田间除草机械综述
田间除草机械综述
摘要：水稻田间机械除草技术在减少除草剂防治和有机稻草害控制的研究和应用中具有重要作用。该文收集和整理国内外水稻田间机械除草装备与技术研究现状，概括了现在市场上应运广泛便捷的除草机械，分析了除草机械主要的技术核心。结合我国具体情况，应采用多学科多技术联合、农机农艺相互配合及多功能于一体融合的研究方法研制智能化除草系统，以期提高除草精度和我国农业机械化水平。
关键字：除草；机械式；装备；现状；趋势
Summarization of Field Weeding Machinery
Abstract:The mechanical weed control in paddy field plays an important role in reducing herbicide control and organic rice straw weed control research and application. This paper collects and arranges the domestic and foreign research status of mechanical weeding equipment and technology in rice field, summarizes the weeding machinery which is convenient and widely used in the market nowadays, and analyzes the main technical core of weeding machinery. Combined with China's specific circumstances, should be multi-disciplinary multi-technology joint, agricultural and agricultural cooperation with the integration of multi-functional research methods in the development of intelligent weeding system in order to improve weeding accuracy and level of agricultural mechanization.
Key words: Weeding; Mechanical; Equipment; Status; Trends
0.引言
稻田杂草与水稻争夺生长空间、肥料养分、光照、水、热等资源，影响水稻的生长发育，是造成水稻产量下降和品质降低的主要原因之一，每年由草害引起的水稻产量损失率在15%以上。因此，在水稻的生产过程中，科学有效地控制草害是确保水稻健康生长，实现高产、优质的必不可少的关键环节之一。化学药剂除草是目前应用最广泛的一种除草方式，它具有快速、高效、经济等优点，85%~100%的作物生产中使用了除草剂。然而20世纪80年代以来，世界范围内除草剂的大面积使用，带来了诸多负面问题，如杂草的抗药性、作物药害、生态环境污染，大量施用化肥与农药导致生态环境的恶性连锁反应，各种灾害频发，是一种不可持续的耕作方式。
随着现代农业的发展，以及人们环境保护意识的加强和对食品质量安全问题的重视，除草剂减量防除技术逐渐发展起来，机械除草、农业防除和生物防治等非化学除草技术得到了更多的研究和应用。在水稻田间非化学除草的防治技术中，机械除草技术发展迅速，并有相应的水稻田间除草装备在农业生产中应用。机械除草作业是旱作农业可持续发展的一项关键性生产技术，是利用各种耕、翻、耙、中耕松土等措施在播种前、出苗前及各生育期等不同时期进行除草，能杀除已出土的杂草或将草籽深埋，或将地下茎翻出地面使之干死或冻死。这是我国北方旱区目前使用最为普遍的措施。
1.国外除草机械发展现状
作为保护性耕作的关键技术，国外从20世50年代就开始了对机械除草技术的研究。经过多年的研究改进，目前已经形成了一整套成熟的保护性耕作农机具。
1.1欧美
欧美（美国、意大利等）及澳大利亚等国家水稻种植方式以直播为主。直播水稻田
稻种与草种同时萌发，根系深度无明显差异，杂草个体生长空间大，草量是移栽水稻田自然发生量的数倍；此外，撒播稻田内秧苗无序生长，植保机具无法下田。因此，直播水稻田杂草防治以化学防治为主，即施用高效除草剂灭草，少见机械除草方式。近年来，随着传感器和人工智能技术的发展，杂草视觉识别技术发展迅速，并应用于除草机器人的研究。
Vale．S等人研制的苗间除草装置利用红外线传感器检测作物，当检测到作物时，信号传输至计算机，计算机通过控制命令驱动执行机构将锄刃离开作物以避免对其损伤，之后又回到原位进行除草作业。据报道，此装置在高达5cm、8个叶片、株距在17～18cm的生菜田间进行试验，性能良好。同样利用红外线传感器检测作物，荷兰瓦格宁根大学研究的苗间除草系统中，两条或多条除草刀装在垂直旋转的圆盘上，当检测目标为杂草时，圆盘高速旋转，除草刀展开伸出至作物苗间将杂草切断；当目标位作物时，转速降低收回除草刀，避免除草刀与作物接触而损伤作物。
Dedousis等人设计了一种控制苗间杂草的旋转阀掰锄，如图1所示。
图1 除草原理说明图
其旋转中心沿与作物行有一定距离且与作物行平行的直线移动，锄上切除部分使锄通过作物时避免与作物接触，而锄体在通过苗间区域时破坏土壤，从而达到保护作物除去杂草的目的。田间试验表明，选用直径175mm、切除部分156°的圆盘和约15mm的入土深度能取得较好效果。另外，在机器前行速度0．5m/s的情况下，该机构除草率超过87%。
美国的JD970滚刀式除草耙，其工作末端执行器随着机器前进，带动刀轴转动，滚切刀外缘的刀刃切断草根，实现除草目的，除草效率高，消耗动力小，机具的作业末端执行器为滚动部件，因此不会发生秸秆堵塞；美国的JD886型行间管理除草机具有可调整的护苗板，进行喷药除草治虫或机械除草时可以有效地保护作物，离地间隙高，适宜在秸秆覆盖的田间进行行间作业。
西班牙的Pérez－Ｒuiz、美国的Slaughter等人研究了把GPS定位系统用于株间除草工作，其除草末端执行器如图2所示。对比试验结果表明：此系统在针对设定的靠近植株的区域(以植株为中心，半径10mm的范围内)的定位精度很高，他们后来又研究了一个基于一种精确的测距传感器的协作机器人(co－robot)控制系统。这个系统用于控制类似图2所示的1对除草刀的开闭，在人工辅助监控下，以达到避开植株而除去株间杂草的目的。其优点是简单廉价，易于操作。
图2行作物株间除草刀
C．Cordill和T．E．Grift研制了一种利用激光控制的用于玉米苗间除草的装置，如图3所示。该装置由4组激光发射器和相应数量的、与之有一定距离的接收器组成。4组激光发射器与接收器均平行于地面且处于垂直地面的平面上，当玉米茎和杂草位于发射器和接收器之间时会产生二进制的脉冲，累积脉冲达到4组时即可判断此组脉冲对应的是玉米茎，其余为杂草。该装置在不同条件下伤苗率不同。田间试验分析表明，在3行玉米苗间无草、3行玉米苗间充满阔叶杂草、3行玉米苗间充满禾本科杂草的情况下，伤苗率分别为8.8% 、23．7% 、23．7%，更深入的研究尚在进行。
图3自动避障玉米株间除草机德国专门研制出一种除匍根冰草机械，用钢爪抓耙20cm深地表，把匍根冰草连根拔起堆放喂猪或腐化成肥料。
德国波恩大学开发了一种苗间除草系统，如图4所示。该系统由执行机构、速度检测器、数据采集单元和作物识别系统等组成。控制软件根据株距、当前锄臂位置对数据采集单元所收集的作物识别、机器前进速度、电机旋转速度等相关数据进行实时计算，进而调整执行机构的旋转速度。据报道，该系统可用于缺苗、株距不一致等情况，但至2007年仅在虚拟环境中实现。
图4旋耕锄模型
丹麦的Melander 等人从20世纪90年代就开始对株间机械除草技术进行研究，对当时已研发出的可同时进行行间和株间除草的刷式除草机(如图5)进行优化分析。在洋葱地里进行试验，研究洋葱生长在不同时期，刷子的转速、拖拉机的前进速度、刷子的工作深度和刷子间距对除去杂草和洋葱产量的影响。结果显示: 刷子的转速和拖拉机的前进速度对洋葱的产量和杂草控制影响较小，刷子的工作深度和刷子间距是很重要的参数。瑞典的Fogelberg 等人进一步研究了影响刷式除草机在工作后形成的土壤高度的主要因素。除草刷有两个不同的转向，由此可得到把土壤搬运到行间或株间(即拔出或覆盖株间的杂草)两个效果。试验结果表明：影响形成土壤高度的因素有除草刷的转向、除草刷工作深度、土壤湿度、作物和杂草的生长状态。其中，除草刷工作深度越深、土壤湿度越大，形成土壤的高度越高，某种意义上，即除草效果越好。
