A. 马钧发明的是什么
马钧发明了很多东西,最突出的有还原指南车、改进织绫机、改制诸葛连弩、发明龙骨水车、轮转式发石机、水转百戏图等,对科学发展和技术进步做出了贡献。
马钧在手工业、农业、军事等方面有很多发明创造,是三国时代最优秀的机械制造家,马钧的创造发明,就算拿现代人的眼光来看也非常了不起,何况是在1700多年前。
此外,马钧在军事上兵器制造方面也有不少发明创造。蜀国诸葛亮在出师北伐时,曾发明了一种可以把箭接连发射出去的连发射远器——连弩。它每次可发数十箭,威力很大,当时已经年老的马钧,还改进过连弩,使连续发射的威力增加几倍。
马钧简介:
马钧(生卒年不详),字德衡,三国时期魏国扶风(今陕西省兴平县)人,是中国古代科技史上最负盛名的机械发明家之一。
马钧年幼时家境贫寒,自己又有口吃的毛病,所以不擅言谈却精于巧思,后来在魏国担任给事中的官职。马钧最突出的表现有还原指南车;改进当时操作笨重的织绫机;发明一种由低处向高地引水的龙骨水车;制作出一种轮转式发石机,能连续发射石块,远至数百步;把木制原动轮装于木偶下面,叫做"水转百戏图"。此后,马钧还改制了诸葛连弩,对科学发展和技术进步做出了贡献。
B. 什么是原木场
制材厂贮存原木的场所。一般称楞场。在楞场上完成原木的卸车(水运到材为出河)、造材、验收、选材、归楞、贮存以及原木进车间前的预先区分、冲洗、调头、截断、剥皮、整形及清除遗留在原木中的金属物等工作。它是制材生产工艺过程中的重要组成部分,原木场贮存的原木数量、材种、规格和质量将直接影响制材生产能否按计划完成。为此,贮存在原木场的原木,应根据制材工艺的技术要求,划分为若干径级、长级、等级和树种范围,分别归楞贮存,以便在进车间锯割加工时,能根据不同的技术要求,选择不同径级、长度、等级和不同树种的原木,达到提高出材率、锯材质量和生产效率的目的。由于原木体积大而笨重,运输量大,作业条件差,因而在楞场内应尽量采用机械化作业。如何实现机械化则应根据到材条件、选材、原木保存方法及制材厂生产能力等来确定。根据原木的到材方式,制材企业原木场分为原木陆地楞场和原木水上作业场。
陆地楞场
采取铁路运输(包括森林铁路)、公路运输等陆运方式到材的原木场。其场地应选在临近铁路、公路地势平坦和干燥之处。陆地楞场要求合理垛积,楞高适当,楞间留有安全通道。陆运与水运比较,每次运输量较小,但由于不受季节限制,到材均衡,可以缩小原木场的面积。原木陆地楞场所使用的设备主要包括绞盘机、装卸桥、缆索起重机、链式运输机,以及直流电动机驱动的有轨平车、叉车和人力推动的平车。
水上作业场
原木采取水运方式到材或水内贮存原木而设在水域内的原木场。作业场的地点宜选在海湾、河川内弯入的具有天然防护条件的地区,也可以设计人工储水场。水运分为排运、单漂、赶羊流送和船运。水运的运输量大,运输成本低,在运输过程中能较好地保持原木质量,不致变质。原木水上作业场所采用的设备主要包括:①原木纵向出河机。用于原木沿长度方向一根接一根地连续出河,并可同时按照原木的树种、材种、尺寸和等级进行选材工作。②装卸桥。用于原木成捆出河、归楞、拆楞作业。③绞盘机。用于原木成捆出河、牵引和归楞作业。④原木横向出河机。用于原木横向(原木移动方向垂直于原木纵向轴线方向)出河。⑤缆索起重机。用于原木成捆出河、归楞和拆楞。由于其跨度可达100米以上,一般适用于大型原木场。此外还有链式输送机、叉车和人力有轨平车等运输设备。(见水上作业场)
原木场区划
原木楞堆在原木场内的配置。其目的是最大限度地方便原木卸车、出河、归楞、保管、运输、防火和及时供应车间生产用材。原木场区划又分为原木水上作业场区划、原木陆地楞场区划。
原木水上作业场区划
包括停泊场(接纳、验收和暂时贮存的水域)、拆排场(把捆连在一起的原木拆散的水域)、送材场(原木水运到厂,尚未送进区分网之前,暂时停留或贮存所需水域)和区分网(对原木进行选材作业的水域)等的区划。
原木陆地楞场区划
按下列条件区划:①楞堆的宽度决定于原木的最大长度。楞垛长度根据归楞机械设备决定。②楞堆最大高度取决于作业机械类型和原木长度。③每个楞堆的一端应朝向常年道路。④顺着楞堆的序列,即与楞堆长垂直的方向,设置防火通道。⑤原木场境界应当与生产建筑物、生活建筑物和工人住宅区保持一定的距离。采用湿存法保管原木时,距离可适当减小。
