CN1314622A - 行星太阳日十进制计时装置 - Google Patents

Abstract

一种行星太阳日十进制计时装置,其特征在于,表盘上设有根据太阳日定义的秒针、分针及时针,其针轴设于表盘中心,且时针刻度标在对应于天体纬度圆的圆周线上,秒针和分针刻度标在对应于天体赤度圆的圆周线上;上述秒、分、时针均向传统表的反时针方向作圆周循环运动。表盘上还设有由时针每满10小时前移1刻度值的月相指示针及与之相对应的月相标识或农日历刻度环以及全球十时区同步运行对照显示经度转盘。本发明可更简单、直接、形象地认识时间,更合理、充分、现实地掌握和利用时间。

Description

行星太阳日十进制计时装置

本发明涉及一种计时装置，特别是涉及一种以十进制划分的行星太阳日十进制计时装置。

从十四世纪发明机械钟至今，钟表计时确实给人们在生活、工作、学习、科研上带来无尽的方便。然而长期以来，钟表技术的发展仅限于更换式样，增加辅助功能和提高精度上。在对“时间”单位的定义、划分、标准、规范以及钟表设计原理的表述及使用方式上却停滞在古老的原始认识和思维上，人类第一代机械产品的蓝本(钟表盘面设计与进制)仍延续到二十一世纪。

目前仍在使用的传统计时装置(包括钟表和数字式显示电子表)的进制为；每1天=24小时

         =24×60分=1440分

         =24×60×60秒=86400秒

(简称24×60×60制式，下同)。

在人们的实际生活和工作中常会感受到由于使用的时间单位之间的进制不一致而带来的不便，有时还需要较复杂计算或换算，具体表现在：

(1)、目前使用的24×60×60制式和双圆周指针式钟表对学童、青少年来说，较难学会和掌握一天的小时、分钟、秒钟之间关系。见表1第1、2、3列数据。

(2)、在闭室环境中，如在地下室时，由于不能从外界光线或其它条件间接感知时间，因而观测者不能马上由12刻度表盘上得知实际时间，如指针指向5点钟时，看表人很难确定是凌晨5点还是下午5点(有上、下午指示的表面除外)。

(3)、日常换算麻烦，如将7点24分或7点30分换算为十进制时，要先将60进制的24分钟或30分钟换算成十进制数：

即7小时24分=7+24÷60=7+0.4=7.4小时

  7小时30分=7+30÷60=7+0.5=7.5小时

(4)、在天文计算时繁锁，如现在知道冥王星上一太阳日为地球6.39天，当我们要以时、分、秒来表达时就要如下换算：

时=0.39×24=9+0.36

分=0.36×60=21′+0.6

秒=0.6×60=36"

即6.39天=6天9小时21分36秒。

见表1第1、2列p行。

(5)、在计算与时间单位有关数值时换算困难。例如当你驾驶的汽车以每小时100公里行进时，你不能迅速确知速度为每秒几米？经以下几步计算才得：

∵ 1小时=60×60秒=3600秒

   100公里=100×1000米=100000米

∴ 100000米÷3600秒≈27.78米/秒

又如，每秒能跑33米的汽车，每小时多少公里？

∵ 1小时=60×60秒=3600秒

∴ 3600秒×33米/秒=118800米/小时

118800米/小时÷1000米=118.8公里/小时

以上例子，一般人是难以直接快速心算出来的。

(6)、现时我们度量系内行星太阳日的时间使用“地球日”为时间天文单位，但当套入时、分、秒表示时，由于采用的是24×60×60进制，显然，马上失去“天文单位”之便利意义。见表1第1列数据。

目前使用的指针式双圆周日钟表，虽然部分产品在盘面上带有小指针或窗口指示月相或农历，且款式各异，但其均未能直观反映月球与时区点实时几何位置和移轨，故功效甚微。

此外，目前使用的指针式双圆周日钟表，有些为同时显示其它时区时间而采用双表式、大小表、表中表等，结果还是“一”表一时，最终导致成本、故障及误差等的增加，如专利号为98226105.5的太阳钟表，因时区指示固定，虽是一表多时，但直观性欠佳，当跨区在表盘下方时区中使用时就会较难读数。

