Объясните как работает этот механизм настенных часов
 

https://www.ebay.com/itm/163633748491?_ ... noapp=true
Поясните как это работает?

Если не ошибаюсь, принцип работы - как у обычных "годовиков" с крутильным маятником, но скомпонован механизм по-другому. Глобус тут выполняет функцию этого самого крутильного маятника.

Да глобус во время хода крутится....но как осуществляется спуск.....

Нет, это не торсионный часы. В данных часах нет вилки, анкерного колеса. Здесь постоянно вращающейся флажок, нагружен маятником и последний просто вращается вокруг оси флажка. Изменяя противовесом массу маятника, меняется точность хода, более легкий маятник по инерции откланяется дальше от центра оси флажка, часы замедляются, при увеличении ускоряются так как маятник смещается ближе к центру оси флажка.

Не очень понятно что заставляет его крутиться.

Может быть качается?

Секунду погуглил ютюб и https://m.youtube.com/watch?v=rz8Vip54nP8

БРАВО!!!!!!!

Я думаю, что крутиться его заставляет флажок, на который передаётся усилие от пружины через колёса механизма. Маятник тут становится центробежным регулятором, как в граммофоне. меняем длину подвеса глобуса, меняем скорость вращения флажка.

[media]https://www.youtube.com/watch?v=tYddpysq_VA[/media]

[media]https://www.youtube.com/watch?v=Vp8NcvSf9J4[/media]

На последнем видео уже другой привод. Что то среднее между шпиндельным и анкерным спуском. Коронное колесо передаёт импульс маятнику поочерёдно через несколько палет, расположенных на подвесе маятника.

Да, там три палеты

как я и предполагал маятник не крутится, он колеблется по круговой траектории, но не крутится.

Крутится шарик вот в таких часах.

Насколько я понимаю, вверху - карданный подвес физического маятника, а внизу - обычный заводной, описанный в цитате механизм, с вертикальной осью флажка, который постоянно давит на конический маятник.
Регулятором является момент инерции вращающегося физического маятника вкупе с сопротивлением воздуха.
Механизм имеет спиральную улитку для обеспечения постоянства крутящего момента, вращающего флажок при роспуске заводной пружины.

Т.е., по принципу действия механизм коренным образом отличается от обычных часов с "почти математическим" маятником и ближе к механизму метронома - на штанге маятника над его подвесом закреплен дополнительный массивный груз - см. фото.

У этих часов? не видно главного,что должно быть у механических часов-спуска-устройства,которое поддерживает колебания маятника, СЛАБО влияя на его период.
К тому же,у конического маятника нет изохронности обычного маятника.

Ну и? Вы мне пытаетесь описать действие данного спуска? Так я это всё и описал, кроме того, делал несколько каминных с этим же спуском и великолепно знаю как всё это работает.

Отнюдь, поскольку в этих часах, как я понимаю, попросту нет спуска, как такового. Как его нет, например, в солнечных, водяных, песочных часах, часах-свече, цветочных часах, ноктурлабиуме и т.п. Я не увидел в часах из первого сообщения темы "устройства для конкретно импульсного высвобождения энергии."

Ну да, здесь энергия пружины просто испаряется? Это тоже своего рода спуск, можно сказать постоянного действия, энергия тратится на преодоление центробежной силы.

Вы, простите, неправы. Во-первых, центробежная сила - мнимая, т.е., в системе отсчета, связанной с корпусом часов, ее не существует.
Во-вторых, движущийся по окружности маятник удерживается на круговой траектории центростремительной силой, направленной к оси вращения.
В третьих, эта сила не производит никакой, требующей компенсации работы, поскольку ее, силы, направление в любой момент времени перпендикулярно направлению движения маятника.

Энергия пружины в часах первого сообщения темы. не имеющих ни спуска, ни равно иного импульсного регулятора. расходуется, как я понимаю, только на преодоление трения в подвесе маятника и зубчатых передачах.

При случайном уменьшении приложенной к маятнику величины силы на флажке механизма, "глобус" на маятнике опустится ниже, радиус описываемой им траектории=окружности уменьшится, уменьшатся потери энергии на одном обороте маятника на трение его о воздух.
При случайном увеличении силы на флажке, глобус будет двигаться по окружности большего периметра, что увеличит сопротивление воздуха его движению.
Т.е. имеет место саморегулирование (обратная связь) при работе механизма и частота вращения маятника поддерживается постоянной
-------------

Меня, однако, не покидает ощущение, что я чего-то недопонимаю в работе механизма.

