[实用新型]一种水运浑象仪枢轮动力控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于对中国科学文化遗产的研究技术领域，破译“宋代水运浑象仪”科学运转之迷揭示了中国古代科学技术文明的真实性，并科学破译了“枢轮”运行的科学之谜，特别是涉及一种水运浑象仪枢轮动力控制系统。 

背景技术

中国古代科学技术和机械制造长期处于世界领先地位，据史料记载自汉唐以来就已经出现“水运轮”和“水运浑象”的文字记载，直至宋代的苏颂创造了世界第一架精准的天文钟“水运浑象仪”。 

水运浑象仪是北宋元祐年间(1086～1093)设计的一座大型天文仪器，集计时、观测、天体演示为一体，是中国古代罕见的大规模的科技杰作，它凝聚了中国古代科学技术在达到顶峰时期的天文历算、冶金铸造、机械工艺、建筑工程等多方面的多项成果，为中国古代具有代表性的重大发明创造。水运浑象仪主要用于科学普及，可以展示中国古代天文学和机械技术的伟大成就，对它的研究可以揭示其背后的科学思想，弘扬中华传统科技文明，具有一定的社会效益。 

在“钦定四库全书”的新仪象法要中详细的记载了“水运浑象仪”的图文史料。为此，中外学者做了大量的考证和复原，历时长达半个多世纪，尤其是新中国成立以后，中国历史博物馆的王振泽先生、中国科技大学的李志超教授、管学成等诸先生做了大量的科学的研究与考证。尤其是近五十年中国的台湾、日本及海内外的学者、专家采用了试验考古手段，还复原了1:1、1:3、1:5等多台复原的仪器，均存在长时间运转或者精准运转的问题。文献记载，1:1的“水运浑象仪”高达12米之巨。中国科技大学的李志超先生在《中国古代天文钟的历史》水运仪像志一书中指出“天衡关锁是极尽精细之作。今人困惑之处是左天锁之用在逻辑上不通，也是各家失败的关键”。需要说明书的：经考证古代文献《新仪象法要》中所述的“左天锁”实际上是“右天锁”，属于笔误，本申请按照“右天锁”进行的论述；所以至今尚无科学译注和科学解释。是水运浑象仪研究的空白。其中关键枢轮控制系统的科学复原存在较大的困惑。 

《新仪象法要》里对枢轮控制系统的工作过程有记载：“受水壶之东与铁枢权格叉相对，格叉以距受水壶，壶虚即为格叉所格，所以能受水，水实即格叉不能胜壶，故格叉 落，格叉落即壶侧铁拔牙击开天衡关舌，制动天条，天条动则天衡起，发动天衡关，左天锁开即放枢轮一辐过。”可见，枢轮控制系统是一个精密的联动控制系统。枢轮控制系统的重要作用：是控制枢轮作准确、稳定、长久等时脉冲运行，输出动力，为整个“水运浑象仪”提供动力。 

近年来公开一种用于水运浑象仪的枢轮控制系统结构，专利申请号为2011110375056.1的研究资料公示，发现考证有误，与科学复原尚有差距；上述情况也应属于最新技术背景。 

而“水运浑象仪”的核心技术是长久、稳定、均匀准确的脉动运行，那么何为长久稳定何为均匀脉动根据文献记载和前辈学者的研究成果，早已确立了“枢轮”上均布36只水斗(受水壶)，这是学界公认的也是符合文献记载的。设：每斗水充满时间25秒，那么运转一周需要15分钟，控制36次，1小时动力控制系统需要动作144次，也就说24小时需要控制3456次，每周24192次，每月96768次。因此这个需要就成了科学复原的难题和核心技术。至今未能突破。所以，由枢轮所驱动的“浑天仪”、“浑象仪”以及报时机构就根本实现不了同步天体运行、星相测算，报时计刻准确的功能。 

另外，枢轮运行的速度上还应当实现一定范围内的有效控制(即变速、调整或如钟表的快慢调整功能)就无法实现精准运行，尤其在室外天气下，气候变化的影响都造成“水运浑象仪”运转的科学性。而本申请解决了上述的技术问题，达到了十万次运行无控制故障。 

在本申请文件中主要的部件名称采用古文献记载的、古今中外公认，而且共用的名称。例如枢轮、受水壶、天衡、天条，关舌、左右天锁、兔头、铁拨牙、格叉等等。 

发明内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种揭示了中国古代水运浑象仪枢轮动力控制系统。 

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种水运浑象仪枢轮动力控制系统，主要包括枢轮架、枢轮机构、铁拨牙、格叉控制机构、天衡关舌控制机构、左天锁和常开式右天锁以及平水壶； 

其中所述的枢轮架包括有一组左天柱和一组右天柱；所述左天柱和右天柱均包括两个前天柱和后天柱，以及连接前天柱和后天柱的侧梁；左天柱和右天柱上端部之间连接有一组上横梁；左天柱和右天柱中部连接有一组下横梁；上横梁和下横梁之间连接有中 立柱；所述的左天柱和中立柱分别与上横梁之间连接有左斜梁和右斜梁；