專利名稱：電波鐘的機芯控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及機芯控制系統(tǒng)(Movement Control System)，尤指一種應用于電波鐘(Radio Clock，R/C)的機芯控制系統(tǒng)，用以控制時、分、秒針的運轉與歸零定位。
背景技術：
電波鐘基本上以時、分、秒針齒輪的機械式時鐘為基礎，還增加了接收無線電長波信號、數(shù)據(jù)處理、自動校正的功能結構，如此便可接收地面發(fā)射站以長波發(fā)送的標準時間信息，電波鐘在接收到這一精確的時碼后，經微處理器處理，即可自動校正電波鐘的走時誤差，使每個電波鐘的走時都受統(tǒng)一精確的時碼控制，從而實現(xiàn)了所有電波鐘高精度的計量時間和顯示時間的一致性。
請參閱圖1所示，電波鐘包含有微型天線11、接收芯片12、微處理器13與機芯控制系統(tǒng)14的基本結構。接收芯片12通過天線11接收標準時間信息并進行解調再送至微處理器13，微處理器13處理所有對時的工作。至于機芯控制系統(tǒng)14則負責所有時、分、秒針運轉與定位的任務，當電波鐘啟動對時功能時，一般是將時、分、秒針初始化至零時零分零秒的位置，然后參考微處理器13所擷取的標準時間信息，再控制時、分、秒針的位置使其與標準時間信息同步，完成對時工作。對于將時、分、秒針初始化的定位動作，主要是利用光電元件來判斷時、分、秒針齒輪是否位于定位點的方式來實施。
一般電波鐘機芯控制系統(tǒng)是由單馬達驅動秒針齒輪，再經由減速齒輪帶動分針齒輪，分針齒輪經由減速齒輪帶動時針齒輪，并由一光電元件來檢測時、分、秒針齒輪是否位于定位點的結構來實現(xiàn)。假設于一點整啟動對時功能，則該秒針需環(huán)行660周方能將時、分、秒針歸為零時零分零秒，即該秒針需環(huán)行660周方能將時、分、秒針定位至零點整，可謂十分費時，沒有效率。此外，另有電波鐘機芯控制系統(tǒng)是由雙馬達驅動并設有單一光學感測元件，先進行秒針歸零，再進行時分針歸零，速度比單馬達快但還是不夠迅速。因此，如何節(jié)省定位時間以提升效率是目前電波鐘面對的一大課題。

發(fā)明內容
本實用新型的目的是提供一種應用于電波鐘的機芯控制系統(tǒng)，以使時、分、秒針快速且精準定位，節(jié)省定位時間，提升效率。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種應用于電波鐘的機芯控制系統(tǒng)，其包含一第一步進馬達；一第二步進馬達，與該第一步進馬達之間是各自獨立運作；一秒針齒輪組，由該第一步進馬達所驅動，該秒針齒輪組所帶動的最后一個齒輪外緣于轉動方向上依序設有連續(xù)多個可透光的穿孔；一時分針齒輪組，由該第二步進馬達所驅動，該時分針齒輪組包含至少三個齒輪，其中一分針齒輪經由至少一個減速齒輪而帶動一時針齒輪，該分針齒輪與該時針齒輪平行運轉并相互重迭，該分針齒輪外緣轉動方向上設有連續(xù)多個相同、可透光的穿孔，以及該時針齒輪外緣，相對于該分針齒輪的所述多個穿孔的位置，設有一個可透光的穿孔，該時針齒輪上的穿孔大小大于或等于該分針齒輪上的穿孔大小；以及一第一光學感應元件，設于該秒針齒輪組所帶動的最后一個齒輪外緣的一側，檢測該齒輪的穿孔是否到定位點并產生相對應的位準信號；以及一第二光學感應元件，設于該時分針齒輪組的該分針齒輪與該時針齒輪外緣的一側，用來檢測該分針齒輪的穿孔與該時針齒輪的穿孔是否同時到定位點并產生相對應的位準信號。
