水運儀象臺的齒輪傳動原理，可以參考「水運儀象臺為什麼會「走」？」這篇文章。

我推薦家長可以購買樂高（LEGO）Education 幼兒簡易機械組（9656），這一套是大顆粒的積木，很適合給小朋友操作。只不過這套積木好像已經停產了，家長可以在拍賣網站用「樂高 9656」當關鍵字搜尋，就能找到相同規格的積木。

會用到的零件包括：

• 底板，建議買128孔的大小。



• 基本通孔積木，建議買2×4的3通孔積木。



• 8倍十字棒。




（以上是基本元件）
• 8齒齒輪2個，代表樞輪前端的齒輪（D）和天柱上輪（B）。



• 24齒冠齒輪，代表天柱下輪（C）。



• 40齒齒輪，代表撥牙機輪（A）。



• 手搖把，代表轉動的樞輪。

齒輪和積木的組裝可以參考下面影片，景片中我是用比較短的十字棒，這樣齒輪會擠在一起比較難觀察，所以上面的材料裡我是推薦比較長的十字棒。影片中深藍色和淺藍色的2×4基本積木，都可以換成紅色2×4的3通孔基本積木。

組裝完成之後，爸爸媽媽除了可以帶小朋友操作，還可以讓小朋友重新組裝成各種不同的齒輪傳動組合，非常有意思。其實樂高比較小尺寸的積木還有賣許多不同種類的齒輪，可以組構成更多不同的齒輪傳動構造，值得買來讓小朋友動手動腦玩看看。

以上就是我推薦用樂高積木的齒輪組，來帶領小朋友認識水運儀象臺運轉原理的材料。

不同於傳統的解說方式，我希望透過引導的方式，帶領觀眾一同來「發現」水運儀象臺的運作原理和精妙之處。所以大家不妨親自到科博館的人類文化廳，站到巨大的水運儀象臺前面之後，才依照下面的引導來仔細觀察這座古老機械的每個機關，一定比聽我講古還有意思得多。如果是爸爸媽媽帶著小朋友來參觀科博館，也可以參考接下來的觀察指引，讓小朋友自己發現水運儀象臺的機關和功能，發揮小小偵探的觀察能力，會很有趣的喔！

這座巨大的「水運儀象臺」是幹嘛的？
讓我們透過簡單的觀察，一起來發現水運儀象臺的基本功能原來是…！！（詳細介紹）

在塔裡最上層的人偶好像不會動，他們可能有什麼功能呢？
最上層的人偶雖然沒有舉著時間的牌子，卻有一個非常「炫」的功能！（詳細介紹）

最下面一層的塔裡面怎麼空空的沒有人偶呢？
最下面一層其實不是沒有人，只是我們去參觀的「時間」不大對。（詳細介紹）

水運儀象臺是甚麼時候、是誰發明製作的呢？
原來水運儀象臺的年齡已經有1000歲了？！（詳細介紹）

水運儀象臺為什麼會「走」？有一位展示現場看不到的關鍵角色？
水運儀象臺運轉的關鍵處在一個小小不起眼的角落。（詳細介紹）

水運儀象臺準確的原理（基本篇）
（即將介紹）

水運儀象臺準確的原理（進階篇）
（即將介紹）

原來二樓也是水運儀象臺的一部份？！
（即將介紹）

全功能渾儀模型動手做
可以自己動手做渾儀，一邊做、一邊玩，瞭解渾儀運作的原理。（詳細介紹）

這麼多圓圈圈的儀器是用來幹嘛的呢？
（即將介紹）

原來我們早就知道天體運行的規律了！
（即將介紹）

說說水運儀象臺的故事。
（即將介紹）

參考資料：完整的水運儀象臺介紹手冊（國立自然科學博物館）。
參考資料：水運儀像臺(2023更新影片)（國立自然科學博物館）。

當了二十幾年地球科學老師，其實我從來沒有對中國古代天文學感興趣過。直到在科博館擔任解說志工，開始講解水運儀象臺上的渾儀時，才開始對渾儀上頭那些圈圈環環開始感到好奇。後來每次上網搜尋資料，總是會出現南台科大的網頁，才知道南台科大有個古機械研究所，對這些中國古代的機械很有研究。最近南台科大與創藝天時這個文創團隊，推出一些古代科技文物的模型，這個渾儀的模型就是他們最新的作品。

這個渾儀模型是根據北宋時蘇頌所發明水運儀象臺上方所設置的渾儀為基礎，保留所有渾儀運作與觀測的設計，只有稍微修改渾儀的基座。所以只要把模型組裝起來，就可以擁有和真實渾儀相同的操作方式與功能。我就是把這個模型組裝完成之後，才真正搞清楚渾儀構造的原理，以及操作和觀測的方法。

渾儀模型實際操作的說明影片

這件渾儀模型的材料是以一般雷射切割常用的木板，材料的彈性和耐用性都還不錯，我做了兩個都還沒有把材料折斷過。只是過程中裝錯好幾次，拆開來又很費事。有幾個零件拆下來之後就有點鬆，幸好外層的結構會再把內層的結構壓緊，整個渾儀不會變得七零八落，真是不錯的設計。

有別於原始的渾儀，渾儀模型每一片材料的組裝和榫接，都設計得相當精巧。雷射切割的精細度也很足夠，組裝起來不會鬆垮垮地掉下來或是硬塞也塞不進去的狀況。只不過組裝的過程要把許多環圈的構造一層包覆一層，到最後階段會需要一點「巧勁」和很大的「耐性」， 否則就容易折斷材料。

很多朋友都在最後階段折斷了一、兩根材料，幸好最後最難安裝的一個步驟，是在固定整個渾儀。即使弄斷材料，也只要以白膠固定就好，不影響渾儀的操作和功能。

其實除了底座之外，渾儀模型的極軸設計也和原始渾儀不同。原始渾儀的極軸是固定角度，這件渾儀模型的極軸是可調仰角的形式。如果地球科學老師要拿渾儀來教天文學，我覺得是有點困難。但如果已經學過天文學再來看渾儀的構造和原理，一定就會覺得有趣。

今天帶著渾儀的成品在路上走時，得到好多人的注目說，真驕傲！

以下是我在組裝渾儀時的一些心得（繼續閱讀），與大家共同分享。頁面圖檔來自渾儀模型內的使用說明書，引用時請註明出處是創藝天時。

創藝天時官方網站：https://www.amtech.org.tw/

創藝天時的渾儀商品網頁：Pinkoi