Найскладнішим і найцікавішим механізмом, створеним у середні віки, був механічний годинник. Хто винайшов механічний годинник? Є джерела, які стверджують, що такий годинник вперше з'явився в Західній Європі. І все ж перший механічний годинник винайшли в Китаї і його створив чернець, а тепер давайте про все по порядку.
У 723 р. буддійський монах і математик І Сін сконструював годинниковий механізм, названий ним «сферичною картою піднебесся з висоти пташиного польоту», що рухається водою. Вода була джерелом енергії, але рух регулювали механізми. Цей годинник мав своєрідний спусковий пристрій, який затримував обертання водяного колеса до тих пір, поки кожен його ківш не наповниться у свою чергу догори, а потім допускав його поворот на певний кут, так і почалася історія механічного годинника.
Винахід механічного годинника в Європі
Коли винайшли механічний годинник у Європі, сказати важко. У XIII ст. вони, у всякому разі, вже існували. Данте, наприклад, згадує колісний годинник з боєм. Відомо, що в 1288 р. в лондонському Вестмінстері було встановлено баштовий годинник. Вони мали одну стрілку, яка відзначала лише годинник (хвилини тоді не вимірювали). Маятника в них не було, а хід не вирізнявся точністю.
Баштовий колісний годинник був не тільки вимірювачами часу, але нерідко був справжнім витвором мистецтва, будучи предметом гордості соборів і міст. Наприклад, баштовий годинник Страсбурзького собору (1354 р.) показував місяць, сонце, частини доби та години, відзначали свята церковного календаря, Великдень та пов'язані з ним дні. Опівдні перед фігуркою Богоматері схилялися троє волхвів, а півень кукарекав і бив крилами. Спеціальний механізм наводив у рух маленькі цимбали, що відбивали час. Від Страсбурзького годинника до наших днів залишився лише півень.
Механічний годинник у середньовіччі
У середні віки практично час точно не вимірювали. Воно поділялося на приблизні періоди – ранок, опівдні, вечір – без чітких меж між ними. Французький король Людовік IX (1214-1270 рр.) вимірював вночі час, що пройшов по довжині свічки, що постійно коротшає.
Єдиним місцем, де намагалися впорядкувати рахунок часу, була церква. Вона розділяла добу не за природними явищами (ранок, вечір тощо), а відповідно до циклу богослужіння, що повторюється щодня. Відлік починався з заутрені (до кінця ночі), а на світанку відзначалася перша година і далі послідовно: третя година (вранці), шостий (полудень), дев'ята (після полуденний) увечері і так звана «завершальна година» - час, коли закінчувався добовий богослужіння. Але назви служб відзначали не лише інтервали часу, а початок певних етапів добового богослужіння, які припадали на різний «фізичний» час у різні пори року.
Церковний відлік часу був потіснений в XIV ст., коли баштовий годинник з боєм став споруджуватися на міських будівлях. Цікаво, що у 1355 р. жителям одного французького містечка було надано дозвіл побудувати міську дзвіницю, щоб її дзвони відбивали не церковний годинник, а час комерційних угод та роботи суконщиків.
У XIV ст. люди починають старанно рахувати час. Поширення отримали механічний годинник з боєм, і разом з ними міцно увійшло до тями уявлення про поділ доби на 24 рівні між собою години. Пізніше, у XV ст., запроваджується і нове поняття – хвилина.
У 1450 р. винайдено пружинний годинник, а до кінця XV ст. увійшли у вживання переносні годинники, але ще занадто великі, щоб їх можна було назвати кишеньковими або ручними. На Русі баштовий годинник з'явився в 1404 р. і в XV-XVI ст. поширилися по всій країні.
11.01.2017 о 23:25
Історія походження механічного годинника наочно демонструє початок розробки складних технічних приладів. Коли винайшли годинник, вони протягом кількох століть залишалися головним технічним винаходом. І до сьогодні історики не можуть зійтись на думку - хто ж насправді першим винайшов механічний годинник, спираючись на історичні факти.
Історія годинника
Ще до революційного відкриття - розробки механічного годинника, першим і найпростішим приладом для вимірювання часу був сонячний годинник. Вже понад 3,5 тисячі років тому, засновані на кореляції руху Сонця і довжиною, положенням тіні від предметів, сонячний годинник був найбільш широко використаним приладом для визначення часу. Також надалі з'являлися в історії згадки про водяний годинник, за допомогою якого намагалися перекрити недоліки та похибки сонячного винаходу.
Трохи пізніше в історії з'явилися згадки про вогневий годинник або свічковий годинник. Даний спосіб виміру - тонкі свічки, довжина яких досягала до метра, з нанесенням по всій довжині часовою шкалою. Іноді додатково до бокових сторін свічки кріпили металеві стрижні, і коли віск вигоряв, бічні кріплення, падаючи вниз, видавали характерні удари по металевій чаші свічника - означаючи звуковий сигнал певного періоду часу. До того ж свічки допомагали не лише визначати час, а й у нічний період допомагали висвітлювати приміщення.
Наступним, не маловажним винаходом до механічних приладів, варто виділити пісочний годинник, який дозволяв вимірювати лише невеликі проміжки часу, не більше півгодини. Але, як і вогневий прилад, пісочний годинник не зміг досягти точності сонячних.
Крок за кроком з кожним приладом у людей виробилося чіткіше уявлення про час, безперервно продовжувалися пошуки досконалого способу його вимірювання. Унікально новим, революційним приладом став винахід першого колісного годинника, і з моменту його виникнення настала ера хронометрії.
Створення першого механічного годинника
Це годинник, за допомогою якого час вимірюється за механічними коливаннями маятника або системи баланс-спіраль. На жаль, точна дата та імена майстрів винаходу першого в історії механічного годинника залишаються невідомими. І залишається лише звертатися до історичних фактів, що свідчать про етапи створення революційного приладу.
Історики визначили, що почали використовувати механічний годинник у Європі на рубежі XIII - XIV століть.
Баштовий колісний годинник варто назвати першим представником механічного покоління вимірювання часу. Суть роботи була простою – однопривідний механізм складався з кількох частин: гладка дерев'яна вісь та камінь, який прив'язували канатом до валу, таким чином запрацювала функція гирі. Під впливом тяжкості каменю, канат поступово розмотувався і сприяв обертання осі, визначаючи хід часу. Головною складністю такого механізму були колосальна вага, а також громіздкість елементів (висота вежі становила мінімум 10 метрів, а маса гирі сягала позначки 200 кг), що спричиняло наслідки у вигляді великих похибок у тимчасових показниках. В результаті в середньовіччі дійшли висновку, що робота годинника повинна залежати не лише від єдиного руху гирі.
Механізм надалі доповнили ще кількома складовими, які зуміли керувати рухом – регулятор «Білянець» (являв собою металеву основу, розташовану паралельно поверхні храпового колеса) та спусковий розподільник (складна складова у механізмі, за допомогою якої здійснюється взаємодія резуляттора та передавального механізму). Але, незважаючи на всі подальші нововведення, баштовий механізм продовжував вимагати безперервного спостереження, залишаючись при цьому найточнішим приладом виміру часу, навіть не дивлячись на всі свої недоліки та великі похибки.
