1.本技术属于计时工具技术领域，尤其涉及一种计时机构及手表。
背景技术：
2.目前，表已不再是单一的时间指示工具，而更多的是作为一种饰品为消者所拥有的。以手表为例，手表指针的运行方式一般由手表行星齿轮系统决定，手表一般包括中心齿轮、内齿轮以及行星轮，行星轮分别与内齿轮和中心齿轮啮合，以使得行星轮绕中心齿轮的中心轴线转动，其中，中心齿轮、内齿轮以及行星轮的均为圆形齿轮，即三者的啮合齿面的轮廓均呈圆形，行星轮中心的运动轨迹呈圆形，行星轮与中心齿轮的中心距保持不变，使得行星轮运动的轨迹过于死板单调。
3.随着人们追求新奇特的心理的不断发展，人们已经不再满足现有手表创意性和观赏性差、趣味性低的设计。
技术实现要素：
4.本技术的目的在于提供一种计时机构及手表，旨在解决现有技术中表内的行星轮运动轨迹过于单调进而使表的趣味性不足的技术问题。
5.本技术的第一目的在于提供一种计时机构，包括
6.中心轮组件，包括能够沿自身中心轴线转动的中心齿轮，所述中心齿轮为三阶椭圆齿轮，所述三阶椭圆齿轮具有外啮合齿；
7.外轮组件，包括具有内啮合齿的内齿轮，所述内齿轮为四阶椭圆齿轮，所述中心齿轮与所述内齿轮的中心轴线重合设置；
8.星轮组件，包括具有外啮合齿的行星轮，所述行星轮位于所述中心齿轮和所述内齿轮之间，并分别与所述中心齿轮和所述内齿轮啮合，以使得所述行星轮能够随着所述中心齿轮的转动而绕所述中心齿轮的中心轴线转动；及
9.第一指示组件，包括第一指针，所述第一指针具有连接端和自由端，所述第一指针能够绕所述连接端转动，所述第一指针的转动轴线与所述中心齿轮的所述中心轴线重合设置。
10.进一步地，所述中心齿轮的齿数为：满足关系式z3＝z1n3/n1和的偶数值；
11.所述内齿轮的齿数为：满足关系式
12.所述行星轮的齿数为：满足关系式
13.其中，z1为中心齿轮的齿数；z2为行星轮的齿数；z3为内齿轮的齿数；n1为中心齿轮
的节曲线阶数；n3为内齿轮的节曲线阶数；r1为中心齿轮的节曲线向径；r2为行星轮的节曲线半径；r3为内齿轮节曲线向径；r
3max
为内齿轮节曲线向径的最大值。
14.进一步地，中心齿轮的节曲线方程为：
15.行星轮的节曲线为圆，行星轮的节曲线半径为r2；
16.内齿轮的节曲线方程为：r3＝r1 2r
2 sinμ1，其中，
[0017][0018]
其中，中心齿轮和内齿轮满足的条件为：
[0019]
(1)内齿轮的封闭条件
[0020][0021]
(2)中心齿轮的均布条件
[0022][0023]
其中，θ1为中心齿轮的极角变量；θ3为内齿轮的极角变量；a为中心齿轮的椭圆长轴半径；k为中心齿轮的椭圆偏心率；μ1为中心齿轮的节曲线切线正向与中心齿轮的节曲线向径的夹角。
[0024]
进一步地，所述中心齿轮和所述内齿轮以及所述行星轮之间不发生节曲线干涉的条件为：z2≥2ak。
[0025]
进一步地，z1＝78，z2＝12，z3＝104。
[0026]
进一步地，所述行星轮绕所述中心轮的中心轴线转动的角速度小于所述第一指针转动的角速度。
[0027]
进一步地，所述计时机构还包括机芯，所述机芯具有第一输出端和第二输出端；所述中心轮组件还包括第一传动件，所述中心齿轮与所述第一传动件连接，所述第一传动件与所述第一输出端连接，以驱动所述中心齿轮沿所述中心齿轮的中心轴线转动；所述第一指示组件还包括第二传动件，所述第一指针的所述连接端与所述第二传动件连接，所述第二传动件与所述第二输出端连接，以驱动所述第一指针转动。
[0028]
进一步地，所述第一传动件包括第一传动齿轮，所述第一传动齿轮固定连接于所述中心齿轮的中部，且与所述中心齿轮同心设置，所述第一输出端为齿轮件，所述第一输出端与所述第一传动齿轮啮合，以驱动所述中心齿轮沿所述中心轴线转动；所述第二传动件包括第二传动齿轮，所述第一传动齿轮和所述第二传动齿轮同轴转动，所述第一指针的所述连接端固定连接于所述第二传动齿轮的中心，所述第二输出端为齿轮件，所述第二输出
