擒纵器，有关于钟表的原理和发展史

本文目录一览

1，有关于钟表的原理和发展史
2，摆钟齿轮操纵器
3，钟摆的齿轮擒纵器的工作原理
4，棘轮机构与擒纵机构的区别
5，擒纵装置的最早的
6，古代计时工具
7，古时候人们用什么测量时间

1，有关于钟表的原理和发展史

中国古代有日晷、水钟、火钟、铜壶滴漏等，这只能算是古人的计时器。没有嘀嗒嘀嗒的钟表声，都不能称作钟表。到了1090年，北宋宰相苏颂主持建造了一台水运仪象台，每天仅有一秒的误差。而且，它有擒纵器，正是擒纵器工作时能发出嘀嗒嘀嗒的声音。这就是钟表与计时器的区别。国际钟表界都把擒纵器视为钟表的心脏。在瑞士，他找到了一本世界钟表界的权威书刊上写到：“现代机械钟表中使用的擒纵器源自中国古代苏颂的发明。”之后，他又在英国著名科技史家李约瑟的一本书中，找到了他的一段话：“苏颂把钟表机械和天文观察仪器结合以来，在原理上已经完全成功，他比罗伯特·胡克先行了六个世纪，比方和斐

有关于钟表的原理和发展史

2，摆钟齿轮操纵器

1.摆钟齿轮操控器两端各有倒钩，可以卡在齿轮中间，以便控制齿轮的转动。而齿轮操纵器又与摆锤相连。当摆锤来回摆动时，总会松开另一端的操控器，让它可以跳过一个齿。这样，摆锤每摆动一次，操纵器就可以控制另一个齿，如此一个接一个有规律的使齿轮转动，同时带动指针转动。2.百种齿轮操纵器两端各有倒钩，可以卡在齿轮的中间，以便控制齿轮的转动。而齿轮操纵器又与摆锤相连。当摆锤来回摆动时，每摆动一次放过一个齿，使钟的秒针向前走一步，这样就有规律的完成了不停的计时过程。3.钟摆的齿轮擒纵器：如果从机械的角度出发，这是个擒纵机构，一般在上部有个盘形弹簧，上好弦的弹簧的力作用通过齿轮传到一个叫擒纵轮的类似于齿轮的轮子上，这个轮齿的形状类似于斜三角形，另有一个钟摆，摆杆的上部有一个弹簧片，弹簧片上端固定，使摆能按摆动方向自由摆动，在摆杆的中上部装有一个叫蟹爪的件，他的两侧垮在擒纵轮齿上，作用在擒纵轮齿上的。

控制齿轮的齿一个一个有规律的转动，同时带动指针转动

去旧物市场，掏一个旧的机械钟。

摆钟齿轮操控器两端各有倒钩，可以卡在齿轮中间，以便控制齿轮的转动。而齿轮操纵器又与摆锤相连。当摆锤来回摆动时，总会松开另一端的操控器，让它可以跳过一个齿。这样，摆锤每摆动一次，操纵器就可以控制另一个齿，如此一个接一个有规律的使齿轮转动，同时带动指针转动。

摆钟齿轮操纵器

3，钟摆的齿轮擒纵器的工作原理

钟摆的齿轮擒纵器：如果从机械的角度出发，这是个擒纵机构，一般在上部有个盘形弹簧，上好弦的弹簧的力作用通过齿轮传到一个叫擒纵轮的类似于齿轮的轮子上，这个轮齿的形状类似于斜三角形，另有一个钟摆，摆杆的最上部有一个弹簧片，弹簧片上端固定，使摆能按摆动方向自由摆动，在摆杆的中上部装有一个叫蟹爪的件，他的两侧垮在擒纵轮齿上，作用在擒纵轮齿上的弹簧力，推动摆的摆动，每摆动一次放过一个齿，使钟的秒针向前走一步，完成不停的计时过程。

