我们习惯看手表的外观，品牌的文化，工艺的打磨。但是，从本质上来说，手表一直都是科学成果。早期的手表一直是西方先进科学的象征。即使在今天，手表仍然代表着西方科技的先进水平。中国制造的手表无法进入世界前列。不是他们的打磨或者设计水平跟不上，而是他们的材料和精密制造能力跟不上。当然这是题外话。今天主要和大家分享几个今年公布的有趣的手表专利。这些目前在现成产品中很少见到，但不排除以后不会用到。而且从这些专利中我们可以看出，手表本来就具有精密性和科学性，目前来看，进一步发展的可能性有哪些。

Rim  balance  ——Navosort公司

众所周知，机械表的游丝系统是机芯的心脏，其准确稳定的摆动是机械表精准的关键。数百年来，许多伟大的制表师一直在寻找理想的游丝系统，主要探索三个方面，一是材质，二是形状和匹配结构。我们常见的游丝系统是带摆轮的螺旋游丝。虽然这套系统已经使用了数百年，但仍不完善，制表师们也从未停止对此的探索。

三种摆的设想

Navosort是一家专业从事机械机芯研发和生产的公司。工厂位于著名的制表小镇La  Chauven。他们在2015年首次提出了没有轮圈的游丝系统的想法，然后在2016年12月14日申请了专利，并在今年6月公布了专利，专利号为EP15199927。你可以在欧洲专利局或者我国专利局的网站上找到。这个专利很有意思。虽然也是游丝系统，但是它的摆轮没有轮圈。由于机芯是精密部件，实际上现在的机械结构需要精密的测量才能达到理想的效果。游丝系统的振动频率、等时性、相互配合都是有科学计算理论依据的，这里就不赘述了，因为那个还是有点复杂。有兴趣的朋友可以自己研究一下。

Gyrolab摆轮

这项专利提出了不带轮圈的摆轮。我们知道，摆轮的摆动惯量对整个摆轮弹簧系统有非常直接的影响，摆动惯量受摆轮材料(一般材料的刚性是固定的)、摆轮厚度、摆轮高度、摆轮直径的影响。同时，为了精确的平衡，摆轮往往装有配重螺丝和平衡螺丝，或者砝码，所以这个系统变得极其精密，然而制表行业一直都知道环秤存在一些问题，比如重量大，阻力大，能耗略高。吉佳两年前开始使用的新专利摆轮Gyrolab就是一个尝试，从闭环变成了开环。

其他四个摆的假设

那么，在我看来，Navosort公司提出的无框摆轮系统是积家Gyrolab公司更大胆的探索。它的基本结构有几种类型的想法。一种是带有十字轴的平衡弹簧，十字轴上装有配重/螺钉，这样系统就可以以平衡的方式摆动。摆轮还是有替代品的。即使简化，否则，游丝的摆动也容易受到外力的干扰，所以带配重的十字轴就是一个摆轮。另一个是有四个摆臂的摆轮。摆臂成对对称，末端配有配重或可调螺钉，以调节整个系统的惯性。与传统的摆轮相比，这种结构简单得多，也更容易调整。从制作的角度来说，这个系统显然更容易。理论上，这种系统比传统的游丝系统效率更高，但其美观性不足。但作为一种尝试，我们至少可以知道，传统的天平还是不够完善，新的探索在朝着简单化的方向前进。当然，简化意味着更精确。

重掺杂硅制成的——劳力士游丝

劳力士在世界上享有极高的声誉，也是世界上最成功的企业之一。长期以来，劳力士手表以精准耐用著称，这背后当然少不了劳力士不断研发的全新技术。两年前刚刚推出的劳力士3255和劳力士3235两款新机芯，包含了14项新专利，确实可圈可点。也让人佩服劳力士的精密制造能力，使得手表能够模拟佩戴环境，每天正负两秒的精度前所未有。

335运动

今年年初，国家专利局公布了劳力士的一项专利。这项专利的优先权时间是2015年10月19日，也就是劳力士当时已经有了初步的想法，申请日是2016年10月19日，也就是想法基本成熟，已经有了成果。这项专利指出了一种新的游丝。我们知道游丝对手表的重要性。劳力士主要有两种游丝，一种是蓝铌顺磁性Parachrom游丝，另一种是硅晶Syroxi游丝，主要用于一些女表。不过劳力士肯定不止这两个游丝，只是很多都没有量产投入市场，只是在研发。

新型游丝是重掺杂硅制成的游丝，这是一种材料加工技术。一般来说有P型重掺杂和N型重掺杂，就不具体说了。这个专业太强了，我们只要知道它能做出这个材料就行了。所以劳力士发明这种游丝的主要目的是为了获得游丝系统的热补偿。更具体地说，这类材料根据重掺杂硅成分和外部工艺的不同，需要匹配特定材料和性能的摆轮，才能获得理想的热补偿效果。

该专利指出，由重掺杂硅制成的游丝包括具有离子密度超过一定要求的重掺杂硅的部分，尤其是至少线圈或线圈的一部分。那么重掺杂的硅部分具有可以抵消或基本抵消杨氏模量的热膨胀系数，游丝的膨胀系数，摆轮的热膨胀系数。这三个是温度影响游丝摆轮系统固有频率的主要变量。当然这个有具体的公式。过去为了达到热补偿的效果，一般有两种方法，要么使用更高级的合金材料(缺点是制备复杂)，要么在材料表面覆盖一层氧化层(缺点是高温处理对游丝不利)。劳力士的重掺杂硅游丝可以使摆轮游丝的频率独立或准独立于温度，也就是说基本不受温度影响。

击败显示结构3354历峰集团

跳动显示机构有很多种，但核心部件大体相似，大多由一个蜗轮控制。因为蜗轮有一个特点，就是它有一个悬崖，所以当一个部件接触到它的时候，它会因为这个悬崖而瞬间产生一个位移，从而实现跳动。这种结构在多年前还没有被广泛使用，历峰集团申请的专利是一种更严谨的跳动显示机构，使用蜗轮进行精确控制。

专利申请日为2017年1月13日，公示日为2017年7月20日。这是一项非常新的专利。这项专利未来会出现在哪个品牌的产品上不得而知，但可能已经测试过了。实际上，这个系统与之前的结构略有不同。在目前广泛使用的跳跃机构中，一个带齿的部件经常与蜗轮接触。当蜗轮旋转时，它将驱动这个部件上的齿移动，从而在盘面上显示。最常见的就是反跳。

在该专利中，齿轮20上有一个蜗轮14，凸杆4上的凸缘12与蜗轮接触，而另一个凸缘8用于推动齿轮2穿过一个网格。凸缘8每因凸杆4而下降一次，就会推动齿轮2通过一格，从而实现跳跃显示，弹性元件4用来为凸杆4提供驱动力。从结构上来说，这个功能适合日历显示、跳时、跳时等功能，但显然不是反跳

总结：今天，我们就来看看这三个例子。现在市面上的这些表都还没有应用过，都是实验性的探索。虽然我们在购买手表的时候从来不会关注这些东西，但是从工业的角度来看，这些东西是值得思考的。手表虽然看似简单，但要做到精准却不容易。所以你会发现，一块好手表之所以贵，是因为在研发上也有巨大的投入。手表厂后面的d和测试。最后，找到一个好的解决方案，并投放市场。从一开始就不成功。