本发明的目的在于改变传统的计时方法，而提供一种更符合人的视觉生理、条件反射、判别能力，且更形象化、更人文化的行星太阳日十进制计时装置，以便更简单、直接、形象地认识时间；更合理、充分、现实地掌握和利用时间。

为达到上述目的，本发明提供一种行星太阳日十进制计时装置，该装置特征在于，表盘上设有根据太阳日定义的秒针、分针及时针，其针轴设于表盘中心，且时针刻度标在对应于天体纬度圆的圆周线上，秒针和分针刻度标在对应于天体赤度圆的圆周线上；将时针圆周线分10等分标识刻度，每等分圆心角为36°，每等分的扇形区对应于各相隔1小时的时区区域，并将分、秒针圆周线分100等分标识刻度，上述秒、分、时针均向传统表的反时针方向作圆周循环运动，其中秒针走一圈为100秒，分针走一圈为100分钟，时针走一圈为10小时。

太阳日按十进制划分，一个太阳日为10小时，每1小时为100分钟，每分钟为100秒，其中小时由0～9十位数或刻度组成；分由0～99的100位数或刻度组成；秒由0～99的100位数或刻度组成，在计时装置显示面板上标注有用于区分太阳日与传统24×60×60制式之小时、分、秒的字母d，即：

每1太阳日=10d小时(dh)

         =10×100d分=1000d分(dmin)

         =10×100×100d秒=100.000d秒(ds)，

地球一个“平太阳日”的十万分之一时间间隔为一个天文秒。

“0”秒、“0”分、“0”时位置设在表盘正下方，其相对应的0～9小时刻度值和0～99分秒刻度值排序相同。

在表盘上设有由时针每满10小时前移1刻度值的月相指示针及与之相对应的月相标识或农日历刻度环，其起止刻度位于表盘上方，且转动方向与秒针、分针、时针运动方向一致。

月相标识或农日历刻度环设在分、秒共用刻度的天体赤度圆的圆周线之外，秒针、分针、时针、月针之轴心均在同一轴线上。

在针轴上还设有全球十时区同步运行对照显示经度转盘，该转盘与时针可单独调动；转盘外圈刻有将360°经度十等分的刻度，每一等分为一个时区，覆盖36°圆心角投影面。

经度转盘近边缘刻有将360°经度一百等分的刻度，每一份为3.6°圆心角，转盘与时针每10分钟同步前移1刻度，在转盘扇形时区中可标注区内主要城市地名，并将该城市对应的经度在经度环上用色线标出。

时针与经度转盘时区相错开的几何位置可对应时、分、秒刻度线同步显示、实时换算全球十个时区的时间和时差。

该装置的太阳日十进制时间可采用全数字显示。

本发明的贡献在于，它完全改变了传统的计时方法和装置，为人们提供了一种完全不同于现有计时装置，且结构简单、使用直接、易读实用、内涵丰富的计时装置，其特点表现在：

一、时、分、秒由于采用十进制计量，省略换算，在生活、工作、学习、科研中简明、实用、快捷：

1、观时者在任何时候和环境都能从显值上直接得知是否上、下午时间(由于5点前是上午，5点后是下午)。

2、实际显示时间值即可直接套入日常十进制计算中去，如7点24分、7点30分即可写成7.24和7.30。

3、在进行与时间单位有关的数值换算时简单快捷。如你驾驶的汽车时速为240公里/d小时，则你马上知道其为24米/d秒。

4、对当天所剩时间把握确切。如现在是7点24分，则可知还剩2.76d小时。

5、时间计量统一、归属十进公制，对于资源共享，真正认识时间、利用时间、珍惜时间具有无可估量的积极意义。

二、由于秒是计时基本单位，在天文计算时将数据换算在秒值区完成，将使下一步运算方便快捷。由于剔除换算，对于研究、设计、制造基于时钟控制的软、硬设施具有无可估量的资源成本效益。见表1第8、7、6、5列数据特点。

三、由于秒是计时基本单位，组成每天的秒单位数增加13600d秒，即精确率提高15.74％，有利于科技发展和进步。

四、由于表针的“反时针”旋转和增设同轴月针，使日月同辉的天体现象简单、直接印证在盘面上。

五、由于月针是由时针每十小时推动一次，故只需每月头天调校月针对应月相和农日历刻度一次便可。因此结构简单、生产成本降低。

六、由于表针“反时针”旋转和增设同步运行时区经度盘，使实时显示、同步对照全球各时区时刻直接、易读。

七、由于本发明具有十时区同步显示功能，因而可在小时刻度“5点”正上方虚拟太阳S在中天位置，且把分、秒刻度圆周线视同是地球“赤度圆”，表针轴视为地轴(不考虑地轴倾斜)，所以表盘具有模拟时空的效果。

