CN109471348B - 天文钟表装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种设计成指示天体的位置的钟表装置，其包括：用于确定当前时间的电路(1)，用于确定钟表的地理位置的电路(2)，设计成根据当前时间和钟表的地理位置来确定天体的位置的机构(4)，显示***，其包括第一指针(8a)、第二指针(8b)和设计成在所述钟表的主平面(X_M，Y_M)中驱动所述指针转动并显示天体的确定位置的机构(8c)。

Description

天文钟表装置

技术领域

本发明涉及一种天文钟表装置，例如腕表，其能够指示天体在太阳系中的位置。

背景技术

这种手表例如从文献EP 0 949 549中已知，该文献描述了一种手表，该手表被设计成在当前日期或某个其它日期显示天体(行星或太阳)在黄道十二宫中的位置。根据所描述的实施例中的一个实施例，使用纯模拟显示器，手表包括环形的表盘，所述表盘具有在其周边的小时和分钟的刻度以及在其内部的黄道十二宫中的十二星座的符号，以及月亮四个主要阶段的图像。该手表还包括旋转表圈，所述旋转表圈具有符号性的天体图像，所述符号性的天体图像可通过转动所述表圈直到所选天体的图像处于12点钟位置来选择。之后计算出所选天体在黄道十二宫的星座中的位置并且然后通过将分针定位在其分别利用符号18和表盘16的小时和分钟刻度17来同时指示所选天体所在的黄道十二宫的星座和所述天体在所涉及的黄道十二宫的星座中的大致位置的位置来显示所选天体在黄道十二宫的星座中的位置。

这样的手表使得可以在给定日期显示天体所在的黄道十二宫的星座和所述天体在所述黄道十二宫的星座中的位置。然而，如果使用者不知道如何定位相关的黄道十二宫的星座，则不允许使用者容易地在天空中找到所选天体。此外，考虑到手表的表盘和表圈上显示的符号数量，此信息并不总是易于阅读。

发明内容

本发明提出了一种新颖的钟表装置，其使得可以识别天体在天空中的位置，从而为经验缺乏的使用者提供用于在天空中识别所述天体或行星的简单装置。为此，本发明提出了一种设计成用于指示天体的位置的钟表装置/钟表，其特征在于，其包括：

-用于确定当前时间的电路，

-用于确定钟表的地理位置的电路，

-设计成根据当前时间和钟表的地理位置来确定天体的位置的机构，

-显示***，其包括第一指针、第二指针和设计成在所述钟表的主平面中驱动所述指针转动以显示天体的确定位置的指针驱动机构。

因此，根据本发明的钟表装置直接显示所寻找的天体在天空中的位置。因此，使用者可以通过循着由显示***的指针给出的方向而直接在天空中看到所述天体。

根据一个实施例，使用方位角和仰角在以钟表为中心的水平坐标系中确定天体的位置，该坐标系由水平面和竖轴限定，所述水平面包括基准轴，指针驱动机构被设计成在水平面中确定基准轴并根据天体的确定的方位角相对于基准轴使第一指针定向。因此，天体在空间中的方位角可由使用者直接获得，该使用者可以容易地将自己在水平面中定向。

再根据一个实施例，用于驱动指针的机构被设计成相对于与钟表相关的参考轴在水平面中以等于天体的仰角的角度使第二指针定位。作为替代方案，用于转动指针的机构可以设计成相对于水平面以确定的天体仰角使第二指针定向。

