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漲姿勢(shì)
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就在剛剛過(guò)去的2025年,國(guó)產(chǎn)獨(dú)立制表品牌Mineroci推出了一款非常“炸裂”的恒定動(dòng)力跳秒腕表,并且在強(qiáng)手云集的LVMH獨(dú)立制表大賽中上了大分。這也是恒定動(dòng)力這一技術(shù)名詞首次出現(xiàn)在一款國(guó)產(chǎn)腕表的介紹之中,仿佛國(guó)表從未如此接近過(guò)頂級(jí)獨(dú)立制表。
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仔細(xì)觀察恒定動(dòng)力組件的結(jié)構(gòu),它有兩組“游絲”,一組是在6點(diǎn)位擺輪的下方,一組是在7點(diǎn)位擒縱輪的下面,姑且把第二組游絲叫作恒動(dòng)游絲;恒動(dòng)游絲一端連接擒縱輪,一端連接同軸的第二個(gè)“擒縱輪”(僅有3個(gè)齒),姑且叫作恒動(dòng)輪,其左側(cè)是第二個(gè)“擒縱叉”,這里叫它恒動(dòng)叉(原理和擒縱叉一樣,通過(guò)進(jìn)出瓦又控制恒動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)幅度)。另外還有一個(gè)特殊的結(jié)構(gòu):在擒縱輪的軸心上有個(gè)弧邊三角形的紅寶石凸輪(它有一個(gè)專(zhuān)有名稱(chēng):Reuleaux triangle菜洛三角,最早可以追溯到20世紀(jì)30年代瑞士的 La Chaux-de-Fonds制表學(xué)校的Robert Gafner),以及“叉”住它的兩齒叉桿;叉桿的另一頭連接恒動(dòng)叉的軸心并控制其左右擺動(dòng)。
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知道了這些結(jié)構(gòu),恒定動(dòng)力跳秒的過(guò)程就可以這樣來(lái)描述了:恒動(dòng)叉控制恒動(dòng)輪保持靜止?fàn)顟B(tài),擒縱輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)恒動(dòng)游絲儲(chǔ)存彈性勢(shì)能;擺輪振蕩3次(21600振頻,3次振蕩 1秒),擒縱輪帶動(dòng)萊洛三角轉(zhuǎn)動(dòng)從而推動(dòng)叉桿擺動(dòng)一次,間接控制恒動(dòng)叉擺動(dòng)釋放恒動(dòng)輪;恒動(dòng)游絲能量瞬間釋放,帶動(dòng)恒動(dòng)輪迅速旋轉(zhuǎn)120°,然后再次被恒動(dòng)叉擒住并保持靜止,這樣就完成了一秒跳躍。
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那么我們會(huì)有個(gè)疑問(wèn),為什么這樣就叫恒定動(dòng)力了?原因是只要擒縱輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角度不變,它能夠給恒動(dòng)游絲的蓄能就不會(huì)發(fā)生變化,能夠釋放給恒動(dòng)輪的能量就不會(huì)變化。但是我們又會(huì)產(chǎn)生新的疑惑,為什么新推出的寶璣磁力陀飛輪也被描述為“恒定動(dòng)力”,它與Mineroci恒動(dòng)動(dòng)力腕表是否具有類(lèi)似的機(jī)械原理?