原木调头机
调动原木使其小头处于进锯方向的制材专用设备。实行小头进锯,便于做到对线下锯,最大限度地提高主产出材率和综合利用率。常见的专用设备,有180°转盘式调头机和90°拨木式调头机。①180°盘式调头机:由滚台运输机和原木回转部分组成,结构如图1。采用主动轮电磁制动和中心架电磁制动以及带缓冲装置的定位挡块来保证其定位准确。滚台运输机和原木回转部分在电器上采用联锁装置,当原木回转时,滚台运输机的鞍形辊立即停止运输,以保证安全可靠。其特点是,结构紧凑,占地面积小,由一人在操纵台集中控制,操作方便,运行平稳。滚台运输机由机架、电机、链传动装置、沟纹鞍形辊组成。原木回转部分由轨道、底盘、机座、定心部、车轮部、驱动电机等组成。②90°拨木式调头机:靠摩擦传动的两个卷筒来带动一个沿着滑道移动的顶木臂完成原木调头,其结构如图2。当原木由横向往纵向转移时,如小头在后则后面的调向挡柱升起,开动左面的顶木臂来顶原木,原木绕挡柱转动90°进入纵向运输机。如原木大头在后,则开动右面的顶木臂来完成调向。摩擦离合装置由操纵台控制。其特点是,调头速度快,结构简单。但机构庞大,占地面积大,操作不便。(曹国柱)
图1
图2原木定心上木机
准确地确定原木在旋切机上的回转中心位置,以获得最大直径的圆柱体,并把原木送至旋切机旋切位置的机械。定中心的机械化,是提高定心准确性,提高单板出材率,增加整幅单板数量,充分发挥高效率旋切机性能和实现定心、上木、旋切连续化的重要措施。
定心上木机按定心与上木机械配合形式,可分为定心和上木机械是一台装置、定心和上木机械不是一台装置2种类型。按定心方式可分为几何原理机械定心上木机、光环投影定心上木装置和计算机控制自动定心机3种类型。
几何原理机械定心上木机
使用较广泛的定心原理是三点定心原理,即利用三个互相成120°角度并且与回转中心始终保持等距离的卡杆来确定基准断面的中心,三个对称移动的卡杆也可以是两个卡杆互成180°,第三个卡杆和前两个卡杆成90°(图1)。定心上木机沿木段长度方向有两个定心器,定心器上的3根卡杆在油缸6的推动下,通过机械连杆装置同时向内转动,转角相同,使卡杆的移动始终与回转中心保持等距离,因此能立即卡紧木段定好中心,然后上木臂从两端夹紧木段,在两侧油缸3的作用下摆动一角度,即可把木段准确地送至旋切机卡轴位置(或等待位置)。几何原理机械定中心机还可以采用四点定心原理的机构。定心上木驱动机构也可以用压缩空气气动缸。此外,有些机械定心上木机的两个定心器之间距离是可以调整的,以适应可旋木段长度允许范围较大的旋切机配套使用。如意大利S2P860×2700型旋切机,可旋切最大原木长度为2700毫米,使用辅助中心架,也可旋切1930毫米、1320毫米的木段,此时相应调整定心器之间距离,令其与定中心的两个基准断面相一致,以获得最佳的定心效果。由于木段表面不平,形状不规则,机械定心的准确性较差,适用于直径800毫米以下、形状较规则的木段。
图1光环投影定心上木装置
利用两组光环发生器放映的同心圆环投影到木段两端,放映的光环中心与旋切机卡轴中心线水平一致(图2)。经操作人员目测,操纵液压系统的升降、左右移动油缸来调整Ⅴ型托架,使光环中心与木段最大圆柱体的中心线重合,实现定中心。定好中心的木段由分离的行车上的一对卡木臂卡紧,送至旋切机前等待位置或旋切机卡轴位置。由于光环投影定心需依靠操作人员目测,因此定心精度受到影响,通常适用于大径级木段的定中心。
图2计算机控制自动定心机
为新发展的精确自动定心装置。大多采用光电、超声或激光的方法对经过机械初步定中心的木段进行连续扫描测量,自动检测出木段几个断面的直径,经计算机系统处理确定出木段最佳的轴线位置,并自动控制定心机调整木段的位置,使木段的最佳中心线与上木装置的中心线重合,由上木装置将木段送至旋切机上,完成定心—上木全过程的自动操作。这种设备1分钟可完成8~10根木段的定心工作,它比机械定心可提高单板出材率5~10%,整幅单板可增加14%。计算机控制自动定心机在美国、芬兰等国已得到应用和逐渐完善。
