① 水钟的原理是什么
水钟的名称 水钟在中国又叫做“刻漏”,“漏壶”。根据等时性原理,滴水记时有两种方法,一种是利用特殊容器记录把水漏完的时间(泄水型),另一种是底部不开口的容器,记录它用多少时间把水装满(受水型)。中国的水钟,最先是泄水型,后来泄水型与受水型同时并用或两者合一。自公元85年左右,浮子上装有漏箭的受水型漏壶逐渐流行,甚至到处使用。 编辑本段“泄水型”水钟和“受水型”水钟 据埃及朝官阿门内姆哈特的墓志铭记载,此人曾于公元前1500年前后发明了水钟,一种“漏壶”。容器内的水面随着水的流出而下降,据此测出过去了多少时间。这类时钟对祭司特别有用,因为夜里他们需要了解时间,不致错过在神庙内举行宗教仪式和献技活动的既定时刻,现存最古老的水钟是阿孟霍特普三世(公元前14世纪)统治时期的产物——1905年在凯尔奈克的阿蒙神庙发现了它的残片。 我们往往乐于认为,过去的人都比较轻松,比较愉快,不象现在的人,那样非得强迫自己查看钟表,视时间为金钱。然而,精度不一的各类钟表至少已在人世间存在了4000年。埃及人是最早进行此类尝试的民族,他们制作过星钟图,用它来查看哪颗星星已经升起,然后计算夜间的时刻。后来,他们造出了为白天计时的影钟,随着日出合日落,一条横杆的影子逐渐越过一串记号。法老塞提一世于公元前1300年前后统治埃及,在他的陵墓中就曾发现一套制造影钟的器械。日咎就是以这种简单的影钟为原形制作的。罗马人对今天我们所熟知的那种日咎加以改进,甚至制造过便携式旅行用钟。 据埃及朝官阿门内姆哈特的墓志铭记载,此人曾于公元前1500年前后发明了水钟,一种“漏壶”。容器内的水面随着水的流出而下降,据此测出过去了多少时间。这类时钟对祭司特别有用,因为夜里他们需要了解时间,不致错过在神庙内举行宗教仪式和献技活动的既定时刻,现存最古老的水钟是阿孟霍特普三世(公元前14世纪)统治时期的产物——1905年在凯尔奈克的阿蒙神庙发现了它的残片。 水钟是整个古代世界报时的标准方式,它于公元前6世纪传入中国。水钟曾在雅典等城市成为一道常见的景观,如今在这些城市中已发现公元前35年左右建造的“城钟”的遗迹。这种钟的运行由一块浮标控制,当水从底部的一个小出口慢慢流出时,浮标也一点点地下沉。浮标大概与一根圆杆相连接。圆杆在下沉时使指示柄随之移动。通向水井的台阶的磨损程度表明,每天都要给蓄水池倒满水。 希腊世界也拥有较为精致的水钟,发明家亚历山大的克特西比乌斯于公元前270年左右制造的水钟即为一例。这台水钟的水流由多个活塞进行精确控制,能驱动从响铃和活动木偶到鸣禽等各种自动装置——这或许就是最早的布谷钟!雅典的“风之塔”是天文学家安德罗尼卡于公元前1世纪初所建,顶部有多座日身,内部有一只复杂的水钟,时间在刻度盘上显示,围绕刻度盘转动的圆盘可显示恒星运行和一年中太阳在各星座中间运行的轨迹。 古代作者对这些水钟的影响作过充分的论证,讲述了它们在不同背景下使用的情况。柏拉图曾在公元前约330年撰文,把律师们说成是“受漏壶驱动……从无闲暇”的人。水钟甚至开始影响到文学。“悲剧的长度,”亚里士多德抱怨说,“不该由漏壶……而应由与情节相适宜的东西来决定。”查看时钟显然已经受到严格的控制。水钟在希腊和罗马宫廷发挥了更为宝贵的作用,在那里,水钟被用来确保发言者讲话不超时;如果议程临时中断,譬如中途研究一下文件,等等,就要用蜡将出水管堵住,直到发言重新开始。在罗马举行运动会时,水钟被用来为赛跑计时。 后来,伊斯兰世界制造了华丽的水钟。