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美国的钟表公司成为采用先进而精密的机械技术制造钟表的先驱

点击: 88 次  来源:http://www.freshstuff.cc 时间:2019-12-14

这一期的故事要从欧洲大陆的制表传统讲起(本文大量参考了张帆先生《瑞士钟表的历史》,新民周刊2017年14期《巴塞尔指望着中国市场领跑全球》,在此一并致谢)。1335年,意大利的米兰设立了第一台公共钟,按照一天24小时报时。到了十五世纪开始的大航海时代,钟表成为地理大发现进程中必不可少的计时工具,制表技术得到了飞快的发展。到了1453年,法国赢得了英法百年战争的最后胜利,完成了民族统一大业,国力日益昌盛起来。素来追求时尚和热爱艺术的法国王公贵族开始大量订购奢华昂贵的钟表以彰显其身份尊贵,法国钟表匠人首先得以尽展才华,不断地创造出令人眩目的精美钟表,钟表业因而在法国蓬勃兴盛起来。

好景不长,随着1517年马丁·路德发动的风起云涌的宗教改革运动席卷整个欧洲,法国的基督新教——胡格诺派与天主教之间爆发了宗教斗争,并在失败之后逃离法国,投奔定居在瑞士日内瓦(Geneva)的另一位宗教领袖——法国的宗教改革家约翰·加尔文(John Calvin)。加尔文派教义尚俭反奢,禁止教徒佩戴珠宝首饰等一切炫耀财富的行为,所以日内瓦当地的金匠和珠宝匠人为了生存,不得不想办法转行。正巧逃难来的新教徒中有不少身怀祖传绝技的制钟工匠 ,为当地带来了法国制造便携式时钟的技术。来自法国的制表技艺和瑞士当地的首饰加工技艺就这样自然而然地互相结合起来,新生的钟表业开始在日内瓦出现。很快,日内瓦成为了世界钟表制造中心。

  • 日内瓦以华美的盘面、表壳制作而闻名。在18世纪时候,日内瓦有4000多名阁楼工匠(cabinotiers),他们在自家或者小型工坊工作,最常见的是在独栋住宅极为窄小的阁楼里面工作,一般位于自然光线最充足的房子的最高层。
  • 从日内瓦开始绵延向北,沿着汝拉山谷(Vallée de Joux)一直延伸到纳沙泰尔(Neuchâtel),这是瑞士高级制表的摇篮,以制造大复杂机芯而闻名。该地区的两座钟表“双子城”拉绍德封(La Chaux-de-Fonds)和勒洛克勒(Le Locle,也是天梭的力洛克系列名称由来)于2009年被列入联合国世界文化遗产名单。
  • 随着时代发展,科技进步对于工业集中化生产提出了要求。由于汝拉山谷的家族手工作坊传统而保守,制表业开始向外迁移。在纳沙泰尔的东北面直到巴塞尔(Basel),是由比尔(Biel)、圣提弥(Saint Imier,也是浪琴的索伊米亚系列名称由来)、格林兴(Grenchen)为代表的新兴钟表工业重镇。
  • 瑞士的制表传统,其实并不只是来自于法国。瑞士东北面与德国接壤的沙夫豪森(Schaffhausen)小镇,便坐落于德语区内,表盘的设计也带上了偏德国的硬朗风格。从这里开始,制表传统翻山越岭,一直延伸到德国的黑森林地区,并启蒙了当地的布谷鸟钟制造业。

科技的进步带动了钟表业的发展。1640年,伽利略(Galileo Galilei)发现了摆的等时性原理,1656年,惠更斯(Christiaan Huygens)根据此原理制作了第一只摆钟;1658年,胡克(Robert Hooke)制作了具有摆轮的怀表。现代机械钟表的制作由此而始。1795年,路易·宝玑发明了陀飞轮,1867 年,百达翡丽制造了第一款万年历怀表,1891 年爱彼发明了具有三问报时的机芯。至此,机械表最顶尖最复杂的三大技术全部面世。

轰轰烈烈的工业文明在19世纪到来。随着火车铁路的普及,人们的活动尤其是贸易的半径越来越广大,对可携带的准确计时工具需求也越来越大,再加上标准时区在全世界的设立,对时间的重视、对钟表的需求日益增加。这个时期,美国的钟表公司成为采用先进而精密的机械技术制造钟表的先驱。此时瑞士也已进行机械化大批量生产。但在一开始,美国钟表的高水准成就甚至引起瑞士同行的妒忌。瑞士奋起直追,以更精密、更先进的机械及技术、富于经验的设计师及工人,最终击败美国这个最大的竞争对手。19世纪,钟表的世界总产量达到2500万只,其中瑞士钟表占到2/3。

到20世纪初,瑞士已被公认为世界钟表业的领头羊。当历史来到20世纪“咆哮的20年代”,无数影响深远的发明创造涌现,世界经济爆炸式增长,钟表业革命理所当然也在大潮中。瑞士表匠的天才发明又一次次将钟表技术推向新的高峰,引领世界钟表业向前发展。到1930年,腕表的产量已大大超越怀表,取代了怀表的地位。除技术进步、使用方便等因素,可随时外露便于展示炫耀的特点更是消费者购买手表的重要动因。由此,腕表的外观设计被一步步推向极致:正方形、蛋形、圆形甚至三角形的设计纷纷出现,再加上各种别致特意的装饰,手表成为一种令人眼花缭乱的商品。

到20世纪中期,瑞士手表的产量迅猛上升。最高年产量曾经达到1.04亿块,占世界总产量的40%,并且几乎都为出口贸易。全世界的出口手表中,每10枚就有7块来自瑞士。有意思的是,虽说产量和出口量领先,瑞士制表业在三个多世纪里,却一直保持着手工业时期中小型厂家或作坊的分散状态:3000多家公司中,80%的雇员不超过20人。在石英危机摧枯拉朽的力量面前,这些传统的产业与全世界机械腕表市场一样,受到灾难性的打击。20世纪末期,全球经济复苏的暖流和瑞士人海耶克的神操作带来了机械腕表的再度回归。这一次,早已和国际接轨的中国制表人很快嗅出了潮流变化的方向,并积极投入其中。如同之前两次一样,我们依然从以瑞士为师开始,但很快地在机芯技术层面推陈出新,国产机械腕表的历史也走入了新的篇章。