端与所述第二传动齿轮啮合，以驱动所述第一指针绕所述中心轴线转动。
[0029]
进一步地，所述计时机构还包括固定座，所述固定座的中部设有内凹的安装槽，所述内齿轮连接于所述安装槽。
[0030]
本技术相对于现有技术的有益效果是：与现有技术相比，本计时机构中的中心齿轮采用三阶椭圆齿轮，内齿轮采用四阶椭圆齿轮，使得行星轮中心的运动轨迹呈方形，这与传统的计时机构的圆形轨迹设计相比完全不同，本计时机构的设计带来了更多的创意性。三阶椭圆齿轮、行星轮以及四阶椭圆齿轮在运动时，三者间形成的区域的形状和体积是变化的，在第一指针和行星轮走动的时候更具观赏性和趣味性。
[0031]
本技术的第二目的在于提供一种手表，包括固定结构、壳体和上述的计时机构，所述计时机构设置于所述壳体设有的容纳腔内，所述固定结构与所述壳体固定连接，所述固定结构用于与人体的手腕部连接固定。
[0032]
本技术相对于现有技术的有益效果是：与现有技术相比，本手表在佩戴的过程中，通过对其计时机构中的三阶椭圆齿轮、行星轮以及四阶椭圆齿轮的精心设计，使得三者在运动时，三者间形成的区域的形状和体积是变化的，使本手表的第一指针和行星轮走动的时候更具观赏性和趣味性。
附图说明
[0033]
为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]
图1是本技术实施例提供的一种计时机构的外部结构示意图；
[0035]
图2是本技术实施例提供的一种计时机构在隐藏固定座后的结构示意图；
[0036]
图3是本技术实施例提供的一种计时机构的剖视图；
[0037]
图4是本技术实施例提供的一种计时机构的另一方位的剖视图；
[0038]
图5是图3的爆炸视图；
[0039]
图6是图1的爆炸视图。
[0040]
附图标记说明：1、内齿轮；2、中心轮组件；201、中心齿轮；202、第一传动件；3、第一指示组件；301、第一指针；302、第二传动件；303、连接轴；4、星轮组件；401、行星轮；402、导向盘；5、第一输出端；6、第二输出端；7、固定座；701、安装槽；702、导向槽；703、导向槽侧壁；8、机芯。
具体实施方式
[0041]
下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0042]
在本技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上部”、“下部”、“朝上”、“竖直”、“水平”、“底”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装
置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0043]
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0044]
在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0045]
为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。
[0046]
