CN114563943B - 以漏水为计时和动力控制制作自动水钟的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及技术领域，是一种以漏水为计时和动力控制制作自动水钟的装置，包括高位蓄水池、漏壶、受水壶和浮箭，拨块与最下方一根拨杆右端相抵以使与最下方一根拨杆对应的一个出水口处于开启状态，其余11个出水口处于关闭状态，拨块能于漏壶向受水壶中持续漏水时上升由初始位置移动至最终位置；与最下方一根拨杆对应的一个出水口开启时间为（2‑S）小时，其余11个出水口的开启时间均为2小时。本申请结构设计巧妙，其纯利用水力为动力来控制十二个出水口依次轮流喷水报时，另外十二个出水口依次轮流喷水后再同时喷水一段时间这一动作能循环进行，实现了十二生肖兽首喷泉报时功能。

Description

以漏水为计时和动力控制制作自动水钟的装置

技术领域

本发明涉及技术领域，是一种以漏水为计时和动力控制制作自动水钟的装置。

背景技术

清朝时期，意大利牧师郎世宁设计建造了圆明园十二生肖水力钟喷泉，十二个生肖兽首呈八字形分列于圆明园海宴堂前的一个池子两边，各个生肖动物每隔两个小时依次轮流喷水，正午时分所有的生肖动物同时喷水，然而由于机械装置早已被毁，因此“十二生肖水力钟”如何达到轮流喷水的报时效果成了一个谜。有专家推测它可能运用的就是中国古代的滴漏报时原理，而另有专家觉得兴许就是人为控制的，毕竟皇帝进园观看水法的日子并不多，只有他去的时候水力钟才装水由人力操控轮流喷水，然而直至今天人们仍然无法完全破解圆明园十二生肖水力钟喷泉的具体原理，十二生肖兽首喷泉报时功能技术难题无法得到解决，也无法为十二生肖水力钟喷泉的再现提供一种切实可行的方案。

发明内容

本发明提供了一种以漏水为计时和动力控制制作自动水钟的装置，克服了上述现有技术之不足，其能实现十二生肖兽首喷泉报时功能。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种以漏水为计时和动力控制制作自动水钟的装置，包括高位蓄水池、漏壶、受水壶和浮箭，受水壶上方设有用于向受水壶持续漏水的漏壶，受水壶中设有浮箭，浮箭包括箭杆和设于箭杆底部的箭舟，箭舟浮于受水壶内的水面上，箭杆上设有拨块，拨块左侧由上至下间隔设置有12根中部转动连接在支架上的拨杆，拨杆左端连接有第一拉绳，高位蓄水池底壁上开设有与12根拨杆一一对应的12个出水口，每个出水口上方均设有一个用于启闭该出水口的盖板，盖板一侧铰接在高位蓄水池底壁上，每根拨杆上的第一拉绳分别与对应的出水口上的盖板连接，每根第一拉绳均能于对应的拨杆逆时针转动时拉起对应的盖板以开启出水口向外喷水，拨块和12根拨杆分别处于初始位置时，拨块与最下方一根拨杆右端相抵以使与最下方一根拨杆对应的一个出水口处于开启状态，其余11个出水口处于关闭状态，拨块能于漏壶向受水壶中持续漏水时上升由初始位置移动至最终位置；在拨块由初始位置移动至最终位置过程中，拨块先在一定时间后与最下方一根拨杆分离，然后依次轮流拨动其余的11根拨杆逆时针转动以使其余的11个出水口依次轮流开启，与最下方一根拨杆对应的一个出水口开启时间为2-S小时，其余11个出水口的开启时间均为2小时，其中一个出水口处于开启状态时其余出水口均处于闭合状态；还包括复位机构，受水壶底部设有排水口，拨块能于移动至最终位置时触发复位机构使排水口和12个出水口同时开启并保持开启状态S小时，拨块能于排水口打开时随液面降低下行并于S小时后回复至初始位置，排水口能于拨块下行回复至初始位置时关闭，12根拨杆均能于拨块下行至初始位置时回复至各自初始位置。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述复位机构可包括复位杠杆、封盖、排水拉绳、固定杆、第二拉绳、第三拉绳、挂环和配重，拨块上方设置有中部转动安装在支架上的复位杠杆，排水口上方设有一个用于启闭该排水口的封盖，封盖一侧铰接在受水壶底壁上，浮箭中部设有上下贯通的竖直安装通孔，安装通孔贯穿箭舟，安装通孔内穿设有排水拉绳，排水拉绳下端和封盖连接，排水拉绳上端和复位杠杆右端连接，对应拨杆右侧位置的支架上设有固定杆，每根拨杆的右端和固定杆之间均连接有一条第二拉绳，复位杠杆左端连接有第三拉绳，对应每根第二拉绳位置的第三拉绳上均固定连接有一个套设在该第二拉绳外侧的挂环，第三拉绳下端连接有配重，复位杠杆能于拨块上行移动至最终位置时在拨块推动作用下由初始位置逆时针旋转至排水位置，复位杠杆处于排水位置时每个挂环均下压对应的第二拉绳以拉起对应的盖板和拉动对应的拨杆逆时针转动至避让位置，拨杆位于避让位置时其在竖直方向上的投影位于拨块在竖直方向上投影的左侧，复位杠杆处于排水位置时复位杠杆拉直排水拉绳并通过排水拉绳拉起封盖以打开排水口，对应安装通孔下方位置的排水拉绳上设有能于浮箭下行时与其相抵的限位结，复位杠杆能于浮箭在排水口排水下行S小时后在排水拉绳拉动作用下顺时针旋转至初始位置。

