[实用新型]一种基于热胀冷缩原理的免维护钟表

说明书

技术领域

本实用新型涉及机械自动化技术领域，具体涉及一种用了昼夜温差和液体的热胀冷缩原理，将其转化为钟表发条的机械能的一种基于热胀冷缩原理的免维护钟表。

背景技术

在大力提倡绿色能源的今天，社会对能源尤其是电能的需求日益增加，并且在当今社会，人们对时间的精确程度日益提高。时间是每一个现代人所必须的，而钟表作为时间的承载体，与人们的生活更是息息相关。目前使用的钟表主要有两种形式：一种是用电池提供能源的钟表，一种是通过手动上弦提供能量的钟表而目前世界上的钟表。第一种电池钟表虽然耗能不大，但日积月累也是一笔不小的开支，并且电池的回收不当还存在环境污染的风险，据了解我国生产的电池有96%为锌锰电池和碱锰电池，我国的废电池回收率相较世界不少国家来说是比较低的，废旧电池的重金属成分一旦随渗液溢出，就会造成严重的地下水和土壤污染。第二种钟表属于机械钟表，由于需要手动上弦，比较麻烦，再者虽然目前也存在不少机械石英表，但机械表石英表也适用领域小只能在小型手表上使用，无法大规模推广。

众所周知，温差可以使液体产生体积变化，在我国大部分地区，昼夜温差在10℃左右，这个能量完全可以使一些液体发生热胀冷缩，进而大气中的热能转化为机械能储存在发条中将能量以动能的形式利用起来。

发明内容

针对上述技术问题，本实用新型提供了一种基于热胀冷缩原理的免维护钟表，本实用新型利用了昼夜温差和液体的热胀冷缩原理，将其转化为钟表发条的机械能，实现了钟表的免维护的目的，本实用新型不仅可以大量减少电池的使用，节约了电能，减少了废旧电池所造成的环境污染，还可以免去人力上弦的繁琐，充分利用了自然能源，日常使用非常方便。

一种基于热胀冷缩原理的免维护钟表，包括指针模块和为指针模块传递动力的机芯模块，还包括：膨胀动力机构、棘轮传动机构和发条储能机构，所述的膨胀动力机构包括膨胀缸，膨胀缸内设有活塞杆，所述活塞杆的杆体伸入膨胀缸内，活塞杆顶部的输出端伸出膨胀缸外，活塞杆与膨胀缸内壁接触的头部设有密封圈；所述的棘轮传动机构包括棘轮、止动棘爪和主动齿条，所述的棘轮经轮轴安装在机架上，所述的止动棘爪的安装端铰接在机架上，止动棘爪的止动端插入棘轮的轮齿内，所述的主动齿条与棘轮相啮合，主动齿条的底端与活塞杆顶部的输出端同轴固定连接；所述的发条储能机构包括储能发条，储能发条的发条心固定发条轴上，所述的发条轴经轴套与棘轮的轮轴相连接，所述的机芯模块包括为指针模块提供动力的原动轮，储能发条的外端部与原动轮的轮盘固定连接。

通过上述技术方案，本实用新型的免维护钟表主要由指针模块，机芯模块、膨胀动力机构、棘轮传动机构和发条储能机构组成，由于昼夜温度的变化，膨胀动力机构的膨胀缸内膨胀液的体积会发生变化，根据液体的热胀冷缩原理，在液体膨胀或收缩时时会推动活塞杆上下运动，本实用新型的活塞杆的顶部是直接与棘轮传动机构的主动齿条同轴固定连接的，活塞杆往复运动会直接带动主动齿条的往复运动，众所周知，棘轮和止动棘爪之间的配合使棘轮机构具有单向间歇运动的特性，具体地说本技术方案的主动齿条和棘轮都是单向齿，在活塞杆的推动下主动齿条向上运动，此时它们的单向齿互相配合，棘轮开始正常转动；当液体冷缩主动齿条向下运动时，止动棘爪限制了棘轮的反向运动，本技术方案的主动齿条和棘轮使用具有一定弹性形变能力的材料制成，在棘轮被限制转动的同时齿条发生形变克服阻力回复到初始位置，完成一次往复过程，等待下一次推动。动力传递过程如下：温度升高时，膨胀液推动活塞杆向上运动，进而使主动齿条带动棘轮转动，棘轮的轮轴将转动传递给发条轴，发条开始上紧并储存弹性势能，此时与原动轮的轮盘连接的发条外端部有使发条回复形变的趋势，因此会带动轮盘同向转动，由此被主动齿条带动的棘轮通过轮轴和储能发条将动力传递给了原动轮。温度降低时，活塞杆带动主动齿条向下运动，止动棘爪使棘轮不会发生反向转动，不会影响储能发条的能量储备，由此主动齿条的上下运动可以使得棘轮单方向转动，进而持续给钟表上弦，本技术方案中的主动齿条向上运动传递的动力足以提供钟表至少一昼夜的正常工作需要的能量，多余的动力将转化为发条的弹性势能储存起来，由此周而复始，利用每天的昼夜温差就可以转化为发条的机械能，使得钟表不停运转，达到免维护的目的。

进一步，本实用新型所述的膨胀缸的包括底部的储液腔和储液腔相连通的膨胀腔，所述的活塞杆的杆体设在膨胀腔内，且膨胀腔的内径与活塞杆的外径相配合，所述储液腔的内径大于膨胀腔的内径。