Хто винайшов механічний годинник
Зрештою, згодом механізми баштового годинника перетворилися на складну конструкцію з багатьма автоматично рухомими елементами, різноманітною системою бою, зі стрілками та декоративними прикрасами. З цього моменту годинник став не тільки практичним винаходом, а й предметом захоплення - винахід техніки та мистецтва одночасно! Безперечно, варто виділити деякі з них.
З ранніх механізмів, таких як баштовий годинник у Вестмінстерському абатстві в Англії (1288 р.), у храмі Кентербері (1292 р.), у Флоренції (1300 р.), на жаль, жоден не зумів зберегти імена їх творців, залишившись невідомими .
У 1402 році був споруджений Празький баштовий годинник, оснащений автоматично рухливими фігурками, які під час кожного бою курант відображали певний набір рухів, уособлюючи історію. Найдавніша частина Орлоя - механічний годинник та астрономічний циферблат, була реконструйована в 1410 році. Кожна складова деталь була зроблена годинниковим майстром Мікулашем із Кадані за проектом астронома та математика Яна Шинделя.
Наприклад, годинниковому майстру Джунелло Турріано знадобилося 1800 коліс для виготовлення баштового годинника, який демонстрував денний рух Сатурна, річний рух Сонця, переміщення Місяця, а також спрямування всіх планет відповідно до птолемеївської системи світобудови, і перебіг часу протягом дня.
Всі перераховані вище годинники були винайдені відносно незалежно один від одного і мали високу похибку показників часу.
Перші зачіпки теми про винахід годинника з пружинним двигуном орієнтовно виникли в другій половині XV століття. Саме завдяки цьому винаходу наступним кроком стало відкриття зменшених варіацій годинника.
Перший кишеньковий годинник
Наступним кроком революційних приладів став перший кишеньковий годинник. Нова технологія з'явилася орієнтовно в 1510 завдяки механіку з німецького міста Нюрберга - Петеру Хенлейну. Головною особливістю приладу стала заводна пружина. Модель показувала час лише за допомогою однієї стрілки, демонструючи приблизний період часу. Корпус був виготовлений із позолоченої латуні у формі овалу, в результаті отримавши назву «Нюренберзьке яйце». Надалі годинникові майстри прагнули повторити та вдосконалити за прикладом та подобою перших.
Хто винайшов перший сучасний механічний годинник
Якщо ж говорити про сучасний годинник, у 1657 році винахідник голландець Християн Гюйгенс вперше застосував маятник як регулятор годинника, і цим зумів значно зменшити похибку показань у своєму винаході. У першому годині Гюйгенса добова похибка не перевищувала 10 секунд (для порівняння раніше похибка коливалася від 15 до 60 хвилин). Вартовий майстер зумів запропонувати рішення - нові регулятори і для гирьового, і для пружинного годинника. Тепер із цього моменту механізми стали значно досконалішими.
Слід зазначити, що у всі періоди пошуку ідеального рішення залишалися незамінним предметом захоплення, здивування та захоплення. Кожен новий винахід вражав своєю красою, трудомісткою роботою та кропіткими знахідками для вдосконалення механізму. І навіть сьогодні майстри не перестають радувати нас новими рішеннями у виробництві механічних моделей, підкреслюючи унікальність і точність кожного свого приладу.
Винахід механічного годинника приписується різним особам. Зокрема, винахідником годинника називають ченця та математика Герберта Оріяцького (930-1003 рр.), який ввів у Європі арабські цифри та рахунок на абаку. У романі М. Булгакова «Майстер і Маргарита» Воланд називає його «відомим чаклуном». Так було. Герберт (згодом тато Сильвестр ТТ) знав більше своїх сучасників, отже, він був чаклуном, за що і був, мабуть, отруєний. Швидше за все, його годинник був водяним. Герберт під час своїх поїздок Іспанією міг знайомитися з принципом дії та пристроєм різних арабських астрономічних приладів і, перш за все, водяного годинника. Цілком виразно, що у VI ст. араби оснастили годинник майстерним механізмом, за допомогою якого на циферблаті щогодини з'являлася якась лялька. Але водяний годинник ніколи не показував точний час. Герберт був автором сонячного годинника, виготовленого в 996 р. для міста Магдебурга. Однак, в жодному пізнішому джерелі немає згадки про те, що ідеї Герберта хтось почав розвивати після його смерті.
Винахідниками механічного годинника називають і інших осіб. У всякому разі, схеми першого баштового годинника були різними. З часом годинник став складнішим. Можна вважати, що винахід та виготовлення годинника певним чином сприяли становленню механіки. Очевидно, наприклад, що зубчасті колеса настільки широко поширилися в техніці багато в чому завдяки винаходу годинника. Виробництво годинників, навіть таких великих і недосконалих, якими були перші зразки, вимагало набагато вищої точності виготовлення, ніж усі колишні машини. Кажуть, що сучасне машинобудування є дітищем від «шлюбу» тонкої майстерності годинникаря з технікою важкого машинобудування, що застосовувалася будівельниками водяних млинів та інших потужних двигунів.
У китайців з початку нашої ери був годинник (або діючі астрономічні моделі), які рухалися водяним колесом. Одні з них, створені між 1088 та 1092 рр., мали своєрідний спусковий пристрій, який затримував обертання колеса доти, доки кожен ківш не наповниться догори, а потім допускав його поворот на певний кут. Однак цей пристрій не був справжнім спуском, оскільки обертання колеса визначалося головним чином течією води. Воно дуже відрізнялося від балансового та шпиндельного спусків європейських годинників XIV ст. Скільки достовірних даних про те, що винаходи Китаю вплинули на розвиток годинникових механізмів у Європі, немає, хоча така можливість і не виключена.
У Європі Віллард де Гонкур описував (приблизно в 1250 р.) грубий спусковий пристрій, який дозволяв фшурці ангела завжди показувати рукою на сонці. Але це знову ж таки мало нагадує шпиндельний спуск.
Рівномірність ходу механічного годинника, що рухається підвішеною гиркою, залежить від спуску («сторожка»), який через певні проміжки часу перериває рух годинникового механізму. Походження цього пристрою ще туманніше, ніж у разі переважної більшості середньовічних винаходів.
У сучасному механічному годиннику використовується пружинний двигун. У старовинному годиннику двигуном була гиря. І зараз ще таких годин достатньо. Прототипом перших годин багато хто вважає колодязь з коміром. Ворота - це вал, на який намотана мотузка: один кінець мотузки прикріплений до коміра, а до іншого прив'язане відро. Обертаючи комір за рукоятку, ви піднімаєте відро з водою. Але варто вам упустити відро, яке ви щойно насилу підняли, як воно стрімголов полетить вниз, розмотуючи мотузку і змушуючи комір і рукоятку з шаленою швидкістю обертатися. Можливо, що для винахідника годинника з гирею зразком послужила саме криниця з коміром. Відро нагадує гирю, а рукоятка, що обертається, - стрілку.