上述S可为四分之一。

上述漏壶内可通过隔板分隔成左右两个储水室，隔板上贯穿设置有连通左右两个储水室的过水通道，漏壶壶壁距离壶顶一顶距离处设有与左侧储水室连通的漏水细孔，漏壶通过漏水细孔向受水壶中持续漏水。

上述对应拨块位置的支架上可设有竖直导向杆，对应导向杆位置的拨块上设有竖直导向通道，导向杆穿设于导向通道内，拨块能于受水壶内水面上下浮动时沿导向杆上下移动。

上述在拨块由初始位置移动至最终位置过程中，拨块与最下方一根拨杆的持续接触时间可为2-S小时，其余的11根拨杆中每根拨杆与拨块的持续接触时间均为2小时。

上述每根拨杆上的第一拉绳可分别绕过一个定滑轮与对应出水口上的盖板连接。

本申请结构设计巧妙，其纯利用水力为动力来控制十二个出水口依次轮流喷水报时，另外十二个出水口依次轮流喷水后再同时喷水一段时间这一动作能循环进行，由此实现了十二生肖兽首喷泉报时功能，为圆明园十二生肖水力钟喷泉的重建提供了一个切实可行的实现方案。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的主视结构示意图。

附图2为本发明最佳实施例中12个出水口同时开启时的主视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为高位蓄水池，2为漏壶，3为受水壶，4为箭杆，5为箭舟，6为拨块，7为支架，8为拨杆，9为第一拉绳，11为盖板，13为复位杠杆，14为封盖,15为排水拉绳，16为固定杆，17为第二拉绳，18为第三拉绳，19为挂环，20为配重，21为限位结，22为隔板，23为导向杆，24为定滑轮。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1、2所示，该以漏水为计时和动力控制制作自动水钟的装置包括高位蓄水池1、漏壶2、受水壶3和浮箭，受水壶3上方设有用于向受水壶3持续漏水的漏壶2，受水壶3中设有浮箭，浮箭包括箭杆4和设于箭杆4底部的箭舟5，箭舟5浮于受水壶3内的水面上，箭杆4上设有拨块6，拨块6左侧由上至下间隔设置有12根中部转动连接在支架7上的拨杆8，拨杆8左端连接有第一拉绳9，高位蓄水池1底壁上开设有与12根拨杆8一一对应的12个出水口，每个出水口上方均设有一个用于启闭该出水口的盖板11，盖板11一侧铰接在高位蓄水池1底壁上，每根拨杆8上的第一拉绳9分别与对应的出水口上的盖板11连接，每根第一拉绳9均能于对应的拨杆8逆时针转动时拉起对应的盖板11以开启出水口向外喷水，拨块6和12根拨杆8分别处于初始位置时，拨块6与最下方一根拨杆8右端相抵以使与最下方一根拨杆8对应的一个出水口处于开启状态，其余11个出水口处于关闭状态，拨块6能于漏壶2向受水壶3中持续漏水时上升由初始位置移动至最终位置；在拨块6由初始位置移动至