图5刷式除草剂
一种基于GPS的苗间除草实时控制系统由M．PérezＲuiz等人研制成功，它由苗间除草刀、GPS及实时控制系统(ＲTK)组成。当监测系统RTK－GPS确定当前的植物为作物时，苗间除草刀自动张开以避免损伤作物，随后关闭进行苗间杂草控制作业。对682颗番茄田间试验表明，其前进的速度为0．8、1．6km/h情况下，没有伤苗出现。据报道，此技术可行，将来的研究工作在于评价此技术是否具有实在的经济价值。
欧美地区发达国家研制的苗间除草装置所用技术先进，而由于经济发展、土地条件等因素不同，我国仍需结合本国国情、因地制宜地研究本国当地所需的机械除草装置与技术。
1.2 日本
亚洲国家的水稻种植方式通常以移栽为主，其中日本水稻移栽装备与机械化水平最高。近年来，有机农业在日本发展迅速，有机稻米颇受消费者的青睐，因此，根据市场的需求以及有机稻栽培的生产要求，一些研究机构和农机生产企业开发了水田除草机。市场上出售的水田除草机按切割器类型划分有圆盘式、甩刀式和往复式；按与拖拉机挂接方式划分有前置式、侧置式和后置式；按照行走方式主要分为步进式和乘坐式2种，其中乘坐式又可细分为三轮乘坐式和四轮乘坐式，不同机种除草部件的相应结构如表
1所示。
表1日本主要水田除草机类型
1.2.1步进式水田除草机
图6a所示的和同产业MSJ-4型步进式水稻田间除草机，行间除草末端执行器为随动的除草辊，株间除草末端执行器为一对驱动转动的弹齿盘。该机工作时水深为8～10cm，作业速度为0.2～0.3m/s时，作业效率为为0.4～0.6hm2/h。此外，美善株式会社研发的步进式水田除草机的株间除草末端执行器也具有一定特色，株间除草工作由一对随动转动的伞状除草盘完成，行间除草末端执行器与洋马步进式除草机类似，如图
6b所示。步进式除草机的优点是其在地头转向灵活，伤苗较少，但其工作效率较乘坐式除草机低。
图6步进式水田除草机
1.2.2 乘坐式水田除草机
1998年至2000年期间，日本生研机构、井关和久保田公司合作开发了一种高精度水田除草机，且于2003年上市出售。结构相似的产品有洋马SJVP系列、久保田SJ-6(8)N系列和井关SJ-6(8)IVZ系列，如图7所示。该类产品的行间除草末端执行器为旋转耙齿，株间除草末端执行器为摆动梳齿。以久保田SJ-8N为例，机具工作时，驱动高速转动（100～200r/min）的耙齿除去行间杂草，沿机具前进方向左右摆动(频率3.7～7.3Hz)的梳齿完成株间杂草的去除工作。其行间除草作用幅宽为18cm，作业深度4～6cm；株间除草作用幅宽13cm，作业深度2～4 cm。该机作业速度为0.4～0.6m/s，作业效率为1.3～2hm2/h。
图7旋转摆动式水田除草机
生研机构还研制了一种行、株间都应用摆动梳齿除草的水田除草机，并由井关公司试制，如图8所示。在生研机构附属农场对以上2种除草机的除草性能进行了比较试验，如表2所示，试验结果表明驱动转动式的除
草末端执行器较摆动式除草末端执行器的
行间除草效果好，行间平均除草率可达到85%以上，摆动梳齿式株间除草器的平均除草率在40%～50%之间。
图8摆动式水田除草机
表22种除草机作业性能
三菱乘坐式水稻田间除草机有三轮和四轮2种，如图9所示。株间除草末端执行器均为固定机架上的除草钢丝，行间除草末端执行器有随动耙齿和除草辊2种。图9a 所示的三菱 LVW-8型除草机株间除草作业深度为3～5cm，作业幅宽16cm。该机作业速度约为0.8m/s，作业效率为3.3hm2/h左右。
图9三菱水田除草机
此外，实产业公司生产的三轮乘坐式水稻田间除草机，其株间除草部件为羽轮结构，如图10所示。三轮乘坐式除草机除草末端执行器在前后两轮之间，在作业过程中，更有利于操作者观察，可减少除草过程中对稻苗的损伤。
图10RW-50型水田除草机
目前日本市场上出售的水田除草机种类较多，已经在水稻生产中实际应用，但机械除草效果（除草率）仍较化学除草有很大差距，尤其是株间除草率不高，因此，急需加强对株间除草末端执行器的研究和改进，改善株间除草效果。
2.国内除草机械发展现状
我国自20世纪60年代开始研究苗间除草机械，随着除草剂在中国水稻生产中的广泛应用，在相当一段时间内，水田机械除草方式在中国几乎绝迹。近年来，随着人们对环保和健康的重视，减量或无化学药剂除草方式得到提倡，水田机械除草技术又被重新关注，部分研究机构和农机企业研制了新型水田除草机，但目前仍未大面积应用。除草机械工作末端执行器有旋转锄式、弹齿式、垂直圆盘式、水平圆盘式、锥形圆盘式、链齿式、轻耙式等多种形式。其中，垂直双圆盘除草末端执行器因具有结构合理和除草效果好等优点，应用较广。
黑龙江省农业机械工程科学研究院研制的3ZS-2型中耕除草机是以GTX-2（3）型小型通用耕作机机架为主框架。为了提高机具的杀草率，苗间除草采用垂直双圆盘除草末端执行器，垄帮和垄沟分别选用单翼铲和双翼铲除草末端执行器，从而保证了全面除草和松土。
东北农业大学工程学院研制的XQ-7型驱动式中耕除草复式作业机，设置了3种工作部件，即除草轮、旋耕部件和喷药装置，通过配置除草轮来完成除草作业。
除此之外，
辽宁省林业厅国有林厂管理
局专门针对农业菜地、果园、苗圃除草生产作业量大、成本费用高的特点，研制了5ZSC-50型手扶松土除草机。目前，东北垦区农场大田作物机械化灭草主要是采用整地诱草、封闭除草、蒙头土、苗耙、三杆尺深松及窄苗带中耕培土等技术。
图11为南京农业机械化研究所研制的2BYS-6型水田中耕除草机，其行间采用旋转部件，株间使用摆动部件除草，经鉴定相对除净率为78.1%。
图11 2BYS-6水稻田间除草机
复式中耕除草机是按照大豆和玉米等农作物中耕垄作要求。在机架前部安装深松铲，在深松铲后部安装了具有抖动作用的侧深施肥的施肥开沟器，然后安装垂直旋转螺旋梳齿式除草单体，最后安装的是具有随行仿形的覆土单体。该机的优点是动力消耗少和除草效果好，可根据作业要求进行中耕、施肥、深松、除草和覆土等联合作业。其结构示意图如图12所示。
1.覆土铲
2.覆土铲支架
3.仿形单体
4.张紧弹簧
5.四连杆
6.仿型机构悬挂架
7.肥箱
8.排肥轮
9.肥箱支架10.机架11.中间轴12.地轮13.地轮支架14.排肥开沟器15.深松铲库16.深松铲柄17.除草单体齿轮箱18.梳齿滚19.吊杆20.仿形轮21.梳齿22.调整螺杆23.仿形论支架
图12 复式中耕除草机结构示意
东北农业大学陈振歆等人设计了一种水田株间除草作业的弹齿式除草装置，如图13所示。除草盘为弧形，采用钢丝软轴传动。分别在秧苗生长到第7天和第14天时采用二次旋转正交设计并进行土槽试验，并应用响应曲面对影响除草率及伤苗率的因素及其相互作用进行分析，得到最优工作参数为转速230r/min、机器前进速度1．02m/s、耕作深度18mm，此时伤苗率为0.13%；确定了二次除草作业的最佳工作参数组合为除草盘转速 230r/min、机器前进速度0.48m/s、耕作深度27mm；经过两次除草，总除草率达94%，但伤苗率可能会提高。
黑龙江省农业机械工程科学研究院余涛等人研究了一种智能株间除草平台，如图11所示。通过建立数学模型，分析了除草铲的运动轨迹；利用图像处理技术与位置传感器的配合对植株进行识别和定位，通过电液闭环控制系统，实现对除草铲运动的控制。此研究为进一步研制株间除草机械提供了实验台。
图13 智能株间除草平台
3.除草机械关键技术研究现状
除草机械的设计和控制中，导航摄像头的图像分析和末端执行器的运动学分析，还
有机械的参数的输入控制与上位机软件的
结合，还有除草方法的选择都具有极其重要的意义。
3.1 除草末端执行器
机械除草技术的关键是除草末端执行
器的工作原理和执行效果。目前，水田机械除草末端执行器从工作原理上可分为：机械式、机械气力式及机械液力式等。
3.1.1 机械式
机械除草末端执行器通过与稻田泥土、杂草的相互作用，完成杂草拔出、拉断或埋压等除草过程。目前，水稻行间杂草机械式除草技术已经相对成熟。由于，水稻行间无稻列干扰，可使用旋转、抛切、拉拔或埋压等机械动作，完成行间除草作业，而不必担心稻苗损伤。常用的行间除草器通常为转动的除草辊或除草齿爪，行间除草末端执行器如图14所示。