请参阅图1-6所示，本技术实施例的第一目的是提供的一种计时机构，包括中心轮组件2、外轮组件、星轮组件4以及第一指示组件3；中心轮组件2包括能够沿自身中心轴线转动的中心齿轮201，中心齿轮201为三阶椭圆齿轮，三阶椭圆齿轮具有外啮合齿；外轮组件包括具有内啮合面的内齿轮1，内齿轮1为四阶椭圆齿轮，中心齿轮201位于内齿轮1的中部且与内齿轮1同心设置，即中心齿轮201与内齿轮1的中心轴线重合设置；星轮组件4包括具有外啮合齿的行星轮401，行星轮401为圆齿轮，行星轮401位于中心齿轮201和内齿轮1之间，行星轮401分别与中心齿轮201和内齿轮1啮合，以使得行星轮401绕中心轮的中心轴线转动，即行星轮401能够随着中心齿轮201的转动而绕中心齿轮201的中心轴线转动；第一指示组件3包括第一指针301，第一指针301具有连接端和自由端，第一指针301能够绕连接端转动，第一指针301的转动轴线与中心齿轮201的中心轴线同轴或重合设置。
[0047]
具体地，中心齿轮201能够绕其自身的中心轴线转动，中心齿轮201的中心可与外部动力部件连接，以驱动中心齿轮201转动；中心齿轮201为三阶椭圆齿轮，且中心齿轮201为外齿轮，中心齿轮201的啮合齿位于中心齿轮201的外轮廓面上；中心齿轮201的外轮廓形状呈三角形，三个顶点位置为圆弧过渡，中心齿轮201的中部区域呈镂空设计，有利于减轻中心齿轮201的重量。
[0048]
内齿轮1为固定不动的且设有内啮合面的齿轮，内齿轮1为四阶椭圆齿轮，即内齿轮1的内啮合齿面(内啮合面)的轮廓形状呈方形，方形的四个顶点位置呈圆弧过渡；内齿轮1的外部轮廓呈圆形。
[0049]
行星轮401为圆形的外齿轮，即行星轮401的啮合面(啮合齿)位于行星轮401的外圆周面上，行星轮401分别与中心齿轮201和内齿轮1啮合，当中心齿轮201转动时，能够使得行星轮401在自转的同时围绕中心齿轮201的中心轴线转动，需要强调的是，行星轮401运动的过程中，行星轮401与中心齿轮201之间的中心距在不断地变化，中心齿轮201的运动，既有凸轮运动的特点，又兼具齿轮的特点，行星轮401的运动可以实现特定曲线函数的传动和运行轨迹，替代了传统凸轮和连杆机构，与传统圆柱齿轮相比，主动齿轮(中心齿轮201)与从动齿轮(行星轮401)转角间是一种非线性关系，出现了运动形态上的根本区别。
[0050]
第一指针301为向两端延伸的条状结构件，第一指针301的一端为自由端，另一端
为连接端，连接端设置于中心齿轮201的中心位置，第一指针301能够在连接端转动，第一指针301的转动轴线与中心齿轮201的中心轴线同轴；可理解的，第一指针301的连接端可以转动连接于中心齿轮201的中心部位，第一指针301的连接端可通过外部动力部件连接，以驱动第一指针301转动。
[0051]
其中，当第一指针301代表分针，行星轮401代表时针时，时针的运动轨迹为方形运动轨迹，行星轮401绕中心齿轮201的中心轴线转动的角速度小于第一指针301转动的角速度；可替代地，第一指针301也可代表时针，对应地，行星轮401代表分针，分针的运动轨迹为方形运动轨迹，此时，行星轮401绕中心齿轮201的中心轴线转动的角速度大于第一指针301转动的角速度。行星轮401绕中心齿轮201的中心轴线转动的角速度和第一指针301转动的角速度通过与其各自连接的外部动力部件进行控制。
[0052]
在本实施方式中，本计时机构的内齿轮1的啮合面呈方形，故行星轮401中心的轨迹也是方形，本技术的计时机构与传统手表的圆形指示设计相比完全不同，带来了更多的创意设计。三阶椭圆齿轮、行星轮401和四阶椭圆齿轮在运动时，三者间形成的区域的形状和体积是变化的，在指针走动的时候更具观赏性和趣味性。
[0053]
对于本计时机构中中心齿轮201、内齿轮1以及行星轮401的齿数设计，采用以下设计方法：
[0054]
设定第一指针301代表分针，行星轮401代表时针，时针的运动轨迹为方形运动轨迹，行星轮401绕中心齿轮201的中心轴线转动的角速度小于第一指针301转动的角速度。
[0055]