根据一个实施例，钟表装置还可包括用于从多个天体中选择天体的机构。

最后，根据一个实施例，钟表装置是腕表型的，使其在移动时更易于使用。

附图说明

下面将借助于附图详细描述本发明，所述附图通过完全非限制性示例的方式给出，其中：

-图1是示出天体在水平坐标系中的坐标的示意图；

-图2是在某个任意位置的根据本发明的钟表装置；

-图3是根据本发明的钟表装置，其位置与其所指向的天体的位置相关；

-图4是示出根据本发明的钟表装置的基本部件的框图。

具体实施方式

如前所述，本发明涉及一种设计成指示天体的位置的钟表装置或钟表。在图2和图3所示的示例中，钟表是腕表，但是可以设想其它钟表，例如怀表、精密计时表等。

在图4中示意性地示出了对于实现本发明必不可少的钟表的元件：

-用于确定当前时间的电路1，

-用于确定钟表的地理位置的电路2，

-设计成根据当前时间和钟表的地理位置来确定天体的位置的机构4，

-显示***8，包括第一指针8a、第二指针8b和设计成驱动所述指针在钟表的主平面中转动并显示天体的确定位置的机构8c。

从实用的观点来看，在所选择的手表示例中，所有部件以常规方式组合在一起以形成表壳中间部件，表链条带的两条带的端部附接到表壳中间部件。表壳中间部件与后盖适配安装并且在顶部由表镜封闭。两个指针8a、8b在这种情况下移动通过呈环形式的表盘，该表盘在其周边以小时、分钟和/或角度设置刻度。

与钟表相关的笛卡尔坐标系由两个轴X_M、Y_M限定，这两个轴彼此垂直并且都垂直于指针的转动轴Z_M，这三个轴在点O处相交。在图中所示的示例中，轴Y_M指向表盘的对应于12点钟的刻度，并且轴X_M指向表盘的对应于3点钟的刻度。X_M和Y_M限定出钟表的主平面。

电路1根据钟表界常规的布局制造；基本上，它包括用于产生标准频率信号的时基和设计成根据所述标准频率信号来确定当前时间的电路。

定位电路2也可从别处获知；例如，GPS(全球定位***)芯片等能够根据从卫星定位***接收的信号来确定地球上的地理位置。

在本发明的上下文中，显示***8是包括至少两个指针8a、8b和用于控制指针的位置的机构8c的模拟***。当然，显示***还可以包括其它元件，例如其它指针、用于伪模拟类型的数字显示的电光显示单元等，所述电光显示单元例如为伪模拟类型，所述其它元件可以在别处用于钟表的其它功能。在本发明的上下文中，显示***被设计为：

-在钟表的第一操作模式中，显示当前时间，和

-在钟表的第二操作模式中，显示天体的确定位置。

机构4基本上包括数据存储器4a、程序存储器4b和处理单元4c。

数据存储器4a可以特别地包括以数据库形式存储的天空地图，该数据库包括可以指向的天体(至少一个天体)的列表，以及对于每个识别的天体，指示其在太阳系中相对于地球的位置的数据。从实用的观点来看，在钟表的情况下，数据存储器可以紧邻处理单元4c定位。作为替代方案，可以将全部或部分数据存储器卸载到远程数据服务器中。在那种情况下，机构4还将包括用于访问数据服务器上的数据的合适的发射和接收机构。作为另一种选择，数据存储器4a和程序存储器4b是同一存储器的两个部分。

程序存储器4b存储可由处理单元运行的程序；所述程序特别包括适于实现处理单元4c的功能的多行代码，并且在本发明的上下文中，特别是根据当前时间和钟表的地理位置来确定所选天体的位置以及使所述显示***8显示确定位置的功能。以常规方式，处理单元还实现了使显示***8显示当前时间的功能。

处理单元4c连接到电路1，以便接收与当前时间有关的信息。在本发明的范围内，处理单元还连接到电路2，从而接收与钟表的地理位置有关的信息。或者，处理单元可以连接到选择机构10，以便接收与要显示其位置的天体有关的信息。为了对这一点进行补充，处理单元可以通过任何合适的无线连接(WiFi等)连接到远程服务器，以便从远程服务器接收数据或指令。

现在将详细描述钟表的第二操作模式，其特定于本发明并且允许显示天体的确定位置。

以已知的方式，在由中心O和三个相互垂直的轴X₀，Y₀，Z₀限定的笛卡尔坐标系(图1)内，类似于点A的天***置可以由三个坐标(X_A，Y_A，Z_A)限定，所述三个坐标(X_A，Y_A，Z_A)分别对应于点A在轴X₀、Y₀和Z₀上的投影。在天文学领域更常见地，天体在以站在地球地面上的观察者为中心的水平坐标系中被识别。水平坐标系将天空划分为两个半球：一个位于观察点O上方，另一个位于观察点O下方。分隔两个半球的大圆限定出水平面，从该水平面建立了方位角α_A和仰角β_A，所述方位角α_A和仰角β_A构成了该***中天体的两个关键坐标。在实践中，穿过O的水平面是和与地球相切并穿过点O在地面上的投影的平面相平行的平面。为简单起见，在图1中，钟表位于点O处，水平面被认为是平面(X₀，Y₀)并且基准北向/正北对应于轴Y₀。方位角α_A是基准线(对应于图1中的轴Y₀的基准北向)和所选天体在水平面(X₀，Y₀)上的投影(直线OA_p)之间的角度。方位角α_A通常以从基准北向开始的顺时针方向的0°到360°的度数表示。仰角β_A是水平面和天体之间从竖向平面的逆时针方向用度数表示的竖向角。

