主题
- #鐘錶工程
- #H4航海鐘
- #航海技術
- #精密機械
1767年，英國皇家天文學會發行了關於約翰·哈里森（John Harrison）革命性的航海鐘H4的詳細技術文件。這份文件被認為是航海計時器歷史上最重要的出版物之一。今天，我們將通過這份文件來了解H4具有的革命性技術。
為精確計時而進行的創新設計
1. 均勻動力傳輸系統
[圖5 - 擒縱器和主發條系統]
H4最值得注意的特點是其動力傳輸方式。從上圖可以看出，它設計成通過第一個齒輪和擒縱器（Fusee）來傳輸恆定的力量。尤其透過具有55個齒的棘輪和具有75個齒的永恆棘輪，實現了精密的動力傳輸。
[圖4 - 反向齒輪和8針系統]
此外，它還通過安裝在反向齒輪上的8個銷釘，實現了每八分之一分鐘自動上弦的獨創的回動器（remontoire）系統。這就像內置了一個每8秒鐘運作的小型時鐘。
2. 溫度補償系統
[圖12 - 溫度計和擺輪系統]
當時鐘錶最大的問題之一是溫度變化造成的誤差。上圖顯示了哈里森設計的「溫度計曲線」裝置。該裝置由標示為AA的上部板、標示為BB的擺輪以及標示為aa的溫度計組成一個系統，以應對溫度變化。
3. 革命性的擒縱機構設計
[圖8 - 擒縱叉詳細圖]
[圖9 - 擺輪和擺輪的比例]
擒縱機構的創新設計可在圖8和圖9中看到。特別是圖8中的擒縱叉以實際尺寸的10倍繪製，顯示了其詳細結構；圖9顯示了擺輪、擺輪和擒縱叉之間精確的比例。
提高精度的細節技術
1. 精密的齒輪設計
[圖3 - 第二齒輪和第三齒輪]
H4的齒輪組設計非常精密。第二齒輪有120個齒，第三齒輪有144個齒，它們分別與18齒和16齒的小齒輪嚙合，傳遞精確的動力。
2. 精密的零件製造工藝
最後一個值得注意的是哈里森的創新熱處理方法。他使用了精確控制鉛和錫比例的合金，擺輪軸使用錫和鉛1:12的比例，擺輪游絲和小齒輪使用1:17的比例混合，並在不同的溫度下進行熱處理。
結語
哈里森的H4不僅僅是一隻鐘錶，更是18世紀最頂尖精密機械技術的結晶。以上所看到的圖紙充分展現了他的天才工程能力，也奠定了現代精密鐘錶製造的基礎。
這種創新設計不僅對航海技術的發展做出了巨大貢獻，而且對整個精密機械工程產生了深遠的影響。H4的遺產至今仍是高精度機械製造的標準。
[原文連結]
#鐘錶工程 #航海技術 #發明, #工業革命, #精密機械 #歷史 #約翰·哈里森
#H4計時器 #科學技術史
评论0