哈里发哈伦·赖世德曾派使臣由巴格达启程,将一台特别精致的水钟送往神圣罗马帝国开国皇帝查理大帝(公元742-814年)的宫廷。11世纪,阿拉伯的工程师在西班牙的托莱多建造了一对大水钟,钟上有两个容器,月满时,水慢慢注满,月缺时,水慢慢排干。这些水钟结构精巧,历时百年而无须校正。 西欧人一直宣称,时钟制造业的第二次飞跃——机械钟的发明是由他们完成的。有一资料提到,1321年,在法兰西鲁昂附近的一座修道院内,大钟上的一台机械曾奏出圣诗的曲调,而这台机械很可能是一只时钟。大约在同一时期,伟大的意大利诗人但丁在他的长诗《神曲》中明白无误地描述过一只引人注目的时钟,而在1335年的大事年表中,也有一段文字首次提到米兰圣戈特哈德教堂的一只时钟。 然而,在这些早期欧洲时钟问世数百年之前,聪明绝顶的中国古人就已经发明了机械钟。发明机械钟是为了满足精确记录诸多皇位继承人出生时刻的需要,这样,御用占星家们就能够确定天象对他们的影响,从中挑选最佳者继承皇位。中国人在几个世纪内开发了更为精确的水钟,其中包括一种不用水而使用水银的停表,但这些水钟仍然不能满足占星家们的特殊需要。 因此,在公元72年,佛教僧侣和数学家一行制作了一个有发条装置、称作“水运浑天俯视图”的天文仪器。从这个名称可以想见,水为之提供了动力——但机械原理对其运行起着调整的作用。遗憾的是,没过几年,这台用钢铁制造的机械便开始锈蚀;另外,那台时钟也由于天气寒冷引起内部结冰而出现种种问题。976年,张思训用水银替代水,建造了一台时钟,但有关的详细资料却绝少传世。 天文学家苏颂按照宋朝英宗皇帝的诏令进行设计并于公元1090年建成的“水运仪象台”堪称中古时代中国时钟的登峰造极之作。他的装置是一座天文钟楼,高逾30英尺。顶部有一架体积庞大的球形天文仪器,即浑仪。浑仪为铜制,靠水力驱动,用于观测星相。钟楼内放置天球仪,即浑象,其运转与上面的浑仪同步,故可随时对两者进行比较。钟楼前面是一座木阁,分5层各开一门,无论白天黑夜,每隔一段时间,便有木人出现。木人击鼓、摇铃、打钟、敲打乐器、出示时辰牌。所有木人都由巨大的报时装置操纵。这架装置则由巨大的枢轮提供动力,枢轮上有木辐挟持水斗,水从漏壶中滴入水斗,使整个仪器每个时辰前进一个水斗。 苏颂的大时钟从1090年起一直运转到1126年;随后被金朝拆开,运至北京,在那里又运转了几年。苏颂的“水运仪象台”是中古时代中国时钟制造的登峰造极之作;遗憾的是,在后来的100年里,由于战争的原因,这些技术没有能够最终保留下来。
② 古人是怎么想到用流水来制成计时工具的水钟的制作必需要解决什么问问
水钟在中国又叫做“刻漏”,“漏壶”。根据等时性原理滴水记时有两种方法,一种是利用特殊容器记录把水漏完的时间(泄水型),另一种是底部不开口的容器,记录它用多少时间把水装满(受水型)。中国的水钟,最先是泄水型,后来泄水型与受水型同时并用或两者合一。自公元85年左右,浮子上装有漏箭的受水型漏壶逐渐流行,甚至到处使用。
天文学家苏颂按照宋朝英宗皇帝的诏令进行设计并于公元1090年建成的“水运仪象台”堪称中古时代中国时钟的登峰造极之作。他的装置是一座天文钟楼,高逾30英尺。顶部有一架体积庞大的球形天文仪器,即浑仪。浑仪为铜制,靠水力驱动,用于观测星相。钟楼内放置天球仪,即浑象,其运转与上面的浑仪同步,故可随时对两者进行比较。钟楼前面是一座木阁,分5层各开一门,无论白天黑夜,每隔一段时间,便有木人出现。木人击鼓、摇铃、打钟、敲打乐器、出示时辰牌。所有木人都由巨大的报时装置操纵。这架装置则由巨大的枢轮提供动力,枢轮上有木辐挟持水斗,水从漏壶中滴入水斗,使整个仪器每个时辰前进一个水斗。
