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中国古代的自动装置

发布时间:2022-07-21 06:01:36

⑴ 古代有那些机器人

中国最早机器人
公元前770年至公元前256年东周时期,中国人就已发明了古代机器人。当今世间,只要谈及机器人,言必欧美、东洋;然而可曾知道世界上最早制出古代机器人的,是我们中国人。我国制出的古代机器人不仅精巧,而且用途也很广泛,有各式各样的机器人。会 跳舞的机器人、会唱歌吹笙的机器人、持赚钱的机器人和会捉鱼的机器人……等,应有尽有。
会跳舞的机器人
我国唐朝的段安希说:西汉时期,汉武帝在平城、被匈奴单于冒顿围困。汉军陈平得知冒顿妻子阏氏所统的兵将,是国中最为精锐骠悍的队伍,但阏氏具有妒忌别人的性格。于是陈平就命令工匠制作了一个精巧的木机器人。给木机器人穿上漂亮的衣服,打扮得花枝招展,并把它的脸上擦上彩涂上胭脂,显得更加俊俏。然后把它放在女墙(城墙上的短墙)上,发动机关(机械的发动部分),这个机器人就婀娜起舞,舞姿优美,招人喜爱。阏氏在城外对此情景看得十分真切,误把这个会跳舞的机器人为真的人间美女,怕破城以后冒顿专宠这个中原美姬而冷落自己,因此阏氏就率领她的部队弃城而去了。平城这才化险为夷。 会唱歌吹笙的机器人。唐代的机器人更为精巧神奇,唐朝人张骛在《朝野全载》中说:洛州的殷文亮曾经当过县令(相当于“县长”),性格聪巧,喜好饮酒。他刻制了一个木机器人并且给它穿上用绫罗绸缎做成的衣服;让这个机器人当女招待。这个“女招待”酌酒行觞,总是彬彬有礼。 会赚钱的机器人。唐朝时,我国杭州有一个叫杨务廉的工匠,研制了一个僧人模样的机器人,它手端化缘铜钵,能学和尚化缘,等到钵中钱满,就自动收起钱。并且它还会向施主躬身行礼。杭州城中市民争着向此钵中投钱,来观看这种奇妙的表演。每日它竟能为主人捞到数千钱,真可称为别出心裁,生财有道。
会捉鱼的机器人
唐代的机器人还用于生产实践。唐朝的柳州史王据,研制了一个类似水獭的机器人。它能沉在河湖的水中,捉到鱼以后,它的脑袋就露出水面。它为什么能捉鱼呢?如果在这个机器人的口中放上鱼饵,并安有发动的部件,用石头缒着它就能沉入水中了。当鱼吃了鱼饵之后,这个部件就发动了,石头就从它的口中掉到水中,当它的口合起来时,它衔在口中的鱼就跑不了啦,它就从水中浮到水面。这是世界上最早用于生产的机器人。 此外,在《拾遗录》等书中,还记载了古代机器人登台演戏、执灯伴瞎等机巧神妙。
国内
西周时期,中国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人,这是中国最早记载的机器人。 春秋后期,中国著名的木匠鲁班,在机械方面也是一位发明家,据《墨经》记载,他曾制造过一只木鸟,能在空中飞行“三日不下”,体现了中国劳动人民的聪明智慧。 公元前2世纪,亚历山大时代的古希腊人发明了最原始的机器人—自动机。它是以水、空气和蒸汽压力为动力的会动的雕像,它可以自己开门,还可以借助蒸汽唱歌。 1800年前的汉代,大科学家张衡不仅发明了地动仪,而且发明了计里鼓车。计里鼓车每行一里,车上木人击鼓一下,每行十里击钟一下。 后汉三国时期,蜀国丞相诸葛亮成功地创造出了“木牛流马”,并用其运送军粮,支援前方战争。
国外
1662年,日本的竹田近江利用钟表技术发明厂自动机器玩偶,并在大阪的道顿掘演出。 中国古代机器人
1738年,法国天才技师杰克·戴·瓦克逊发明了一只机器鸭,它会嘎嘎叫,会游泳和喝水,还会进食和排泄。瓦克逊的本意是想把生物的功能加以机械化而进行医学上的分析。在当时的自动玩偶中,最杰出的要数瑞士的钟表匠杰克·道罗斯和他的儿子利·路易·道罗斯。1773年,他们连续推出了自动书写玩偶、自动演奏玩偶等,他们创造的自动玩偶是利用齿轮和发条原理而制成的。它们有的拿着画笔和颜色绘画,有的拿着鹅毛蘸墨水写字,结构巧妙,服装华丽,在欧洲风靡一时。由于当时技术条件的限制,这些玩偶其实是身高1米的巨型玩具。现在保留下来的最早的机器人是瑞士努萨蒂尔历史博物馆里的少女玩偶,它制作于200年前,两只手的十个手指可以按动风琴的琴键而弹奏音乐,现在还定期演奏供参观者欣赏,展示了古代人的智慧。 19世纪中叶自动玩偶分为两个流派,即科学幻想派和机械制作派,并各自在文学艺术和近代技术中找到了自己的位置。