天文月相表的專利創(chuàng)新

王雷國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局知識(shí)產(chǎn)權(quán)發(fā)展研究中心副研究員

天文表英語(yǔ)稱作"astrolabes"，除了我們熟悉的顯示月亮陰晴圓缺的月相變化，日出日落、行星圖、地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道平面與天球相交的大圓的黃道（ecliptic）都是這項(xiàng)功能顯示的內(nèi)容。

天文表這樣的功能，不指示日期，不顯示發(fā)條動(dòng)力，不以聲音報(bào)時(shí)，不能計(jì)算運(yùn)動(dòng)物體速度，但就是那么多表上有這么個(gè)功能。天文表的原理也并不復(fù)雜，也就是說(shuō)不算手表的復(fù)雜機(jī)構(gòu)?；驹砣缭孪啾碇皇前匆欢ǖ膫鲃?dòng)比增加了一些齒輪及調(diào)校裝置而已。在表盤上開(kāi)一“半月形”窗口，月相盤通常是做成深藍(lán)底色的，上面有兩組對(duì)稱的圖案，兩個(gè)圓圓的月亮，中間還會(huì)夾雜著滿天星空。與表盤窗口配合，隨著月相盤緩慢移動(dòng)，上弦月、滿月和下弦月依次發(fā)生。最典型的月相盤輪齒是59個(gè)，每天會(huì)被撥動(dòng)一個(gè)齒，這樣每一組月相圖案的運(yùn)行周期是29.5天，象征著月相周期。

但通過(guò)專利檢索發(fā)現(xiàn)對(duì)天文表的研發(fā)還是很熱的，寶璣有6件專利研發(fā)月相技術(shù)，百達(dá)翡麗有4件（百達(dá)翡麗官方宣傳總共只有70多項(xiàng)專利），朗格有2件，雅典有4件等等，而專利總數(shù)達(dá)到340余件和硅質(zhì)擒縱的專利數(shù)量差不多，是很興旺發(fā)達(dá)的技術(shù)研發(fā)方向。下面就掛一漏萬(wàn)介紹幾款代表性的產(chǎn)品和專利技術(shù)。

一、百達(dá)翡麗星月組合蒼穹圖瑞士專利CH688171

天文月相表里最有名的莫過(guò)于百達(dá)翡麗的星月組合蒼穹圖的設(shè)計(jì)。瑞士專利CH688171，申請(qǐng)于1994年11月21日，發(fā)明人是百達(dá)翡麗著名的技術(shù)人員FAORO DIDIER。蒼穹圖顯示專利CH688171，此件瑞士專利申請(qǐng)于1994年。

百達(dá)翡麗5002蒼穹圖專利CH688171

這項(xiàng)月相設(shè)計(jì)采用了多盤重疊，月向盤、星象盤分開(kāi)，不但顯示月相的陰晴圓缺，還通過(guò)玻璃（8）的旋轉(zhuǎn)顯示天空星象的變化，實(shí)際是兩套差動(dòng)顯示盤齒輪及調(diào)校裝置的組合，但兩套組合實(shí)現(xiàn)了星和月變化的同時(shí)顯示，效果1＋1>2。此裝置包括基板（20）上面覆蓋月相盤（22），月向盤可以旋轉(zhuǎn)并帶有一個(gè)孔（31），通過(guò)孔顯示月亮月相變化。行星系運(yùn)動(dòng)由兩個(gè)行星輪（44、49）驅(qū)動(dòng)月相輪（38），月相輪顯示月亮循環(huán)中月亮的圖像。同樣旋轉(zhuǎn)的天相盤（11）安裝在月向盤頂端并且旋轉(zhuǎn)顯示蒼穹，同時(shí)玻璃（8）覆蓋天相盤，其上負(fù)載有指示設(shè)定地理區(qū)域蒼穹可視區(qū)域的標(biāo)記。這樣的設(shè)計(jì)可以說(shuō)開(kāi)了一代潮流，后續(xù)梵克雅寶等廠家也推出類似產(chǎn)品。

二、寶珀中華歷（Chinese calendar）月相技術(shù)歐洲專利EP1677165

天文月相腕表中另一著名產(chǎn)品就是寶珀的中華歷（China Calendar），可以在表盤上顯示陰歷（農(nóng)歷）。陰歷的朔望月對(duì)應(yīng)月亮圓缺變化的周期，與地球上漲潮落潮對(duì)應(yīng)，與航海、捕魚有密切的關(guān)系，對(duì)人們夜間的活動(dòng)有較大的影響，同時(shí)在宗教上月相也占有重要位置。至今幾乎全世界所有華人及朝鮮、韓國(guó)和越南及早期的日本等國(guó)家，仍使用農(nóng)歷來(lái)推算傳統(tǒng)節(jié)日如春節(jié)、中秋節(jié)、端午節(jié)等節(jié)日。

