一种易安装维护表圈可转动的潜水表设计研究

马野皓，董鑫梁

（珠海罗西尼表业有限公司，广东 珠海 519085）

1 研究背景

潜水表是潜水用的时计表，经过防水、防潮处理，供潜水员使用的手表。一般的防水表并不能用以潜水。潜水表要有更高的防水性能，以便于在海底暗处读取时刻的夜光指针和刻度。专业潜水表是为了保证在高压力、高腐蚀的水下环境中，可以安全可靠并方便的读取指针和刻度，更重要的是能够保证潜水员的生命安全[1]。

2 旋转式表圈功能及使用方法

旋转式表圈是潜水表的重要特性之一，潜水者可以使用外圈来计算潜水所剩时间和剩余呼吸氧气量。旋转式表圈的标注刻度为15、30、45，因为一般潜水的氧气瓶只能坚持45 min，也有个别是标注60 min 刻度的。前15 min 是带颜色或者特别标识的，潜水员都会严格遵守在上升时做15 min 安全停留，以把从气瓶里所吸收的氮气完全释放出来。通常只要在潜水时转动表圈，使表圈上的0 刻度对准分针，然后看分针走动后对应表圈上的刻度就可以知道潜水所用时间。此外也可以倒计时使用，首先知道使用者的潜水时间，转动表圈将分钟刻度对准分针，然后分针走到0 刻度的时间正好是使用者的潜水时间，也就是0 刻度的位置是使用者潜水极限时间。

3 构成要素及设计原则

3.1 构成要素

从大体的结构上来看,潜水表所包含的部分包括了机芯、表壳、底盖、表面等多个部件。其中表壳是手表的基础，表带可以让表佩戴在手上，表圈、表带通过不同风格的设计，可以适应不同用户在不同场合的佩戴需求。

3.2 设计原则

潜水表的表圈具有旋转功能，表圈周围有一圈转齿，传统旋转表圈的转齿都采用金属材料制作，加工方式为加工中心雕出或者模具压铸出。前者加工成本高，后者转齿表面形状不光滑、挺直，导致转动时不顺畅。而且现有转动系统都为全封闭式，前期调试困难，后期拆卸、维修不方便。本文要设计研究出一款易安装、拆卸、维修转圈结构的潜水手表。

4 结构设计方案

4.1 整体设计方案

潜水表（见图1） 整体长度为222.60 mm，表壳直径为41.00 mm，厚度13.45 mm。表壳设计为四边形，搭配进口机械机芯。表镜采用蓝宝石玻璃材质，硬度仅次于钻石，防刮耐磨。表壳及表带采用316 L 精钢，外表耐磨且防过敏。

图1 潜水表正视图

4.2 表圈转动系统设计方案

为方便旋转表圈转动系统的拆装、维护，降低成本，设计了一种表圈转动系统。该系统由金属表身、金属上套、金属装饰上套、塑胶齿圈、塑胶弹性件、多边形金属线组成。金属表身颈部有一圈凹槽，用来放置多边形金属线，防止金属上套与表身松脱。表身肩部整周为平位，用来放置金属上套、塑胶齿圈与塑胶弹性件；肩部平位有4 个等距沉孔，用于安放塑胶弹性件的4 个凸柱，限制塑胶弹性件发生位移。将塑胶齿圈的两个凸点对准金属上套的两个半圆形凹槽，通过过盈配合，压入金属上套中，使其组装成一个整体。将塑胶弹性件的4 个凸出圆柱，对准表身肩部的4 个沉孔，使塑胶弹齿放置于表身的肩部。将组装好的金属上套与塑胶齿圈放置于表身的肩部，同时塑胶齿圈与弹性件的4 个凸点相配合。将多边形金属线的一端放入金属上套与表身颈部的凹槽中，并将剩下的所有多边形金属线逐步压入凹槽中。在金属上套顶部的平台放置双面胶或者热熔胶，将装饰上套粘接在金属上套中，使得整个转动系统封闭起来。需要拆卸时，首先用风枪或者烤板对金属上套与装饰上套进行加热，使二者分离，然后用尖物挑起多边形金属线的一端，沿整周撬起，此时，整个转动系统便可取出进行更换或重新调试。