1831年歌德发表了《浮士德》,塑造了人造人“荷蒙克鲁斯”;1870年霍夫曼出版了以自动玩偶为主角的作品《葛蓓莉娅》;1883年科洛迪的《木偶奇遇记》问世;1886年《未来的夏娃》问世。在机械实物制造方面,1893年摩尔制造了“蒸汽人”,“蒸汽人”靠蒸汽驱动双腿沿圆周走动。 进人20世纪后,机器人的研究与开发得到了更多人的关心与支持,一些适用化的机器人相继问世,1927年美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”,并在纽约举行的世界博览会上展出。它是一个电动机器人,装有无线电发报机,可以回答一些问题,但该机器人不能走动。1959年第一台工业机器人样机(圆坐标)在美国诞生,开创了机器人发展的新纪元。
编辑本段典型代表
木牛流马
三国时,诸葛亮制作的木牛流马是脍炙人口的,可惜失传于世。传说诸葛亮的木牛流马可以不吃不喝,却能驮运粮食行走自由。魏兵很是羡慕,夺得木牛流马后也仿制了许多,用来驮粮食。结果被蜀兵截住,把嘴内的机关一扳,木牛流马个个不能走动,魏兵再次夺回去也无法驱赶,反而损失掉很多粮食。 木牛流马
引引
指南车
传说远古时蚩尤与炎帝交战,蚩尤施法降雾,使人不辨方向,打败了炎帝。炎帝向黄帝求援,黄帝便制造出指南车,在雾中也能指示方向,于是就打败了蚩尤。 据记载,东汉时张衡也曾制造过指南车。三国时期,马钧在魏国担任给事时,曾与人就指南车之事是否属实发生争论。魏明帝因此下令,让马钧造指南车。马钧果然造出了一辆指南车,车上有一小木人,不论车子如何前进、后退、转弯,木人的手一直指向南方。南朝刘宋开国皇帝刘格,曾缴获一部指南车,修复内部机件后,车上的小木人就会自动指向南方。南齐皇帝萧道成命祖冲之造指南车,祖冲之设计了一套铜制齿轮传动机构,与另一位能人造的指南车比试,结果那人比输了,就只好把自己的车烧掉了。
记里鼓车
中国汉末魏晋时期出现了记里鼓车。记里鼓车分上下两层,上层设一钟,下层设一鼓。记里鼓车上有小木人,头戴峨冠,身穿锦袍,高坐车上。车走10里,小木人击鼓1次,当击鼓10次,就击钟1次。宋朝有个叫卢道隆的人,也制造过记里鼓车。 记里鼓车
他制造的记里鼓车有两个车轮,还有一个由6个齿轮组成的系统。车轮转动时,齿轮系统就随之运动。车轮向前转动 100圈即前行600米,为当时的1里路,这时车上中平轮刚好转1周,轮上有一个凸轮作拨子,拨动车上木人手臂,使木人击鼓1次。车上还有上平轮,中平轮转10周,上平轮转1周。上平轮转1周则拨动木人,击钟1次,使人知道已行路10里。 记里鼓车和现代汽车上的计程器作用一样,它是古代利用齿轮传动来记载距离的自动装置
编辑本段史料考证
1700多年前,三国时蜀汉丞相诸葛亮发明了木牛流马,可是,木牛流马究竟是一种什么样的运输工具呢?千百年来人们提出各种各样的看法,争论不休。 查考史书,《三国志·诸葛亮传》记载:“亮性长于巧思,损益连弩,木牛流马,皆出其意。”《三国志·后主传》记载:“建兴九年,亮复出祁山,以木牛运,粮尽退军;十二年春,亮悉大众由斜谷出,以流马运,据武功五丈原,与司马宣王对于渭南。”上述记载明确指出,木牛流马确实是诸葛亮的发明,而且木牛流马分别是两种不同的工具,从木牛流马使用的时间顺序来看,先有木牛,后有流马,流马是木牛的改进版。 给《三国志》作注的南北朝时期的裴松之,在注中引用了现在已经失传的《诸葛亮集》中有关木牛流马的一段记载,对木牛的形象作了描绘,对流马的部分尺寸作了记载,但是因为没有任何实物与图形存留后世,使得后人对木牛流马的认识始终是凤毛麟角、云山雾罩。 诸葛亮造出木牛流马200年后,南北朝时期的科技天才祖冲之据说造出了木牛流马。《南齐书·祖冲之传》说:“以诸葛亮有木牛流马,乃造一器,不因风水,施机自运,不劳人力。” 令人难以理解的是,他同样也没有留下任何详细的资料。 但是关于祖冲之造出木牛流马的记载为自动机械的观点提供了佐证,这是关于木牛流马的一个主要观点,认为三国时利用齿轮制作机械已为常见,后世所推崇的木牛流马,应该是一种运用齿轮原理制作的自动机械。在陕西省汉中市勉县的黄沙镇,史料记载这里是诸葛亮当年造木牛流马的地方。据考证,诸葛亮当年在8年北伐中,木牛流马总共用过3次,木牛流马就是从这里出发,走过250公里的栈道,到达前线祁山五丈原。