以下是正文。


走进新时代

市场全球化的过程早已开始,尤其是80年代以后,特别是进入90年代,世界市场经济全球化的进程大大加快了。今日的市场不仅提供了各式各样的商品,同时也把商品卖到了不同的地方。我们可以发现某人的上衣来自台湾、裤子来自墨西哥、鞋子来自意大利;你可能开一部使用法国轮胎、用印度制造的螺丝、由美国公司油漆的日本车。还可以在东京、伦敦、巴黎以及纽约街头看到Gucci皮包、Sony随身听以及麦当劳的金拱门。全球数百万的消费者需要或经由通讯科技体验他们听过的所有商品。机械制表也是如此。石英危机强迫我们睁开双眼,在学习海外优势科学技术的同时更加主动地参与到国际化商业活动当中去。瑞士制表行业的复兴与发展,很快就给国产表厂们带来了新的机遇。

另一方面,科技的快速进步,尤其是材料科学(硅游丝、摆轮合金、发条合金、油料)、信息技术(三维制图、有限元分析及计算、互联网信息交互及协作)和加工技术(激光测绘、计算机数字化控制机床/CNC、高精度设备、微型轴承)的迅猛发展,令机械制表这一传统的、难以言述的匠人技艺变得精确可控、平易近人起来,也同时迅速拉近了领头羊(瑞士、日本)与追随者之间的距离。传统意义上的复杂款三座大山(陀飞轮、三问、万年历),被揭去神秘的面纱,走入了国产机械腕表的寻常百姓家。

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走进新时代

抱团取暖:以合为贵

20世纪60年代末是钟表工业的巅峰期,该领域在瑞士就拥有1500家企业,雇佣着9万名员工。在石英风暴中,来自亚洲的石英手表带来的巨大竞争颠覆了手表市场,将瑞士传统钟表业推入谷底:70年代中期开始,瑞士钟表每况愈下,在世界市场占有率每年以两个百分点的速度下降。无数家瑞士企业破产,成为被拍卖者。到70年代中期,很多人认为瑞士钟表业已处于垂死挣扎的最后阶段。当时,“瑞士出品”钟表产量在全球市场中的比例已从43%急剧下降到15%。由于出口减少,钟表从业人员也相应在不断减少,钟表业开工率只达70%。当时世界最大的钟表部件生产企业Ébauches SA公司(即后来鼎鼎大名的ETA),在两年之内把它的工人从11000人削减为7500人。到了80年代中期,瑞士的制表企业还仅存500-600家,员工数量也锐减至3万人,接近2/3的制表企业倒闭,员工流失。

欧内斯特的反击

空前危机当头,瑞士Swatch集团横空出世。瑞士政府出面,并由瑞士银行等7家银行联合出资,以10亿瑞士法郎收购了最大的手表制造公司SSIH(瑞士钟表工业集团,Société Suisse pour l’Industrie Horlogére SA)和最大手表机芯制造公司ASUAG(瑞士通用钟表工业股份公司,Allgemeine Schweizer Uhrenindustrie AG)98%的股权并于1983年5月重组为世界最大的钟表企业SWH(瑞士微电与钟表制造工业有限公司,Swiss Corporation for Microelectronics and Watchmaking Industries Ltd,且于1998年正式更名为斯沃琪集团/Swatch Group),并委任欧内斯特·汤姆克(Ernst Thomke)为总经理。欧内斯特年少时于钟表技校毕业,并在ETA公司谋了一份见习工匠的职位。1978年,他回到了ETA担任总经理,并于1979年主导生产了最薄的石英表Delirium I,厚度仅有1.98毫米;Delirium IV出现更是将该表的厚度减薄到史无前例的0.98毫米。担任SWH的CEO后,他在Delirium的基础上于1983年3月1日推出了Swatch这一瑞士制表传统完全无法接受的塑料腕表(2013年,集团推出了Sistem 51产品线以示纪念)。甫一上市,Swatch就凭借其瑞士制造(Swiss Quartz)及低廉的价格刷新了业界的三观,并且一举挽救了几乎被日本表企击溃的瑞士表业。

  • 极简的机械设计:第一,它采用一体式表壳,将表壳的底部作为安装机芯的底板,机芯从腕表的上方进行安装,安装镜面则成为最后一道工序;第二,它由于采用了大量的塑料构件而成本更低;第三,它化繁为简地使用51个零部件代替了通常构成腕表的至少91个零部件,从而使加工装配更为简单。
  • 极时尚前卫的造型:面对日本石英表咄咄逼人的气势,它的品牌定位极为清晰:斯沃琪这个缩写代表的是“第二只手表(Second watch)”,由包括休闲,娱乐及非工具性所代表的新的手表理念所引入的新一代手表。同一时期,斯沃琪开创了与知名艺术家合作的先河,如凯斯·哈林(Keith Haring)等。艺术设计的手表赋予了时髦青年新的特立独行的标签。
  • 超低廉的价格:1983年手表初上市时的定价为39.9瑞郎至49.9瑞郎之间。这个价格既得益于机械设计理念的进步,亦来自于塑料等部件的广泛应用。

海耶克的布局

如果说,欧内斯特的Swatch石英表吹响了瑞士人反攻的号角,那么后来被称为Swatch之父的尼古拉斯·海耶克(Nicolas Hayek)则通过在产业战略上的整体布局,以及品牌定位和市场营销策略的变化带领瑞士机械制表业重回巅峰。

1986年,海耶克出任斯沃琪集团董事长,并利用资金和经营优势,收购和“复活”了大量的百年老字号品牌。斯沃琪集团收购了1775年创立的宝玑(Breguet:路易·宝玑——现代制表之父,发明了业界超过70% 的技术,包括最具代表性的三大复杂功能——陀飞轮、万年历和三问音簧)、1735年创立的宝珀(Blancpain)、1738年创立的雅克德罗(Jaquet Droz:给乾隆爷送来了鸟鸣三问、自动玩偶和大明火珐琅钟)、格拉苏蒂原创(Glashütte Original:从1845年德国制表业传承下来的黄金套筒、¾夹板)、1848年创立的欧米茄(Omega)、1832年创立的浪琴(Longines)、雷达(Rado)、天梭(Tissot)、美度(Mido)、哈密尔顿(Hamilton)等品牌,建立了自己的商业帝国。在完成一系列收购之后,海耶克还重新构建品牌结构,形成梯度完整的钟表品牌,掌握各个细分市场的机会。

