体，一端车有螺纹，另一端车有台阶，撑杆28后端通过台阶与齿轮箱后板39焊接，撑杆28前端通过螺纹、螺母与齿轮箱前板40进行可拆式固定连接，两块钢板的内侧，焊有轴承座34，齿轮箱前板40上焊有一个，齿轮箱后板39上焊有三个，轴承座34是使用圆钢车制的圆柱形套筒，外边不用加工，内侧与203球轴承30的外圆相配合，每个齿轮箱10共使用7盘球轴承30，支承蜗杆29的是轴承座板31，轴承座板31是上下两块长方形厚钢板，其中心焊有轴承座34，并镶有球轴承30，四角钻有大一点的圆通孔或长圆孔(目的是调整蜗杆29与分针轮33的啮合间隙，使其转动自如，不紧不旷)，依靠螺栓固定连接在轴承座板支架32上，轴承座板支架32是“L”形厚钢板，长端钻有孔距与轴承座板31相同的两个圆通孔，该圆通孔上内侧焊有螺母，短端焊在齿轮箱前板40后侧和齿轮箱后板39的前侧，焊在齿轮箱前板40和焊在齿轮箱后板39的轴承座板支架32尺寸不一样，焊在齿轮箱前板40的长，焊在齿轮箱后板39的短，以保证蜗杆29的中心与分针轮33的齿中心对齐。

分针轴35后端支承在焊在齿轮箱后板39的前侧的轴承座34内镶的球轴承30内，前端支承在焊在齿轮箱前板40的后侧的轴承座34内镶的球轴承30内并从齿轮箱前板40和齿轮箱10的前面的圆通孔中伸出，之间安装有分针轮33和分驱动轮38，分针轴35前部，活套有中心镶有球轴承30的时轮15，最前端通过M6螺栓螺母副与分针轴筒14固定连接。

过轴36后端固定连接有大过轮37，前端固定连接有小过轮16，中间支承在焊在齿轮箱前板40前面和后面的两个轴承座34内的球轴承30上。

蜗杆29下端和上中部支承于上下两个固定连接在轴承座板支架32上的轴承座板31上焊接的轴承座34内镶的球轴承30，并从齿轮箱10的盖上面的圆通孔中伸出，顶端固定连接有轮盘套27和与其焊接在一起的轮盘12。电动机8和轮盘12都是逆时针转动的。

见图5，钟盘2是积木式三层结构，内层是用角钢焊接而成的网格状框架，网格的尺寸选60×60cm的正方形，这是因为钟盘2最外面的材料是铝塑复合板，而市售铝塑复合板的规格是122×244cm，正好下6块料，边角浪费最少。角钢也是6米一根，正好截10段。因此，钟盘2的总体尺寸最好选用60cm的奇倍数，这样可以使中心也有一个相同的60×60cm的正方形空间，便于安装钟针。角钢网格框架要求外面平整，是由整根的角钢纵梁54，和分段的角钢横梁57焊接而成。钟盘2的中层是由塑钢窗扇材料热合而成的“日”字形60×60cm的正方形塑钢框59(每面仅中心的一个不要横梁，是“口”字形，全部由塑钢窗厂定制)，该塑钢框59外面通过快牙螺钉58，紧固有黑色铝塑复合板裁切而成的60×60cm的正方形的钟盘2，每个塑钢框59的内面依靠8个快牙螺钉53，固定连接到角钢纵梁54和角钢横梁57组成的60×60cm的正方形角钢框外面，由于角钢框只有两个边可以钻孔，另外无法钻孔的两个边可焊上四个(纵横各两个)一边打孔的纵向角钢块55和横向角钢块56，用此对塑钢框59的另外两个边用上述同样的方法进行固定。纵向角钢块55和横向角钢块56就是用同样规格的角钢截取与宽度等长的一段，在其中任意一个边的中心打一个圆通孔即成，每个框共有8个圆通孔。

字符3是使用铝扁方管裁切而成，端头用同样的材料裁切成长度与字符宽度相等的一小段，纵向从中间分成两块，剪成锥形边，砸进端头孔中将其封闭即完成。完成的字符3依靠从内部的抽芯铆钉60固定连接在钟盘2外面。