原木光电检尺设备
采用光电投射、扫描对原木进行自动检测材积的专用装置。原木的分选、造材、材积计算以及合理锯割,都要事先测量原木的直径和长度。采用光电管原木自动检尺装置有利于实现制材厂生产过程的自动化。此装置分为两种类型:一类是利用原木反射光线的作用进行测量;另一类是利用原木挡住光线的方法进行测量。根据测量原木直径时的运输方式,可以分为横向测量装置和纵向测量装置。
横向光电测量装置
使用较多。其方法是已在纵向运输时测量过原木的长度,或原木长度都相同时在中间或两端附近进行成对的交叉测量。原木位于横向运输机上,测量装置有两个互相垂直的光电管,当光电管发暗时,脉冲发生器送出脉冲信号,并由一个计算器统计总和。如果装有多个光电管,则能测出多个数值,可选其中最小值或中间值。在原木长度预先测出的条件下,即可进行材积计算。
纵向光电测量装置
有以下3种类型:①利用原木挡住光线进行测量的装置。这种装置的主要技术性能:允许测量直径为60~630毫米;原木推进速度为1.5米/秒;循环皮带速度为30米/秒。原木长度可以采用一般方法测量,即将一脉冲发生器和运输机的传动辊相配合,使一个脉冲恰好等于1厘米的行程。通过电子计算机可以算出原木的最小直径,并同时算出材积。②其主要部件是装有凹镜和平面镜铁架制成的刚性测量框,它横跨纵向运输机。原木直径可同时从两个方向交叉测量,也可以从三个方向测量,以提高精度。测量框的光源为两个装在有机玻璃后面互成直角的棒形发光体。光线投射在两个抛物面反射镜上(凹面镜),在每个反射镜的焦点上,按一定角度安装着一个平面镜,该平面镜由小电动机带动旋转。这种检尺装置测量效果较好,使用较广泛。但凹面镜应有很高的精度和表面光洁度,所以加工要求甚高。③采用硅光电二极管的自动线性扫描传感器的纵向光电检尺装置(见图)。全套自动检尺装置由3个扫描传感器、一系列标志传感器和一架小型计算机组成。根据被激发的光电二极管数目,计算机即可得出原木长度和直径数据。测直径的精度可达±0.254厘米,测长度的精度可达±2.54厘米。当原木运行速度超过305米/分时,仍能保持上述精确度。光电测量装置和计算机结合,不仅可以进行原木检尺和为工厂管理迅速提供准确的统计资料,而且可对分选设备和锯机进行直接自动控制,从而显著提高生产效率和原料利用率。
C. 传动轴(机械装置)详细资料大全
传动轴是一个高转速、少支承的旋转体,因此它的动平衡是至关重要的。一般传动轴在出厂前都要进行动平衡试验,并在平衡机上进行了调整。对前置引擎后轮驱动的车来说是把变速器的转动传到主减速器的轴,它可以是好几节的,节与节之间可以由万向节连线。
D. 割草机的工作原理
割草机工作原理(图文):
滚筒式割草机
滚筒式割草机原理图
:
滚筒式割草机的传动装置位于切割器上方,因而又称为上传动旋转式割草机。一台滚筒式割草机一般装有并列的1~4个立式圆柱形或圆锥形滚筒。每个滚筒下方装有铰接2~6个刀片的刀盘,相邻刀盘上刀片的回转轨迹有一定重叠量,以避免漏割。滚筒由胶带或锥齿轮传动,相邻两滚筒相对旋转,割下的牧草在一对滚筒的拨送下,向后铺放成整齐的小草条。能满足低割要求,但结构不够紧凑。
转盘式割草机
转盘式割草机(Rotarymower)的传动装置位于刀盘的下方,但刀盘因下方有传动装置而位置较高。为保证低割和减少重割,刀盘通常向前倾斜一定角度。当阻力过大或遇障时刀片即回摆,以保证人身安全。也有刀盘铰接特殊尼龙绳靠离心力割草。相邻刀盘上刀片的配置相互交错,刀片的回转轨迹有一定重叠量。刀盘一般由齿轮传动,相邻刀盘的转向相反。结构紧凑,传动平稳、可靠。
割草机(Lawn
mower)又称除草机、剪草机、草坪修剪机等。割草机是一种用于修剪草坪、植被等的机械工具,它是由刀盘、发动机、行走轮、行走机构、刀片、扶手、控制部分组成。刀盘装在行走轮上,刀盘上装有发动机,发动机的输出轴上装有刀片,刀片利用发动机的高速旋转在速度方面提高很多,节省了除草工人的作业时间,减少了大量的人力资源。
E. 木工机械的安全技术措施
重点是在操作区采取针对有效的安全技术措施,操作者应遵章守则,规范安全操作行为。