擒纵系统主要是负责制造正确的频率使腕表能够正确走时。擒纵调速器是由擒纵机构和振动系统两部分组成，它依靠振动系统的周期性震动，使擒纵机构保持精确和规律性的间歇运动，从而取得调速作用。叉瓦式擒纵机构是应用最广的一种擒纵机构。它由擒纵轮、擒纵叉、双圆盘和限位钉等组成。它的作用是把原动系的能量传递给振动系统，以便维持振动系统作等幅振动，并把振动系统的振动次数传递给指示机构，达到计量时间的目的。机械表工作的动力是由表内的主发条提供的，它安装在发条盒里。这个盒里还装着第一齿轮，它负责推动中央齿杆和中央齿轮：中央齿杆和齿轮再推动第三齿杆和齿轮；第三齿杆和齿轮继而推动第四齿杆和齿轮；第四齿轮则推动擒纵齿轮。这些齿轮的转动速度则由擒纵装置来控制。擒纵装置是机械表里最复杂的部分，主要由平衡齿轮、平衡弹簧、杠杆和擒纵齿轮构成。它将主发条产生的力量传到平衡齿轮上，使平衡齿轮来回摆动。当平衡齿轮来回摆动时，会带动杠杆随着来回摆动，这样，棘爪上的小突起就会与擒纵齿轮上的齿依序咬合、松脱。机械表工作时发出的滴答声就是由这里的活动发出的。平衡齿轮摆动的速度和规律决定着机械表能否精确计时。

钟摆的齿轮擒纵器的工作原理

4，棘轮机构与擒纵机构的区别

棘轮机构用于止退，在钟表机构表现在旋紧发条的止退作用，发条在钟表内部起动力源作用。而擒纵叉机构则作为条件放行。其条件就是按照钟摆的节奏（频率）制约运转。摆锤带动的T型部件叫做擒纵叉。

棘轮机构（ratchet and pawl），由棘轮和棘爪组成的一种单向间歇运动机构。棘轮机构常用在各种机床和自动机中间歇进给或回转工作台的转位上，也常用在千斤顶上。在自行车中棘轮机构用于单向驱动，在手动绞车中棘轮机构常用以防止逆转。棘轮机构工作时常伴有噪声和振动，因此它的工作频率不能过高。　　棘轮轮齿通常用单向齿，棘爪铰接于摇杆上，当摇杆逆时针方向摆动时，驱动棘爪便插入棘轮齿以推动棘轮同向转动；当摇杆顺时针方向摆动时，棘爪在棘轮上滑过，棘轮停止转动。为了确保棘轮不反转，常在固定构件上加装止逆棘爪。摇杆的往复摆动可由曲柄摇杆机构、齿轮机构和摆动油缸等实现，在传递很小动力时，也有用电磁铁直接驱动棘爪的。棘轮每次转过的角度称为动程。动程的大小可利用改变驱动机构的结构参数或遮齿罩的位置等方法调节，也可以在运转过程中加以调节。如果希望调节的精度高于一个棘齿所对应的角度，可应用多棘爪棘轮机构。　　擒纵机构是一种机械能量传递的开关装置，这个开关受“计时基准的控制，以一定的频率开关钟表的主传动链，是指示停--动相间并以一定的平均速度转动，从而指示准确的时间。擒纵机构的功能可以从两方面理解：擒，将主传动的运动锁定（擒住），此时，钟表的主传动链是锁定的；纵，就是以震荡系统的一部分势能，开启（放开）主传动链运动，同时从主传动链中取回一定的能量以维持震荡系统的工作。擒纵机构是现代机械钟表的核心，最初的擒纵机构诞生于15世纪，之后逐渐进化到现在的各种样子。目前，仍有数百种擒纵机构在现代钟表上使用。

5，擒纵装置的最早的

在瑞士，有一本世界钟表界的权威书刊上写到：“现代机械钟表中使用的擒纵器源自中国古代苏颂的发明。”宋代，科学家苏颂又发明了“天球仪”，英国著名科技史家李约瑟的书中，记载：“苏颂把钟表机械和天文观察仪器结合以来，在原理上已经完全成功，他比罗伯特·胡克先行了六个世纪，比方和斐与胡克同被西方认为是天文钟表的发明人先行七个半世纪。”12世纪以后，中国钟表技术传入欧洲，欧洲人才造出钟表，可以说是中国人开创了人类钟表史，并影响了后来西方钟表的进展。