海耶克在斯沃琪的神操作也给其他企业带来了灵感。历峰集团(Richemont)收购了包括1755年创立的江诗丹顿(Vacheron Constantin)、1845年创立的朗格(A. Lange & Söhne:阿道夫‧朗格——德国制表之父)、1847年创立的卡地亚(Cartier)、1833年创立的积家(Jaeger‑LeCoultre:复杂机芯之冠,有“汝山谷大工坊”(Grande Maison of the Vallée de Joux)之称)、万国(IWC)、万宝龙、沛纳海等品牌。LVMH集团则收购了泰格豪雅、真力时、宇舶等品牌。如今,除了少数独立品牌,如百达翡丽、爱彼、劳力士外,大部分我们耳熟能详的手表品牌皆握于斯沃琪、历峰和LVMH之手。

在制表品牌之外,从1993年开始,斯沃琪集团陆续收购配件制造厂以控制产业链,这里面突出的例子是ETA。

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抱团取暖:以合为贵

瑞士统一机芯:ETA传奇

今生ETA(ETA SA Manufacture Horlogère Suisse)的历史要从Ebauches SA讲起。1793年,FHF(Fabrique d’Horlogerie de Fontainemelon)成立(FHF-28型是我国第一块量产机芯天津ST1的原型)。1896年,A. Schild(Adolph Schild S.A.)成立(AS-1194型是上海A581系列的原型)。1898年,Adolphe Michel SA成立。这三家机芯厂,于1926年12月27日大萧条的瑟瑟寒风中合并,成为Ebauches SA的创始发起人。至两年后的1929年止,另有25家制表商被并购入伙,其中不乏Venus SA(VENUS-175是我国第一块计时机芯天津ST3的原型),Unitas SA(著名机芯ETA 6497/6498的原型)等著名的品牌。这样的速度还不够快。1931年,Ebauches SA成为了ASUAG的一部分。

今生ETA的另一个源起则是前世同名的ETA(ETA SA Fabriques d'Ebauches)。1856年,绮年华(Eterna)成立了,经营机芯(著名的ETA 28xx系列)和成表业务。1931年,它随着合并进入ASUAG并一分为二:Eterna成表业务独立发展,而旗下的机芯制造部门则与Ebauches SA合流,成为新的ETA。

在此后的20年间,ETA收购了超过75家机芯厂商,其中包括Peseux(1933年)、Derby(1941年)、 Valjoux(1944年,著名机芯ETA 7750的原型)等著名品牌。1983年,ASUAG被并入斯沃琪集团,ETA兼并了浪琴等其他斯沃琪集团品牌引以为傲的机芯研发生产部门,机械机芯的设计和开发被更进一步地集中。从此,ETA开始为全瑞士、包括其竞争对手历峰和LVMH的品牌提供毛坯机芯,因此也有了“瑞士统一机芯”的名号。截至目前,ETA为其他瑞士制表商提供的机芯(核心配件)占市场的70%。而其旗下的另一品牌Nivarox-FAR提供的游丝(影响走时精度的配件)占市场份额的90%以上。

这种巨大的市场影响力自然不容小觑。2002年,海耶克宣布ETA将从2006年起停止对外的基础机芯和部件供应(Swatch集团自家的品牌不受影响)。这一决定公布出来,瞬间在瑞士制表业引起轩然大波:机芯都没了,还造什么手表?各大品牌组成联盟将斯沃琪集团告上法庭,控诉他们搞垄断。最后瑞士竞争委员会(COMCO)和斯沃琪集团最终达成协议。协议规定,“ETA供应机械机芯的义务将持续至2019年12月31日之前。在2014和2015年,ETA将供应2009-2011年间所销售数量的75%,到2016和2017年这一数字将降至65%,而2018和2019年为55%。”这个协议虽然给非斯沃琪集团品牌留下了时间,但是各品牌也不得不开始找另外的方案。就在此时,瑞士品牌Sellita和中国机芯制造商们走入了他们的视野。

Sellita是一家成立于1950年的机芯生产商,曾经是ETA在瑞士的代工厂之一。ETA的断供宣言给了Sellita快速发展的好机会——毕竟使用Sellita机芯制作的成表可算是根正苗红的Swiss Made。目前在瑞士,Sellita是最大的ETA机芯替代商,很多品牌(万国、梅花、名士、万宝龙...)都已经逐渐换用了Sellita的机芯。

另一方面,那些不介意“Swiss Made”标识的时尚腕表厂商们,则将目光投向了大洋彼岸,在中国手表机芯制造商里看到了新的希望。ETA的机芯设计专利不是过期了么?国产表厂们又拿出了学习的劲头,这一次的目标,是ETA的四员虎将:2824-2,2892A2,7750,还有6497/6498。

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瑞士统一机芯:ETA传奇

大巧不工:2824-2大三针机芯

2824-2作为ETA Mecaline系列的一员,它和它的拓展型号们(2834/2836:星期日历型,等等)应该是ETA市场占有率最高的品种了。它的历史要追溯到1955年设计的Eterna 1427,1961年该机型被发展为ETA 2824,并于1967年换了个马甲以Eterna 1541出现在成表上。经过逐步修改的现代版2824-2,则是在1982年发布的。

有道是,“重剑无锋,大巧不工”。2824-2虽然稍厚,可是双向自动上链机构动力饱满、高振频计时精准,极为稳定可靠。ETA的毛坯机芯有四个级别:标准(Standard)、毛坯(Elaboré)、顶级(Top)和天文台(Chronomètre)。它们分别对应了不同的机芯、游丝、发条和摆轮材料,以及不同的调校精度。一颗天文台级别的ETA 2824-2,可以毫不逊色地与各顶级品牌在走时精确度、稳定度上一较高下。