(一)机床结构应能固定在地面,保持稳定性;
(二)每一操作位置上应有停止操作装置;
(三)工件加工必须通过工作台和导向板支撑和定位;
(四)刀具及刀具总成体应符合应力及装配要求
(五)安全防护装置
(1)功能安全可靠:不应成为新的危险源;
(2)木工机械的刀轴与电器应有安全联控装置;
(3)存在工件抛射风险的机床,应设相应的安全防护装置;
【例如】刨床上和多锯片圆锯机采用止逆器、在圆锯机上采用分料刀、防反弹安全屏护等。
(4)传动装置应尽量置于箱体内,否则应设安全防护装置;
(5)配置必要的手用工具;
(六)非机械危险的防护
(1)所有电气设备应符合安全要求;
(2)应安装消声、降噪装置;
(3)应考虑安装吸尘通风装置和采集系统;
①保证工作场所的粉尘浓度不超过10mg/m3;
②吸尘系统应设在与排放源尽量接近的位置;
(4)有针对性的设置防火防爆安全措施;
F. 它用水激轮自转,一天一夜转一周,还安置了自动报时器,是哪项古代天文发明啊
开元水运浑天仪
唐代一行与梁令瓒合作制造了一台开元水运浑天仪。据《旧唐书·天文志》回所载,其答主体是一个缀有星象、赤道和刻度的铜球,铜球有轴可以转动,球外设置两个圆环,是为赤道与白道。环上分别有太阳与月球,日月可与铜球同时运行。该仪装在木柜中,并以木柜为地平。仪器半在地下,其运转以水为动力。“注水激轮,令其自转,一日一夜,天转一周”。是一种自动机械计时器。此仪器除表演天象外还能报时,地平之上立有二木人,每刻自动击鼓,每晨自动撞钟,从而使这台仪器成为了具有钟表和表演给定时刻的星象及日月位置功能的多用途综合天文仪器。开元水运浑天仪展现了盛唐时期天文仪器的风貌也特点,北宋苏颂、韩公廉等正是在开元水运浑天仪的基础上加以改进和创新,制出了举世闻名的水运仪象台。
G. 三国时期,诸葛亮曾用木头做了一部车。
木牛流马
葛亮造木牛流马”其中描写诸葛亮六出祁山,七擒孟获,威震中原,发明了一种新的运输工具,叫“木牛流马”,解决了几十万大军的粮草运输问题,这种工具比现在的还先进,不用能源,不会造成能源危机。
造木牛之法云:“方腹曲头,一脚四足;头入领中,舌着于腹。载多而行少:独行者数十里,群行者二十里。曲者为牛头,双者为牛脚,横者为牛领,转者为牛足,覆者为牛背,方者为牛腹,垂者为牛舌,曲者为牛肋,刻者为牛齿,立者为牛角,细者为牛鞅,摄者为牛秋轴。牛仰双辕,人行六尺,牛行四步。每牛载十人所食一月之粮,人不大劳,牛不饮食。”造流马之法云:“肋长三尺五寸,广三寸,厚二寸二分:左右同。前轴孔分墨去头四寸,径中二寸。前脚孔分墨二寸,去前轴孔四寸五分,广一寸。前杠孔去前脚孔分墨二寸七分,孔长二寸,广一寸。后轴孔去前杠分墨一尺五分,大小与前同。后脚孔分墨去后轴孔三寸五分,大小与前同。后杠孔去后脚孔分墨二寸七分,后载克去后杠孔分墨四寸五分。前杠长一尺八寸,广二寸,厚一寸五分。后杠与等。板方囊二枚,厚八分,长二尺七寸,高一尺六寸五分,广一尺六寸:每枚受米二斛三斗。从上杠孔去肋下七寸:前后同。上杠孔去下杠孔分墨一尺三寸,孔长一寸五分,广七分:八孔同。前后四脚广二寸,厚一寸五分。形制如象,靬长四寸,径面四寸三分。孔径中三脚杠,长二尺一寸,广一寸五分,厚一寸四分,同杠耳。”
诸葛亮造木牛流马,用来运送粮草。木牛流马是什么样子,自古以来,莫衷一是。说什么的都有,可是没有一种说法比较符合原状,我想其中的原因,在于搞历史的不通机械,而搞机械的又没有考证这些的习惯。南北朝木牛流马
又过了200多年,南北朝时的科技天才祖冲之据说又再造了木牛流马。令人难以理解的是,他同样也未留下只字片图的资料。2010年四川木牛流马
2010年9月7日,四川广元木匠何多现展示花了5个多月造出的“木牛流马”。何多现2010年3月开始制作,8月初完成。“木牛流马”长2.08米,高1.4米,自重230斤,腹中可载420-450斤大米,后肢可以前后屈膝,以手推或牵为动力,可以行走在乡间小路,还可爬坡上行。 探索
先看看书上的木牛流马的介绍:方腹曲头,一脚四足,头入领中,舌着于腹,载多而行少,独行者数十里,群行者二十里。垂者为牛舌,曲者为牛肋,刻者为牛齿,立者为牛角,牛仰双辕。人行六尺,牛行四步。
