机械钟发展历史

发布网友发布时间：2024-10-09 17:11

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热心网友时间：2024-10-14 09:38

欧洲最早的机械钟，图1所示的重锤式机械钟，依靠擒纵装置进行守时。钟内主要工作机构通过重锤提供驱动力，重锤的下落带动轴转动，并将动力传递给守时机构。守时机构包含擒纵装置和横摆，擒纵装置由棘轮和心轴组成，通过心轴与横摆连接。当棘轮在重锤带动下转动，上方的轮齿推开心轴上部的棘爪，使心轴转过一个角度，随后棘爪挡在下方轮齿去路上，使棘轮再次转动，心轴复位完成一次摆动。心轴每摆动一次，棘轮转过相同角度，横摆控制了这种摆动的频率，从而具有等时性。通过中轴传递给表盘上的指针，实现匀速转动。横摆的转动惯量和棘轮施加的力量大小影响钟表运转速度，易于调节。然而，重锤提供的动力在传递至横摆时，误差累积严重，使得这种钟走得不准确。

伽利略发现单摆的等时性后，建议使用单摆作为核心守时装置。惠更斯实现这一提议，设计出单摆机械钟（图3），其机械动力仍由重锤提供，但擒纵器的摆动频率由单摆控制。与重锤式机械钟不同，单摆的频率与推动它的初始力量无关，只与重力和摆长有关，从而不受动力机构干扰。惠更斯进一步发明了游丝-摆轮装置，游丝是一个螺旋弹簧，连在摆轮上。摆轮转动时，游丝发生形变产生力，拉动摆轮回转，形成周期性震动，用于控制擒纵器的频率。游丝-摆轮独立于动力机构，其频率不受其他机械部分影响，使得钟表在移动中仍能准确走时，相对更加便携。

哈里森后来发明的第一台能够精确运行的航海钟采用游丝-摆轮机构。这种设计使得航海钟在移动中也能保持准确的时间显示，极大地提高了航海定位的准确性，对于航海事业的发展起到了关键作用。随着技术的进步，机械钟的精确性和便携性得到了显著提升，成为人类生活不可或缺的时间测量工具。

扩展资料

机械钟是人类智慧的结晶。有记录的最古老的机械钟十三世纪出现在欧洲的修道院之中。当时的机械钟不能显示时间，靠看钟人每小时敲钟来报时，通知修道士们准时地进行各种宗教活动，还没有完全和人们的日常生活联系上。