在由三阶椭圆齿轮(中心齿轮201)、四阶椭圆齿轮(内齿轮1)和行星轮401组成的具有方形走时轨迹的计时机构的核心结构中，对于三阶椭圆齿轮，三阶椭圆齿轮节曲线向径r1的变化周期数为n1，三阶椭圆齿轮节曲线向径r1是由n1段相同的曲线组成的，只要在一段节曲线上轮齿能够均匀分布，则整个三阶椭圆齿轮的节曲线上也一定能够均匀分布，此时一个周期内的齿数z1/n也是整数；对于四阶椭圆齿轮，四阶椭圆齿轮节曲线向径r3变化一个周期的节曲线弧长与r1变化一个周期的弧长是相等的，所以只要三阶椭圆齿轮节曲线上轮齿能均匀分布，四阶椭圆齿轮节曲线上的轮齿也均匀分布。
[0056]
具体地，三阶椭圆齿轮的齿数z1和四阶椭圆齿轮的齿数z3应满足：
[0057]
z3＝z1n3/n1，其中z1应是n1的整数倍。
[0058]
对于为圆齿轮的行星轮401，若假定三阶椭圆齿轮和四阶椭圆齿轮都蜕化成齿数为z1和z3的圆齿轮，则此时行星轮401齿数z2′
应为
[0059]
虽然三阶椭圆齿轮和四阶椭圆齿轮也是z1和z3，但它们的节曲线不是圆，节曲线向径r1、r3的值有变化，因此，可知，
[0060]
在实际应用中，通过适当调整压力角和齿顶高系数，一般z2的最小值可以取到10，而且为了使三阶椭圆齿轮和四阶椭圆齿轮的加工方便，一般要把行星轮401齿数z2做成偶数值，使行星轮401在最大和最小向径时都以轮齿或齿槽与非圆齿轮相啮合，故
[0061]
[0062][0063]
行星轮401齿数z2是至少应该满足关系式的偶数值；而四阶椭圆齿轮齿数z3应该和实际非圆行星齿轮机构可允许的最大向径尺寸相关，若非圆四阶椭圆齿轮最大向径为r
3max
，则可根据如下的关系式来初定z3：
[0064][0065]
故，
[0066][0067]
三阶椭圆齿轮齿数z1是满足式z3＝z
1 n3/n1和的偶数值。
[0068]
以上式中，z1为中心齿轮(三阶椭圆齿轮)的齿数；z2为行星轮的齿数；z3为内齿轮(四阶椭圆齿轮)的齿数；n1为中心齿轮(三阶椭圆齿轮)的节曲线阶数，n1＝3；n3为内齿轮(四阶椭圆齿轮)的节曲线阶数，n3＝4；r1为中心齿轮(三阶椭圆齿轮)的节曲线向径；r2为行星轮的节曲线半径；r3为内齿轮(四阶椭圆齿轮)节曲线向径；r
3max
为内齿轮(四阶椭圆齿轮)节曲线向径的最大值。
[0069]
进一步地，对于三阶椭圆齿轮、四阶椭圆齿轮以及行星轮401的节曲线方程进行如下设计，
[0070]
三阶椭圆齿轮的节曲线方程为：
[0071][0072]
行星轮401的节曲线为圆，半径为r2。
[0073]
四阶椭圆齿轮的节曲线方程为：
[0074]
r3＝r1 2r
2 sinμ1[0075][0076]
三阶椭圆齿轮和四阶椭圆齿轮应满足条件：
[0077]
(1)、四阶椭圆齿轮的封闭条件
[0078]
[0079]
(2)、轮齿均布条件
[0080][0081]
以上式中：θ1为中心齿轮的极角变量；θ3为内齿轮的极角变量；a为中心齿轮的椭圆长轴半径；k为中心齿轮的椭圆偏心率；μ1为中心齿轮的某点的节曲线切线正向与向径r1的夹角；
[0082]
进一步地，行星轮401能够连续传动的条件为：
[0083]
在设计时，应该使非圆的四阶椭圆齿轮的最小向径大于或等于非圆的三阶椭圆齿轮最大向径，即不发生节曲线干涉的条件为：r
3min
≥r
1max
，
[0084]
故，得到
[0085]
z2≥2ak。
[0086]
其中，r
3min
为内齿轮节曲线向径的最小值；r
1max
为中心齿轮的节曲线向径的最小值
[0087]
进一步地，依据上述设计原理，三阶椭圆齿轮、行星轮401以及四阶椭圆齿轮的齿数可以设计为，z1＝78，z2＝12，z3＝104。
[0088]
上述结构设计，能够使行星轮401在中心齿轮201和外齿轮之间运转顺畅，不发生干涉，保证本计时机构运行的平稳和准确。
[0089]
