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古代水车是什么样子

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古代水车是什么样子

学习啦在线学习网   四大发明是关于中国科学技术史的一种观点,是指中国古代对世界具有很大影响的四种发明,是古代汉族劳动人民的重要创造,一般是指造纸术、指南针、火药及胶泥活字印刷术。其实古代还是有许许多多的发明的,例如“水车”,是很能体现古代劳动人名智慧的结晶的。让我们来了解下吧。

  古代水车是什么样子

  水车是古代汉族劳动人民发明的灌溉工具。根据文献记载大约东汉时出现。作为汉族农耕文化的重要组成部分,它体现了汉民族的创造力,为中国农业文明和水利史研究提供了见证。水车的发明为人民安居乐业和社会和谐稳定奠定了基础。

  中国自古就是以农立国,与农业相关的科学技术取得了卓越的成就。水利作为农业中最不可缺的一环,各朝政府虽致力于兴修水利工程,不论是灌溉渠道或是运河都动员了大量的人力、物力和财力去营建。但是这些渠道大都分布在各大农业区,至于高地或是离灌溉渠道及水源较远之地,显然是无法顾及。于是中国人善用其智慧,发明了另一种能引水灌溉的农具─水车。

学习啦在线学习网   水车的先驱民间最早的汲水用具该是"桔槔"。《庄子.外篇.天地篇》中,载子贡南游,反途路过汉阴时,看到一个老丈人辛苦的抱瓮汲水灌溉,事倍而工半,于是告诉老翁一种省力的器具,名曰之『槔』。它的制作方式是:『凿木为机,后重前轻,掣水若抽,数如沃汤。』也就是用一条横木支在木架上,一端挂着汲水的木桶,一端挂着重物,像杠杆似的,可以节省汲水的力量。从抱瓮灌地到桔槔汲水初步利用器械,可以说是水车发明的先躯。

  发展情况

学习啦在线学习网   水车发展第一阶段。中国正式记载中的水车,则大约到东汉时才产生。东汉末年灵帝时,命毕岚造"翻车",已有轮轴槽板等基本装置。又有一说三国时魏人马均也有翻车的制造(《三国志.魏志》卷二九杜 传裴松之注)。不论翻车究竟首创于何人之手,总之,从东汉到三国翻车正式的产生,可以视为中国水车成立的第一阶段。

  水车发展第二阶段。水车的发展到了唐宋时代,在轮轴应用方面有很大的进步,能利用水力为动力,作出了"筒车",配合水池和连筒可以使低水高送。不仅功效更大,同时节约了宝贵的人力。南宋张孝祥〈题能仁院壁诗〉中大赞其曰:『转此大法轮,救汝旱岁苦。』可见此水车对农事帮助之大。这是中国水车发展的第二个阶段。

  水车发展第三阶段。到了元明时代,轮轴的发展更进步。一架水车不仅有一组齿轮,有多至三组,而有"水转翻车"、"牛转翻车"或"驴转翻车",可以依风土地势交互为用。这项发展,使翻车的利用更有效益。翻车打东汉三国时代发明以来,一直停滞在人力的运转。至此,利用水力和兽力以为驱动,使人力终于从翻车脚踏板上解放。同时,也因转轴、竖轮、卧轮等的发展,使原先只用水力驱动的筒车,即使在水量较不丰沛的地方,也能利用兽力,而有所贡献。另外,则有"高转筒车"的出现。地势较陡峻而无法别开水塘的地方,也能低水高送,有所开发。这是中国水车发展的第三阶段。元明之后,中国水车的发展便再没有多少特出的成就了。由上之言可知,水车一物在中国农业发展中实有大贡献。它使农作所受的地形制约大为减轻,实现丘陵地和山坡地的开发。不仅用之于旱时汲水,低处积水时也可用之以排水。今综合前人的研究,对照历来众多的农书,择取几项具代表性的水车做一简单的介绍,还望各位先达不吝赐教,给予教导及指正。