流马:肋长三尺五寸,左右同。前轴孔分墨去头四寸,前脚孔去前轴孔四寸五分,板方囊两枚。
从书上的叙述来看,木牛是相当于发动机的设备,流马只是个装载东西的设备,相当于汽车的车厢。
从木牛的结构上看,它采用了助力机构,里面可能加有飞轮机构。从他的运行来讲,里面采用的有齿轮机构,曲柄连杆机构。人推动木牛时,里面的曲柄连杆机构通过齿轮带动飞轮,飞轮运行起来后,又因为飞轮的惯性,给木牛以助力,这样,就达到了省力的目的。
流马的结构,其实是一辆板车,只不过改变了它的重心和轴承部分,使它比以前的板车用起来省力一些。
关于书上说这个为牛什么,那个为牛什么,这只不过是中国人的习惯,用来增加木牛的神秘性而已,就像周易上说的,什么马像什么之类的。
木牛有四足,其实是轮子,在古代,没有专业的机械术语,所以有些零部件的表达,和现在的会不一样。
有猜测木牛是用脚走路的,可是这要用液压机构,在当时的条件下,这是不可能的。用手来摇,也不可能。因为这样用的机构太多,有些机构,在当时还没有发明。
关于扭转牛舌就不能行走,道理很简单,里面有防反转的棘轮机构。
当然,我也只是根据三国演义里的记载推测。不过应该不会差得太远。我现在手头没有详细的关于木牛流马的资料,只是根据我的经验推测。
也可能有复杂化的想象,不过我觉得这样比较合理,这样采用的结构比较简单,符合当时的生产力状况。
我们的先贤似乎是联手保留下一个千古之谜,以考验我们后人的智慧。
木牛流马
流马的称呼,马指跑的快,轻便.我们叫独轮车为木马马,叫自行车叫洋马马,也是出于同样的习惯;流马在四川只在平原地带还在用,单人操作很简便.流牛当是载重物的,行的慢,属于大车类,民间没有使用的价值,失传的原因就在这里。
木牛是什么样的呢,应该是在木马基础上发展出来的,流牛的两辕证明有个车斗,那么这个车是一个挂斗结构,连接到木马上的,木马就演变成一条腿,独轮部分也做了改进,在圆轮(改成粗轴)上安装4根木柱,演变成4个足,这样停走都平稳,也就是一个前后反过来装的变种独轮车,配上制动器(牛舌),控制牛舌落下和升起的牵引绳,绳头则卡在牛齿里.整车样子确实象是一头牛。研究和发展
古谜从此吸引着世世代代的探谜人。远不说,仅从1956年以来,全国各地就自发成立了7个木牛流马研究会。然而,探谜的结果是古谜本身的真实性首先被怀疑和否定,一个“独轮推车说”似成千年定论。早在宋代,高承就在其《事物纪事》一斗中写道:“木牛即今小车有前辕者,流马即今独推者是。”当代史学家范文澜先生认为:“木牛是一种人力独轮车,有一脚四足。”总而言之,大多数研究者、考古者都认为,所谓木牛流马并不是什么造物奇观,而是传说的神化和记载者的夸张与误会。
但总还是有“爱认死理”,坚信古籍的记载不会是虚妄之笔,坚信木牛流马确有其物,并试图将其造出来的人。1986年,新疆工学院王湔高级工程师在学院及所在机械系支持下,由日本商家赞助,做成了三件木牛流马。每一件就是一架四足步行机,手扶后边的双辕就能使之曲迈步行走。美中不足的是,其不具备负重功能,行李一压,就走不动了。负重行走这个难题仍未能解决。
突破的机会似乎留给了陕西汉中市的洋县农民郭统霄。
说起来,他造木牛流马纯属偶然。1997年春节期间,电视连续剧《三国演义》播放,郭统霄天天和朋友们聚在一起观看。当看到木牛流马这一集时,有人见郭统霄异常兴奋,就与他打趣“你爱捣鼓,你能把木牛流马捣鼓出来,我就服你。”他连想都未想就说能。并立即投入紧张的研制工作。
从一开始,他就坚信,木牛流马的行进应当是用腿,而不是用轮子,只有腿才能在栈道上登台阶。可怎么才能使腿迈动呢?他巧妙地利用物理学中的杠杆和惯性的原理,设计了杠杆连杆结构、平衡结构,调步结构等内部机关,仅用了3个月时间,就试制出了第一批流马。
这匹马长1.4米,高1.1米, 自重17.5公斤,可载重35至40公斤。只需适当加点牵引力或推力,马便可双蹄并进行走,只需把舌头一按,即可将行动机关卡死,这一点,同《三国演义》中描绘一致。
虽然,这第一匹流马的步幅只有20厘米,载重也只有35至40公斤,但它毕竟使一个千古之谜有了一个肯定的答案:木牛流马不是作家的夸张,不是史家的误会,而是实实在在的历史!
