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技术讲堂 第七讲 擒纵结构

2015年12月31日   

来源:《盛时》(原《传承》杂志第七期)文:林庆煇 图:王俊伟

 

让我们一同温习东方文学的一阙作品:“薄雾浓云愁永昼,瑞脑消金兽。佳节又重阳,玉枕纱橱,半夜凉初透。东篱把酒黄昏后,有暗香盈秀。莫道不消魂,帘卷西风,人比黄花瘦。”,这是中国宋朝词人李清照的醉花阴,重点不在它里头的画面,而在这词写作的时间。当时约是公元1,100年左近,在百年后,西方的钟里头才出现了擒纵结构(Escapement)这样的东西,用来控制能量的传输,再过了三百年左右,才变成表结构里的重要区块。

 

擒纵系统的作用像是一支水龙头,用来控制自来水的有无,也像是引擎里的节流阀(就是“油门”),但它又与水龙头稍有不同,因为水量是预设好的;然而为什么我不说擒纵系统像是电灯的开关呢?因为它又跟电灯开关或是引擎的“电门”不同,较像水龙头的功能。

 

先让我们想像一个装满水的脸盆,脸盆一倒,所有的水洒满一地。如果我们接条软皮胶管,水会慢慢地流掉,脸盆的不会一瞬间流干,擒纵系统就像是这软橡皮管,推而广之,就像个已经调好流量的水龙头;很巧的,擒纵系统最早的形态,真的就跟水有关。宋朝的苏颂可能制作最早的水力时计,用的擒纵系统,简单来说,就是水车。西方的类似创意比苏颂晚些,但解决方法相近。

 

从水车回到钟表上,最早在壁钟或落地钟上出现的擒纵系统出现在17世纪左右,称为Anchor Escapement(也有人称Recoil Escapement),与现代最常见的瑞士杠杆式擒纵已经非常接近,但因为它配合的是钟摆,而不是摆轮,所以在造型上也有差别,最早期还没有考虑到摩擦力的问题,擒纵叉本身就用金属条弯成,后来科学日益发达,才渐渐出现加上马仔石的系统。

 

前头提到的醉花阴里有一句“瑞脑消金兽”,讲的是在熏香炉里点香,广义来说,熏香炉本身就是一个擒纵系统,它控制了空气的流量,节制熏香燃烧的时间。提到这个,想必读者们会想到武侠小说里的画面:“在过一炷香时间,城门也就开了……”,擒纵结构是不是乐趣无穷,应用范围极广?

 技术讲堂 第七讲 擒纵结构

擒纵叉(马仔)的两个马仔石节制擒纵轮(五番车),发条弹力推动擒纵轮顺时针旋转,右侧的马仔石先挡住擒纵轮,但因为后头连接的摆轮活动让它上提,左侧马仔石再向下挡住擒纵轮。

 技术讲堂 第七讲 擒纵结构

擒纵结构就像水龙控制水流量,以免发条盒储存的弹力在瞬间耗尽。

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