A. 馬鈞發明的是什麼
馬鈞發明了很多東西,最突出的有還原指南車、改進織綾機、改制諸葛連弩、發明龍骨水車、輪轉式發石機、水轉百戲圖等,對科學發展和技術進步做出了貢獻。
馬鈞在手工業、農業、軍事等方面有很多發明創造,是三國時代最優秀的機械製造家,馬鈞的創造發明,就算拿現代人的眼光來看也非常了不起,何況是在1700多年前。
此外,馬鈞在軍事上兵器製造方面也有不少發明創造。蜀國諸葛亮在出師北伐時,曾發明了一種可以把箭接連發射出去的連發射遠器——連弩。它每次可發數十箭,威力很大,當時已經年老的馬鈞,還改進過連弩,使連續發射的威力增加幾倍。
馬鈞簡介:
馬鈞(生卒年不詳),字德衡,三國時期魏國扶風(今陝西省興平縣)人,是中國古代科技史上最負盛名的機械發明家之一。
馬鈞年幼時家境貧寒,自己又有口吃的毛病,所以不擅言談卻精於巧思,後來在魏國擔任給事中的官職。馬鈞最突出的表現有還原指南車;改進當時操作笨重的織綾機;發明一種由低處向高地引水的龍骨水車;製作出一種輪轉式發石機,能連續發射石塊,遠至數百步;把木製原動輪裝於木偶下面,叫做"水轉百戲圖"。此後,馬鈞還改制了諸葛連弩,對科學發展和技術進步做出了貢獻。
B. 什麼是原木場
制材廠貯存原木的場所。一般稱楞場。在楞場上完成原木的卸車(水運到材為出河)、造材、驗收、選材、歸楞、貯存以及原木進車間前的預先區分、沖洗、調頭、截斷、剝皮、整形及清除遺留在原木中的金屬物等工作。它是制材生產工藝過程中的重要組成部分,原木場貯存的原木數量、材種、規格和質量將直接影響制材生產能否按計劃完成。為此,貯存在原木場的原木,應根據制材工藝的技術要求,劃分為若干徑級、長級、等級和樹種范圍,分別歸楞貯存,以便在進車間鋸割加工時,能根據不同的技術要求,選擇不同徑級、長度、等級和不同樹種的原木,達到提高出材率、鋸材質量和生產效率的目的。由於原木體積大而笨重,運輸量大,作業條件差,因而在楞場內應盡量採用機械化作業。如何實現機械化則應根據到材條件、選材、原木保存方法及制材廠生產能力等來確定。根據原木的到材方式,制材企業原木場分為原木陸地楞場和原木水上作業場。
陸地楞場
採取鐵路運輸(包括森林鐵路)、公路運輸等陸運方式到材的原木場。其場地應選在臨近鐵路、公路地勢平坦和乾燥之處。陸地楞場要求合理垛積,楞高適當,楞間留有安全通道。陸運與水運比較,每次運輸量較小,但由於不受季節限制,到材均衡,可以縮小原木場的面積。原木陸地楞場所使用的設備主要包括絞盤機、裝卸橋、纜索起重機、鏈式運輸機,以及直流電動機驅動的有軌平車、叉車和人力推動的平車。
水上作業場
原木採取水運方式到材或水內貯存原木而設在水域內的原木場。作業場的地點宜選在海灣、河川內彎入的具有天然防護條件的地區,也可以設計人工儲水場。水運分為排運、單漂、趕羊流送和船運。水運的運輸量大,運輸成本低,在運輸過程中能較好地保持原木質量,不致變質。原木水上作業場所採用的設備主要包括:①原木縱向出河機。用於原木沿長度方向一根接一根地連續出河,並可同時按照原木的樹種、材種、尺寸和等級進行選材工作。②裝卸橋。用於原木成捆出河、歸楞、拆楞作業。③絞盤機。用於原木成捆出河、牽引和歸楞作業。④原木橫向出河機。用於原木橫向(原木移動方向垂直於原木縱向軸線方向)出河。⑤纜索起重機。用於原木成捆出河、歸楞和拆楞。由於其跨度可達100米以上,一般適用於大型原木場。此外還有鏈式輸送機、叉車和人力有軌平車等運輸設備。(見水上作業場)
原木場區劃
原木楞堆在原木場內的配置。其目的是最大限度地方便原木卸車、出河、歸楞、保管、運輸、防火和及時供應車間生產用材。原木場區劃又分為原木水上作業場區劃、原木陸地楞場區劃。
原木水上作業場區劃
包括停泊場(接納、驗收和暫時貯存的水域)、拆排場(把捆連在一起的原木拆散的水域)、送材場(原木水運到廠,尚未送進區分網之前,暫時停留或貯存所需水域)和區分網(對原木進行選材作業的水域)等的區劃。
原木陸地楞場區劃
按下列條件區劃:①楞堆的寬度決定於原木的最大長度。楞垛長度根據歸楞機械設備決定。②楞堆最大高度取決於作業機械類型和原木長度。③每個楞堆的一端應朝向常年道路。④順著楞堆的序列,即與楞堆長垂直的方向,設置防火通道。⑤原木場境界應當與生產建築物、生活建築物和工人住宅區保持一定的距離。採用濕存法保管原木時,距離可適當減小。
