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带你重新发明一次陀飞轮

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   发表于 2020-4-3 22:08:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
这几天被隔离在家,想起早先码的字,发出来给大家解解闷。
实在不知应该发在哪个版块,可能维修自制版大家对技术感兴趣,所以。。。
话不多说,上正文
带你重新发明一次陀飞轮




问:陀飞轮是什么?
答:是机械表三大复杂功能之一。
问:它究竟有什么用?
答:可以减小地球引力对机心走时精度的影响。

问:陀飞轮的工作原理是什么?为什么自它诞生之日起就自带光环?在陀飞轮的结构设计中体现了什么哲学思想?

       如果你答不出了,如果你好奇陀飞轮怎么又扯上“哲学”了,那我就陪你一起回到过去,重新发明一次陀飞轮。在很久很久以前...准确地说是1795年,乾隆皇帝正盘算着,是不是应当再生一格做太上皇的时候,机械钟表作为全世界最重要、最精密的科学仪器,被西方世界推上了科学技术史的顶点。但长久以来一直有一个问题困扰着科学家们(注意:此处称谓一定是科学家而非钟表匠)。一个极为重要的零件——游丝,掌控着机心的震动频率,进而影响钟表最终的走时精度。在科学家的精确计算下,游丝本该是数学中完美的阿基米德螺线,可惜它禁不住地球的引力,在现实的无情拉扯下,它会——下垂!

      罪魁祸首不是岁月,而是地球母亲的重力。

gfn.jpg

怎么办?

我们一起来想想,解决问题的思路大致可以分为3类:

1.消除引力的干扰;

2.抵消引力干扰;

3.均衡引力干扰。

fjm.jpg

消除引力!引力是哪里来的?地球呀!难道要把地球给炸了?这肯定不行。

那抵消呢?两者才可相抵,找到两个一样的用线连起来才能消除呀!可你让我上哪去给你找一个地球的姊妹星呀!这条路肯定也是行不通。

那好,现在只剩下“均衡”一条路了。均衡就是左边匀一点、右边匀一点、上边匀一点、下边匀一点,把游丝放在中心,各个方向都分上一点。分什么?你想分的可是地球呀,好不啦!又是死路。

fgh.jpg

唉!慢着,刚才说左右上下,分的是空间,那我们要是分时间呢,行不行?行!

我们让地球一会再游丝左边,一会在游丝右边,一会在上边,一会在下边,简单说就是游丝在中间,地球绕着它转呗,这样我们就在时间上做到了引力的均衡。

别急!别急!我真没逗你,上面这个方法真的可行,只要咱别那么以自我为中心,就可以,地球不愿意绕着你转,你就自己转呗。你想想,一个人如果总在连续做单手侧翻,那对这个人来说,地球不就是一会在他脚下,一会在他头上吗。想明白这一点,我们只需要让游丝转起来就可以了,地球在下面的时候把游丝向下拽拽,地球在上面的时候把游丝向上提提,再加上左拉拉,右扯扯,这样引力对游丝的影响就被均衡了。注意这里是“均衡”,引力的影响并没有消除,也消除不掉。比如说引力向下拉游丝的时候,表会走的快一点,那向上提游丝的时候表一定会走的慢一点,这样在一个宏观的时间段里,正负相抵,引力的影响就被大大减小了。

bingo!这就是陀飞轮设计的精髓。其实上面的推论还是有局限性的,它只适用于机心竖直的时候,但200年前都是怀表,怀表就是竖着放在口袋里的呀!

所以说陀飞轮的伟大不在于它精巧的结构与繁复的工艺,而是它伟大、超前的设计思路。



1条回复

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发表于 2020-4-10 11:29:11 | 显示全部楼层
擒纵系统也会带来不小的方位差,不只是游丝呢。
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