Я попытаюсь поразсуждать...
Етот маятник крутится по окружности, ето можно представить как синусоидальное качание обычного маятника по оси Х, которое совершается одновременно с 'косинусоидальнм' качанием етого самого маятника по оси У. Может я неточно и упрощенно выражаюсь, но уверен, что Вы поймете мою мысль...
Еще, как частоты качания по Х и У одинаковые, две качания легко синхронизируют друг друга и движение тяжести - всегда по окружности (или елипсы...) Так, значит есть и резонансная частота, и добротность, и резонанс, и все хорошие явления, на которые основается правильная работа обычных часов с маятником... Только здесь - преимущества - простота 'спуска', неперерывная работа трансмисии, отсуствие ударов и шума... Гениально!!!

Уважаемый Невен,Вы шутите,или,как сейчас говорят,прикалываетесь.(Догадываюсь в чей огород камень.)Но на Форуме много простодушных и легковерных читателей и активистов,они ведь и поверить могут.Тем более такому авторитенному мастеру.

Нет, я вполне сериозно. Зачем, или с кем шутиться?
Если у етого 'спуска' есть недостток, ето трение между флажком и участком на маятнике, в котором он касается. Ткое трение, мне кажется, намного ухудшает добротность колебательной системы. Я понимаю, что если наладить механизм очень точно, так, что ось врашания маятника совпадала с осю вращания флажка, там не будет движение и соотв. трение, но все таки...

Проблема в том, что я в упор не вижу в часах первого сообщения темы никакой колебательной системы - по картинкам и описанию выше уважаемого clockclub - в этих часах ничего не колеблется. Фузейный привод (постоянного усилия) обеспечивает движение груза маятника по окружности и, при этом. угол отклонения трости маятника от вертикали - постоянный.
Движение груза в горизонтальной плоскости с постоянной скоростью, насколько мне очевидно, не является его колебанием. Как не является колебанием. например, движение карусели или патефонной пластинки.

С другой стороны, умом я понимаю, что спуск неизвестной мне конструкции в часах обязан быть!

Да, сначала я не разглядел, что за механизм... Как-то давно видел подобные часы в Политехе. Самому принцип до конца не понятен, но думаю, что дело в сопротивлении воздуха. Когда часы завели, механизм набирает обороты, диаметр окружности, по которой движется глобус, растёт, пока не установится некое равновесие и частота вращения не станет постоянной. А постоянство крутящего момента, как уже сказали, обеспечено фузеей. Точность хода, думаю, регулируется перемещением глобуса вдоль стержня.

На мой взгляд сопротивление воздуха здесь не играет решающей роли.

Скорее дело в весе самого маятника и длине плеча его перемещения.

всё остальное вторично.

А почему тогда такая формула на картинке написана, котороя выражает период колебания? Ета формула, чем она отличается от формулы для периода физического маятника? Оно и есть колебание, круговое колебание конического маятника.
А у грампластинки, у ней есть период колебания???

Невен, спасибо! Я хотел вчера описать действие данного спуска, но после прочтения строк приведённых ниже, желание пропало.

QUOTE=Sashun;5402131]

Энергия пружины в часах первого сообщения темы. не имеющих ни спуска, ни равно иного импульсного регулятора. расходуется, как я понимаю, только на преодоление трения в подвесе маятника и зубчатых передачах.
потери энергии на одном обороте маятника на трение его о воздух.
При случайном увеличении силы на флажке, глобус будет двигаться по окружности большего периметра, что увеличит сопротивление воздуха его движению.
Т.е. имеет место саморегулирование (обратная связь) при работе механизма и частота вращения маятника поддерживается постоянной
-------------

Меня, однако, не покидает ощущение, что я чего-то недопонимаю в работе механизма.[/quote]

Здравствуйте всем.
Есть и у карусели и у грампластинки период колебания (33, 45,77) . Чего все так зациклились на привычном маятнике. Ведь любой циклический поцес можно расматривать как маятник и использовать его в конструкции часов . Например 50 Гц ел. Тока используют с успехом и все к этому привыкли.
Хвала и честь человеку который придумал и воплотил свою идею в этих часах.
А если бы маятник был не коническим а описывал свои движения по 8 , что от этого часы не правильно показывали бы время или есть каноны " только так".
Мой сын 12 лет , по физике у него 8 и то за 10 минут понял как работают эти часы .
Последующие поколения всегда умнее предшественников, у меня на это ушло больше времени.
Давайте мыслить не ординарно , тем более что опыта здесь на форуме у многих более чем достаточно, да и каждый, наверное ,в своей жизни , что то видел "этакое" в часах.
С уважением ко Всем, Александр.