最终位置过程中，拨块6先在一定时间后与最下方一根拨杆8分离，然后依次轮流拨动其余的11根拨杆8逆时针转动以使其余的11个出水口依次轮流开启，与最下方一根拨杆8对应的一个出水口开启时间为2-S小时，其余11个出水口的开启时间均为2小时，其中一个出水口处于开启状态时其余出水口均处于闭合状态；还包括复位机构，受水壶3底部设有排水口，拨块6能于移动至最终位置时触发复位机构使排水口和12个出水口同时开启并保持开启状态S小时，拨块6能于排水口打开时随液面降低下行并于S小时后回复至初始位置，排水口能于拨块6下行回复至初始位置时关闭，12根拨杆8均能于拨块6下行至初始位置时回复至各自初始位置。

定义12根拨杆8由下至上依次为第一根拨杆8、第二根拨杆8……第十二根拨杆8，与第一根拨杆8、第二根拨杆8……第十二根拨杆8一一对应的12个出水口依次为第一个出水口、第二个出水口……第十二个出水口，初始位置时，第一根拨杆8右端和拨块6相抵，第一出水口处于开启状态向外喷水，随着漏壶2向受水壶3中持续不断漏水，受水壶3中的水面上升，从而浮箭带动拨块6上升，2-S小时后拨块6与第一根拨杆8分离并开始拨动第二根拨杆8，此时第一出水口关闭、第二出水口开启，随着拨块6的继续上升，第二出水口开启2小时后，第二出水口关闭、第三出水口开启，以此类推，在拨块6由初始位置上升至最终位置过程中，十二个出水口依次轮流开启向外喷水，第一个出水口喷水时间为2-S小时，其余11个出水口均为2小时，当拨块6移动至最终位置时触发复位机构，此时12个出水口同时被开启向外喷水，另外受水壶3底部的排水口也被开启向外排水，受水壶3中的液面下降，拨块6随着浮舟下行，当拨块6下行S小时后，排水口在复位机构的作用下关闭，拨块6和12根拨杆8分别回复至初始位置，除第一个出水口处于开启状态外，其余11个出水口关闭，即整个装置再次回复至初始状态，然后随着漏壶2向受水壶3中继续漏水，整个装置不断进行前述的动作循环，即拨块6在初始位置和最终位置间往复循环移动，12个出水口在一次循环过程中依次轮流开启后再同时开启S小时。

由此在复现十二生肖水力钟时，只需将12个出水口分别通过一根出水管与12个生肖兽首连通，在过11点S小时时开始通过漏壶向受水壶中持续不断漏水，由此当与第一个出水口连通的生肖兽首喷水时即为午时，当与第二个出水口连通的生肖兽首喷水时即为末时，当与第三个出水口连通的生肖兽首喷水时即为申时，以此类推，当与第十二个出水口连通的生肖兽首喷水时即为巳时，巳时末随着拨块移动至最终位置击发复位机构，12个出水口同时开启S小时，由此12个生肖兽首在午时开始时同时喷水S小时，从而就可实现12生肖兽首依次轮流喷水报时，且在午时12生肖兽首能同时喷水，即通过本装置的设置实现了十二生肖兽首喷泉报时功能，为十二生肖水力钟复现提供了一种切实可行的方案。