該秒針齒輪組所帶動的最后一個齒輪外緣于轉動方向上依序設有連續(xù)兩個可透光的穿孔，以及該分針齒輪外緣轉動方向上設有連續(xù)四個相同、可透光的穿孔。
所述應用于電波鐘的機芯控制系統(tǒng)還包含一光電開關固定架，通過該光電開關固定架，使該第一光學感應元件與該第二光學感應元件在嵌入時，分別快速找到該秒針齒輪上與該時分針齒輪上的穿孔的相對位置。
該第一光學感應元件與該第二光學感應元件焊接于一電路板。
該電路板為一印刷電路板。
該第一光學感應元件與該第二光學感應元件以接線方式連接至該電波鐘的一內部電路。
也就是說，本實用新型提供的應用于電波鐘的機芯控制系統(tǒng)，其包含兩個步進馬達、兩個齒輪組與兩個光學感應元件。兩個步進馬達各自獨立運作并且各自驅動一個齒輪組。兩個齒輪組，即秒針齒輪組與時分針齒輪組，其中時分針齒輪組包含至少三個齒輪，分針齒輪經由至少一個減速齒輪而帶動時針齒輪。秒針齒輪組所帶動的最后一個齒輪外緣于轉動方向上依序設有連續(xù)多個可透光的穿孔；時分針齒輪組中，分針齒輪與時針齒輪平行運轉并相互重迭，分針齒輪外緣轉動方向上設有連續(xù)多個相同、可透光的穿孔，以及時針齒輪外緣，相對于此分針齒輪的多個穿孔的位置，設有一個可透光的穿孔，此時針齒輪上的穿孔大小大于或等于分針齒輪上的穿孔大小。兩個光學感應元件，分別設于秒針齒輪組所帶動的最后一個齒輪外緣的一側以及該時分針齒輪組的該分針齒輪與該時針齒輪外緣的一側，用來檢測齒輪的穿孔是否到定位點并產生相對應的位準信號。
茲配合下列附圖、實施例的詳細說明，將上述及本實用新型的其它目的與優(yōu)點詳述于后。


圖1為電波鐘的結構框圖；圖2為本實用新型電波鐘的機芯控制系統(tǒng)的結構框圖；圖3A為秒針齒輪組與第一光學感應元件的剖面圖；圖3B為秒針齒輪組與第一光學感應元件的俯視圖。
圖4A為時分針齒輪組與第二光學感應元件的剖面圖。
圖4B為分針齒輪組與第二光學感應元件的俯視圖。
圖4C為時針齒輪組與第二光學感應元件的俯視圖。
圖4D為時分針齒輪的穿孔于定位點重迭的俯視圖。
圖5A為秒針齒輪歸零定位時，第一光學感應元件產生的信號時序圖。
圖5B為時分針齒輪歸零定位時，第二光學感應元件產生的信號時序圖。
圖6A為本實用新型電波鐘的機芯控制系統(tǒng)的組合剖面圖。
圖6B為圖6A的立體分解圖。
其中，附圖標記說明如下
11-微型天線；12-接收芯片；13-微處理器；14-機芯控制系統(tǒng)；21-第一步進馬達；22-秒針齒輪組；23-秒針齒輪；24-第一光學感應元件；25-第二步進馬達；26-時分針齒輪組；27-分針齒輪；28-時針齒輪；29-第二光學感應元件；31～37-穿孔；61-印刷電路板；62-光電開關固定架；63-下蓋。
具體實施方式
本實用新型電波鐘的機芯控制系統(tǒng)，如圖2所示，包含兩個步進馬達、兩個齒輪組與兩個光學感應元件。微處理器13通過信號線控制兩個步進馬達，即第一步進馬達21與第二步進馬達25，使其各自獨立運轉。兩個齒輪組，即秒針齒輪組22與時分針齒輪組26，分別由第一步進馬達21、第二步進馬達25所驅動。時分針齒輪組26中的分針齒輪27經由減速齒輪而帶動時針齒輪28，進而使對應的時、分針移動。
此外，時、分、秒針齒輪外緣分別設有可透光的穿孔，如圖3B所示為秒針齒輪的俯視圖，秒針齒輪外緣有連續(xù)兩個可透光穿孔31、32，以及此兩個穿孔之間的間距AB。圖4B和圖4C所示分別為分、時針齒輪的俯視圖，分針齒輪27上設有四個相同可透光的穿孔33～36，而時針齒輪28上設有一個穿孔37，其大小大于或等于穿孔33～36的大小。
