摘 要：随着中国珠宝行业的优化升级，功能性结构的珠宝逐渐兴起，功能性结构首饰原创设计需求与日俱增。在新形式中本论文研究的是功能性结构在金玉材料结合中的创新应用，解决磁悬浮技术与铆钉结构在珠宝应用中的难题，使得金玉首饰具有创新的功能性结构。通过理论与实践的结合，成功设计制作了磁悬浮结构首饰与铆钉结构首饰，表明首饰设计中融入其他领域的技术知识可实现性。本文分为五个部分阐述，绪论部分主要介绍背景和功能性结构首饰研究的意义。第二部分总结了目前市场上的首饰发展状况。第三部分归纳了传统金玉首饰的审美装饰和功能性结构首饰目前的表现形式，第四部分讲述了本文研究制作磁悬浮结构首饰的过程。第五部分为研究小结。
关键词：功能性结构;金玉首饰;磁悬浮;铆钉
0 绪论
近年来，中国珠宝首饰行业蓬勃发展，产业正在升级转型，人们对新事物的喜爱促使珠宝设计日新月异，不仅追求文化与美的表现，更是不断吸收各领域的技术知识，使得珠宝设计更加的具有趣味性与互动性。
珠宝行业产业的转型升级离不开产品的优化升级，更是需要原创设计，未来珠宝行业产品正在走向与人互动的趋势，产品更加关注于人本身的感受，科技和功能性结构是除去文化之外人们追求的佩戴体验。在新形式的驱动下，市场逐渐出现了许多原创的功能性结构首饰，多表现为开合结构与能动性，许多珠宝公司投入研究功能性结构珠宝，这些产品一经出现便博得了大众的眼球。但玉石在功能性结构上的开发设计还有很多可拓展的空间，比起传统玉石雕刻、玉石镶嵌，功能性结构可以赋予玉石更活跃的生命力。现目前国内有一些从事玉雕行业的设计师在探索功能性结构的玉石设计，在中国佛山便有少数设计师在追求功能性结构在玉石上的运用。这是一个非常活跃的现象，大众逐渐关注原创设计，关注设计本身。其中，常见的功能性结构有开合结构、旋转结构和榫卯结构，是否还有其他形式的创新？
在原创珠宝设计中需要不断吸收其他领域有营养的知识，也包括其他领域的技术结构。本论文以功能性结构为出发点，分析国内外功能性结构首饰的发展现状，以及不同形式功能性结构在玉石上运用的可实现性，着重研究磁悬浮结构和铆钉链接结构玉石上应用，解决开发过程中遇到的技术困难，以及展示新研究成果。
论文研究的可行性：
第一，具备的条件。一是目前磁悬浮技术作为二十一世纪新能源开发中的一种，在国内外运用广泛，在交通行业有磁悬浮列车，在家庭用品中出现了磁悬浮椅、磁悬浮地球仪和磁悬浮钟表等，磁悬浮设备是已具有的资源，只需要符合规格的即可。二是铆钉链接结构在中国的建筑结构和家具上均有应用，在日本的工艺动物模型中，铆钉链接结构已运用的较为成熟。
第二，尚需解决的问题：一是设计上需要研究磁悬浮相关技术原理，深入研究玉石雕刻的形状和重量与磁悬浮结构的密切关系;二是首饰悬浮中的稳定性;三是铆钉结构与玉石材料结合在首饰结构中的契合程度;四是运用设计中文化与美感的问题。
第三，首饰行业市场的款式与消费的归纳与小结。一是大众消费心理总结。国内首饰对于商业款式的消费普遍偏高，而商业款式普遍属于简约、价格实惠的首饰，所以大众接受程度比较高，消费力度大。但是随着近年来消费趋势，大众逐渐的喜爱功能性结构的首饰，因为这一新形式的首饰能够与人互动，佩戴的同时又不失互动性，非常有新鲜感。二是带有功能性结构的首饰原创作品稀少。目前国内外的功能性结构首饰还是比较少，国外的有Becker设计的动力学首饰、Michael Berger设计的四维度动态戒指、卡地亚的豹頭流珠手表、施宗颖的西方三圣等。这些功能性结构的款式很少，符合佩戴舒适性的更少，仍需设计开发更多有趣好玩的首饰。三是玉石首饰多样性设计尚处于发展初期。玉石首饰从单独佩戴玉石到金镶玉、玉嵌金再到功能性结构的发展，目前还处于金玉镶嵌的装饰表现阶段，玉石首饰功能性结构还处于萌芽阶段。金镶玉这种形式在市场上比较常见，而玉石功能性结构的首饰非常少。