原木調頭機
調動原木使其小頭處於進鋸方向的制材專用設備。實行小頭進鋸,便於做到對線下鋸,最大限度地提高主產出材率和綜合利用率。常見的專用設備,有180°轉盤式調頭機和90°撥木式調頭機。①180°盤式調頭機:由滾台運輸機和原木回轉部分組成,結構如圖1。採用主動輪電磁製動和中心架電磁製動以及帶緩沖裝置的定位擋塊來保證其定位準確。滾台運輸機和原木回轉部分在電器上採用聯鎖裝置,當原木回轉時,滾台運輸機的鞍形輥立即停止運輸,以保證安全可靠。其特點是,結構緊湊,佔地面積小,由一人在操縱台集中控制,操作方便,運行平穩。滾台運輸機由機架、電機、鏈傳動裝置、溝紋鞍形輥組成。原木回轉部分由軌道、底盤、機座、定心部、車輪部、驅動電機等組成。②90°撥木式調頭機:靠摩擦傳動的兩個捲筒來帶動一個沿著滑道移動的頂木臂完成原木調頭,其結構如圖2。當原木由橫嚮往縱向轉移時,如小頭在後則後面的調向擋柱升起,開動左面的頂木臂來頂原木,原木繞擋柱轉動90°進入縱向運輸機。如原木大頭在後,則開動右面的頂木臂來完成調向。摩擦離合裝置由操縱台控制。其特點是,調頭速度快,結構簡單。但機構龐大,佔地面積大,操作不便。(曹國柱)
圖1
圖2原木定心上木機
准確地確定原木在旋切機上的回轉中心位置,以獲得最大直徑的圓柱體,並把原木送至旋切機旋切位置的機械。定中心的機械化,是提高定心准確性,提高單板出材率,增加整幅單板數量,充分發揮高效率旋切機性能和實現定心、上木、旋切連續化的重要措施。
定心上木機按定心與上木機械配合形式,可分為定心和上木機械是一台裝置、定心和上木機械不是一台裝置2種類型。按定心方式可分為幾何原理機械定心上木機、光環投影定心上木裝置和計算機控制自動定心機3種類型。
幾何原理機械定心上木機
使用較廣泛的定心原理是三點定心原理,即利用三個互相成120°角度並且與回轉中心始終保持等距離的卡桿來確定基準斷面的中心,三個對稱移動的卡桿也可以是兩個卡桿互成180°,第三個卡桿和前兩個卡桿成90°(圖1)。定心上木機沿木段長度方向有兩個定心器,定心器上的3根卡桿在油缸6的推動下,通過機械連桿裝置同時向內轉動,轉角相同,使卡桿的移動始終與回轉中心保持等距離,因此能立即卡緊木段定好中心,然後上木臂從兩端夾緊木段,在兩側油缸3的作用下擺動一角度,即可把木段准確地送至旋切機卡軸位置(或等待位置)。幾何原理機械定中心機還可以採用四點定心原理的機構。定心上木驅動機構也可以用壓縮空氣氣動缸。此外,有些機械定心上木機的兩個定心器之間距離是可以調整的,以適應可旋木段長度允許范圍較大的旋切機配套使用。如義大利S2P860×2700型旋切機,可旋切最大原木長度為2700毫米,使用輔助中心架,也可旋切1930毫米、1320毫米的木段,此時相應調整定心器之間距離,令其與定中心的兩個基準斷面相一致,以獲得最佳的定心效果。由於木段表面不平,形狀不規則,機械定心的准確性較差,適用於直徑800毫米以下、形狀較規則的木段。
圖1光環投影定心上木裝置
利用兩組光環發生器放映的同心圓環投影到木段兩端,放映的光環中心與旋切機卡軸中心線水平一致(圖2)。經操作人員目測,操縱液壓系統的升降、左右移動油缸來調整Ⅴ型托架,使光環中心與木段最大圓柱體的中心線重合,實現定中心。定好中心的木段由分離的行車上的一對卡木臂卡緊,送至旋切機前等待位置或旋切機卡軸位置。由於光環投影定心需依靠操作人員目測,因此定心精度受到影響,通常適用於大徑級木段的定中心。
圖2計算機控制自動定心機
為新發展的精確自動定心裝置。大多採用光電、超聲或激光的方法對經過機械初步定中心的木段進行連續掃描測量,自動檢測出木段幾個斷面的直徑,經計算機系統處理確定出木段最佳的軸線位置,並自動控制定心機調整木段的位置,使木段的最佳中心線與上木裝置的中心線重合,由上木裝置將木段送至旋切機上,完成定心—上木全過程的自動操作。這種設備1分鍾可完成8~10根木段的定心工作,它比機械定心可提高單板出材率5~10%,整幅單板可增加14%。計算機控制自動定心機在美國、芬蘭等國已得到應用和逐漸完善。
原木光電檢尺設備
採用光電投射、掃描對原木進行自動檢測材積的專用裝置。原木的分選、造材、材積計算以及合理鋸割,都要事先測量原木的直徑和長度。採用光電管原木自動檢尺裝置有利於實現制材廠生產過程的自動化。此裝置分為兩種類型:一類是利用原木反射光線的作用進行測量;另一類是利用原木擋住光線的方法進行測量。根據測量原木直徑時的運輸方式,可以分為橫向測量裝置和縱向測量裝置。
