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漢風長存

第八十四章:機械鐘和水運儀象臺

漢風長存 風鵿 2397 2019-05-04 14:35:04

  離兩位新生命的誕生還有足足八個多月,所謂十月懷胎也確實是一件非常辛苦的事情,特別在古代那種條件下生產(chǎn)就跟在鬼門關走了一趟是一樣的。

  所以在卞雪和月兒確定雙雙懷孕后,小胖墩也安了心的待在了家里,反正農(nóng)場有郭伯,暗劍有賈詡,學院有恩師,格物學院有李儒,恩師也可以分管,青州的事有李玉,黃忠負責,商社有劉應劉舉二人,所以基本不會讓小胖墩操心。

  所以小胖墩又安了心在家搞起了研究。

  這次小胖墩要研究的是鐘表。

  之所以研究鐘表,一是為了計時所用,這個時候的計時是沙漏日晷渾天儀,有時候時辰并不是非常準確,所以小胖墩早就想研究一下鐘表了,不過宋代蘇頌、韓公廉等人在開封設計制造的水運儀象臺已經(jīng)基本接近后世機械鐘的原理了。

  不過水運儀象臺雖然可行,但是這需要水作為動力。

  而弄一個機械式的時辰鐘放于家中,在弄一個時辰表帶在手上,如此就可以方便計時了,另外還有一個原因,就是遂發(fā)槍機了。

  說干就干,小胖墩命人找來一群木匠和鐵匠后便開始了分工。

  鐘表的制造是一個非常精細的加工,而且是必須誤差無限接近于零的一種精密機械加工工藝,想想后世一塊不大的手表從研發(fā)、制造和組裝要耗時10萬多小時,其中單單機芯零件的制造處理就要耗費近6萬小時,由此可見一斑。

  當然小胖墩肯定造不出后世的那種鐘表,但是弄出一些十六七世紀的鐘表還有有可能的。

  于是一群人開工了,首先先弄個大的時辰鐘,木匠負責外結構和鐘盤制造,而鐵匠則負責內(nèi)部機械部件,齒輪,指針和鐘擺的加工。

  鐘盤按二十四時刻刻度,子初子正等分布排列,對應時針,之后便是八刻刻度,初正之間各有三個刻度,對應刻針,這便是鐘盤的正盤,為了更準確的計時,小胖墩還在正盤上下個設計了一個分盤,一個秒盤,分盤只有一個扇形,有十五個刻度,對應分針,秒盤是一個圓盤,有六十個刻度,對應一個秒針,鐘表設計為秒針走一圈便是分針走一刻,分針走十五刻便是刻針走一刻,刻針走四刻便是時針走一刻,由此循環(huán)。

  而內(nèi)部齒輪加傳動軸進行連接帶動,并設計了一套擒縱系統(tǒng),擒縱輪帶動擒縱叉一擒一縱,完成鎖接、傳沖、釋放的動作,將動力傳輸給擺輪,由擺輪完成時間的分配,達到調(diào)速的作用。

  而除了時辰鐘放家里外,農(nóng)場計時便直接復制水運儀象臺就行了,一共三層,用水力帶動,同時用現(xiàn)有技術進行改進。

  上層是一個露天的平臺,設有渾儀一座,用龍柱支持,下面有水槽以定水平。渾儀上面覆蓋有遮蔽日曬雨淋的木板屋頂,為了便于觀測,屋頂可以隨意開閉。

  中層是一間沒有窗戶的密室,里面放置渾象。天球的一半隱沒在地平之下,另一半露在地平之上面,靠機輪帶動旋轉,一晝夜轉動一圈,真實地再現(xiàn)了星辰的起落等天象的變化,和一天的時間。

  下層包括報時裝置和全臺的動力機構等。設有大門,門里裝置有五層木閣,木閣后面是機械傳動系統(tǒng)。五小層木閣的每小層內(nèi)均安排了若干個木人,5層共有162個木人,它們各司其職:每到一定的時刻,就會有木人自行出來打鐘、擊鼓或敲打樂器、報告時刻、指示時辰等。