图14几种行间除草末端执行器
株间除草主要是根据移栽水稻田杂草
与稻株根系深浅差异，控制除草末端执行器工作深度，除去杂草而不损伤稻苗。水田株间除草末端执行器动作方式一般有3种，即对转式、摆动式和固定式，如图15所示。对转式株间除草通常是由两个作相对转动
的弹齿盘，或者其变形形式拔出株间杂草，由于弹齿或其它弹性材料的弹性特征，可减少稻苗损伤；摆动式株间除草即通过与稻列垂直方向作往复摆动的梳齿完成与杂草的
相互作用，完成除草工作；固定式株间除草使用固定机架上的除草钢丝，通过调节其倾斜角度和高度来改变作业深度，通过调节内侧除草钢丝的上下位置调节除草作业强度，机具工作时，株间除草末端执行器横跨在秧苗列的两侧，随着机具前进拖、拔或埋没株间杂草。目前实验结果表明3种不同动作方式的株间除草末端执行器的除草效果无明显差异，除草率均在50%左右。
图15常见株间除草末端执行器
3.1.2 机械气力式
机械气力式除草技术应用机械式和气
力式2种除草方式联合除草。一般来说，水稻行间杂草采用机械式方法去除，株间杂草利用高压气体吹除。图16所示的是日精电
机和エムケー公司发明的机械气力式水田
除草机，行间除草部件为随动转动耙齿，株间采用高压气体配合机械拍打运动除草。株间除草的工作原理是电源带动空气压缩机
工作，形成高压气体，通过管路至喷射口吹出，喷射口顶部的压铁材料不断拍打泥土，完成杂草的吹出和打压动作，除去株间杂草，由于移栽稻稻株根系比杂草根系发达，气流仅将稻株吹至变形，却不损坏稻苗。
图16机械气力式水田除草机
3.1.3 机械液力式
机械液力式除草技术行间应用机械部
件除草，株间由高压液体除草。图17所示石井农机公司发明的水田除草装置，行间杂草采用除草辊去除，株间杂草使用高压液体冲洗杂草根部，使其漂浮、枯萎。石田恭正等人研究应用高压水流除草技术，研究了压力、喷射距离、喷口直径、喷射角度和机具行驶速度对切断效果的影响。
图17机械液力式水田除草机
除了上述介绍的几种除草技术外，也有应用电力和热力除草的研究，但目前尚未应用到水田中，仅对旱田进行了试验。电力式除草原理主要依据的是杂草和作物对电流敏感
程度的差异，强电流能有效地消除杂草，而对农作物无害；热力除草方法是通过专门器具用丙烷火焰把杂草烧热，使杂草细胞受热膨胀，胀破细胞壁，蛋白质凝固，使杂草枯萎，除草率可达到80%以上。随着相关技术的成熟和发展，这两种新型的除草技术有望应用于水稻田间除草的实际生产中。
3.2视觉图像分析及其导航
利用机器视觉导航技术引导除草机器
人沿着农作物行自动行走，行走时又利用机器视觉技术检测农作物行间杂草。除草机器人多关节机械臂运动到杂草区域，切割杂草，执行结束后再继续行走。如图18，在整个过程中机器人的图像识别能力直接决定了机
器人的成功与失败，而图像识别的配准还有分辨深度的问题一直是一个难题。
（a）原始图像（b）分割后图像（c）滤波后图像（d）优化后图像图18除草机器视觉成像
现在在这方面的研究又处于不断进步的水平,以下是国内外的一些典型的研究方法：
[1] 基于OCD-ICP(优化角点集提取——迭代最近点)的图像配准方法。该方法利用图形学原理，对图像边缘角点候选点集提出了四个筛选规则，逐步筛选得到优化的角点集，并在此基础上利用迭代最近点的方法得到最优配准；
[2] 基于SIFT特征提取算法与KD树搜索匹配算法相结合的新方法，通过对候选特征点进行多次模糊处理，使其分布在高斯差分图像的灰度轮廓线边缘，利用SIFT特征提取算法找到满足极限约束的极值点；通过KD树最邻近点搜索和匹配算法使处理后的特征点与原始图像进行特征匹配,快速找出匹配正确的特征点；
[3] 基于HSI颜色分量的颜色特征提取方法。该方法结合HSI颜色分量反映物体本质颜色的特点和直方图多阈值分类对图像内容的自适应优点，采用直方图多阈值分类方法量化各HSI颜色分量，组合量化后的颜色分量提取图像颜色特征。对该方法提取的视觉图像颜色特征进行聚类，并对视觉图像进行分割；
[4] 基于分量直方图的自适应分割方法。首先对图像的3个分量统计直方图进行自适应分割，确定出各分量的分类数目及类的取值范围；然后，对分割类进行分量间组合，
获得原图像中主要的几种颜色；最后以
这些颜色作为聚类中心，按照颜色相似性准则对图像进行聚类分割；
[5]采用了将RGB和HSV两种色彩系统
混合使用的方法，提出了基于颜色信息的RGB和HSV模型下利用双阈值图像分割的方法。大部分方法都是多种原理并用，采用先进的彩色处理技术，基于一定的平台技术。我国的技术还有很大的需求和发展空间，国外在这方面的研究比较成熟和先进一些。
大部分方法都是多种原理并用，采用先进的彩色处理技术，基于一定的平台技术。我国的技术还有很大的需求和发展空间,国
外在这方面的研究比较成熟和先进一些。
4.田间机械除草技术发展趋势
水稻田间机械除草装备和技术的研究取得了一些研究进展，但是水稻株间机械除草效果仍然有待提高。为了提高除草精度，减少伤苗率，降低能耗，水田机械除草技术应朝着智能化、仿生化和多技术联合化发展，同时还要农机农艺相互配合研究，使机械除草技术在水稻生产中得到更多的应用并发挥更大的作用。
4.1向多技术复合式发展
多技术复合除草方式将多种除草技术,如机械除草技术、生物除草技术、化学除草技术以及其它方式的多种除草技术有机结合在一起，提高除草效果。除此,也将向联合方向发展，实现一机多用，不断配套新机具。同时，国内一些企业也致力于开发新产品，改进原有产品的机械性能，以满足草产业高速发展的需要。目前，除草机已向品种多、系列完善、操作舒适、智能化程度高、大型、宽幅等方向发展。
4.2农机农艺相互配合研究
苗间除草机械作业环境非常复杂，单靠机器来满足其要求比较困难，因此需要将农业科学与农机紧密配合。研究作物的生长形态、特性及适用于苗间除草的农艺措施，培育出适合苗间除草要求的作物品种，这对提高机械化水平具有重要意义。在改进插秧机工作质量方面，日本研究并实行了旱育稀植方法。在此新农艺方式下，日本农机工作者发明了一系列农业机械，为插秧机的工作质量改进和迅速推广起到了决定性作用。因此，苗间除草机械与农艺方式配合研究也可成为苗间除草装置研究和发展的趋势之一。
4.3 多功能于一体融合研究
随着我国农业机械水平与技术的提高，研究具有多种功能的田间机械将成为可能。3ZCF－7700型多功能中耕除草机将除草、施肥作业装置集于一体，不仅相对于传统节省了研发和制造成本，同时减少了中耕次数。因此，融除草、施肥及灭虫等功能于一体的田间机械也将成为苗间除草装置研究和发展的趋势之一。
5.结束语
随着对化学除草危害的重视，机械式环保除草显得越来越重要。目前，我国研究的行间除草装置已可基本满足除草要求，而苗间杂草的精确控制尚有待突破。国外学者对机械式苗间除草装置与技术研究较早，所用技术先进。近年来，国内对此领域的研究也有成效，但尚未能满足现实需求。本文综述了国内外机械式苗间除草装置与技术的研究现状，并结合国外先进技术与我国具体国情，提出我国在苗间除草方面应采用多学科多技术联合、农机农艺相互配合及多功能于一体融合的研究方法研制智能化除草系统，以期提高我国农业机械化水平、保障我国粮食安全生产。
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机械手表齿轮主传动系统的分析