Для забезпечення рівномірності руху стрілки було винайдено пристосування - регулятор. Такий регулятор є у всіх механічних годинниках: і у вантажних, і у пружинних.
Гиря, опускаючись, змушує обертатися як вал, а й з'єднане з ним зубчасте колесо. Щоб загальмувати обертання цього коліщатка, поруч із ним розташована вісь із двома лопаточками. Одна лопаточка потрапляє в якийсь момент між двома зубцями коліщатка. Зубець, якому лопаточка заважає пройти, штовхає її вперед. Від цього вісь повертається на півоберта, і нижня лопаточка застряє між двома іншими зубцями. А для того, щоб коліщатку не так легко було обертати вертушку, на верхній кінець осі насаджений брус із двома грузиками. Змусивши гирю обертати вертушку та ще брус із грузиками, можна забезпечити її повільне та рівномірне опускання (невеликими поштовхами).
Перший годинник у порівнянні з сучасним був дуже просто і грубо зроблений, і тому показували час не дуже точно. У них була лише одна стрілка – вартова. Заводити їх доводилося кілька разів на день, тому годинникар мав жити в вежі з годинником, щоб стежити за механізмом. Цифри на циферблаті показували від 1 до 24, а не так, як зараз-до 12. Одну годину вони били після заходу сонця, а 24-на заході наступного дня. За старих часів початком доби вважалася не опівночі, як тепер, а час заходу сонця. Пізніше стали розмічати циферблат, повторюючи цифри від 1 до 12 двічі - для ночі та дня. Але через деякий час почав робити годинник зі звичним зараз рахунком.
Згідно з деякими документами, годинник з'явився в Англії близько 1286 р., у Франції - близько 1300 р., в Італії - близько 1335 р. Відомо, що вперше механічний годинник зареєстрований у документах у 1320 р. Однак ці перші відомі нам годинники, до речі, сучасники Данте Аліг'єрі (баштовий годинник згадується в «Божественній комедії») вже представляли зразок високої майстерності: досить складний механізм відтворював рух планет і Місяця. На думку Лендса, механічний годинник народився близько 1250 р. Саме до цього часу відносяться перші згадки про професію годинникара, а в записах церковних витрат з'являється стаття, яка передбачає оплату майстру, який ремонтує баштовий годинник. Спочатку їхня роль зводилася до того, щоб скликати своїм боєм на молитву (що ж це за годинник без бою?). Поява механічного годинника викликала серйозні зміни в житті людей.
По церковних дзвонах городяни розподіляли у Парижі свій день. Шевці, шпалерники, сукняри, позументники закінчували роботу з першим ударом до вечірні. Булочники пекли хліб до ранку. Теслярі закінчували роботу з першим ударом великого дзвону церкви Нотр-Дам. О восьмій годині вечора влітку і о сьомій зимою дзвони давали сигнал: туши світло. І всі поспішно гасили лампи та свічки і лягали спати.
Годинник, про який до нас дійшли лише непрямі відомості, були визнаними шедеврами, предметом гордості церков та монастирів. Так, до нашого часу дожив годинниковий механізм собору Солсбері, побудований в 1386г. Він складається з двох серій коліс, що рухаються гирями: однією для вказівки часу, інший для бою. Найстаріші документи про механічний годинник, що містять опис і креслення, опубліковані в одинадцяти різних рукописах, один з яких належить творцеві годинника професору астрономії та медицини Джованні де Донді з Падуї. Він закінчив спорудження годинника в 1364 р. після 16 років праці.
Один з перших з'явився баштовий годинник в Англії (1286 р.). Король Едуард Перший звелів поставити великий годинник на Вестмінстерській вежі в Лондоні, над будинком парламенту. Це висока чотирикутна вежа з гострокінцевим куполом, яка височить над усіма навколишніми будівлями, як велетень над карликами. Триста шістдесят сходів ведуть нагору до Великого Тому - так прозвали англійці свій перший годинник. Чотири століття поспіль Великий Том невтомно відбивав час. У туманні лондонські дні стара вежа, як маяк серед моря, розсилала на всі боки свої глухі тривожні сигнали. Потім місце Великого Тома зайняли інший годинник - Великий Бен.
Незабаром з'явився і в інших містах Європи баштовий годинник. Карл П'ятий, король Франції, виписав із Бургундії вартового майстра Генріха де Віка, якому доручив поставити годинник на вежі королівського палацу в Парижі. Вісім років працював над будівництвом годинника майстер. За те, що він доглядав потім за годинником, йому було покладено платню - шість су на день - і відведено приміщення в тій же вежі, де знаходився годинник.
За кілька років інший майстер - француз Жан Жуванс побудував годинник для одного з королівських замків. На них є напис: "Карл П'ятий, король Франції, поставив мене за допомогою Жана Жуванса в літо 1380" Жан Жуванс і Генріх де Вік-ось деякі з перших годинників, імена яких дійшли до нас.
Кишеньковий годинник
Близько 1500 р., нарешті, з'явився кишеньковий годинник. Винайшов їх годинниковий майстер німецького міста Нюрнберга Петер Генлсйн. Говорили, що він ще хлопчиком дивував усіх своїми здібностями. І справді, завдання було під силу тільки дуже здібній людині.
Найбільша складність була в тому, щоб замінити гирі якимсь іншим двигуном. Петер Генлейн пристосував для цього пружину. У глибині механізму кишенькового годинника розміщується кругла плоска коробочка, зроблена з латуні. Це «барабан», будиночок, в якому міститься двигун годинника-пружина. Один кінець пружини – внутрішній – нерухомий; він прикріплений до осі, де сидить барабан. Інший – зовнішній – прикріплений до стінки барабана. Щоб завести годинник, треба обертати барабан і цим закручувати пружину. Як тільки ми надали пружину самій собі, вона починає розвертатися, зовнішній кінчик її повертається на колишнє місце, а разом з ним і барабан робить стільки ж оборотів назад, скільки раніше зробив уперед. Кілька зубчастих коліщат передають обертання барабана стрілкам - так само, як у годиннику з гирею. Для того, щоб уповільнити розгортання пружини, Петер Генлейн скористався приблизно таким же механізмом, який робили у великій годині.
Стрілка була лише одна. Часового скла не було. Над кожною цифрою - шишечка, щоб у темряві можна було дізнатися, котра година. Шишечки потрібні були ще ось чому. За старих часів вважалося дуже неввічливим дивитися на годинник, перебуваючи в гостях. Якщо ви поглянете на годинник, господарі можуть подумати, що вони вам набридли. Тому, коли гість збирався йти, він опускав руку в кишеню свого камзола і непомітно намацував стрілку та шишечку, біля якої вона стояла. У перших кишенькових годинників скла не було. Воно з'явилося лише на початку XVII ст. Головка годинника спочатку служила тільки для підвішування, а заводили годинник не головкою, а ключем.