Sellita在2006年推出了仿制版SW200.1,而天津的海鸥集团则于2005年底-2006年进行研发生产ST21系列机芯,目的主要是替代逐渐老化的ST16机芯进入市场。同系列常见ST2130和ST2146两个机芯,ST2146仿制ETA2836结构使用双显双日历。最新的发展是ST2153,在ST2130的基础上加入了月相、动储指示等功能。杭州手表厂的6300系列机芯也是2824-2的仿制品。

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大巧不工:2824-2大三针机芯

袖里乾坤:2892A2薄型机芯

一块优雅的绅士腕表所需要满足的第一条,就是能够藏进扣好的衬衫袖子里。从这一点上来说,仅有3.6毫米厚度的2892A2是个很好的选择。可别小看了与2824-2这1毫米的差距,在锱珠必较的腕表上,这就是巨大的视觉差异。1962年,Eterna 1466U被开发出来作为超薄型机芯占领市场,随后,Eterna 1504将之升级为28,800的高频机芯,并经过ETA 2890、加装日历快调后的2892、缩小尺寸至11½法分的2892-2(1983年),最终于1999年发展为2892A2。

常常有人从接近两倍的价格差认为,2892A2是比2824-2更加精准的机芯。其实不尽然。2892A2可以通过调校轻松地达到天文台的标准,2824-2也一样。其两者价格的差异更多是机芯厚度不同而带来的加工、装配难度区别,以及斯沃琪集团的差异化定位。

Sellita在2010年推出了仿制版SW300.1,而天津的海鸥集团则于2001年开始研发ST18。由于该机芯属自动超薄机芯,自2001年至2005年一直处于技术攻关阶段。终于ST1812于2008年投入成品表生产。

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袖里乾坤:2892A2薄型机芯

争分夺秒:7750计时机芯

计时机芯是钟表复杂功能的一种,也意味着很高的技术难度。7750的历史可以追溯到1948年设计的Venus-188/200/210/211系列。在1966年Venus被Valjoux并购以后,该机芯被重新命名为Valjoux 7730系列,并于1969年重新设计复位锤后更新为7733系列。在石英危机时期,Valjoux却不合时宜地与真力时(Zenith)展开了制作第一枚自动计时腕表的竞赛并最终败北。虽然7750计时机芯于1974年7月1日发布,但是在困难的条件下也无法掩盖其颓势——1975年,它停止了生产。在Valjoux作为Ebauches SA的一部分与ETA合流后,斯沃琪集团看到了自动计时机芯的价值,并于80年代初重启了该机芯的生产。7750机芯作为一款自动计时机芯具有划时代的意义。它巧妙地用三条杠杆组合取代了传统计时机芯的导柱轮(这也颇遭古典主义者诟病),让机芯加工成本大幅降低,稳定性增强。它除了尺寸偏厚,计时精度和稳定性、上链效率等技术性能几乎没有缺点。 整个钟表行业都应该感谢ETA-7750的存在,因为有了它,更多的表厂可以生产计时腕表却免除了自己开发计时芯的所有费用。谁都明白一个道理:就算大把的扔钱进去,也未必能搞出比ETA-7750更耐用的计时芯来。拿来主义在这里是最好的策略。

Sellita在2010年推出了仿制版SW500,而7750国产化的任务这次则落在了上海牌的身上。 对全世界的航天员来说,在舱位活动中使用机械计时表是一种常见的选择,欧米茄的Moonwatch就是因此而著名的。但是2003年中国实现载人航天,杨利伟戴的飞亚达航天表还是石英机芯。研制这块机械航天表机芯的任务由飞亚达委托给了上海手表厂。上海手表厂全面拆解一枚ETA7750机芯并进行了细致测绘,然后制作出了上海7750机芯(编号3LZF2)。到了2008年的神舟7号,9月29日,翟志刚戴着一只飞亚达的天行者手卷计时表做了中国太空人的首次太空行走——天行者是首只为舱位活动而特造的手表。神舟7号以后的每一次载人航天任务,航天员佩戴的都是装配上海7750机芯的飞亚达航天表,辽宁舰的舰载机飞行员专用表也是上海7750。在国内,丹东手表厂4041系列也仿制了7750,但是囿于游丝技术所限振频为21600次/小时。

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争分夺秒:7750计时机芯

源远流长:6497/6498怀表机芯

在ETA四员虎将当中,6497/6498是很奇葩的一种。从它16½法分的夸张尺寸上可以看出,这个机芯本来就是为怀表所设计的。随着大直径表盘成为流行多年的主题,这个怀表机芯也被堂而皇之地放进了腕表表壳,成为包括沛纳海在内军表品牌的宠儿。6497/6498这对Unitas于1950年设计的兄弟型号,也是Lépine与Savonnette这两个以人名命名的怀表机芯经典板路的好例子。Lépine板路布局常见于开放式怀表,主要特征是机心把头、小秒针与机心中心三点成一条直线,也就是我们常说的9点位小秒针;而Savonnette板路布局常见于猎表,主要特征是机心把头、小秒针与机心中心三点成90度直角,也就是我们常说的6点位小秒针。它们于1967年双双改进为-1型,并由沛纳海提升了振频,改进为-2型。

海鸥的ST36系列机芯几乎完全仿制了6497/6498。从整机的结构到主要夹板的打磨,可以说是照单全收。另一方面,它将振频提升至21600次/小时,使之更加精确。

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源远流长:6497/6498怀表机芯

中国制造:双飞轮和长走时机芯

在仿制和学习了ETA的经典三针机芯之后,国产机芯另辟蹊径,设计和生产出了一些非常有特色的单品。这里主要举两个例子:双前视摆轮(又称飞轮)和长走时机芯。

双陀飞轮即便在高级制表中也是难得一见的设计。原因有二:一、陀飞轮是精密易损的设计,而放置两只陀飞轮运行于同一块腕表上,无疑大大增加了其损坏的可能性。二、若使两个陀飞轮共同发挥作用而非摆设,要么该表有两个独立的表盘读取时间,要么需要复杂的差动设计从而左右逢源,利用两块陀飞轮的独立性进一步减小计时误差。也正是因为如此,即使是罗杰杜彼(Roger Dubuis)、Arnold & Son、爱彼、卡地亚这样的厂牌,也只是偶尔会有此种安排。