下面结合附图及一个优选实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的表盘结构示意图。

图2是本发明的月相指示针及与月相标识或农日历刻度环示意图。

图3是经度转盘示意图。

本发明提出了行星太阳日的概念，规定了太阳日的计量标准，并据此提出了行星太阳日十进制计时装置。本发明的行星太阳日优选十进制数理法则，并定义一个太阳日为10小时，每1小时为100分钟，每分钟为100秒，其中小时由0～9十位数或刻度组成；分由0～99的100位数或刻度组成；秒由0～99的100位数或刻度组成。为区分太阳日与传统24×60×60制式之小时、分、秒，在计时装置显示面板上标注有用于的字母d(表示十进制英文首字母)，即：

每1太阳日=10d小时(dh)

         =10×100d分=1000d分(dmin)

         =10×100×100d秒=100.000d秒(ds)，

地球一个“平太阳日”的十万分之一时间间隔为一个天文秒。

除地球外在显示各行星时间时均冠以英语首字母以示区别。本发明还定义了天文时间单位，即地球一个“平太阳日”的十万分之一时间间隔为一个天文秒。其它各行星对应的每d秒时间间隔释义为：一天文秒乘以各自的一个太阳日相对之地球太阳日天数，且通过表内的转换***对应在不同天体的时空使用。上述时间间隔由函数解析式表达为：

y=100000x。

其中，100000为常量-行星每1太阳日=10d小时=1000d分=100000d秒。

x为自变量-地球1个太阳日间隔与各行星1太阳日间隔比值。

x的函数y-各个行星1太阳日对应之“地球秒”数。

地球一个“平太阳日”为十万地球d秒，该时间间隔等同于目前使用的24小时制86400秒的时间间隔，见表1E全行及第7、8、9列。

图1示出了根据上述时间计量和进制标准设计的行星太阳日十进制计时装置的整体结构，如图示，该装置有一个圆形表盘10，表盘上设有根据太阳日定义的秒针11、分针12及时针13，其针轴设于表盘中心，它等同于天体自转轴，且时针刻度标在圆周线14上，它对应于天体纬度圆。将时针圆周线分10等分标识刻度，每等分圆心角为36度，每等分的扇形区对应于各相隔1小时的时区区域。时针与纬度圆的交点为参照本体所在行星上的经度点(位置)，时针旋转一周表示该参照体随球体自转一圈(即一个太阳日)。秒针和分针刻度标在圆周线15上，它对应于天体赤度圆。将分、秒针圆周线分100等分标识刻度。与传统计时装置不同的是，上述秒、分、时针均向传统表的反时针方向作圆周循环运动，它与行星和卫星绕日及自转的自然运行规律(金星和其它个别卫星特例除外)是一致的。其中秒针走一圈为100秒，分针走一圈为100分钟，时针走一圈为10小时。

表盘上“0”秒、“0”分、“0”时位置设在表盘正下方(平面座标显示为正南)，表示每天时间从午夜的“0”秒开始，秒、分、时针均由正南→东→北→西→南作圆周循环运动(以传统表比较即是反时针运动)，其相对应的0～9小时刻度值和0～99分秒刻度值排序相同。

如图2所示，在表盘上设有由时针每满10小时前移1刻度值的月相指示针16及与之相对应的月相标识或农日历刻度环17，其起止刻度位于表盘上方，且转动方向与秒针、分针、时针运动方向一致。月相标识或农日历刻度环设在分、秒共用刻度的天体赤度圆的圆周线之外，秒针、分针、时针、月针之轴心均在同一轴线上。该月针可用于直观地反映月球与时区点实时几何位置和移轨。

再如图3所示，在针轴上还设有全球十时区同步运行对照显示经度转盘20，该转盘与时针同步运行并能单独调校，遵守格林尼治本初子午线“中午”之定义，以国际日期变更线东经180°为“0”时区中点，向东经0°方向再向西经180°排列每18°划半个时区，每36°划1～9共10个时区，转盘外圈刻有将360°经度十等分的刻度21，每一等分为一个时区，覆盖36°圆心角投影面。即以国际日期变更线、东、西经180°为中线；