⑵ 我国古代有哪些简单机械说说他们的原理。

一、汉唐以来的耕犁
我国很早就发明了耒耜,用耒耜来翻整土地,播种庄稼,进行农业生产。随着生产的发展,耒耜发展成犁。不过在战国时期以前,人们使用的只是石制、木制、骨制和少量的铜制整地工具。后来由于牛耕的出现和冶铁业的兴起,战国时期便出现了铁制的耕犁,河北易县燕下都遗址和河南辉县都出土过战国时期的铁犁铧。铁犁铧的发明是一个了不起的成就,它标志着人类社会发展的新时期,也标志着人类改造自然的斗争进入一个新的阶段。
汉代大力推广先进的生产工具和耕作方法,耕犁也得到了进一步的发展,并且在全国各地广泛使用。解放后出土的一百多件汉代的铁犁中,有铁口犁铧、尖锋双翼犁铧、舌状梯形犁铧,还有大型的犁铧。从山西平陆等地汉墓中出土的几幅犁耕图中,可以看出汉代耕犁的构造形式。当时的耕犁是铁制的犁铧,已经有犁壁的装置。山东安丘、河南中牟和陕西西安、咸阳、礼泉等地都有汉代铁犁壁出土。犁壁的发明是耕犁的一个重大发展。没有犁壁的耕犁达不到碎土松土起垅作亩的目的,还必须靠锄类和铲类农具的帮助才行;有了犁壁就能翻土碎土,犁壁有一定的方向,向一侧翻转土垡,把杂草埋在下面作肥料,同时还有杀虫的作用。欧洲的耕犁直到公元十一世纪才有犁壁的记载,我国至迟到汉代就有了犁壁的装置,比欧洲要早近一千年。汉代耕犁的木质部分由犁辕、犁梢(犁柄)、犁底(犁床)、犁箭、犁横等部件组成。由此可以看出,汉代的耕犁已经基本定型,它除了有先进的犁壁装置外,还有能调节耕地深浅的犁箭的装置。汉代的犁有双辕和单辕的,基本上是二牛抬扛式的。由于是直辕长辕犁,耕地的时候,回头转弯都不够灵活,起土费力,效率也不很高。尽管这样,它比战国时期的耕犁已经有了很大的进步。
唐代,陆龟蒙的《耒耜经》详细记述了当时耕犁的部件、尺寸和作用。这种犁的构造是由金属制造的犁镵和犁壁,以及由木材制造的犁底、压镵、策(é)、犁箭、犁辕、犁梢、犁评、犁建、犁槃等十一个部件组成。这些部件都各有特殊的功能和合理的形式。犁壁在犁镵之上,它们是成一个曲面的复合装置,用来起土翻土的;犁底和压鑱把犁头紧紧地固定下来,增强犁的稳定性;策是捍卫犁壁的;犁箭和犁评是调节犁地深浅的装置,通过调整犁评和犁箭,使犁辕和犁床之间的夹角张大或缩小,这样就使犁头深入或浅出;还可以通过犁梢来掌握耕地的宽窄;它的犁辕是短辕曲辕,辕头又有可以转动的犁槃,牲畜是用套耕索来挽犁的。整个耕犁是相当完备、相当先进的,也很轻巧,耕地的时候回头转弯都很灵便,而且入土深浅容易控制,起土省力,效率比较高。
陆龟蒙所叙述的耕犁是中国耕犁发展到比较完备阶段的典型,它的构造要比秦汉时期的犁完备和复杂得多,和现代的耕犁基本相同。这是广大劳动人民在长期的生产斗争实践中不断摸索创造的成果,是劳动人民智慧的结晶。
宋元以后,耕犁的形式更加多样化,各地创造了很多新式的耕犁。南方水田用犁镵,北方旱地用犁铧,耕种草莽用犁镑,开垦芦苇蒿莱等荒地用犁刀,耕种海堧地用耧锄。
根据史料记载,在整个古代社会,我国耕犁的发展水平一直处于世界农业技术发展的前列。

二、汉代的播种机——三脚耧
我国在战国时期就有了播种机械。汉武帝的时候,赵过在一脚耧和二脚耧的基础上,创造发明了能同时播种三行的三脚耧。一头牛拉着,一人牵牛,一人扶耧,一天就能播种一顷地,大大提高了播种效率。汉武帝曾经下令在全国范围里推广这种先进的播种机。
汉代三脚耧复原模型,现在陈列在中国历史博物馆里。它的构造是这样的:下面三个小的铁铧是开沟用的,叫做耧脚,后部中间是空的,两脚之间的距离是一垅。三根木制的中空的耧腿,下端嵌入耧铧的銎里,上端和子粒槽相通。子粒槽下部前面由一个长方形的开口和前面的耧斗相通。耧斗的后部下方有一个开口,活装着一块闸板,用一个楔子管紧。为了防止种子在开口处阻塞,在耧柄的一个支柱上悬挂一根竹签,竹签前端伸入耧斗下部系牢,中间缚上一块铁块。耧两边有两辕,相距可容一牛。后面有耧柄。
播种前,要根据种子的种类、子粒的大小、土壤的干湿等情况,调节好耧斗开口的闸板,使种子在一定的时间流出的多少刚好合适。然后把要播种的种子放入耧斗里,用牛拉着,一人牵牛,一人扶耧。扶耧人控制耧柄的高低,来调节耧脚入土的深浅,同时也就调整了播种的深浅,一边走一边摇,种子自动地从耧斗中流出,分三股经耧腿再经耧铧的下方播入土壤。在耧后边的木框上,用两股绳子悬挂一根方形木棒,横放在播种的垅上,随着耧前进,自动把土耙平,把种子覆盖在土下,这样一次就把开沟、下种、覆盖的任务完成了。再另外用砘子压实,使种子和土紧密地附在一起,发芽生长。
现代最新式的播种机的全部功能也不过把开沟、下种、覆盖、压实四道工序接连完成,而我国两千多年前的三脚耧早已把前三道工序连在一起由同一机械来完成。在当时能够创造出这样先进的播种机,确实是一项很重大的成就。这是我国古代在农业机械方面的重大发明之一。

