機械錶是如何運作的？

哪位機械錶愛好者沒有聽過：「一個沒有電池的手錶？！就像勞力士」這句話，這句話首先提醒我們某些人對鐘錶歷史的無知，其次是這個品牌的壓倒性知名度。

本文的目的是試圖普及我們的機械計時器的技術方面，同時探討與鐘錶演變相伴隨的各種創新歷史。要讓任何鐘錶學學生都感到自愧不如的內容變得易於理解，這是一項艱鉅的任務。

第一批機械錶誕生於發條出現的同一時期。早在13世紀，人類就已經開始建造機械時鐘，其動力機構是懸掛在繩子末端的重物。將這種裝置微型化並整合到一個大約十五厘米的物體中，使其能夠放入口袋，這是一項艱鉅的挑戰。

發條的發明及其技術特性將改變遊戲規則。大約在1450年，人們意識到可以利用發條的特性作為動力機構來製作新的便攜式計時儀器。1482年，第一批懸掛式手錶出現在米蘭公爵的宮廷中。

發條被視為能量儲存器。能量來源是陽光，允許手錶使用者通過上發條桿和表冠來上緊這個發條（位於一個稱為桶的封閉圓筒內）。

在上緊手錶時，發條將纏繞在桶的軸上。當上緊過程（也稱為「上發條」）完成後，發條將試圖恢復其初始形狀，這將產生手錶運行所需的能量。這種能量將通過桶上的齒輪傳遞給齒輪系統。

這就是機械手錶正常運行所需的五個機構中第一個的簡化角色：動力機構。

從技術上講，我們將通過操作上發條桿，通過齒輪和傳動裝置將力量傳遞到位於其桶內的發條。

我們的發條已經上緊，但機械力量如何能準確計算我們珍貴的時間並顯示時間呢？

此時，手錶著名的齒輪系統的角色變得至關重要：計數和傳輸機構。

通過一個巧妙的齒輪和齒輪系統，力量將被計算（數學比例：齒數/直徑/時間）並傳遞到分配機構。

通常，這些運動部件隱藏在底板（運動的主體）和橋之間，橋用來固定這些小部件。

我們在理解我們的機械運動方面已經更進一步。從表冠到齒輪的末端，我們現在面對的是擒縱機構：分配機構。

擒縱機構是由荷蘭人Huygens於1660年左右發明的，這位發明家在1675年也發明了螺旋，但我們稍後會再提到。

最早的擒縱機構的功能是維持機械鐘擺（懸掛在繩子末端的重物）的運行。相同的功能也被應用於便攜式儀器。

擒縱機構有不同類型：回退擒縱、摩擦擒縱和自由擒縱。前兩者因為接觸和摩擦過多而被放棄，這會影響手錶的精確度。

瑞士擒縱機構（自由擒縱）目前是最常用的，由一個與齒輪接觸的擒縱輪、一個通過合成紅寶石的「葉片」與擒縱輪接觸的擒縱錨，以及一個安裝在手錶擺輪軸上的雙平台組成。

擒縱機構的概念對於新手來說有點難以理解，它允許在規律的間隔內中斷齒輪的運動，並定期分配維持擺輪振盪所需的能量。

簡單來說，它允許在某個時刻切斷來自桶的力量，並在適當的時候將其恢復到調節機構（擺輪螺旋）上。

正如我們之前所見，Huygens於1675年發明了螺旋。這個螺旋將與擺輪結合，成為幾乎所有機械計時器的調節機構。

這是一個擺動系統，由一個擺輪組成，擺輪的軸上固定著一個大多數是Invar製成的螺旋（鐵和36%鎳的合金）。材料在製造螺旋中非常重要，因為它們的性能取決於此：無論外部變化（溫度、磁場、濕度、位置）如何，都要保持盡可能穩定的扭矩。

正是擺輪螺旋將調節來自桶的力量。通過它，我們可以使手錶提前或延遲，以獲得一個精確且持久的計時儀器。

我們已經完成了對我們的運動的巡禮，試圖理解構成它的每個機構的角色。我故意沒有深入細節，因為這不是本文的目的。

現在，我們對運動及其主要組件有了一個整體的了解，這些組件幾乎可以應用於當今生產的所有機械手錶。

我們將在即將到來的一系列文章中討論特殊機械結構（計時、萬年曆等）的差異和細微之處。