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图 4分隔水箱与其控制系统

当水从下方的水槽中沿导管流出后,会流到一只装在一根长轴的水轮上,并且在长轴上还装有数根销钉,在水推动水轮转动时长轴也会转动,并且其销钉在转动中会拨动前面伸出的连杆,连杆被拨动时会带动前面的乐师击鼓击手鼓和击钹,以此来发出声响报时。在水轮下方还有一只水槽,当水从水轮上流下后,会汇入水槽中,沿水槽上的导管流入到一只密封箱中,在密封箱的上板处装有一只导管,在导管的末端有一只气哨,置于前方的号手(笛手)的旁边;并且在密封箱的下板上还装有一只U形的虹吸管,用于在水装满时将水全部排出。因此,当水从水轮的下方的水槽中流入到密封箱中时,空气也会被压入上方的导管中,当空气冲击气哨时会发出声响。当水漫过虹吸管的U型弯后,会被全部从密封箱中抽出,水从密封箱中抽出后流到密封箱下方的水箱中,以供下次再进行换装(图5)。

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图 5 水轮、乐师和笛手的运动构造

在全部的计时过程中来看,当计时开始时,柱状水箱中的水会装满并开始定量放出,随着水箱中水位的下降,水面上的铜制中空的浮筒开始下降,并通过其上连接的绳索带动第一个绕线轮转动,而与之同轴的另一只绕线轮也会同时转动,并且拉动轮子上的绳索牵引放置在其上面的滑车,滑车向前运动时,其上连接的半月形指示针也随车向前,同车连带的立柱也在第一个小时时推下第一块人像牌,人像牌落下时,一方面将其下方的门板撞开,并且顶开卡锁机关,将翻板放下,翻版变换颜色;另一方面,在人像下落时拉动了上方的挡片,挡片打开,释放了木槽中的两颗铜球,铜球通过木槽和其下方的管道进入到两边的猎鹰的头内,猎鹰的头部重心发生改变,使得两只猎鹰同时向前倾,铜球其嘴中落入到其下方的瓶中,铜球落在瓶中的铜铙上发出声响,以此来报时。在之前计时的5个小时中,这台水钟都是以这样的方式进行报时的,在第6个小时及其以后,下方的前台上的乐师才会加入到报时的行列中来,即在6时之前,节流阀前方的水盘通过导管将水蓄入第一个分隔的水箱中,并在第6时时,第一个水箱中的水已经将近蓄满,并且第6时时,水才会被放出,推动水轮带动前方的乐师进行奏乐,并且在6时后的每三个小时,即9时、12时的时刻中,除了猎鹰可以报时外,乐师都会在猎鹰吐落铜球后开始奏乐来报时,相对应的结构已经在前面的文中提及。

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图 6 天文指示盘

在此处要提一个关于钟的上方的天文,日、月的轨道运行(图6)。在刚开始研究这类水钟时,我本以为上方的天象系统是与下方的报时机构向连接的(或者说希望这样);但是,再往后的包括在天文指示盘的研究当中,我发现这台钟上的天文演示盘实际上是由人工来使其运转的,而且,其在天文指示盘的基本构造实际上是一块带有日月的运行轨道和黄道十二宫图案的圆形木板,其轴连接到后方,并在其上有另一个标记孔的圆盘,而当一昼夜完成后,负责专门看管这台水钟的人把其中太阳与月亮的位置作变动,并且将一切的物件归位,并且把水放回柱状水箱中,这样的有相对人工回位与人工调整的操作对于现在而言当然不可以用自动化的钟表分类将其归类,但是在11—13世纪的阿拉伯帝国,乃至放眼全世界,甚至是欧洲,与其理念和运行水平相近的同时代器械是几乎没有的,因此,将其放在当时的历史背景与历史环境中而言,这样的水钟已经是相当先进且相当成功的了!