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寶璣10赫茲恒定動(dòng)力磁力擒縱陀飛輪
翻閱各大品牌的腕表名錄,其實(shí)以“恒定動(dòng)力”作為腕表宣傳關(guān)鍵詞或者技術(shù)解讀的表款也有挺多了,盡管分?jǐn)傇诓煌耐蟊砥放评镞€是很少。稍微探究一下就會(huì)發(fā)現(xiàn),在每個(gè)品牌、甚至同品牌的不同腕表中提到“恒定動(dòng)力”,都是不一樣的存在。由此我們可以發(fā)現(xiàn),“恒定動(dòng)力”并不是一個(gè)很“標(biāo)準(zhǔn)”的專(zhuān)有名詞。
梳理一下各個(gè)品牌中將“恒定動(dòng)力”作為“貼金”標(biāo)簽的表款,我們大體可以將它們大體分成兩類(lèi):第一類(lèi)是為了提高力矩穩(wěn)定性、保障機(jī)芯走時(shí)精準(zhǔn)性的,它們或者對(duì)機(jī)芯的原動(dòng)系、傳動(dòng)系進(jìn)行了特殊處理,或者對(duì)擒縱組件進(jìn)行了改造甚至是重新設(shè)計(jì);第二類(lèi)是為了輔助特殊讀時(shí)功能、保障時(shí)間顯示準(zhǔn)確的,目前的應(yīng)用主要在于“跳秒”腕表。上面提到的Mineroci就屬于這種,積家、朗格也有相應(yīng)的“跳秒”腕表,少數(shù)也有應(yīng)用在像朗格“貓頭鷹”與FPJ的跳字腕表上。這么區(qū)分并不科學(xué),只是為了下面寫(xiě)得方便。
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理查朗格跳秒
先來(lái)簡(jiǎn)單聊聊第一類(lèi),這需要先了解機(jī)械表的一些基本原理(對(duì)于理解第二類(lèi)也有用)。我們都知道機(jī)械表的動(dòng)力來(lái)自發(fā)條,將彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,輸出力矩驅(qū)動(dòng)輪系運(yùn)轉(zhuǎn),運(yùn)轉(zhuǎn)速度經(jīng)擒縱機(jī)構(gòu)的控制后準(zhǔn)確顯示時(shí)間;同時(shí),擒縱叉也將發(fā)條經(jīng)輪系傳遞的力矩傳遞給擺輪,而力矩的大小會(huì)對(duì)擺輪游絲的振蕩周期產(chǎn)生顯著影響,進(jìn)而影響走時(shí)。由此我們可以得出一個(gè)結(jié)論:決定走時(shí)精度的其中一個(gè)很重要的影響因素就是力矩的穩(wěn)定性。
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受發(fā)條物理特性的局限,從滿(mǎn)弦到落弦,輸出的力矩會(huì)有差異。于是等時(shí)性誤差就產(chǎn)生了,表現(xiàn)在走時(shí)上就是滿(mǎn)弦偏快、落弦偏慢。這一過(guò)程中,以穩(wěn)定力矩力目標(biāo),大約有三條路徑:一是改造原動(dòng)系統(tǒng);二是改造傳動(dòng)系統(tǒng);三是改造擒縱和調(diào)速系統(tǒng)。
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【改造原動(dòng)系統(tǒng)】第一條路徑最普遍,常見(jiàn)做法包括:一是用多發(fā)條盒串聯(lián)替換單一發(fā)條盒(理論上單一發(fā)條越長(zhǎng),力矩差異越明顯),比如寶珀Cal.1315機(jī)芯就使用了3個(gè)發(fā)條盒;二是截取單一發(fā)條盒輸出力矩相對(duì)穩(wěn)定的中段使用,也就是所謂的“掐頭去尾”,通常是在發(fā)條盒的條軸上加裝一個(gè)離合裝置,來(lái)控制上鏈時(shí)發(fā)條的上限圈數(shù),以及落弦發(fā)條能釋放能量的下限圈數(shù),比如Armin Strom就做了一款看得見(jiàn)發(fā)條離合器的腕表;三是并聯(lián)兩組發(fā)條盒,雖然動(dòng)力儲(chǔ)備不會(huì)延長(zhǎng),但能起到疊加力矩的作用,以此來(lái)提高落弦時(shí)偏弱的力矩,例如朗格的31天動(dòng)力就是并聯(lián)了兩個(gè)超長(zhǎng)發(fā)條。實(shí)際上,上面的三種方式往往都是疊加使用的。
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【改造傳動(dòng)系統(tǒng)】第二條路徑最典型的就是“芝麻鏈”。芝麻鏈腕表的顯著特點(diǎn)是有一個(gè)“寶塔”輪,它通過(guò)一個(gè)“芝麻”鏈條與發(fā)條盒相連。寶塔輪自下而上的直徑是由大到小的,根據(jù)力矩的計(jì)算公式就很容易可以理解,在發(fā)條能量的釋放過(guò)程中,它通過(guò)不斷改變力臂來(lái)穩(wěn)定力矩。