橫向光電測量裝置
使用較多。其方法是已在縱向運輸時測量過原木的長度,或原木長度都相同時在中間或兩端附近進行成對的交叉測量。原木位於橫向運輸機上,測量裝置有兩個互相垂直的光電管,當光電管發暗時,脈沖發生器送出脈沖信號,並由一個計算器統計總和。如果裝有多個光電管,則能測出多個數值,可選其中最小值或中間值。在原木長度預先測出的條件下,即可進行材積計算。
縱向光電測量裝置
有以下3種類型:①利用原木擋住光線進行測量的裝置。這種裝置的主要技術性能:允許測量直徑為60~630毫米;原木推進速度為1.5米/秒;循環皮帶速度為30米/秒。原木長度可以採用一般方法測量,即將一脈沖發生器和運輸機的傳動輥相配合,使一個脈沖恰好等於1厘米的行程。通過電子計算機可以算出原木的最小直徑,並同時算出材積。②其主要部件是裝有凹鏡和平面鏡鐵架製成的剛性測量框,它橫跨縱向運輸機。原木直徑可同時從兩個方向交叉測量,也可以從三個方向測量,以提高精度。測量框的光源為兩個裝在有機玻璃後面互成直角的棒形發光體。光線投射在兩個拋物面反射鏡上(凹面鏡),在每個反射鏡的焦點上,按一定角度安裝著一個平面鏡,該平面鏡由小電動機帶動旋轉。這種檢尺裝置測量效果較好,使用較廣泛。但凹面鏡應有很高的精度和表面光潔度,所以加工要求甚高。③採用硅光電二極體的自動線性掃描感測器的縱向光電檢尺裝置(見圖)。全套自動檢尺裝置由3個掃描感測器、一系列標志感測器和一架小型計算機組成。根據被激發的光電二極體數目,計算機即可得出原木長度和直徑數據。測直徑的精度可達±0.254厘米,測長度的精度可達±2.54厘米。當原木運行速度超過305米/分時,仍能保持上述精確度。光電測量裝置和計算機結合,不僅可以進行原木檢尺和為工廠管理迅速提供准確的統計資料,而且可對分選設備和鋸機進行直接自動控制,從而顯著提高生產效率和原料利用率。
C. 傳動軸(機械裝置)詳細資料大全
傳動軸是一個高轉速、少支承的旋轉體,因此它的動平衡是至關重要的。一般傳動軸在出廠前都要進行動平衡試驗,並在平衡機上進行了調整。對前置引擎後輪驅動的車來說是把變速器的轉動傳到主減速器的軸,它可以是好幾節的,節與節之間可以由萬向節連線。
D. 割草機的工作原理
割草機工作原理(圖文):
滾筒式割草機
滾筒式割草機原理圖
:
滾筒式割草機的傳動裝置位於切割器上方,因而又稱為上傳動旋轉式割草機。一台滾筒式割草機一般裝有並列的1~4個立式圓柱形或圓錐形滾筒。每個滾筒下方裝有鉸接2~6個刀片的刀盤,相鄰刀盤上刀片的回轉軌跡有一定重疊量,以避免漏割。滾筒由膠帶或錐齒輪傳動,相鄰兩滾筒相對旋轉,割下的牧草在一對滾筒的撥送下,向後鋪放成整齊的小草條。能滿足低割要求,但結構不夠緊湊。
轉盤式割草機
轉盤式割草機(Rotarymower)的傳動裝置位於刀盤的下方,但刀盤因下方有傳動裝置而位置較高。為保證低割和減少重割,刀盤通常向前傾斜一定角度。當阻力過大或遇障時刀片即回擺,以保證人身安全。也有刀盤鉸接特殊尼龍繩靠離心力割草。相鄰刀盤上刀片的配置相互交錯,刀片的回轉軌跡有一定重疊量。刀盤一般由齒輪傳動,相鄰刀盤的轉向相反。結構緊湊,傳動平穩、可靠。
割草機(Lawn
mower)又稱除草機、剪草機、草坪修剪機等。割草機是一種用於修剪草坪、植被等的機械工具,它是由刀盤、發動機、行走輪、行走機構、刀片、扶手、控制部分組成。刀盤裝在行走輪上,刀盤上裝有發動機,發動機的輸出軸上裝有刀片,刀片利用發動機的高速旋轉在速度方面提高很多,節省了除草工人的作業時間,減少了大量的人力資源。
E. 木工機械的安全技術措施
重點是在操作區採取針對有效的安全技術措施,操作者應遵章守則,規范安全操作行為。
(一)機床結構應能固定在地面,保持穩定性;
(二)每一操作位置上應有停止操作裝置;
(三)工件加工必須通過工作台和導向板支撐和定位;
(四)刀具及刀具總成體應符合應力及裝配要求
(五)安全防護裝置
(1)功能安全可靠:不應成為新的危險源;
(2)木工機械的刀軸與電器應有安全聯控裝置;
(3)存在工件拋射風險的機床,應設相應的安全防護裝置;
【例如】刨床上和多鋸片圓鋸機採用止逆器、在圓鋸機上採用分料刀、防反彈安全屏護等。
