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研发专家解析海鸥奇翼陀飞轮

作者:曹维峰内容来源:万表世界时间:2014-12-15 15:14:16

随着时代的变迁,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期望能够传承宝玑大师的精华,立体旋转陀飞轮在这样的背景下应运而生。
 
我从事十年陀飞轮的研发工作,始终有个梦想,把我所学到的知识运用到自己最喜欢的陀飞轮项目中。终于在我进入海鸥表厂第十个年头,立体旋转陀飞轮将我的梦想变成了现实,更重要的是出来的效果超出了我的想象。我写此文目的是与广大表友们分享我的研发经历,从概念到现实的过程,特别是我为这款立体旋转陀飞轮起名为“奇翼陀飞轮一号”的灵感初衷。

立体旋转陀飞轮的概念
 

立体旋转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可以实现立体旋转的多轴陀飞轮。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,比如独立制表品牌GREUBEL FORSEY双轴陀飞轮。如果是三轴陀飞轮,那么相比于双轴陀飞轮来说中间又多了一层陀飞轮框架,复杂程度可想而知,比如独立制表品牌BEXEI三轴陀飞轮。
 
独立制表品牌高富帕斯双轴陀飞轮
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独立制表品牌高富帕斯双轴陀飞轮
 
独立制表品牌BEXEI三轴陀飞轮
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独立制表品牌BEXEI三轴

  在立体旋转陀飞轮的策划阶段,我就考虑以海鸥品牌元素作为设计重点,将“海鸥”引申为“翼”元素融入立体旋转陀飞轮整体框架的设计之中,寓意是“展翅翱翔,实现梦想”;同时配以“奇”新奇与奇特来进一步修饰,从而确定了“奇翼陀飞轮一号”(Wing Tourbillon 1)这个名字。外轴框架两端的支承轴宛如翅膀的造型,而陀飞轮夹板形状也是以翅膀作为原型设计的,使得外轴框架的整体设计充分体现了寓意里的“展翅翱翔”;“实现梦想”由内陀飞轮框架表现,最上层夹板的造型是星型,代表星空,寓意“梦想”。

 

奇翼陀飞轮一号初版前视图
 
奇翼陀飞轮一号初版前视图
 
奇翼陀飞轮一号初版后视图
 
奇翼陀飞轮一号初版后视图

动感之美

我在设计“奇翼陀飞轮一号”带有寓意的双轴陀飞轮框架的时候,不断地思考一个问题,如何通过和谐的搭配来充分展现陀飞轮旋转起来的动感之美?最后,我得到的答案是1.外轴框架为开放式结构,内轴陀飞轮在无遮挡的状态下,以飞行模式自身旋转的同时在外轴框架的带动下翻滚旋转;2.两端外框架轴以“翅膀展开”的造型带动以“翼”为元素而设计的外框架不停地转动,体现了“翱翔”的寓意;3.代表“梦想”的内轴陀飞轮以悬浮的状态自转加公转。
 

研发历程
 

我于2009年开始策划立体旋转陀飞轮项目,并制定设计方案。在这期间,我参阅了大量的与多轴陀飞轮相关的资料,包括专利文献、图片资料和专业方面的书籍。我感觉最艰巨的任务就是把国内制表几十年来从未涉及过的手表用锥齿轮搞明白,为此我专门购买了很多相关锥齿轮的专业书籍研究,并且通过网络查找相关的文献,经过大概一周的时间基本弄明白了锥齿轮的设计思路和制作方法。有了这方面的理论基础,我所要做的工作就是双轴陀飞轮框架以及机芯的整体设计了。2010年至2011年,我确定了设计方案并且带领项目团队完成了编号为ST8520双轴陀飞轮机芯图纸的绘制工作。2012年此项目开始样机试制,于2013年3月份完成零部件的配套,3月28日第一只ST8520双轴陀飞轮机芯试装成功,标志着海鸥的陀飞轮技术从平面进入了立体的新时代。4月25日在瑞士巴塞尔国际手表展上,海鸥双轴陀飞轮腕表正式亮相。
 

奇翼陀飞轮一号初版手表图

奇翼陀飞轮一号初版手表图
 
奇翼陀飞轮一号初版机芯图

奇翼陀飞轮一号初版机芯图
 

技术特征
 

1.机芯最大直径为33.8mm,厚度为6.35mm,共42钻。此机芯外廓尺寸适中,为外观设计预留了很大的空间;
 