分针4和时针5也是三层结构，中间是使用铝方管制成一头宽一头窄的梯形框，一般分针4的长度等于钟盘2总高度的一半，时针5的长度等于分针4长度的三分之二比较符合审美观，最前层是指针面41，指针面41是与分针4和时针5***尺寸相同的白色铝塑复合板，打孔并使用抽芯铆钉42与分针4和时针5的中层梯形框固定连接；分针4梯形框后边，通过抽芯铆钉固定连接有分针骨架44，分针骨架44是使用厚度为2mm的低碳镀锌钢板制成，形状与分针4大端相同。使用同样方法，时针5的梯形框后面也固定连接有时针骨架。为保持分针4和时针5运行轻便，减少驱动功率和齿轮磨损，分针4和时针5都要进行简单的静平衡，方法是：分针4在梯形框大端(根部)固定连接一个分针配重43，分针配重43可使用磅砣或哑铃片，将分针骨架44画出纵向中心线，并使用对角两个抽芯铆钉将其与带配重的分针梯形框暂时固定连接，再用一根松紧带捆住分针4靠根部的中心(主观认为重心处)并将分针4提起，左右撸动松紧带使其与分针骨架44上画出的中心线垂直并使分针4保持水平，调整好之后，用记号笔记下松紧带与中心线相交的位置，再用手电钻钻下两侧的两个抽芯铆钉，取下分针骨架44并在记号处打孔就是轴心位置；由于四个分针4的尺寸、外形、材料、配重及固定位置、分针骨架44全部相同，所以只要对一个分针4进行静平衡，其他三个只要在分针骨架44的相同位置打孔即可找到轴心位置即平衡点。找好轴心位置的分针骨架44首先要和分针轴筒14焊接在一起，为避免焊接不牢致使分针4脱落从高空坠落造成的重大恶性事故的发生，分针骨架44和分针轴筒14的焊接要求***式双面焊，方法是：先将分针轴筒14的外端用车床车出一个较细的台阶，按台阶外圆尺寸将分针骨架44的轴心孔扩孔，再将分针轴筒14端部压入后，进行两面施焊可保万无一失，施焊完毕后，还要对分针骨架44和分针轴筒14的垂直度进行校正。最后再用抽芯铆钉将分针骨架44和分针梯形框用抽芯铆钉铆接。

其中一个分针4背面铆有分针磁铁支架63，该支架是由铝板制成，一头铆在分针4内侧，另一端固定连接有分针磁铁62，分针磁铁62是柱状铁氧体永久磁铁，在对应钟盘2的正中12点字符3的下边内侧，固定连接有位置可调的分针干簧管61，分针干簧管61的接线后面叙述。

时针5也可参考上述方法将时针配重46固定连接到梯形框中进行平衡和加工。所不同的是，时针骨架前边焊有分针轴承套52，分针轴承套52是用钢管车制的断面为矩形的环，内镶分针轴承47，分针轴承47是单列向心球轴承，型号是206，带分针4的分针轴筒14在安装时，先要套时分针套45，分针套45是厚壁圆钢管车制加工的圆筒形零件，后端有台阶，该台阶与分针轴承47的内孔配合，前端孔呈锥形以防止与焊口干涉。

时针轴管9安装时也要安装时针套48，时针套48和分针套45材料、形状都相同，只是尺寸稍大，时针套48的后端***时针轴承49内，时针轴承49是单列向心球轴承，型号是208，时针轴承49安装在时针轴承套50内，时针轴承套50是用钢管车制的断面为矩形的环，焊接在钟针支架51中央，钟针支架51是用长方形钢板折成的“U”形零件，折边上钻有孔，与钟面角铁框的中央框两侧的孔相对，通过螺栓螺母固定连接在角钢纵梁54上。

安装时，先把中心支架6固定好，把上面的零件全部装上，通电试运转正常后即可组装焊接四面的角钢框子，角钢框子焊好后，即可安装钟针，把组装平衡好的分针4的分针轴筒14，套上分针套45，***时针5的时针轴管9中，再在时针轴管9上套上时针套48，还要套上中心的那个塑钢框59(每面仅此一个中心无梁有孔的)，为避免安装时分针4和分针轴筒14从时针5的时针轴管9中脱出，造成高空坠物的事故，一定要在分针轴筒14的内端部的径向孔中穿上一个M6的长螺栓并旋上螺母。随即可把两钟针从中心的那个角钢框中伸出去，并且把套在上面的塑钢框59放到角钢框外部，就能把时针轴管9扶正了，从里边套上带时针轴承49的钟针支架51，并把钟针支架51穿上螺栓固定好，再做分针轴筒14与分针轴35的连接：可把套在时针轴管9上的时针轴管接筒13拆下尽量前移，结合部就露出来了，可将分针轴筒14与分针轴35用M6螺栓螺母锁紧，再把时针轴管接筒13退回原位并用螺栓固定，再将时针轴管接筒13两侧的尖头螺栓顶紧，此面钟针安装完毕。