擒纵机构是一种机械能量传递的开关装置，这个开关受“计时基准的控制，以一定的频率开关钟表的主传动链，使指标“停－动?相间并以一定的平均速度转动，从而指示准确的时间。擒纵机构的功能可以从两方面理解：“擒?，将主传动的运动锁定（擒住），此时，钟表的主传动链是锁定的；“纵”，就是以震荡系统的一部分势能，开启（放开）主传动链运动，同时从主传动链中取回一定的能量以维持震荡系统的工作。擒纵机构是现代机械钟表的核心，最初的擒纵机构诞生于15世纪，逐渐进化到如今的各种样子。仍有数百种擒纵机构在现代钟表上使。在我国，钟表制造工业的起步相对较晚，因此，我国钟表上所采用的擒纵机构种类很少，如国产手表都有采用“叉瓦式擒纵机构?也称为“瑞士杠杆式擒纵机构?，是应用最广泛的一种擒纵机构，它的性能和工艺性较好。国内钟表文献中，极少涉及到其他种类的擒纵机构，“叉瓦式擒纵机构成为我国手表的传统擒纵机构。擒纵机构的工作原理一般都类似，它们都是从同一原始的擒纵机构进化而来。但这些进化的原因值得一提：都是为了减小擒纵机构对时间基准的影响。现代机械钟表上，计时其准主要有两种：常用于时钟的单摆以及常用于手表的摆轮游丝系统；这两种时间基准在自由震荡的条件下，周期稳定。由于控制擒纵机构工作需要消耗能量，而且自身的磨擦、空气阻力等也导致能量的损耗，震荡系统需要通过擒纵机构不断地补充损耗的能量，使摆轮（或单摆）达到能量输入输出的动态平衡，这就是“传冲?过程。数理分析表明，这个“传冲?过程会影响计时基准的周期，“传冲期间，会产生一些随机的计时误差。但在特定条件下，这个过程对计时基准周期的影响可以减小或消除： 1．“传部?或外部冲击发生在平衡点（摆轮或单摆停摆时的位置）上时，计时周期不变； 2．增加自由震荡的区间，可有效减小“传冲?这个“误差区间?的相对大小； 3．对摆轮游丝系统来说，若能将摆幅控制在220度上，那么，震荡系统无论受何种冲击，震荡频率不变。上述条件是擒纵机构不断改进的理论基础。同轴擒纵机构、精密擒纵机构和恒力擒纵机构就是在上述几种思想指导下对现有擒纵机构进行大量改进的新机构。

6，古代计时工具

圭（读作guī）表是一种既简单又重要的测天仪器，它由垂直的表（一般高八尺）和水平的圭组成。它利用了立竿见影的道理来测量日影长度。主要功能是测定冬至日所在，并进而确定回归年长度。此外，通过观测表影的变化可确定方向和节气。　　日晷（读作guǐ）又称“日规”，是我国古代利用日影测得时刻的又一种计时仪器。通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫做“晷针”，石制的圆盘叫做“晷面”。使用时，观察日影投在盘上的位置，就能分辨出不同的时间。日晷的计时精度能准确到刻（15分钟）。　　铜壶滴漏又名“漏刻”或“漏壶”。即用一个在壶底或靠近底部凿有小孔的盛水工具，利用孔口流水使铜壶的水位变化来计算时间。我国发明的铜壶滴漏比外国制作的滴水计时器要早的多，应用也普遍，成为历代计时的重要工具。　　苏颂水运仪象台：　　宋元佑年间(西元1088年)，吏部尚书苏颂观察太史局与翰林两天文台不同构造之天文观测仪器后，兼采自汉唐以来诸家对於浑仪、浑象、激水运输之说法，将此三者合而为一，仪象装置分别置於一台中之上下隔，而枢机轮轴等隐藏於木台中；司辰、击鼓、摇铃、执牌等的报时设备连於轮轴之上且出没於五层木阁内，以水力激轮的方式使仪象运作。制成中国唯一有说明的自动水运天文(浑)仪(浑)象及自动报时天文台，名为「水运仪象台」。由此可知，水运仪象台是由三部份所构成，最上面的浑仪、然后是浑象，接著是推动运作的水力轮轴装置，并且在木阁内的轮轴上也连有报时的设备，成为中国最重要的天文观测与计时报时装置，其构造之精巧细致使得在修复水运仪象台时遭到不少困难，而其发明用来控制运转稳定的「擒纵器」更比现代钟表内的「卡子」早一千年，实为中国天文方面的重大成就。　　其他还有千章铜漏、延佑滴漏、龙舟香漏、火龙出水、赤道式日晷、赤道经纬仪、浑仪

我国古代，人们发明了很多计时的方法或工具。圭（读作guī）表是一种既简单又重要的测天仪器，它由垂直的表（一般高八尺）和水平的圭组成。它利用了立竿见影的道理来测量日影长度。主要功能是测定冬至日所在，并进而确定回归年长度。此外，通过观测表影的变化可确定方向和节气。日晷（读作guǐ）又称“日规”，是我国古代利用日影测得时刻的又一种计时仪器。通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。铜制的指针叫做“晷针”，石制的圆盘叫做“晷面”。使用时，观察日影投在盘上的位置，就能分辨出不同的时间。日晷的计时精度能准确到刻（15分钟）。铜壶滴漏又名“漏刻”或“漏壶”。即用一个在壶底或靠近底部凿有小孔的盛水工具，利用孔口流水使铜壶的水位变化来计算时间。我国发明的铜壶滴漏比外国制作的滴水计时器要早的多，应用也普遍，成为历代计时的重要工具。除了以上的计时方法之外，我国古代人们还用“沙漏”、“火计时”、“烛光计时”等方法来计时。最早的：人类最早的计时工具：晷。