(4)傳動裝置應盡量置於箱體內,否則應設安全防護裝置;
(5)配置必要的手用工具;
(六)非機械危險的防護
(1)所有電氣設備應符合安全要求;
(2)應安裝消聲、降噪裝置;
(3)應考慮安裝吸塵通風裝置和採集系統;
①保證工作場所的粉塵濃度不超過10mg/m3;
②吸塵系統應設在與排放源盡量接近的位置;
(4)有針對性的設置防火防爆安全措施;
F. 它用水激輪自轉,一天一夜轉一周,還安置了自動報時器,是哪項古代天文發明啊
開元水運渾天儀
唐代一行與梁令瓚合作製造了一台開元水運渾天儀。據《舊唐書·天文志》回所載,其答主體是一個綴有星象、赤道和刻度的銅球,銅球有軸可以轉動,球外設置兩個圓環,是為赤道與白道。環上分別有太陽與月球,日月可與銅球同時運行。該儀裝在木櫃中,並以木櫃為地平。儀器半在地下,其運轉以水為動力。「注水激輪,令其自轉,一日一夜,天轉一周」。是一種自動機械計時器。此儀器除表演天象外還能報時,地平之上立有二木人,每刻自動擊鼓,每晨自動撞鍾,從而使這台儀器成為了具有鍾表和表演給定時刻的星象及日月位置功能的多用途綜合天文儀器。開元水運渾天儀展現了盛唐時期天文儀器的風貌也特點,北宋蘇頌、韓公廉等正是在開元水運渾天儀的基礎上加以改進和創新,制出了舉世聞名的水運儀象台。
G. 三國時期,諸葛亮曾用木頭做了一部車。
木牛流馬
葛亮造木牛流馬」其中描寫諸葛亮六齣祁山,七擒孟獲,威震中原,發明了一種新的運輸工具,叫「木牛流馬」,解決了幾十萬大軍的糧草運輸問題,這種工具比現在的還先進,不用能源,不會造成能源危機。
造木牛之法雲:「方腹曲頭,一腳四足;頭入領中,舌著於腹。載多而行少:獨行者數十里,群行者二十里。曲者為牛頭,雙者為牛腳,橫者為牛領,轉者為牛足,覆者為牛背,方者為牛腹,垂者為牛舌,曲者為牛肋,刻者為牛齒,立者為牛角,細者為牛鞅,攝者為牛秋軸。牛仰雙轅,人行六尺,牛行四步。每牛載十人所食一月之糧,人不大勞,牛不飲食。」造流馬之法雲:「肋長三尺五寸,廣三寸,厚二寸二分:左右同。前軸孔分墨去頭四寸,徑中二寸。前腳孔分墨二寸,去前軸孔四寸五分,廣一寸。前杠孔去前腳孔分墨二寸七分,孔長二寸,廣一寸。後軸孔去前杠分墨一尺五分,大小與前同。後腳孔分墨去後軸孔三寸五分,大小與前同。後杠孔去後腳孔分墨二寸七分,後載克去後杠孔分墨四寸五分。前杠長一尺八寸,廣二寸,厚一寸五分。後杠與等。板方囊二枚,厚八分,長二尺七寸,高一尺六寸五分,廣一尺六寸:每枚受米二斛三斗。從上杠孔去肋下七寸:前後同。上杠孔去下杠孔分墨一尺三寸,孔長一寸五分,廣七分:八孔同。前後四腳廣二寸,厚一寸五分。形制如象,靬長四寸,徑面四寸三分。孔徑中三腳杠,長二尺一寸,廣一寸五分,厚一寸四分,同杠耳。」
諸葛亮造木牛流馬,用來運送糧草。木牛流馬是什麼樣子,自古以來,莫衷一是。說什麼的都有,可是沒有一種說法比較符合原狀,我想其中的原因,在於搞歷史的不通機械,而搞機械的又沒有考證這些的習慣。南北朝木牛流馬
又過了200多年,南北朝時的科技天才祖沖之據說又再造了木牛流馬。令人難以理解的是,他同樣也未留下隻字片圖的資料。2010年四川木牛流馬
2010年9月7日,四川廣元木匠何多現展示花了5個多月造出的「木牛流馬」。何多現2010年3月開始製作,8月初完成。「木牛流馬」長2.08米,高1.4米,自重230斤,腹中可載420-450斤大米,後肢可以前後屈膝,以手推或牽為動力,可以行走在鄉間小路,還可爬坡上行。 探索
先看看書上的木牛流馬的介紹:方腹曲頭,一腳四足,頭入領中,舌著於腹,載多而行少,獨行者數十里,群行者二十里。垂者為牛舌,曲者為牛肋,刻者為牛齒,立者為牛角,牛仰雙轅。人行六尺,牛行四步。
流馬:肋長三尺五寸,左右同。前軸孔分墨去頭四寸,前腳孔去前軸孔四寸五分,板方囊兩枚。
從書上的敘述來看,木牛是相當於發動機的設備,流馬只是個裝載東西的設備,相當於汽車的車廂。
從木牛的結構上看,它採用了助力機構,裡面可能加有飛輪機構。從他的運行來講,裡面採用的有齒輪機構,曲柄連桿機構。人推動木牛時,裡面的曲柄連桿機構通過齒輪帶動飛輪,飛輪運行起來後,又因為飛輪的慣性,給木牛以助力,這樣,就達到了省力的目的。
流馬的結構,其實是一輛板車,只不過改變了它的重心和軸承部分,使它比以前的板車用起來省力一些。
