自從機械鐘表誕生至今700多年的發展曆史中，鐘表大師們發明了很多種類的擒縱機構。

如14世紀在歐洲出現了早期的擒縱機構“機軸擒縱機構”（verge escapement）；

17世紀後期發明的使用在擺鐘裡的“回退式擒縱機構”（recoil escapement）；

18世紀早期由英國人格林漢姆（George Graham）發明的“直進式擒縱機構”（deadbeat escapement）；

18世紀應用于懷表的“工字輪擒縱機構”（cylinder escapement），“鐮鈎式擒縱機構”（virgule escapement）和“複式擒縱機構”（duplex escapement）等；

18世紀中期由英國人Thomas Mudge發明的“杠杆式擒縱機構”（lever escapement），“制動式擒縱機構”（detent escapement）。

目前，在這些種類繁多的擒縱機構當中，使用最普遍的是由英國人Thomas Mudge在18世紀中期發明的杠杆式擒縱機構。

傳統杠杆式擒縱機構

在機械表中，我們可能最常接觸的擒縱機構是叉瓦式擒縱機構，也稱為瑞士杠杆式擒縱機構，是應用最廣泛的一種擒縱機構，它的性能和工藝性較好。國内鐘表文獻中，極少涉及到其他種類的擒縱機構，叉瓦式擒縱機構也是我國早期國表的傳統擒縱機構。

杠杆式擒縱機構運行原理 杠杆式擒縱機構運行原理

機械鐘表的靈魂

擒縱機構是機械鐘表中介于“傳動機構”(一輪到四輪)和“調速機構”(擺輪遊絲)之間的一種機械結構。擒縱從字面上很容易理解：一擒、一縱，一收、一放，就是這一收一放的 “擒縱機構”卻是機械鐘表的靈魂，究其原因體現為它在機械鐘表中具有兩個至關重要的作用：

第一，擒縱機構将原動系統提供的能量定期地傳遞給擺輪遊絲系統來維持該系統不衰減地振動， 避免發條盒的能量一次耗盡；

第二，擒縱機構把擺輪遊絲系統的振動次數傳遞給指示裝置來達到計量時間的目的。會将能量傳送到最主要的律時結構：擺輪，以調節每次能量開啟與關閉的間隔時間。擒縱器的一擒一縱讓鐘表正确地計算時間，鐘表的時、分和秒針則是依照擒縱的振頻，以精準的節奏運行。因此，擒縱機構的好與壞将直接影響機械手表的走時精度。

杠杆式擒縱機構圖

杠杆式擒縱機構主要由擒縱輪、擒縱叉和雙圓盤三部分組成，它的特點是利用擒縱輪齒與擒縱叉上的叉瓦在釋放與傳沖的過程中将原動系統輸出的能量傳遞給擒縱叉，同時擒縱叉口又會與圓盤釘相互作用，擒縱叉通過圓盤釘将來自擒縱輪輸入的能量傳遞給擺輪遊絲系統。通過這一系列的杠杆原理，擺輪遊絲系統源源不斷的得到原動系統輸出的能量以維持該系統不衰減地振動，從而完成機心指示裝置準确走時的使命。

擒縱輪、叉瓦、擺輪直接的配合

瑞士杠杆式擒縱機構

瑞士杠杆擒縱是目前市面上機械表中使用最多的擒縱機構，也是現代機械表上使用曆史最久的擒縱機構。瑞士杠杆擒縱包括了擒縱輪、具有兩個沖擊石的擒縱叉(又稱為馬仔)、沖擊滾碟與插梢，再搭配平衡擺輪與遊絲，一連串的作動達到穩定均等輸送動力以規律時間的目的。

百達翡麗Pulsomax擒縱機構

杠杆式擒縱機構被形象的稱為“馬式擒縱機構”。所謂“馬”指的是擒縱叉(馬仔)，也意味着這種擒縱機構的擒縱叉像匹駿馬在飛奔。其各位置特征是：

A位置：是與基闆相對應的寶石軸承相配合的叉軸軸尖；

B位置：是與控制夾闆相對應的寶石軸承相配合的叉軸軸尖；

C位置：是擒縱叉，它的形狀是被特别設計的，好似一個反寫的“T”字；

G位置：被稱作叉頭用來鑲嵌叉頭釘；

F位置：是個方槽，此位置是用來與圓盤釘碰撞得到驅動力而特别設置的；

D位置：是進瓦，它的作用就是負責鎖定與釋放擒縱輪齒，同時也是與擒縱輪齒碰撞将能量傳遞給擒縱機構來完成整個機構的半個周期動作；

E位置：是出瓦，它的作用基本上與出瓦是一樣的，隻是此時擒縱輪齒碰撞将能量傳遞給擒縱機構來完成整個機構的另一個半個周期動作。

勞力士、百達翡麗、和斯沃琪集團、等鐘表巨頭采用了矽材質來改變傳統杠杆式擒縱機構，他們與CSEM（瑞士電子學與微電子科技中心）合作共同研究矽遊絲。矽的許多特質，使其成為幾乎完美的材料，輕盈、抗磁、柔韌、幾乎也無需潤滑。此外，矽可以極高的精度制造複雜零件，這為擒縱形狀的創新提供了可能。百達翡麗在以此基礎上開發出Pulsomax擒縱機構，此結構的原理與瑞士杠杆擒縱機構相似，但矽材質的優點讓叉瓦和擒縱輪的設計得以優化，進而顯著提高了機芯的精準性、可靠性和調校效率。