又，光學感應元件為一個具有產生發(fā)射光波的發(fā)射端與接收此發(fā)射光波的接收端的元件。第一光學感應元件24，如圖3A所示，設于秒針齒輪組22所帶動的最后一個齒輪23外緣的一側，用來檢測此齒輪的穿孔是否到定位點并產生相對應的位準信號；以及第二光學感應元件29，如圖4A所示，設于時分針齒輪組26的分針齒輪27與時針齒輪28外緣的一側，用來檢測分針齒輪27的穿孔與時針齒輪28的穿孔是否同時到定位點并產生相對應的位準信號。歸零定位時，如圖3A和圖3B所示，秒針齒輪23轉動使穿孔31、32陸續(xù)進入第一光學感應元件24有效檢測范圍。假設第一光學感應元件24檢測不到發(fā)射光波時產生一低位準信號，如圖5A所示，在時間點t1之前皆是低位準信號，當秒針齒輪23的穿孔31抵達定位點時，第一光學感應元件24便能檢測到發(fā)射光波而產生一高位準信號(t1～t2)，秒針齒輪23繼續(xù)轉動，當AB在定位點時，第一光學感應元件24檢測不到發(fā)射光波而產生一低位準信號(t2～t3)，接著，穿孔32抵達定位點時，第一光學感應元件24又產生一高位準信號(t3～t4)，之后，第一光學感應元件24即產生低位準信號。在時間點t2之前，第一步進馬達21以高速運轉，當微處理器13檢測到第一個脈沖(impulse)時，便控制第一步進馬達21降至低速運轉，當檢測到第二個脈沖時，微處理器13通知第一步進馬達21停止運轉，此時秒針指針隨即穩(wěn)定并精確地回到零秒的位置。
至于時、分針齒輪28、27，如圖4A-圖4C所示，兩者平行運轉、上下重迭，就定位時，穿孔37先回到定位點，分針齒輪27繼續(xù)運轉，當穿孔33轉到穿孔37的正上方時(如圖4D)，使透過穿孔33的發(fā)射光波也得以繼續(xù)無阻礙地透過穿孔37，如圖5B所示，第二光學感應元件29便能檢測到發(fā)射光波而產生一高位準信號(t11～t12)，分針齒輪27繼續(xù)轉動，當分針齒輪27遮住穿孔37時，第二光學感應元件29檢測不到發(fā)射光波而產生一低位準信號(t12～t13)，接著，穿孔34轉到穿孔37的正上方時，光學感應元件產生一高位準信號(t13～t14)，以此類推，總共產生四個脈沖。在時間點t12之前，步進馬達以高速運轉，當微處理器13檢測到第一個脈沖時，便控制第二步進馬達25降至低速運轉，當檢測到第四個脈沖時，微處理器13便完全停止第二步進馬達25的運轉，時、分針指針亦穩(wěn)定且精確地回到零時零分的位置，完成時、分針歸至定位點的任務。
本實用新型在制造組裝時，利用一連接于電波鐘下蓋63的光電開關固定架62(如圖6A)，通過此光電開關固定架62，使同時焊接于一印刷電路板(printed circuit board)61的第一光學感應元件24與第二光學感應元件29于嵌入時，可以分別快速找到秒針齒輪23上與時分針齒輪28，27上的穿孔的相對位置，以加速組裝生產速度。圖6B為圖6A的立體分解圖。又，第一光學感應元件24與第二光學感應元件29也可以接線(wiring)方式分別連接至電波鐘的內部電路。