關於書上說這個為牛什麼,那個為牛什麼,這只不過是中國人的習慣,用來增加木牛的神秘性而已,就像周易上說的,什麼馬像什麼之類的。
木牛有四足,其實是輪子,在古代,沒有專業的機械術語,所以有些零部件的表達,和現在的會不一樣。
有猜測木牛是用腳走路的,可是這要用液壓機構,在當時的條件下,這是不可能的。用手來搖,也不可能。因為這樣用的機構太多,有些機構,在當時還沒有發明。
關於扭轉牛舌就不能行走,道理很簡單,裡面有防反轉的棘輪機構。
當然,我也只是根據三國演義里的記載推測。不過應該不會差得太遠。我現在手頭沒有詳細的關於木牛流馬的資料,只是根據我的經驗推測。
也可能有復雜化的想像,不過我覺得這樣比較合理,這樣採用的結構比較簡單,符合當時的生產力狀況。
我們的先賢似乎是聯手保留下一個千古之謎,以考驗我們後人的智慧。
木牛流馬
流馬的稱呼,馬指跑的快,輕便.我們叫獨輪車為木馬馬,叫自行車叫洋馬馬,也是出於同樣的習慣;流馬在四川只在平原地帶還在用,單人操作很簡便.流牛當是載重物的,行的慢,屬於大車類,民間沒有使用的價值,失傳的原因就在這里。
木牛是什麼樣的呢,應該是在木馬基礎上發展出來的,流牛的兩轅證明有個車斗,那麼這個車是一個掛斗結構,連接到木馬上的,木馬就演變成一條腿,獨輪部分也做了改進,在圓輪(改成粗軸)上安裝4根木柱,演變成4個足,這樣停走都平穩,也就是一個前後反過來裝的變種獨輪車,配上制動器(牛舌),控制牛舌落下和升起的牽引繩,繩頭則卡在牛齒里.整車樣子確實象是一頭牛。研究和發展
古謎從此吸引著世世代代的探謎人。遠不說,僅從1956年以來,全國各地就自發成立了7個木牛流馬研究會。然而,探謎的結果是古謎本身的真實性首先被懷疑和否定,一個「獨輪推車說」似成千年定論。早在宋代,高承就在其《事物紀事》一斗中寫道:「木牛即今小車有前轅者,流馬即今獨推者是。」當代史學家範文瀾先生認為:「木牛是一種人力獨輪車,有一腳四足。」總而言之,大多數研究者、考古者都認為,所謂木牛流馬並不是什麼造物奇觀,而是傳說的神化和記載者的誇張與誤會。
但總還是有「愛認死理」,堅信古籍的記載不會是虛妄之筆,堅信木牛流馬確有其物,並試圖將其造出來的人。1986年,新疆工學院王湔高級工程師在學院及所在機械繫支持下,由日本商家贊助,做成了三件木牛流馬。每一件就是一架四足步行機,手扶後邊的雙轅就能使之曲邁步行走。美中不足的是,其不具備負重功能,行李一壓,就走不動了。負重行走這個難題仍未能解決。
突破的機會似乎留給了陝西漢中市的洋縣農民郭統霄。
說起來,他造木牛流馬純屬偶然。1997年春節期間,電視連續劇《三國演義》播放,郭統霄天天和朋友們聚在一起觀看。當看到木牛流馬這一集時,有人見郭統霄異常興奮,就與他打趣「你愛搗鼓,你能把木牛流馬搗鼓出來,我就服你。」他連想都未想就說能。並立即投入緊張的研製工作。
從一開始,他就堅信,木牛流馬的行進應當是用腿,而不是用輪子,只有腿才能在棧道上登台階。可怎麼才能使腿邁動呢?他巧妙地利用物理學中的杠桿和慣性的原理,設計了杠桿連桿結構、平衡結構,調步結構等內部機關,僅用了3個月時間,就試制出了第一批流馬。
這匹馬長1.4米,高1.1米, 自重17.5公斤,可載重35至40公斤。只需適當加點牽引力或推力,馬便可雙蹄並進行走,只需把舌頭一按,即可將行動機關卡死,這一點,同《三國演義》中描繪一致。
雖然,這第一匹流馬的步幅只有20厘米,載重也只有35至40公斤,但它畢竟使一個千古之謎有了一個肯定的答案:木牛流馬不是作家的誇張,不是史家的誤會,而是實實在在的歷史!
現在,在陝西省漢中市勉縣的武侯祠有「木牛流馬」的模型。木牛流馬之謎1700多年前,三國時蜀漢丞相諸葛亮發明了木牛流馬,可是,木牛流馬究竟是一種什麼樣的運輸工具呢?千百年來人們提出各種各樣的看法,爭論不休。
查考史書,《三國志·諸葛亮傳》記載:「亮性長於巧思,損益連弩,木牛流馬,皆出其意。」《三國志·後主傳》記載:「建興九年,亮復出祁山,以木牛運,糧盡退軍;十二年春,亮悉大眾由斜谷出,以流馬運,據武功五丈原,與司馬宣王對於渭南。」上述記載明確指出,木牛流馬確實是諸葛亮的發明,而且木牛流馬分別是兩種不同的工具,從木牛流馬使用的時間順序來看,先有木牛,後有流馬,流馬是木牛的改進版。
