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中世纪阿拉伯计时装配(四)——烛炬钟(上)

中世纪阿拉伯计时装配(四)——烛炬钟(上)

在向各人先容的阿拉伯计时器中,年夜部门都因此水作为最基本的驱动力的 ,各种水力计时器以及其他演出装配险些都具备在恒按时间傍边以水为前言,并促以其他根蒂根基力学道理,将时间的一个部门加以暗示以及报时 ,并且,这些计时装配的一个最根蒂根基的特征险些到此刻都还在各类新式的装配中被应用 :即,都哄骗的是物资在必然时间傍边的消弭、增加或者变化的特征。此中 ,水由于险些可以在任何外形 ,巨细的容器中被应用,并且其在响应的相对于时间中所耗损或者增加的速度也相对于不变,是以 ,水成了险些是世界各年夜古文明用以记载时间的最佳的东西,而又由于在各文明成长历程中,水相对于可以立取 ,而且数目较多,这同样成为了其用以计时的最佳的驱动力 。而与水的这一流动性不异,与之近似的 ,且拥有不异特征的,在阿拉伯应用的就应该是烛炬了。关于烛炬的运用,其他的文明也曾经经应用过并将其用以计时 ,例如,在古代希腊 、罗马以及印度的文明进程中,都曾经用烛炬作为最简朴的前言用于计时 ,可是由于呈现过许多种环境的掉误 ,是以,烛炬驱动的计时装配比拟水力计时装配来看要少许多,并且 ,年夜部门由于不敷实用而并未记录到汗青傍边。

而艾尔·加扎利所著的《精妙机械的制造常识 》一书中,一共收录了4种烛炬钟,而且还明确的收入了尺寸 ,巨细等基本数据 。这在所有的计时装配中可以说是自成一家,与其他的计时装配差别,如许的烛炬计时装配 ,应用了以前未提到的设计理念与使用要领,而且还使用了全新的布局,其内部设计组织与以前几篇咱们提到的水力计时装配有很年夜的差别 ,可以说是一种新式的计时装配。

而如许的计时装配在使用上有很年夜的差别,由于烛炬在点燃后的光明,这类烛炬计时装配在书中就被记载为夜间使用的计时器 ,而且在这4种烛炬钟傍边 ,都很明确地将夜晚划分为14个小时,而且,在每一一台烛炬钟所使用的烛炬上城市标志有14个较着的分区这将计时的素质表现了出来 ,而且,4款差别的烛炬钟都具备不异的烛炬放置以及托盘布局,和主动报时的机构 ,只是在设计时的差异的表现,使患上这4种烛炬钟都具备怪异的设计与使用特色。

图 1 带有14个分区的烛炬

在艾尔·加扎利所编写的 《精妙机械的制造常识》一书中,所记载的4种差别样式的烛炬钟都使用了不异的动力体系与报机会构 ,它们所用的特制的烛炬被分成为了14个分区(图1),暗示一根烛炬可以在夜晚的14个小时中使用,且当烛炬燃烧尽时钟就会住手运转 ,在烛炬钟的总体设计中,4款烛炬钟都使用了不异的布局:特定尺寸,长度的烛炬被装在一个内套管中以避免滑脱 ,而在烛炬的底部都有一个与直径不异的托盘 ,而在托盘中央装有一根立柱,在立柱的最下方毗连两根相对于的绳子,其从立柱的最下方的孔穿过 ,两根绳子又向上延长到内管最顶真个两个小滑轮上,经由过程小滑轮,绳子转变标的目的向下延长 ,并在绳子的结尾,绳子都同时挂在一个年夜的配重砝码上,而所有的一系列装配都被装在一个外衣管中 ,而且两个相对于的小滑轮也都装在外管的内侧,由于重力作用,配重砝码会因重力降落 ,从而拉动绳子,而且将两绳毗连着的托盘立柱向上拉起,而且把烛炬抵出外衣管 ,是以 ,在外衣管上,艾尔·加扎利加装了一个顶盖的设计,顶盖在放入烛炬后盖在烛炬上面 ,而且此中心留有小孔以使患上烛炬的烛芯从孔中露出以利便点燃,而顶盖需要在烛炬装入后压住烛炬并避免其脱出,又要在烛炬燃尽后用以打开以放入新的烛炬 ,如许就要求顶盖在装入烛炬后连结绝对于的不变,而且在使用完成后可以轻巧的打开 。