机械手表齿轮主传动系统的分析 机械手表机芯完全是由几十个甚至上百个机械零件装配组合而成，经过后期的调校达到设计要求的计时精度方能成为合格的产品。机芯的结构基本由五个部分组成：能源装置、主传动系统、擒纵调速系统、上条拨针机构以及指针机构。文章我们主要举例分析机械手表机芯结构中主传动系统的工作原理、在机芯中起到的作用及中心二轮式和偏二轮式结构的差异。 标签：机械手表；轮系；传动系统；精密机械 主传动系统在机芯中充当什么角色？又是如何在机芯中起到怎样的“协调”作用？国内外机械手表中传动系统根据传动系统中二轮的位置是否在机芯中央分为中心二轮式和偏二轮式两种类型，中心二轮式和偏二轮式结构中主传动系统之间有什么区别呢？ 机械手表传动系统一般采用齿轮传动。齿轮除了把能源装置的力矩输送给擒纵调速器，维持振动系统作不衰减的振动外，还把擒纵轮的转角按一定比例关系传递到秒轮、分轮及时轮，使指针机构指示出正确的时刻、日期或星期。 1 机械手表中主传动系统的结构、工作原理及其作用分析 1.1 机械手表中主传动系统的结构 主传动是指：把发条所产生的力矩由条盒轮传递到擒纵轮的齿轮传动，主传动系统包括条盒轮、二齿轴、二轮片、三齿轴、三轮片、秒（四）齿轴、秒（四）轮片和擒纵齿轴。不同的传动形式其主传动系统所包括的轮片和齿轴有所不同。 1.2 机械手表中主传动系统的工作原理 如图1所示：摆轮游丝系统的能量是由擒纵擒纵机构供给的，擒纵机构的能量来自于主传动系统，如果主传动系统传递给擒纵轮的力矩不稳定，那么，擒纵轮补充给摆轮游丝系统的能量就会发生变化，导致摆轮的振幅不稳定，可能使摆轮游丝系统产生非等时性。所以主传动系统的质量直接影响到手表的走时精度。 1.3 主传动系统在机械手表中的作用 作用一：主传动系统将能源装置输出的能量传递给擒纵机构以维持摆轮游丝系统不衰减的振动，同时在不增加发条圈数的条件下，延长手表一次上弦的持续工作时间（约40小时以上）。 作用二：把擒纵轮反馈回来的转角传递到秒轮和分轮，使秒轮每分钟转一圈分轮每小时转一圈，并带动表盘面的时间类附加机构1做出相应的指示。
机械表常识
机械表常识 机械手表养护常识 机械表一定要满足每天10小时的佩戴时间，其次还要手腕的运动，只有手腕运动了才能带动上链轮转动帮助自动上链，如果不能满足以上的情况，可以手动上链，方法：中间的调节钮（需要逆时针拧松的先拧松），然后不拉出来直接顺时针拧15下左右，能听到嘎嘎的声音，感觉拧的紧了就停止拧，这样能满足24小时的走时。o(∩_∩)o 感谢您的认真阅读。 细节补充必看：刚收到的全自动机械表（调节钮需要逆时针拧松的先拧松），调节钮拧松后不拉出来，然后顺时针拧15到20下手动上链，让表先有动力；首先是调节时间，调节时要先把时间往前拧24小时，目的让各个齿轮正常运转起来，然后再对好时间，最后再调节其他各项功能。（全自动机械表都可以手动上链，平时佩戴是自动上链） 手表保养知识 1、摆放手表的地方最好能放置干燥剂，但避免使用樟脑丸，防虫剂等化学药品。 2、皮质的手表应尽量避免接触到水，以免表带变硬、发臭，进而导致断
裂的结果。 3、手表若发生异状的时候，应立即就进送至专门的钟表店检查。 4、机械全自动表必须在活动量足够的情况下，即每日必须佩戴10小时以上，方可正常运转。 5、不同的场合应佩戴不同的手表，如运动时最好选用防水及耐震性优良的运动手表。 6、表盖上若有标示WATER RESESTENT或者3ATM的手表表示其防水程度仅限于无压力下的水花或小雨。 7、特别提醒大家，任何手表均不宜在温水或浴室中佩戴，哪怕您的手表是防水表，因为手表的密封卷是橡胶，受热容易老化，而且四周的水蒸汽分子比较小，很容易渗入表壳，造成内部机械的损坏。 8、由于每种手表的内部机械的构造都不同，在正常的使用状态下，机械表或机械全自动表的误差为每日30秒内(此标准为国家部委颁布的)，而石英表的误差较低也比较准确。 中高档手表建议每隔两至三年应做相应的保养，更换防水元件，检测走时性能和机芯功耗，清洗机芯，以及养护外观等，这样的保养服务将有效延长您的手表的使用时间。 （1）戴手表时，手上的汗水对表壳有腐蚀性，全钢表壳由于是镍铬合金，抗腐蚀性能好些，半钢表壳是铜的，长期与汗水接触，容易腐蚀，应经常用软布抹去汗水或垫上塑料表托，以防止其被汗水侵蚀。
钟表结构
钟表结构构造 手表构造 手表的主要零件主要分为外部看得见的零部件和外部看不见的零部件。 一、外部看得见的零部件 表镜（LOOKING GLASS）：保护表面（表盘）。 表壳（WATCHCASE）：保护手表（即腕表）机芯免受外来的灰尘、露水或震动的损毁，同时为腕表提供时尚而又迷人的外型。 表带（BRACELET）：有皮带和金属链两种。 圈口（WATCH-FRAME）：锁紧表镜，有两种类型：一是固定型，可提供优美的外观；二是单向转动型，主要运用于运动型腕表，只要将其0指针拨至分针处便可以计算重叠时间。 底盖（WATCH-BOTTOM）：保护手表内部机芯，其锁紧方式分为铰链螺丝锁紧、压力锁紧及螺丝锁紧三种。 表盘（WATCH-FACE）：主要用于显示时间，同时关系到手表的设计。其可设计为不同的形状，也可使用不同的材质，时间刻度亦可选用简单漆印或突印。 指针：用于指示具体时刻。 表冠（WATCH-HEAD）：用于调校日期及时间、上链，用钢或金制成。 表扣（WATCH-BUTTOM）：多由不锈钢，钛金属制成。 二、外部看不见的零部件 1、胶圈（RUBBER-CIRCLE）：用于防止外来物质及恶劣环境（如灰尘、化妆品、气温变化等）影响和侵害。 2、内部机芯（INTER-MACHINE）及特殊功能（SPECIAL FUNCTION） （1）自动石英（AUTOQUARTZ）：无需电池的精确石英时计，爱表族论坛 用手转动中央转轴或利用手臂的摆动而带动表内的飞跎转动，而转动时微型发电器产生的电能传送到储电及供电功能的电容，电容稳定地输出电能而推动微型电路石英计时装置
（2）石英内机（QUARTZ）：石英与电子经过特别处理综合输出动力，准确的石英震荡频率带来准确的石英动力手表。两针石英表如果拔出把的会损坏机芯，而三针石英表如果拔出把的则会进水和进灰尘，所以不要将石英表的把的拔出来节省电能。 （3）自动内机（AUTOMATIC）：自动上链机芯的动力是依靠机芯体的飞跎重量带来，当佩戴手表的手臂摇摆就会带动飞驼转动，同时也带动表内发条为手表上链。 （4）机械内机（MECHANICAL）：机械表的动力全来自弹簧的推动，转动表冠，机芯内弹簧将能量注入而推动时计运行。机械表有21钻与25钻的类型，其区别在于25钻有停秒功能，相对更防磨损，使用年限更长；21钻则没有停秒功能，相对耐磨程度差。 除了21钻与25钻外，还有一些高档品牌的机芯钻数有：32钻（劳力士）、36钻（肖邦表）等。 3、更换电池显示（EOL）：当秒针呈现每四秒跳动一次的现象，佩戴者必须在二至三星期内更换电池。 低能量显示（EOE）：当秒针每四秒一跳时便提示要补充能量，此时不会影响手表正常运作。 4、万年历中的闰年 （1）、（罗马略历）是凯撒大帝在公元前46年所创，以365天为一年，每4年一闰，闰年为366天（二月多一天，29天）目的是调整日历年与太阳轨道年之间的差距。 （2）、（格里高里历）是今日各国通行的历法，是罗马教皇十三世于1582年修订而成。规律的4年一闰周期。每400年会中断3次，也就是在整百年却不能为400来整除的都不算是闰年，例如公元2100，2200，2300，都不算是闰年，但2400年可为400整除，故算是闰年，因此说每400年会中断3次。
手表基础知识大全
手表基础知识大全 镂空表 镂通表(Skeleton watch)虽然本身不属于复杂功能表一类，但作为一种装饰技巧，有时也被列为复杂功能。英文名称“Skeleton”较恐怖，本身含有“骸骨” 之意，即是说这种表只剩下骸骨——各种机件像穿透视装那样，暴露无疑。诸如摆轮的来回摆动、擒纵器的一擒一纵、过轮的加速作用等，都可以看得一清二楚。 制造镂通表，要有很高超的技术，由于要暴露“本钱”，所有有些透视表还对零件和夹板上精雕细琢，例如刻花加蓝，锉成龙凤呈祥或祥云朵朵，因而具有很高的工艺价值。 平均时差 所谓“时间差”，指平均太阳时间与基于真实天体运行的恒星时间之差。平均太阳时间即常用的时计指示时刻，亦称平均时间。实际上每天的长短并不相等的。长者有24小时14分，短者仅23小时44分。人们取其平均值每天24小时，是为了日常生活上的方便。恒星时间不以太阳为测时的标准，以另一位臵固定的恒星为准，一昼夜的时间为23小时56分41秒。此法更精确，适用于天文学和太空科学，但用于日常生活方而会脱节，诸多不便。 平均时间和恒星时间每一年只有四次完全一致，其余时间都有差异。宝玑在十八世纪研究过时差指示功能，在怀表和柜台钟上都加设过可以指示平均太阳时与恒星时间之差的字盘。 另外还有一种时差，称为地区时差。随着交通的日益发达，各国闭关自守，时间标准已无法适应世界性的要求。因此，1880年英国一法律形式确立了格林威治标间(GMT)。其后世界各国相继认同。把全世界自东到西划分为24个时区。以伦敦附近的格林威治天文台为零度，通过零度的这条线叫子午线(meridian)，由它把地球分为东西两个半球。全世界自东到西划分为24个时区，每区经度15度，与邻区的时差为一小时。这就是地区时差。 飞返式指针 它的特点，在于令指针到达刻度终点时能重新返回原来位臵。一般的表针均作圆周运动，旋转一圈时刚好返回原位，所以终点总是下一轮的起点。而飞返式指针的功能则不同，到达终点的指针不在继续前进，立即弹回起点，从而使不断地转动变成一种往复运动。它主要用于60分钟刻度和日历指示等方面，但最近有的表开始在秒指示方面也别开生面地采用了这种方式。 飞返启动时计