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芝麻鏈腕表屬于比較高奢的表款,主要是因?yàn)椤爸ヂ殒湣钡闹圃斐杀靖撸⑶抑ヂ殒湹陌惭b調(diào)試也比較費(fèi)工時(shí)。真力時(shí)曾經(jīng)推出了一款Defy芝麻鏈腕表,鏤空設(shè)計(jì)可以直觀地欣賞寶塔輪和發(fā)條盒的協(xié)助。寶璣和朗格也有自家的芝麻鏈腕表。
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芝麻鏈傳動(dòng)系統(tǒng)透過(guò)底蓋若隱若現(xiàn)
【改造擒縱和調(diào)速系統(tǒng)】第三條路徑比較典型的如寶璣的恒動(dòng)力磁力擒縱機(jī)構(gòu)陀飛輪腕表,以及芝柏恒定動(dòng)力擒縱腕表,但是兩者也采取了完全不同的技術(shù)路線。寶璣給擒縱輪和擒縱叉使用了磁性材料,利用磁性同極相斥的原理,以無(wú)接觸的方式實(shí)現(xiàn)了擒縱輪和擒縱叉之間的協(xié)同運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)磁庫(kù)侖定律,同級(jí)磁極的斥力除了決定于磁極強(qiáng)度,也決定于磁極間距離,所以由傳動(dòng)輪系傳遞給擒縱機(jī)構(gòu)的力矩會(huì)自然的調(diào)整為穩(wěn)定的同磁極斥力,提供給擺輪穩(wěn)定的沖量。同時(shí),由于這種無(wú)接觸式的運(yùn)轉(zhuǎn)模式避免了磨損,也使得這款腕表成為首款10Hz高振頻陀飛輪腕表。
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芝柏恒定動(dòng)力擒縱腕表也是對(duì)整個(gè)擒縱機(jī)構(gòu)都經(jīng)過(guò)了重新設(shè)計(jì),幾乎占了表盤(pán)一半的面積。通過(guò)增加一個(gè)秒輪到擒縱輪的過(guò)輪,擒縱輪被設(shè)計(jì)成左右對(duì)稱(chēng)的兩個(gè);擒縱叉更加特殊,衍生出來(lái)一個(gè)“巨大”蝴蝶狀的硅制裝置,實(shí)現(xiàn)恒定動(dòng)力的核心也在于此:在這個(gè)裝置中,有一條只有14微米的彈性絲線連接擒縱叉,擒縱輪傳動(dòng)的能量被它均衡化處理,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是多的吸收掉,少的補(bǔ)充,從而讓擺輪獲得穩(wěn)定的沖量。
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勞力士在芝柏之前就啟動(dòng)過(guò)類(lèi)似技術(shù)的研發(fā),也就是傳說(shuō)中的ELF7230機(jī)芯。但是領(lǐng)先的概念模型需要更多苛刻的條件才能驗(yàn)證和量產(chǎn)。勞力士研發(fā)時(shí)彈性絲線使用的還是合金材料,在物理屬性上無(wú)法通過(guò)驗(yàn)證,直到硅材料技術(shù)的爆發(fā),芝柏完成了勞力士未能落地的遺憾,也側(cè)面說(shuō)明了勞力士果然還是再次在這個(gè)賽道上領(lǐng)先過(guò)。
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再來(lái)聊聊更難理解的第二類(lèi)。如果說(shuō)第一類(lèi)恒定動(dòng)力腕表是為了走時(shí)更準(zhǔn),第二類(lèi)則是為了讓時(shí)間“跳”得更好,即在該跳的時(shí)候跳,并且動(dòng)作干凈利落。盡管都用“恒定動(dòng)力”來(lái)描述,但是它們的目的和結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別。
上面的Mineroci恒定動(dòng)力跳秒腕表算是一個(gè)典型,類(lèi)似的還有像積家的地球物理天文臺(tái)機(jī)械跳秒腕表。它們的基本原理是接近的,但具體結(jié)構(gòu)不一樣。
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積家地球物理天文臺(tái)系列跳秒腕表
積家Cal.720的恒動(dòng)游絲是通過(guò)與其固定的下層齒輪與秒輪嚙合旋轉(zhuǎn)蓄能;跳秒則通過(guò)特殊的星型恒動(dòng)輪(與擒縱輪同軸)和恒動(dòng)桿(姑且這樣叫它)等零件來(lái)控制:恒動(dòng)游絲將能量傳遞給中央秒針齒輪,然后再傳到恒動(dòng)桿;恒動(dòng)桿接觸星型恒動(dòng)輪時(shí)(接觸的時(shí)間1秒),恒動(dòng)游絲僅蓄能;當(dāng)簧桿脫離星型輪時(shí),恒動(dòng)游絲瞬間釋放彈性勢(shì)能驅(qū)動(dòng)中央秒針完成一次跳秒。星形恒動(dòng)輪和恒動(dòng)桿的控制過(guò)程可以通過(guò)下面的視頻更加直觀地理解。
