【里查德米尔课堂】一篇文章告诉你机械腕表的上链原理

瑞士知名腕表品牌里查德米尔享誉全球，巅峰造极的制表工艺受到各界人士青睐。前段时间，日本知名企业家前泽友作搭乘飞船去国际空间站体验了12天失重环境下的生活，选择佩戴的就是里查德米尔 RM 27-02——一款重量（含表带）仅有38g的腕表。前泽友作和他的RM 27-02
如果你是从这枚腕表开始接触里查德米尔（RICHARD MILLE，下面简称RM），那这块表最让人印象深刻的部分，也许既不是RM标志性的镂空盘面，更遑论明快的橙白配色，而是它匪夷所思的重量实测值——区区38克！熟悉这个品牌的人都知道，这就是里查德米尔的常规操作，通过材料学的进步、结构的合理化来得到超前的性能，然后把多项独家成果同时放进一枚腕表里。鉴于这种现状，作为对RM的设计思路有些许感想的我来说，还是希望通过很多人理解机械表的第一课——自动上链系统，来让大家能更多地从技术角度理解这家年轻有料的制表商，看看他们在这些年来到底实现了哪些技术上的新进展。常说的“上链”是怎么回事？腕表的结构用简单的方式说，就是利用一个动力源来驱动庞大的齿轮系统，最终让指针旋转起来，而这个动力就是发条盒。既然是“盒”，它的内部当然是空心的构造，用来容纳一根展开后长达几十厘米的螺旋形金属薄片，也就是发条。发条的一端被固定在盒子中心的发条轴上，另一端则利用摩擦力紧贴住发条盒内壁。打开的发条盒、未上链的发条
由于发条是被挤压进盒中的，在里面一直处于蜷缩的状态，它会不断地释放这股压迫力（也就是应力），试图把自己恢复成舒展的原状。这就像用手指捏扁一根弹簧，你能感受到它虽然被捏扁了，但始终在输出反抗的力，如果一放松，它就弹回原样。腕表的动力来源，就是靠着发条的这份努力来驱动整个系统，但刚装进发条盒里的发条其实处于“空链”状态，虽然也有一些应力，还没有强大到能让腕表工作起来，需要“上链”。 上链机构就是利用一枚旋转起来的自动陀、或者表冠，分别通过不同的齿轮组把扭力传递到发条上，使发条进一步蜷缩在一起，那发条就能积累足够的应力来驱动第一枚齿轮、进而整个腕表都被激活起来。紧紧蜷缩在一起的发条就处于“满链状态”。上链会不会过度？现在的腕表通常都有“满链保护机构”，也就是在发条最外圈焊接一段“副发条”，你看发条尾端那一段蜷曲方向和主发条相反的部分就是了。发条松弛和上紧时不同的状态一旦保护机构失效，副发条不打滑，继续上链就会过度，应力持续增加无法释放，可能损坏上链机构。
这就是目前比较典型的上链系统的工作方式。如果你觉得这套系统非常行之有效，倒也没错，毕竟腕表行业一百多年走到今天也是趟着风风雨雨过来的，大家都采用的最大公约数，想必可靠性也是有一定保障。但显然，RM作为行业中不循规蹈矩的存在，在上链方面也做着创新性的尝试。什么是“扭矩限制表冠” & “离合摆陀”？在传统的上链系统里，虽然副发条打滑的动作从正面意义来说保护了上链系统，但从另一个角度看，打滑动作使得副发条和发条盒之间会产生尖锐摩擦，如果持续时间一长，就容易产生碎屑、让其他零件受损。针对这样的情况，里查德米尔在他家的腕表RM 030上搭载了两种首次在腕表上登场的机构，对上链系统进行保护，它们就是“扭矩限制表冠”和“离合摆陀”。RM 030先说扭矩限制表冠（Torque-Limiting Crown，下面简称TLC）。所谓扭矩，简单粗糙地说，就是拧一个物体时，该物体受到的扭力，它的单位是牛米（N·m）。扭矩限制表冠，它的特点是在上满链以后继续拧动，表冠会呈现打滑的手感，毫无阻力。扭矩限制表冠在工业上有一种与其类似的常用机械部件——扭矩限制器（Torque Limiter，下面简称TL)。TL通过特殊的机械构造，使得它在承受过大的扭矩时发生打滑现象或直接松脱，不再把应力传导到后面的机构，起到重要的保护作用。等到扭矩恢复成设定允许的数值后，TL又会自动啮合、传递扭矩。TL在工业机械上常有应用，可以说是非常成熟的技术。 这种设计的优势一目了然，如果发条已经上满，表冠再怎么拧，它的扭矩也无法传递到后面的机构，最终也不会使副发条打滑、又能上紧发条，对于延长系统的使用寿命是非常有效的。RM的工程师在开发时将TL的技术引入到了自己的腕表制造中，以此来优化腕表的上链效率。 