可根据实际需要，对上述以漏水为计时和动力控制制作自动水钟的装置作进一步优化或/和改进：

如附图1、2所示，复位机构包括复位杠杆13、封盖14、排水拉绳15、固定杆16、第二拉绳17、第三拉绳18、挂环19和配重20，拨块6上方设置有中部转动安装在支架7上的复位杠杆13，排水口上方设有一个用于启闭该排水口的封盖14，封盖14一侧铰接在受水壶3底壁上，浮箭中部设有上下贯通的竖直安装通孔，安装通孔贯穿箭舟5，安装通孔内穿设有排水拉绳15，排水拉绳15下端和封盖14连接，排水拉绳15上端和复位杠杆13右端连接，对应拨杆8右侧位置的支架7上设有固定杆16，每根拨杆8的右端和固定杆16之间均连接有一条第二拉绳17，复位杠杆13左端连接有第三拉绳18，对应每根第二拉绳17位置的第三拉绳18上均固定连接有一个套设在该第二拉绳17外侧的挂环19，第三拉绳18下端连接有配重20，复位杠杆13能于拨块6上行移动至最终位置时在拨块6推动作用下由初始位置逆时针旋转至排水位置，复位杠杆13处于排水位置时每个挂环19均下压对应的第二拉绳17以拉起对应的盖板11和拉动对应的拨杆8逆时针转动至避让位置，拨杆8位于避让位置时其在竖直方向上的投影位于拨块6在竖直方向上投影的左侧，复位杠杆13处于排水位置时复位杠杆13拉直排水拉绳15并通过排水拉绳15拉起封盖14以打开排水口，对应安装通孔下方位置的排水拉绳15上设有能于浮箭下行时与其相抵的限位结21，复位杠杆13能于浮箭在排水口排水下行S小时后在排水拉绳15拉动作用下顺时针旋转至初始位置。

当拨块6上行至最终位置时，此时第12个出水口已开启2个小时，此时复位杠杆13在拨块6推动作用下逆时针旋转至排水位置，复位杠杆13右端上抬、左端下压，十二个挂环19在配重20的作用下分别下压对应的第二拉绳17，将十二个盖板11拉起，十二根出水口同时开始排水，另外十二个挂环19在下压第二拉绳17的同时将十二根拨杆8拉动至避让位，另外由于复位杠杆13右端上抬，从而通过排水拉绳15将封盖14拉起，排水口被打开，受水壶3中的水经排水口排出，从而浮箭随着液面的下降不断下降，拨块6随着浮箭不断下降，而此时十二根拨杆8都处于避让位，不会妨碍拨块6的下降，当拨块6从开始下降起下降了S小时后，此时浮箭与排水拉绳15上的限位结21相抵并通过排水拉绳15将复位杠杆13拉动回复至其初始位置，封盖14在自身重力作用下复位将排水口封堵，十二个挂环19被拉起至其初始位置，除与第一根拨杆8对应的盖板11外其余的11个盖板11在重力作用下复位将对应的11个出水口封闭，即除第一根拨杆8外的其余11根拨杆8复位，与第一根拨杆8对应的盖板11在自身重力的作用下有向下翻转闭合第一个出水口的趋势，从而第一根拨杆8有从避让位置顺时针翻转的趋势，然而由于此时拨块6刚好处于初始位置，由此第一拨杆8由避让位置顺时针翻转时其右端会与拨杆8相抵，从而使第一拨杆8处于初始位置，由此在拨杆8从最终位置下降S小时后回复至初始位置时，12根拨杆8均回复至初始位置，即第一个出水口保持开启，而其余的十一个出水口均处于闭合状态，复位杠杆13、封盖14均回复至初始位置。本装置通过复位机构的设置，实现了拨块6上下循环往复动作，实现了12个出水口在依次轮流喷水后再同时喷水S小时这一动作的循环进行。

