拓飞腕表讲堂--积家的独门绝技之球型陀飞轮（上）

      [腕表之家 技术解析]来自瑞士以技术创新闻名世界的顶级钟表品牌--积家属于绝对的实力派，是我最钟情和崇拜的品牌。对于从事机芯研发工作的我来说，积家是个非常好的导师，它的很多创新为我提供了很多技术研发方面的灵感。积家在机械表机芯研发方面有着特立独行的设计理念，它的很多技术都可以在制表业成为独门绝技，尤其拿手的绝活正是制表业最经典的陀飞轮技术。这次我给大家带来的是属于多轴陀飞轮范畴的球型陀飞轮Gyrotourbillon，积家的这款立体陀飞轮在技术方面无可挑剔，在动态美感方面可以说在同类陀飞轮里达到了极致。
多轴陀飞轮的概念

　　　随着时间的推移越来越多的人认为陀飞轮已经失去了宝玑大师原创时的设计理念，它更多的只是代表了高级制表的工艺以及具有美感的机械动感表现力，不过精益求精的制表师们仍然寄望能够传承宝玑大师的精华，多轴陀飞轮在这样的背景下应运而生。我为大家普及一下多轴陀飞轮的概念--所谓多轴陀飞轮是指陀飞轮存在多个框架轴并且是串联在一起的，本质上可以说有多少根框架轴就有多少个陀飞轮被整合成为多轴陀飞轮。如果是双轴陀飞轮，那么存在内外两个陀飞轮框架和旋转轴，机芯的动力通过外框架传输入至内框架的调速机构，使得双轴陀飞轮整体开始运转起来；而如果是三轴陀飞轮，那么相比于双轴陀飞轮来说中间有多了一层陀飞轮框架，复杂程度可想而知。将原先的单轴陀飞轮扩展成为多轴陀飞轮的目的是将机械表最核心的部分--调速机构的运动方式从二维空间提升到了多维空间，其运动轨迹将会变得更加复杂，最大的优势在于陀飞轮抵消地心引力的能力被提升，多轴陀飞轮机械表的走时精度也会随之被提升，这是每一位制表大师终极目标。此技术革命性的突破了宝玑大师传承了200多年的陀飞轮技术，它更加体现了当代制表大师运用现代科技所表现出的能力和实力为创新所用。

TIPS：如果在轮系运转时，各个齿轮中有一个或几个齿轮的轴线位置并不固定，而是围绕其他齿轮的固定轴线公转并且自转，那么这种轮系被称为周转轮系。一个周转轮系必定具有一个系杆、一个或几个行星轮，以及与行星轮相啮合的中心轮，行星轮的回转轴是装在系杆上的，而系杆是以固定轴线的中心轮轴心线回转的，因此当轮系运转时，行星轮既绕着自己的轴线回转，又随着系杆一起绕着中心轮的固定轴线回转，就像行星的运动一样，兼有自转和公转，而系杆还可以被称为转臂或行星架。周转轮系根据所具有的自由度数目划分：若自由度为2--中心轮为运动轮，则称其为差动轮系；若自由度为1--中心轮为固定轮，则称为行星轮系。

最早的多轴陀飞轮

　　　多轴陀飞轮的起点我没有找到准确的历史资料，通过对大量专利的检索和分析，找到了一份来自于1978年英国人Anthony George的发明专利，也许它就是最早出现的多轴陀飞轮机构。从原理图中我们可以看到，此陀飞轮具有两个轴A1和A2垂直交叉，动力来源于齿轮5带动外轴框架输入轮8，同时再通过齿轮10与冠齿轮9的相啮合，将动力输入给了内轴陀飞轮驱动调速机构，使得整个双轴陀飞轮运转起来，以多个角度的运动轨迹转动。它在理论上可以更有效地抵消由于地球引力所带来的等时性误差，从而可以相对于平面陀飞轮机械表更加有效地提高走时精度，这应该是多轴陀飞轮的理论基础。


积家第一代球型陀飞轮

　　　2004年，积家的制表大师巧妙地将传统与创新相结合，更懂得充分利用现有的技术，创造出登峰造极的作品--Gyrotourbillon 1 球型陀飞轮1号，搭载于全新的177型机芯中。

技术特征

　　　1.球型陀飞轮1号由112枚零件所组成，总重仅及0.336克。此陀飞轮的外框架使用铝合金制作，内框架使用铝合金与钛合金打造。由于铝合金的密度很低，采用五轴CNC所制造的外框架仅重0.035克，如果改为精钢打造，其重量可达0.11克。铝合金的优势在于此种材料的密度、强度、稳定度与抗腐蚀性方面性能非常出色，常被用于航空与优质的引擎，所以对于陀飞轮而言也是理想的材质；

　　　2. 球型陀飞轮1号的内框架旋转速度为每24秒旋转1周，外框架旋转速度为每1分钟旋转一周。内框架内的摆轮游丝系统振动频率为21600次/小 时，摆轮采用14K金打造，游丝采用了传统的宝玑式上绕游丝，并且使用了无卡度技术-我们从摆轮上所设置的可调节砝码可以得到答案，同时摆轮上所设置的砝 码也是由14K金制作。内框架所搭载的陀飞轮结构采用了较为罕见的垂直式构造（此类设置方式的另一个实例是沛纳海具有专利技术的垂直式翻转陀飞轮），此类 陀飞轮的结构特征是框架轴与摆轮轴垂直设置，擒纵轮与秒轮的平面连接关系被改造为垂直连接关系，由于这样设置使得秒轮和擒纵轮的齿形从直齿变为锥齿；　
　　

　　　3. 球型陀飞轮1号在防震方面可以说考虑很周到，它的摆轮轴被设置了两个仿真器（这属于正常配置），而内框架轴和外框架轴的两端支承都被分别设置了仿真器，使得球型陀飞轮整体一共被设置了六个仿真器，那么抵抗外在震动的能力被大大加强了。此外，此陀飞轮被倾斜37度设置于机芯内，目的是可以让你更好的欣赏球型陀飞轮极富动感的机械运转之美；

　　　4. 搭载球型陀飞轮的177型机芯配有组合式上弦系统，上弦系统被蓝宝石水晶玻璃所控制，由于蓝宝石的耐磨和表面粗糙度低的特点，此设置可以有效地减少发条与发条盒之间的磨擦耗损，确保了高达八日的动力储存，在表盘的陀飞轮右侧，配置了醒目易辨的动力储存显示。

作者点评：我认为积家所推出的第一代球型陀飞轮属于多轴陀飞轮的最经典代表作，如今很多朋友都把多轴陀飞轮成为“球陀”，说明积家的此款杰 作深入人心。虽然能够买得起这款积家巅峰之作的人不多，但是它的影响力绝对是覆盖了几乎每一个喜欢陀飞轮的朋友。球型陀飞轮第一代的成功奠定了此陀飞轮系 列坚实的基础，特别是整体结构方面从开始的婴儿期进入了成长期。积家这款球型陀飞轮最吸引我的就是它那跟球一样的外层框架，我始终很纠结想不到积家到底是 如何将它制作出来的，直到近期我看到了相关资料才恍然大悟，原来是通过目前世界上最先进的5轴数控机床加工的，真的是叹为观止！（图/文 腕表之家 拓飞）