Перший кишеньковий годинник був названий нюренберзькими яйцями, хоча насправді вони мали форму не яйця, а круглої коробочки. Але дуже скоро годинникам стали надавати найрізноманітнішу форму. Тут були і зірки, і метелики, і книги, і серця, і лілії, і жолуді, і хрести, і мертві голови. Годинник цей був часто прикрашений мініатюрними картинами, емаллю, дорогоцінним камінням. Такі гарні іграшки шкода було ховати в кишеню, і тому їх почали носити на шиї, на грудях і навіть на животі. Деякі чепурухи носили дві години — золоті та срібні, щоб усі бачили, наскільки вони багаті. Носити годинник у кишені вважалося непристойним.
Вартові майстри настільки віртуозно і майстерно виконували свою роботу, що їм вдавалося робити зовсім крихітні годинники, які носили у вигляді сережок або замість каменю в персні. У королеви данської, яка вийшла заміж за англійського короля Якова Першого, було кільце з вробленим у нього годинником. Цей годинник відбивав час, але не за допомогою дзвіночка, а маленьким молоточком, який тихенько вдаряв по пальцю. Дивно, які чудові речі вилупилися із грубих ню-ренберзьких яєць! Скільки мистецтва потрібно було, щоб зробити такий перстень! Адже на той час вся робота проводилася руками.
Зараз, коли годинник виготовляють машинним способом, майстрам доводиться лише збирати окремі частини, виготовлені машинами. У їхньому розпорядженні всілякі токарні верстати, машинки для нарізування зубців і т.д. Не дивно, що годинник зараз дешевий і доступний усім. Але 400-500 років тому зробити годинник більш менш хорошим було нелегко, і годинник коштував дуже дорого.
Кишеньковий годинник з боєм був не завжди зручний. Вони били кожні півгодини, і їхній дзвін, кажуть, заважав розмові. Можливо, саме тому вони вийшли із вжитку. Пізніше двом англійським годинникарам вдалося зробити годинник, який бив лише тоді, коли натискали голівку.
Особливо цінувалися годинник з репетицією роботи знаменитого Бреге (Abraham Louis Breguet) родом зі Швейцарії. При натисканні на голівку, лунав незвичайно мелодійний дзвін. Маленькі молоточки відбивають спочатку годинник, потім чверть і нарешті хвилини. Мимоволі вам починає здаватися, що цей тихий, сумний дзвін доноситься звідкись з іншої країни, з дзвонів казкового міста, від якого вас відокремлює лише золота кришка годинника.
Луї Бреге (іноді пишуть Брегет) (1747-1823 рр.), один із представників знаменитої французької родини, був видатним годинникарем. За свою майстерність та великі заслуги у вдосконаленні годинникових механізмів він був обраний членом Паризької Академії наук. Бреге створив найкращі для свого часу хронометри та ряд точних фізичних приладів. Годинник його роботи описаний А.С. Пушкіним у «Євгенії Онєгіні»
Сучасний механізм заводу годинника і переведення стрілок був винайдений тільки в 1835 р. паризьким годинникарем Раймондом Берто.
Головний московський годинник
У Стародавній Москві теж був свій Великий Том - годинник на Спаській вежі в Кремлі. Перший московський годинник був виготовлений ченцем Лазарем Сербіним в 1404 р. на замовлення князя Володимира Дмитровича, сина Дмитра Донського. Цей інок прибув до Москви з Афона, де було кілька православних монастирів, які поширювали візантійську культуру серед слов'ян. Годинник був встановлений на одній із башт білокам'яного Кремля, недалеко від того місця, де зараз знаходиться Благовіщенський собор. Вони були влаштовані особливим чином. Зазвичай у годиннику обертається стрілка, а циферблат залишається нерухомим. Тут було навпаки: циферблат обертався, а нерухомою лишалася стрілка. Та й стрілка була дивовижна: у вигляді маленького сонця з променями, яке було укріплене на стіні над циферблатом. На додачу до всього, на циферблаті було позначено не дванадцяту годину, як завжди, а цілих сімнадцять. Як же це москвичі вважали час таким дивним годинником?
Відповідь на це ми знаходимо у записках мандрівників. Ось що пише про годинник Спаської вежі мандрівник Мейєрберг:
«Вони показують годинник дня від сходження до заходу сонця... Росіяни поділяють добу на двадцять чотири години, але вважають годинник за присутністю або відсутністю сонця, так що при сходженні його годинник б'є один, потім продовжує бити до самого заходу сонця. Після цього починають рахунок з першої нічної години аж до настання дня... Коли бувають найдовші дні, годинник показує і б'є до сімнадцятої, і тоді ніч триває сім годин».
Ось який складний був тоді рахунок часу! Не дивно, що за годинами був потрібен постійний нагляд. Коли годинникар, що жив у вежі, бував напідпитку, годинник показував невірний час, збиваючи з пантелику купців у торгових рядах і писарів у наказних канцеляріях. Ночами, коли на Спаській вежі бив годинник, по всьому місту починався стукіт і трезвон.
«На будь-якій вулиці, - каже Мейєрберг, - поставлені сторожа, які щоночі, впізнаючи час по бою годинника, стільки ж разів б'ють у стічні жолоби або в дошки, щоб стукіт цей давав знати про їхню пильність негідникам, що хитаються ночами».
Годинник Лазаря Сербіна довгий час був єдиним у Москві, а й у всій Русі. У 1435 р. з'явився годинник у Великому Новгороді. Дещо пізніше, в 1476 р., годинник встановили у Святогірському монастирі міста Пскова. Найдавніший з годинників, що дійшли до нас, - годинник Соловецького монастиря - виготовлені в 1539 р. новгородським майстром Семеном Часовиком. Механізм, зроблений Семеном Часовиком, був залізний, кований.
На Спаській вежі (колишній Фролівській) годинник встановив у 1625 р., коли англійський майстер Христофор Головей надбудував її наметом, Bin/три якого розмістив годинниковий механізм. У роботі брали участь і російські майстри: поморські селяни Ждан, його син Шумило Жданов та онук Олексій Шумілов.
У 1702 р. Петро I закупив у Голландії три баштового годинника, один з них доставили до Москви. У 1706 р. вони були встановлені на спасській вежі і пущені в хід ковалем Никифором Яковлєвим. Годинник мав циферблат з 12-годинним поділом. Спочатку куранти грали мелодію гімну «Кіль славен...». З 1706 по 1815 р. цей годинник неодноразово ремонтувалися російськими майстрами Семеном Івановим, Яковом Лебедєвим та ін.
У 1851-1852 pp. механізм, що зносився, був розібраний і замість нього фірма братів Бутеноп встановила новий годинник. З'явилися чотири циферблати та хвилинні стрілки, механізм став мати чотири заводні вали. Годинник благополучно пропрацював майже півтора століття і продовжує відміряти московський час. Діаметр циферблатів 6,2 м, довжина хвилинних стрілок -3,27 м, вартових - 2,97 м. Маса кожної стрілки близько 60 кг, а маса всього механізму становить 25 т. Раніше було 33 дзвони, зараз - 10.