同軸擒縱機構

托馬斯·馬奇發明了瑞士杠杆式擒縱機構在使用了250多年以後，現代的制表師不滿足傳統過于簡單的擒縱機構，決定探索不同的道路。歐米茄同軸擒縱機構便是由英國制表師喬治·丹尼爾斯在1970年代推出的同軸擒縱機構，旨在避免使用潤滑劑，因為随着時間的推移，油的不斷增厚會影響腕表的性能。同軸擒縱的三層式擒縱輪、擒縱叉、擺輪軸圓盤及沖擊銷協調運作，通過水平推動完成動力傳遞。相比之下，瑞士杠杆式擒縱機構涉及滑動運作(擒縱輪齒沿圓盤)，使完美潤滑變得不可或缺。

雅典雙向擒縱機構

2000年，雅典又推出了一款雙向擒縱機構，這種機構通過巧妙、簡單、對稱的架構提高可靠性。雙向擒縱機構配備兩個擒縱輪和三角形杠杆，交替鎖定兩個擒縱輪，并向擺輪傳輸動力。

雙重擒縱機構運行圖

愛彼擒縱機構

幾年後，愛彼又研發出一種新的傳動機構：擒縱輪直接向擺輪傳輸動力，無需經過擒縱叉的解鎖和鎖定。這減少了能量的損耗，并且消除了潤滑的需要。愛彼也将機心振頻提升至43200次/小時（6赫茲），以提供更高的精度。

芝柏恒定動力擒縱機構

芝柏恒定動力擒縱機構，加入一條直徑14微米的彈性矽質遊絲，其作用類似于能量存儲單元，可周而複始地向振蕩器提供穩定動力。

雅典表恒定擺動擒縱機構

錨式擒縱機構(Anchor Escapement)采用矽質框架，擒縱叉由兩片彈簧片固定在中間。擺輪每次交替所産生的推動脈沖，會傳送能量到彈簧片，沒有擒縱叉軸支撐的擒縱叉因而恒定的前後擺動，但卻不會産生摩擦力。更妙的是，當彈簧片恢複原位時，它會返還存儲能量。

帕瑪強尼Genequand擒縱

帕瑪強尼Genequand擒縱機構，與蚱蜢式擒縱機構有很多相似之處，以柔性件取代傳統擒縱叉來鎖定和解鎖擒縱輪。應用柔性材料大大降低能耗，振幅僅為16°，且無需潤滑。這使機心可以實現16赫茲高振頻、高進度、以及長達70天的動力儲備。與芝柏恒定動力擒縱和雅典錨式擒縱不同，帕瑪強尼Genequand擒縱搭配非常規振蕩器，沒有遊絲，改用柔性片，這也是低能耗的另一個原因。

泰格豪雅Mikrogirder擒縱機構

泰格豪雅的研究，主要集中于研發可測量短時間間隔的超精密高振頻計時碼表。2010年，泰格豪雅推出全新的無發條機械擒縱機構，以磁力效應替代傳統遊絲，低振幅、高振頻(50赫茲)驅動擺輪。2011年，又推出了采用線性振蕩(相對經典遊絲螺旋形狀)和片式結構，能夠在非常小的範圍内振動，不受重力影響，且振頻每小時7,200000次的振頻，而常規的機械表隻有每小時振動28800次，相比之下，MIKROGIRDER是他們的250倍！

自然擒縱機構

自然擒縱機構運行原理

自然擒縱機構最早是由寶玑大師在1789年發明，其特點是實現擒縱無需潤滑油。自然擒縱擁有兩個擒縱輪與兩個互相咬合的棘輪，隻需要一個動力來源，擒縱叉控制擒縱輪左右一擒一縱，兩個擒縱輪直接沖擊滾碟上的兩個沖擊石，兩邊的擒縱輪互相牽制因此可使平衡擺輪自由無設限地擺動，而不必擔心擺蕩過度。但由于制造過程更為繁複，且成效不彰，最終并沒有被大規模采用。

Laurent Ferrier自然擒縱運作圖

F.P.Journe的EBHP高性能雙軸擒縱系統

EBHP高性能雙軸擒縱運作動圖

沖擊式天文台擒縱機構

直接沖擊式的棘爪擒縱機構的設計較為簡約，擒縱輪與一個細長附有遊絲彈簧及搭載小顆寶石(用以制動擒縱輪)的長軸作動，并直接接觸擺輪下的沖擊石，給予擺輪推動力。沖擊式天文台擒縱結構上零件的接觸面積少，驅動效率較杠杆擒縱要高，也不需要過度依賴潤滑油。

積家Ellipse Isometer沖擊式擒縱機構

擒縱機構的工作原理一般都類似，它們都是從同一原始的擒縱機構進化而來。但這些進化的原因值得一提：都是為了減小擒縱機構對時間基準的影響。

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