| 擒縱輪的齒沿著棘爪的進(jìn)出瓦滑過(guò)，這需要潤(rùn)滑油來(lái)減少摩擦。油脂會(huì)隨著溫度的變化和時(shí)間的推移而變稠。這導(dǎo)致了對(duì)鐘擺脈沖的不穩(wěn)定。棘爪的進(jìn)出瓦也會(huì)隨著時(shí)間的推移而磨損，進(jìn)一步影響計(jì)時(shí)準(zhǔn)確。盡管存在這些問(wèn)題，擒縱機(jī)構(gòu)仍然非?？煽考耙子谥圃?，并繼續(xù)被運(yùn)用于現(xiàn)代機(jī)械時(shí)鐘。 
桿 A 和 B 與鐘擺相連接，圖中桿 B正被擒縱輪拉向左邊。然后桿 A 向下移動(dòng)，最終與齒 H 相遇，這樣就把擒縱輪稍微向后推，釋放出B向上彈，停止在F的位置。在返回時(shí)，同樣的動(dòng)作釋放桿 A，以此類(lèi)推。
了解擒縱機(jī)構(gòu)運(yùn)作的最好方法是登錄到上面有蚱蜢擒縱機(jī)構(gòu)動(dòng)畫(huà)的許多互聯(lián)網(wǎng)站之一。這個(gè)設(shè)計(jì)，盡管極具原創(chuàng)性，但仍然是一件古怪的東西，也很難制造。在精密鐘擺里，后來(lái)被喬治·格雷厄姆簡(jiǎn)單得多的直進(jìn)式擒縱機(jī)構(gòu)所取代。
黃銅桿的膨脹速度大約是相同鋼桿的二到三倍。交替的黃銅和鋼桿排列，使鋼桿的向上膨脹與黃銅桿的向下膨脹相抵消，從而使擺長(zhǎng)在不同溫度里仍然保持一致。
哈里森的齒輪輪系裝有低摩擦軸承，避免了潤(rùn)滑問(wèn)題，為擒縱機(jī)構(gòu)提供了非常均勻的動(dòng)力。1720年代早期，擒縱機(jī)構(gòu)最好的設(shè)計(jì)是“錨”式。哈里森在他的第一批時(shí)鐘里使用了這種裝置，但對(duì)它的性能并不滿(mǎn)意，因?yàn)樗幕瑒?dòng)部件需要潤(rùn)滑，而且容易磨損。哈里森的革命性發(fā)明，因其奇特的杠桿組合而被稱(chēng)為“蚱蜢”擒縱機(jī)構(gòu)，第一次被成功地安裝于他在布洛克斯比公園的馬廄時(shí)鐘上。它不需要潤(rùn)滑，幾乎沒(méi)有摩擦。再加上他的齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)提供的均勻動(dòng)力，哈里森在他想要的精確度方面有了巨大的飛躍。在尋求精確性的過(guò)程中，阻礙進(jìn)展的下一個(gè)問(wèn)題是溫度差。林肯郡的哈里森和倫敦的喬治·格雷厄姆幾乎在同一時(shí)間找到了解決問(wèn)題的不同方法。格雷厄姆用一罐水銀作為擺砣；水銀向上膨脹補(bǔ)償了溫度上升時(shí)擺桿向下膨脹，溫度下降時(shí)反之亦然。哈里森選擇利用黃銅和鋼鐵之間不同的膨脹系數(shù)以一種新奇的方式排列，后來(lái)被稱(chēng)為他的格柵鐘擺。
為了檢查他們的校準(zhǔn)鐘的準(zhǔn)時(shí)情況，哈里森兄弟在他們家一扇窗戶(hù)的一角建立了自己的“天文臺(tái)”，用來(lái)觀察從鄰居家煙囪后面經(jīng)過(guò)的星星。每天晚上，一顆選定的恒星會(huì)在某特定點(diǎn)每晚提前3分56秒（太陽(yáng)時(shí)間）通過(guò)。哈里森用他自己的時(shí)差表把時(shí)間轉(zhuǎn)換成平均時(shí)間，以調(diào)校他的時(shí)鐘。結(jié)果很成功；校準(zhǔn)鐘顯示每個(gè)月的誤差不超過(guò)一秒，在接下來(lái)的14年里，時(shí)鐘的時(shí)間都保持在30秒以?xún)?nèi)。于1726年前完成的三臺(tái)時(shí)鐘，雖然幸存了下來(lái)，但是都有不同程度的改裝。除了倫敦科學(xué)博物館和市政廳鐘匠公會(huì)博物館里的兩件，第三件在2004年的拍賣(mài)會(huì)上以150多萬(wàn)美元成交。哈里森晚年完成的另一個(gè)校準(zhǔn)鐘，其設(shè)計(jì)指標(biāo)的是在100天內(nèi)將時(shí)間控制在1秒以?xún)?nèi)，現(xiàn)在由英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)所擁有。