苏颂的大时钟从1090年起一直运转到1126年;随后被金朝拆开,运至北京,在那里又运转了几年。苏颂的“水运仪象台”是中古时代中国时钟制造的登峰造极之作;遗憾的是,在后来的100年里,由于战争的原因,这些技术没有能够最终保留下来。
③ 古人用的水钟有哪些类型
根据等时性原理滴水记时有两种方法,一种是利用特殊容器记录把水漏完的时间(泄水型),另一种是底部不开口的容器,记录它用多少时间把水装满(受水型)。
中国的水钟,最先是泄水型,后来泄水型与受水型同时并用或两者合一。自公元85年左右,浮子上装有漏箭的受水型漏壶逐渐流行,甚至到处使用。
(3)观察古人设计的水钟装置图00未收录未收录未收录扩展阅读:
据埃及朝官阿门内姆哈特的墓志铭记载,此人曾于公元前1500年前后发明了水钟,一种"漏壶"。容器内的水面随着水的流出而下降,据此测出过去了多少时间。这类时钟对祭司特别有用,因为夜里他们需要了解时间,不致错过在神庙内举行宗教仪式和献技活动的既定时刻。
精度不一的各类钟表至少已在人世间存在了4000年。埃及人是最早进行此类尝试的民族,他们制作过星钟图,用它来查看哪颗星星已经升起,然后计算夜间的时刻。后来,他们造出了为白天计时的影钟,随着日出合日落,一条横杆的影子逐渐越过一串记号。
法老塞提一世于公元前1300年前后统治埃及,在他的陵墓中就曾发现一套制造影钟的器械。日晷就是以这种简单的影钟为原形制作的。罗马人对今天我们所熟知的那种日晷加以改进,甚至制造过便携式旅行用钟。
④ 古人的计时工具有哪些
中国古代的计时工具:
1、圭表:圭表中的“表”是一根垂直立在地面的标竿或石柱;“圭”是从表的跟脚上以水平位置伸向北方的一条石板。每当太阳转到正南方向的时候,表影就落在圭面上。量出表影的长度,就可以推算出冬至、夏至等各节气的时刻。表影最长的时候,冬至到了;表影最短的时候,夏至来临了。它是我国创制最古老、使用最熟悉的一种天文仪器。
2、刻漏:又称漏刻、漏壶。漏壶主要有泄水型和受水型两类。早期的刻漏多为泄水型。水从漏壶底部侧面流泄,格叉和关舌又上升,使浮在漏壶水面上的漏箭随水面下降,由漏箭上的刻度指示时间。后来创造出受水型,水从漏壶以恒定的流量注入受水壶,浮在受水壶水面上的漏箭随水面上升指示时间,提高了计时精度。
3、沙漏: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。
4、水运浑天仪:《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。
人类最早的计时器是公元前20000年,史前人类以在木棍和骨头上刻标记的方式来计时。
中国古代计时器的创始时间不晚于战国时代(公元前476~前222)。应用机械原理设计的计时器主要有两大类,一类利用流体力学计时,有刻漏和后来出现的沙漏;一类采用机械传动结构计时,有浑天仪、水运仪象台等。此外,还有应用天文原理(大都根据日影方向测定时间)计时的日晷,它也是中国最古老的计时器之一。
⑤ 实验时流水呈线状流出和古人设计的水钟流水方式是一滴一滴往下流的,这两种方式哪种更科学合理呢说一说
水钟是整个古代世界报时的标准方式,它于公元前6世纪传入中国。水钟曾在雅典等城市成为一道常见的景观,如今在这些城市中已发现公元前35年左右建造的“城钟”的...