机械基础关于机械表的机械原理分析
机械表的机械原理分析 机械表的品种有普通表、日历表和自动表以及机械日历自动表，都是在机械表的基础上增加一套日历装置或自动装置。并有仅呈现日期的单日历表；也有呈现周历甚至月历的双日历和全日历表。 自动表是靠手臂运动带动表机的自动锤，使自动装置活动卷紧发条，借以带动走时。自动表也有全自动和半自动之分，全自动是表向任何方向运动都能上发条，半自动只有做单方向运动才能上发条。后者现已被淘汰，不在生产，故新的自动表都是全自动表。 机械表划分为高级手表、中级手表和低级手表三个等级。这三个等级是根据机械手表机械结构与性能特征来划分的。 a.高级手表。它采用双金属开口摆轮，或者采用合金材料制作摆轮；摆轮上的螺钉不少于16个；有17个以上的钻石元件；双层游丝，其材料温度系数极少；具有“三防”（防水、防震、防磁）性能；一昼夜走时误差在正负30至5LS；正常条件下，使用寿命达30年以上。 b.中级手表。采用合金摆轮，摆轮上螺钉在10个以上；有15个以上的钻石元件；平游丝；具有防震、防磁装置；一昼夜走时误差在正负45～60s之间，正常情况下，使用寿命在15年以上。 c.低级手表。采用铜合金作摆轮；无螺钉；钻石元件在7个以下（有的无钻石）；无“三防”，一昼夜走时误差在正负80s左右，使用寿命在2年以上。 自动手表的发条原理发条是手表机芯 原动系中最重要的零件，原动系包括：发条盒，发条盒盖，条轴和发条。和一般手上弦的手表发条结构不同，自动手表的发条没有“尾钩”，因此它也不是挂在条盒内壁上的。实际上它有一根“副发条”在发条的尾部，用电流点焊的方式把
它和整个发条连接为一整体。在自由状态下，发条呈S状，“副发条”的形变的方向和发条相反，因此它具有反涨力。“副发条”的宽度略窄于发条，但厚度比较大，大约是发条的 1.5倍，长度基本上将近能在条盒内盘一圈。 当发条被盘入条盒内时，“副发条”对条盒内壁产生一个有涨力的摩擦，当手表发条被完全盘紧时，“副发条”和条盒内壁就会产生打滑。因此自动手表发条有2个力矩指标，一个是满弦力矩，另一个是发条打滑力矩。发条打滑力矩一定要大于满弦力矩，以确保自动发条能被上满。发条打滑力矩的大小很重要，必须合适，如果过大，轻则造成手表出现“击摆”现象（所谓“击摆”是指摆轮左右摆动幅度过大，使得摆轮的冲击钉反撞到擒纵叉叉口外侧的现象），严重了的还会损坏自动上弦的齿轮。而打滑力矩过小会使手表的延续走时长度不够，容易造成停表。 手表里有二个靠弹性配合的摩擦脱离机构：一个是在分轮上，它解决手表的拨针和走时带针的不同需要；另一个自动发条。所以自动表如果用手来上发条的话，它是永远“上不满”的，一旦上弦力矩大于发条打滑力矩，那么“副发条”就会与条盒壁发生打滑脱离，“副发条”的加油十分讲究，一般是用粘稠的膏质油或者是黑色的二硫化钼，油量也要严格控制，而且，即便是在给一只完好的手表清洗加油的时候，发条盒也不应该被打开。（除了发条断的故障外）所以有很多进口手表的条盒轮上标有自润滑标识或索性做成不可拆卸式，就是不许你打开。 “副发条”打滑力矩对手表的轮系的力矩输出有比较大的影响，它会直接影响到摆幅的高低，为了稳定打滑力矩，许多手表还在条盒的内壁上做出凹槽。自动手表从理论上应该比较手上弦的准确，那是因为只要佩带着手表它的发条基本就应该是满的，但前提是人的运动量要足够。因此老年人、病弱之人，常年坐
手表专业知识全文字说明
机械表使用硅游丝的优势是什么？ 硅是继氧气之后在大自然中最为常见的元素,相当于地壳成分的28%,它属于晶体也就是非金属，密度相当于钢的１/３,具有较高的硬度、抗磁与高度抗腐蚀的特点,因此比钢等金属材料更加轻盈与坚固。其实,这种材料早在电脑芯片上面广泛应用了,但用硅元件来制作钟表元件就不那么容易了,主要困难在于要确定热量系数，令机芯在任何情况下均能保持稳定的时率。然而,好处也是显而易见的，用硅来制作擒纵叉，擒纵轮以及游丝，能够保证他们在无需润滑的情况下顺畅运作。单从游丝来说，硅可以制作出特别形状的游丝,同时减轻重量,从而改善手表的等时性误差。 摆轮的运动是一种和谐运动，而游丝的作用就是维持摆轮在摆动时的惯性力矩与摆幅周期,并与摆轮组成振频系统获得一定的振动周期,以达到精确计时的目的。在钟表工艺技术上对于游丝的基本要求是:1．具有稳定的弹性特征；2.较少的泰兴迟滞现象；3．较小的温度系数(热弹性系数）； 4.良好的防磁性能和抗蚀性能；5．螺距相等；6.游丝的中心应尽量与几何中心一致。早期的铁基合金游丝因为受到科技与制作技术的制约，大多以铁或是其他合金打造而成，除了容易锈蚀与受磁而影响精度之外,弹性系数较低也增加了发条动力的消耗，所以早期的手表其储能时间都很难超过40小时以上。1933年，以镍、铬、铁所冶炼的特殊合金制造的游丝诞生，它除了拥有不错的抗磁性(但并非防磁）外，更具有极佳的抗温差能力,即使在极大地温差环境中，使用此游丝的机械钟表对温度的敏感性不高。禁入21世纪以后，百达翡丽，劳力士,雅典等几个大品牌以及斯沃琪集团已经开始研发新一代的游丝,并且都不约而同的以硅晶体为基础材质，如雅典的硅游丝是通过蚀刻技术,将整片的硅原料以一体成型的方式,蚀刻成游丝的造型；百达翡丽的硅游丝以及游丝脑部都是一体形成的，20０6年推出spriｏmax游丝,并且设计了一种创新的末端“曲线”,明显增厚了摆轮游丝的外末端,驱使摆轮游丝同心运动,在整个震动平面上规律均衡的朝着同一中心扩张、收缩。 虽然各大厂家的制作过程以及加工出的硅游丝外形不尽相同，但是它具有的抗磁，抗震，抗腐蚀,造型完美且具有极佳的抗温差能力,满足了钟表工艺技术上对游丝所有的基本要求,而且效果也得到了印证。 机械中有卡度游丝结构与无卡度游丝结构两种,哪个更好? 机械手表中有卡度游丝结构与无卡度游丝结构两种,哪个更好? 机械一班有两种调整结构可以用来改变表的走时精度：一种是有卡度游丝结构,此结构是通过调校快慢的位置来改变游丝的有效长度从而达到改变振动周期的目的;另一种是无卡度游丝结构，此结构是通过调整摆轮自身上均布的螺钉的进与出或者是调节被放置的可转动砝码的位置,改变摆轮旋转半径从而达到改变振动周期的目的。 然而,有卡度机械手表在以下缺陷：当该表需要调整走时时,为了在拨动款满针时保证游丝与夹子不被卡住,游丝在夹子活动范围内的那一段形状应该是以摆动轴轴心为中心的圆弧,并且游丝与夹子之间要有一定的间隙。当摆轮游丝系统工作时,由于快慢针造成游丝力矩非线性的根本原因,当手表处于不同位置时，游戏在快慢针夹子中的位置会因有间隙而有所变化,使得游丝的实际工作长度发生变化，从而导致位元差。 无卡度游丝结构的特点就是取消了快慢针，把摆轮设计成为可调节其转动惯量的结构,也就是改变摆轮转动半径。一般有两种基本结构:一种是在摆轮外缘或者内缘设置螺钉或者是螺母，通过改变它们的离摆轮中心的位置远和近，从而改变摆轮的转动半径;另一种是在摆轮靠近外缘的平面上设置可以转动的砝码，一般砝码是半圆形的,通过转动砝码的位置，尤其是砝码的非圆性就会产生偏心的效果,从而改变摆轮的转动半径。这两种结构的最终结果就是通过改变摆轮的转动半径来改变振动周期，以达到可以调整机械手表走时快慢的目的。虽然无卡度调整方法的难度要高于有卡度。但是它的优势是有卡度结构无法达到的,因此很多高档机械表都是采用此结构来调整走时快慢。
图解手表的构造及零件名称
经常会有不少朋友对手表的构造及手表的各个部件感到迷茫，在此我们将通过两篇内容，详细向各位表迷朋友解析手表的构造。虽然每个手表的零件名称不尽一致，但我们以最通用的说法，为您图解每个零件的专有名称以及所在位置，并区分为六大部份。本文先为您介绍前三大部分，依序为：一，外观部份、二，定位拨针部份、三，自动上链系统，希望能让您一目了然，并加深对手表的了解。 一、外观部份： 指手表整体最外层的构造，如表壳、指针、面盘、底盖等零件。上图中的A为透明后底盖、B为防水胶圈、C为机芯固定座。 图右A为时针轮、B为分针轮。 图A为鼓压、压板定位弹簧、B为龙芯、C为吉车、D为鼓车。
