天文月相表的专利创新

王雷国家知识产权局知识产权发展研究中心副研究员

天文表英语称作"astrolabes"，除了我们熟悉的显示月亮阴晴圆缺的月相变化，日出日落、行星图、地球绕太阳公转的轨道平面与天球相交的大圆的黄道（ecliptic）都是这项功能显示的内容。

天文表这样的功能，不指示日期，不显示发条动力，不以声音报时，不能计算运动物体速度，但就是那么多表上有这么个功能。天文表的原理也并不复杂，也就是说不算手表的复杂机构。基本原理如月相表只是按一定的传动比增加了一些齿轮及调校装置而已。在表盘上开一“半月形”窗口，月相盘通常是做成深蓝底色的，上面有两组对称的图案，两个圆圆的月亮，中间还会夹杂着满天星空。与表盘窗口配合，随着月相盘缓慢移动，上弦月、满月和下弦月依次发生。最典型的月相盘轮齿是59个，每天会被拨动一个齿，这样每一组月相图案的运行周期是29.5天，象征着月相周期。

但通过专利检索发现对天文表的研发还是很热的，宝玑有6件专利研发月相技术，百达翡丽有4件（百达翡丽官方宣传总共只有70多项专利），朗格有2件，雅典有4件等等，而专利总数达到340余件和硅质擒纵的专利数量差不多，是很兴旺发达的技术研发方向。下面就挂一漏万介绍几款代表性的产品和专利技术。

一、百达翡丽星月组合苍穹图瑞士专利CH688171

天文月相表里最有名的莫过于百达翡丽的星月组合苍穹图的设计。瑞士专利CH688171，申请于1994年11月21日，发明人是百达翡丽著名的技术人员FAORO DIDIER。苍穹图显示专利CH688171，此件瑞士专利申请于1994年。

百达翡丽5002苍穹图专利CH688171

这项月相设计采用了多盘重叠，月向盘、星象盘分开，不但显示月相的阴晴圆缺，还通过玻璃（8）的旋转显示天空星象的变化，实际是两套差动显示盘齿轮及调校装置的组合，但两套组合实现了星和月变化的同时显示，效果1＋1>2。此装置包括基板（20）上面覆盖月相盘（22），月向盘可以旋转并带有一个孔（31），通过孔显示月亮月相变化。行星系运动由两个行星轮（44、49）驱动月相轮（38），月相轮显示月亮循环中月亮的图像。同样旋转的天相盘（11）安装在月向盘顶端并且旋转显示苍穹，同时玻璃（8）覆盖天相盘，其上负载有指示设定地理区域苍穹可视区域的标记。这样的设计可以说开了一代潮流，后续梵克雅宝等厂家也推出类似产品。

二、宝珀中华历（Chinese calendar）月相技术欧洲专利EP1677165

天文月相腕表中另一著名产品就是宝珀的中华历（China Calendar），可以在表盘上显示阴历（农历）。阴历的朔望月对应月亮圆缺变化的周期，与地球上涨潮落潮对应，与航海、捕鱼有密切的关系，对人们夜间的活动有较大的影响，同时在宗教上月相也占有重要位置。至今几乎全世界所有华人及朝鲜、韩国和越南及早期的日本等国家，仍使用农历来推算传统节日如春节、中秋节、端午节等节日。

宝珀欧洲专利EP1677165，发明人VUILLEUMIER ALAIN和MEYLAN FREDERIC。申请于2004年12月30日。同族专利覆盖美国、日本、韩国、奥地利、中国香港地区。在这么多国家和地区申请专利是很贵的。

实现设置阴历万年历有几大困难：

1. 现有日历是基于儒略历（Julian）或格里（Gregorian）历，时针转两圈也就是24小时，对应跳历一天。而中国传统农历并不等于整数天，时轮推动的比例都需要改变。

2. 农历年不是用4位数字代表，而是用包含天干和地支的组合名称来标识，比如船票最值钱的2012年就表示为壬辰年。所谓十个天干，就是我们熟悉的甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。学习化学为有机物定名也是使用天干，比如决定汽油标号的辛烷就是有8个碳的烷烃。所谓地支，也是我们非常熟悉的子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥。 十二生肖的子鼠、丑牛、寅虎、卯兔、辰龙、 巳蛇、午马、未羊、申猴、酉鸡、戌狗、亥猪，就是用地支表示。农历年的名称以60年为一个周期重复，也就是常说的一个甲子。

宝珀月相的一个显著特点就是月亮显示的开口形状，两个对称的圆形凸起。通过这两个凸起的圆形正好遮挡圆形的月相形状展现出月亮盈亏的朔望变化。

实现阳历的万年历的基本原理就是根据4年48个月的平闰年周期，设计了48齿程序齿轮。这次为了实现农历万年历，专门设计出了包含19个角扇区的长凸轮，这些角扇区的的高度不同代表了12个或13个的阴历月份。

在这款设计中，还包括分别的天干和地支显示，组合形成一个甲子60年周期内的纪年。

三、以复杂见长的雅典月相技术

雅典的天文月相技术很有特点，实现了4盘联动显示，并且还有很新奇的可以计算潮汐的月相表。

1. 多达四盘联动显示的月相瑞士专利CH658763

瑞士专利CH658763申请于1985年3月5日，发明人是大名鼎鼎的哲学博士出身的OECHSLIN LUDWIG 以及GIGER URS和SPOERING JOERG。

雅典的这件专利目的是如何把星象这一之前通常用于座钟的功能在腕表上实现，要作的小而且坚固、精准、耐用。为此雅典制作了微小精密的齿轮并精心设计排布了差动传动关系。在这项设计中雅典采用了多达四层的显示盘7到10显示日月运转和星象变化，如此复杂的传动关系设计是非常困难的，能够实现出来绝对是精彩之作。显示盘通过行星齿轮（19）推动通过滚轴轴承旋转在支承环（11）之中旋转。驱动力由位于C部分的发条提供，同步驱动行星齿轮（21、2 2），显示变化的速度根据差动齿轮的齿数设定。

2. 通过日相月相推算潮汐的欧洲专利EP1525515

欧洲专利EP1525515 申请于2002年7月31日， 发 明 人 仍 为OECHSLIN LUDWIG博士。实现月相、日相、星象、潮汐等四盘联动，第一盘（2）带有月相（20），第二盘（3）带有表示明暗的标记（30），每个盘都可以绕轴旋转，通过齿轮（402、204、201、403、304、301、303）推动。7个齿轮的组合使得齿轮的传动比可以精确调教，确保高精度显示月相。附加盘（4）带有日相（40）同样由齿轮（402、204、201、403、304、301、303）推动。潮汐显示盘带有四种潮汐状态显示（21、22、41、42）测定潮汐涨落。