在如此限定的水平坐标系中，天体A的位置取决于中心O和水平面在空间中的位置，这些位置本身取决于观察者在地球上的地理位置以及太阳系内地球相对于天体的位置。地球相对于天体的位置取决于当前时间和当前日期。结合存储在数据存储器4a中的信息，由电路2确定的钟表的地理位置和由电路1确定的当前时间和日期因此允许处理单元4c使用计算方法确定天体在以钟表为中心的水平坐标系中的位置，所述计算方法虽然确实复杂，但在天文学领域广为人知。

用于驱动显示指针8a、8b的机构8c被设计为确定基准轴Y₀(例如基准北向)，并根据所述天体A的确定方位角α_A相对于基准轴Y₀使第一指针定向；所述指针是例如通常用于显示当前时间的分钟的指针。为了执行这种定向，指针控制机构可以例如包括能够确定基准北向Y₀的磁力计2D和用于根据天体的方位角α_A相对于基准北向使第一指针在水平面中定位并且将其保持就位的机构，第一指针还可以在钟表的主平面上自由转动。第一指针的定向与和钟表相关的坐标系无关，这意味着只要钟表的主平面保持在水平面内，无论钟表如何移动，都可以保持该定向α_A。因此，通过将钟表的主平面定位在水平面中并且朝向由第一指针的指向所表示的方向看去，观察者总是朝向所选天体的方位角α_A的方向看，即使钟表移动位置。因此，第一指针的行为类似于指南针的针，其将在与基准北向形成角度α_A的方向上被吸引。

可以通过多种方式使用第二指针(例如通常为用于显示当前时间的小时的指针)来在钟表上显示天体的仰角β_A。

根据一个实施例，出于定位第二指针的实际考虑，用于控制指针的机构被设计成在主平面(X_M，Y_M)中并且相对于与钟表相关联的参考轴Y_M以等于天体在以钟表为中心的水平坐标系中的仰角β_A的角度β使该第二指针定位，控制机构8c以常规方式使该第二指针在主平面中转动，并且使指针固定。在该实施例中，角度β相对于与钟表相关联的参考轴Y_M限定，使得如果钟表移动，角度β保持恒定。在该实施例中，为了观察天体，观察者可以如下地使用钟表。该钟表在水平面上定向成使得自由转动的(根据天体的方位角定向的)第一指针沿着钟表的参考轴Y_M(在该示例中对应于12点钟标记)对齐。接下来，使钟表绕参考轴Y_M转动，保持参考轴Y_M固定在水平面上使得由轴Y_M和第二指针形成的平面是竖向的。然后观察者可以通过从第二指针末端指向的方向看去来观察所选天体。

根据另一实施例，用于转动指针的机构被设计成在以钟表为中心的水平坐标系中相对于水平面以天体的仰角β_A来使第二指针定向。

为了执行该定向，用于驱动指针的机构可以包括例如能够确定基准北向的3D磁力计和用于以下功能的机构：

-相对于基准北向以等于天体的方位角α_A的角度将第一指针定位在水平面上并将其保持就位，

-相对于水平面以等于天体的仰角β_A的角度将第二指针定位在竖向平面中并将其保持就位。

第一指针和第二指针于是在钟表的主平面中自由转动。与第一指针一样，这里的第二指针的定向与和钟表相关联的坐标系无关，这意味着无论钟表在竖向平面中如何运动，都保持该定向β_A。因此，指针的行为像指南针的针，但朝向天体被吸引。

