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古代农业机械(二)

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      3、 灌溉机械——龙骨水车、立轴式大风车

龙骨水车是一种刮板式连续提水工具,又名翻车。《后汉书》记有汉灵帝时(186)毕岚发明,三国时马钧加以完善。它是最早出现的采用链传动的机械,实现了由间歇式提水变为连续提水。比原有的辘轳、滑轮、绞车等提水机械,效率大大提高,操作搬运方便,是农业灌溉机械的一项重大进步。它是中国应用最广泛、效果最好、影响最大的灌溉机械,沿用至今已有两千年。龙骨水车的动力可由人力(手动、脚踩)、畜力、风力或水力等驱动。畜力龙骨水车,大约出现在南宋,距今已近900年。水转龙骨水车在元代王祯《农书》有记载,这一发明大约在元初,有约700年的历史,这是元代机械制造方面的一项巨大进步。

《天工开物》中的龙骨水车图

 


汉代龙骨水车(模型) 

立轴式大风车是中国古代利用风力驱动的机械,按轴的位置有卧轴式风车和立轴式风车。卧轴式风车起源于汉代,立轴式风车起源于南宋。南北朝时已有人试用风力推动载人车辆,南宋时已有风力驱动的翻车,所用风车可能是立式的。明代沿海地区广泛使用风车驱动翻车提水。这种风车采用八角形木架,上面有八面立帆,驱动立轴转动。

国内学者对中国立轴式风车十分重视,有较多记载。立轴式风车的优点:一是有风向调节系统,能自动适应各方向来风,使风车工作不受风向不同的影响。二是当风速有变时,可控制风帆的升降,改变风帆受风面积,保证风车的转速稳定。三是风车可架设得很高。人在风车架下进行各种操作,防止立轴风车占地面积过多。

立轴风车  由八面立帆及木架组成的立轴式动力装置,俗称“走马灯”,明朝是沿海很多地方都使用这种大风车。立轴下端的水平大齿轮可驱动一至两部翻车。这种大风车的优点是能够适应来自任何方向的风。

 

       4、 粮食加工机械——风扇车、水碓、水磨

风扇车  公元前1世纪,西汉时出现,欧洲约1400年后才有类似的风车。解决谷物清选的风车,效果很好,沿用至今。风扇车的发明,可能是离心式风车的最早应用。

风扇车(模型)

水碓  它是利用水力舂米的机械,出现在西汉,比铸臼、踏碓的效率提高很多,而且利用水碓可以夜以继日加工粮食。根据水的流量,碓头数多少不一,叫连机水碓,有的多达8个碓头。

 最初叫铠,汉代才叫磨,是粮食加工机械。磨有用人力的、畜力的和水力的,用水力作为动力的磨,大约在晋代就发明了,随着机械制造技术的进步,后来人们发明一种一个水轮能带动几个磨,在王祯《农书》上有记载。

唐代的水力利用机械有了较大发展,将水轮巧妙地用于灌溉,即在轻便的立式水轮上装上竹筒,制成筒车。除了翻车和筒车之外,还有一种能垂直提水的井车。

 

连机水碓(模型)  由一个水轮同时驱动一组碓,主要用于舂米或制粉状物,为晋代杜预创制。若干个碓锤井然有序地升落,将臼中的谷物或其他东西舂好。

 

 

连机水碓图

 

筒车(模型) 竹或木制成的轮形提水机械,竹筒或木筒在水中注满水,随轮转到上部时水自动泻入承水槽,输入田里。

 

 

井车  垂直提水机械。首尾相连的小水桶挂在直轮上,每个桶在井底充水,提到井口倾入水槽,实现连续提水。

 

 

 


【注: 以上所有内容摘自于《中国机械史·图志卷》 , 图片来源:《中国机械史·图志卷》及百度图片】

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