к сожалению, только на английском нашел:

For small angles θ, cos(θ) ≈ 1, and the period t of a conical pendulum is equal to the period of an ordinary pendulum of the same length. Also, the period for small angles is approximately independent of changes in the angle θ. This means the period of rotation is approximately independent of the force applied to keep it rotating. This property, called isochronism, is shared with ordinary pendulums and makes both types of pendulums useful for timekeeping.

"Для маленьких углов θ (угол отклонения нити от вертикали), cos(θ) ≈ 1, и период t конического маятника равен периоду обычного маятника такой же длины. Также, период при маленьких значениях угла, почти не зависит от изменения угла θ в пределах этих маленьких значений. Это значит что период вращения почти не зависит от силы, прилагаемой для поддержания вращения. Это свойство, называемое изохронизмом, является общим с обычными маятниками, и делает оба типа маятников пригодными для использования в часах"

так что да, при маленьких углах отклонения от вертикали система обладает собственной частотой, и даже в вакууме не будет постоянно наращивать обороты

...

А я, старый дурак, занимавший 50 лет назад призовое 2-е место на "Всесоюзной олимпиаде юных физиков" и 3-е на физической Олимпиаде МФТИ, ныне - академик Инженерной академии Украины, специалист в области точного приборостроения, не понимаю, что обеспечивает точность хода в часах первого сообщения темы.
Ибо центробежный регулятор (Джеймс Уатт, 1788 г.) принципиально требуемую для часов точность хода (минуты в сутки) обеспечить не может. Говоря проще. Непостоянство усилия фузейного хода и вязкость масла в цапфах механизма, зависящая от окружающей температуры и скорости окисления, препятствует достижению требуемой точности хода.

[media]https://www.youtube.com/watch?v=xU7fqkaE6f0[/media]

Но, как дорогая игрушка - часы исключительно красивы.

[media]https://www.youtube.com/watch?v=LqkweqJNrXk[/media]

В этом видео на отметке времени 1 мин. 12 секунд видно, что часы имеют дополнительный регулятор - колесо вращается явно неравномерно.

Схема и описание механизма кругового конического маятника см. рис.
Расчет (машинный перевод с немецкого) - http://ru.knowledgr.com/01779791/КоническийМаятник
Глава "Центробежные часы и часы с коническим маятником" в книге "Рассказы о физиках и математиках" - стр.110-118 https://coollib.net/b.usr/Semyon_Gri...atematikah.pdf . В т.ч. перевод на русский язык "Пятая часть «Маятниковых часов», содержащая другую конструкцию часов с использование кругового движения маятников и теоремы о центробежной силе" - глава о коническом маятнике из книги Х.Гюйгенса 1659 г. - известно, что Гюйгенс самостоятельно изобрел эти часы 5 октября 1659 г.

это из-за того, что часы неровно стоят - центр оси поводка не находится строго под точкой подвешивания маятника, поэтому часть оборота острие маятника идет по малому радиусу поводка, часть - по большому, отсюда и неравномерная угловая скорость поводка

Товарищ академик, а я сделаю последную попытку...

Представьте, что камень висит на длинной веревке... Теперь, приведем его в движение. Колебается? Да, колебается... А какую фигуру он описывает? Елипсу, да еще и она вращается...
А почему елипсу, мы желаем, чтобы он качался в одной плоскости! Да, но заставить его качатся только в одной плоскости - трудно! Точно так трудно, как и заставить его качаться по идеальной окружности...А почему нам нужно чтобы в одной плоскости??? А, так получим регулятор, который обеспечит высокоточную работу часов... А что, если не качается в плоскости? Тогда он будет колебатся неточно??? Или не буде колебатся , а крутиться??? А какая здесь разница?
Какая разница... Когда он крутится, значит там центробежная сила, она уравновешивает притяжение к центру, здесь все может понять даже 12 летний мальчик, значит ето простой центробежный регулятор, который для часов не подойдет!!!

Ну, может и по другому... Конический маятник - ето простой физический маятник, который совершает одновременные синусоидальные колебания в две взаимоперпендикулярные плоскости, ети колебания дефазиррованны друг от друга на 90 гр. и у них амплитуда одинаковая... Как результат, по случайность, получается так, что груз маятника крутиться по окружность в одну плоскость... Ну, где пропала здесь центробежная сила??? Не знаю, вроди ее нет... А! Теперь, можно ли считать, что ето не есть центробежный регулятор, и возможно изпользовать его в высокоточных часов??? Не знаю, можем спросить у академика...