现在,在陕西省汉中市勉县的武侯祠有“木牛流马”的模型。木牛流马之谜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。
当地的老人向我们描绘了传说中的木牛流马:“木头做的马头,再有其他零星的小块组成马身子,再组上马腿,肚子中间安上齿轮,木马后边有一个扳手,操作时一压走一步,再一压走一步。”从这个传说中可以看出,木牛流马是有齿轮的,而且似乎也运用了杠杆原理。
前不久,在河北省泊头有一个普通的乡村教师梁国君说他自己就复原了木牛流马,而且非常成功。我们的记者抱着极大的兴趣专程去那里看了看。
梁国君做的木牛流马形状都是四条腿,肚子中空,可以载重物的木制机械。按下和抬起马的脖子,流马就会迈开腿行走;木牛是通过按压后面的双辕行走。据梁国君介绍,他做的木牛流马在原理上与史料记载相符:“‘木牛牛仰双辕,流马形制如象。’木牛后面有一个长长的省力臂,就是双辕;流马的省力臂就是它长长的马脖子,就是形制如象。”更为巧妙的是,梁国君在他的流马上实现了暗锁功能,把舌头扭转,马头就被锁住,就无法行走,这一点跟《三国演义》中的描绘非常吻合。
但是梁国君复原的木牛流马遭到另一派的反对,陕西省汉中市勉县博物馆馆长、陕西省三国文化研究中心主任郭清华认为,木牛流马不可能是四条腿的:“栈道是木板铺的,中间的缝隙宽窄不一,四条腿怎么能在带缝隙的板上走呢?就是在非栈道的道路上行走,它也是爬坡的,需要前面拉,后边推,四条腿没办法拉也没办法推。所以木牛流马肯定是带轮子的。”
郭清华为什么认为木牛流马应该是带轮子的呢?这也能从史料记载上找到依据。郭清华认为,木牛流马应该是四轮小车:“制木牛流马法里,介绍流马的时候说,流马有前轴和后轴。大家都知道装轮子的才叫轴,一个轴装两个轮子,所以我认为它应该是四轮。”
木牛流马究竟是带轮子的还是四条腿的呢?北宋的陈师道有下面一段文字记载:“蜀中有小车,独推载八石,前如牛头;又有大车,用四人推,载十石,盖木牛流马也。” 宋代高承写的《事物纪原》中也有记载:“木牛即今小车之有前辕者;流马即今独推者。” 清代满族水利专家麟庆也把当时水利工程中使用的土车说是陈师道记载的木牛流马:“土车,独轮料土,兼载稗编。蜀相诸葛亮出征,始造木牛流马,以运饷。今之土车独推,犹存储葛遗制。”木牛是有前辕的独轮车,流马是没有前辕的独推小车,这也是一种关于木牛流马的主要观点。但是即使是宋代的记载,也离三国时期有了1000多年,这种观点究竟有多大的可信度呢?
清华大学古文献研究所教授冯立升认为,木牛流马基本上可以定论是一个独轮车,因为综合各种史料和各种文献的证据来看,独轮车的可能性最大。
为了弄清三国时期栈道的情况,我们来到了褒河谷口,这里是褒斜栈道的起点,位于汉中市北20公里,1700多年前,诸葛亮的木牛流马就是从这里起程把粮草运往前线。
令人意想不到的是,古代的栈道非常平缓,并不陡峻。原来古代人开通褒斜栈道是非常聪明的,他们选择了在秦岭山中最缓的一条道路,不知不觉就上了山,然后不费劲就下去了。在这样的道路上四条腿的机械无论如何也比不上轮子的效率高,所以当时的木牛流马不太可能是四条腿的行走机械,而四轮车的可能性更小,因为四轮车作为转向控制是更难的,就是在平地上,四轮车的转弯都不是很灵便的,所以放到那个特殊的条件下可能性更小。
从栈道情况分析,似乎只有独轮车才最有可能是历史上的木牛流马。也许有人会问,如果木牛流马是独轮车的话,记载中,木牛是一脚四足,这个四足在独轮车里面怎么体现呢?还有就是一些部件的名称包括暗藏的机关如何解释呢?