三、灌溉机械——龙骨水车
龙骨水车是我国古代最著名的农业灌溉机械之一。龙骨车,古书上都叫翻车,据《后汉书》记载,这一灌溉机械是东汉末年发明的。最初是利用人力转动轮轴灌水,后来由于轮轴的发展和机械制造技术的进步,发明了以畜力、风力和水力作为动力的龙骨水车,并且在全国各地广泛使用。根据动力的不同,龙骨水车有下列几种。
人力龙骨水车是以人力做动力,多用脚踏,也有用手摇的。元代《王祯农书》和清代麟庆的《河工器具图说》中关于龙骨车的叙述比较详细。它的构造除压栏和列槛桩外,车身用木板作槽,长二丈,宽四寸到七寸不等,高约一尺,槽中架设行道板一条,和槽的宽窄一样,比槽板两端各短一尺,用来安置大小轮轴。在行道板上下,通周由一节一节的龙骨板叶用木销子连结起来,很像龙的骨架一样,所以名叫龙骨车。在上端的大轴的两端,各带四根拐木,作脚踏用,放在岸上的木架之间,人扶着木架,用脚踩动拐木,就带动下边的龙骨板叶沿木槽往上移动,把水刮上岸来,流入田间。龙骨板叶绕过上端大轴,又在行道板上边往下移动,绕过下端的轴,重新刮水。这样循环不已,水从低处源源不断地被车上岸来。这就是龙骨车的构造和工作过程。
人力龙骨水车因为用人力,它的汲水量不够大,但是凡临水的地方都可以使用,可以两个人同踏或摇,也可以只一个人踏或摇,很方便,深受人们的欢迎,是应用很广的农业灌溉机械。
大约在南宋初年,龙骨水车有了新的发展,出现了用畜力做动力的龙骨水车,这是龙骨水车发展的一个新阶段。它的水车部分的构造和前面讲的相同,只是动力机械方面有了新的改进。在水车上端的横轴上装有一个竖齿轮,旁边立一根大立轴,立轴的中部装上一个大的卧齿轮,让卧齿轮和竖齿轮的齿相衔接。立轴上装一根大横杆,让牛拉着横杆转动,经过两个齿轮的传动,带动水车转动,把水刮上来。因为畜力比较大,能把水车上比较大的高度,汲水量也比较大。
在元代《王祯农书》上还有水转龙骨水车的记载,可知这一机械的发明应该在《农书》成书之前,大约在元初,也有近七百年的历史了。它的装置,水车部分完全和以前的各种水车相同。它的动力机械装在水流湍急的河边,先树立一个大木架,大木架中央竖立一根转轴,轴上装有上、下两个大卧轮。下卧轮是水轮,在水轮上装有若干板叶,以便借水的冲击使水轮转动。上卧轮是一个大齿轮,和水车上端轴上的竖齿轮相衔接。把水车装在河岸边挖的一条深沟里,流水冲击水轮转动,卧齿轮带动水车轴上的竖齿轮转动,也就带动水车转动,把水从河中深沟里车上岸来,流入田间,灌溉庄稼。
如果水源比较高,可以作大的立式水轮,直接安装在水车的转轴上,带动水车转动,这样可以省去两个大齿轮。
在利用流水作动力的灌溉机械上应用了一对大的木齿轮,把水轮的转动传递到水车的轴上,来带动水车把水刮上来,进行灌溉,这是元代机械制造方面的一个巨大的进步,也是人们利用自然力造福于人类的一项重大成就。