四面钟针都安装完成后，可将链条11摘下，用手拨动轮盘12使四面指示的时间一致，分针4若不一致可分别拨动轮盘12，时针5若不一致可分别松开时针轴管接筒13两侧的尖头螺栓，转动时针轴管9进行调整，完全一致后卸下时针轴管接筒13一侧的尖头螺栓，通过焊上的螺母的螺孔，在时针轴管9上打出一个浅孔，再将尖头螺栓旋上并旋紧，并在此位置挂上链条11，即完成。

本发明的电气部分见图6，核心部件是主控板65，主控板65是一块15×7cm的双面印刷电路板，上面安装有三个数码管，三个集成块，三个光耦，三个发光管，及一些阻容件、稳压块、石英晶体、电池、排插座等电子元件，三个数码管是二位数码管80(指示秒码)，四位数码管81(指示时分，12小时制，不分上下午)，一位数码管82(指示工作状态)，三个集成块是时钟块71(型号DS1302)，CPU块78(型号PIC16F688)，显示驱动块79(型号7289BP)三个光耦是光耦70(型号P521)，三个发光管是LED红灯66(指示存有运动信号)，LED绿灯67(指示电动机8正在转动，此时显示钟盘时间)，LED蓝灯68(指示超前等待)，两块石英晶体的其一是显示驱动块79下面的一块，频率8MHz，时钟块71下面的一块频率是32768Hz，石英钟专用晶体。主板电池69是3V计算机主板专用纽扣锂电池(型号CR2032)，大电解76是1000微法耐压25V的电解电容器，稳压块77是5V集成稳压块(型号7805)。

主控板65左侧通过6芯排线与按键面板64电连接，按键面板64内有9个按键开关，分别是上、下、左、右、中(确认键)和下面四个预调键。主控板65右侧通过6位的I/O插口72，与信号转换板73和老年手机74电连接，并通过四芯屏蔽线75与塔楼顶的电源盒7内的电源板84、电机控制板85电连接，与秒轮干簧管24电连接，与分针干簧管61电连接，分针干簧管61与时针干簧管21电连接，电机控制板85与电动机8电连接，电源插头83与电源板84、电机控制板85电连接。

工作原理是：当电源插头83接入市电之后，电源板84输出12V或24V低压直流电，该直流电通过四芯屏蔽线75的红色线引入主控板65，主控板65开始工作，稳压块77输出稳定的5V直流电，三个数码管开始点亮，三个集成块开始运行。时钟块71提供准确的秒信号。CPU块78内编程记录有4个时间，一是标准时间，该时间由时钟块71提供的秒信号驱动，时、分显示在四位数码管81上，秒信号显示在较小的二位数码管80上，二是钟盘时间，该时间无秒信号，只有时和分，受秒轮干簧管24的接地信号驱动，秒轮干簧管24每接一次地，CPU内的钟盘时间就增加一分钟。第三个时间是不动的标准时间校对时刻，该时刻的触发脚是I/O插口72的从下数第二脚，该脚只要一接地，不管标准时间当前数字是多少，一律恢复到预先调定的校对时刻。第四个时间是不动的钟盘时间校对时刻，该时刻的触发脚是I/O插口72的从下数第一脚，该脚只要一接地，不管钟盘时间数字是多少，一律恢复到预先调定的校对时刻。

