古代的記時器有哪些?
圭表中的“表”是壹根垂直立在地面的標竿或石柱;“圭”是從表的跟腳上以水平位置伸向北方的壹條石板。每當太陽轉到正南方向的時候,表影就落在圭面上。量出表影的長度,就可以推算出冬至、夏至等各節氣的時刻。表影最長的時候,冬至到了;表影最短的時候,夏至來臨了。它是我國創制最古老、使用最熟悉的壹種天文儀器。
2、刻漏
又稱漏刻、漏壺。漏壺主要有泄水型和受水型兩類。早期的刻漏多為泄水型。水從漏壺底部側面流泄,格叉和關舌又上升,使浮在漏壺水面上的漏箭隨水面下降,由漏箭上的刻度指示時間。後來創造出受水型,水從漏壺以恒定的流量註入受水壺,浮在受水壺水面上的漏箭隨水面上升指示時間,提高了計時精度。
3、沙漏
因刻漏冬天水易結冰,故有改用流沙驅動的。《明史·天文誌》載明初詹希元創造了“五輪沙漏”。後來周述學加大了流沙孔,以防堵塞,改用六個輪子。宋濂(1310~1381)著《宋學士文集》記載了沙漏結構,有零件尺寸和減速齒輪各輪齒數,並說第五輪的軸梢沒有齒,而裝有指示時間的測景盤。
4、渾天儀
古代文獻中有漢武帝時(公元前140~前87)洛下閎、鮮於妄人作渾天儀之說,但未提到它的結構。《晉書·天文誌》記載東漢張衡 (公元78~139)制造渾天儀,說在密室中用漏水驅動,儀器指示的星辰出沒時間與天文觀察的結果相符。《新唐書·天文誌》對唐開元十三年(725)僧壹行和梁令瓚設計的渾天儀有較詳細的記述。儀器上分別裝有日、月兩個輪環,用水輪驅動渾象。渾象每天轉壹周,日環轉1/365周,儀器還裝有兩個木偶,分別擊鼓報刻,是壹座上狹下廣的木建築。
5、水運儀象臺
為北宋元祐三年(1088)蘇頌、韓公廉等人所制。他們於紹聖(1094~1097)初年著《新儀象法要》,載有總圖和部件圖多幅。這臺水運儀象臺高三丈五尺余, 寬二丈壹尺,是壹座上狹下廣的木建築。臺的下層有提水裝置,由人力推動河車,帶動升水上輪和下輪(筒車),將水提到天河(受水槽),註入天池(蓄水池)。臺中平水壺保持水位恒定,並通過壹定截面的水管向樞輪(水輪)上的受水壺流泄恒定流量的水,推動樞輪。樞輪通過傳動齒輪帶動晝夜機輪、渾象和渾儀。
水運儀象臺有壹套比較復雜的齒輪傳動系統。 在樞輪的上方和圓周旁有“天衡”裝置──擒縱機構,這是計時機械史上壹項重大創造,它把樞輪的連續旋轉運動變為間歇旋轉運動。
6、大明燈漏
1276年,中國元代的郭守敬制成大明燈漏。它是利用水力驅動,通過齒輪系及相當復雜的凸輪機構,帶動木偶進行“壹刻鳴鐘、二刻鼓、三鉦、四鐃”的自動報時。