四、先进的粮食加工机械——水碓和水磨
谷物收获脱粒以后,要加工成米或面才能食用。我国古代在粮食加工方面发明了不少机械,如磨、碾、碓、扇车、罗等,后来又发明了用水力做动力的水碓和水磨,这些机械效率高,应用广,是农业机械方面的重要发明。
水碓是利用水力舂米的机械,在西汉末年就出现了,汉代桓谭(约前23—后50)的《桓子新论》里有关于水碓的记载。
水碓的动力机械是一个大的立式水轮,轮上装有若干板叶,轮轴长短不一,看带动的碓的多少而定。转轴上装有一些彼此错开的拨板,一个碓有四块拨板,四个碓就要十六块拨板。拨板是用来拨动碓杆的。每个碓用柱子架起一根木杆,杆的一端装一块圆锥形石头。下面的石臼里放上准备要加工的稻谷。流水冲击水轮使它转动,轴上的拨板就拨动碓杆的梢,使碓头一起一落地进行舂米。利用水碓,可以日夜加工。
凡在溪流江河的岸边都可以设置水碓。根据水势的高低大小,人们采取一些不同的措施。如果水势比较小,可以用木板挡水,使水从旁边流经水轮,这样可以加大水流的速度,增强冲动力。带动碓的多少可以按水力的大小来定,水力大的地方可以多装几个,水力小的地方就少装几个。设置两个碓以上的叫做连机碓,常用的都是连机碓,一般都是四个碓。
磨,最初叫硙,汉代才叫做磨,是把米、麦、豆等加工成面的机械。磨用两块有一定厚度的扁圆柱形的石头制成,这两块石头叫做磨扇。下扇中间装有一个短的立轴,用铁制成,上扇中间有一个相应的空套,两扇相合以后,下扇固定,上扇可以绕轴转动。两扇相对的一面,留有一个空膛,叫磨膛,膛的外周制成一起一伏的磨齿。上扇有磨眼。磨面的时候,谷物通过磨眼流入磨膛,均匀地分布在四周,被磨成粉末,从夹缝中流到磨盘上,过罗筛去麸皮等就得到面粉。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。水磨的动力部分是一个卧式水轮,在轮的立轴上安装磨的上扇,流水冲动水轮带动磨转动,这种磨适合于安装在水的冲动力比较大的地方。假如水的冲动力比较小,但是水量比较大,可以安装另外一种形式的水磨:动力机械是一个立轮,在轮轴上安装一个齿轮,和磨轴下部平装的一个齿轮相衔接。水轮的转动是通过齿轮使磨转动的。这两种形式的水磨,构造比较简单,应用很广。
随着机械制造技术的进步,后来人们发明一种构造比较复杂的水磨,一个水轮能带动几个磨同时转动,这种水磨叫做水转连机磨。《王祯农书》上有关于水转连机磨的记载。这种水力加工机械的水轮又高又宽,是立轮,须用急流大水,冲动水轮。轮轴很粗,长度要适中。在轴上相隔一定的距离,安装三个齿轮,每个齿轮又和一个磨上的齿轮相衔接,中间的三个磨又和各自旁边的两个磨的木齿相接。水轮转动通过齿轮带动中间的磨,中间的磨一转,又通过磨上的木齿带动旁边的磨。这样,一个水轮能带动九个磨同时工作。

⑶ 铜壶滴漏的作用是什么

铜壶滴漏的作用是计时。铜壶滴漏即漏壶,是中国古代的自动化计时(测量时间)装置,又称刻漏或漏刻。漏壶的最早记载见于《周礼》,这种计时装置最初只有两个壶,由上壶滴水到下面的受水壶,液面使浮箭升起以示刻度(即时间)。
铜壶滴漏:
漏壶的最早记载见于《周礼》。这种计时装置最初只有两个壶,由上壶滴水到下面的受水壶,液面使浮箭升起以示刻度(即时间)。保持上壶的水位恒定是滴漏计时准确的关键。这个问题后来是互相衔接的多级(3~5级)水壶来解决的。宋朝王普所著《官术刻漏图》(公元1135)曾描述一种莲华漏,后该书失传。根据宋朝杨军的《六经图》(公元1155)转述:莲华漏由4个壶组成。天池壶、平水壶逐级向平水小壶供水。
平水小壶上有溢水口,可是多余的水泄入减水桶以保持水面恒定。在莲华漏中还采用一个浮子式阀门作为自动切断阀。当受水壶水位升至满刻度时,浮子式阀门就会自动阻塞上级水壶的出水孔,切断水滴。

⑷ 古代有哪些计时工具

圭表、刻漏、沙漏、水运仪象台、大明殿灯漏等。

1、圭表

圭表是古代汉族科学家发明的度量日影长度的一种天文仪器,圭表直立于平地上测日影的标杆和石柱,叫做表;

正南正北方向平放的测定表影长度的刻板,叫做圭。当太阳照着表的时候,圭上出现了表的影子,根据影子的方向和长度,就能读出时间。

2、刻漏

刻漏引又称漏刻﹑漏壶,是中国古代的漏水计时器。漏壶主要有泄水型和受水型两类。早期的刻漏多为泄水型。水从漏壶底部侧面流泄,使浮在漏壶水面上的漏箭随水面下降,由漏箭上的刻度指示时间。

後来创造出受水型,水从漏壶以恒定的流量注入受水壶,浮在受水壶水面上的漏箭随水面上升指示时间,提高了计时精度。

为了获得恒定的流量,首先应使漏壶的水位保持恒定。其次,向受水壶注水的水管截面面积必须固定,水管采用“渴乌”(虹吸)原理,便於调整和修理。

3、沙漏

因刻漏冬天水易结冰,故有改用流沙驱动的。《明史·天文志》载明初詹希元创造了“五轮沙漏”。后来周述学加大了流沙孔,以防堵塞,改用六个轮子。

宋濂(1310~1381)著《宋学士文集》记载了沙漏结构,有零件尺寸和减速齿轮各轮齿数,并说第五轮的轴梢没有齿,而装有指示时间的测景盘。

4、水运仪象台

水运仪象台是北宋时期苏颂、韩公廉等人发明制造的以漏刻水力驱动的,集天文观测、天文演示和报时系统为一体的大型自动化天文仪器。

标志着中国古代天文仪器制造史上的高峰,被誉为是世界上的最早的天文钟。

水运仪象台的构思广泛吸收了以前各家仪器的优点,尤其是吸取了北宋初年天文学家张思训所改进的自动报时装置的长处;