給《三國志》作注的南北朝時期的裴松之,在注中引用了現在已經失傳的《諸葛亮集》中有關木牛流馬的一段記載,對木牛的形象作了描繪,對流馬的部分尺寸作了記載,但是因為沒有任何實物與圖形存留後世,使得後人對木牛流馬的認識始終是鳳毛麟角、雲山霧罩。
諸葛亮造出木牛流馬200年後,南北朝時期的科技天才祖沖之據說造出了木牛流馬。《南齊書·祖沖之傳》說:「以諸葛亮有木牛流馬,乃造一器,不因風水,施機自運,不勞人力。」 令人難以理解的是,他同樣也沒有留下任何詳細的資料。
但是關於祖沖之造出木牛流馬的記載為自動機械的觀點提供了佐證,這是關於木牛流馬的一個主要觀點,認為三國時利用齒輪製作機械已為常見,後世所推崇的木牛流馬,應該是一種運用齒輪原理製作的自動機械。
在陝西省漢中市勉縣的黃沙鎮,史料記載這里是諸葛亮當年造木牛流馬的地方。據考證,諸葛亮當年在8年北伐中,木牛流馬總共用過3次,木牛流馬就是從這里出發,走過250公里的棧道,到達前線祁山五丈原。
當地的老人向我們描繪了傳說中的木牛流馬:「木頭做的馬頭,再有其他零星的小塊組成馬身子,再組上馬腿,肚子中間安上齒輪,木馬後邊有一個扳手,操作時一壓走一步,再一壓走一步。」從這個傳說中可以看出,木牛流馬是有齒輪的,而且似乎也運用了杠桿原理。
前不久,在河北省泊頭有一個普通的鄉村教師梁國君說他自己就復原了木牛流馬,而且非常成功。我們的記者抱著極大的興趣專程去那裡看了看。
梁國君做的木牛流馬形狀都是四條腿,肚子中空,可以載重物的木製機械。按下和抬起馬的脖子,流馬就會邁開腿行走;木牛是通過按壓後面的雙轅行走。據梁國君介紹,他做的木牛流馬在原理上與史料記載相符:「『木牛牛仰雙轅,流馬形制如象。』木牛後面有一個長長的省力臂,就是雙轅;流馬的省力臂就是它長長的馬脖子,就是形制如象。」更為巧妙的是,梁國君在他的流馬上實現了暗鎖功能,把舌頭扭轉,馬頭就被鎖住,就無法行走,這一點跟《三國演義》中的描繪非常吻合。
但是梁國君復原的木牛流馬遭到另一派的反對,陝西省漢中市勉縣博物館館長、陝西省三國文化研究中心主任郭清華認為,木牛流馬不可能是四條腿的:「棧道是木板鋪的,中間的縫隙寬窄不一,四條腿怎麼能在帶縫隙的板上走呢?就是在非棧道的道路上行走,它也是爬坡的,需要前面拉,後邊推,四條腿沒辦法拉也沒辦法推。所以木牛流馬肯定是帶輪子的。」
郭清華為什麼認為木牛流馬應該是帶輪子的呢?這也能從史料記載上找到依據。郭清華認為,木牛流馬應該是四輪小車:「制木牛流馬法里,介紹流馬的時候說,流馬有前軸和後軸。大家都知道裝輪子的才叫軸,一個軸裝兩個輪子,所以我認為它應該是四輪。」
木牛流馬究竟是帶輪子的還是四條腿的呢?北宋的陳師道有下面一段文字記載:「蜀中有小車,獨推載八石,前如牛頭;又有大車,用四人推,載十石,蓋木牛流馬也。」 宋代高承寫的《事物紀原》中也有記載:「木牛即今小車之有前轅者;流馬即今獨推者。」 清代滿族水利專家麟慶也把當時水利工程中使用的土車說是陳師道記載的木牛流馬:「土車,獨輪料土,兼載稗編。蜀相諸葛亮出征,始造木牛流馬,以運餉。今之土車獨推,猶存儲葛遺制。」木牛是有前轅的獨輪車,流馬是沒有前轅的獨推小車,這也是一種關於木牛流馬的主要觀點。但是即使是宋代的記載,也離三國時期有了1000多年,這種觀點究竟有多大的可信度呢?
清華大學古文獻研究所教授馮立升認為,木牛流馬基本上可以定論是一個獨輪車,因為綜合各種史料和各種文獻的證據來看,獨輪車的可能性最大。
為了弄清三國時期棧道的情況,我們來到了褒河谷口,這里是褒斜棧道的起點,位於漢中市北20公里,1700多年前,諸葛亮的木牛流馬就是從這里起程把糧草運往前線。
令人意想不到的是,古代的棧道非常平緩,並不陡峻。原來古代人開通褒斜棧道是非常聰明的,他們選擇了在秦嶺山中最緩的一條道路,不知不覺就上了山,然後不費勁就下去了。在這樣的道路上四條腿的機械無論如何也比不上輪子的效率高,所以當時的木牛流馬不太可能是四條腿的行走機械,而四輪車的可能性更小,因為四輪車作為轉向控制是更難的,就是在平地上,四輪車的轉彎都不是很靈便的,所以放到那個特殊的條件下可能性更小。
從棧道情況分析,似乎只有獨輪車才最有可能是歷史上的木牛流馬。也許有人會問,如果木牛流馬是獨輪車的話,記載中,木牛是一腳四足,這個四足在獨輪車裡面怎麼體現呢?還有就是一些部件的名稱包括暗藏的機關如何解釋呢?