Перший раз Кремлівські куранти пролунали в ефірі 20 лютого 1926 р. До цього протягом майже двох років по радіо лунали дзвони годинника з вежі Вестмінстерського абатства в Лондоні.
І. П. Кулібін та його годинник
Геніальний російський винахідник і конструктор Іван Петрович Кулібін (1735-1818 рр.) змайстрував годинник у вигляді гусячого яйця, який бив годинник, половину та чверті. Щогодини в середині яйця розчинялися двері. У глибині з'являлися дрібні фігурки. Після вистави грали куранти, і двері зачинялися.
Іван Петрович Кулібін мав багато чудових винаходів. Натовпи народу стікалися в Таврійський сад у Петербурзі подивитися на виставлену там велику модель кулібінського одноаркового мосту, який мав однією величезною дугою з'єднати обидва береги Неви. А кулібінський семафорний телеграф був поряд з телеграфом француза Шаппа однією з найвдаліших спроб побудувати, як тоді казали, «далеко-відповідальну машину».
Його «машинне судно», яке йшло проти течії під дією сили самої течії, блискуче витримало випробування і Неві і Волзі. Ялик із двома веслярами ледве встигав за «машинним судном», яке везло вантаж у чотири тисячі пудів.
Єдине, що вдалося Кулібіну здійснити за все його довге життя, - це кілька іграшок та ще й дзеркальні ліхтарі для карет та прилад для відчинення вікон у палацових коридорах.
Якби Кулібін народився десь в Америці або в Англії, він був би зараз так само відомий у всьому світі, як Фулипон і Аркрайт. Але Кулібін народився і виріс у кріпосному строю.
Маятник та годинник
Галілео Галілею (1564-1642 рр.) здалося, що гойдання лампади в соборі продовжуються завжди однаковий час. Поступово гойдання ставали дедалі менше, поки лампада не заспокоювалися зовсім, але й за меншого розмаху час гойдання було те саме. Час він визначав за ударами пульсу. Згодом Галілей перевірив своє спостереження. Він помітив, що всі маятники - грузики на нитці - роблять свої гойдання в той самий час, якщо довжина нитки одна і та ж. Чим коротшою була нитка, тим менше часу тривало кожне хитання. Можна зробити такий маятник, кожне хитання якого - праворуч і ліворуч - триватиме рівно секунду. Для цього нитка має бути довжиною близько метра. В результаті цих спостережень (1583-1595 рр.) Галілей зробив висновок, що можна зробити точний годинник. Потрібно було б пристосувати маятник до годинника, зробити так, щоб маятник регулював хід годинника. Однак побудувати такий годинник не вдалося ні Галілею, ні його старшому синові.
Це завдання вдалося вирішити до 1656 іншого знаменитого вченого-голландця Християна Гюйгенса (1629-1695 рр.), механіку, фізику і математику. Відомості про роботи Галілея та його сина він, ймовірно, отримав від свого батька, Костянтина Гюйгенса, який був послом Голландії у Франції. У цей час у Парижі перебував син Галілея.
Пристрій настінного годинника з маятником зовсім не так складно. У корпусі знаходяться гиря та барабан, на який намотана мотузка. Разом із барабаном обертається зубчасте колесо. Це перше колесо обертає маленьку шестерню, а разом із нею – годинникове колесо, яке сидить на одній із нею осі. Називається це колесо вартовим тому, що до нього прикріплено годинникову стрілку. Годинникове колесо обертає другу шестерню, а разом з нею і ходове колесо. Цей пристрій був відомий ще до Галілея та Гюйгенса. Різниця в тому, що тут немає вертушки і балансира, а замість них є інший пристрій, який затримує ходове колесо і не дає гирі занадто швидко опускатися. Нагорі над ходовим колесом є вигнута пластинка, що нагадує якір. Вона і називається якорем. Якір постійно гойдається разом з маятником, який підвішений позаду механізму. Припустимо, що лівий гачок якоря застряг між зубцями ходового колеса. На мить вона зупиниться. Але зараз гиря зробить свою справу і змусить ходове колесо відштовхнути від себе гачок, який йому заважає. Від цього поштовху гачок підніметься та пропустить один зубець колеса. Але від цього поштовху маятник хитнеться вліво, а правий гачок якоря опуститься і знову застопорить ходове колесо.
Майстри, що виготовляють і ремонтують годинник, називаються годинникарем. У мистецтві механічний годинник є символом часу.
Механічний годинник за точністю ходу поступається електронним і кварцовим (1-й клас точності механічного годинника - від +40 до -20 секунд на добу; похибка кварцового годинника знаходиться в межах від 10 секунд на день до 10 секунд на рік). Тому в даний час з незамінного інструменту механічний годинник перетворюється на символ престижу.
Енциклопедичний YouTube
1 / 5
✪ Механічні та електромагнітні коливання
✪ ##МЕХАНІЧНИЙ ШАМПУР##
✪ Електричний кросовер M-Byte від китайців!
✪ ТАЙМЕР електронний та механічний який краще
✪ Вивчаємо час щогодини зі стрілками. Годинник. Частина 1
Субтитри
Історія
Прототипом першого механічного годинника можна вважати Антикитерський механізм, виявлений археологами на початку XX століття серед уламків античного торгового судна і датований II століттям до н.е. [ ]
Перший механічний годинник з анкерним механізмом був виготовлений в Танському Китаї в 725-году нашої ери майстрами ІСіном і ЛянЛінцзанем. З Китаю секрет пристрою, мабуть, потрапив до арабів.
На даний момент найстаріший баштовий годинник Європи знаходиться в Гродно, Республіка - Білорусь. Вони перебувають у робочому стані вже понад 500 років. .
Пізніше з'явився кишеньковий годинник, запатентований у 1675 році Х. Гюйгенсом, а потім - багато пізніше - і годинник наручний. Спочатку наручний годинник був тільки жіночий, багато прикрашений дорогоцінним камінням ювелірні вироби, що відрізняються низькою точністю ходу. Жоден поважаючий себе чоловік того часу не вдяг би годинник собі на руку. Але війни змінили порядок речей і в 1880-го року масове виробництво наручного годинника для армії започаткувала фірма Girard-Perregaux.
Конструкція механічного годинника
Механічний годинник складається з декількох основних частин:
- Джерело енергії - заведена пружина чи піднята гиря.
- Спусковий - механізм - пристрій, який перетворює безперервний обертальний рух в коливальний або зворотно-поступальний рух. Спусковий механізм визначає точність ходу годинника.
- Коливальна система - маятник чи балансир (баланс).
- Механізм підзаводки та перекладу стрілок - ремонтуар.
- Система шестерень, що з'єднує пружину та спусковий механізм – ангренаж.
- Циферблат зі стрілками.
