一种用于古代水运仪象台的浑仪系统结构技术方案

一种用于古代水运仪象台的浑仪系统结构，包括六合仪，六合仪由水趺上的四根龙柱支撑，六合仪上设有仰月结构，六合仪内设有三辰仪，三辰仪内设有四游仪，三辰仪、四游仪能够分别绕着一个共同的轴线转动，此轴线与水平面成一角度，水趺上设有鳌云，鳌云内隐有传动系统的天柱，三辰仪可以跟踪星体的运动，通过调整四游仪的纬线角度、望筒的经线位置，可以通过望筒来跟踪观测星体，传动系统可以使三辰仪实现太阳日与恒星日的区分，通过仰月结构、水趺结构可以对浑仪系统结构的精度进行调整，本发明专利技术能够区分太阳日与恒星日，还能够方便进行精度的调整。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于天文仪器领域，特别涉及一种用于古代水运仪象台的浑仪系统结构。
技术介绍
水运仪象台是北宋元祐年间(1086 109 设计的一座大型天文仪器，集计时、观测、演示为一体，是中国古代罕见的大规模的科技杰作，凝聚了中国古代科学技术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成果，为中国古代具有代表性的重大专利技术创造。自二十世纪五十年代开始，国内外学者及研究机构对水运仪象台的复原投入了极大的关注。1958年，中国历史博物馆研究员王振铎按1 5的缩小比例制作了第一个水运仪象台的复原模型；美国人堪布里奇也在六十年代复原了水运仪象台的缩小模型；90年代后期，在台湾台中的自然科学博物馆产生了水运仪象台原大模型；随后在日本又制作完成了另一个原大的复原模型。然而在复原过程中，由于古书上记载的不清楚，存在着很多有争议的问题。例如枢轮受水壶与枢轮是否相对转动、控制机构的工作原理、传动装置的类型等等。很多结构在进行复原时需要详细的论证和分析。浑仪是我国古代传统天文观测仪器，已有两千多年的历史，它大约创始于战国初期，西汉时期已有记载。在漫长的岁月里，浑仪整体结构由简单到复杂，隋、唐以后又经历了由繁到简的逐渐定型过程。水运仪象台上的浑仪最大的特点在于其可以随动。《新仪象法要》里有着“以水激轮，轮转而仪象皆动，此兼用诸家之法也浑仪则上候三辰之行度，曾黄道为单环，环中日见半体，使望筒常指日，日体常在筒穹中窍，天西行一周，日东移一度，此出新意也。”说明水运仪象台浑仪和望筒在机械性机构所控制的水轮带动下，能随被观测的天体运转，这是现代天文台跟踪机械的雏形。水运仪象台浑仪的各部分组成在《新仪象法要》里有记载，但是具体的结构记载不详。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的是提供一种用于古代水运仪象台的浑仪系统结构，能够区分太阳日与恒星日，还能够方便进行精度的调整。为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为一种用于古代水运仪象台的浑仪系统结构，包括六合仪1，六合仪1由水趺5上的四根龙柱4支撑，六合仪1上设有仰月结构，六合仪1内设有三辰仪2，三辰仪2内设有四游仪3，三辰仪2、四游仪3能够分别绕着一个共同的轴线转动，此轴线与水平面成一角度，水趺5上设有鳌云6，鳌云6内隐有传动系统的天柱；六合仪1由天经双环16、阴经单环15和天常单环14固定在一起形成，阴经单环 15水平放置，天经双环16竖直放置，天常单环14在阴经单环15和天经双环16内且与水平面成一定角度；三辰仪2由三辰仪双环11、黄道双环17、赤道单环13、四象单环7和天运单环12 固定在一起形成，赤道单环13垂直于旋转轴，三辰仪双环11垂直于赤道单环13，四象单环 7垂直于赤道单环13和三辰仪双环11，天运单环12平行于赤道单环13 ；四游仪3由四游仪双环10和直距8固定在一起形成，直距8沿旋转轴方向固定在四游仪双环10上，在四游仪双环10内设有望筒9，在四游仪双环10圆心处有孔，望筒9上有旋转轴，望筒9通过轴孔配合与四游仪双环联接，望筒9能够绕其旋转轴在四游仪双环10 内转动，望筒9中空，观察者利用此中空孔观察星体；传动系统包括天柱上轮21、天毂19和天运单环12，天柱上轮21通过拔牙和天毂 