正如前文中『国表余脉:上海2L系列』一节所言,国人创新设计出了与陀飞轮在视觉上非常相似的前视摆轮。一不做、二不休,表盘上两个前视摆轮(双飞轮)的设计也正式出炉。这一系列的机芯由上海靖和实业制造,它们与之前提到各大品牌的双陀飞轮表款在外形布局上非常相似、几可乱真,也成为出口海外的热销机芯。除了上海靖和实业以外,上海手表厂的2L58、北京手表厂的B24,都是双摆轮的设计。遗憾的是,这些设计都没有实现差动系统,因此两个摆轮均为独立运作,对计时精度没有影响。上海靖和实业有限公司网站上自述“成立于1995年,是一家集手表机芯的研发、设计、制造和销售为一体的集团公司,是全国最大的机械手表机芯专业化制造商。”这是一家年轻的企业,也无从得知其源流(有蛛丝马迹指向上海手表厂永嘉经营部),我们祝福它继承老上海之一脉,将国表发扬光大。

超长储能也是一项非常实用的功能。一块手表的储能应至少超过12小时方可称为实用——否则表主还需要半夜起来上发条;而理想状态下,储能应超过2½日即60小时,这样表主可以从周五晚上起将腕表静置整个周末,周一早晨仍然计时准确而不需重新对时。理论上来说,可以打造出一只动力储能超长的手表,只要它的发条盒够多够大,发条够长、够强、够有力。然而,动力强悍和动力输出平稳持久是两回事。制造出能容纳数天运行动力的发条很困难,但要节制发条输出的动力和扭力,达成精准计时的曲线更难。这也是超长储能手表生产的难点。ETA近年来在ETA 2824-2的基础上通过降低振频、延长发条、更换塑料擒纵及硅游丝的做法为斯沃琪同门三兄弟天梭、汉米尔顿、美度分别研发了储能80小时的Powermatic 80机芯(即ETA caliber C07.111)、H10机芯(基于前者改进)和Caliber 80 Si硅游丝机芯。

国产机芯也进行了这方面的研发。丹东手表厂(即原辽宁手表厂)参考万国七日链的设计研制了SL6601机芯,达到了70小时的储能。杭州则从头研制了7系列镂空机芯,达到了80小时储能的效果。

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中国制造:双飞轮和长走时机芯

瑞士腕表的回答:工艺

钟表的发明自开始以来就是“计时仪器”,它的市场定位也是工具性的而非生活性的,例如它在天文历法、航海、物理实验中的应用。既然如此,一代代制表人衡量“好”的标准就是时间计量的精确性和长期使用的可靠性。自钟表发明起至石英危机止,钟表制造商主要都是在精准计时方面展开竞争。这样才有了天文台认证/竞赛,芝麻链,陀飞轮,红宝石轴承等发明。可是石英表的出现终结了这一切。霎时间,一块再昂贵精密的机械腕表也无法和哪怕最普通廉价的塑料石英表在计时方面进行抗衡。钟表的发展陷入了迷茫。

既然功能性靠不住了,那就只能从腕表的象征意义上做文章了。与惯常于佩戴项链、手链、戒指、耳环、头饰、胸针等珠宝首饰的女性不同,男性在正式社交场合能够佩戴的奢侈饰品非常有限,无非戒指、腕表而已。因此,腕表天生地就承载了除计时工具性以外的社交装饰功能,这也是男士腕表市场远远发达超过女士腕表市场的原因。海耶克敏锐地意识到了这一点:现代腕表卖的不是计时功能,而是瑞士制表工艺、文化背景、品牌历史、社会地位认同。从历史的角度出发,各种象征着各自百年历史的印记纷纷出炉、画起藩篱来严格区隔品牌地位。而从制表工艺的角度出发,各个制表商开始精雕细琢于机芯修饰、盘面纹理雕刻、以及复杂功能,以期凸现出自身独特的价值。随着斯沃琪集团的重心逐渐上移至奢侈表,奢侈表的收入在总收入占比逐渐增大。这轮整合中,得益于全球经济的高速发展和富裕阶层的增多,消费者行为、偏好、情感开始重新转移到机械表,因为今天的腕表也被重新定义,计时不再重要,它们是个人装饰和身份的象征。世界重回钟表古典技术,这让一度以走时准确和廉价而蜚声海内外的日本表失声,而且至今如此。

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瑞士腕表的回答:工艺

机芯修饰

一块小小的机芯包含了人类的匠心和审美,靠机芯内的发条发生动能,发条带动齿轮、齿轮推进表针,冰冷的金属就可以流畅运转、循环往复,这才是机械表最吸引人的地方。为了提高精度,人们只能使用登峰造极的工艺和用料来对抗大自然。一只机械表蕴含着无数的工匠心血才能呈现在佩戴者面前:精致的平衡轮、为避免磨损镶嵌宝石的轴承,小到肉眼都很难的看得见的平衡轮舵、 无数大小齿轮互相交错,这是一件有温度有感情的东西,也是杀不死的艺术。因此,历代制表师们也将他们的热情倾注进这方寸之间,雕琢出精美的艺术品。

机芯的修饰是从功能性打磨开始的。功能性打磨针对的是机芯的运行效能,比如去除毛刺、接触面匹配、轮轴打磨等,目的是减少可能出现的机械故障,而打磨表面的凹凸也起到了粘附灰尘的作用,避免表壳内的灰尘影响齿轮运作。日久天长,功能性打磨发展为纯粹的装饰性打磨。常见的装饰性打磨包括日内瓦纹/格拉苏蒂纹、珍珠纹、太阳纹、拉丝、磨砂、抛光、倒角等,以及德表常见的雕花。从大的方面来说,隐藏部位的处理、细腻度、完整度;从小的方面来说,倒角的平顺度、光泽度,纹路的细密度、均匀度等,都是考量机芯打磨的标准。打磨的精细程度、电镀工艺和装配质量决定打磨的质量。一般来说,手工参与程度越高的,打磨的效果越好。倒角在打磨中最能体现功夫的深浅。夹板、轮齿、宝石沉孔、螺丝槽口……几乎所有需要打磨的地方都与倒角有关联。倒角处理得好,能够很好地表现机芯光泽感和明暗交错的质感。但真正把倒角做得好的实在是凤毛麟角。倒角处理的差异,同样一条夹板倒角,斜面和弧面处理的效果的差异是很大的,这也是“润”感觉的由来。