積家地球物理天文臺(tái)機(jī)械跳秒腕表還特將恒動(dòng)游絲鏤空了出來(lái),通過(guò)背透可以看到。論高級(jí)感來(lái)說(shuō),肯定是Mineroci的恒定動(dòng)力更勝一籌,但畢竟價(jià)格擺在那,所以也沒(méi)什么好說(shuō)的。
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朗格理查朗格系列跳秒腕表的恒定動(dòng)力原理和積家的非常接近,也是通過(guò)星形恒動(dòng)輪和恒動(dòng)桿來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)機(jī)芯我們也可以看到它的藍(lán)色恒動(dòng)游絲。當(dāng)然,這款朗格比上面的積家要高級(jí)一些,而且它還有歸零功能:當(dāng)表冠拉出,秒針會(huì)瞬跳至零位。這個(gè)功能其實(shí)有點(diǎn)復(fù)雜,它就像計(jì)時(shí)碼表那樣要添加歸零杠桿、凸輪以及制動(dòng)杠桿等一系列裝置才能實(shí)現(xiàn)。
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理查朗格跳秒L094.1自動(dòng)上鏈機(jī)芯
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說(shuō)完“跳秒”,接著看看“跳字”。跳字的種類(lèi)多,也就是通過(guò)數(shù)字盤(pán)實(shí)現(xiàn)小時(shí)、分甚至是秒的顯示。最常見(jiàn)的是數(shù)字小時(shí)跳字腕表(僅小時(shí)由數(shù)字顯示),結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,畢竟跳“時(shí)”的跳字周期長(zhǎng),能量管理更加容易一些,甚至通過(guò)一個(gè)簧片也能實(shí)現(xiàn),比如國(guó)產(chǎn)品牌凡致的跳時(shí)表。
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然后是數(shù)字分鐘跳字腕表,這種腕表一下就很少見(jiàn)了。好像市面上只有朗格的“貓頭鷹”、萬(wàn)國(guó)的“致敬波威柏”150周年跳字腕表,以及FPJ的流浪者二代等少數(shù)腕表,足見(jiàn)跳分的難度已經(jīng)上了不止一個(gè)臺(tái)階了。
以朗格的“貓頭鷹”為例,嚴(yán)格意義上說(shuō)它更接近兩類(lèi)恒動(dòng)動(dòng)力的融合體,也就是說(shuō)它既實(shí)現(xiàn)了擒縱機(jī)構(gòu)力矩的穩(wěn)定,也精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了跳字。“貓頭鷹”的恒定動(dòng)力系統(tǒng)有兩個(gè)過(guò)輪,中間夾著一個(gè)恒動(dòng)游絲:一個(gè)過(guò)輪連接中心輪負(fù)責(zé)提供動(dòng)力,同時(shí)它還負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)跳分機(jī)構(gòu)瞬跳(為了表述方便,把這個(gè)過(guò)輪稱(chēng)作“跳時(shí)過(guò)輪”);另外一個(gè)過(guò)輪連接著秒輪以及擒縱機(jī)構(gòu)(姑且把這個(gè)過(guò)輪稱(chēng)作“走時(shí)過(guò)輪”);兩個(gè)過(guò)輪之間通過(guò)恒動(dòng)游絲傳遞能量,恒動(dòng)游絲外沿端連接在跳時(shí)過(guò)輪上的固定樁(包含防過(guò)充裝置),中心端連接走時(shí)過(guò)輪。
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跳時(shí)過(guò)輪被兩個(gè)鎖定輪和一個(gè)“Y”字形類(lèi)似擒縱叉的杠桿(姑且也叫它“恒定叉”)控制實(shí)現(xiàn)跳字。