在解決了許多問(wèn)題之后，哈里森現(xiàn)在開(kāi)始認(rèn)真地設(shè)計(jì)一個(gè)航海鐘。當(dāng)然，他的格柵鐘擺在海上毫無(wú)用處，因此需要一個(gè)全新的時(shí)間控制器。哈里森再一次證明了自己的聰明才智，設(shè)計(jì)出了更具開(kāi)創(chuàng)性的作品；1728年，他已經(jīng)完成了他的計(jì)劃，并帶著計(jì)劃中的時(shí)鐘草圖開(kāi)始了他的第一次倫敦之旅。他的第一站是皇家天文臺(tái)，征求著名皇家天文學(xué)家埃德蒙·哈雷博士（Dr Edmund Halley）的意見(jiàn)。
埃德蒙·哈雷博士（Dr Edmund Halley）哈里森很幸運(yùn)，哈雷已經(jīng)取代了清教徒式的、易怒的弗拉姆斯蒂德（Flamsteed），一個(gè)曾經(jīng)譴責(zé)哈雷酗酒和說(shuō)臟話(huà)的人。哈雷非常清楚地意識(shí)到，坐擁眾多天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家的經(jīng)度委員會(huì)，不太可能傾向于機(jī)械裝置而不是月距法，月距法對(duì)他們來(lái)說(shuō)自然更有希望。值得贊揚(yáng)的是，哈雷公平地聽(tīng)取了哈里森的意見(jiàn)，并告訴他他的想法給他留下了深刻的印象。他建議他不要直接與委員會(huì)接觸，而是把他的想法告訴喬治·格雷厄姆，當(dāng)代最杰出的鐘表學(xué)家，也是皇家學(xué)會(huì)的會(huì)員。這個(gè)建議一度讓哈里森感到擔(dān)心，因?yàn)楦窭锥蚰吩谠S多方面都是精密時(shí)計(jì)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，并利用他的水銀補(bǔ)償鐘擺改進(jìn)了一種叫做“直進(jìn)式”的錨式擒縱機(jī)構(gòu)，建造了一系列高精度校準(zhǔn)鐘。他應(yīng)該向這位競(jìng)爭(zhēng)經(jīng)度獎(jiǎng)的對(duì)手透露他的秘密嗎？事實(shí)上，哈雷的建議是正確的?！罢\(chéng)實(shí)的”喬治·格雷厄姆，貴格會(huì)教徒，以慷慨正直著稱(chēng)，是唯一可能幫助哈里森的人。會(huì)面的一開(kāi)始顯然很糟糕，哈里森后來(lái)用他獨(dú)一無(wú)二的散文風(fēng)格寫(xiě)道：開(kāi)始的時(shí)候，我覺(jué)得格雷厄姆先生對(duì)我的態(tài)度非常粗暴，這使我也變得粗暴起來(lái)，但是不管怎樣，我們打破了僵局。。。事實(shí)上，最后他對(duì)我所采取的構(gòu)思和方法感到非常吃驚。他們花了一整天的時(shí)間深入討論，最后格雷厄姆邀請(qǐng)這位年輕人留下來(lái)吃晚飯。那天晚上，格雷厄姆成了哈里森的贊助人，慷慨地提供給他一筆200英鎊的無(wú)息貸款，足夠他回家并開(kāi)始他的計(jì)時(shí)器工作。他們同意接近委員會(huì)的最佳時(shí)間，是能夠讓他們看到一個(gè)臺(tái)完整的設(shè)備。 |
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