Маятник
Історично першою коливальною системою був маятник. Як відомо, при однаковій амплітуді та постійному прискоренні, вільного падіння частота коливання маятника незмінна.
До складу маятникового механізму входять:
- Маятник;
- Анкер, з'єднаний із маятником;
- Хропове колесо (храповик).
Точність ходу налаштовується зміною довжини маятника чи довжини пружини.
Класичний маятниковий механізм має три недоліки. По-перше, частота коливань маятника залежить від амплітуди коливань (цей недолік подолав Гюйгенс, змусивши маятник коливатися по циклоїді, а не по дузі кола). (Галілей опублікував дослідження коливань маятника і заявив, що період коливань не залежить від їхньої амплітуди, що приблизно вірно для малих амплітуд.) По-друге, маятниковий годинник повинен бути встановлений нерухомо; на транспорті, що рухається, їх застосовувати не можна. По-третє, частота залежить від прискорення вільного падіння, тому годинник, вивірений на одній широті, відставатиме на нижчих широтах і йтиме вперед на більш високих.
Баланс
Фази Місяця
У наручному годиннику встановлюється ексцентрик (мовою годинникарів роторабо сектор, Так як виконаний у вигляді легкої пластини з накладкою у формі сектора дуги з важкого сплаву вольфрамового; в дорогих годинниках застосовуються сплави золота, ще більш важкі), який обертається при русі руки і заводить пружину. Тому при постійному носінні годинника їх взагалі не потрібно заводити. Механізм автопідзаводу та пружина з'єднані фрикціоном.
Автопідзавод позитивно позначається на точності (пружина постійно перебуває у майже заведеному стані). У водонепроникному годиннику повільніше зношується різьблення, яке закручує заводну головку.
Годинник з автопідзаводом товщий і важчий за годинник з ручним заводом. Жіночі калібри з автопідзаводом досить примхливі, через мініатюрність їх деталей. Автопідзавод марний для малорухливих людей (наприклад, що у похилому віці чи болючому стані), і навіть для людей, які носять годинник лише іноді. Однак за наявності спеціального пристрою для автоматичного заводу годинника під назвою «віндер», годинник може постійно перебувати в закладеному стані. Віндери працюють від побутової електромережі (220В або 110В) або від акумуляторних батарей. . Точність ходу годинника з турбійоном становить: −1/+2 сек. на добу. Часто турбійон роблять видимим через віконце у циферблаті. Фактично, турбійон повертає весь годинний механізм навколо своєї осі протягом однієї хвилини, що у зв'язку з впливом тяжіння Землі змушує години півхвилини поспішати, а наступні півхвилини відставати, що нівелює вплив тяжіння Землі на точність ходу.
У 2003 році, відомий годинникар Франк Мюллер винайшов нову версію маятника Турбійон - це був двоосьовий Tourbillon Revolution 2. Він складається з 2 кареток, які можуть одночасно обертатися по горизонталі та вертикалі. Таким чином, він усунув проблему [ яку?] , яка була притаманна наручним годинникам із пристроєм Турбійон. Через рік, цей же винахідник представив годинник Tourbillon Revolution 2, який міг обертатися вже в 3 площинах.
Ефективність турбійонів багаторазово ставилася під сумнів з моменту їх винаходу. На думку годинникара Олександра Міляєва, верстати-автомати роблять настільки збалансовані колеса, що турбійон просто не потрібен, а годинник з турбійонами є «показником виняткової майстерності годинникаря та високого статусу власника».
Індикатор запасу ходу
Показує, на скільки годин або днів вистачає заводу пружини.
Особливі типи годинників
Будильник
У вказаний момент дає звуковий сигнал. Час сигналу встановлюється за допомогою додаткової стрілки. Будильник зазвичай дзвонить 2 рази на добу з традиційним циферблатом, поділеним на 12 годин і 1 раз з циферблатом, поділеним на 24 години
Хронометр
Спочатку хронометр застосовувався в морі для визначення географічної борги. У наші дні, так називають особливо точний механічний годинник, що відповідає стандарту ISO 3159. У Швейцарії сертифікацію здійснює Офіційний швейцарський контроль хронометрів. Годинник отримує статус за умови, що за добу йде не більше ніж на 10 секунд (15 секунд для хронометрів другого класу).
Секундомір
Годинник, який слугує для відліку коротких проміжків часу (наприклад, у спорті). Секундомір дозволяє в будь-який момент запускати та зупиняти відлік часу, а також швидко обнулювати свідчення. На відміну від звичайного годинника секундоміри не призначені для визначення поточного часу, тільки інтервалів, від одного моменту до іншого.
Хронограф
Хронографом називають механічний або кварцовий годинник, який одночасно є секундоміром.
Механічний годинник, що за своїм пристроєм нагадує сучасний, з'явився в 14 столітті в Європі. Це годинник використовують гирьовий або пружинний джерело енергії, а в якості коливальної системи у них застосовується маятниковий або балансовий регулятор. Можна виділити шість основних компонентів годинникового механізму:
1) двигун;
2) передавальний механізм із зубчастих коліс;
3) регулятор, що створює рівномірний рух;
4) спусковий розподільник;
5) стрілочний механізм;
6) механізм перекладу та заводки годинника.
Перший механічний годинник називали баштовим колісним годинником, в рух вони приводилися вантажем, що опускається. Привідний механізм був гладким дерев'яним валом канатом до якого був примотаний камінь, що виконує функцію гирі. Під дією сили тяжіння гирі канат починав розмотуватися і обертати вал. Якщо цей вал через проміжні колеса з'єднати з основним храповим колесом, пов'язаним зі стрілками-покажчиками, вся ця система якось вказуватиме час. Проблеми подібного механізму у величезній великоваговості та необхідності гирі кудись падати і в не рівномірному, а прискореному обертанні валу. Щоб задовольнити всі необхідні умови, для роботи механізму будували споруди величезних розмірів, як правило, у вигляді вежі, висота якої була не нижче 10 метрів, а вага гирі досягала 200 кг, природно, всі деталі механізму були значних розмірів. Зіткнувшись із проблемою нерівномірності обертання валу, середньовічні механіки зрозуміли, що хід годинника не може залежати тільки від руху вантажу.
Механізм необхідно доповнити пристроєм, який керував би рухом всього механізму. Так з'явився пристрій, що стримує обертання колеса, його назвали "Білянець" - регулятор.
Білянець був металевий стрижень, розташований паралельно поверхні храпового колеса. До осі більця під прямим кутом один до одного прикріплено дві лопатки. При повороті колеса зубець штовхає лопатку доти, доки вона не зісковзне з нього і не відпустить колесо. У цей час інша лопатка з протилежного боку колеса входить у поглиблення між зубцями та стримує його рух. Працюючи, білянок розгойдується. При кожному повному його коливанні храпове колесо пересувається однією зубець. Швидкість гойдання більця, взаємопов'язана зі швидкістю рухається храпового колеса. На стрижень більця навішують вантажі, зазвичай, у формі куль. Регулюючи величину цих вантажів і відстань їх від осі, можна змусити колесо хропіння рухатися з різною швидкістю. Звичайно, ця коливальна система багато в чому поступається маятнику, але може використовуватися в годиннику. Однак, будь-який регулятор зупиниться, якщо постійно не підтримувати його коливання. Для роботи годинника необхідно, щоб частина рухової енергії від головного колеса постійно надходила до маятника або більця. Це завдання в годиннику виконує пристрій, який називається спусковим розподільником.
