擒纵机构是一种机械能量传递的开关装置,通过受计时基准控制的周期性开关动作锁定或释放钟表主传动链运动,维持震荡系统工作并指示时间。其功能分为“擒”(锁定传动链)与“纵”(释放传动链并补充能量)两部分,最早的擒纵机构可追溯至1092年中国古代
水运仪象台中的杠杆装置,现为机械钟表的核心组件。
在我国,钟表
制造工业的起步相对较晚,因此,我国钟表上所采用的擒纵机构种类很少,如国产手表都有采用“叉瓦式擒纵机构也称为“瑞士杠杆式擒纵机构,是应用最广泛的一种擒纵机构,它的性能和
工艺性较好。国内钟表文献中,极少涉及到其他种类的擒纵机构,“叉瓦式擒纵机构成为我国手表的传统擒纵机构。
擒纵机构的工作原理一般都类似,它们都是从同一原始的擒纵机构进化而来。但这些进化的原因值得一提:都是为了减小擒纵机构对
时间基准的影响。
现代机械钟表上,计时基准主要有两种:常用于时钟的
单摆以及常用于手表的
摆轮游丝系统;这两种时间基准在
自由震荡的条件下,周期稳定。由于控制擒纵机构工作需要消耗能量,而且自身的磨擦、
空气阻力等也导致能量的损耗,震荡系统需要通过擒纵机构不断地补充损耗的能量,使摆轮(或单摆)达到能量输入输出的动态平衡,这就是“传冲过程”。
数理分析表明,这个传冲过程会影响计时基准的周期,传冲期间,会产生一些随机的计时误差。但在特定条件下,这个过程对计时
基准周期的影响可以减小或消除:
上述条件是擒纵机构不断改进的理论基础。同轴擒纵机构、精密擒纵机构和
恒力擒纵机构就是在上述几种思想指导下对现有擒纵机构进行大量改进的新机构。