寶珀歐洲專利EP1677165，發(fā)明人VUILLEUMIER ALAIN和MEYLAN FREDERIC。申請(qǐng)于2004年12月30日。同族專利覆蓋美國(guó)、日本、韓國(guó)、奧地利、中國(guó)香港地區(qū)。在這么多國(guó)家和地區(qū)申請(qǐng)專利是很貴的。

實(shí)現(xiàn)設(shè)置陰歷萬(wàn)年歷有幾大困難：

1. 現(xiàn)有日歷是基于儒略歷（Julian）或格里（Gregorian）歷，時(shí)針轉(zhuǎn)兩圈也就是24小時(shí)，對(duì)應(yīng)跳歷一天。而中國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)歷并不等于整數(shù)天，時(shí)輪推動(dòng)的比例都需要改變。

2. 農(nóng)歷年不是用4位數(shù)字代表，而是用包含天干和地支的組合名稱來(lái)標(biāo)識(shí)，比如船票最值錢的2012年就表示為壬辰年。所謂十個(gè)天干，就是我們熟悉的甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。學(xué)習(xí)化學(xué)為有機(jī)物定名也是使用天干，比如決定汽油標(biāo)號(hào)的辛烷就是有8個(gè)碳的烷烴。所謂地支，也是我們非常熟悉的子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。 十二生肖的子鼠、丑牛、寅虎、卯兔、辰龍、 巳蛇、午馬、未羊、申猴、酉雞、戌狗、亥豬，就是用地支表示。農(nóng)歷年的名稱以60年為一個(gè)周期重復(fù)，也就是常說(shuō)的一個(gè)甲子。

寶珀月相的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是月亮顯示的開(kāi)口形狀，兩個(gè)對(duì)稱的圓形凸起。通過(guò)這兩個(gè)凸起的圓形正好遮擋圓形的月相形狀展現(xiàn)出月亮盈虧的朔望變化。

實(shí)現(xiàn)陽(yáng)歷的萬(wàn)年歷的基本原理就是根據(jù)4年48個(gè)月的平閏年周期，設(shè)計(jì)了48齒程序齒輪。這次為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)歷萬(wàn)年歷，專門設(shè)計(jì)出了包含19個(gè)角扇區(qū)的長(zhǎng)凸輪，這些角扇區(qū)的的高度不同代表了12個(gè)或13個(gè)的陰歷月份。

在這款設(shè)計(jì)中，還包括分別的天干和地支顯示，組合形成一個(gè)甲子60年周期內(nèi)的紀(jì)年。

三、以復(fù)雜見(jiàn)長(zhǎng)的雅典月相技術(shù)

雅典的天文月相技術(shù)很有特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了4盤聯(lián)動(dòng)顯示，并且還有很新奇的可以計(jì)算潮汐的月相表。

1. 多達(dá)四盤聯(lián)動(dòng)顯示的月相瑞士專利CH658763

瑞士專利CH658763申請(qǐng)于1985年3月5日，發(fā)明人是大名鼎鼎的哲學(xué)博士出身的OECHSLIN LUDWIG 以及GIGER URS和SPOERING JOERG。

雅典的這件專利目的是如何把星象這一之前通常用于座鐘的功能在腕表上實(shí)現(xiàn)，要作的小而且堅(jiān)固、精準(zhǔn)、耐用。為此雅典制作了微小精密的齒輪并精心設(shè)計(jì)排布了差動(dòng)傳動(dòng)關(guān)系。在這項(xiàng)設(shè)計(jì)中雅典采用了多達(dá)四層的顯示盤7到10顯示日月運(yùn)轉(zhuǎn)和星象變化，如此復(fù)雜的傳動(dòng)關(guān)系設(shè)計(jì)是非常困難的，能夠?qū)崿F(xiàn)出來(lái)絕對(duì)是精彩之作。顯示盤通過(guò)行星齒輪（19）推動(dòng)通過(guò)滾軸軸承旋轉(zhuǎn)在支承環(huán)（11）之中旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)力由位于C部分的發(fā)條提供，同步驅(qū)動(dòng)行星齒輪（21、2 2），顯示變化的速度根據(jù)差動(dòng)齒輪的齒數(shù)設(shè)定。

2. 通過(guò)日相月相推算潮汐的歐洲專利EP1525515

歐洲專利EP1525515 申請(qǐng)于2002年7月31日， 發(fā) 明 人 仍 為OECHSLIN LUDWIG博士。實(shí)現(xiàn)月相、日相、星象、潮汐等四盤聯(lián)動(dòng)，第一盤（2）帶有月相（20），第二盤（3）帶有表示明暗的標(biāo)記（30），每個(gè)盤都可以繞軸旋轉(zhuǎn)，通過(guò)齒輪（402、204、201、403、304、301、303）推動(dòng)。7個(gè)齒輪的組合使得齒輪的傳動(dòng)比可以精確調(diào)教，確保高精度顯示月相。附加盤（4）帶有日相（40）同樣由齒輪（402、204、201、403、304、301、303）推動(dòng)。潮汐顯示盤帶有四種潮汐狀態(tài)顯示（21、22、41、42）測(cè)定潮汐漲落。