进一步的，复位杠杆13可为两端封闭内部中空的中空管结构，中空管内填充有液体或流沙，复位杠杆13处于初始位置时其刚好处于一平衡位置，当拨块6移动到最终位置推动复位杠杆13时，复位杠杆13内部液体或流沙移动，平衡点被打破，复位杠杆13瞬间逆时针旋转至排水位置，而当拨块从最终位置下行S小时后，复位杠杆13瞬间顺时针旋转至初始位置。

具体的，S为四分之一。通过控制漏壶2向受水壶3开始持续不断漏水的时间，使得12个出水口同时出水的时间刚好是午时一刻期间，由此实现十二个出水口在午时同时出水的目的。

如附图1、2所示，漏壶2内通过隔板22分隔成左右两个储水室，隔板22上贯穿设置有连通左右两个储水室的过水通道，漏壶2壶壁距离壶顶一顶距离处设有与左侧储水室连通的漏水细孔，漏壶2通过漏水细孔向受水壶3中持续漏水。根据需求，漏壶2壶壁距离壶顶一寸距离处设有与左侧储水室连通的漏水细孔，实际使用时，可通过高位蓄水池1向右侧储水室供水，保持左右两个储水室均溢满，通过设置隔板22，由此右侧储水室的水面波动不会影响到左侧储水室，由此保证漏壶2向受水壶3持续不断漏水时水流均匀稳定。

如附图1、2所示，对应拨块6位置的支架7上设有竖直导向杆23，对应导向杆23位置的拨块6上设有竖直导向通道，导向杆23穿设于导向通道内，拨块6能于受水壶3内水面上下浮动时沿导向杆23上下移动。通过导向杆23和导向通道的配合，由此保证拨块6在初始位置和最终位置间往复移动时不会发生横向位置偏移。

如附图1、2所示，每根拨杆8上的第一拉绳9分别绕过一个定滑轮24与对应出水口上的盖板11连接。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (8)

1.一种以漏水为计时和动力控制制作自动水钟的装置，其特征在于包括高位蓄水池、漏壶、受水壶和浮箭，受水壶上方设有用于向受水壶持续漏水的漏壶，受水壶中设有浮箭，浮箭包括箭杆和设于箭杆底部的箭舟，箭舟浮于受水壶内的水面上，箭杆上设有拨块，拨块左侧由上至下间隔设置有12根中部转动连接在支架上的拨杆，拨杆左端连接有第一拉绳，高位蓄水池底壁上开设有与12根拨杆一一对应的12个出水口，每个出水口上方均设有一个用于启闭该出水口的盖板，盖板一侧铰接在高位蓄水池底壁上，每根拨杆上的第一拉绳分别与对应的出水口上的盖板连接，每根第一拉绳均能于对应的拨杆逆时针转动时拉起对应的盖板以开启出水口向外喷水，拨块和12根拨杆分别处于初始位置时，拨块与最下方一根拨杆右端相抵以使与最下方一根拨杆对应的一个出水口处于开启状态，其余11个出水口处于关闭状态，拨块能于漏壶向受水壶中持续漏水时上升由初始位置移动至最终位置；在拨块由初始位置移动至最终位置过程中，拨块先在一定时间后与最下方一根拨杆分离，然后依次轮流拨动其余的11根拨杆逆时针转动以使其余的11个出水口依次轮流开启，与最下方一根拨杆对应的一个出水口开启时间为2-S小时，其余11个出水口的开启时间均为2小时，其中一个出水口处于开启状态时其余出水口均处于闭合状态；还包括复位机构，受水壶底部设有排水口，拨块能于移动至最终位置时触发复位机构使排水口和12个出水口同时开启并保持开启状态S小时，拨块能于排水口打开时随液面降低下行并于S小时后回复至初始位置，排水口能于拨块下行回复至初始位置时关闭，12根拨杆均能于拨块下行至初始位置时回复至各自初始位置；S为四分之一。

