浅析擒纵机构的发明、演化与创新

[修表在线表技术] 时间回到250年前，托马斯·马奇（Thomas Mudge）发明杠杆式擒纵机构（Lever Escapement）；而今，擒纵机构再一次成为经典机械腕表技术突破的新边疆，以及技艺精湛、匠心别具和大胆无畏的制表师的至高荣耀。接下来，本文将系统介绍擒纵机构的发明、演化与创新。

18世纪中叶，英国制表师托马斯·马奇发明杠杆式擒纵机构。至今，几乎所有机械腕表仍在沿用。历经多年沉寂，在垂直整合的过程中，瑞士制表行业已经进入新型擒纵机构的爆炸式发展期。最新技术的问世，特别是硅的应用，为擒纵机构的发展提供了广阔的前景。

擒纵机构是最重要的腕表部件之一，可谓机芯的“大脑”，亦或“心脏”，它是决定主发条盒能量释放速度的装置。擒纵机构和振荡器协调运作，推动振荡器，反之，受到后者的约束。它的作用，对于追求机芯的完美精准、稳定性和耐用性至关重要。

在提高腕表的性能方面，硅的许多特质，使其成为几乎完美的材料。硅轻盈、抗磁、柔韧、几乎也无需润滑。此外，硅可以极高的精度制造复杂零件，这为擒纵形状的创新提供了可能。

目前，硅主要用于改进经典的瑞士杠杆式擒纵机构。如劳力士、百达翡丽和斯沃琪集团这样的制表巨头也采取了同样的做法，为瑞士电子学与微电子科技研究中心（CSEM）的共同研究项目提供资金，以开发硅质振荡器。作为研究成果，百达翡丽Pulsomax擒纵机构和瑞士杠杆式擒纵机构的原理类似，但硅的应用优化了擒纵叉和擒纵轮的几何结构，进而显著提高了机芯的精准性、可靠性和调校效率。秉承类似的精神，宝玑推出Classique Chronométrie 7727腕表（GPHG 2014 “金指针奖”得主），成功将振频提升至72，000次/小时（10赫兹）；相比之下，传统机芯振频仅为18，000/小时（2.5赫兹）或28，800次/小时（4赫兹）。

托马斯·马奇发明了瑞士杠杆式擒纵机构，但后来者并不满足于此，他们决定探索不同的道路。英国制表大师乔治·丹尼尔斯（George Daniels）就是其中之一，他的成就是一个全新的系统。乔治·丹尼尔斯在1970年代推出的同轴擒纵机构，旨在避免使用润滑剂，因为随着时间的推移，油的不断增厚会影响腕表的性能。同轴擒纵的三层式擒纵轮、擒纵叉、摆轮轴圆盘及冲击销协调运作，通过水平推动完成动力传递。相比之下，瑞士杠杆式擒纵机构涉及滑动运作（擒纵轮齿沿圆盘），使完美润滑变得不可或缺。除了瑞士杠杆式擒纵，至今以工业化大规模生产的其他擒纵机构只有同轴一种，这反映了欧米茄的创新生产能力，现在欧米茄同轴机芯已配备硅游丝。

在擒纵机构的革新先驱者中，雅典表独树一帜。2000年，品牌推出Dual Ulysses Escapement双向擒纵机构，并将其用于配备Freak奇想腕表。这种机构由路德维格·欧克林（LudwigOechslin）研发，其目标是通过巧妙、简单、对称的架构提高可靠性。双向擒纵机构配备两个擒纵轮和三角形杠杆，交替锁定两个擒纵轮，并向摆轮传输动力。

几年后，爱彼基于18世纪罗伯特·罗宾（Robert Robin）的擒纵机构，提出一个有趣的概念。爱彼擒纵是一种直接传动机构：擒纵轮直接向摆轮传输动力，无需经过擒纵叉的解锁和锁定。这减少了能量的损耗，并且消除了润滑的需要。爱彼也将机芯振频提升至43，200次/小时（6赫兹），以提供更高的精度。

芝柏恒定动力擒纵机构（Constant Escapement）针对机械腕表能量消长难题，为制表师们的百年求索设计出一个解决方案。Nicolas Déhon在为劳力士工作期间发明这种机构，数年后硅材质的应用使该项目的实现成为可能。时任芝柏首席执行官的Gino Macaluso决定放手一试，业内首款恒定动力擒纵机构随之诞生，这种装置兼具技术革命性和美学艺术性。芝柏恒定动力擒纵机构加入一条直径14微米的弹性硅质游丝，其作用类似于能量存储单元，可周而复始地向振荡器提供稳定动力。

同样借助硅的潜力，2014年雅典表推出船锚陀飞轮腕表，投下另一颗前卫机械技术炸弹。锚式擒纵机构（Anchor Escapement）采用硅质框架，擒纵叉由两片弹簧片固定在中间。摆轮每次交替所产生的推动脉冲，会传送能量到弹簧片，柔性片彷如一个发夹般弹动，突然从稳定状态转为另一状态，没有擒纵叉轴支撑的擒纵叉因而恒定的前后摆动，但却不会产生摩擦力。更妙的是，当弹簧片恢复原位时，它会返还存储能量。

帕玛强尼Senfine概念腕表配备的Genequand擒纵机构，与约翰·哈里森的蚱蜢式擒纵机构有很多相似之处，以柔性件取代传统擒纵叉来锁定和解锁擒纵轮。瑞士电子与微技术中心 (CSEM) 的物理学家皮埃尔·杰纳昆德 (Pierre Genequand) 设计出一种新型机械调速机构，应用柔性结构大大降低能耗，振幅仅为16°，且无需润滑。这使机芯可以实现16赫兹高振频、高进度、以及长达70天动力储备。与芝柏恒定动力擒纵和雅典表锚式擒纵不同，帕玛强尼Genequand擒纵搭配非常规振荡器，摒弃游丝，改用柔性片，这也是低能耗的另一个原因。

一些制表师（商）拥有多学科专业知识，这使他们能够在时间计量基础研究领域开启全新篇章。特别是，设计和构造新型振荡器的潜力，新的设计也带来了对擒纵机构工作原理的探索。

泰格豪雅的研究，主要集中于研发可测量短时间间隔的超精密高振频计时码表。2010年，泰格豪雅推出一款名为CarreraPendulum的概念腕表，配备首款无发条机械擒纵机构，以磁力效应替代传统游丝，低振幅、高振频（50赫兹）驱动摆轮。2011年，品牌发布Mikrogirder腕表，该腕表采用线性振荡（相对经典游丝螺旋形状）和片式结构，能够在非常小的范围内振动，不受重力影响，且振频提升至惊人的1，000赫兹。

同年晚些时间，De Bethune宣布了开发谐振擒纵机构（Résonique Escapement）的研究成果。谐振擒纵机构以谐振元件取代传统振荡器，设计理念令人惊叹不已。在Denis Flageollet构思的系统中，传统机械动力源由磁性陀代替，后者通过永磁体使谐振器振动。磁性陀的转速和谐振器的固有频率同步，这样即可在没有机械连接的情况下驱动轮系。（图/文 修表在线 许朝阳编译）

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