1 在传统玉雕首饰行业中金玉材料结合的基本情况
传统玉雕首饰的装饰表现：
1.1 金镶玉首饰的装饰表现
在中国自古便有金镶玉首饰的广泛使用，金镶玉首饰的重点在于最大限度地凸显玉石的美感以及根据玉石所蕴含的意象去做金属的设计，比较珠光宝气的就是在玉石周围镶嵌很多的彩宝钻石，而比较具有文化和个性的设计是根据玉石量身定制的有意像美感的元素镶嵌，镶嵌方式是爪镶和包镶为主。这样的镶嵌和设计方式是比较普遍的，而在产业转型升级的过程中设计也逐渐由传统的设计元素过渡到选用提炼的、简约的元素与玉石做设计结合，表现为几何图形与随形等。
1.2 玉嵌金首饰装饰表现
玉嵌金是一门历史悠久的技术，即在玉石上开凹槽把金属条镶嵌进去，在很多传统纹饰的玉石上有所运用，是比较有文化内涵的类型。 现今也是出现了一些简单几何的玉嵌金的形式首饰，这种比较迎合现代快节奏生活所需要的极简首饰，具有简约的美感。
2 现当代首饰功能性结构的表现
现当代首饰功能性结构有榫卯结构，卡扣结构、旋转结构、开合结构、弹簧结构、快门结构、轴承结构、轨道结构、流动结构等等。其中典型的有旋转结构、开合结构、快门结构。
2.1 旋转性结构首饰
在国外比较著名的是将高超的航空工程技术运用到珠宝中的Becker设计的动力学首饰和他的学生Michael Berger设计的四维度动态戒指，这种动态首饰的结构是中间有一个旋转轴心，轴心上的物件随着摆动在戒圈上做平面的或者是几个维度的旋转，像是有生命的指尖精灵，趣味性十足。
2.2 开合性结构首饰
目前开合性结构的首饰偏多一点，例如施宗颖的西方三圣，这一系列的作品运用开合性结构比较巧妙，佩戴舒适性比较好。施宗颖老师传承传统文化的同时又打破传统，勇于融入创新，把开合结构巧妙地运用在西方三圣的主题上，这一系列作品有文化又有趣味性。
2.3 快门结构在首饰
设计师Vladimir设计的光圈戒指非常具有功能性结构的美感，将戒指旋转一圈便可以看到一颗钻石慢慢地向上升到戒指的台面上，这是首饰中趣味十足的设计。
2.4 功能性首饰未来可发展趋势
科技的发展以及人们追求创新的心理可能会促使首饰走出一个机械结构与智能结构的结合新形式，在带给人们美的外观享受的同时又带给人们视觉体验与科技体验。
随着现状科学技术的发展，人们喜爱享受科技带来的方便与满足感，珠宝也不例外，目前国内外都有一些公司在潜心研究智能珠宝，开发智能珠宝芯片。比如，国内的吻吻科技公司便是智能珠宝行列中出类拔萃的一员，他们把芯片尽可能地缩小到首饰合适的尺寸，把许多的智能功能融入小小的芯片中，并且实现智能首饰能够无线充电。智能首饰有许多的功能，例如来电提醒、定位、检测心率、闪彩色光等等。
3 功能性结构在金玉材料首饰设计中的创新运用
功能性结构有许多种类，而铆钉结构与磁悬浮结构通常是在其他领域的应用，结构运用新颖，又很少加入在玉石首饰的设计中。首饰设计中为了与佩戴者产生更多的互动和新的展示效果，让首饰呈现动态形式，所以，把铆钉结构与磁悬浮结构运用到本实验中。
3.1 功能性结构在金玉材料首饰中的创新设计