西经162°至东经162°为“0”时区；

东经162°至东经126°为“1”时区；

东经126°至东经90°为“2”时区；

东经90°至东经54°为“3”时区；

东经54°至东经18°为“4”时区；

东经18°至西经18°为“5”时区，

且时区中线追随格林尼治本初子午线为“中午”之意义；

西经18°至西经54°为“6”时区；

西经54°至西经90°为“7”时区；

西经90°至西经126°为“8”时区；

西经126°至西经162°为“9”时区。

经度转盘近边缘刻有将360°经度一百等分的刻度，每一份为3.6度圆心角，转盘与时针每10分钟同步前移1刻度，在转盘扇形时区中可标注区内主要城市地名，并将该城市对应的经度在经度环上用色线标出。时针与经度转盘时区相错开的几何位置可对应时、分、秒刻度线同步显示、实时换算全球十个时区的时间和时差。

该装置的太阳日十进制时间可采用全数字显示。

调校：走针方向与传统钟表反向。秒针定格或回零；分针转满1周(100分钟)带动时针进取1小时，时针转满1周(10小时)带动月针跳进1格(1天)；时针按走动方向调动时带动经度转盘同向转动，当反向调动时，仅时针转动，经度盘锁止。故此，将经度盘刻度按走向对准本地区标准时点刻值后，再将时针反向调对时点值即可；每月头天只需调校月针对准农日历即可(有自动月、年历功能除外)。

本发明主要涉及了行星太阳日十进制计时装置的表盘结构，很显然，采用现有机械表或石英表的成熟技术可设计相应的制式处理机构、调整控制机构、送配机构、走针机构及显示机构，其结构可以是多种多样的，这并非本发明的重点。

本发明在实际应用时具有如下意义：

1、时针作圆周运动的方向就是地球自转方向，且时针转动的角度与地球转动角度同步。

2、时针在表盘上作圆周运动的投影代表随地球移动之经度线位移。

3、时针与纬度圆的交点p可视为此时观测者在地球上的相对位置。

4、赤度圆水平直径线D也即是地球“晨昏圈”。时针在上半圆为昼，在下半圆为夜。

5、时针与轴点到“5”刻点连线夹角就是观测者所在位置垂线与阳光线夹角，且角度越大感光越弱。当大于90°时观测者所在的位置进入夜晚。

6、时区经度转盘之时区地域，在“晨昏圈”上部时为昼，在下部时为夜。

7、各时区数值与时针所在时区数值之差，就是该区与观测者所在地区时时差值，且+值为迟，-值为早。

8、月针在“赤度圆”外的投影点F也是当天之月相点或农日历。

9、月针对应满月和新月位时(南和北)，是当月大潮日。在上弦月和下弦月位时(西和东)，是当月小潮日。

10、时针与月针重叠和成直线时即是你所处区域的潮汐相对时间(因潮汐时间受当地地理条件有所变化，略)

11、当日食、月食发生日，时针和月针与太阳光线(或连结0点到5点的径线)愈接***行直线时，你所在区域能见度机率就越大。

12、白天，将手表垂放表面朝面部，“5”刻度点正对太阳(在不论南北纬时需确定太阳移向与时针动向相反)，时针所指方向就是南方。晚上，将手表垂放表面朝面部，月针正对月亮(在不论南北纬时需确定月亮移向与时针动向相反)，时针所指方向就是南方。