  第一層木閣又名正衙鐘鼓樓,負責全臺的標準報時。木閣設有三個小門。到了每個時辰的開始時,就有一個穿紅衣服的木人在左門里搖鈴;到了每個時辰的正中,有一個穿紫色衣服的木人在右門里扣鐘;每過一刻鐘,一個穿綠衣的木人在中門擊鼓。這層木人動作由晝時鐘鼓輪控制。

  第二層木閣負責報告時初、時正。該層木閣正中有一個小門,每逢各個時辰的開始時,一個穿紅衣的木人持時辰牌出現(xiàn)在小門前;每逢各個時辰的正中,一個穿紫衣的木人拿著時辰牌出現(xiàn)在小門前。此層共有紅衣木人和紫衣木人各12各,時辰牌牌面上依次寫著子初、子正、丑初、丑正等。這層木人的動作由晝夜時初正輪控制。

  第三層木閣負責報告時刻。該層木閣正中有一個小門,每到一刻,一個穿綠衣的木人持刻數(shù)牌出現(xiàn)在小門前。此層共有96各綠衣木人,刻數(shù)牌牌面上依次寫著初刻、二刻、三刻、四刻等。這層木人的動作由報刻司辰輪控制。

  第四層木閣負責晚上的報時。該層木閣中間有一個小門,木門內(nèi)置一小木人,逢日落、黃昏、各更、破曉、日出之時,木人擊鉦報時。這層木人的動作由夜漏金鉦輪控制。

  第五層木閣負責報告晚上的時間。這層木閣中間有一個小門,日出、日落、各更,一個穿紅衣的木人持牌出現(xiàn)在小門前;各籌點,一個穿綠衣的木人持牌出現(xiàn)在小門前。這層木人的動作由夜漏司辰輪控制。

  每層木閣內(nèi)都有相應的機輪或輪輞,上掛抱牌木人;或用撥牙撥動門口木人手臂敲打樂器。這些機輪都裝在一根機輪軸上。機輪軸有傳動機構和天柱相連。天柱是貫通全臺上中下三隔的傳動軸。天柱下有個下輪,與樞輪軸伸出的地轂相結合。當作為原動輪的樞輪轉動時就經(jīng)過地轂傳動,使天柱旋轉起來,由此帶動全儀。

  木閣的后面放置著精度很高的兩級漏刻和一套機械傳動裝置,可以說這里是整個水運儀象臺的心臟部分,用漏壺的水沖動機輪,驅(qū)動傳動裝置,渾儀、渾象和報時裝置便會按部就班地動作起來。

  在下隔的中央部分設有一個直徑達 3米多的樞輪。樞輪上有72條木輻,挾持著36個水斗和勾狀鐵撥子。樞輪頂部和邊上附設一組杠桿裝置,它們相當于鐘表中的擒縱器。在樞輪東面裝有一組兩級漏壺。壺水注入水斗,斗滿時,樞輪即往下轉動。但因擒縱器的控制,使它只能轉過一個斗。這樣就把變速運動變?yōu)榈乳g歇運動,使整個儀器運轉均勻。樞輪下有退水壺。在樞輪轉動中各斗的水又陸續(xù)回到退水壺里。另用一套打水裝置,由打水人搬轉水車,把水打回到上面的一個受水槽中,再由槽中流入下面的漏壺中去。因此,水可以循環(huán)使用。打水裝置和打水人則安置在下隔的北部。整個機械輪系的運轉依靠水的恒定流量,推動水輪做間歇運動,帶動儀器轉動。

  水運儀象臺雖然比機械鐘更加的復雜,但是作為中華民族自身的智慧結晶,自然不想放棄掉,于是在制造機械鐘的同時也開始了水運儀象臺的制造。

  兩種計時鐘各有好處,也各有優(yōu)缺,現(xiàn)在可以先弄出來,以后再慢慢試試看那種更好,或者兼而有之。

  又經(jīng)過了八個月,時辰擺鐘和水運儀象臺雙雙建成,而卞雪和月兒也臨盆在即,小胖墩好不開心。

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