除了打磨以外,黄金套筒、蓝钢螺丝、鹅颈微调也是常见的机芯修饰手段,更代表了长期的制表传统:

  • 现在很多高级机芯在参数规格介绍中会提及用了几颗宝石,这个宝石便是红宝石轴眼,不仅起到耐磨、自润滑的作用,还闪耀明亮、用来装饰机芯。在红宝石轴承没被应用在钟表上之前,齿轮都是直接旋入机芯孔洞之中,因而会造成机芯金属的快速磨损。在怀表时代,受制于当时的科技瓶颈,宝石还无法人工制造,也无法将质地坚硬的天然宝石像如今这样切割到大小圆润一致。为了更好地固定机芯的每个轴承套筒,方便更换损坏的宝石轴承,而不必改变机芯夹板的孔径,有些还会使用2-3个螺丝固定该黄金套筒。为了更美观,一些顶级腕表也会使用蓝钢螺丝固定黄金套筒。
  • 最初的蓝钢螺丝是非常功能性的:保护金属部件不受氧化、腐蚀或是增强金属强度——在手表中使用的钢制部件必须有很高的硬度,才能满足机芯高标准的机械要求。传统钢制部件硬化方法如下:首先加热部件,紧接着放入水中或油中“淬火”,这样就增强了材料的分子结构,钢制部件变得硬且脆,彩色的光芒是这个过程中产生的漂亮副产品。打磨洗净后的钢材表面加热至225℃开始呈淡黄色;继续加热依次出现深黄色、红棕色、红紫色、紫色、深蓝色;大约在310℃变为淡蓝色,最终在325℃时变为浅灰色。为了达到漂亮的深蓝色,加工者必须仔细地清洁钢材表面——杂质和油渍都会妨碍表面氧化并使之出现灰色的斑点,并且精准地把握加热的温度。
  • 调节腕表走时的快慢的主要方式就是调整摆轮的摆幅。摆轮在弹簧游丝的推动下来回摆动,摆动转过的角度就是摆幅。为了控制摆幅,我们可以采用快慢针调整推动摆轮摆动的游丝长度,或者调整摆轮砝码配重。快慢针的优点就是调整的范围宽,差几分钟都可以调回来,但是“失之毫厘,谬以千里”,在毫厘之间很难把握分寸。鹅颈微调是为调节快慢针而存在的,避免了快慢针难以避免的大偏差。它的形状就好像一个天鹅的颈部,利用金属片的弹性把快慢针夹住,再通过一根细小的螺丝精细地调教快慢针偏移幅度,调教好之后,快慢针就被紧紧地固定住了。功能性之外,鹅颈微调的优美曲线也颇具观赏性。在鹅颈微调之外,怀表上的蜗牛微调也是类似设计。

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机芯修饰

盘面纹理雕刻

盘面纹理雕刻(Guilloché/玑镂)作为一种装饰艺术起源于18世纪,是根据当时的一位法国著名设计师Jean-Pierre-François Guillot-Duhamel而命名的,他发明了一种可以在金属表面刻制复杂精细纹路的机器。这种纹路最早见于怀表表壳,但不久就被广泛的用于表盘制作上。通过给表盘增加这种纹饰,可以增加表盘的深度与视觉效果。玑镂主要用于银色和黑色表盘,通过精心的设计和精湛的雕刻工艺将纹饰浮于表面,使得整个表盘看起来更加灵动。玑镂绝对是真正的工艺技术。它需要用雕刻刀在纯金的盘面上先勾勒出表盘的大致轮廓以及挖空预留出日历窗口、月相窗口、小盘秒针等等显示功能的位置,然后由熟练的工匠用玑镂机以精确度不低于100微米的准确度,在盘坯上镌刻出各种复杂的图案。虽然技术上讲表盘最终是由机器制造的,但雕琢的精度完全取决于人类的技艺和稳健的双手,只有最熟练的玑镂工匠才能以这种方法装饰表盘,而且耗时不菲。雕刻机利用一系列的金属凸轮来控制切头的横向运动,而人手则需引导切头抵在金质表盘上,通过调整控制切头运动的金属盘,可以改变雕琢图案。施力的大小决定了雕琢的深浅,要实现协调连贯、始终如一、魅力迷人的效果需要一双经验熟练的手。形态各异的图案组合不仅美观,而且易辨,少有其他装饰技术能够与之媲美。但完成这项工作需要认真细致的制表学徒,聚精会神,须臾不可怠慢。这时候,经验与技巧非常重要,因为哪怕是一个极小的败笔也会毁掉整个贵重的表盘。

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盘面纹理雕刻

复杂功能

机械制表的欣赏从简约的时、分、秒三针开始,一直延伸到各种复杂功能。制表复杂功能的定义可谓众说纷纭,莫衷一是。一般认为,时分秒以外的显示功能均属复杂功能。另一方面,自动上链或陀飞轮和卡罗素等用于消除腕表位于垂直位置时所造成的走时误差的装置虽然并非显示功能,也应将之视为复杂功能。在腕表工具性减弱的今天,观察机械齿轮之间交错运转并实现各种匪夷所思的复杂功能,亦是一种享受。

将尽可能多的功能集成在同一个表壳内的超卓复杂功能表,其问世就是为了挑战一切机械法则,它是制表师艺术的终极体现。这些计时器几乎都是作为限量及其有限的版本而专门为取悦追求卓越的藏家及爱好者而特制的—某些表甚至仅生产一次。

