一種易安裝維護(hù)表圈可轉(zhuǎn)動(dòng)的潛水表設(shè)計(jì)研究

馬野皓，董鑫梁

（珠海羅西尼表業(yè)有限公司，廣東 珠海 519085）

1 研究背景

潛水表是潛水用的時(shí)計(jì)表，經(jīng)過(guò)防水、防潮處理，供潛水員使用的手表。一般的防水表并不能用以潛水。潛水表要有更高的防水性能，以便于在海底暗處讀取時(shí)刻的夜光指針和刻度。專(zhuān)業(yè)潛水表是為了保證在高壓力、高腐蝕的水下環(huán)境中，可以安全可靠并方便的讀取指針和刻度，更重要的是能夠保證潛水員的生命安全[1]。

2 旋轉(zhuǎn)式表圈功能及使用方法

旋轉(zhuǎn)式表圈是潛水表的重要特性之一，潛水者可以使用外圈來(lái)計(jì)算潛水所剩時(shí)間和剩余呼吸氧氣量。旋轉(zhuǎn)式表圈的標(biāo)注刻度為15、30、45，因?yàn)橐话銤撍难鯕馄恐荒軋?jiān)持45 min，也有個(gè)別是標(biāo)注60 min 刻度的。前15 min 是帶顏色或者特別標(biāo)識(shí)的，潛水員都會(huì)嚴(yán)格遵守在上升時(shí)做15 min 安全停留，以把從氣瓶里所吸收的氮?dú)馔耆尫懦鰜?lái)。通常只要在潛水時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)表圈，使表圈上的0 刻度對(duì)準(zhǔn)分針，然后看分針走動(dòng)后對(duì)應(yīng)表圈上的刻度就可以知道潛水所用時(shí)間。此外也可以倒計(jì)時(shí)使用，首先知道使用者的潛水時(shí)間，轉(zhuǎn)動(dòng)表圈將分鐘刻度對(duì)準(zhǔn)分針，然后分針走到0 刻度的時(shí)間正好是使用者的潛水時(shí)間，也就是0 刻度的位置是使用者潛水極限時(shí)間。

3 構(gòu)成要素及設(shè)計(jì)原則

3.1 構(gòu)成要素

從大體的結(jié)構(gòu)上來(lái)看,潛水表所包含的部分包括了機(jī)芯、表殼、底蓋、表面等多個(gè)部件。其中表殼是手表的基礎(chǔ)，表帶可以讓表佩戴在手上，表圈、表帶通過(guò)不同風(fēng)格的設(shè)計(jì)，可以適應(yīng)不同用戶(hù)在不同場(chǎng)合的佩戴需求。

3.2 設(shè)計(jì)原則

潛水表的表圈具有旋轉(zhuǎn)功能，表圈周?chē)幸蝗D(zhuǎn)齒，傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)表圈的轉(zhuǎn)齒都采用金屬材料制作，加工方式為加工中心雕出或者模具壓鑄出。前者加工成本高，后者轉(zhuǎn)齒表面形狀不光滑、挺直，導(dǎo)致轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不順暢。而且現(xiàn)有轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)都為全封閉式，前期調(diào)試?yán)щy，后期拆卸、維修不方便。本文要設(shè)計(jì)研究出一款易安裝、拆卸、維修轉(zhuǎn)圈結(jié)構(gòu)的潛水手表。

4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

4.1 整體設(shè)計(jì)方案

潛水表（見(jiàn)圖1） 整體長(zhǎng)度為222.60 mm，表殼直徑為41.00 mm，厚度13.45 mm。表殼設(shè)計(jì)為四邊形，搭配進(jìn)口機(jī)械機(jī)芯。表鏡采用藍(lán)寶石玻璃材質(zhì)，硬度僅次于鉆石，防刮耐磨。表殼及表帶采用316 L 精鋼，外表耐磨且防過(guò)敏。

圖1 潛水表正視圖

4.2 表圈轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

為方便旋轉(zhuǎn)表圈轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的拆裝、維護(hù)，降低成本，設(shè)計(jì)了一種表圈轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由金屬表身、金屬上套、金屬裝飾上套、塑膠齒圈、塑膠彈性件、多邊形金屬線(xiàn)組成。金屬表身頸部有一圈凹槽，用來(lái)放置多邊形金屬線(xiàn)，防止金屬上套與表身松脫。表身肩部整周為平位，用來(lái)放置金屬上套、塑膠齒圈與塑膠彈性件；肩部平位有4 個(gè)等距沉孔，用于安放塑膠彈性件的4 個(gè)凸柱，限制塑膠彈性件發(fā)生位移。將塑膠齒圈的兩個(gè)凸點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)金屬上套的兩個(gè)半圓形凹槽，通過(guò)過(guò)盈配合，壓入金屬上套中，使其組裝成一個(gè)整體。將塑膠彈性件的4 個(gè)凸出圓柱，對(duì)準(zhǔn)表身肩部的4 個(gè)沉孔，使塑膠彈齒放置于表身的肩部。將組裝好的金屬上套與塑膠齒圈放置于表身的肩部，同時(shí)塑膠齒圈與彈性件的4 個(gè)凸點(diǎn)相配合。將多邊形金屬線(xiàn)的一端放入金屬上套與表身頸部的凹槽中，并將剩下的所有多邊形金屬線(xiàn)逐步壓入凹槽中。在金屬上套頂部的平臺(tái)放置雙面膠或者熱熔膠，將裝飾上套粘接在金屬上套中，使得整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)封閉起來(lái)。需要拆卸時(shí)，首先用風(fēng)槍或者烤板對(duì)金屬上套與裝飾上套進(jìn)行加熱，使二者分離，然后用尖物挑起多邊形金屬線(xiàn)的一端，沿整周撬起，此時(shí)，整個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)便可取出進(jìn)行更換或重新調(diào)試。