2.根据权利要求1所述的以漏水为计时和动力控制制作自动水钟的装置，其特征在于复位机构包括复位杠杆、封盖、排水拉绳、固定杆、第二拉绳、第三拉绳、挂环和配重，拨块上方设置有中部转动安装在支架上的复位杠杆，排水口上方设有一个用于启闭该排水口的封盖，封盖一侧铰接在受水壶底壁上，浮箭中部设有上下贯通的竖直安装通孔，安装通孔贯穿箭舟，安装通孔内穿设有排水拉绳，排水拉绳下端和封盖连接，排水拉绳上端和复位杠杆右端连接，对应拨杆右侧位置的支架上设有固定杆，每根拨杆的右端和固定杆之间均连接有一条第二拉绳，复位杠杆左端连接有第三拉绳，对应每根第二拉绳位置的第三拉绳上均固定连接有一个套设在该第二拉绳外侧的挂环，第三拉绳下端连接有配重，复位杠杆能于拨块上行移动至最终位置时在拨块推动作用下由初始位置逆时针旋转至排水位置，复位杠杆处于排水位置时每个挂环均下压对应的第二拉绳以拉起对应的盖板和拉动对应的拨杆逆时针转动至避让位置，拨杆位于避让位置时其在竖直方向上的投影位于拨块在竖直方向上投影的左侧，复位杠杆处于排水位置时复位杠杆拉直排水拉绳并通过排水拉绳拉起封盖以打开排水口，对应安装通孔下方位置的排水拉绳上设有能于浮箭下行时与其相抵的限位结，复位杠杆能于浮箭在排水口排水下行S小时后在排水拉绳拉动作用下顺时针旋转至初始位置。

3.根据权利要求1或2所述的以漏水为计时和动力控制制作自动水钟的装置，其特征在于漏壶内通过隔板分隔成左右两个储水室，隔板上贯穿设置有连通左右两个储水室的过水通道，漏壶壶壁距离壶顶一顶距离处设有与左侧储水室连通的漏水细孔，漏壶通过漏水细孔向受水壶中持续漏水。

4.根据权利要求1或2所述的以漏水为计时和动力控制制作自动水钟的装置，其特征在于对应拨块位置的支架上设有竖直导向杆，对应导向杆位置的拨块上设有竖直导向通道，导向杆穿设于导向通道内，拨块能于受水壶内水面上下浮动时沿导向杆上下移动。

5.根据权利要求3所述的以漏水为计时和动力控制制作自动水钟的装置，其特征在于对应拨块位置的支架上设有竖直导向杆，对应导向杆位置的拨块上设有竖直导向通道，导向杆穿设于导向通道内，拨块能于受水壶内水面上下浮动时沿导向杆上下移动。

6.根据权利要求1或2或5所述的以漏水为计时和动力控制制作自动水钟的装置，其特征在于在拨块由初始位置移动至最终位置过程中，拨块与最下方一根拨杆的持续接触时间为2-S小时，其余的11根拨杆中每根拨杆与拨块的持续接触时间均为2小时。

7.根据权利要求3所述的以漏水为计时和动力控制制作自动水钟的装置，其特征在于在拨块由初始位置移动至最终位置过程中，拨块与最下方一根拨杆的持续接触时间为2-S小时，其余的11根拨杆中每根拨杆与拨块的持续接触时间均为2小时。

8.根据权利要求1或2或5或7所述的以漏水为计时和动力控制制作自动水钟的装置，其特征在于每根拨杆上的第一拉绳分别绕过一个定滑轮与对应出水口上的盖板连接。