⑥ 福州至厦门动车有哪些站
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⑦ 制作一个滴水装置用来记录时间,该装置必须符合哪些条件
用水测量时间教材分析:这是时间的测量单元的第三课。从教材编排看,本单元体现了人类测量时间从粗略到精准的过程,本课和下一课《我的水钟》处在用太阳光影测量时间和用钟摆计时之间,是人类计时发展史的认识的重要环节。本课和下一课共同构成这一环节,本课认识水钟计时的原理,下一课利用这个原理创造(设计、制作)一个水钟。本课教材陈引言外分为两部分:第一部分“古代的水钟”有两个活动:第一个活动观察认识古代的水钟,以看图的方式认识;第二个活动对古人用水钟计时的原因的推测,(同时有学生的经验也可能产生这样的问题“水钟制作必须解决什么问题”;)由此引出下一个环节。第二部分“滴漏实验”有三个活动:第一个活动通过反复滴漏一定量的水认识“在一定条件下滴漏一定量的水用的时间是相同的”;第二个活动推测并验证用同样的装置(和第一个活动一样)滴漏一定量的水(10ml、50ml)需要的时间,进一步认识第一个活动获得的认知;第三个活动推测推测、观察滴漏完全部300ml的水需要的时间。由第三个活动学生可以发现滴漏万的时间和我们的推测时间案有差异,并且,学生也会发现滴漏中的一些现象:水位高,滴得快;水位低,滴得慢。由此,可以使学生产生新的问题:怎样控制滴漏的速度一样?这是教科书中54页“水钟制作必须解决什么问题”的答案,既可以作为遗留问题是学生思考、解答,以促使学生解决问题能力的发展;也可以让学生再次仔细观察古代水钟研究古人解决的办法,以产生对古人智慧的崇敬之情,我们做后一种处理,因为学生有强烈的了解古人解决方法的愿望。教材中56页最后两段是基于第三个活动能够的一个拓展,目的在于进一步认识“在一定条件下滴漏一定量的水用的时间是相同的”,由于提供的材料不会产生水流的现象,所以可作为课外学生的一个兴趣探究,在课堂予以忽略。学生情况预计通过“太阳钟”的认识,学生已发现光影之所以能用来计时,是因为他们的运动时有规律的,学生已有初步的“有规律的运动的事物可以用来计时”的意识。并且,学生可能也会产生夜间计时方法的思考。学生在日常生活的经验中对水流和滴水有一定的认识,可能会有部分学生知道水位高低会影响水流的速度或滴水的速度;滴漏孔大速度快,孔小速度慢。五年级的学生具有一定的科学探究能力,如仔细观察的能力,根据现象作出一定解释或推测的能力,试验的能力等,学生也具备测量水量的基本技能;这些将有助于学生认识用水计时的原理。教学目标科学概念:在一定的装置里,水能保持以稳定的速度往下流,人类根据这一特点制作水钟用来计时。过程与方法:记录100毫升水缓慢流完需要多少时间;根据记录推测流10毫升、50毫升、300毫升分别需要多少时间;情感、态度、价值观:认识到实验观察的重要性;激发研究用水计时的探究兴趣。教学准备每个小组一个铁架台、能装300ml水的塑料瓶子(瓶盖打孔:学生打孔可能存在孔过大的现象;统一打孔也可保持孔大小一致)、一个量筒、装300毫升水的烧杯、秒表,毛巾一块。铁架台用于固定塑料瓶子,以消除手持瓶子不稳定对水滴漏的影响;烧杯用来盛装实验后的水,用后可再次倒入塑料瓶子,以减少实验用水量。不提供记录单,记录在书上相应位置,方便学生研究。教学中应例外提示学生的事项1、 固定瓶子的方法2、 实验后的水,用后可再次倒入塑料瓶子,以减少实验用水量。