在机械结构方面,采用了民间使用的水车、筒车、桔槔、凸轮和天平秤杆等机械原理,把观测、演示和报时设备集中起来,组成了一个整体,成为一部自动化的天文台。

5、大明殿灯漏

大明殿灯漏是中国钟表史上最为著名的计时仪器之一,由元代著名科学家郭守敬创制。

著名科技史专家英国李约瑟博士在研究了欧洲钟表与中国宋代水运仪象台后,曾在他的《中国天文钟》一文中断言“中国天文钟是欧洲中世纪天文钟的直接祖先”。欧洲最早出现机械钟是1320~1350年间。

它的工作原理属漏水计时,而造型似宫灯,放置于皇宫的大明殿,所以称之为大明殿灯漏。古文献《元史 天文志》对它有专条记叙,试作今译如下:

灯漏高一丈七尺(合今尺五米四),它的框架用金制作。上部有弯曲的梁,梁的中间是一颗云珠,云珠二侧有象征日月的球体,日在左,月在右,云珠之下再悬有一颗珠子。这曲梁的两端各装有龙头,龙的嘴能张合,龙的眼珠能转动,用这样的动作显示灯漏内的水流是快了还是慢了。

曲梁的下面有一中梁,在中梁上,一左一右有两条戏珠的龙,它们随着珠子的下降或上升而俯仰,用这样的姿态显示灯漏内的水位是否适应运行的需要。

参考资料来源:网络——圭表

参考资料来源:网络——刻漏

参考资料来源:网络——沙漏

参考资料来源:网络——水运仪象台

参考资料来源:网络——大明殿灯漏

⑸ 除四大发明外,中国还有哪些传世的黑科技

作者:我方特邀作者子繇

指南针、造纸术、火药、印刷术?不要以为中国古代只有这四大发明传承于世、泽被后代。实际上咱们老祖先的脑洞和技艺远远超乎想象。

一:空调软卧特快专列――??车

你能想到早在两千年前的秦朝,咱们中国就已经出现了“空调软卧特快专列”的雏形了吗?只不过那个时候它的名字叫做??车。《史记》中记载,始皇崩于巡游途中,赵高与李斯谋划秘不发丧,“置始皇居??车中,百官奏事上食如故”。秦始皇陵挖掘出土的器物中就有??车的原型。

??车为当时的皇家高级用车,它拥有双层推拉式设计的车窗,外面一层车窗的窗板上遍布着微小的孔洞,内层车窗则能开闭自如,这样的设计使车内温度能得到一定范围的调控,故而名为??车(温凉车)。而说它是软卧是因为车内铺满了软垫,可坐可卧,不仅舒适而且制作精美。

??车最令人叹为观止的还不是车辆本身的设计,而是与之配套的道路设施。秦始皇大修驰道,而??车在驰道上有专用的轨道,轨道的设置大大加快了行车的速度与稳定性。更值得一提的是,轨道上铺设有枕木,枕木之间的距离正好与马奔跑时的步子相合,马匹一旦在轨道上奔跑起来不到达固定站点是不会停下来的。

二:陀螺仪的鼻祖――被中香炉

陀螺仪最早应用于航海导航,如今被广泛地应用在航空航天、轨道交通、地下勘探等各个领域,可谁又能想到最早发明这种陀螺平衡原理的并不是欧洲人而是我们的老祖先,而更让人意想不到的是,这种原理最早竟是被应用于香炉之中。

被中香炉又名“?”、“卧褥香炉”、“香熏球”等,是用来盛放香料给被褥熏香的。目前最早的记载见于司马相如《美人赋》“金?薰香”,由此可以判断被中香炉出现的时间不会晚于西汉。被中香炉的独特源自它精巧的设计,它的外壳是镂空的球形,内有两至三层同心圆环,最里面是半球形炉体。炉体是用来盛放香料的,两端分别有短轴与中间的几层同心圆环相连接,这样的设计可以保证在重力作用下,无论炉体如何翻转,炉口总能保持水平状态。

简单来说,无论香炉怎样转动都可以保证炉体内的香料绝不会撒出来弄脏被褥,这也是当时做此设计的初衷。而这种结构原理在16世纪时由欧洲人发展并制造出陀螺平衡仪,后来被广泛运用于航海领域,使罗盘不论经受多大的风浪都能始终保持水平状态为航船指明方向。