图A为夹板、B为小铁车、C为日里车。 二、定位拨针部份： 包括一系列的杠杆与弹簧，它们的功用是使离合轮及上弦杆能上弦又能拨针。当龙头外拉时，鼓压将鼓车往前推进，使鼓车能和小铁车结合，进而成为一连贯的传动轮系，达到拨针的效果。（龙头压入时，鼓压将鼓车压回，此时，鼓车和小铁车呈现分离状态，进而和吉车结合，即成为上弦状态，随时可以上发条。）拨针传动次序为龙头→龙芯鼓车→小铁车→日里车→分针车与时针车。 自动盘，图中以红圈标示的部份为滚珠轴承。
图A为自动系统机座（正面）。 图A为自动系统机座（反面）、B为自动传车压板。
A为自动一番车、B为自动二番车、C为止逆挡、D为自动三番车、E为离合定位弹簧、F为自动四番车 （离合车）。 三、自动上链系统： 是指自动盘经由滚珠轴承的旋转而产生一连串受重力牵引的自由运动，而达到上紧发条的效果。其传动次序为：自动盘、自动四番车（离合车）→自动三番车→自动二番车→自动一番车→大卷车。以上便是本文首先为您介绍的图解机芯零件的前三大部分，希望您能够通过图解的方式一目了然。 本文将持续为您介绍最后的三大部分，依序为：四、摆轮擒纵系统，五、上链机构轮系，六、动力传动轮系，希望能让您一目了然。 四、摆轮擒纵系统： 它的作用是使指针及轮系成等时性的前进，在表体上是掌握等时性运动极为重要的系统。
全自动机械表的结构及零件名称
分享：全自动机械表的结构及零件名称 本帖最后由烧饼于 2011-10-17 10:56 编辑 经常会有不少朋友对全自动机械表的构造及手表的各个部件感到迷茫，本博主在此详细向各位表迷朋友解析表的构造。虽然每个全自动机械表的零件名称不尽一致，本博主以最通用的说法，为您图解每个零件的专有名称以及所在位置，并区分为六大部份。希望能让您一目了然，并加深对全自动机械表的了解。 一、外观部份： 指全自动机械表整体最外层的构造，如表壳、指针、面盘、底盖等零件。透明后底盖、防水胶圈、机芯固定座，就不上图了，太简单了，咱直奔主题！ 二、定位拨针部份： 包括一系列的杠杆与弹簧，它们的功用是使离合轮及上弦杆能上弦又能拨针。当龙头外拉时，鼓压将鼓车往前推进，使鼓车能和小铁车结合，进而成为一连贯的传动轮系，达到拨针的效果。（龙头压入时，鼓压将鼓车压回，此时，鼓车和小铁车呈现分离状态，进而和吉车结合，即成为上弦状态，随时可以上发条。）拨针传动次序为龙头→龙芯鼓车→小铁 车→日里车→分针车与时针车。 图A为时针轮、B为分针轮。
图A为鼓压、压板定位弹簧、B为龙芯、C为吉车、D为鼓车。 图A为夹板、B为小铁车、C为日里车 三、自动上链系统： 是指自动盘经由滚珠轴承的旋转而产生一连串受重力牵引的自由运动，而达到上紧发条的效果。其传动次序为：自动盘、自动四番车（离合车）→自动三番车→自动二番车→自动一番车→大卷车。以上便是本文首先为您介绍的图解机芯零件的前三大部分，希望您能够通过图解的方式一目了然。
自动盘，图中以红圈标示的部份为滚珠轴承 图A为自动系统机座（正面）。
图A为自动系统机座（反面）、B为自动传车压板。 A为自动一番车、B为自动二番车、C为止逆挡、D为自动三番车、E为离合定位弹簧、F为自动四番车（离合车）。 四、摆轮擒纵系统： 它的作用是使指针及轮系成等时性的前进，在全自动机械表体上是掌握等时性运动极为重要的系统。
手表的基本常识(全)~NEW以此为准
手表的知识 一、手表的发展史 人类究竟从何时开始，有了“时间”的概念？ 人类的远祖最早从天明天暗知道时间的流逝。大约六千年前，“时钟”第一次登上人类历史的舞台：日晷在巴比伦王国诞生了。古人使用日晷，根据太阳影子的长短和方位变化掌握时间。距今四千年前，漏刻问世，使人们不分昼夜均可知道时间。而钟表的出现，则是十三世纪中叶以后的事。 一二七O年前后在意大利北部和南德一带出现的早期机械式时钟，以秤锤作动力，每一小时鸣响附带的钟，自动报时。一三三六年，第一座公共时钟被安装于米兰一教堂内，在接下来的半个世纪里，时钟传至欧洲各国，法国、德国、意大利的教堂纷纷建起钟塔。 不久，发条技术发明了，时钟的体积大为缩小。一五一O年，德国的锁匠首次制出了怀表。当年，钟表的制作似乎仅限于锁匠的副业，直到后来，对钟表精度的要求越来越高，钟表技艺也日益复杂，才出现了专业的钟表匠。 一八O六年，拿破仑之妻、皇后J.约琵芬为王妃特制的一块手表，是目前知道的关于手表的最早记录。这是一块注重装饰、被制成手镯状的手表。当时，男人世界里凤行的是作为身分、地位象征的怀表，手表则被视作是女性的饰物。 一八八五年，德国海军向瑞士的钟表商定制大量手表，手表的实用性获得世人的肯定，逐渐普及开来。 本世纪初。ROLEX（劳力士）的前身——WILSDORF&DAVIS公司推出银制绅士表和淑女表，大获成功，带动了各家钟表厂商竞相研制开发手表。当年就以怀表技艺闻名世界的瑞士，在手表制作方面也一马当先，ROLEX在一九二六年就开发出完全防水型的手表“ROLEX OYSTER”，一九三一年又率先将自动上发条的手表“OYSTER PERPETUAL”推向市场。LONGINES（浪琴）公司也不甘示弱，其研制的精密航空钟与美国飞行家林德伯格一起飞渡大西洋，名声大振。一九二九年，推出带秒表功能的手表“CHRONOGRAPH”，翌年又在此基础上开发出飞行用精密手表“CHRONOMETER”。 六十年代末，机械手表史掀开了新的一页：一九六九年，日本精工手表公司开发出
机械基础知识点整理复习课程
精品文档 1）疲劳强度和改善方法。是指材料经过无数次的交变应力仍不断裂的最大应力——1合理选材 2 合理结构 3 提高加工质量 4 表面处理 2）焊接开破口是为了保证焊透，间隙和钝边目的是为了防止烧穿破口的根部 3）焊条由焊芯和药皮组成焊芯—传到电流填充焊缝药皮—1 机械保护2 冶金 处理渗合金 3 改善焊接工艺 带传动 1:带传动的组成：主动轮.从动轮.封闭环行带.机架 2：弹性滑动——带的弹性变形（不可避免）；打滑——过载（可避免） 3打滑T小带轮，包角太小传动比（n1/n2=w1/w2=d2/d1 ） 4合适的中心距：带速V f传动能力降低.V带根数不超过10根，过多受力不均匀。 5 类型：摩擦型，啮合型（不出现弹性滑动，打滑现象） 按横截面分：平带V 带圆带多楔带同步带 带传动的特点应用：优点①适用于两轴中心较大的传动；②具有良好的挠性；③可以缓冲 吸振④过载时带在轮上打滑对机器有保护；⑤结构简单制造方便，成本低；缺点①外廓尺寸较大；②不能保证准确的传动比③传动效率低，寿命较短④需要张紧装紧。应用：带传动多用于两轴中心距较大，传动比要求不严格的机械中。①imax = 7②V = 5~25m/s③效率=0.9链传动 1 特点及其应用：保持平均传动比不变；传动效率高；张紧力小；能工作于恶劣环境中。缺点：稳定性差，噪声大，不能保持恒定传动比，急速反向转动性能比较低，成本高 2链轮的材料要求：强度?耐磨?耐冲击。低速轻载T中碳钢；中速重载T中碳钢淬火 3 链传动的主要失效形式：链传动的运动不均匀性（多边形效应：多边形的啮合传动引起传动速度不均匀） 4 链传动不适合于高速（中心线最好水平的，调整：加张紧轮） 5 组成：主从动链轮和闭合的扰性环形链条，机架。链传动属于有中间扰性件的啮合传动 6 传动比i< 7 传动效率p w 100kw 速度v w 15m/s （n1/n2=z2/z1） 齿轮传动 1原理：刚性啮合。特点：① i瞬时恒定②结构紧凑③效率高④寿命长⑤10A 5kw 300m/s 2 类型：平行轴齿轮传动（圆柱齿轮传动）粗交轴齿轮传动（链齿轮传动）交错轴齿轮传动 3渐开线齿轮：平稳T i瞬=n1 / n2= w1 / w2T合适齿轮； 4压力角：离rb越远，afT不利于传动°a= 20 ° 5㈠斜齿圆柱齿轮传动的平稳性和承载能力都高于直齿圆柱齿轮传动适用于高速和重载传动的场合㈡锥齿轮传动一般用于轻载、低速的场合。 轴 1 分类：转轴－传递扭矩又承受弯矩（汽车）；传动轴－只传递扭矩（自行车）；心轴－只承 受弯矩；结构：①满足力学性能（强度，刚度） 2 轴向定位：轴肩.套筒.轴承端盖.弹性挡圈.螺母.圈锥表面 3 周向定位：键联接销钉焊接过盈配合 轴承 1 分类：滑动滚动轴承（按工作表面的摩擦性而分） 2滑动轴承：①非液体摩擦滑动轴承一般用于转速荷载不大和精度要求不高的场合；目的：精品文档减轻轴瓦与轴颈表面的摩擦；②液体摩擦滑动轴承多用于高速精度要求较高或低速重载的场
机械手表的原理及其构造