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恒定叉的“開(kāi)關(guān)”是與秒輪同軸的特殊圓盤(pán)上面的圓盤(pán)釘(每分鐘運(yùn)轉(zhuǎn)一次,并在復(fù)位簧的作用下復(fù)位),另一頭則通過(guò)紅寶石瓦叉控制著兩個(gè)鎖定輪。有人會(huì)問(wèn)為什么需要兩個(gè)鎖定輪?因?yàn)楹愣ú姹粓A盤(pán)釘撥動(dòng)的過(guò)程是連續(xù)性的(約持續(xù)5秒),而跳時(shí)過(guò)輪轉(zhuǎn)動(dòng)和恒動(dòng)游絲蓄能的過(guò)程,受到發(fā)條盒傳遞的強(qiáng)大力矩,幾乎是瞬間完成的(如此也保障了跳分是在瞬間完成的),那么這之間的時(shí)間空檔,就需要兩個(gè)鎖定輪交替鎖定跳時(shí)過(guò)輪(交替的“間隙”就是跳分和蓄能的過(guò)程)。除此之外,第二個(gè)鎖定輪還連接一個(gè)風(fēng)輪裝置,通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的風(fēng)阻,來(lái)泄掉多余的動(dòng)能與慣性。
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一方面,恒動(dòng)游絲相比傳統(tǒng)的發(fā)條,每次蓄能的能量是恒定的(因?yàn)樘鴷r(shí)過(guò)輪每次轉(zhuǎn)動(dòng)的角度是固定),恒動(dòng)游絲由于物理形態(tài)的原因在一分鐘內(nèi)輸出力矩相比常規(guī)發(fā)條也更加穩(wěn)定;另一方面,恒動(dòng)叉和鎖定輪等裝置的精準(zhǔn)配合,又保障了跳分裝置的準(zhǔn)確,所以說(shuō)“貓頭鷹”是兩類(lèi)恒定動(dòng)力的融合體。
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但萬(wàn)國(guó)的跳分就采用了完全不一樣的機(jī)械結(jié)構(gòu),甚至并不在恒定動(dòng)力腕表的分類(lèi)之中。為了方便對(duì)比,這里也簡(jiǎn)單介紹一下。
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首先,它的個(gè)位數(shù)分鐘盤(pán)齒輪的動(dòng)力直接來(lái)自一個(gè)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的發(fā)條盒(這一點(diǎn)和朗格“貓頭鷹”類(lèi)似)。其次,為了實(shí)現(xiàn)分鐘盤(pán)的準(zhǔn)確跳轉(zhuǎn),萬(wàn)國(guó)設(shè)計(jì)了兩個(gè)特殊的窩型輪和兩個(gè)組成鉗狀的棘爪杠桿。最后,連接過(guò)輪的窩型輪控制棘爪杠桿實(shí)現(xiàn)對(duì)另一個(gè)與分鐘盤(pán)齒輪同軸窩型輪的“擒”與“縱”,這個(gè)周期就是1分鐘。
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對(duì)于其他的跳“分”腕表,也就只有FPJ的流浪者二代。看到有介紹它也設(shè)計(jì)了恒定動(dòng)力結(jié)構(gòu),但可惜沒(méi)有獲取相應(yīng)的機(jī)芯結(jié)構(gòu)資料,通過(guò)腕表正面和背透機(jī)芯也完全看不到相應(yīng)結(jié)構(gòu),只能作罷。不僅如此,F(xiàn)PJ的流浪者三代腕表還是數(shù)字跳秒。根據(jù)指針式跳秒,邏輯上只要設(shè)定相應(yīng)的傳動(dòng)比來(lái)驅(qū)動(dòng)數(shù)字秒盤(pán)即可,但實(shí)際上遠(yuǎn)沒(méi)有這么簡(jiǎn)單。數(shù)字盤(pán)的跳轉(zhuǎn)距離長(zhǎng)慣量大,所需要的能量要大得多。同樣可惜的是,關(guān)于它的結(jié)構(gòu)介紹幾乎沒(méi)有,也沒(méi)有機(jī)芯的結(jié)構(gòu)圖或是拆解圖,也只能作罷。
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除了第一類(lèi)腕表中針對(duì)原動(dòng)系統(tǒng)改造的腕表,其他所有以恒定動(dòng)力技術(shù)為核心特點(diǎn)的腕表都已經(jīng)屬于復(fù)雜結(jié)構(gòu)了,僅僅看價(jià)格已經(jīng)說(shuō)明了它的身份。如果說(shuō)陀飛輪、萬(wàn)年歷、問(wèn)表是復(fù)雜制表技藝的“老三樣”,那么我愿意把恒定動(dòng)力稱(chēng)作現(xiàn)代制表工藝的“新明珠”。盡管隨著材料科學(xué)和制造工藝的快速發(fā)展,發(fā)條盒輸出力矩的穩(wěn)定性幾乎已經(jīng)不成問(wèn)題了,但各類(lèi)恒定動(dòng)力結(jié)構(gòu)的奇思妙想依然閃耀著動(dòng)人的光芒,它就像是我們對(duì)于美好事物永無(wú)止境的追求,哪怕只高一點(diǎn),也是風(fēng)景無(wú)限好。
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