4.3 表圈设计方案

从图2 可以看出，该表圈转动系统包含金属上套、装饰上套，多边形线金属，塑胶齿圈，塑胶弹性件，表身。金属上套顶部有一个平台，用于放置热熔胶或者双面胶装饰上套用。中部有一个“L”形槽，用于放置多边形金属线并对其进行限位作用。底部有一个“L”形槽，用于放置塑胶齿圈。底部的两个半圆形槽，用于和塑胶带齿上套的凸点配合，使得在转动的时候，限制金属上套和塑胶齿圈之间发生位移。装饰上套底部有一个平位，此平位与金属上套平台粘接。装饰上套材料可为铝、不锈钢、陶瓷。多边形金属线的形状为多边形，两头开口。具体边数根据上套的直径来确定，其材料为不锈钢，横截面为圆形，圆形横截面加工方便，用圆形不锈钢丝即可弯曲加工。多边形线放置于金属上套“L”形槽及表身凹槽之中，连接金属上套与机身，使金属上套可转动且不脱离表身。塑胶齿圈内壁上设有多个棘齿（一般为60 个、90 个、120 个），多个所棘齿的尖部向同一方向偏转，塑胶齿圈与塑胶弹性件配合，在施加外力的过程中，可延单方向转动。外壁上设有两个对称的半圆形凸点，与金属上套半圆凹槽配合。塑胶弹性件外壁上设有多个棘齿（一般为2～4 个），多个棘齿的尖部朝同一方向偏转，棘齿与内壁之间为断开状态，以此提供弹性。底部设有4 个凸柱，对应表身的4 个凹槽，使表圈在转动的时候，塑胶弹性件不跟着移动。金属表身颈部有一整周凹槽，用于安放多边形金属线。肩部有一整周平位，用于安放金属上套、塑胶齿圈和塑胶弹性件。肩部平位有4 个等距等直径圆形沉孔用于安放塑胶弹性件底部凸柱。

图2 转动系统爆炸图

转动系统装配时，首先把塑胶齿圈通过过盈配合压入金属上套的底部，使其成为一个整体，以下简称为上套。将塑胶弹性件放置于金属表身的肩部，再将上套的棘齿对准塑胶弹性件的凸出棘齿，放置于金属表身的肩部。将多边形金属线的一端放入上套与表身颈部的凹槽中，并将剩下的所有多边形金属线逐步压入凹槽内，此时上套只能沿圆心转动。最后用双面胶或者热熔胶把装饰上套与上套粘接，装配完成。

5 关键结构与细节说明

金属上套与装饰上套采用分离式设计，使得转动系统变为敞开式。装饰上套可以为金属，陶瓷等材料，使手表更耐用或更具个性化。多边形金属线有于防止金属上套与表身松脱。金属上套与塑胶齿圈采用过盈配合的装配方式，相对于一体式金属上套齿圈设计，塑胶齿圈成本低，加工简单，精度高。齿圈损坏后可以单独更换，无需更换金属上套。塑胶弹齿与塑胶齿圈配合组成的转动系统，相对于全金属的转动系统，噪声明显降低，振动减小。塑胶弹齿有多个弹性点提供弹力，且具有方向性，使塑胶齿圈只能逆向转动。

6 结束语

本文设计了一款可靠的潜水手表，不仅适用于潜水作业，还可以作为日常休闲商务用表，一表多用，性价比高。它的金属上套与装饰上套采用分离式设计，大大提高了手表的维修性和耐用性，具有极高的实用价值和推广前景。相信未来，这种设计将会被越来越多的手表厂家所采用，为人们的生活带来更多的便利和舒适。