第二百零三章：製作鐘錶（2/2）

劉范所設計施工的計時器，便是後來宋代時期的水運儀象台。

水運儀象台是北宋時代把渾儀、渾象和報時裝置結合在一起的大型天文儀器，大約在公元1086年左右由蘇頌、韓公廉等人創製。

水運儀象台台高約十二米，寬約七米，呈上窄下寬的正方形木建築，全台分為三層，最上層放置渾儀和圭表，用來觀測天象，中層放置渾象，用以演示天象，最下一層放置報時儀器和全台的動力機構等。

報時裝置在台南部，有五層木閣，可以通過搖鈴，打鐘，敲鼓，擊鉦或出現木人等聲像形式，報告時，刻，更，籌的推移，下層後部是動力裝置，有一個直徑三米多的巨大樞輪，上面裝有三十六個水斗，樞輪邊上有一個漏水相當快的漏壺，壺水流入水斗，斗滿後，樞輪即往下轉，在樞輪頂部有一個擒縱裝置，它控制樞輪只能轉過一個水斗，樞輪轉動後，帶動一根貫通上，中，下三隔的轉動軸，並通過齒輪裝置帶動渾儀跟蹤天體，帶動天球儀按十二個時辰一周轉動，帶動報時裝置準確報時。

五層木閣里的木人能夠表演出這些精彩，準確的報時動作，是靠一套複雜的機械裝置晝夜輪機，帶動的，而整個機械輪系的運轉依靠水的恆定流量，推動水輪做間歇運動，帶動儀器轉動。

水運儀象台幾乎便是中華古代最頂級的天文，報時裝置了。

雖然其依然只能進行時辰，時刻的報時，但是比漢代的報時機制更加準確。

中平六年一月十八日，水運儀象台正式投用。

看著眼前的水運儀象台，劉范滿意的點了點頭。

但即便如此，劉范還是不滿意。

畢竟水運儀象台還是只能做到時辰和時刻的報時，並不能更加精確到分，到秒。

更何況水運儀象台太過巨大，用來天文觀測還好，報時太不方便。

而且這只能建在靠水的地方，沒有水的地方根本不能用。

於是水運儀象台投用後，劉范又召集木匠，鐵匠開始打造兩種新式報時裝置，擺鐘和懷表。

擺鐘便是利用單擺的等時性，用擺錘控制其它機件，使鍾走得快慢均勻，一般能報點，要用發條來提供能量使其擺動。

整個擺鐘的結構大體上可分為走時部分、打點部分、指針部分和打點控制部分。

走時部分，由頭輪即條盒輪，內裝發條，二輪，三輪也就是中心輪，四輪，擒縱輪，擒縱叉，擺錘等組成。

條盒輪是機芯中最大的輪子，發條裝在輪片下面的盒裡，它是走時部分的能源。

二輪，三輪，四輪都是傳動輪，其結構由輪軸，輪片，銷輪等組成。

擒縱輪的結構與各輪相同，但它的輪片齒形是斜三角形的尖齒。

擒縱叉也叫卡子，它的作用就是把擒縱輪齒接過來，送出去。

擺錘組件包括擺錘，擺杆及掛擺裝置。

擺錘中間有透孔，擺杆從中通過，下面旋有螺母固定，此裝置可以將擺錘升高或降低，從而調節鐘的快慢。

之後是打點部分，由打點條盒輪，打點二輪，打點三輪，打點四輪，打點五輪及風輪組成。

在打點三輪上有一個星角輪，當輪系轉動時，它使打點軸上的抬止杆不斷地抬起落下，打點軸的一端固定著兩個打錘，錘頭敲擊一長一短兩根音簧，就發出悅耳的聲音。

風輪主要是起調節輪系轉動速度的作用，使打點聲音有一個合適的時間間隔。

之後就是指針部分，由分輪，跨輪和時輪等組成。

各輪分別對應時辰針，時刻針，分針和秒針，至於刻度，內圈為六十刻度對應六十秒，外圍為六刻度，一個刻度代表兩個時辰，對應十二時辰，每個時辰之間以十五分鐘為界，分為八刻。

最後就是打點控制部分，擺鐘每隔半個時辰便打點一次，整點敲擊的次數必須與時辰針指示的時刻相同，因此，它的打點必須由走時來控制。

在走時和打點之間有一個具有控制打點次數的機構，它由二角凸輪，十二角凸輪，扇形齒，抬閘槓桿，開關槓桿，撥齒凸輪等組成。

二角凸輪緊緊固定在走時部分的中心輪軸上，每半個時辰隨中心輪轉一圈。

二角凸輪齒尖半徑一長一短，長的打整點用，短的打半點用。

十二角凸輪套在時輪管上，每十二個時辰轉一圈，每個時辰轉過十二角凸輪的一個角。

平時抬閘槓桿擋住打點五輪上止釘，使打點機構不能運轉。

當二角凸輪順時辰針方向旋轉時，慢慢將抬閘槓桿頂起，抬閘槓桿上端最後將止釘釋放，這個過程也叫抬閘，但打點五輪的止釘轉過一個角度後，又被開關槓桿的折角擋住，打點機構又停止運轉。

由於抬閘槓桿抬起的同時，頂起了開關槓桿，開關槓桿原來末端托住扇形齒板現在釋放，扇形齒板落下，齒板中段折角落在十二角凸輪的一個角的中部。

當二角凸輪將抬閘槓桿推到最高點落下時，開關槓桿擋住打點五輪的止釘部位也同時脫離，打點機構便開始轉動。

打點三輪上的星角輪撥動抬止杆，帶動打錘敲擊音簧。

緊固在四輪軸上的撥齒凸輪也隨著轉動，凸輪上的撥銷撥動扇形齒板向上運動，直至開關槓桿末端重新托住扇形鹵板，抬閘槓桿擋住打點五輪上的止釘，打點工作完畢。

這便是整個擺鐘的結構和原理。

整個擺鐘，嚴格按照時辰對應，對應著後世通用的二十四小時，如子時為二十三到一點，丑時一到三點，寅時三到五點，卯時五到七點，辰時七到九點，巳時九到十一點，午時十一到十三點，未時十三到十五點，申時十五到十七點，酉時十七到十九點，戌時十九到二十一點，亥時二十一到二十三點。

時辰針轉一圈只是六個時辰，十二個小時而已，兩圈便是一天。

兩個時辰之間，便是八個刻度，為時刻針所指，如子時一刻為晚上十一點十五分，二刻為十一點半，三刻為十一點四十五分，四刻為零點，五刻為零點十五分，六刻為零點半，七刻為零點四十五分，八刻為一點。

如此時間不僅可以精確到時辰和時刻，還可以繼續細化到分，到秒。

當然擺鐘相對於水運儀象台，稍微複雜了點，所以劉范並3

何況更小的懷表同樣讓劉范頭疼。

就在劉范為了鐘錶費神之時，大漢都城洛陽，確一點也不平靜。