机械手表的原理及其构造 机械表通常可分为下列两种：手上链及自动上链手表两种。这两款机械的动力来源皆是靠机芯内的发条为动力，带动齿轮进而推动表针，只是动力来源的方式有异。手上发条的机械表是依靠手作动力，机芯的厚度较一般自动上发条的表薄一些，相对来说手表的重量就轻。而自动上链的手表，是利用机芯的自动旋转盘左右摆动产生动力来驱动发条的，但相对来讲手表的厚度要比手上发条的表大一些 外壳一般是由上框，后盖，胶盖，紧圈，柄头管，柄头，衬圈及表针，表盘等零件组成。其主要作用是：1：保护并固定内机，防止外界灰尘，汗水等侵蚀内机;2:指示时间；3：将外力传递给动源部分；4:安装表带。上框，后盖，胶盖等零件的作用是保护内机。为了防止汗水等锈蚀，后还都用不锈钢制成。衬圈，衬环和固机螺钉的作用是固定内机。上条，拨针都是通过旋转柄头进行的。表针与表盘配合表示时间。表盘一般是以表盘表插入表机，以螺钉固定 发条：发条是为手表提供能量的零件，圈绕在条盒内。利用条轴上的铣方槽上紧发条。条轴的方槽是由上条机构驱动。由于发条经受明显的应力，时常会导致断裂，因此，当前，采用合金材料，使发条几乎不断裂。发条储存一定的能量，以均匀小量地分配给振荡器。为此，提供的能量通过轮列组，由轮列组以相同比例缩减传输力的同时增加圈数。该轮列组包括4只轮和4只齿轮，后3只轮是铆压在前3只齿轮上。
手表的齿轮传动系，特别是主传动轮系，广泛采用一种所谓圆弧齿形。这种齿形是接线齿形演变而来的，因纯摆线齿形加工很难，故用圆弧来代替摆线，也叫做修正摆线齿形，能使齿轴的最少齿数为6，从而在轮片齿数不太多的条件下能取得大的传动比，这对减小机心直径、对高频手表中极为有利。传动效率比较高，一般能达到95%左右。由于手表机心尺寸小，条盒轮组件所储存的能量并不大，若能量损失太大，会直接影响手表的走时质量。对加工误差的敏感性较大。如齿形误差和中心距误差，都会引起啮合特性的改变。由于其齿形由相啮合的一对齿轮和模数所决定，因此齿数和模数不同，所使用的滚刀和铣刀也不相同 摆轮游丝系是产生稳定振动频率的部分。这两部分通过传动轮系、擒纵机构
机械常识知识要点
第一单元：机械制造概述 1.机器：机器就是人为实体的组合，它的各部分之间具有确定的相对运动，并能代替或减轻人类 的体力劳动，完成有用的机械功或者实现能量的转换。 2.机构：机构是用来传递运动和动力的构件系统。它也是人为实体的组合，各运动实体之间也具 有确定的相对运动，但不能代替人类的劳动，完成有用的机械功，也不能实现能量的转换。 3.机械：机器和机构统称为机械。 4.构件：构件是相互之间能做相对运动的物体，也就是是机构中的运动单元体。按运动状况，可 分为固定构件和运动构件两种。 5.零件：零件是构件的组成部分。 6.零件与构件的区别：零件是制造的单元而构件是运动的单元。 7.运动副：运动副是两构件直接接触组成的可动连接。 8.运动副的分类：根据运动副中两构件的接触形式不同，运动副可分为低副和高副。低副是两构 件以面接触的运动副，低副按两构件的相对运动形式，低副可以分为：转动副、移动副、螺旋副。高副是两构件以点或线接触的运动副。 9.制造系统覆盖产品的全部生产过程，即设计、制造、装配、销售等的全过程。 10.机械产品的生产过程包括：1）产品设计；2）工艺设计；3）零件加工；4）检验；5）装配；6） 入库。 11.工艺设计的主要内容有：1）产品图样的工艺分析和审查；2）拟定工艺方案；3）编织工艺规程 卡；4）工艺装备的设计和制造。 12.机械制造的工种有热加工、冷加工、特殊加工和其他工种。其中热加工工种有铸造工、锻压工、 焊接工、热处理工；冷加工工种有：车工、铣工、刨工、钳工、磨工。特种加工工种有1）电火花加工与线切割加工工种；2）电解加工工种；3）超声加工工种。 13.机械制造工厂的安全主要是人生安全和设备安全。 14.企业三级安全教育是指：安全生产的入厂教育、车间教育、班组教育 15.企业生产中常见的污染源有：三废（废水、废气、废渣）、粉尘、放射性物质、以及产生的噪声、 振动、恶臭和电磁微波辐射等。 单元二：机械识图 1.机械制图国家标准的相关规定：①图纸幅面和格式（图纸幅面共有5种分别是A0、A1、A2、 A3、A4最大的图纸幅面为A0图纸，其长和宽为841×1189,将A0图纸对折后得到A1图纸，A1对折后得到A2图纸……；）；②比例；③字体；④图线；⑤尺寸注法。 2.比例：比例是指图样中图形与其实物相应要素的线性尺寸之比。比例分为原值比例、放大比例 和缩小比例。 3.图线：要掌握四种基本线形的画法及主要用途。粗实线的宽度为d，则细实线的宽度约为d/3. 4.尺寸注法：①机件的真实大小以图样上所注的尺寸为依据，与图形的大小和准确度无关；②图 样的尺寸，如以毫米（mm）为单位，则不需要标注单位或代号。否则，必须予以说明；③图样中所注的尺寸为机件的最后完工尺寸，否则，应加说明；④一般情况下，机件的每一尺寸只标注一次，并标注在表达该结构最清晰的图形上。 5.尺寸标注的三要素是指：尺寸界线、尺寸线、尺寸数字。 6.正投影法的投影特性：①从属性、②定比性、③平行性、④积聚性。 7.三视图的投影关系：主、俯视图长对正；主、左视图高平齐；俯、左视图宽相等。 第二单元：机械图样的表达方法 1.视图分为基本视图、向视图、局部视图和斜视图四种。 2.向视图是可自由配置的视图。向视图必须予以标注，标注方法为：在向视图的上方注写“×” （×为大写的英文字母，如“A”“B”“C”等），并在相应视图的附近用箭头指明投影的方向，
机械钟表构造及工作原理
机械钟表构造及工作原理 约在16世纪初就有时计的发明，最初是利用地心引力作为动力来源，这种 时计只能安置在某一固定地方，例如高楼、墙壁上所挂的大钟，就是以链子系住用铁做成的重锤，并绕在轮上转动；后来才发明了利用弹簧的弹力使其运转，也就是现在钟表的发条。这种时计在体积上缩小了许多，宛如蛋大，可以装在衣袋内，这就是德国纽伦堡锁匠所发明的纽伦堡蛋（Nuremberg Egg），这个表的零 件全是以手工做成，因此费工费时，而且所作的每一只表个个不同。直到19世 纪，渐渐发展到机器生产制造，质量才得以控制。直到目前为止，钟表结构的名称极不统一，即使在同一地区内亦有许多不同的称法或译名，而且世界各国对钟表零件亦缺乏统一规定。因此，瑞士ETA机芯制造厂首先采用了以号码数来代表，以便钟表业者在配购零件时能正确无误。不过各国厂牌机芯名称虽相同，但在结构上仍有差异，代号也会不同。钟表的运转是利用杠杆原理，就好像荡秋千般的来回重复，最基本的运作顺序是由发条→中心轮→第三轮→第四轮→擒纵轮→马仔→摆轮，然后摆轮的反作用力将马仔弹回原位的一种简谐运动。 发条盒是由钢条卷曲产生弹力所造成的力量。一般而言，发条盒又称一番车（Barrel），是由发条（Mainspring）、发条鼓（Barrel Drum）和发条鼓盖（Barrel Cover）所组成，并利用方孔齿轮（Ratchet Wheel）传动至中心轮等其它齿轮，是钟表运转最重要的基础结构，就好像人类的胃袋一样，将吃进来的食物转化为能量，由于这个简单的结构方便好用，所以从古至今变化并不大。 当您听到手表〝滴答〞〝滴答〞作响宛如节拍器不停地摆动时，字盘上的秒针也随着节奏转动，让我们立刻感受到时光的不断飞逝。造成这个节奏般的声响是由于摆轮（Balance Wheel）受力反作用至马仔（Lever）所产生的声音。摆 轮系统是由合金制成并以游丝（Hairspring）造成反作用力藉由推动宝石（Impulse
机械表购买时必须知道的常识
机械表购买时必须知道的常识 一、机械表误差。机械表允许的误差范围为±30秒/日，经过天文台认证的机芯平均误差范围在-4秒/天到+6秒/天之间，具体的误差根据手表所使用的机芯而定，并非按照价格越高误差越小的原则，自动机械表的动力来源佩戴者手腕的摆动产生能量给发条上弦，一只完全上条的自动机械表可持续运行36小时左右：如保证每天正常佩戴的情况下，可运作15小时左右，如超过以上的时间不戴或摆动不足（佩戴者的运动量少）都将引起手表的停走，再次佩戴前应先给手表上足发条。 二、自动表为什么会停走首先介绍何谓全自动机械手表，靠自动陀向任意方向转动都能上紧发条的自动上条机构的作用运行（在透明底盖表可见）。可想而知只有把手表佩戴在手上，随着手臂运动，自动陀也随之转动产生能量。一般全自动手表每天应佩戴在手上8小时以上才能补足发条能量，但也不是绝对。建议节假日也要戴表，只有戴在手上不断给发条补充能量，手表才不会停走。现在普遍存在办公室工作的人，手表经常出现停走现象，除机芯原因外，是因为本身佩戴者的运动量不足，不能给发条补充足够的能量，如属于此种原因，可采用手拨上发条的方法来弥补。 三、平时要不要给自动表手拨上发条自动表是在一般手拨上链表的
