자격루의 원리

물항아리 3개로 위에 1개, 아래 2개로 2단으로 놓아 흘러내리는 물의 압력과 양을 조절하여 일정하게
물받이통에 물이 흘러 들어 와서 물이 고이게 되면 그 속에 물에 뜨도록 만든 거북이가 떠오르면서
거북이 등에 세운 자막대도 올라가서, 청동구슬을 건드려서 굴러 떨어진다.
떨어진 구슬이 청동판 한쪽을 치면 다른 한쪽이 들리면서 시간을 맡은 인형의 팔을 건드려 앞에
걸어 놓은 종을 쳐서 자동으로 시간을 알리게 된다.

떨어진 구슬이 청동판 한쪽을 치면 다른 한쪽이 들리면서 시간을 맡은 인형의 팔을 건드려 앞에 걸어 놓은 종을 쳐서 자동으로 시간을 알리게 된다. 계산에 의하면 흘러내리는 물의 양은 1시간에 약 15리터 가량이고 지렛대 장치의 수가 약 150~200개, 청동구슬이 70여개가 있었을 것이라고 한다.

이 자격루를 만드는 동기를 보면, 세종때 궁궐에서 쓰고 있던 물시계인 경점지기(하룻밤을 다섯으로 나누어 5경으로 했는데, 각 경을 알려 주는 물시계  그러므로 예전에는 긴 겨울의 밤의 각 경과 짧은 여름밤의 각 경의 시간 길이가 달랐다)는 정밀하지 못할 뿐만 아니라 이것을 지켜보아 시각을 알리는 관리가 만약 착오가 있으면 중벌로 다스리는 폐해도 적지 않았다. 그래서 이러한 단점을 보완하여 시각에 따라 스스로 알릴 수 있는 자동시계를 만든 것이다.

옥루의 원리

옥루의 구조를 보면 다음과 같다.
풀을 먹인 종이로 산을 만들어 집 복판에 설치하고 그 안에다 옥루기륜을 설치하여 물로써 돌리도록 하였으며, 금으로 태양을 만들고 오색구름이 태양을 에워싸고 산허리 위를 지나도록 하며, 하루에 한 번씩 돌아서 낮에는 산 위에 뜨고 밤에는 산중에 지게 하였는데, 절기에 따라 고도와 원근이 태양과 일치하였다. 해 밑에는 옥으로 만든 여자 인형 넷이 손에 금 목탁을 잡고 구름을 타고 사방에 서 있다가 3시-9시에는 동쪽에서, 9시-15시에는 남쪽에서, 15시-21시에는 서쪽에서, 21시-3시에는 북쪽에서 인형이 목탁을 친다. 또한 산밑 평지에는 12신이 각기 제자리에 있고 그 뒤에는 구멍이 있는데, 자시(21시-1시)에 이르면 구멍이 열리면서 옥녀가 자시패를 들고 나오고 쥐는 앞으로 일어나는데, 12신 모두 자신을 대표하는 동물이 나와서 이와 같이 행동한다.