本實用新型電波鐘的機芯控制系統(tǒng)的主要特征在于雙步進馬達、雙感應器使時分針、秒針同時獨立運作，以加速電波鐘完成定位歸零。此外，本實用新型的秒、分針齒輪上的多個穿孔，融合了在歸零定位過程中步進馬達獨特的兩段速設計，齒輪未到定位點之前，馬達高速運轉時以加速定位歸零，接近定位點時，馬達低速轉動，使齒輪減少晃動以收精確定位的效果。所以，本實用新型實際上兼具了快速與精準定位的兩大優(yōu)點。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，當不能以此限定本實用新型實施的范圍。即凡依本實用新型申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應仍屬本實用新型專利涵蓋的范圍內。
權利要求1.一種電波鐘的機芯控制系統(tǒng)，其特征是包含一第一步進馬達；一第二步進馬達，與該第一步進馬達之間是各自獨立運作；一秒針齒輪組，由該第一步進馬達所驅動，該秒針齒輪組所帶動的最后一個齒輪外緣于轉動方向上依序設有連續(xù)多個可透光的穿孔；一時分針齒輪組，由該第二步進馬達所驅動，該時分針齒輪組包含至少三個齒輪，其中一分針齒輪經由至少一個減速齒輪而帶動一時針齒輪，該分針齒輪與該時針齒輪平行運轉并相互重迭，該分針齒輪外緣轉動方向上設有連續(xù)多個相同、可透光的穿孔，以及該時針齒輪外緣，相對于該分針齒輪的所述多個穿孔的位置，設有一個可透光的穿孔，該時針齒輪上的穿孔大小大于或等于該分針齒輪上的穿孔大??；以及一第一光學感應元件，設于該秒針齒輪組所帶動的最后一個齒輪外緣的一側，檢測該齒輪的穿孔是否到定位點并產生相對應的位準信號；以及一第二光學感應元件，設于該時分針齒輪組的該分針齒輪與該時針齒輪外緣的一側，用來檢測該分針齒輪的穿孔與該時針齒輪的穿孔是否同時到定位點并產生相對應的位準信號。
2.如權利要求1所述的電波鐘的機芯控制系統(tǒng)，其特征是該秒針齒輪組所帶動的最后一個齒輪外緣于轉動方向上依序設有連續(xù)兩個可透光的穿孔，以及該分針齒輪外緣轉動方向上設有連續(xù)四個相同、可透光的穿孔。
3.如權利要求1所述的電波鐘的機芯控制系統(tǒng)，其特征是還包含一光電開關固定架，通過該光電開關固定架，使該第一光學感應元件與該第二光學感應元件嵌入并分別找到該秒針齒輪上與該時分針齒輪上之穿孔的相對位置。
4.如權利要求3所述的電波鐘的機芯控制系統(tǒng)，其特征是該第一光學感應元件與該第二光學感應元件焊接于一電路板。
5.如權利要求4所述的電波鐘的機芯控制系統(tǒng)，其特征是該電路板為一印刷電路板。
6.如權利要求3所述的電波鐘的機芯控制系統(tǒng)，其特征是該第一光學感應元件與該第二光學感應元件以接線方式連接至該電波鐘的一內部電路。
專利摘要本實用新型提供一種應用于電波鐘的機芯控制系統(tǒng)，其包含兩個步進馬達、兩個齒輪組與兩個光學感應元件。兩個步進馬達各自獨立運作并各自驅動一個齒輪組。秒針齒輪組的一個齒輪外緣設有連續(xù)多個可透光的穿孔，時分針齒輪組中的分針齒輪與時針齒輪平行運轉并相互重迭，分針齒輪外緣設有連續(xù)多個可透光的穿孔，以及時針齒輪外緣，相對于分針齒輪的穿孔位置，設有一個可透光的穿孔。兩個光學感應元件各設于各齒輪組中有穿孔的齒輪外緣的一側，用來檢測該齒輪的穿孔是否到定位并產生相對應的位準信號。本實用新型獨特的結構設計達成了快速與精準定位的雙重目的。
文檔編號G04C9/00GK2720489SQ20042006789
公開日2005年8月24日 申請日期2004年7月2日 優(yōu)先權日2004年7月2日
發(fā)明者劉載德 申請人:洲晉企業(yè)有限公司