7，古时候人们用什么测量时间

用石刻盘，根据阳光的投射的阴影。在历史进程中，我们的祖先在不同的时期发明和制造了各种适应当时社会经济发展和人们生活需求的计时器。其中主要有圭表、日晷、漏刻(见图）、机械计时器等。圭表圭表是我国最古老的一种计时器，古代典籍《周礼》中就有关于使用土圭的记载，可见圭表的历史相当久远。圭表是利用太阳射影的长短来判断时间的。它由两部分组成，一是直立于平地上的测日影的标杆或石柱，叫做表；一为正南正北方向平放的测定表影长度的刻板，叫做圭。既然日影可以用长度单位计量，那么光阴之“阴”，及时间的长短，，用“分”、“寸”表达就顺理成章了。日晷日晷也是通过观测日影计时的仪器，主要是根据日影的位置以确定当时的时辰或刻数。从出土文物来看，汉以前已使用日晷，在机械钟表传入中国之前，日晷一直是通常使用的计时器。日晷的主要部件是由一根晷针和刻有刻线的晷面组成，随着太阳在天空运行，晷针的投影像钟表的指针一样在晷面上移动，就可以指示时辰。漏刻圭表和漏刻都是用太阳的影子计算时间的，然而遇到了阴雨天或黑夜便失去作用了，于是一种白天黑夜都能计时的水钟便应运而生，这就是漏刻。漏，是指漏壶；刻，是指刻箭。箭，则是标有时间刻度的标尺。漏刻是以壶盛水，利用水均衡滴漏原理，观测壶中刻箭上显示的数据来计算时间。作为计时器，漏刻的使用比日晷更为普遍。我国古代诸多文人骚客留下了许多有关漏刻的富有诗情画意的章句。如唐代诗人李贺：“似将海水添宫漏，共滴长门一夜长。”宋代苏轼：“缺月挂疏桐，漏断人初静。”在机械钟表传入中国之前，漏刻是我国使用最普遍的一种计时器。机械计时器单纯利用水的流动来计时有许多不便，人们逐渐发明了利用水做动力，以驱动机械结构来计时。公元前117年，东汉的张衡制造了大型天文计时仪器——水运浑天仪，初步具备了机械性计时器的作用。随后历代都相继制作了附设有计时装置的仪器，其中宋代苏颂制造的水运仪象台，把机械计时装置的发展推倒了一个新的高峰，水运仪象台的计时机械部分可以按时刻使木偶出来击鼓报刻，摇铃报时，示牌报告子、丑、寅、卯十二个时辰等。这类计时器尚不能算是独立的计时器，还是天文仪器与计时仪器的混合体，至十四世纪六十年代，我国的机械计时器已脱离了天文仪器而独立，不但具有传动系统-齿轮系，而且还有擒纵器，如果再进一步，就可能出现完全现代意义上的钟表。但遗憾的是，功亏一篑，中国没能做到这一点，最终机械钟表还是从西方引进。除上述几种主要的计时器外，还有其他一些计时方法。如，香篆、沙钟、油灯钟、蜡烛钟等。考察古人的时间观念，可以从两个方面加以观查：一是古人对时间科学划分后制定的计时制；二是古人把时间、计时仪器和国家法制、政权兴衰相联系。我国古代制定、沿用自成体系的计时法。百刻计时法最古老，使用的时间也最长。大约西周之前（公元前十一世纪），古人就把一昼夜均分为一百刻（一刻等于14.4分）。汉代（前206-公元220）除使用百克制外，还应用以太阳方位计时的方法，到隋唐（公元581-907）时，太阳方位计时衍生为十二时辰计时，百克制与十二时辰计时法并用。直到明末清初（十七世纪），西方机械钟表传入后，我国才改用一天二十四小时的计时法，但十二时辰仍沿用，每个时辰两小时。为和二十四小时计时法相一致，我国古老的百克制演变为九十六克制，一个时辰内分为八刻、一小时内分为四刻，这样一昼夜就为九十六刻，与世界通用的计时法相一致。此外，我国古代还使用独特的夜间计时方法，这就是“更”。“更”是计时单位，一夜分五更，每更时间长短依夜的长短而定。

文章TAG：擒纵器擒纵器有关关于