4.3 表圈設(shè)計(jì)方案

從圖2 可以看出，該表圈轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)包含金屬上套、裝飾上套，多邊形線(xiàn)金屬，塑膠齒圈，塑膠彈性件，表身。金屬上套頂部有一個(gè)平臺(tái)，用于放置熱熔膠或者雙面膠裝飾上套用。中部有一個(gè)“L”形槽，用于放置多邊形金屬線(xiàn)并對(duì)其進(jìn)行限位作用。底部有一個(gè)“L”形槽，用于放置塑膠齒圈。底部的兩個(gè)半圓形槽，用于和塑膠帶齒上套的凸點(diǎn)配合，使得在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，限制金屬上套和塑膠齒圈之間發(fā)生位移。裝飾上套底部有一個(gè)平位，此平位與金屬上套平臺(tái)粘接。裝飾上套材料可為鋁、不銹鋼、陶瓷。多邊形金屬線(xiàn)的形狀為多邊形，兩頭開(kāi)口。具體邊數(shù)根據(jù)上套的直徑來(lái)確定，其材料為不銹鋼，橫截面為圓形，圓形橫截面加工方便，用圓形不銹鋼絲即可彎曲加工。多邊形線(xiàn)放置于金屬上套“L”形槽及表身凹槽之中，連接金屬上套與機(jī)身，使金屬上套可轉(zhuǎn)動(dòng)且不脫離表身。塑膠齒圈內(nèi)壁上設(shè)有多個(gè)棘齒（一般為60 個(gè)、90 個(gè)、120 個(gè)），多個(gè)所棘齒的尖部向同一方向偏轉(zhuǎn)，塑膠齒圈與塑膠彈性件配合，在施加外力的過(guò)程中，可延單方向轉(zhuǎn)動(dòng)。外壁上設(shè)有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)的半圓形凸點(diǎn)，與金屬上套半圓凹槽配合。塑膠彈性件外壁上設(shè)有多個(gè)棘齒（一般為2～4 個(gè)），多個(gè)棘齒的尖部朝同一方向偏轉(zhuǎn)，棘齒與內(nèi)壁之間為斷開(kāi)狀態(tài)，以此提供彈性。底部設(shè)有4 個(gè)凸柱，對(duì)應(yīng)表身的4 個(gè)凹槽，使表圈在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，塑膠彈性件不跟著移動(dòng)。金屬表身頸部有一整周凹槽，用于安放多邊形金屬線(xiàn)。肩部有一整周平位，用于安放金屬上套、塑膠齒圈和塑膠彈性件。肩部平位有4 個(gè)等距等直徑圓形沉孔用于安放塑膠彈性件底部凸柱。

圖2 轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)爆炸圖

轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)裝配時(shí)，首先把塑膠齒圈通過(guò)過(guò)盈配合壓入金屬上套的底部，使其成為一個(gè)整體，以下簡(jiǎn)稱(chēng)為上套。將塑膠彈性件放置于金屬表身的肩部，再將上套的棘齒對(duì)準(zhǔn)塑膠彈性件的凸出棘齒，放置于金屬表身的肩部。將多邊形金屬線(xiàn)的一端放入上套與表身頸部的凹槽中，并將剩下的所有多邊形金屬線(xiàn)逐步壓入凹槽內(nèi)，此時(shí)上套只能沿圓心轉(zhuǎn)動(dòng)。最后用雙面膠或者熱熔膠把裝飾上套與上套粘接，裝配完成。

5 關(guān)鍵結(jié)構(gòu)與細(xì)節(jié)說(shuō)明

金屬上套與裝飾上套采用分離式設(shè)計(jì)，使得轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)變?yōu)槌ㄩ_(kāi)式。裝飾上套可以為金屬，陶瓷等材料，使手表更耐用或更具個(gè)性化。多邊形金屬線(xiàn)有于防止金屬上套與表身松脫。金屬上套與塑膠齒圈采用過(guò)盈配合的裝配方式，相對(duì)于一體式金屬上套齒圈設(shè)計(jì)，塑膠齒圈成本低，加工簡(jiǎn)單，精度高。齒圈損壞后可以單獨(dú)更換，無(wú)需更換金屬上套。塑膠彈齒與塑膠齒圈配合組成的轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，相對(duì)于全金屬的轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，噪聲明顯降低，振動(dòng)減小。塑膠彈齒有多個(gè)彈性點(diǎn)提供彈力，且具有方向性，使塑膠齒圈只能逆向轉(zhuǎn)動(dòng)。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了一款可靠的潛水手表，不僅適用于潛水作業(yè)，還可以作為日常休閑商務(wù)用表，一表多用，性?xún)r(jià)比高。它的金屬上套與裝飾上套采用分離式設(shè)計(jì)，大大提高了手表的維修性和耐用性，具有極高的實(shí)用價(jià)值和推廣前景。相信未來(lái)，這種設(shè)計(jì)將會(huì)被越來(lái)越多的手表廠(chǎng)家所采用，為人們的生活帶來(lái)更多的便利和舒適。