最近旅澳学者康弘对木牛流马提出了一种新的解释。认为:木牛流马是齿轮组传动的绞盘索道系统。在云贵川的深山里,同类系统还被使用着。
他的研究主要解决了史书记载中“走”的主体。古籍中记载:“木牛者,方腹曲头,一脚四足,……特行者数十里,群行者二十里也。……人行六尺,牛行四步。日行二十里,而人不大劳。”根究这种描写,传统观点认为:木牛流马应为一种木制牛马状运输工具。一天可以走二十里,由于两千年前的科技水平不可能制造出这种水平的运输工具,所以人们普遍认为这只是一种传说。之所以出现这种误判,是因为对日行二十里的主体是人还是木牛的误解。将:“日行二十里,而人不大劳”连贯起来理解就可以清楚“日行二十里”的是人---推绞盘的人,木牛根本没有走。
新的研究首先提出质疑:木牛流马如此好用,它们就应该被大力推广并流传。但木牛流马不仅没有被大众普及,就连诸葛亮当时也并不经常的在所有的地方都使用木牛流马。这说明木牛流马的使用具有相当的局限性。分析诸葛亮使用木牛流马的情况,可以初步断定这种局限性主要表现在地域环境上。蜀汉位于今四川,道路崎岖,多为盘山道,在直线距离并不远的山与山之间走盘山道即远且难,而架设绞盘和索道无疑是一种快捷便利的好办法。现在四川,云南的山区索道还是主要的交通工具,山民出山,赶集还要靠它。在其它地区绞盘索道不能广泛使用,因此木牛流马没有得到普及。诸葛亮在出祁山之前,曾南征孟获,对于广泛应用于云贵高原的索道应有所闻。按照它们的功能看,木牛流马应为具有可变速的伞齿轮组或蜗杆、涡轮传动的绞盘和索道。绞盘需稳固。故而制成牛形,以示其坚。索道上的挂斗需轻便快捷,故而制成马型,以示其捷。也有可能木牛为重型运输机械,既绞盘加索道,流马为轻型运输机械,既单纯的索道。此类结构只适于交通不便的山区,不适合于平原地区运输,所以不能普遍推广。
依据《诸葛亮集》中的记载,木牛流马的型制为:“木牛者,方腹曲头,一脚四足,头人领中,舌著于腹。载多而行少,宜可大用,不可小使;特行者数十里,群行者二十里也。曲者为牛头,双者为牛脚,横者为牛领,转者为丰足,覆者为牛背,方者为牛腹,垂者为牛舌,曲者为牛助,刻者为牛齿,立者为牛角,细者为牛鞅,摄者为牛鞭轴。牛仰双辕,人行六尺,牛行四步。载一岁粮,日行二十里,而人不大劳。”新的研究据此对史书中木牛的结构分析如下:“方腹”为绞盘的框架,“曲头”指绞盘上端的轴头,“脚”指的是可运行装置,“一脚”是可运行的轮体,“四足”指绞盘的四根立柱,“头人领中”是上端轴头外有一个保护罩或保护圈,避免沙土进入轴头,在古代人们往往把可翻转的肖键等称为“舌”,“舌著于腹”的舌,相当于现在绞盘中的止退键,与自行车飞轮中的两个键同理,现代的绞盘,起重机,甚至手动葫芦吊都有这一装置。“舌著于腹”就是止退键在框架内。 “载多而行少”是指运得多,速度就慢,(这附合力学原理,同功率的情况下,力与距离成反比)。“宜可大用,不可小使”,因为架设绞盘索道是大工程,因此必须大用,不可为了运输少许粮食就架设木牛索道。“特行者数十里,群行者二十里也”,这里“特行者”“群行者”指的都是推绞盘的人而非木牛流马。“特行者”指一人推,由于推力小,需增大主动轮直径,从而使距离增加(数十里),群行者人多力量大,可以减少距离,注意“群行者二十里也”与“人行六尺,牛行四步。载一岁粮,日行二十里”是一致的,这就是推绞盘的士兵一天的工作量。这也说明,木牛可能使用了一组伞齿轮,类似于今天汽车的变速箱,推的人少时增加距离,推的人多时减少距离。“曲者为牛头,双者为牛脚”既一个凹轮,包括一个卷筒加两侧挡板。这与现在的绞盘是一样的,它可双向运行,索道沿着凹轮上下槽运行,“横者为牛领”应是上轴轴瓦和轴基座,“转者为丰足”是伞齿轮组,“覆者(罩也)为牛背”,“方者为牛腹”(底框),“垂者为牛舌”(肖键是下垂的,靠重力自动下垂起到防止倒退的作用,也表明是横轴结构)。“曲者为牛助(是一个弯曲的手柄,类似于现在汽车变速箱的手柄)”,“刻者为牛齿”(与牛舌相配的带齿的防退轮,牛齿也可能是一组将水平方向转的绞盘转为向垂直方向转的主动轮转换装置。“立者为牛角”可能是突出于牛背的立管,如为中空可以理解为注油的润滑装置,“细者为牛鞅”,“摄者为牛鞭轴”,牛仰双辕(是绞盘的两根推杆,现为十字型,木牛可能是使用平行的两根推杆,或穿过中轴孔 的一根推杆的两端。还有一种可能,“牛仰双辕”指的是木牛有两根辕,用来固定木牛于其它固定物,如大树,大石等。今天的绞盘也有两点用来固定之用),“人行六尺,牛行四步”这句是关键,过去的研究者以为“牛行”是牛在走,其实不然。它的本意是:推动绞盘的人走六尺,木牛的轴转四圈。也可能是:轮上带有齿,象自行车上的齿盘卡住索道以防滑,“人行六尺,牛行四步”就是:推绞盘的人每推六步木牛就转动四个齿。“载一岁粮”(150-200公斤),“日行二十里”指推绞盘的人每日走二十里,不是木牛走二十里,所以人不大劳。