基础上再加上一个自动部件，自动部件包括自动陀和自动轮，我们所出售的自动表在出柜时一般处于停止状态，首先需要销售员帮助顾客上足发条，之后只要顾客每天佩戴足够的时间，自动陀就能给发条源源补充能量，从而使自动表正常走时，我们应当主张自动表尽量少使用手拨上发条，因为手拨上发条，需要把柄带动许多自动轮一起转动，自动部件十分容易磨损，使顾客增加不必要的维护费用。 四、在名表中，为什么手上链表反而比一般的自动表误差大，现在市面上的高档自动表（像劳力士、欧米茄等）都经过天文台的认证，要求机芯在出厂时的平均误差范围在-4秒/天到+6秒/天之间。相反，各名表厂商，对手上链表的要求侧重于所用的材料，一般都为贵金属；及表的厚薄程度，设计得都十分薄。厂商认为名表的消费群多为特定人群，这类人往往拥有数块手表，会根据场合而佩戴不同款式的手表。像这类用贵金属制成的名表通常是被认为宴会表，佩戴这类手表，最主要是身份的象征，对表的本身并不十分注重其精准度，因此大为两针表，甚至不具备防水性能。 五、表镜、表壳和表带 1）表镜的材料分为有机玻璃，矿物水晶玻璃，蓝宝石水晶玻璃等。表壳、表带的材料常见的有塑料、铜、不锈钢、钨钛合金、高科技陶瓷、贵金属等。 2）蓝宝石玻璃，钨钛合金和高科技陶瓷均是不易磨损的材料，它们
手表构造示意图
手表构造示意图 手表的主要零件主要分为外部看得见的零部件和外部看不见的零部件。 一、外部看得见的零部件 表镜（LOOKING GLASS）（实物讲解）：保护表面（表盘）。 表壳（WATCHCASE）（实物讲解）：保护手表（即腕表）机芯免受外来的灰尘、露水或震动的损 毁，同时为腕表提供时尚而又迷人的外型。 表带（BRACELET）（实物讲解）：有皮带和金属链两种。 圈口（WATCH-FRAME）（实物讲解）：锁紧表镜，有两种类型：一是固定型，可提供优美的外观； 二是单向转动型，主要运用于运动型腕表，只要将其0指针拨至分针处便可以计算重叠时间。 底盖（WATCH-BOTTOM）（实物讲解）：保护手表内部机芯，其锁紧方式分为铰链螺丝锁紧、压 力锁紧及螺丝锁紧三种。 表盘（WATCH-FACE）（实物讲解）：主要用于显示时间，同时关系到手表的设计。其可设计为不同的形状，也可使用不同的材质，时间刻度亦可选用简单漆印或突印。 指针（实物讲解）：用于指示具体时刻 表冠（WATCH-HEAD）（实物讲解）：用于调校日期及时间、上链，用钢或金制成。 表扣（WATCH-BUTTOM）（实物讲解）：多由不锈钢，钛金属制成。 二、外部看不见的零部件 胶圈（RUBBER-CIRCLE）：用于防止外来物质及恶劣环境（如灰尘、化妆品、气温变化等）影响 和侵害。 内部机芯（INTER-MACHINE）及特殊功能（SPECIAL FUNCTION） （1）自动石英（AUTOQUARTZ）：无需电池的精确石英时计，用手转动中央转轴或利用手臂的摆动而带动表内的飞跎转动，而转动时微型发电器产生的电能传送到储电及供电功能的电容，电容稳定地输 出电能而推动微型电路石英计时装置。 （2）石英内机（QUARTZ）：石英与电子经过特别处理综合输出动力，准确的石英震荡频率带来准确的石英动力手表。两针石英表如果拔出把的会损坏机芯，而三针石英表如果拔出把的则会进水和进灰尘， 所以不要将石英表的把的拔出来节省电能。 （3）自动内机（AUTOMATIC）：自动上链机芯的动力是依靠机芯体的飞跎重量带来，当佩戴手表的手臂摇摆就会带动飞驼转动，同时也带动表内发条为手表上链。 （4）机械内机（MECHANICAL）：机械表的动力全来自弹簧的推动，转动表冠，机芯内弹簧将能量注入而推动时计运行。机械表有21钻与25钻的类型，其区别在于25钻有停秒功能，相对更防磨损，使用年限更长；21钻则没有停秒功能，相对耐磨程度差。 除了21钻与25钻外，还有一些高档品牌的机芯钻数有：32钻（劳力士）、36钻（肖邦表）等
机械常识与安全操作测试题
机械常识与安全操作试题姓名： 一、选择题，下列各题中，只有一项正确答案，请将正确答案的选项写在题目的序号下。 1、发动机的机油油量的检查应在什么情况下检查？ A、发动机运转时 B、发动机停机后立即检查 C、作业前或停机5分钟后 D、 什么情况下都可以 2、发动机油底壳机油量应保持在什么位置？ A、超过油尺最上刻度 B、越多越好 C、在上下刻度任意位置都行 D、在下 限刻度以上任何位置都行 3、发动机机油油量不足时容易导致 A、汽缸拉伤 B、曲轴抱死 C、动力不足D启动不着 4、当柴油机因柴油逐渐减少导致熄火时，加入柴油后如重新启动发动机应 A、由于发动机为热机，直接启动即可 B、必须先放掉油路中的空气 C、打 开手油泵泵油即可D如用启动机打不着可用拖车的方法拖着 5、当发现机油压力过低或没有时 A、立即停机检查故障再作决定 B、只要油底壳不缺机油，可继续工作 C、 补充机油继续工作D、更换机油后继续工作 6、发动机的机油压力 A、怠速时不得低于100千帕（1公斤/平方厘米），正常工作后在200-400 千帕（2-4公斤/平方厘米），高于600千帕（6公斤/平方厘米）不得继续工作B、越高越好C、如果没有，允许继续工作短时间D、过低时，容易导致发动机开锅 7、当启动柴油机不着火，发现排气管不冒烟时应 A、应停机先放掉油路中的空气 B、连续拉启动机直到着火为止 C、打电话 求助D用拖车的方法拖着 8、下列机械哪一组都能拖着 A、装载机、挖掘机、液压推土机 B、平地机、压路机、拖拉机 C、机械传 动的压路机、机械传动推土机、拖拉机D、推土机、摊铺机 9、冬季停机后是否放水 A、放掉水箱中即可 B、必须放掉发动机体、水箱、水冷却器等处的水 C、 放掉发动机体水即可D一天不放没关系 10、发动机不加水是否可以启动 A、可以，但不可超过一小时 B、不可以 C、天冷可以不加水 D、没有大负 荷可以不加水 11、下面关于空气滤芯的说法哪一项是正确的 A、纸芯可以用水清洗 B、清空气滤芯时只能清外滤芯，发现安全滤芯脏时
关于你应该知道的手表常识
手表使用常识 ◆手表有哪些分类 市场上的手表大致分机械和石英电子两大类。机械手表的附加功能含自动上条、日历显示、多针指示等。石英电子表附加功能比较多，尤其是数字显示的电子表，外观的装饰功能更是缤纷多彩。高附加值的则有蓝宝石表玻璃、陶瓷表壳、钨钢表壳、镶钻工艺等。从佩戴风格和要求上，可分为正装表、休闲表、正装休闲表、运动表、专业计时表几类。一般来说，不同场合宜佩戴不同风格的手表。从佩戴者角度可以分男款、女款、中性款、童款几类。 ◆机械表和石英表有什么区别 机械表依靠发条上弦提供动力，通过齿轮传动来计时。机械表分为手动上弦和自动上弦。由于结构较为复杂，表型较为厚重。因为走时原理的特点，要受地心引力、机械摩擦、温度变化、使用情况等原因的影响所以误差相对石英表要大。石英表依靠电池提供动力，以石英晶体的极其稳定的高频振动作为时间的基准，所以石英表的走时较为精确，成本也相对较低，可谓物美价廉。当然，石英表的出现虽然对传统的机械表的冲击很大，但仍然无法完全替代机械表，很多男士或者收藏者依然很喜欢机械表的传统感。 ◆手表的表镜、表壳和表带的材质有几种类别 表镜按材质基本可分为塑胶镜、石英玻璃镜、蓝宝石镜等三类。胶镜相对不怕摔，但易磨损，蓝宝石表镜最耐磨。表壳，表带的材料常见的有塑料，铜，不锈钢，钨钛合金，高科技陶瓷，金等。蓝宝石玻璃，钨钛合金和高科技陶瓷是不易磨损的材料，它们的硬度分别可达莫氏9级，8级，7级（钻石为10级）。这些材料虽能不易磨损，但却不能承受强力撞击，同时一些硬度相同或更高的物质，例如钻石，刚玉，氧化金属，石英水晶都有可能损坏这些材料。磨石，砂纸，指甲挫，花岗石面，混凝土墙面及地面等均含有以上物质，会刮花这些材料的表面。表壳，表带需经常清洁，手表要避免接触各种化学特品，一旦碰到，要及时清洗干净，以免引起镀层变色，脱落等。 ◆常用石英或机械手表的调教方法示意图 A位：石英手表的正常工作位置或机械手表上弦和正常工作位置； B位：无日历手表调校时间的位置或单历/双历手表快速调校日历和星期的位置，顺时针拨星期，逆时针快拨日期； C位：日历手表调校时间和慢拨星期、日历的位置 ◆自动计时码表调教办法