既然手动上链有了保护机制，那自动上链的也有发挥同样作用的“离合摆陀（Declutchable Rotor)”来避免该问题。离合摆陀装置经过RM四年研发才最终完成的离合摆陀系统在上满链的状态下，会从某个齿轮开始自动脱离系统、不再向发条传递扭矩。这时候表盘上12点位置的“上链指示器”会从“ON”切换到“OFF”，表示摆陀已失效。等到发条逐渐松弛，剩余的动力储存只剩40小时的时候，离合摆陀会自动接回系统中，开始上链。“可变几何结构摆陀”又是怎么回事？前述的表冠和摆陀设计，可以把它们归结为离合装置，是通过众多机械零件完成恰到好处的动作来实现的。那有没有靠更少的零件就能实现同样功能的简单设计呢？我不敢说完全实现，至少曾经让我觉得最有希望的设计，首推RM的“可变几何结构摆陀（Variable-Geometry Rotor，下面简称VGR）”。 以RM 07-01为例，它虽然是一枚女士腕表，45.66毫米 × 31.4毫米的长宽尺寸在RM家族里显得分外小巧，但从它搭配了VGR这点一上看，依然是血统纯正的RM。RM 07-01可变几何结构摆陀，就是将通常的一整块摆陀的最外沿做成位置可调节的配重块。放松配重块上的四颗螺丝，可以将配重块移动到需要的位置再重新固定，这样就能改变摆陀的惯性。两个配重块越靠近，摆陀的旋转惯性越强、上链越高效，当配重块靠向两边时，就得到相反的效果。可变几何结构摆陀据RM的说法，每个人的生活方式都有区别，每天的运动量也不同，固定的上链效率并不适合所有人，所以研发了这种可变结构的摆陀允许佩戴者调整自动上链系统的敏感度，以匹配自己的生活状况。这其实也戳中了很多人的痛楚，为了在上链“过度”和“不足”之间获得平衡，运动时暂且摘下腕表或者每天手动补链都是大家再熟悉不过的调节方式，所谓的“自动上链”也并没有多么“自动”。VGR的存在鼓励着用户寻找最适合自己的上链效率，这种特别的定制感在当今的制表业依然是罕见的。
定制感显得如此特别，但稍加深究，它的设计思路只是将单一零件分散成几个模块并充分利用而已。模块化是业内的一股趋势，比如早年的一大块夹板经过不断的模块化而变得越发小巧，这样一来，机芯设计的变更只会让相应的夹板被弃用，而不是整块废弃。把一块自动陀分成三部份的做法异曲同工，但RM这样做的目的却是为了自定义上链效率，颇具开创性。有没有感觉似曾相识？没错，这就和“扭矩限制表冠”或者“离合摆陀”一样，又是一次成熟思路的崭新运用。 VGR的出现描绘了一副让人期待的图景，但作为该设计的首次实装确实也很难做到尽善尽美。由于调整的过程涉及到打开表壳、使用专用螺丝刀，所以得让专业制表师来亲自操刀。在前面介绍过的RM 030以及其他表款上也有相似的VGR，佩戴者始终无法自行调整。RM 030上的可变几何结构摆陀本来是为了“自定义”而设计的功能，却必须由专业人员来操作。为此，RM继续着升级的步伐，在最新发布的RM 35-03上让我们看到了VGR的完全进化。新推出的“蝶形摆陀”有多特别？以网坛传奇Rafael Nadal命名的RM 35系列走到了第十年之际，系列第四款腕表RM 35-03被推向市场，它分为两种不同配色的款式。里查德米尔似乎也对它寄予厚望，在它身上投注了相当多的独特技术，其中最让我惊呼的，非“蝶形摆陀（Butterfly Rotor，以下简称BR）”莫属了。RM 35-03普通造型的摆陀大家都熟悉，也就是一块金属的半圆形配重块，安装在机芯中央的中轴上。它对腕表佩戴者日常的手腕活动做出反应，在离心力和惯性的作用下开始旋转，带动一系列齿轮，为发条上链。如果要调整摆陀的上链效率，常规的方法是把摆陀做成不同大小、选用不同的材质。这样的“调整”，决定权在于制表商，他们都声称自家的上链效率能照顾到多数人。事实上在业内并没有统一的指标、规范的测试方法来帮助我们横向对比，诸如“单向上链和双向上链哪个效率更高？”之类的争论就是这种无序现状的负面反映。等到大家都意识到类似的你来我往没有尽头时，干脆也就不把上链效率当回事了。