最近旅澳學者康弘對木牛流馬提出了一種新的解釋。認為:木牛流馬是齒輪組傳動的絞盤索道系統。在雲貴川的深山裡,同類系統還被使用著。
他的研究主要解決了史書記載中「走」的主體。古籍中記載:「木牛者,方腹曲頭,一腳四足,……特行者數十里,群行者二十里也。……人行六尺,牛行四步。日行二十里,而人不大勞。」根究這種描寫,傳統觀點認為:木牛流馬應為一種木製牛馬狀運輸工具。一天可以走二十里,由於兩千年前的科技水平不可能製造出這種水平的運輸工具,所以人們普遍認為這只是一種傳說。之所以出現這種誤判,是因為對日行二十里的主體是人還是木牛的誤解。將:「日行二十里,而人不大勞」連貫起來理解就可以清楚「日行二十里」的是人---推絞盤的人,木牛根本沒有走。
新的研究首先提出質疑:木牛流馬如此好用,它們就應該被大力推廣並流傳。但木牛流馬不僅沒有被大眾普及,就連諸葛亮當時也並不經常的在所有的地方都使用木牛流馬。這說明木牛流馬的使用具有相當的局限性。分析諸葛亮使用木牛流馬的情況,可以初步斷定這種局限性主要表現在地域環境上。蜀漢位於今四川,道路崎嶇,多為盤山道,在直線距離並不遠的山與山之間走盤山道即遠且難,而架設絞盤和索道無疑是一種快捷便利的好辦法。現在四川,雲南的山區索道還是主要的交通工具,山民出山,趕集還要靠它。在其它地區絞盤索道不能廣泛使用,因此木牛流馬沒有得到普及。諸葛亮在出祁山之前,曾南征孟獲,對於廣泛應用於雲貴高原的索道應有所聞。按照它們的功能看,木牛流馬應為具有可變速的傘齒輪組或蝸桿、渦輪傳動的絞盤和索道。絞盤需穩固。故而製成牛形,以示其堅。索道上的掛斗需輕便快捷,故而製成馬型,以示其捷。也有可能木牛為重型運輸機械,既絞盤加索道,流馬為輕型運輸機械,既單純的索道。此類結構只適於交通不便的山區,不適合於平原地區運輸,所以不能普遍推廣。
依據《諸葛亮集》中的記載,木牛流馬的型制為:「木牛者,方腹曲頭,一腳四足,頭人領中,舌著於腹。載多而行少,宜可大用,不可小使;特行者數十里,群行者二十里也。曲者為牛頭,雙者為牛腳,橫者為牛領,轉者為豐足,覆者為牛背,方者為牛腹,垂者為牛舌,曲者為牛助,刻者為牛齒,立者為牛角,細者為牛鞅,攝者為牛鞭軸。牛仰雙轅,人行六尺,牛行四步。載一歲糧,日行二十里,而人不大勞。」新的研究據此對史書中木牛的結構分析如下:「方腹」為絞盤的框架,「曲頭」指絞盤上端的軸頭,「腳」指的是可運行裝置,「一腳」是可運行的輪體,「四足」指絞盤的四根立柱,「頭人領中」是上端軸頭外有一個保護罩或保護圈,避免沙土進入軸頭,在古代人們往往把可翻轉的肖鍵等稱為「舌」,「舌著於腹」的舌,相當於現在絞盤中的止退鍵,與自行車飛輪中的兩個鍵同理,現代的絞盤,起重機,甚至手動葫蘆吊都有這一裝置。「舌著於腹」就是止退鍵在框架內。 「載多而行少」是指運得多,速度就慢,(這附合力學原理,同功率的情況下,力與距離成反比)。「宜可大用,不可小使」,因為架設絞盤索道是大工程,因此必須大用,不可為了運輸少許糧食就架設木牛索道。「特行者數十里,群行者二十里也」,這里「特行者」「群行者」指的都是推絞盤的人而非木牛流馬。「特行者」指一人推,由於推力小,需增大主動輪直徑,從而使距離增加(數十里),群行者人多力量大,可以減少距離,注意「群行者二十里也」與「人行六尺,牛行四步。載一歲糧,日行二十里」是一致的,這就是推絞盤的士兵一天的工作量。這也說明,木牛可能使用了一組傘齒輪,類似於今天汽車的變速箱,推的人少時增加距離,推的人多時減少距離。「曲者為牛頭,雙者為牛腳」既一個凹輪,包括一個捲筒加兩側擋板。這與現在的絞盤是一樣的,它可雙向運行,索道沿著凹輪上下槽運行,「橫者為牛領」應是上軸軸瓦和軸基座,「轉者為豐足」是傘齒輪組,「覆者(罩也)為牛背」,「方者為牛腹」(底框),「垂者為牛舌」(肖鍵是下垂的,靠重力自動下垂起到防止倒退的作用,也表明是橫軸結構)。「曲者為牛助(是一個彎曲的手柄,類似於現在汽車變速箱的手柄)」,「刻者為牛齒」(與牛舌相配的帶齒的防退輪,牛齒也可能是一組將水平方向轉的絞盤轉為向垂直方向轉的主動輪轉換裝置。「立者為牛角」可能是突出於牛背的立管,如為中空可以理解為注油的潤滑裝置,「細者為牛鞅」,「攝者為牛鞭軸」,牛仰雙轅(是絞盤的兩根推桿,現為十字型,木牛可能是使用平行的兩根推桿,或穿過中軸孔 的一根推桿的兩端。還有一種可能,「牛仰雙轅」指的是木牛有兩根轅,用來固定木牛於其它固定物,如大樹,大石等。今天的絞盤也有兩點用來固定之用),「人行六尺,牛行四步」這句是關鍵,過去的研究者以為「牛行」是牛在走,其實不然。它的本意是:推動絞盤的人走六尺,木牛的軸轉四圈。也可能是:輪上帶有齒,象自行車上的齒盤卡住索道以防滑,「人行六尺,牛行四步」就是:推絞盤的人每推六步木牛就轉動四個齒。「載一歲糧」(150-200公斤),「日行二十里」指推絞盤的人每日走二十里,不是木牛走二十里,所以人不大勞。