Різні види білянців
Спусковий механізм найскладніший вузол у механічному годиннику. Через нього здійснюється зв'язок між регулятором та передавальним механізмом. З одного боку, спуск передає поштовхи від двигуна до регулятора, що необхідні підтримки коливань регулятора. З іншого боку, підпорядковується рух передавального механізму закономірності руху регулятора. Точний хід годинника залежить головним чином від спускового механізму, конструкція якого спантеличила винахідників.
Перший спусковий механізм був шпиндельний. Регулятором ходу цього годинника був так званий шпиндель, що представляє собою коромисло з важкими вантажами, встановлене на вертикальній осі і що поводиться поперемінно то в праве, то в ліве обертання. Інерція вантажів мала гальмуючий вплив на годинниковий механізм, уповільнюючи обертання його коліс. Точність ходу подібного годинника зі шпиндельним регулятором була низька, а добова похибка перевищувала 60 хвилин.
Так як у першому годиннику не було спеціального механізму заводки, підготовка годинника до роботи вимагала великих зусиль. Кілька разів на день треба було піднімати на велику висоту важку гирю та долати величезний опір усіх зубчастих коліс передавального механізму. Тому вже в другій половині XIV століття головне колесо стали кріпити таким чином, що при зворотному обертанні валу (проти стрілки годинника) воно залишалося нерухомим. Згодом пристрій механічного годинника ставало складніше. Збільшилася кількість коліс передавального механізму т.к. механізм відчував сильне навантаження і швидко зношувався, а вантаж опускався дуже швидко і його доводилося піднімати кілька разів на день. До того ж для створення великих передатних відносин були потрібні колеса занадто великого діаметру, що збільшувало габарити годинника. Тому стали вводити проміжні додаткові колеса, завдання яких входило плавно збільшувати передавальні відносини.
Механізми баштового годинника
Баштовий годинник був примхливим механізмом і вимагав постійного спостереження (через силу тертя потребували постійного мастила) та участі обслуговуючого персоналу (підйом вантажу). Незважаючи на велику похибку добового ходу, довгий час цей годинник залишався найточнішим і найпоширенішим приладом для вимірювання часу. Механізм годинника ускладнювався, з годинником стали пов'язувати інші пристосування, що виконують різноманітні функції. Зрештою, баштовий годинник перетворився на складний пристрій з багатьма стрілками, автоматичними рухливими фігурами, різноманітною системою бою, і чудовими прикрасами. Це були шедеври мистецтва та техніки одночасно.
Наприклад, Празький баштовий годинник, споруджений у 1402 році, був оснащений автоматичними рухливими фігурками, які під час бою розігрували справжню театральну виставу. Над циферблатом перед боєм розкривалися два віконця, з яких виходили 12 апостолів. Фігурка Смерті стояла на правій стороні циферблата і при кожному бою годинника повертала косу, а людина, що стояла поруч, кивала головою, підкреслюючи фатальну неминучість, а пісочний годинник нагадував про кінець життя. Ліворуч циферблата знаходилися ще 2 фігурки, одна зображала людину з гаманцем у руках, який щогодини дзвенів монетами, що лежали там, показуючи, що час - гроші. Інша постать зображала мандрівника, що мірно вдаряв палицею в землю, показуючи суєтність життя. Після бою годинника з'являлася фігурка півня, який тричі кричав. Останнім у віконці з'являвся Христос і благословляв усіх глядачів, що стояли внизу.
Іншим прикладом баштового годинника було спорудження майстра Джунелло Турріано, якому знадобилося 1800 коліс для створення баштового годинника. Цей годинник відтворював денний рух Сатурна, годинник дня, річний рух Сонця, рух Місяця, а також усіх планет відповідно до птолемеївської системи світобудови. Для створення таких автоматів були потрібні спеціальні програмні пристрої, які приводив великий диск, керований годинниковим механізмом. Всі рухомі частини фігур мали важелі, які то піднімалися то опускалися під дією обертання кола, коли важелі потрапляли в особливі вирізи і зубці диска, що обертається. Також, баштовий годинник мав окремий механізм для бою, який приводився в рух власною гирею, причому багато годинників по-різному відбивали опівдні, опівночі, години, чверть години.
Після колісного годинника з'явився більш удосконалений пружинний годинник. Перші згадки про виготовлення годинника з пружинним двигуном відносять до другої половини 15 століття. Виготовлення годинника з пружинним двигуном відкрило шлях до створення мініатюрного годинника. Джерелом рушійної енергії в пружинному годиннику служила заведена і пружина, що прагне розвернутися. Вона була еластичною, загартованою сталевою стрічкою, згорнутою навколо валу всередині барабана. Зовнішній кінець пружини закріплювався за гачок у стінці барабана, внутрішній з'єднувався з валом барабана. Пружина прагнула розвернутися і обертала барабан і пов'язане з ним зубчасте колесо. Зубчасте колесо своє чергу передавало цей рух системі зубчастих коліс до регулятора включно. Перед майстрами виникала низка складних технічних завдань. Основна з них стосувалася роботи самого двигуна. Так як для правильного ходу годинника, пружина повинна протягом тривалого часу впливати на колісний механізм з однією і тією ж силою. Навіщо необхідно змусити її розгортатися рівномірно і повільно.
Винахід запору, послужило поштовхом до створення пружинного годинника. Він був маленькою клямкою, що поміщалася в зуби коліс і дозволяла пружині розкручуватися тільки так, що одночасно повертався весь її корпус, а разом з ним колеса годинникового механізму.
Так як пружина має неоднакову силу пружності на різних стадіях свого розгортання, першим годинникарам доводилося вдаватися до різних хитрощів, щоб зробити її хід рівномірнішим. Пізніше, коли навчилися виготовляти якісну сталь для годинникових пружин, у них відпала потреба. У сучасному недорогому годиннику пружину просто роблять досить довгою, розрахованою приблизно на 30-36 годин роботи, але при цьому рекомендують заводити годинник раз на добу в один і той же час. Спеціальний пристрій заважає пружині при заводі звернутися до кінця. В результаті хід пружини використовується тільки в середній частині, коли сила пружності її більш рівномірна.
Наступним кроком до вдосконалення механічного годинника було відкриття законів коливання маятника зроблене Галілеєм. Створення маятникового годинника полягало в з'єднанні маятника з пристроєм для підтримки його коливань та їхнього відліку. Фактично, маятниковий годинник - це вдосконалений пружинний годинник.
