机械艺术：“表中之王”陀飞轮

　　陀飞轮自诞生之日起便是高级钟表界备受推崇的发明专利。时至今日，不少瑞士高级钟表品牌都将陀飞轮表款纳入旗下顶级表款的方阵中，其中一些具备独特个性与功能设计的陀飞轮表款亦成为收藏家和投资者狩猎的对象。

　　宝玑MARINE5837陀飞轮腕表

　　何为陀飞轮

　　陀飞轮是瑞士钟表大师路易·宝玑先生在1795年发明的一种钟表调速装置。法文Tourbillon（故又称特比龙），有“漩涡”之意，是指装有“旋转擒纵调速机构”的机械表，陀飞轮机构，是为了校正地心引力对钟表机件造成的误差。陀飞轮表代表了机械表制造工艺中的最高水平，整个擒纵调速机构组合在一起并且能够转动，以一定的速度不断的旋转，使其把地心引力对机械表中“擒纵系统”的影响减至最低程度，提高走时精度。由于其独特的运行方式，已经把钟表的动感艺术美发挥到登峰造极的地步，历来被誉为“表中之王”。

　　宝玑先生当年发明陀飞轮擒纵机构，是为了通过陀飞轮框架的旋转来抵消地心引力对钟表擒纵系统中的机件造成的误差。普通的机械表，由于擒纵系统中的游丝会受到松紧度、金属疲劳的影响，摆轮摆动的规律也会受到地心引力的影响，所以误差较大。陀飞轮擒纵调速装置在克服上述一系列影响中起到相当大的作用。特别是当年的怀表时代，这种旋转擒纵机构对于钟表的走时精准性有很大的提升。虽然如今的手表要面临更多的位置变化，陀飞轮调校精准性的能力有所减弱，不过，陀飞轮仍然作为顶级制表工艺，被大多数喜爱机械制表的表迷所追捧。陀飞轮的创意在于，将钟表核心的擒纵机构放在一个框架（Carriage）之内，使框架围绕轴心也就是摆轮的轴心规律性地做360度旋转。这样，原本的擒纵机构是固定的，因而当表搁置位置变化的时候，擒纵机构不变，造成了擒纵零件受力不同而产生了误差；当擒纵机构360度不停的旋转起来的时候，会将零件的方位误差综合起来，互相抵消，从而最大程度地降低误差，甚至消灭。目前，大多数陀飞轮是1分钟转一圈（360度），也是业内公认的理想旋转速度。

　　宝玑陀飞轮证书与原理

　　调速原理

　　宝玑的陀飞轮调速器原理如后：如果把擒纵轮、杠杆（Lever，即马仔）和摆轮及游丝全部置于一载台（carriage)，而载台的小齿瓣受第三轮（thethirdwheel)驱动，使载台旋转。置于摆轮（balance)上方的第四轮被固定（thefixedfourthwheel)且与载台轴杆（carriageshift)同心。擒纵轮的小齿瓣（escape-wheelpinion)与第四轮互相咬合。

　　因此当载台旋转时，擒纵轮的小齿瓣绕着被固定的第四轮转动，如此一来造成小齿瓣的旋转并以正常的方式操纵了擒纵轮和摆轮(附图：陀飞轮原理）。整个上述构造被称为陀飞轮框架（cage)，这些元件一起做恒定地转（rotateconstantly)，以稳定的速率—1分钟、4分钟甚至6分钟—转完一整圈，那么不论表在哪一个垂直位置，此一陀飞轮调速器都以完全相同的的时间转动一圈，这么一来，因地心引力的位置不同，一位置产生的误差将被另一位置所产生的相等大小之误差所抵消。

　　事实上，陀飞轮并不能消除位置误差，只是将误差平均化，但是尽管处于垂直的位置，陀飞轮的载台周期是恒定的。宝玑在1775年便已提出这个构想，一直到近6年后才制造出来，并于法兰西共和历（大革命时期的历法）花月（Floreal，共和历的第8月）24日—相当于公元1801年4月14日—写了一封信给当时的内政部部长，说明他发明了陀飞轮调速器，并请求给予他10年的专利。1801年6月26日，他接到专利许可证书。