三:古代的计程车――记里鼓车

记里鼓车最早叫做“记道车”,最迟在西汉时期已经出现。记道车可以计算路程,而记里鼓车则在记道车的基础上又增加了可以打鼓计程的自动机械装置。

记里鼓车是由古代著名科学家张衡发明的,最早的记里鼓车分为上下两层,上层置一钟,下层设一鼓,车上还有小木人,每当车行过十里,小木人就会击鼓一次,而每击鼓十次后就会击钟一次以示提醒。从某种程度上来说,这也可称得上是古代的机器人。到了后代,还不断有人对其进行改进,但记里鼓车工艺繁复且用途狭窄,于是到了明清之际便已不见于世。

四:综合性天文观测台――水运仪象台

水运仪象台由北宋天文学家苏颂等人耗时七年设计制作而成。它是集合了天文观测仪器―浑仪、天体运动演示仪器―浑象以及计时、报时装置于一体的综合性观测仪器,也可看作是一座小型的天文观测台。整座观测台高约12米,宽约7米,共分为三个部分。最上面的部分是露天观测台,放置有一台浑仪,浑仪上有屋顶遮盖,屋顶的设计十分精巧,可以随意开合,便于观测。中间部分是一间密封观察室,里面置有浑象,机械模拟了日月星辰的天象变化。最下面的部分是整座仪器的报时装置和动力机构。

其中,下边的报时装置又分为五层,每一层各司其职,用来报告每天的不同时辰,时间可以精确到刻。而最令人惊叹的是,整个报时装置都是通过自动机械小木人来完成的,每到一个时刻,这些小木人或摇铃或敲钟或击鼓,五层共计162个小木人。如此精密的设计,难怪连英国科学家李约瑟都说这“可能是欧洲中世纪天文钟的直接祖先”。

而所有这些自动机械装置全部是由整座仪器的动力机构的运转完成的。动力机构依靠水的恒定流量,不断推动水轮从而带动了整台仪器的机械运转。也因此被称为“水运仪象台”。这台集智慧与创造于一体的仪象台在北宋末年辗转流落到金国,最终不幸毁灭于蒙古灭金的战争之中。

上述这些仅仅只是冰山一角,那些充满了创造力和想象力的古老智慧是举之不尽的。我们应该记住,我们今天取得的科技成就绝不是一蹴而就的,那是华夏民族数千年智慧与心血的结晶。而我们谈论古代科技的辉煌与成就也不是为了让自己沉浸于民族的自豪感之中,而是要站在巨人的肩膀上将巨人的精神传承下去。

⑹ 古人对自动控制的贡献有哪些

自动控制(automatic control)是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置,使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。自动控制是相对人工控制概念而言的。

最早的自动化控制要追溯到我国古代的自动化计时器和漏壶指南车,而自动化控制技术的广泛应用则开始于欧洲的工业革命时期。英国人瓦特在发明蒸汽机的同时,应用反馈原理,于1788年发明了离心式调速器。当负载或蒸汽量供给发生变化时,离心式调速器能够自动调节进气阀的开度,从而控制蒸汽机的转速。

在现代科学技术的众多领域中,自动控制技术起着越来越重要的作用。自动控制是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置(称控制装置或控制器),使机器,设备或生产过程(统称被控对象)的某个工作状态或参数(即被控制量)自动地按照预定的规律运行。

自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学。它的发展


配电自动化

初期,是以反馈理论为基础的自动调节原理,主要用于工业控制,二战期间为了设计和制造飞机及船用自动驾驶仪,火炮定位系统,雷达跟踪系统以及其他基于反馈原理的军用设备,进一步促进并完善了自动控制理论的发展。

⑺ 我国的古代,有哪些比较神奇的“高科技”

擒纵系统

上面这三个部分靠齿轮和轴承相互连接,其核心动力系统叫枢轮,用漏刻中流出的水来转动枢轮,进而带动齿轮轴承转动,使整个系统运作起来。同时控制运转还需要一个擒纵系统,平水壶中流出固定水量的水流而以等速均匀的方式一直间歇地运转不停,其原理运用在现代机械表中,因为擒纵系统使水运仪象台成为世界最早的机械表。

文史君说:

“科学技术是第一生产力”,科技的发展促进了社会的发展。我们回首古人,数不清的科技发明为日常生活带来了便利与欢乐。可惜古代的先进技术未能实现整个社会技术的变革,社会生产力的提高。我们常常自豪古人的科技远超同时期的世界,又感慨当今中国的很多科技落后于世界先进国家。时过境迁,古人不受重视的科学技术,或被后来西方国家借鉴并赶超,或逐渐消失在历史长河中。当今科学技术的发展日新月异,各国极为重视科学技术的发展。科学技术的发展速度越来越快,技术的垄断现象也频频出现。我们不应该囿于古人往日的辉煌,但或许可以从其中获取灵感。最后着眼于现在和未来,不断地实现科学技术的突破,实现社会生产力的新发展。

⑻ 我国古代都有哪些奇妙的“高科技”令人叹为观止

⑼ 中国最早的指示方向的工具是什么

指南车,是中国古代最早的一种指示方向的机械装置。它利用了差速齿轮的原理,运用齿轮传动系统,根据车轮的转动,由车上安装的木人来指示方向,形成了“车虽回运而手常指南”的运行状态。

指南车是如何实现其指南的效用的呢?