2.摆轮游丝系统的振动频率为21600次/小时,延续走时至少55小时。机芯在有卡度摆轮游丝系统的基础上,经过改进将海鸥具有专利技术(专利号CN201532533U),同时也是国际制表业属于高端配置的无卡度摆轮游丝系统搭载于奇翼陀飞轮。此技术具有的技术优势是克服了有卡度摆轮游丝系统自身结构的弊端而产生的等时性误差,通过调节设置在摆轮上的砝码,改变其转动惯量已达到微调手表精度的目的;
 

3.内轴框架为全新研发设计的同轴式飞行陀飞轮,旋转速度为每1分钟转动一周。同轴式陀飞轮属于经典的陀飞轮构造-摆轮被设置在陀飞轮框架的中心,摆动轴心线与陀飞轮的旋转轴心线重合,这样的设计可以使得摆轮做到最大化,保证了计时精度达到高水准,同时飞行陀飞轮构造可以充分展现陀飞轮悬浮的动态美感,给人完美的视觉体验。海鸥根据现有的成熟技术发明了同轴式陀飞轮必备的特殊擒纵机构(专利号CN100587627C);
 

4.承载内轴陀飞轮的外轴框架旋转速度为每2.5分钟转动一周。外框架轴的旋转速度是最能检验双轴立体陀飞轮达到国际水平的参数,原因是此轴的速度越快说明了双轴陀飞轮整体的结构复杂度越高,并且立体陀飞轮的最大优势是为了给人视觉上强烈的冲击力,体验无穷的机械动态美感,那么越快的旋转速度就越可以把此冲击力实现最大化,让人有更丰富的满足感。此结构已经申请了国家发明专利,同时也申请了PCT国际专利(专利号CN102809919A);
 

5.内轴陀飞轮框架与外轴框架采用特殊轻质材料制成,符合如今瑞士高端制表的潮流。这类新材料体现了高科技给陀飞轮带来的最新鲜“血液”,它们的应用可以让陀飞轮“身轻如燕”,将内外框架的重量降到最低,最直接的效果是把陀飞轮整体减负确保了在较低动力的输入下稳定的运转,这样对于动力的要求降至最低,带来的优势是计时精度达到高水平并且稳定,而且对于走时的延续性有了很大的扩展空间;
 

6.奇翼陀飞轮整体框架的零部件数量达到了137个,而重量只有0.68g,这得益于新材料的大量应用,说明了高科技带来的高效实惠,立体旋转的运转轨迹最大直径为12.5mm;
 

7.奇翼陀飞轮的最核心零件通过新设备制造可以让陀飞轮实现立体旋转的锥齿轮和作为外轴支承的立体支承架和支承轴;
 

8.内轴框架的旋转轴与外轴框架的旋转轴以90度设置,外框架的旋转轴与机芯轴心线以90度设置。旋转轴以双90度设置的优势是降低陀飞轮结构的设计难度,引进新工艺提升零部件的制作工艺性;
 

9.外轴框架在机芯动力驱动下360度翻转,带动内轴陀飞轮整体框架自转的同时围绕外轴轴心线公转,使得擒纵机构和摆轮游丝系统的运动轨迹相比于传统的平面陀飞轮更加复杂。因其在抵消地心引力方面效果更加明显,使得走时精度可以达到进一步提升;
 

10.首次在机芯中使用了经典的“黄金套筒”宝石镶嵌传统工艺。此工艺的最大亮点是把宝石轴承先镶嵌于经过传统工艺的人手工精饰打磨而制成的黄金套筒内,再镶嵌在夹板上。这种装饰性很强的工艺对于机芯来说起到了“画龙点睛”的效果。
 

11.配置功能-4点位时分针显示,2点位能量显示,9点位双轴陀飞轮显示。
 

奇翼陀飞轮一号进化版前视图

1奇翼陀飞轮一号进化版前视图

奇翼陀飞轮一号进化版后视图


奇翼陀飞轮一号进化版后视图
 

奇翼陀飞轮一号进化版手表图

奇翼陀飞轮一号进化版手表图

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曹维峰

曹维峰,2003年迄今已在海鸥从事手表机芯研发工作11年。时任海鸥高档机芯创作室主任。主要负责高档复杂陀飞轮机芯与新材料的应用等课题的研究。2014年获得“中国钟表大师”荣誉称号。

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