苏颂水运仪象台的科学原理研究

北宋苏颂等人建造的水运仪象台是中国古代天文仪器制造史上的高峰, 被誉为是世界上的最早的天文钟，尤其是水运仪的枢轮擒纵机构，被认为是机械钟的先驱。 自上世纪50年代起, 中外对苏颂水运仪象台有过很多复原研究, 台湾、日本以及最近福建同安还进行了1：1的复原。 然而这些复原对于水运仪的关键部件枢轮擒纵机构的认识都是基于50年前英国学者提出的“翻斗”方案， 与历史上的实际情况不符。 本项目通过对《新仪象法要》仔细研读，运用运动学和动力学模拟分析，采用试验方法，对水运仪的机械原理进行了新的探索， 对水运仪的原理和功能有了新的认识。 对水运仪的尺寸、齿轮传动、天象仪器同步、报时精度等天文技术问题进行详细的研究。 基于新的认识， 以科学的并且符合历史原貌的“不翻斗”方案复原水运仪象台。 1：3的复原模型在国际天文学联合会代表大会期间展出（北京2012年8月）。 复原研究所获得的技术参数为1：1复原奠定了基础。 本项目的“不翻斗”方案，证明了水运仪擒纵机制的可行性，对于中国古代天文仪器史研究和机械史研究都是非常重要的结论。 本项目获得专利1项， 包括复原水运仪最关键的擒纵机构的方案和技术参数。