19的前毂20传动，天毂19的后毂18通过拔牙和天运单环12传动，天柱上轮21每个太阳日转过H1个拔牙，天运单环12圆周上有n2个拔牙，Ii1 > n2，天毂19的前毂20和后毂18设有拔牙；仰月结构包括仰月22，仰月22设在天毂19的前毂20和后毂18内，并通过立柱固定在六合仪1上，仰月22的上方是带有缺口的圆孔，利用下面的半圆孔支撑天毂19转轴， 还能够将天毂19从上面的缺口取出，仰月22能够定期实现天毂19和天柱上轮21错过一次拨动，保证三辰仪2转一圈对应一个恒星日；水趺5上表面设有水沟23，水趺5的四个角有水斗25，水趺的中心处有龙门M ；本专利技术的有益效果是三辰仪2可以跟踪星体的运动，通过调整四游仪3的纬线角度、望筒9的经线位置，可以通过望筒来跟踪观测星体；由天柱上轮21、前毂20、后毂18、天运单环12组成的传动系统可以使三辰仪2实现太阳日与恒星日的区分；通过仰月结构、水趺5结构可以对浑仪系统结构的精度进行调整。附图说明附图1是本专利技术整体结构示意图。附图2是本专利技术六合仪1、三辰仪2和四游仪3的结构示意图。附图3是本专利技术传动系统示意图。附图4是本专利技术仰月结构22示意图。附图5是本专利技术水趺5结构示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术做详细描述。参照图1，一种用于古代水运仪象台的浑仪系统结构，包括六合仪1，六合仪1由水趺5上的四根龙柱4支撑，六合仪1上设有仰月结构，六合仪1内设有三辰仪2，三辰仪2内设有四游仪3，三辰仪2、四游仪3能够分别绕着一个共同的轴线转动，此轴线与水平面成一角度，水趺5上设有鳌云6，鳌云6内隐有传动系统的天柱；参照图2，六合仪1由天经双环16、阴经单环15和天常单环14固定在一起形成， 阴经单环15水平放置，天经双环16竖直放置，天常单环14在阴经单环15和天经双环16 内且与水平面成一定角度；参照图2，三辰仪2由三辰仪双环11、黄道双环17、赤道单环13、四象单环7和天运单环12固定在一起形成，赤道单环13垂直于旋转轴，三辰仪双环11垂直于赤道单环13，四象单环7垂直于赤道单环13和三辰仪双环11，天运单环12平行于赤道单环13 ；参照图2，四游仪3由四游仪双环10和直距8固定在一起形成，直距8沿旋转轴方向固定在四游仪双环10上，在四游仪双环10内设有望筒9，在四游仪双环10圆心处有孔， 望筒9上有旋转轴，望筒9通过轴孔配合与四游仪双环联接，望筒9能够绕其旋转轴在四游仪双环10内转动，望筒9中空，观察者利用此中空孔观察星体；参照图3，传动系统包括天柱上轮21、天毂19和天运单环12，天柱上轮21通过拔牙和天毂19的前毂20传动，天毂19的后毂18通过拔牙和天运单环12传动，天柱上轮21 每个太阳日转过H1个拔牙，天运单环12圆周上有n2个拔牙，H1 > n2，天毂19的前毂20和后毂18设有拔牙，实现太阳日与恒星日的区分；参照图4，仰月结构包括仰月22，仰月22设在天毂19的前毂20和后毂18内，并通过立柱固定在六合仪1上，仰月22的上方是带有缺口的圆孔，利用下面的半圆孔支撑天毂19转轴，还能够将天毂19从上面的缺口取出，仰月22能够定期实现天毂19和天柱上轮 21错过一次拨动，保证三辰仪2转一圈对应一个恒星日；参照图5，水趺5上表面设有水沟23，水趺5的四个角有水斗25，水趺的中心处有龙门24，利用水趺5的水沟23和水斗25里水位来实现水趺的水平；本专利技术的工作原理为六合仪1固定不动，三辰仪2随着天运单环12绕与水平面成一定角度的轴线沿纬线转动，四游仪3的四游仪双环10和直距8可绕着同一轴线沿纬线自由旋转，望筒9可以相对于四游仪3沿经线自由转动；天柱上轮21通过拔牙带动前毂20转动，后毂18通过拔牙带动天运单环12转动， 三辰仪2随着转动。天柱上轮21每天(太阳日)转过Ii1个拔牙，天运单环12圆周上有 η2(ηι > n2)个拔牙，天毂19的前毂20和后毂18设有拔牙，根据以上拔牙传动的方式，当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王立平，唐晓强，刘志华，唐乐为，王伟方，柴晓明，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：