擒縱器

擒縱器

擒縱器是使用於鐘錶機械的零件。
擒縱機構最早由希臘的拜占廷人斐羅(Philo of Byzantium)所發明,當時用於機械式盥洗台的一部分,然而用於鐘錶機械的擒縱機制最早是由唐代(618年-907年)比丘僧暨朝廷天文學家、數學家、工程師──一行(683年-727年)開發,以供其一如張衡(78年-139年)所發明的水力推動渾象儀運轉,並且這種機構也可於後來張思訓(活躍於10世紀晚期)與蘇頌(1020年-1101年)所作渾儀/儀象台上找到。一行的擒縱機構讓每隔一刻擊鼓,每隔一時辰撞鐘,其本身就是撞鐘的一種。不像現代擒縱機構採用懸吊震蕩擺臂以停留/釋放這機構里小型旋轉齒輪上的鉤子,中國古代早期的擒縱機構利用重力與水力來達成目的。
在蘇頌的儀象台中,初始時樞輪(它在機構裡如同齒輪)被左右天鎖抵住輪輻,整個樞輪無法轉動;由平水壺經導管流出的水注入樞輪上的受水壺中;受水壺中無水時,受水壺被托在壺底的格叉架住,所以能接受注水;當注入壺中的水到一定重量,格叉就托不住受水壺,開始下降;格叉下降,受水壺也隨之下降,裝在壺側的鐵撥牙就向下擊開關舌;關舌拉動聯在其上的天條,天條再拉下天衡(槓桿)的天權端;天衡天關端隨之抬起,帶動天關,打開左天鎖;左天鎖打開,則樞輪被允許在受水壺中水的重力作用下轉過一輻;接著,因壺側的鐵撥牙已滑過關舌,天條鬆弛,天衡在左天鎖、天關及天衡左側桿的重力作用下,左端下落,抵住樞輪上的下一個輻板,使樞輪不能繼續轉動;同時,天衡右端抬起,並經天條拉起關舌,等候下一次撥擊。右天鎖的作用是防止樞輪因突然被左天鎖抵住而產生的反彈。受水壺在撥過關舌後,其中的水便落入下方的退水壺中。
這裡,中國古人提早400年發明流體驅動、間些性工作擒縱機制。後來西方中世紀晚期機械鐘裡真正擒縱機構;利用砝碼取代水力以產生源源不斷但平穩的節拍。

養耕共生與擒縱器?

養耕共生有一項重要的潮汐開關,當使用連通管原理設計潮汐開關時,潮汐開關的作用必須考慮水量的大小因而造成水位的升高,但是水位的升高是水量除以植栽床的面積,也就是說當植栽床的面積越過大時,幾乎等同我們要選用更大流量的抽水馬達。但是馬達越大代表水量越大的同時,電量也越大,這對商業運作是極度不利。商業養耕共生必須考慮成本,越小的馬達,越少的水量,就代表營運成本越低。因此我們必須考慮現存全世界的養耕共生的一個共同問題,以小水量的抽水馬達驅動整個商業系統。
我已經花了近三個多月的時間,設計一個養耕共生可以使用的擒縱器,然而效果不佳。但是翻查全世界的養耕共生大老們的文獻,也找不到有相關的報導,我個人非常訝異,難道過去30多年,全世界數以十萬計的養耕共生系統,都沒人發現這問題嗎。
結論是很早就有人發現這問題了,可是他們的解法是完全避重就輕,每天養耕共生系統都有天然蒸發的水量,因此每次補充系統蒸發水量到水產養殖池,並溢流植栽部份的蒸發水量過去,也就是說系統的循環是非常不確定的。甚至是補外界的水到系統,並排多餘的水到系統外。對大部份的養耕共生而言,零排放是一個目標,不過最少他是乾淨的水進到系統,排放等同乾淨的水到系統外。

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