从机械钟演变而来的首批怀表,通常具备一系列功能的组合,特别是天文指示。早在16世纪,众多计时器就毫无疑问地可以被冠以“复杂”,甚至“高度复杂”的名号。自这些早期产品之后,制表师一直不遗余力地通过在手表表壳所能提供的空间内集成最大数量的功能,来拓展其艺术极限,并展示自身的独特技艺。最著名的例子当属宝玑受法国皇后的委托而制作的“Marie-Antoinette表”。尽管直至1827年才完成,这款表设计用来集成当世所有已知的复杂功能,包括三问表、万年历、时差和动储显示。沿着这一传奇怀表的道路前进的其他杰作更多的来自汝拉山谷,这是世界复杂功能手表的诞生地之一。

  • 飞返也称逆跳。虽然大多数手表都通过指针围绕轴心转动的方式显示时间,但某些制表师依然以另类的显示方式来释放其创造力。在17世纪晚期,某些怀表的时针半天内会扫过一个扇形区域,再回到起点重新开始。 宝玑在18世纪晚期将这类逆跳装置用于日期或时差这样的功能。“逆跳”指针横扫过一个扇面,再跳回其初始位置再次开始运动。它们无尽的往复运动为各类创新及高度观赏性表盘带来了灵感。
  • 储备显示是任何手动上链或自动上链手表的有用补充,它能指示手表在再次上链之前可以持续走时的时长。通常信息显示的方式是:一支指针扫过从+至-的扇形,或者是以小时甚至天为单位划分的刻度。
  • 计时码表是19世纪才得以问世的最新复杂功能之一。它有一个额外装置,通过按钮实现开始,停止和归零,用以计量并显示所流逝的时间。事实上,制表师需要先处理其他问题,即先获得足够精度再找到停止及启动一个指针而无需停止整个机芯的方法,即独立秒针。
  • 月相功能则展示了制表早年间与航海天文学之间的深入联系。通过星图与六分仪,水手可以分辨航行所位的经度,但是纬度的辨识则非精确的计时器莫属。月相表能跟踪月亮的盈亏进程,包括从新月、上弦月,满月到下弦月的不同阶段。
  • 问表通过按下按掣或滑动螺栓可在需要时进行报时。最复杂的是“三问表”,可对小时、刻钟和分钟报时。这一令人惊叹的功能是最难以制造和最具独占性的精密机芯之一。问表是报时表的衍生品种。19世纪晚期的钟表匠如Daniel Quare,开发出了两问表装置,可以按需进行小时与刻钟报时。在黑暗中报时极为实用。这一时代的怀表问表使用击锤敲击一个小的响铃。在接近18世纪晚期的时候, 宝玑受到启发用鸣钟簧片替代响铃,这是用回火钢制成的钢丝,可以盘绕在表壳内部。到了20世纪经过小型化后可安装在腕表表壳之内,三问表因此得以成为最精致的制表成就之一。手表需要一种“机械记忆”,使得它总能知道需要敲击音符的确切数量。这由一套复杂的“触角”系统来实现,它可以从小时、刻钟和分钟蜗形轮读取信息,并将这一信息传递给提升击锤的棘爪。作为高级制表皇冠上的宝石,三问表是少数制造商与工艺师的专利。
  • 万年历提供日期、星期、月份以及通常将月份天数与闰年周期都纳入考虑的月相指示。它是构造与缩微技术的杰作。公历的月份天数各有不同,为制表师带来了相当大的挑战,他们必须在机械机芯中复现这些变化。大多数日历表所配备的简单历必须在一年中不足31天的每个月份之后手动调整。万年历则通过调节月份中可变天数并将闰年周期考虑在内而持续显示正确的时间。为达成这一目的,机芯需要有1461天或4年的“机械记忆”。大多数万年历装置使用来自小时齿轮的差动齿轮装置,可以包含达数百个之多的齿轮、齿轮组,杠杆及其他部件。

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复杂功能

新世纪,新平台:海鸥ST25机芯

让我们把视线拉回到国产腕表。国表机芯设计里,有一些非常长寿的例子。60年代末至70年代末天津海鸥设计的ST5、ST6型、各表厂联合设计的统机SZ1型,都是生产超过30年的常青树,甚至直至现在依然活跃在成品腕表的制造中。尽管如此,国产机芯中能够上资格算“平台”的并不多。“平台”的定义是,通过少量改装或加装扩展模块,该机芯设计能够快速地拓展出其他的功能。

上海手表厂在80年代初期自主设计的SBS型就是一个很好的例子。通过加装自动上链模块,SBS演化成为R00AD,进而成长为R系列和前视摆轮的2L系列,并生发出全历显示(需手动调整,非万年历)、两地时、24时、规范针、月相等多种复杂盘面和功能。天津手表厂在90年代末期通过仿制西铁城8200系列和精工7000系列而设计的ST16型和ST17型是另一个好例子。相对于2L系列,它实现了飞返、储能显示等更多真正意义上的制表复杂功能。

步入新世纪,天津海鸥自主设计研发的ST25系列机芯是一个最新的例子。此系列机芯属于海鸥多功能系列,于2003年3月5日投产,机芯的摆轮结构参考了劳力士的过桥设计,前视摆轮的视觉效果则参考了江诗丹顿。它造价便宜、结实耐用,大夹板误差相对稳定,精度比较不错。从机芯修饰上看,它在夹板和自动舵上大面积覆盖珍珠纹打磨,同时广泛使用蓝钢螺丝固定;从复杂功能上看,以它为平台研发了超过30种不同的型号,包括飞返、双飞返、动能显示、月相、甚至真正的万年历功能(ST2590)。

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新世纪,新平台:海鸥ST25机芯

机械制表的技术结晶:对抗地心引力

在还是怀表的年代,怀表一般垂直地放在口袋中,或者挂在脖子上。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。1795年,制表大师宝玑发明了第一代陀飞轮(Tourbillon)来消除这种误差。陀飞轮有“漩涡”之意,源自法国数学家笛卡尔用来形容行星绕太阳公转的名词,运用到钟表界代指装有“旋转擒纵调速机构”的机械表。它的基本原理是将钟表核心的擒纵机构放在一个框架之内,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。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。第一代陀飞轮的特点,是其飞轮结构必须由“旋转框架”(Carriage)和“固定支架”(Bridge)不可或缺的两部分基本构件组成。在此组合中,“摆轮夹板”(Balance’s Bridge)必须随飞轮一起旋转。按照不同的组合方式,第一代飞轮表可以分为两类:同轴式(即摆轮的中心和飞轮的中心在同一轴心上)与偏心式(亦称非同轴式,即摆轮的中心和飞轮的中心不在同一轴心上)。德国制表大师Alfred Helwig于1927年发明了第二代的陀飞轮表。他将固定支架去除,从而让表尽可能地扁一些。这被称为“飞行陀飞轮”(Flying Tourbillon),自由立式框架(free-standing cage)是它的主要特征。第二代飞轮表同样有同轴式和偏心式两种类别。

