已出土的文物中最古老的刻漏是西汉遗物,共3件,均为泄水型 。其中以1976年内蒙古自治区伊克昭盟杭锦旗出土的青铜漏壶最为完整,并刻有明确纪年 。比较完整的传世刻漏有两个,均为受水型:一个在北京中国历史博物馆,是元代延佑三年(1316)造;一个在北京故宫博物院,是清代制造 。沙漏因刻漏冬天水易结冰,故有改用流沙驱动的 。
《明史·天文志》载明初詹希元创造了“五轮沙漏” 。后来周述学加大了流沙孔,以防堵塞,改用六个轮子 。宋濂(1310~1381)著《宋学士文集》记载了沙漏结构,有零件尺寸和减速齿轮各轮齿数,并说第五轮的轴梢没有齿,而装有指示时间的测景盘 。浑天仪古代文献中有汉武帝时(公元前140~前87)洛下闳、鲜于妄人作浑天仪之说,但未提到它的结构 。
《晋书·天文志》记载东汉张衡 (公元78~139)制造浑天仪,说在密室中用漏水驱动,仪器指示的星辰出没时间与天文观察的结果相符 。《新唐书·天文志》对唐开元十三年(725)僧一行和梁令瓒设计的浑天仪有较详细的记述 。仪器上分别装有日、月两个轮环,用水轮驱动浑象 。浑象每天转一周,日环转1/365周,仪器还装有两个木偶,分别击鼓报刻,是一座上狭下广的木建筑 。
水运仪象台为北宋元佑三年(1088)苏颂、韩公廉等人所制 。他们于绍圣(1094~1097)初年著《新仪象法要》,载有总图和部件图多幅 。这台水运仪象台高三丈五尺余,宽二丈一尺,是一座上狭下广的木建筑 。台的下层有提水装置,由人力推动河车,带动升水上轮和下轮(筒车),将水提到天河(受水槽),注入天池(蓄水池) 。
台中平水壶保持水位恒定,并通过一定截面的水管向枢轮(水轮)上的受水壶流泄恒定流量的水,推动枢轮 。枢轮通过传动齿轮带动昼夜机轮、浑象和浑仪 。水运仪象台有一套比较复杂的齿轮传动系统 。在枢轮的上方和圆周旁有“天衡”装置——擒纵机构,这是计时机械史上一项重大创造,它把枢轮的连续旋转运动变为间歇旋转运动 。大明灯漏1276年,中国元代的郭守敬制成大明灯漏 。
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