Совершенно верно! Не подойдет потому, что центробежный регулятор 2-го рода, т.е. круговой конический маятник, не может обеспечить требуемую для часов точность хода из-за неравномерности усилия фузейного привода и переменного трения в механизме часов.
Уважаемый nevenbekriev! Ваши рассуждения о частоте колебаний, их амплитуде и уравновешивании сил . совершенно верны!
Поэтому упомянутый центробежный регулятор в течение более 200 лет после его изобретения нашел применение только в бытовых часах, и механизмах, не требующих высокой точности хода.
Точные же механические часы - точнее 1-2 мин. в сутки - обязательно имеют спуск той или иной конструкции.

Читаю и продолжаю утверждать, что дело в сопротивлении воздуха. Нет здесь никакого колебательного процесса, есть равномерное вращение по окружности. Точности хода от такого механизма добиться нереально, потому распространения он и не получил. Если бы маятник висел не на "карданном шарнире", а на шарнире с одной степенью свободы и очень небольшой возможностью колебаться в другой плоскости - теория уважаемого Невена могла бы сработать.

Именно так. Я бы даже уточнил - более или менее похожее на равномерное движение по окружности. Из-за трения в самом механизме и трения вилки (флажка) конического кругового маятника о его стержень движение принципиально не может быть равномерным - стержень маятника совершает нерегулируемые никак малые смещения, приближаясь и отдаляясь от оси вращения в пределах одного оборота.
Эти, вызванные трением, малые смещения - автоколебательные - такие же, как колебания скрипичной струны при движении по ней смычка. В частности из-за них часы с коническим круговым маятником имеют значительную погрешность хода.

Интересная для меня тема (я физик по профессии, хотя занимаюсь не прикладной механикой, а ядерной физикой, но это не столь важно).

Недавно мне попался вот такой экземпляр — Briggs Rotary (часы на фото). Пока что, после регулировки, наблюдаю за ними уже несколько дней: часы не отстают более чем на минуту.

Вопрос периода вращения, конечно, простой, если вращение равномерное. Как уже писали выше:

m·4·π²·R/T² = (m·g/cos(φ))·sin(φ),

где радиус окружности движения R = L·sin(φ), а m·g/cos(φ) — это натяжение нити. Из этого получается искомый период (он уже был приведён выше).

А вот вопрос точности, или того, что именно контролирует точность хода, по-видимому, главный и не такой простой, по крайней мере для меня. Если эта тема кому-то ещё интересна, можно было бы подумать над этим и что-нибудь написать.

На вскидку, равновесный радиус окружности R может немного меняться от раза к разу, так как существует статическое трение. Можно предположить, что R не меняется во время хода, но за счёт статического трения может варьироваться при запуске. Само трение, точнее его максимальное значение, зависит от качества поверхностей и силы, с которой флажок давит на маятник. Эта сила определяется, вероятно, сопротивлением воздуха или другими малыми силами, и должна быть небольшой.

Предположу, что точность данных часов будет сильно зависеть от равномерности усилия приводной пружины в течении запаса хода часов. Этот узел скрыт, но скорее всего, в нём нет никаких регуляторов в виде фузеи или близкой по смыслу механики. Всё верно Вы указали - пружина "уравновешивается" передаточным отношением колёс, трением осей и инерцией маятника. Но при классическом маятнике пружина работает только половину периода, а здесь движение непрерывное. Т. е. теоретически, при одинаковых пружинах классический маятник будет точнее, т. к. запас хода пружины будет в 2 раза больше. Соответственно и падение усилия на пружине будет меньше. Поэтому врятли стоит ожидать от данного механизма хронометрической точности.

Ну и не забываем про маятник Фуко :)
https://yandex.ru/video/touch/previe...90172807204898

Мой экземпляр имеет эмблему Baeuerle (в виде наклейки). Если не ошибаюсь, это не оригинальные (старые) часы, а более поздняя репродукция, примерно 1950-х годов. В интернете чаще встречаются похожие часы от Horolovar Company (New York).

Оставлю здесь статью "John C. Briggs and Rotary Pendulum Clocks" Чарльза Теруиллиджера - возможно, кому-то будет интересно. Насколько я понимаю, автор возглавлял компанию Horolovar в Нью-Йорке, которая получила известность благодаря торсионным маятниковым часам.