平时，CPU块78对标准时间和钟盘时间的时和分进行比较，只要标准时间比钟盘时间大，就在I/O插口72的从上数第三脚输出低电平，受此影响，与其相连的电源盒7内的电机控制板85上的光耦导通，触发了电机控制板85上的双向晶闸管，双向晶闸管导通，与其相连的电动机8通电转动。电动机8是经过齿轮减速的每分钟60转的电机，又通过链条11带动轮盘12减速，轮盘12的转速为每分钟20转(3秒1转)，轮盘12上固定的秒轮磁铁支架26顶端的秒轮磁铁25随之转动，每转一转，分针4走一分钟，秒轮干簧管24输出一个信号，使CPU块78内的钟盘时间增加一分钟，由于电动机8驱动的轮盘12远比真正时间(CPU块78内的标准时间)快得多，标准时间每60秒才变化1分钟，而电动机8驱动的轮盘12每3秒就转一转走一分钟，所以很快钟盘时间就会追上标准时间，这就是本发明的停电后的追时原理。当时间追的一致后，CPU块78不再输出低电平，等待下一个秒变“00”分增加1的两个时间不一致的时候再走一分钟。

使用时，可按动按键面板64下面四个预调键来对四个时间的调整，按左起第一个键，四位数码管81上显示的时间数字开始闪动，一位数码管82显示“1”表示现在调整的是标准时间，按动左、右键选择所调整的数位，按上下键调整该数字的数值(第一位只有0和1)，调整好之后，按中间的“确认”键，四位数码管81上显示的时间数字停止闪动，只有中间两个秒点在按秒闪动，表示母钟已经正常走动。按左起第二个键，四位数码管81上显示的时间数字开始闪动，一位数码管82显示“2”表示现在调整的是钟盘时间，也是用上述方法调整，按左起第三个键，一位数码管82显示“3”表示现在调整的是标准时间的校对时刻，可将此时刻调整到与老年手机74的所定闹钟的闹时一致，老年手机74是没有装SIM卡的2G的CDMA制式(中国电信使用)手机，把接喇叭的线剪开引出，接到信号转换板73输入端，信号转换板73上焊有稳压块、晶体管和继电器，不但可以给老年手机74电池充电，还可把闹铃信号变成低电平直流脉冲输入主控板65上的CPU块78来校准标准时间。按左起第四个键，一位数码管82显示“4”，表示现在调整的是钟盘时间的校对时刻，可将此时刻调整到与分针干簧管61和与其串联的时针干簧管21同时吸合导通的时刻一致，如果分针干簧管61在竖直钟盘12点的位置，时针干簧管21在右侧水平的3点位置，可将其调整到3：00即可。这样，只要钟针一走到三点整，CPU内的钟盘时间也立即调整到三点整，实现了母钟CPU内的钟盘时间与塔楼钟上的分针4时针5指示的时间完全同步与一致。

Claims (1)