原理很简单,其车厢内部设置有一套可自动离合的齿轮传动机构。当车子行进中偏离正南方向,向东(左)转弯时,东辕前端就会向左移动,而后端则向右(向西)移动,即将右侧传动齿轮放落,使车轮的转动能带动木人下方的大齿轮向右转动,恰好抵消车辆向左转弯的影响,使木人手臂始终保持指向南方的状态。当车子向西(右)转弯时,则左侧的传动齿轮放落,进而影响大齿轮向左转动,以抵消车子右转的影响。

而车子向正前方行进时,车轮与齿轮呈现分离的状态,以保持木人手臂所指的方向不受车轮转动的影响。利用这种原理,不管车子朝哪个方向运动行驶,车上木人的手臂始终是指向南方的,这就起到了指示方向的作用了。指南车的自动离合装置显示了古代机械技术的卓越成就。

指南车的起源很早,曾历经数代重置改进,但均未有具体资料留下,直至宋代才有了比较完整的制作资料和详细记载,因此,关于指南车确切的产生时间,一直众说纷纭:在西晋崔豹所著的《古今注》及《志林》等古籍中,认为黄帝与蚩尤作战时,蚩尤作大雾,黄帝造指南车为士兵领路;在《古今注》及《鬼谷子》等古籍中,认为因“越裳氏”来进贡迷失了归路,周公造“五乘”指南车,为他们引路;在刘仙洲所著的《中国机械工程发明史》中认为指南车的发明应以古籍《西京杂记》记载的资料为据,定为西汉时期发明;而在王振铎所著的《科技考古论坛》中则指出“创造指南车者,当以三国时马钧为可信”,并引用《魏略》所记来加以佐证。

当然这些说法都有一定的道理,但是也有与事实相矛盾的地方。从现有的资料来分析,我们可推测出指南车的构造原理与指南针的指向性无关,利用的是机械的定向性。翻阅古籍可知,中国齿轮体系出现的最早时间,大约是在战国到西汉之间,从宋代的指南车记载上来看,其依靠的就是齿轮传动系统。由此可以论证,指南车不可能先于齿轮的出现而产生,所以黄帝、周公造车论显然是没有足够的理论依据的。以此类推,可知刘仙洲的西汉造车说是有一定的史实基础的,而王振铎的三国造车说则更为保守妥当。

指南车最初主要是皇帝在隆重的场合时使用的,是皇帝的仪仗队中不可缺少的。指南车的规格很高,车身高大,装饰华美,雕刻着金龙、仙人。行走时前呼后拥,所用“驾士”众多,有记载的如《金史》中说有12人驾驶,而《宋史》则说原有“驾士”18人,后增至30人。在《南齐书》中记载着这样一件事:南北朝时的刘宋平定关中后,得到一台只有外形、不具备内部构造的指南车,于是皇帝出行时,只能命人躲在车内操纵,可见指南车在皇帝仪仗队中的地位是多么的重要。等到了宋代后期,指南车的使用随着政局的动荡及狼狈战败等原因,不再受到重视。到元灭宋建立王朝后,由于少数民族不重视汉族文化,就不再有指南车地出现了。

从古籍记载还可以看出,由于指南车的崇高地位与特殊作用,一般前朝灭亡之后,指南车也随之毁坏。各种屡废屡制的局面,造成历史上研制过指南车的人相当多。在古籍记载中,有确切姓名和制造时间的就有15人之多。这些人所研制的指南车在外形上具有继承性,但其内部结构及原理都各不相同、甚至是有很大出入的。因为指南车的内部结构常被认为是重要机密,避免让人知道,这也许是历史上很少有古籍记载指南车的内部结构的原因。

仿制还原的指南车

指南车

⑽ 古代中国人民有多智慧,还出现了下列黑科技吗

古代中国劳动人民是非常智慧的,在中华几千年的历史中涌现了非常多的”黑科技“。下面就跟随小编一起来盘点看看吧!实际上咱们老祖先的脑洞和技艺远远超乎想象。

一:空调软卧特快专列——辒辌车

你能想到早在两千年前的秦朝,就已经出现了类似于今天的”空调车“的发明吗?只不过那个时候它的名字叫做辒辌车。《史记》中记载,始皇崩于巡游途中,赵高与李斯谋划秘不发丧,“置始皇居辒辌车中,百官奏事上食如故”。秦始皇陵挖掘出土的器物中就有辒辌车的原型。

辒辌车为当时的皇家高级用车,它的外面一层车窗的窗板上遍布着微小的孔洞,内层车窗则能开闭自如,这样的设计使车内温度能得到一定范围的调控,故而名为辒辌车(温凉车)。而说它是软卧是因为车内铺满了软垫,可坐可卧,不仅舒适而且制作精美。

水运仪象台

而所有这些自动机械装置全部是由整座仪器的动力机构的运转完成的。动力机构依靠水的恒定流量,不断推动水轮从而带动了整台仪器的机械运转。也因此被称为“水运仪象台”。但是最终不幸毁灭于蒙古灭金的战争之中。

上述这些仅仅只是冰山一角,那些充满了创造力和想象力的古老智慧是举之不尽的。我们应该记住,我们今天取得的科技成就绝不是一蹴而就的,那是华夏民族数千年智慧与心血的结晶。

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