Наприкінці життя Галілей став конструювати такий годинник, але далі за розробки справа не пішла. А вже після смерті великого вченого перший маятниковий годинник був створений його сином. Пристрій цього годинника тримався в суворому секреті, тому вони не вплинули на розвиток техніки.
Незалежно від Галілея в 1657 році механічний годинник з маятником зібрав Гюйгенс.
При заміні коромисла на маятник перші конструктори зіштовхнулися із проблемою. Вона полягала в тому, що маятник створює ізохронні коливання лише при малій амплітуді, тим часом шпиндельний спуск вимагав великого розмаху. У першому годиннику Гюйгенса розмах маятника досягав 40-50 градусів, що порушувало точність ходу. Для компенсації цього недоліку, Гюйгенсу довелося виявити винахідливість і створити особливий маятник, який у ході коливання змінював свою довжину і коливався цикловою кривою. Годинник Гюйгенса мав незрівнянно більшу точність, ніж годинник з коромислом. Їхня добова похибка не перевищувала 10 секунд (у годиннику з коромисловим регулятором похибка коливалася від 15 до 60 хвилин). Гюйгенс винайшов нові регулятори як для пружинного, так і для гирьового годинника. Механізм став набагато досконалішим, коли як регулятор почали використовувати маятник.
У 1676 році Клемент, англійський годинникар винайшов якірно-анкерний спуск, який ідеально підходив до маятникових годинників, що мали невелику амплітуду коливання. Ця конструкція спуску була вісь маятника на яку насаджувався якір з палетами. Розгойдуючись разом із маятником, палети поперемінно впроваджувалися в ходове колесо, підпорядковуючи його обертання періоду коливання маятника. Колесо встигало повернутись на один зуб при кожному коливанні. Такий механізм спуску дозволяв маятнику отримувати періодичні поштовхи, які не давали йому зупинитися. Поштовх відбувався, коли ходове колесо, звільнившись від одного із зубів якоря, вдарялося з певною силою об інший зуб. Цей поштовх передавався від якоря до маятника.
Винахід маятникового регулятора Гюйгенса здійснив переворот у техніці годинної справи. Гюйгенс багато сил витратив на вдосконалення кишенькового пружинного годинника. Основна проблема яких була в шпиндельному регуляторі, оскільки вони постійно перебували в русі, тряслися і похитувалися. Всі ці коливання негативно впливали на точність ходу. У 16 столітті годинники стали замінювати двоплечний більянець у вигляді коромисла круглим коліщатком-маховиком. Ця заміна значно покращила роботу годинника, але залишилася незадовільною.
Важливе вдосконалення регулятора відбулося в 1674 році, коли Гюйгенс приєднав до коліщатка-маховика спіральну пружинку - волосок.
Тепер при відхиленні коліщатка від нейтрального положення волосинка впливала на нього і намагалася повернути на місце. Однак масивне коліщатко проскакувало через точку рівноваги і розкручувалося в інший бік доти, поки волосок знову не повертав його назад. Так був створений перший балансовий регулятор або балансир, властивості якого були подібні до властивостей маятника. Виведене зі стану рівноваги, коліщатко балансира починало здійснювати коливальні рухи навколо своєї осі. Балансир мав постійний період коливання, але міг працювати в будь-якому положенні, що дуже важливо для кишенькового та наручного годинника. Удосконалення Гюйгенса зробило серед пружинного годинника такий же переворот, як введення маятника в стаціонарний настінний годинник.
Англієць Роберт Гук незалежно від голландця Християна Гюйгенса також розробив коливальний механізм, який заснований на коливаннях пружного тіла - балансирний механізм. Балансирний механізм застосовується, як правило, в переносному годиннику, так як може експлуатуватися в різних положеннях, чого не скажеш про маятниковий механізм, який використовують у настінному і підлоговому годиннику тому, що для нього важлива нерухомість.
До складу балансирного механізму входять:
Балансирне колесо;
Спіраль;
Виделка;
Градусник – важіль регулювання точності;
Хроповик.
Для регулювання точності ходу використовують градусник – важіль, який виводить із роботи деяку частину спіралі. Колесо і спіраль роблять із сплавів із невеликим коефіцієнтом температурного розширення через чутливість до коливань температури. Також можна виготовити колесо з двох різних металів, щоб воно вигиналося при нагріванні (біметалічний баланс). Для підвищення точності ходу баланс постачався гвинтами, вони дозволяють точно збалансувати колесо. Поява прецизійних верстатів-автоматів позбавила годинникарів від балансування, гвинти на балансі стали чисто декоративним елементом.
Винахід нового регулятора вимагало нової конструкції спуску. Наступні десятиліття різні годинники розробляли різні варіанти спускових пристроїв. В 1695 Томасом Томпіоном був винайдений найбільш простий циліндричний спуск. Спускове колесо Томпіона було забезпечене 15-ю, особливої форми, зубами на ніжках. Сам циліндр був порожнистою трубкою, верхній і нижній кінці якої були щільно забиті двома тампонами. На нижньому тампоні був насаджений балансир із волоском. При коливанні балансира у відповідний бік обертався циліндр. На циліндрі знаходився виріз 150 градусів, що проходить на рівні зубців спускового колеса. Коли колесо рухалося, його зуби поперемінно одне за одним входили у виріз циліндра. Завдяки цьому ізохронний рух циліндра передавався спусковому колесу і через нього - всьому механізму, а балансир отримував імпульси, що його підтримують.
З розвитком науки годинниковий механізм ускладнювався, а точність ходу збільшувалася. Таким чином, на початку вісімнадцятого століття для балансиру та шестерень вперше були використані рубінові та сапфірові опори, що дозволило підвищити точність та запас ходу та зменшити тертя. Поступово кишеньковий годинник доповнювався все більш складними пристроями і деякі зразки мали вічний календар, автопідзавод, незалежний секундомір, термометр, індикатор запасу ходу, хвилинний репетир, а роботу механізму давала можливість побачити задня кришка, виготовлена з гірського кришталю.
Найбільшим досягненням у годинниковій промисловості і тепер вважається винахід у 1801 році Авраамом Луї Бреге турбійону. Бреге вдалося вирішити одну з найбільших проблем годинникових механізмів його часу, він знайшов спосіб подолати гравітацію і пов'язані з нею похибки ходу. Турбійон - це механічний пристрій, створений для підвищення точності ходу годинника за рахунок компенсації впливу гравітації на анкерну вилку, і рівномірного розподілу мастила поверхонь механізму, що труться, при зміні вертикальних і горизонтальних положень механізму.
Турбійон - один із найбільш вражаючих механізмів у сучасному годиннику. Подібний механізм може вироблятися лише майстерними майстрами, а здатність фірми виготовити турбійон є ознакою її приналежності до годинникової еліти.
Механічний годинник у всі часи був предметом захоплення та здивування, вони зачаровували красою виконання та труднощами роботи механізму. Також вони завжди радували своїх господарів унікальними функціями та оригінальним дизайном. Механічний годинник і сьогодні є предметом престижу та гордості, здатний підкреслити статус і завжди покаже точний час.