图 2 L形卡口

为此,艾尔·加扎利在设计中创造性地发现了“L”形卡锁(图2) ,即,在顶盖上有一根凸起的铜棒,而在外衣管顶端又有相对于的一个“L”形槽 ,其启齿在外衣管顶端,并在向下垂直延长不异的长度后向程度的一个扭转标的目的延长,而且在延长必然的长度后住手 ,如许一来 ,当顶盖盖在外衣管上时,其外突的铜棒可以进入外管的槽中,而且在达到其槽底部后 ,使顶盖向一个标的目的扭转后顶住,这使患上顶盖在使历时可以压住烛炬,而在使用完成后反标的目的扭转顶盖以将其掏出 。如许的设计在现代的糊口中也时常见到 ,而且也在灯胆的运用中连续了近200年。

而在本篇文章中,要向各人分享的烛炬钟是艾尔·加扎利设计的4台烛炬钟傍边的前两台——武士烛炬钟以及书写员烛炬钟。

图 3 武士烛炬钟

艾尔·加扎利在其书《精妙机械的制造常识》一书中共设计有4种差别情势的烛炬计时装配 。在本文中,咱们会先给各人先容两种 ,而别的两种则会在末了的一篇文章中向各人先容。在本文中,先行先容武士烛炬钟以及书写员烛炬钟。武士烛炬钟作为烛炬钟先容的开篇(图3),其在设计时就已经经奠基了后3种烛炬计时钟的基本动力形态 。

武士烛炬钟主体部门被在书中称作烛台 ,其为一个木质或者铜质的圆形基座,在基座上立有一根外衣铜管,其管中又有一个小的内套铜管 ,用于在必然规模内固定烛炬 ,而且套管则是经由过程一些支架等固定在外衣管中的,如许一来,内套管可以做到与外衣管连结同轴齐心 ,以防在使历时移位而影响到烛炬的燃烧,而在内套管底部有一个直径略小于内套管的托盘,其下有一根立柱 ,当托盘在内套管底部时,立柱会遇到烛台的底座,以避免托盘脱出 ,而在立柱的最下方连有两根相对于的绳子,绳子都向上拉到安装在外衣管顶部内径上相对于安装的两个小滑轮上,而且又在滑轮上向下拉 ,在其下方毗连一个配重砝码,以驱动整个机构运转,而在年夜砝码的重力作用下 ,托盘会在绳子的牵引中向上压 ,而当套管中放入烛炬后,砝码会被拉起至其最高处,而在点燃后 ,跟着烛炬长度的减小,砝码会随重力作用向降落。这是所有的烛炬钟都有的主体布局,而4台烛炬钟的差别则在于它们纷歧样的报时设计以及时间唆使机构。

在武士烛炬钟傍边 ,如许的机构与后三种又不不异,如许一来,武士烛炬钟就成为了3款钟傍边怪异之作 ,而且从布局上看,武士烛炬钟也是相对于简朴的一款 。其主体布局在以前已经经先容过,而在这一根蒂根基上 ,在外衣管的左侧安装有一只猎鹰,其嘴部是中空的,而且在其违部有一个孔与其嘴部相连 ,而在外衣管上也有一个孔 ,用于小球放出,而在外管孔的后方有一根歪斜的导轨,导轨的一头与外管上的孔相连 ,另外一端要高于外管孔而且一直延长到外衣管的另外一边,而在另外一边的外衣管内壁上焊有一根垂直的导轨,在导轨中分成14个分格 ,此中放有14颗铜球,用于在钟的运作历程中报时,而在装入14颗铜球后 ,烛炬会把小球压在导轨中,而在烛炬燃烧后,在托盘上升后 ,每一一格中的铜球就会落入其下方的导轨中,而在铜球槽与导轨之间有一个小型的斗状物,用于在铜球着落时先行接住铜球.

而在斗上又连有绳子 ,绳子向上延长 ,到穿过猎鹰上方的外管上的孔并从孔中伸出,在外管的靠近顶端处有一个延长出去的台,在台上坐有一个阿拉伯气势派头的武士 ,而且武士的右手执一把剑,在日常平凡,武士的右手向左停在其左肩处呈预备劈砍状 ,而在其右手肘部装有一个可以勾当的小滑轮,可使其连同武士的右手一路动弹,可是当武士的剑挥到烛芯上时 ,运动又会住手,而且当挥动完后,武士的右手以及剑又会回到原位 ,预备下一次劈砍。而从上方的套管的孔中延长出的绳子会接入并绕在武士右手肘部的滑轮上,并动员滑轮动员武士的的右手挥剑;而武士的整个身体被做成中空的,而且在武士右手的延长处另有一根线 ,其上接有一个交锋士的手以及手上另外一处毗连的斗都要重的砝码 ,而在砝码与武士的右手之间有一个小滑轮可使其毗连的线不至于太快的磨损,这是武士烛炬钟的详细组织,