综合起来木牛是一种重型的运输工具,是绞盘和索道的结合体,其核心部分为一组将水平方向推动的绞盘转为垂直方向转动的一组伞齿轮传动装置。牛头,牛脚,牛领,丰足,牛舌,牛助,牛齿,牛角,牛鞅,牛鞭轴,双辕就是木牛从动力到传动,工作,制动,润滑等一整套设备的各个零部件,“牛足”为基座,“牛腹”为机体,牛背为机罩,索道上挂粮食袋子,用于两山高低差较小的情况,由于落差小,所以盛放粮食的容器不能自动滑落,要靠人推绞盘所以称之为木牛。小说中司马懿的木牛流马舌头翻转后不能动是因为舌是防退装置,当舌头被沿着它的轴翻到另一边时就成了防进装置。这时绞盘只能反向推动而不能正向运行。其实它的功能是:将此处的物资运到彼处牛舌翻到正面,将彼处的物品运到此处来,牛舌翻到反向。由于司马懿不知道这种功能,所以牛舌被翻转后就推不动了。
明白了木牛,流马就好理解了。史书中关于木马的介绍实际上是一个挂在索道上的装粮食的木箱。它可以被理解为一组在高低差较大的情况下,可以靠重力从高处滑落到底处的索道装置,当然也可以理解为木牛流马为一组装置。流马为与木牛配套的粮食装载工具。因为制造木牛较复杂,所以史书中重点介绍它的零部件结构,而流马较简单,所以只详列了它的制作尺寸。
从三国志的记载分析,(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(另一条道路),以流马运,据武功五丈原,与司马宣王对于渭南。”我们可以理解为前一次出祁山的路线山间的落差较小,所以用木牛,而三年后出斜谷,山间的落差较大,所以用流马。
如能认定木牛流马为齿轮传动的绞盘索道系统,那它将成为中国的又一大发明。两千年前中国就有了齿轮传动装置和较完整的运输机械系统。(图略)
《木牛流马》可能会打破常规定律:
我们都知道,《三国演义》上的木牛流马一直是一个迷,也让无数人为之痴迷。当时的生产条件简单,远不及现代,但是“木牛流马”的构造看起来简单易行,也符合当时的情况。如果当时把“木牛流马”写的神乎其神,也许我们很早就会把它当成神话的东西而弃之不顾了,但是就因为书上写的符合当时的情况,所以我们就不能不怀疑当时可能真的有木牛流马的问世。可是时代的久远和小说的戏剧性让我们又有些一筹莫展。
就现在来说,“木牛流马”如果真的象书中所描述那样可以不吃不喝还能走,这显然是不符合现在科学上的能量守恒定律的。因为如果“木牛流马”要行走,必定会消耗能量,当时当时肯定没什么石油、天然气之类的能源物质,它又不吃不喝,它从那里得到能量?这是值得考虑的问题。如果要造出象小说里描述的那种木牛流马来,就必须抛弃现在的“能量守恒”定律。同样,要造出“木牛流马”也必定会打破影响我们数代的“能量守恒”定律,必定是一个令世界瞩目的事迹。历史上有无数个谜团需要我们去解决,这可能只是一个虚构的物品,但是在谜团未揭开之前,谁也不能否认它的存在
H. 《马钧传》介绍马钧在科学技术革新的5个贡献是什么
织机五十条经线者有五十蹑(脚踏操纵板),六十条经线者六十蹑,便将织机一律改为十二蹑,大大提高了功效。在洛阳时,又发明了排灌水车,名叫“翻车”。它利用流水作动力,可连续自动提水,操作方便,效率大增。他还研究制造出指南车,改进了诸葛亮的连弩,改进了攻城用的发石车。他制造的“水转百戏”以水为动力,以机械木轮为传动装置,使木偶可以自动表演,构思十分巧妙。由于他在机械制造方面造诣颇深,在当时被誉为“天下名巧”。
I. 谁那有乌克兰木质机械传动模型的图纸最好是CAD图纸
乌克兰举国上下所有的木质机械传动模型?
J. “水排”是怎样的科技发明呢
在我国古代,劳动人民很早就懂得鼓风冶铁的技术。最早的鼓风机叫做“橐”(tuó,口袋的意思),即用皮革做成的风袋,也就是教材中提到的“皮囊”。橐用起来有点象现在手风琴拉压的往复动作,即用人力挤压皮风袋,使其一张一合,把风鼓入炉中。《吴越春秋·阖闾内传》中记载,春秋末吴国干将铸剑时,“使童男童女三百人鼓橐装炭”,使用人力鼓风,谓之“人排”。
东汉时,冶铁业进一步发展,当时南阳是全国冶铁中心,南阳太守杜诗总结当地人民冶铁鼓风的经验,主持设计创制了以水力为动力的一套冶铁鼓风机具,称之为水排。
杜诗创制的水排,其具体结构缺乏史载。后来元代农学家王祯曾对水排结构加以研究,基本弄清了水排的情况,在其著作《农书》中绘制了水排结构示意图,据此可知水排的基本构造和工作原理:它是利用水力推动木轮转动,然后通过轮轴、拉杆等机械传动装置,把圆周运动变为直线往复运动,从而使皮制鼓风橐连续开合,达到鼓风的目的。
水排的发明是我国古代冶铁史上的重大技术革新,它不仅节省人力、畜力,而且推动冶铁炉向大型发展。这一重大科技发明与运用,比欧洲人早约1100年。