水運儀象台之運轉原理

(2)擒縱系統

由於樞輪一轉動並不能保證平水壼的水一定能穩定地注入受水壼中,所以必須有一種裝置保證這種情況一定發生,這種裝置稱為「天衡」也就是「擒縱裝置」。

在受水壼的下方有二組槓桿裝置,其中一組的二端分別是樞衡與格叉,另一組則是樞權與關舌<圖三>。格叉是用來頂住受水壺的活動橫桿,當受水壺所承受的水重量大於另一端用以平衡重量的樞衡時,格叉便被扳下使得受水壺下傾,而壓下啟動機件─關舌。關舌乃經由「天條」連結位於樞輪上方之「天衡」。當受水壺下傾,壓下關舌時,<圖四>天條帶動天衡而打開「左天鎖」<圖五>。「左天鎖」是用來阻止樞輪向前轉動的卡軋,此時受水壺內剩餘的水,藉著重力加速度,牽動已鬆開的樞輪,樞輪即往前轉一輪輻,而此壺中的水也同時落入退水壺中。完成上述步驟時,下一個受水壺隨即降至格叉上,此時,左天鎖再度關上,以停住樞輪,並以右天鎖防止樞輪因反作用力而反轉。待受水壺滿水下傾時,壓下關舌,再開始一連串的擒縱動作,如此周而復始使水運儀象台運行不已。整座水運儀象台就是靠著平水壼流出固定水量的水流而以等速均勻的方式一直間歇地運轉不停,所以水力是水運儀象台的動力來源,它帶動齒輪運轉,使整座天文鐘活動起來。


(圖三)
1:格叉
2:關舌


(圖四)
關舌被壓下而牽動天條


(圖五)
1:天條
2:左天鎖

擒縱裝置結構圖<擒縱裝置結構圖>