1.自动校准塔楼钟，包括包括塔楼(1)，钟盘(2)，字符(3)，分针(4)，时针(5)，中心支架(6)，电源盒(7)，电动机(8)，时针轴管(9)，齿轮箱(10)，链条(11)，轮盘(12)，秒轮干簧管(24)，秒轮磁铁(25)，按键面板(64)，主控板(65)，主板电池(69)，光耦(70)，时钟块(71)，信号转换板(73)，老年手机(74)，CPU块(78)，显示驱动块(79)，电源板(84)，电机控制板(85)，其特征在于：在塔楼(1)地面对称中心，固定安装有中心支架(6)，中心支架(6)顶部焊有一块方形铁板，在这块铁板上，固定连接有齿轮箱(10)，在中心支架(6)一侧，焊有两个支耳(18)，支耳(18)中，铰链连接有电动机支架(17)，电动机支架(17)上端固定有电动机(8)，电动机(8)输出轴上通过接套安装有链轮，该链轮上挂有链条(11)，该链条(11)挂有轮盘(12)，轮盘(12)与齿轮箱(10)的输入轴蜗杆(29)固定连接，在其中一个轮盘(12)上面，固定连接有秒轮磁铁支架(26)，在秒轮磁铁支架(26)顶部，固定连接有秒轮磁铁(25)，在与其对应的中心支架(6)一侧，安装有铝制支架，该支架顶端固定连接有秒轮干簧管(24)，在其中一个时针轴管接筒(13)上，固定连接有铝板制成的卡子，卡子端头固定连接有时针磁铁(22)，在与其对应的中心支架(6)一侧，安装有铝制支架，该支架顶端固定连接有时针干簧管(21)，时针干簧管(21)与分针干簧管(61)相串联，主控板(65)与按键面板(64)电连接，主控板(65)与信号转换板(73)和老年手机(74)电连接，主控板(65)与电源盒(7)内的电源板(84)、电机控制板(85)电连接，与秒轮干簧管(24)电连接，与分针干簧管(61)电连接，分针干簧管(61)与时针干簧管(21)电连接，电机控制板(85)与电动机(8)电连接，电源线与电源板(84)、电机控制板(85)电连接；当电源插头(83)接入市电之后，电源板(84)输出低压直流电，通过四芯屏蔽线(75)引入主控板(65)，主控板(65)开始工作，稳压块(77)输出5V直流电，三个数码管开始点亮，三个集成块开始运行；时钟块(71)提供秒信号，CPU块(78)内编程记录有4个时间，一是标准时间，该时间由时钟块(71)提供的秒信号驱动，时、分显示在四位数码管(81)上，秒信号显示在较小的二位数码管(80)上，二是钟盘时间，该时间无秒信号，只有时和分，受秒轮干簧管(24)的接地信号驱动，秒轮干簧管(24)每接一次地，CPU内的钟盘时间就增加一分钟；第三个时间是不动的标准时间校对时刻，该时刻的触发脚是I/O插口(72)的从下数第二脚，该脚只要一接地，不管标准时间当前数字是多少，一律恢复到预先调定的校对时刻；第四个时间是不动的钟盘时间校对时刻，该时刻的触发脚是I/O插口(72)的从下数第一脚，该脚只要一接地，不管钟盘时间数字是多少，一律恢复到预先调定的校对时刻；平时，CPU块(78)对标准时间和钟盘时间的时和分进行比较，只要标准时间比钟盘时间大，就在I/O插口(72)的从上数第三脚输出低电平，与其相连的电源盒(7)内的电机控制板(85)上的光耦导通，触发了电机控制板(85)上的双向晶闸管，双向晶闸管导通，与其相连的电动机(8)通电转动；电动机(8)是经过齿轮减速的每分钟60转的电机，又通过链条(11)带动轮盘(12)减速，轮盘(12)的转速为每分钟20转，轮盘(12)上固定的秒轮磁铁支架(26)顶端的秒轮磁铁(25)随之转动，每转一转，分针(4)走一分钟，秒轮干簧管(24)输出一个信号，使CPU块(78)内的钟盘时间增加一分钟，由于电动机(8)驱动的轮盘(12)远比真正时间快，所以很快钟盘时间就会追上标准时间，当时间追的一致后，CPU块(78)不再输出低电平，等待两个时间不一致的时候再走一分钟；使用时，可按动按键面板(64)下面四个预调键来对四个时间的调整，按左起第一个键，四位数码管(81)上显示的时间数字开始闪动，一位数码管(82)显示“1”表示现在调整的是标准时间，按动左、右键选择所调整的数位，按上下键调整该数字的数值，调整好之后，按中间的“确认”键，四位数码管(81)上显示的时间数字停止闪动，只有中间两个秒点在按秒闪动，表示母钟已经正常走动；按左起第二个键，四位数码管(81)上显示的时间数字开始闪动，一位数码管(82)显示“2”表示现在调整的是钟盘时间，也是用上述方法调整，按左起第三个键，一位数码管(82)显示“3”表示现在调整的是标准时间的校对时刻，可将此时刻调整到与老年手机(74)的所定闹钟的闹时一致，老年手机(74)是没有装SIM卡的2G的CDMA制式手机，把接喇叭的线剪开引出，接到信号转换板(73)输入端，信号转换板(73)上焊有稳压块、晶体管和继电器，不但可以给老年手机(74)电池充电，还可把闹铃信号变成低电平直流脉冲输入主控板(65)上的CPU块(78)来校准标准时间；按左起第四个键，一位数码管(82)显示“4”，表示现在调整的是钟盘时间的校对时刻，可将此时刻调整到与分针干簧管(61)和与其串联的时针干簧管(21)同时吸合导通的时刻一致，如果分针干簧管(61)在竖直钟盘12点的位置，时针干簧管(21)在右侧水平的3点位置，可将其调整到3：00即可；这样，只要钟针一走到三点整，CPU内的钟盘时间也立即调整到三点整，实现了母钟CPU内的钟盘时间与塔楼钟上的分针(4)时针(5)指示的时间完全同步与一致。