可是读者们可以发明 ,在这台钟傍边并无时间的唆使机构,按照《精妙机械的制造常识 》一书中的记录,4种烛炬钟的摆列要领其并无说起 ,可是从我小我私家读彻底书的环境来看,这4台差别的烛炬钟因此设计的难易水平摆列的,小我私家以为 ,其可所以以这类烛炬钟的研发时间的前后来举行摆列的,由于在通读全章后,小我私家发明这些烛炬钟的布局设计的繁杂水平是在呈一种上升的趋向.

并且鄙人一篇文章中提到的末了一台烛炬钟在这4台烛炬钟傍边是最繁杂 ,且最出色的,如许的摆列可以很直接的向读者们展示这些烛炬钟的演进过程。而在武士烛炬钟傍边,计时的时间唆使机构被移除了或者者底子就没有被设计在这台钟上 ,是以武士烛炬钟从严酷意义上来看是可以将其界说为报时钟 ,由于在钟的全数布局中并无呈现有计时以及时间唆使的部门呈现,而全钟可能也是作为一个相对于成熟的试验版本或者先行设计的版本被设计到书傍边的 。

在武士烛炬钟傍边,当烛炬被点燃时 ,跟着烛炬的燃烧,其烛炬自己的长度在内管中不停缩短,而这使患上在烛炬的下方的托盘最先上升 ,从而在绳子的牵引下,砝码会降落,而在燃烧一小时后 ,烛炬的长度会被缩短,恰好露出铜球导轨上的第一格,使患上铜球从导轨中滑落 ,而由于导轨是被一些小挡片分成14份,以是在第一个(也就是最下面的阿谁)铜球落下后,其上面剩下的13颗铜球其实不会遭到影响。

铜球从导轨中落下后 ,其实不会直接落到与外衣管相连的猎鹰中的歪斜导轨上 ,而是先会落在与上方台子上的武士相连的斗上,当铜球从下方落入斗中时,其重力与打击力会拉动武士的右臂肘部上的滑轮 ,而且使武士的右臂向左挥舞,挥动的剑会砍失一小段已经经燃烧失的烛芯,然后在小砝码的重力作用下将武士的右手拉回原位 ,然后,铜球从斗中划出,而且落入到下方的导轨中 ,末了进入到猎鹰的嘴中,并从猎鹰口中失入到烛台的底座中,终极发作声响以报明时间。

这台武士烛炬钟再设计的全书摆列中可以说是最简朴的 ,其仅只有一个报机会构的猎鹰以及一个附带的动偶武士,全钟在先容中并无设计时间的唆使机构,而且在全钟的设计傍边也并无为时间唆使机构留出空间 ,如许可以大要猜度这台武士烛炬钟的设计是在烛炬钟研发历程中的相对于较早且许多因素并无思量在此中的一项设计或者是不太成熟的设计中的代表作品被收录在书中 。可是 ,武士烛炬钟的设计理念在其时看来长短常新奇且十别离致的,并且从设计的层面来看,如许的武士烛炬钟的设计也为接下来的后3种烛炬钟的革新与改进打下了根蒂根基 ,也使患上后期再革新与进级的烛炬钟有了很年夜的晋升空间以及更多带给看客们的欣喜 。

图 4 书写员烛炬钟

在武士烛炬钟以后,艾尔·加扎利又在其根蒂根基上后续设计了越发精妙的新一代烛炬钟,而在其书 《精妙机械的制造常识》一书中 ,第二台先容的恰是从武士烛炬钟之上得到灵感,但又在设计理念中加以晋升以及进化的新型烛炬钟——书写员烛炬钟(图4)。