在一个实施例中，参照图2-6所示，计时机构还包括机芯8，机芯8具有第一输出端5和第二输出端6；中心轮组件2还包括第一传动件202，中心齿轮201与第一传动件202连接，第一传动件202与第一输出端5连接，以驱动中心齿轮201沿中心齿轮201的中心轴线转动；第一指示组件3还包括第二传动件302，第一指针301的连接端与第二传动件302连接，第二传动件302与第二输出端6连接，以驱动第一指针301在第一指针301的连接端绕中心轴线转动。
[0090]
具体地，机芯8包括动力部件和传动部件，传动部件为若干相互啮合的齿轮组成的齿轮组，动力部件驱动齿轮组中的齿轮转动，以传递动力。对于本技术的计时机构，机芯8至少具有两个输出端，分别为第一输出端5和第二输出端6，第一输出端5和第二输出端6均为齿轮件，为了描述方便，可称第一输出端5为第一输出齿轮，第二输出端6为第二输出齿轮，参见图2所示，第一输出齿轮和第二输出齿轮为同轴转动齿轮组。
[0091]
第一传动件202包括第一传动齿轮，第一传动齿轮固定连接于中心齿轮201的中部，且与中心齿轮201同心设置，第一输出端5与第一传动齿轮啮合，以驱动中心齿轮201沿中心轴线转动。
[0092]
第二传动件302包括第二传动齿轮，第一传动齿轮和第二传动齿轮同轴转动，第二传动齿轮的中心外凸设有连接轴303，连接轴303的中轴线与中心齿轮201的中心轴线同轴，第一指针301的连接端固定连接于第二传动齿轮的连接轴303上，第二输出端6与第二传动齿轮啮合，以驱动第一指针301绕中心轴线转动。
[0093]
由于第一指针301代表分针，行星轮401代表时针，行星轮401绕中心齿轮201的中心轴线转动的角速度小于第一指针301转动的角速度，故设计第一输出齿轮的齿轮直径小于第二输出齿轮的齿轮直径，对应地，第一传动齿轮的齿轮直径大于第二传动齿轮的齿轮直径。
[0094]
在一个实施例中，参照图6所示，计时机构还包括固定座7，固定座7的中部设有内凹的安装槽701，内齿轮1固定连接于安装槽701内，由于内齿轮1的外轮廓为圆形，故安装槽701为圆形凹槽，安装槽701的深度与外齿轮的厚度一致
[0095]
星轮组件4还包括导向盘402，导向盘402为与行星轮401同轴固定连接的圆盘，导向盘402固定连接于行星轮401的一侧面，且导向盘402的外圆周直径大于行星轮401的外圆周直径，安装槽701的中部还开设有导向槽702，导向槽侧壁703外轮廓形状为与内齿轮1的啮合面形状一致的方形，行星轮401转动的过程中，导向盘402的外圆周面与导向槽侧壁703滚动摩擦，导向盘402的设计，能够使行星轮401运动过程中更加稳定，有利于减小运动过程中产生的噪音，并能够对行星轮401的转动起到导向作用。
[0096]
本技术实施例的第二目的在于提供一种手表，固定结构、壳体和上述的计时机构，计时机构设置于壳体设有的容纳腔内，固定结构与壳体固定连接，固定结构用于与人体的手腕部连接固定。
[0097]
在本实施方式中，上述手表能够佩戴于人的手腕部，使用非常方便，并且本手表中的内齿轮1的啮合面呈方形，故行星轮401中心的轨迹也是方形，本技术手表中的计时机构与传动手表的圆形指示相比完全不同，带来了更多的创意设计，三阶椭圆齿轮、行星轮401和四阶椭圆齿轮在运动时，三者间形成的区域的形状和体积是变化的，在指针走动的时候更具观赏性和趣味性。
[0098]
以上仅为本技术的较佳实施例而已，仅具体描述了本技术的技术原理，这些描述只是为了解释本技术的原理，不能以任何方式解释为对本技术保护范围的限制。基于此处解释，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进，及本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本技术的其他具体实施方式，均应包含在本技术的保护范围之内。