在该实施例中，为了观察天体，观察者可以如下使用钟表。该钟表在水平面上定向成使得自由转动的(沿着天体的方位角定向的)第一指针沿着钟表的参考轴Y_M(在该示例中对应于12点钟标记)对齐。接下来，使钟表绕参考轴Y_M转动，保持参考轴Y_M固定在水平面上，使得由轴Y_M和第二指针形成的平面是竖向的。最后，钟表在竖向平面中定向成使得自由转动的(沿着天体的仰角定向的)第二指针也沿着钟表的参考轴Y_M对齐。然后，当两个指针均与参考轴Y_M对齐时，观察者可以通过从两个指针的末端指向的方向看去来观察所选天体。

根据该实施例的替代形式，还可以设想借助于在实现用于观察确定天体的方位角和仰角时触发的可听信号或振动来验证方位角和仰角方向。

根据本发明的钟表还可以包括用于选择钟表的操作模式的选择机构10。在一个明确的非限制性示例中的机构10是具有多个轴向位置的转动操作杆，每个轴向位置对应于钟表的一个操作模式。

根据本发明的钟表还可以包括用于从记录在存储器4a中的多个天体中选择天体的机构。在一个明确的非限制性示例中，用于选择天体的机构可以包括：

-数字显示元件，

-增量机构，其允许使用者在数字显示元件上相继地显示来自包含在数据存储器中的列表中的天体，以及

-验证机构，例如控制按钮，使用者可以致动该控制按钮以选择所显示的天体。

根据一个实施例，增量机构可以是控制按钮，连续按下按钮允许滚动所述列表上的天体。作为替代方案，增量机构可以是处于与钟表的第二操作(显示天体的位置)模式相关联的轴向位置的转动控制杆，杆的转动导致滚动天体列表。

甚至可以以有利的替代形式形成这样的规定：当用户所选择的天体不能从使用者所处的位置看时，提供用于向用户通知这种状况的机构，例如，通过使用驱动指针的马达的适当控制来将这些指针带到特征位置的方式来通知。

根据实施例的另一替代形式，可以设想，可选择要在远离手表的远程终端如移动电话、平板电脑等上观察的天体并通过无线通信或计算机通信或其它通信方式发送相应的选择。不言而喻地，在这种情况下，手表将包括天线和/或接口以及适当的接收器电路。

附图标记列表

1.用于确定当前时间的电路

2.用于确定地理位置的电路

4.用于确定天体的位置的机构

4a数据存储器

4b程序存储器

4c处理单元

8.显示***

8a，8b：两个指针

8c用于驱动指针的机构

10.用于选择操作模式的机构

Claims (7)

1.一种设计成指示天体的位置的钟表装置，其特征在于，该钟表装置包括：

-用于确定当前时间的电路(1)，

-用于确定该钟表装置的地理位置的电路(2)，

-设计成根据所述当前时间和所述钟表装置的地理位置来确定天体的位置的机构(4)，

-显示***，其包括第一指针(8a)、第二指针(8b)和设计成在所述钟表装置的主平面(X_M，Y_M)中驱动所述第一指针和第二指针转动并显示天体的确定位置的指针驱动机构(8c)，

其中，使用方位角(α_A)和仰角(β_A)在以钟表装置为中心的水平坐标系中确定天体的位置，该水平坐标系由水平面(X₀，Y₀)和竖轴(Z₀)限定，所述指针驱动机构设计成在所述水平面中确定基准轴(Y₀)并根据所述天体的确定的方位角使第一指针相对于所述基准轴定向。

2.根据权利要求1所述的钟表装置，其特征在于，所述显示***(8)被设计成：

-在所述钟表装置的第一操作模式中，显示所述当前时间，和

-在所述钟表装置的第二操作模式中，显示所述天体的确定位置。

3.根据权利要求1所述的钟表装置，其特征在于，所述指针驱动机构设计成相对于与所述钟表装置相关联的参考轴(Y_M)以等于所述天体的仰角(β_A)的角(β)使第二指针定位。

4.根据权利要求1所述的钟表装置，其特征在于，所述指针驱动机构设计成相对于所述水平面以所述天体的确定的仰角(β_A)使所述第二指针定向。

5.根据权利要求1所述的钟表装置，其特征在于，还包括用于从多个天体中选择天体的机构。

6.根据权利要求2所述的钟表装置，其特征在于，还包括用于选择所述钟表装置的操作模式的选择机构(10)。

7.根据权利要求1所述的钟表装置，其特征在于，所述钟表装置为腕表型。

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