3、 秒表的使用方法教学重点:通过滴漏实验认识水钟计时的原理教学难点:水位高低不同对滴漏速度的影响引起的学生的困惑教学过程设计思路这节课是典型的学生产生问题,然后经由实验观察现象解决问题的过程。先由学生观察图片-古代的水钟,产生水钟用什么原理计时这一问题,然后由学生观察滴漏现象,认识水钟滴漏计时的原理。重点放在滴漏实验观察上。在滴漏实验观察中,可能会出现滴漏速度不一的情况,要求学生注意装置的一致性。学生在座300ml的实验中,会有疑问产生,这也是一个难点,通过学生讨论来突破这一难点。教学流程教师和学生活动意图关注引入教师:我们知道了利用太阳光和影子有规律的变化来计时,但是夜晚没有阳光的时候人们也利用了各种各样的方法来计时,比如用燃香、沙漏等办法,人们也利用水来计时。古人是怎样用水计时的呢?由教师的介绍引发对水计时的认知兴趣学生的课外经验和知识对意图的干扰看图认识古代的水钟教师:我们看看书上54页的三个水钟,想想这些水钟是怎样计时的。学生观察并在小组内讨论。初步认识古代的水钟,对水钟的计时原理有一个初步的想法学生是否认真观察和思考及学生的经验讨论:水钟计时的原理学生简单交流自己的初步想法,也可提出自己产生的新的疑问。引出下一环节不可让讨论展开,适当控制。滴漏100ml水所需时间的观察A、教师:我们用实验来研究一下水钟是根据什么规律来计时的。B、介绍实验方法和注意事项:1、介绍材料并介绍材料用途,详细介绍铁架台固定瓶子的方法和秒表的使用方法2、实验多做几次,每次都要求记录在书上55页上方图的左方,方法为:1: 2: 3: 。。。。。。3、一次实验后的水,再次倒入塑料瓶子,可保证各次实验一致,并且可以减少实验用水量C、学生实验、记录D、小组分析实验结果,初步得出规律E、全班交流得到的规律认识水钟的计时原理:在一定的装置里,水能保持以稳定的速度往下流,学生多次实验中装置的设置是否一致学生实验中计时的准确性预测及验证滴漏10ml、50ml水所需时间的观察A、教师:我们知道了在一定的装置里,100ml的水流完的时间是一样的,那么我们能不能推测用我们刚才实验的装置流完10ml、50ml所用的时间呢?B、学生推测C、教师:我们用实验验证一下我们的推测。介绍注意事项:1、实验装置和刚才测100ml流完的装置完全一样2、记录在教材55页中间空白处,方法为:10ml: , 50ml: , 逗号前计预测,逗号后记试验结果。D、学生实验并记录E、全班交流:和我们的推测一致吗?这说明什么?进一步认识水钟的计时原理:在一定的装置里,水能保持以稳定的速度往下流,学生实验中装置的设置是否和滴漏100ml一致;学生实验中计时的准确性预测及验证滴漏300ml水所需时间的观察A、教师:我们来推测一下漏完300ml水所需要的时间,并用刚才的方法验证一下,这次要求特别注意滴漏的过程。叶和刚才记录的方法记录在50ml的后方。B、学生实验、观察C、学生交流并尝试解释这种现象。E、教师根据学生的解释作讲解,可能会有学生说到孔的大小一个影响滴漏速度,此时应加以说明。F、教师:这该怎么解决呢?古人有是怎样解决的呢?建议大家在仔细看看古人的水钟。G、、简单交流学生的看法,也可根据学生情况作简单介绍。了解水位对水钟计时的影响及古人的解决之法学生的生活经验和已有知识由困惑产生的解决问题的欲望学生产生的困惑的解决小结教师:我们认识了水钟计时的原理,这种方法计时不仅可以计夜间的时间,而且,也比用太阳钟计时要准确,这是人类计时上的一个巨大进步,它比太阳钟的出现晚了一百多年。你们想不想自己做一个水钟呢?下次科学课我们就做一个水钟,大家可以设计一下自己的水钟。激起制作水钟的愿望学生是否有制作水钟的愿望