                                表1

行	24×60×66进制				10×100×100进制(d时.d分、d秒单位)
										A	两次日出的间隔(地球时)	时钟显示	合计秒数	天体名称	两次日出的间隔(地球时)	时钟显示(地球时)	合计天文秒	行星秒比值	行星日标准值
W	176.0000天	176.00:00′00″	15206400″	水星Water	176.0000天	175.0:00′00″	17600000″	176    W	100000d秒
										H	117.0000天	117.00:00′00″	10108800″	金星Hesper	117.0000天	117.0:00′00″	11700000″	117    H	100000d秒
D	29.5300小时	29.12:43′12″	2551392″	(月球)Diana	29.5300天	29.5:30′00″	2953000″	29.53  D	100000d秒
										E	24.0000小时	1.00:00′00″	86400″	地球Earth	10.0000d小时	1.0:00′00″	100000″	1      E	100000d秒
M	24.6300小时	1.0:37′48″	88668″	火星Mars	10.2625d小时	1.0:26′25″	102625″	1.02625M	100000d秒
										J	9.8400小时	0.09:50′24″	35424″	木星Jupiter	4.1000d小时	0.4:10′010″	41000″	0.41	100000d秒
S	10.2300小时	0.10:13′48″	36828″	土星Saturn	4.2625d小时	0.4:26′25″	42625″	0.42625S	100000d秒
										U	7.2400小时	0.17:14′24″	62064″	天王星Vranus	7.1834d小时	0.7:18′34″	71834″	0.71834U	100000d秒
N	16.1100小时	0.16:06′36″	5796″	海王星Neptune	6.7125d小时	0.6:71′25″	67125″	0.67125N	100000d秒
										P	6.3900天	6.09:21′36″	552096″	冥王星Pluto	6.3900天	6.3:90′00″	639000″	6.39   P	100000d秒
L					天文时间单位		函数	变量	常量
										列	1	2	3	4	5	6	7	8	9

Claims (9)

1、一种行星太阳日十进制计时装置，其特征在于，表盘(10)上设有根据太阳日定义的秒针(11)、分针(12)及时针(13)，其针轴设于表盘中心，且时针刻度标在对应于天体纬度圆的圆周线(14)上，秒针和分针刻度标在对应于天体赤度圆的圆周线(15)上；将时针圆周线分10等分标识刻度，每等分圆心角为36°，每等分的扇形区对应于各相隔1小时的时区区域，并将分、秒针圆周线分100等分标识刻度，上述秒、分、时针均向传统表的反时针方向作圆周循环运动，其中秒针走一圈为100秒，分针走一圈为100分钟，时针走一圈为10小时。

2、根据权利要求1所述的行星太阳日十进制计时装置，其特征在于，所述太阳日按十进制划分，一个太阳日为10小时，每1小时为100分钟，每分钟为100秒，其中小时由0～9十位数或刻度组成；分由0～99的100位数或刻度组成；秒由0～99的100位数或刻度组成，在计时装置显示面板上标注有用于区分太阳日与传统24×60×60制式之小时、分、秒的字母d，即：

每1太阳日=10d小时(dh)

         =10×100d分=1000d分(dmin)

         =10×100×100d秒=100.000d秒(ds)，

地球一个“平太阳日”的十万分之一时间间隔为一个天文秒。

3、根据权利要求1所述的行星太阳日十进制计时装置，其特征在于，“0”秒、“0”分、“0”时位置设在表盘正下方，其相对应的0～9小时刻度值和0～99分秒刻度值排序相同。

4、根据权利要求1所述的行星太阳日十进制计时装置，其特征在于，在表盘上设有由时针每满10小时前移1刻度值的月相指示针(16)及与之相对应的月相标识或农日历刻度环(17)，其起止刻度位于表盘上方，且转动方向与秒针、分针、时针运动方向一致。

5、根据权利要求4所述的行星太阳日十进制计时装置，其特征在于，月相标识或农日历刻度环(17)设在分、秒共用刻度的天体赤度圆的圆周线(15)之外，秒针、分针、时针、月针之轴心均在同一轴线上。

6、根据权利要求1所述的行星太阳日十进制计时装置，其特征在于，在针轴上还设有全球十时区同步运行对照显示经度转盘(20)，该转盘与时针可单独调动；转盘外圈刻有将360°经度十等分的刻度(21)，每一等分为一个时区，覆盖36°圆心角投影面。

7、根据权利要求6所述的行星太阳日十进制计时装置，其特征在于，经度转盘(20)近边缘刻有将360°经度一百等分的刻度，每一份为3.6°圆心角，转盘与时针每10分钟同步前移1刻度，在转盘扇形时区中可标注区内主要城市地名，并将该城市对应的经度在经度环上用色线标出。

8、根据权利要求6所述的行星太阳日十进制计时装置，其特征在于，时针(13)与经度转盘时区相错开的几何位置可对应时、分、秒刻度线同步显示、实时换算全球十个时区的时间和时差。

9、根据权利要求2所述的行星太阳日十进制计时装置，其特征在于，该装置的太阳日十进制时间可采用全数字显示。