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“虚有其表”的陀飞轮是如何工作的?

本文作者:御寺KK 发布时间:2018-02-28 阅读量:

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 ▇ 一提到陀飞轮腕表,很多人脑海里就一个字——贵!作为当初用来抵消地心引力影响走时而创造的杰作,如今看来,却是“虚有其表”、只留存下代表金钱的符号了。但玩表就要玩出点门道,有钱买得起几百万的陀飞轮腕表,也至少得知道它是如何工作的吧?不然岂不可惜了钟表先人们的工匠精神了。


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因为陀飞轮归根究底是一种特殊的擒纵调速器,所以我们需要先简单了解腕表(机械表)本身是如何工作的:以发条作为动力源,通过一组齿轮组成的传动系来推动擒纵调速器工作,再由擒纵调速器反向控制传动系的转速。正由于传动系的转速被擒纵调速器控制,因此我们才能在腕表盘面上看到指针的规律转动。非要打个比喻的话,就有点像踩脚踏车,轮子与链条是传动系、踏板就是擒纵调速器,骑得快还是慢取决于你脚踏的速度。

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而在擒纵调速器这个装置中,最重要的零件就是摆轮,也就是我们在背透腕表上经常能看见的黄色的、一圈圈转动的小轮子。摆轮在游丝的弹性带动下不断规律运动,反过来使得擒纵叉保持规律运动,即控制腕表的走时精准。前面也提到了,地心引力会影响摆轮的摆动,所以当初才会设计出陀飞轮装置。但是以现在的制表工艺水准来说,这个影响几乎已经可以忽略不计,才会有陀飞轮“虚有其表”的说法。

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回到陀飞轮如何工作的话题上。首先陀飞轮有很多种分类方法,比如传统式陀飞轮与飞行式陀飞轮、同轴式陀飞轮与偏心式陀飞轮,当然还包括一些特殊结构的陀飞轮以及它的远方亲戚“卡罗素”。由于文章篇幅有限,这里就先挑最主要、也是最基本的同轴式陀飞轮与偏心式陀飞轮来讲解。

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同轴式陀飞轮:摆轮的转动中心与陀飞轮笼架的转动中心同轴。

偏心式陀飞轮:摆轮的转动中心与陀飞轮笼架的转动中心偏离。

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通过上面两张图能更直观地区分同轴式陀飞轮与偏心式陀飞轮在外观上的区别。其实很好分辨,凡是你看到腕表的陀飞轮装置长得像“大鸟”一样的这种,就是偏心式陀飞轮没错了!

再从各自的结构上具体来看:

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同轴式陀飞轮:陀飞轮笼架以P点为中心转动,同时,图中画圈的A点,即重力点,也随着整个陀飞轮框架以P点转动。缺点显而易见,当腕表处于垂直状态,A点在上坡的时候阻力会变大,那么腕表的走时就会变慢;A点在下坡的时候阻力会变小,那么腕表的走时就会变快。那这不是重蹈了地心引力影响的覆辙吗?

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偏心式陀飞轮:陀飞轮笼架以P点为中心转动,同时,A、B、C、D四个重力点以相对固定位置随着整个陀飞轮框架以P点转动。这种结构除了降低了制造难度外,由于四个重力点的均匀分布,相对于同轴式陀飞轮来说,会更加平稳一些。

最后再放上两种结构的30秒前后运动对比模型图:

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现在你应该基本了解同轴式陀飞轮与偏心式陀飞轮的区别了吧?