⑧ 古人都有哪些计时的方法
人类最早使用的计时仪器是利用太阳的射影长短和方向来判断时间的。前者称为圭表,用来测量日中时间、定四季和辨方位;后者称为日晷,用来测量时间。二者统称为太阳钟。
公元前1300~前1027年,中国殷商时期的甲骨文,已有使用圭表的记载。《诗经·国风·定之方中》篇有,“定之方中,作于楚宫。揆之以日,作于楚室……”。确切记载使用圭表的时间为公元前659年。
圭表等太阳钟在阴天或夜间就失去效用。为此人们又发明了漏壶和沙漏、油灯钟和蜡烛钟等计时仪器。
中国古代应用机械原理设计的计时器主要有两大类,一类利用流体力学计时,有刻漏和后来出现的沙漏;一类采用机械传动结构计时,有浑天仪、水运仪象台等。此外,还有应用天文原理(大都根据日影方向测定时间)计时的日晷,它也是中国最古老的计时器之一。
日晷、水钟、沙漏
圭表、各种日晷、以滴水多寡来计时的各种水钟,还有沙钟、火钟、蜡烛钟、辊弹漏刻千章铜漏、延佑滴漏、龙舟香漏、火龙出水、赤道式日晷、赤道经纬仪、浑仪等
圭表
圭表中的“表”是一根垂直立在地面的标竿或石柱;“圭”是从表的跟脚上以水平位置伸向北方的一条石板。每当太阳转到正南方向的时候,表影就落在圭面上。量出表影的长度,就可以推算出冬至、夏至等各节气的时刻。表影最长的时候,冬至到了;表影最短的时候,夏至来临了。它是我国创制最古老、使用最熟悉的一种天文仪器。
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。
刻漏
又称漏刻、漏壶。漏壶主要有泄水型和受水型两类。早期的刻漏多为泄水型。水从漏壶底部侧面流泄,格叉和关舌又上升,使浮在漏壶水面上的漏箭随水面下降,由漏箭上的刻度指示时间。后来创造出受水型,水从漏壶以恒定的流量注入受水壶,浮在受水壶水面上的漏箭随水面上升指示时间,提高了计时精度。
为了获得恒定的流量,首先应使漏壶的水位保持恒定。其次,向受水壶注水的水管截面面积必须固定,水管采用“渴乌”(虹吸)原理,便于调整和修理。有两种保持水位恒定或接近恒定的方法,均见于宋代杨甲著《六经图》(刊于1153年)中的“齐国风挈壶氏图”。图中“唐制吕才(约公元600~650)定”刻漏是在漏壶上方加几个补偿壶,“今制燕肃(1030)定”刻漏采用溢流法,深四寸。多余的水由平水壶(下匮)通过竹注筒流入减水盎。燕肃创制的漏壶叫莲花漏,北宋时曾风行各地。
《全上古三代秦汉三国六朝文·全后汉文》中在桓谭(卒于公元56年)的文章里说刻漏度数因干、湿、冷、暖而异,在白天和夜间需要分别参照日晷和星宿核对。当时已认识到水温和空气湿度对刻漏计时精度的影响。
刻漏的最早记载见于《周礼》。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,是元代延祐三年(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
为北宋元祐三年(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。它是利用水力驱动,通过齿轮系及相当复杂的凸轮机构,带动木偶进行“一刻鸣钟、二刻鼓、三钲、四铙”的自动报时。