机械钟

        水运仪象台,其制为台四方而再重,上狭下广,高下相地之宜。四面以巨枋木为柱,柱间各设广桄,周以板壁,下布地栿,上布板面。内设胡梯,再休隔上开南北各一门,隔下开二门,各南向双扉。浑仪置上隔。仪有三重:曰六合仪,曰三辰仪,曰四游仪。其上以脱摘板屋覆之。六合仪有阳经双规为天规,纵置之;阴纬单规为地浑,横置之。三辰仪南施天运环。浑象连木地柜,置台中隔。浑象亦有天经双规,纵置木地柜中,半出地上,半隐地下,有地浑单规置地柜面。台内仰设昼夜机轮八重,贯以机轮轴。第一重曰天轮,在天束上,与浑象赤道牙相接;第二重曰昼时钟鼓轮;第三重曰时刻钟鼓轮;第四层[重]曰时初正司辰轮;第五重曰报刻司辰轮;第六重曰夜漏金钲轮;第七重曰夜漏更筹司辰轮;最下第八重曰夜漏箭轮。外以五层半座木阁蔽之。层皆有门,以见木人出入。第一层左摇铃,右扣钟,中击鼓;第二层报时初及时正;第三层报刻;第四层击夜漏金钲;第五层报夜漏更筹。又于八轮之北侧设枢轮。其轮以七十二辐,为三十六洪,束以三辋,夹持受水三十六壶。毂中横贯铁枢轴一,南北出轴,南为地毂,运拨地轮,天柱中动机轮,动浑象,上动浑仪。又枢轮左设天池、平水壶。平水壶受天池水注入受水壶,以激枢轮。受水壶水落入退水壶,由壶下北窍引水入升水下壶,以升水下轮运水入升水上壶,上壶内升水上轮及河车同转上下轮运水入天河。天河复流入天池,周而复始。
        

宋·苏颂《新仪象法要》卷下

        仪象运水法:水运之制,始于下壶。先实水于升水下壶。壶满则拨河车八距,河车动则升水上下轮俱动。升水下轮以八戽斗运水入升水上壶,升水上轮以十六戽斗运水入天河,天河东流入天池,天地水南出渴乌注入平水壶,由渴乌西注入枢轮受水壶。受水壶之东与铁枢衡格叉相对,格叉以距受水壶。壶虚即为格叉所格,所以能受水;水实即格叉不能胜壶,故格叉落。格叉落即壶侧铁拨击开天衡关舌,掣动天条。天条动则天衡起,发动天衡关,左天锁开即放枢轮。一辐过,一辐逼,即枢轴动。其枢轮所检括者二:一以运浑仪;一以动机轮。所谓运浑仪者,枢轮动则地毂动,地毂动则天柱下轮动,天柱下轮动则天毂后轮动,天毂后轮动则天毂前轮动,天毂前轮动则天运环动,天运环动则三辰仪随天运转,此枢轮所以运浑仪也。所谓动机轮者,枢轮动则地毂动,地毂动则天柱下轮动,天柱下轮动则天柱中轮动,天柱中轮动则机轮动,则枢轮所以动机轮也。机轮所以检括者四:一以天轮运浑象;二以动钟鼓轮;三以动时初正司辰轮;四以动报刻司辰轮。所谓以天轮运浑象者,机轮动则天轮动,天轮动则浑象随天运转,此天轮所以动浑象也。所谓动钟鼓轮者,机轮动则昼时钟鼓轮相随而动。其轮上有牙距,时初,则拨左木人所执铃竿以摇铃;时正,则拨右木人所执撞竿以扣钟;刻至,则拨中人所执椎以击鼓。三者并在木阁第一层,左右及中门内相应,此机轮所以动钟鼓轮也。所谓动时初正司辰轮者,机轮动则昼夜时初正司辰轮相随而动。时至,则轮上木人执牌出木阁第二层门中,以报初及正,此机轮所以动时初正司辰轮也。所谓报刻司辰轮者,机轮动则报刻司辰轮相随而动。刻至,则轮上木人于木阁第三层门中出报,此机轮所以动报刻司辰轮也。已上枢轮一辐过,则左天锁及天关关。左天锁及天关关,则一受水落入退水壶,一壶落则关锁再拒,次壶则激轮右回,故以右天锁拒之,使不能西也。每受水一壶,过水落入退水壶,由下窍北流入升水下壶,再动河车运水入上水壶,周而复始。
        

宋·苏颂《新仪象法要》卷下

        【评】水运仪象台是我国古代也是世界古代最杰出的机械天文钟,系由北宋官员兼科学家苏颂于1088年组织创制的。该台由多个齿轮系和传动机械组成,其中天衡及其附件是后世机械钟表中的“擒纵器”的先声。以上是关于水运仪象台的形制、工作原理及工作程序的详细资料,是近世研究与复原水运仪象台的重要文献。
        通天塔,即自鸣钟也。其式坦然创为之。形如西域浮屠,凡三层,置架上下以银块填之。塔之下层,中藏铜轮,互相带动,外不得见。中层前开一门,有时盘正圆如桶,分为十二项,篆书十二时,牌为下轮之所拨动,与天偕运。日一周于天,而盘亦反其故处矣。每至一时,则其时牌正向于外,人得见之。中藏一木童子,持报刻牌,自内涌出于中层之上,鸣钟一声而下。其上层悬铜钟一口,机发则鸣。每刻钟一鸣,交一时则连鸣八声。钟之前有韦驼天尊象,合掌向外,左右巡视。更上则结顶矣。此式未之前见。宜供佛前,以代莲花漏。予恳坦然拆而示之,大小轮多至二十余,皆以黄铜为之。而制造粗糙,聊具其形耳,小用即坏矣。坦然未经师授,曾于唵答公处,见西洋人为之,遂得其窾窾。
        

清·刘献庭《广阳杂记》卷三