另一种对抗地心引力的方法与陀飞轮类似,但是具体实现稍有不同。通过简化陀飞轮的旋转擒纵装置,1892年丹麦籍制表师Bahne Bonniksen在伦敦发明了一种类似的系统并命名为卡罗素(Carousel/Karussel),同样也是取其旋转之意。卡罗素与陀飞轮最大的不同,在于前者的擒纵机构是固定於一大型齿盘上,而且还多了一个转动的秒轮在里面。从技术上来说,经典的陀飞轮是框架转动和擒纵机构动力传输相同;卡罗素则是框架转动和擒纵机构动力分开传输。大部分的卡罗素机制是由2轮或3轮的齿轴所带动,摆轮绝大部分做偏心式的旋转,而且旋转的时间较陀飞轮慢了许多,标准型约34至52.5分钟旋转一圈,因而大大降低了对发条的能耗。而更重要的是,卡罗素的结构虽然不见得比较简单,但对于加工精密度,以及工匠手艺的要求却远低于陀飞轮,也因此在当时有着「穷人陀飞轮」的戏称。不过由于方位变换的周期加长了,所以在位差的补偿上不如前者有效。

机械表尤其是高级复杂机械表,其工艺的复杂精密已经到了不可复加的地步,例如最基础的二维陀飞轮,其放置擒纵机构的框架就由72个精细组件组成,而其中大部分为手工制作,“笼框”和陀飞轮的整体重量不能超过0.3克,相当于一片天鹅羽毛的重量。随着二十世纪手表的兴起,由于手表并非长时间垂直放置,因此陀飞轮装置对手表的作用已经没有怀表那么大,但陀飞轮装置极其复杂,而且由于制作成本及工艺的要求相当高,因此陀飞轮便成了高级手表的代名词。

近年来,陀飞轮机构从平面提升到了二维空间旋转,但是还有更不满足于现状的顶尖制表大师将陀飞轮机构变换成三维空间,这种陀飞轮的旋转轨迹会比二维空间的陀飞轮更加复杂,它所承载的摆轮游丝系统变换的角度更多,因此理论上来看配置了三维陀飞轮的机械表在抵抗地球引力带来的位置误差效果会更好。

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机械制表的技术结晶:对抗地心引力

陀飞轮与卡罗素:以宝珀巨匠为例

考虑到原文受众,该机芯工作原理是英文版未翻译,见谅!
陀飞轮卡罗素原理

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陀飞轮与卡罗素:以宝珀巨匠为例

立体陀飞轮:以芝柏天文馆为例

考虑到原文受众,该机芯工作原理是英文版未翻译,见谅!
立体陀飞轮原理

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立体陀飞轮:以芝柏天文馆为例

国产陀飞轮简史

1991年,香港制表大师矫大羽先生试制成功中国人的第一块陀飞轮表。此事对北京手表厂高级工程师许耀南震动很大,当时陀飞轮并未像现在这样广为人知,但出身钟表世家的他深知陀飞轮的高妙和设计制造的艰辛。1995年起,许耀南大师领导一个技术小组,在既无样机、又无图纸参考的条件下,开始研制具有完全知识产权的陀飞轮手表,1996年做出首批3只样机,称为第一代陀飞轮手表。往后的几年,第一代北京陀飞轮一直沉睡在北表的保险柜里。

1996年许耀南大师退休后,受聘为北京某名表的维修部门负责人,并接触到数量可观的顶级瑞士名表。2001年起,开始着手改进北京陀飞轮。在第二代陀飞轮手表设计、试制过程中,陀飞轮机构摆夹板的造型逐渐抽象为一只羽翼渐丰的雏燕,成为北京陀飞轮手表的标志性设计,这就是北表TB01型陀飞轮机芯。2003年11月,世界知名钟表评论家钟咏麟先生专程访问北表。2004年5月,钟咏麟先生在《名表论坛》第32期全面介绍了北表之行和中华陀飞轮手表。此后,北表于2004年6月正式把北京陀飞轮冠称“中华陀飞轮”(Oriental Tourbillon),这也是北表的第三代陀飞轮表。

杭州手表厂进行陀飞轮的制造也颇早。1997年,杭表的第一款陀飞轮机芯诞生,并在2000年为德国Nostarus品牌提供了1000个陀飞轮机芯。杭表成为除瑞士少数顶尖工厂以外,在国内第一个批量生产并销售陀飞轮机芯的工厂。

除了北表与杭表之外,广州明珠、上海、天津海鸥、丹东孔雀都相继于2000年至2003年间研发和制造出自己的陀飞轮机芯。曾经被瑞士制表界引以为傲、高不可攀的精密陀飞轮技术,在国表中盛放出六朵金花。这种遍地开花的局面,很大程度应归功于改进的机芯金属材料以及数控机床CNC的广泛应用。陀飞轮的设计,现在已经是制表界一个公开的秘密。瑞士计算机工程师Christoph Laimer于2013年10月设计并公布了机械机芯的3D打印模型;此后更近一步,于2016年1月设计并公布了陀飞轮的3D打印模型。虽然这两个模型都不是腕表尺寸,但是任何人都可以免费下载它们并在自己的家中用3D打印技术自制一枚出来。时代科技的进步,着实令人生畏。

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国产陀飞轮简史

同轴式和偏心式双陀飞轮

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同轴式和偏心式双陀飞轮

珍珠舵自动上链陀飞轮

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珍珠舵自动上链陀飞轮

双轴奇翼陀飞轮

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双轴奇翼陀飞轮

单轴与三轴陀飞轮

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单轴与三轴陀飞轮

超薄陀飞轮

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超薄陀飞轮