綜合起來木牛是一種重型的運輸工具,是絞盤和索道的結合體,其核心部分為一組將水平方向推動的絞盤轉為垂直方向轉動的一組傘齒輪傳動裝置。牛頭,牛腳,牛領,豐足,牛舌,牛助,牛齒,牛角,牛鞅,牛鞭軸,雙轅就是木牛從動力到傳動,工作,制動,潤滑等一整套設備的各個零部件,「牛足」為基座,「牛腹」為機體,牛背為機罩,索道上掛糧食袋子,用於兩山高低差較小的情況,由於落差小,所以盛放糧食的容器不能自動滑落,要靠人推絞盤所以稱之為木牛。小說中司馬懿的木牛流馬舌頭翻轉後不能動是因為舌是防退裝置,當舌頭被沿著它的軸翻到另一邊時就成了防進裝置。這時絞盤只能反向推動而不能正向運行。其實它的功能是:將此處的物資運到彼處牛舌翻到正面,將彼處的物品運到此處來,牛舌翻到反向。由於司馬懿不知道這種功能,所以牛舌被翻轉後就推不動了。
明白了木牛,流馬就好理解了。史書中關於木馬的介紹實際上是一個掛在索道上的裝糧食的木箱。它可以被理解為一組在高低差較大的情況下,可以靠重力從高處滑落到底處的索道裝置,當然也可以理解為木牛流馬為一組裝置。流馬為與木牛配套的糧食裝載工具。因為製造木牛較復雜,所以史書中重點介紹它的零部件結構,而流馬較簡單,所以只詳列了它的製作尺寸。
從三國志的記載分析,(建興)九年,亮復出祁山,以木牛運糧,盡退軍……十二年春,亮悉大眾由斜谷出(另一條道路),以流馬運,據武功五丈原,與司馬宣王對於渭南。」我們可以理解為前一次出祁山的路線山間的落差較小,所以用木牛,而三年後出斜谷,山間的落差較大,所以用流馬。
如能認定木牛流馬為齒輪傳動的絞盤索道系統,那它將成為中國的又一大發明。兩千年前中國就有了齒輪傳動裝置和較完整的運輸機械繫統。(圖略)
《木牛流馬》可能會打破常規定律:
我們都知道,《三國演義》上的木牛流馬一直是一個迷,也讓無數人為之痴迷。當時的生產條件簡單,遠不及現代,但是「木牛流馬」的構造看起來簡單易行,也符合當時的情況。如果當時把「木牛流馬」寫的神乎其神,也許我們很早就會把它當成神話的東西而棄之不顧了,但是就因為書上寫的符合當時的情況,所以我們就不能不懷疑當時可能真的有木牛流馬的問世。可是時代的久遠和小說的戲劇性讓我們又有些一籌莫展。
就現在來說,「木牛流馬」如果真的象書中所描述那樣可以不吃不喝還能走,這顯然是不符合現在科學上的能量守恆定律的。因為如果「木牛流馬」要行走,必定會消耗能量,當時當時肯定沒什麼石油、天然氣之類的能源物質,它又不吃不喝,它從那裡得到能量?這是值得考慮的問題。如果要造出象小說里描述的那種木牛流馬來,就必須拋棄現在的「能量守恆」定律。同樣,要造出「木牛流馬」也必定會打破影響我們數代的「能量守恆」定律,必定是一個令世界矚目的事跡。歷史上有無數個謎團需要我們去解決,這可能只是一個虛構的物品,但是在謎團未揭開之前,誰也不能否認它的存在
H. 《馬鈞傳》介紹馬鈞在科學技術革新的5個貢獻是什麼
織機五十條經線者有五十躡(腳踏操縱板),六十條經線者六十躡,便將織機一律改為十二躡,大大提高了功效。在洛陽時,又發明了排灌水車,名叫「翻車」。它利用流水作動力,可連續自動提水,操作方便,效率大增。他還研究製造出指南車,改進了諸葛亮的連弩,改進了攻城用的發石車。他製造的「水轉百戲」以水為動力,以機械木輪為傳動裝置,使木偶可以自動表演,構思十分巧妙。由於他在機械製造方面造詣頗深,在當時被譽為「天下名巧」。
I. 誰那有烏克蘭木質機械傳動模型的圖紙最好是CAD圖紙
烏克蘭舉國上下所有的木質機械傳動模型?
J. 「水排」是怎樣的科技發明呢
在我國古代,勞動人民很早就懂得鼓風冶鐵的技術。最早的鼓風機叫做「橐」(tuó,口袋的意思),即用皮革做成的風袋,也就是教材中提到的「皮囊」。橐用起來有點象現在手風琴拉壓的往復動作,即用人力擠壓皮風袋,使其一張一合,把風鼓入爐中。《吳越春秋·闔閭內傳》中記載,春秋末吳國干將鑄劍時,「使童男童女三百人鼓橐裝炭」,使用人力鼓風,謂之「人排」。
東漢時,冶鐵業進一步發展,當時南陽是全國冶鐵中心,南陽太守杜詩總結當地人民冶鐵鼓風的經驗,主持設計創制了以水力為動力的一套冶鐵鼓風機具,稱之為水排。
杜詩創制的水排,其具體結構缺乏史載。後來元代農學家王禎曾對水排結構加以研究,基本弄清了水排的情況,在其著作《農書》中繪制了水排結構示意圖,據此可知水排的基本構造和工作原理:它是利用水力推動木輪轉動,然後通過輪軸、拉桿等機械傳動裝置,把圓周運動變為直線往復運動,從而使皮製鼓風橐連續開合,達到鼓風的目的。
水排的發明是我國古代冶鐵史上的重大技術革新,它不僅節省人力、畜力,而且推動冶鐵爐向大型發展。這一重大科技發明與運用,比歐洲人早約1100年。