玉石材料在设计中的新思路就是可以把它当作一种颜色去运用，这样就有别于金镶玉和玉嵌金的形式了。结构应用中除了开合结构与轴承结构外还有中国的榫卯结构以及铆钉结构，本文研究之一的是铆钉结构在金玉材料中的应用。比如，鱼在很多首饰中运动造型是静态的，动态的运动造型少之又少，而把铆钉结构运用在鱼上就像注入了生命一样，让首饰中的鱼也能“游起来”，鱼身用玉石雕刻而成，在鱼身的内部嵌入铆钉结构使得鱼身能够灵活的摆动。这件首饰所遇到的困难问题就是鱼身在雕刻的过程中必须谨慎的考虑与铆钉结构的相容性以及摆动的灵活性，这需要耐心与细心地去制作，作品还有一个亮点的地方就是佩戴时不需要在鱼头或者鱼尾穿孔，而是直接用磁铁吸住鱼嘴佩戴。
3.2 磁悬浮结构在金玉材料首饰中的运用
悬浮的技术有声悬浮和磁悬浮，本论文研究的重点是磁悬浮结构在金玉材料首饰中的应用，磁悬浮可以用在交通上、家具上、摆件上，那么磁悬浮运用在首饰中是否可行，有哪些问题需要解决？
磁悬浮的原理是“转子受到一个向下的扰动，就会偏离其参考位置，这时传感器检测出转子偏离参考点的位移，作为控制器的微处理器将检测的位移变换成控制信号，然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流，控制电流在执行磁铁中产生磁力，从而驱动转子返回到原来平衡位置。因此，不论转子受到向下或向上的扰动，转子始终能处于稳定的平衡状态。”磁悬浮运用在其他领域所用的转子是非常大的，转子横截面越大越稳定，例如磁悬浮列车的体积可想而知，悬浮地球仪，转子的直径就有地球仪的直径那么大，而首饰是非常小的，这就需要很小的转子。另一方面除了转子之外，首饰本身的重量也是悬浮稳定性的决定因素，即重量越小悬浮越稳定。再者悬浮物体的对称性，也可以说是重心的稳定性的决定悬浮效果的因素之一。所以磁悬浮技术运用在首飾中需要解决的头等问题便是转子大小、首饰重量和重心稳定。
考虑到这些因素，所以在设计的过程中必须选用转子直径在10 ～ 20mm之间，而首饰的外造型需要具有一定的对称性，例如正方形、圆形等。琮的设计造型具有美观性和对称性，具一定代表性，在悬浮的过程中也是相对容易获得稳定的效果。本研究过程中制作的磁悬浮首饰以琮作为首饰造型实验的原型。
研究过程分两个阶段，第一个阶段解决的是首饰能否悬浮的问题，而第二个阶段解决的是首饰悬浮过程中悬浮距离的问题。第一阶段转子小而多，第二阶段采用的转子大而少，首饰重量减少到最少，用玉石圈包裹着转子，上下两面用雕刻着设计的纹饰的银片盖着，使得首饰在悬浮展示中效果更佳。所以磁悬浮技术在首饰上的运用是可行的，所带来的是首饰功能形式的创新和趣味性，让一件首饰既能与人互动又具有观赏性。
4 结语
通过对金玉材料结合在首饰功能性设计上的技术研究，得出以下结论：
第一，中国珠宝行业正在转型升级，人们更希望看到的是原创的设计和有趣的有温度的珠宝首饰，未来珠宝设计的趋势是设计师需要多考虑用户的感官体验，把文化和趣味融入珠宝设计中。
第二，传统的制造模式正遭受冲击，人们对于千篇一律的款式审美疲劳，太过商业的款式与非原创设计正在走下坡路。
第三，功能性首饰具有灵动性，能与人互动，让佩戴者感受到来自设计师的个性与魅力。
第四，功能性首饰的研究需要多汲取其他领域的知识，特别是机械和动力学领域的知识技术。
第五，功能性结构的首饰探索空间仍然非常的广，需待人们积极地去开拓。
参考文献：
[1] 房建成，孙津济，樊亚洪.磁悬浮惯性动量轮技术[M].国防工业出版社，2012.
[2] 田录林.永磁悬浮轴承与轨道极其磁力解析模型[M].科学出版社，2018.
[3] 白峰.中国玉器概论[M].化学工业出版社，2017.
[4] 吴山.中国纹样全集[M].山东美术出版社，2009.
通讯作者：翁振伟