作为烛炬钟的改形,书写员烛炬钟在大要的样式以及基本的动力源方面与武士烛炬钟基本一致 ,两者都接纳的是表里套管装取烛炬,并都用了“L”形卡槽的顶盖的固定,而且 ,两者都使用了绳子上压的托盘以及年夜型砝码作为整个烛炬钟的动力机谈判能量开释机构,而与武士烛炬钟不不异的是:书写员烛炬钟在武士烛炬钟的根蒂根基上插手了成熟的时间唆使体系,使患上烛炬钟在运行时可让用者相对于了了的读出所示的时间 ,这已经经基本具有了时钟的基本特征了 ,并且,书写员烛炬钟的报机会构,其布局以及功效上比拟武士烛炬钟就有了很较着的晋升。书写员烛炬钟在其外不雅上看作患上交锋士烛炬钟要年夜 ,并且有一个加年夜的烛台底座,而外衣管仍旧安装在烛台的底座上,其内有一根同轴的内套管用于放置烛炬 ,在所放置的烛炬下有一个带立柱的托盘,而且在托盘上的立柱上装有绳子,绳子在外衣管上方内壁上的滑轮处转变标的目的 ,然后向下的两端连有一个年夜重砝码,这都与武士钟上所设计的同样,而其差异在于 :书写员烛炬钟的设计中革新插手了一套时间唆使机构 ,即:在年夜配重砝码上装有一根绳子,而且在绳子旁有一个滑轮.

并且,从砝码上延长出去的绳子会毗连到一个绕线轮上 ,而在绕线轮上则连有另外一头的绳子 ,并且在其上另有一个小的配重砝码以均衡整个机构 ;在绕线轮上装有轴,而轴则从烛台的底座的夹板中伸出,而且在其上安装有一个执笔的坐像人偶 ,即书写员,是以,书写员会在烛炬钟运转时在绳子的牵引下随其下方的绕线轮一同动弹 ,而在书写员前方还放有环状的刻度盘,可使患上书写员手中的笔唆使出刻度盘上的时间 。而在报时方面,在书写员烛炬钟傍边 ,其报机会构也响应做出了调解,即:装猎鹰的位置,将猎鹰调解到了与书写员相对于的位置而且把存放铜球的导轨放在了烛炬的托盘上 ,使其可以随托盘一同上升,而且14颗铜球依次放入导轨中,而在猎鹰暗地里以及外衣管上都开有孔 ,两孔相连 ,而导轨正幸亏两个孔的后面,如许一来,当导轨跟着托盘上升时 ,导轨中的铜球会在到达所开的孔时脱出导轨,沿孔进入到猎鹰的头中,并终极从猎鹰的口中失出 ,落入烛台的底座中,发作声响报时。

当烛炬点燃时,跟着烛炬的燃烧 ,其长度减短,而在长度发生变化后,托盘会不停上升 ,从而牵动绕线轮动弹,而且使患上底座上面的书写员动弹并唆使时间。并且同时,托盘的上升会动员其上毗连的铜球导轨 ,导轨上升 ,把一个铜球从中脱出,从猎鹰口中失落,发作声响报时 ,这是一个小时中这台书写员烛炬钟的运行 。可以很较着的看出的是,书写员烛炬钟比起武士烛炬钟而言已经经有了许多的革新与改进,而且说在其根蒂根基上又推出了新的布局 ,而在后面的文章中,剩下两种烛炬钟也一样具有了差别情势的时间唆使机构,而且 ,如许的时间唆使机构在厥后的两台烛炬钟傍边也会以差别的情势出现。这类书写员烛炬钟以其非凡的且简洁的布局装配将时间很形象的暗示出来,不单在武士钟的根蒂根基上做了革新与晋升,还为下面烛炬钟的连续修改以及改进堆集了设计经验以及布局根蒂根基 ,为后面烛炬钟的演进提供了上升空间。

在文中所先容的两种烛炬钟 :武士烛炬钟以及书写员烛炬钟傍边,就能够理解其时阿拉伯帝国的科技沉淀之深挚,实力雄厚 ,才可以支撑云云弘大的布局研发 ,并且可以领略到其时中世纪阿拉伯科学家以及工匠的深挚科学堆集以及崇高高贵的武艺,使患上如许精妙的计时装配以书面以及文字的情势揭示在咱们眼前,咱们也彻底有理由信赖这些设计的烛炬钟以及其他已经经先容过息争析过的中世纪阿拉伯精妙机械也确凿存在过 ,在其时人们的眼中,它们是如神迹同样的技能,而哪怕是在科技远超中世纪的今天 ,当这些被尘封的武艺被再次出现在咱们眼前时,人们一样会被其怪异的魅力所吸引 。

鄙人一篇文章,也是本系列的完结篇中 ,还会给各人送上末了两种布局的怪异的烛炬钟,而且对于整个系列的计机会械装配做出小结,并一并送上最佳的文章给读者们。

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