但里查德米尔通过可变几何结构摆陀、以及现在进一步升级的蝶形摆陀，让上链效率有了实打实的、物理上绝对可信的变化——而且还是可以自定义的。蝶形摆陀蝶形摆陀，顾名思义，摆陀能够像蝴蝶双翅一样左右打开。它分为两扇小摆陀，能通过一组齿轮和杠杆控制它的开合。当两扇摆陀合拢时，它们结合成传统的半圆形摆陀的状态，所有配重都聚拢在一边，随时准备上链。当摆陀被左右打开，会对称地分布在中轴两边，摆陀重心移到中间位置，不再随着手腕的运动而剧烈转动，上链效率明显减弱。蝶形摆陀打开状态，呈对称状它的原理和可变几何结构摆陀一样，改变重心的分布来调整上链效率，但在此基础上又有两点明显改进。首先，蝶形摆陀可以打开到完全对称的程度，明显会比上一代方案更强烈地制约摆陀的旋转，在这方面可以说做得更为彻底。其次，开合操作可以通过表壳上7点位置的“SPORT MODE” 按钮一键触发，终于不用拆表壳了！盘面上6点位置的上链指示器能告诉你目前摆陀能否上链，不用摘下腕表翻过来确认。 也就是说，RM 35-03的蝶形摆陀进一步优化了可变几何结构摆陀的功能性，成为佩戴者可以亲自并且轻松地调整上链的机构。SPORT MODE按钮说到这里，大概可以看出RM的上链技术分为“自动”和“手动”两条路线。“扭矩限制表冠”和“离合摆陀”是自动感知扭矩的强度、自动切换离合，属于前者。好处在于把扭矩控制在了合适的区间里，动力足够又避免磨损。而“可变几何结构摆陀”、“蝶形摆陀”通过模块化设计给了佩戴者更多的自定义空间，虽然佩戴者其实对于摆陀的上链效率的拿捏不如制表厂来得准确，但重要的还是亲手操作的参与感。佩戴RM 35-03的纳达尔话说回来，看到摆陀打开的时候，我都没有想到什么上链效率之类的复杂理论，而是单纯被这种超出预想的构成方式所撼动，谁能想到摆陀还能像变形金刚一样切换状态？RM虽然看上去具备浓郁的理性气质，惯于围绕最后的成效来做文章，但某些设计还是能带来直观的视觉享受和新奇的体验。不光是蝶形摆陀如此，更早之前的“快速上链装置”已经让我们见识到里查德米尔好玩的一面。“快速上链装置”的意义在于快？RM 65-01是2020年末里查德米尔推出的一款高度复杂功能腕表，具备高振频机芯、可变几何结构摆陀、功能指示器、双秒追针计时等硬核功能。但对我来说，最愿意体验的，倒是另外一项“快速上链装置（Rapid Winding Mechanism）”RM 65-01根据RM的简单介绍，“快速上链装置”是继表冠、自动摆陀之后的第3种上链方式。具体操作是按下8点位置的按钮，相关机构会产生扭矩，为发条上链。从空链到满链，需要按125下。快速上链按钮它每按一下所输出的扭矩都是经过了RM的反复验证所得出的合理值。虽然我们也不知道这个值到底是多少、是否真的合理，但至少扭矩输出得更为均匀，不像拧动表冠时那样还要考虑到手指的力道是否适中。从这点上来看，它对于上链机构来说一定是有实际的保护作用。快速上链装置结构图
另一方面，我原来因为它要按125下才能满链这一点而怀疑过它的实用性，毕竟“拧表冠30圈”和“按压125下”，好像前者省力多了。但我们常说消费前最好眼见为实，果然有一天起床后，我拿起腕表手动上链，重复拧动表冠时立刻意识到了快速上链装置其实相当实用——有了它，就可以单手上链！如果有这样一枚，我可以在一只手喝咖啡、玩手机看新闻的同时用另一只手完成上链。虽然只节省下了那么一分钟，但能在这样枯燥的一分钟里兼顾其他事情，应该能让这个早晨变得惬意很多。至此已经将近年来RM在上链技术方面的重要进步大概梳理了一下，那让我回到开头，里查德米尔的技术真的让人眼花缭乱？其实一路写下来，我感觉恰恰相反，他们只是擅于站在其他行业、其他领域的成功基础上挖掘出新的运用方式，这一切对于看惯了今天其他制表大厂作品的我们而言，感觉陌生而新奇也是情有可原，它那种对于机械联动装置的灵活运用、还要当作立身之本在每一款作品上都有体现的做法，在业内可谓罕见。“产量越大则成本越低”是制造业最基本的逻辑，选择上述种种小众的设计方案、把工业上一个大尺寸的机构给小型化到塞进腕表的方寸之间，从结构设计、原材料选择到生产设备和工艺设计都要重新摸索，付出的成本不亚于任何我们通常概念中的“创新”。但正是因为RM这种“自成一派”，又不计成本地重新思考和定义腕表机芯结构，才成为众多机械爱好者所追求的腕表品牌。如果说“技术是第一生产力”是永恒不变的真理，那RM就是最忠实的践行者。如今，RM每年会推出多款机械腕表，不断探索制表的更多可能，每一款都会给行业带来惊喜。

个人不太喜欢这个品牌，感觉缺少历史底蕴。