Secondo gli studiosi l'invenzione dell'OROLOGIO (che rese possibile MISURARE IL TEMPO senza dipendere dalla luce del sole o dallo scorrere della sabbia come nel caso di MERIDIANE e CLESSIDRE) è databile dall'epoca degli SVEGLIARINI, rudimentali marchingegni utilizzati verso l'anno Mille nei conventi per segnalare acusticamente i vari momenti di levoro e preghiera.
L'evoluzione di questi strumenti si ebbe con la realizzazione dei grandi OROLOGI PUBBLICI posti su torri e campanili che diventarono il punto di riferimento cronologico per intere comunità.
La struttura di questi OROLOGI PUBBLICI era costituita da una grande gabbia in ferro ed il funzionamento era reso possibile da un sistema di ingranaggi mosso dalla trazione di pesi.
Nel sec. XIV l’Europa divenne il principale centro di costruzione di orologi, quando si scoprì che la velocità di un peso in caduta poteva essere controllata usando una barra orizzontale oscillante (bilanciere o foliot) e un asse verticale (verga), con due protrusioni (bocchette o palette) che funzionavano da scappamento.
Quando una paletta incontrava un dente dell’ingranaggio azionato dal peso, faceva arrestare momentaneamente il movimento della ruota e conseguentemente la discesa del peso. In Europa, i più antichi esempi di questo tipo di disposizione, noto come meccanismo di scappamento a verga, si trovano negli orologi della cattedrale di Rouen (Francia), del 1379, e a Salisbury (1396) e Wells (1392), in Inghilterra.
La precisione venne notevolmente migliorata quando nel 1656 lo scienziato olandese Christian HUYGENS introdusse il principio del pendolo nella fabbricazione degli orologi a peso.
Le oscillazioni del pendolo assicurano che lo scappamento faccia muovere le ruote degli ingranaggi dente per dente, mentre gli impulsi che provengono dallo scappamento mantengono il pendolo in oscillazione.
Tuttavia, l’impiego del classico scappamento a verga provocò degli inconvenienti.
Intorno al 1660 l’inglese Robert HOOKE inventò lo scappamento ad ancora, che migliorò il funzionamento del treno degli ingranaggi.
Questa innovazione, usata ancora in molti orologi, permette anche l’impiego di un pendolo lungo, con un periodo dell’ordine del secondo, e questo portò alla costruzione degli orologi da parquet, nei quali il pendolo e i pesi sono completamente racchiusi entro una cassa.
Intorno al 1715 George GRAHAM introdusse lo scappamento Graham, o senza contraccolpo, il cui scopo era quello di lasciare che il pendolo oscillasse con la minima interferenza possibile.
Questo sistema è tuttora adottato negli orologi di precisione.
OROLOGI A MOLLA
Alla fine del sec. XV la molla aveva sostituito in alcuni orologi il peso, consentendone la costruzione in dimensioni sufficientemente ridotte da poter essere portati con sé.
Poiché il meccanismo di scappamento a verga può funzionare solo con una forza costante, è necessario compensare la perdita di potenza che si ha mano a mano che la molla si svolge; ciò si ottiene mediante un dispositivo di carica ausiliario (starkfred), costituito da una molla a parte che funzionava in opposizione al movimento quando l’orologio era a piena carica.
Questo sistema fu sostituito in seguito dal fuso, nel quale la molla motrice trascinava una catena avvolta attorno a un tamburo conico o a un insieme di pulegge di diametro diverso.
La variabilità del diametro del fuso compensava le variazioni di forza della molla.
Durante i secoli XVI e XVII la richiesta di strumenti precisi per MISURE DI TEMPO da usare nella NAVIGAZIONE in mare stimolò lo sviluppo di OROLOGI PORTATILI , che vennero costruiti per la prima volta intorno al 1500.
Hooke si rese conto del fatto che una molla non sarebbe stata influenzata dal movimento della nave come un pendolo, ma i dispositivi a molla motrice disponibili non furono sufficientemente precisi fino al 1675, quando Huygens introdusse alla ruota di equilibramento (bilanciere), una sottile molla a spirale la cui estremità interna era assicurata all’asse del bilanciere, mentre l’estremità esterna era fissata al movimento dell’orologio.
La molla immagazzinava o eliminava energia durante la rotazione del bilanciere.
Le oscillazioni di questo erano attenuate dall’attrito nei punti dove l’asse era imperniato e da quello della molla a spirale, ma al bilanciere veniva continuamente impartito un nuovo impulso dalla molla motrice attraverso il treno degli ingranaggi, di modo che il bilanciere rimaneva in movimento.
Il CRONOMETRO n. 4 di John Harrison (1693 - 1776), che conteneva una molla del bilanciere fatta di una striscetta bimetallica per rendere minima l’influenza della temperatura, dette un errore di soli 54 secondi dopo un viaggio per mare di 156 giorni.
Il bilanciere, la relativa molla a spirale e la molla motrice, insieme con lo scappamento ad ancora, o altri sistemi di scappamento più raffinati, costituiscono gli elementi fondamentali dei moderni orologi meccanici.
All’inizio del sec. XVIII l’attrito degli ingranaggi venne ridotto utilizzando delle pietre preziose (rubini) come cuscinetti dell’asse del bilanciere, un accorgimento adottato in tutti gli orologi moderni.
Il principio che sta alla base degli orologi a caricamento automatico era noto da circa due secoli, ma non venne applicato largamente fino agli anni Venti, quando ebbero grande diffusione gli orologi da polso.

Orologio tedesco del sec. XVI Questo "pezzo" è un capolavoro della tecnica del '500: un orologio in metallo dorato cesellato. In alto vi sono una piccola sfera con lo Zodiaco e la Luna in argento. Nella parte posteriore, quella nella foto, vi sono il pendolo, l'astrolabio, gli ostensori del Sole e della Luna, comandati da un meccanismo interno, e la mostra per le ore, i giorni della settimana e i segni dello Zodiaco. La faccia anteriore reca, invece, un orologio per le ore diurne e notturne.