[科普中国]-机轴擒纵机构

擒纵机构是一种机械能量传递的开关装置，这个开关受“计时基准的控制，以一定的频率开关钟表的主传动链，使指标“停－动?相间并以一定的平均速度转动，从而指示准确的时间。擒纵机构的功能可以从两方面理解：“将主传动的运动锁定（擒住），钟表的主传动链是锁定的；以震荡系统的一部分势能，开启（放开）主传动链运动，同时从主传动链中取回一定的能量以维持震荡系统的工作。擒纵机构是现代机械钟表的核心，最初的擒纵机构诞生于10世纪，之后逐渐进化的各种样子。仍有数百种擒纵机构在现代钟表上使用。

详细介绍在我国，钟表制造工业的起步相对较晚，因此，我国钟表上所采用的擒纵机构种类很少，如国产手表都有采用“叉瓦式擒纵机构?也称为“瑞士杠杆式擒纵机构?，是应用最广泛的一种擒纵机构，它的性能和工艺性较好。国内钟表文献中，极少涉及到其他种类的擒纵机构，“叉瓦式擒纵机构成为我国手表的传统擒纵机构。

擒纵机构的工作原理一般都类似，它们都是从同一原始的擒纵机构进化而来。但这些进化的原因值得一提：都是为了减小擒纵机构对时间基准的影响。

现代机械钟表上，计时其准主要有两种：常用于时钟的单摆以及常用于手表的摆轮游丝系统；这两种时间基准在自由震荡的条件下，周期稳定。由于控制擒纵机构工作需要消耗能量，而且自身的摩擦、空气阻力等也导致能量的损耗，震荡系统需要通过擒纵机构不断地补充损耗的能量，使摆轮（或单摆）达到能量输入输出的动态。

数理分析平衡，这就是“传冲”过程。

数理分析表明，这个“传冲?过程会影响计时基准的周期，“传冲期间，会产生一些随机的计时误差。但在特定条件下，这个过程对计时基准周期的影响可以减小或消除：

1．“传部?或外部冲击发生在平衡点（摆轮或单摆停摆时的位置）上时，计时周期不变；

2．增加自由震荡的区间，可有效减小“传冲?这个“误差区间?的相对大小；

3．对摆轮游丝系统来说，若能将摆幅控制在220度上，那么，震荡系统无论受何种冲击，震荡频率不变。

上述条件是擒纵机构不断改进的理论基础。同轴擒纵机构、精密擒纵机构和恒力擒纵机构就是在上述几种思想指导下对现有擒纵机构进行大量改进的新机构。

相关研究械表的能量传递链是：条盒轮-中心轮-过轮-秒轮-擒纵轮。擒纵轮转动要被擒纵分割，精确的分割释放的能量是精确走时的前提。分割能量要靠擒纵系的组件。知识准备在机械表运动中，擒纵轮被叉瓦一次一次的挡住，然后释放一个齿后再次被挡住，周而复始。这个过程实现了准确的分割发条传过来的能量1。

擒纵调速器是机械式钟表计时的核心，它是由振汤器和擒纵机构组成,其中机轴擒纵机构是欧洲最早的擒纵机构。本文首先简介具机轴之擒纵调速器的基本构造与类型，其次说明西元10至17世纪擒纵器的历史背景及发展；接著分析机轴擒纵机构与摆杆、摆锤、摆轮三种振汤推汤器配合应用的构造特性，并探讨这些装置校准的原理,最后进行比较并提出结论2。

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学