  刮车

学习啦在线学习网   原文:刮车,上水轮也。其轮高可五尺,辐头阔止六寸,如水陂下田,可用此具。先于岸侧掘成峻槽,与车辐同阔。然后立架安轮,轮辐半在槽内,其轮轴一端擐以铁钩木拐,一夫执而掉之,车轮随转,则众辐循槽刮水上岸溉田,便于车戽。

  解 释:刮车之轮高五尺,轮辐宽到六寸。可用于水陂之田。其方法为:先于岸侧挖成峻槽,而此峻槽和车轮同宽。然后立架安轮,轮轴的一半在峻槽之内,轮轴的一端穿以铁钩和木拐。使用时由一个人手执木拐而推转之,车轮就会被带动,而循着峻槽刮水上岸,灌溉田地。此法必须在水与岸相差只有一、二尺时才可使用。若直接在湖旁使用,就更加地方便。如果有流水,就可以利用流水的冲力带动轮轴,就不必浪费人力和畜力了。

  翻车

学习啦在线学习网   原文:翻车,今人谓龙骨车也。《魏略》曰:「马钧居京都城内,有地可为园,无水以灌之,乃作翻车,令儿童转之而灌水。」自后汉灵帝使毕岚作翻车,设机引水,洒南北郊路,则翻车之制又起于毕岚矣。今农家用之溉田。其车之制,除压栏木及列槛椿外,车身用板作槽,长可二丈,阔则不等,或四寸至七寸;高约一尺。槽中架行道板一条,随槽阔狭,比槽板两头俱短一尺,用置大、小轮轴。同行道板上下通周,以龙骨板系其在上。大轴两边各带拐木四茎,置于岸上木架之间,人凭架上踏动拐木,则龙骨板随转,循环行板刮水上岸,此翻车之制。关楗颇多,必用木匠,可易成造,其起水之法,若岸高三丈有余,可用三车,中间小池,倒水上之,足救三丈已上高岸之田。凡临水地段,皆可置用,但田高则多费人力,如数家相传,计日趋工,俱可济旱。水具中机械巧捷惟此为最。

学习啦在线学习网   解 释:翻车的车身是利用木板作一长槽,而此槽长二丈,宽则没有一定的长度,有的四寸,有的七寸,高则约一尺。此长槽中架有行道板一条,而这个行道板的宽度大约与长槽的宽相等,但是长度却比长槽的二端各短一尺,而比长槽短的地方,则用来放置大、小两轮轴。此外,行道板的上下通周都系有龙骨板。大轴置于岸上,而大轴的两边各自连接着有着四根柄状小木棍的拐木,只要人依靠架子,踏动小木棍,就会踏动拐木,而踏动拐木的同时则会带动龙骨板,这时龙骨板就会绕着行道板而转动,藉此刮水上岸。此外,若田地不在岸边,而在离水较高的高地,则可以利用三架翻车来灌溉。而这三架翻车与翻车之间,以小池子作为联系,如此环环相扣,取水上岸。用这种方法,可以灌溉至三丈以上的高岸之田,解决高地无水灌溉之苦,可以说是中国先祖智慧之结晶。

  水转翻车

学习啦在线学习网   原文:水转翻车其制与人踏翻车俱同,但于流水岸边掘一狭堑,置车于内。车之踏轴外端作一竖轮,竖轮之旁架木立轴,置二卧轮。其上轴适与车头竖轮辐支相间,乃擗水旁,激下轮既转,则上轮随拨车头竖轮,而翻车随转,倒水上岸,此是卧轮之制。若作立轴当别置,水激立轮,其轮辐之末复作小轮,辐头稍阔,以拨车头竖轮,此立轮之法也。然亦当视其水势随宜用之。其日夜不止绝胜踏车。

  解 释:

学习啦在线学习网   1.设置之法水转翻车的形制和人踏翻车相去无几,只是运用的动力不同。先在流水岸边挖掘一道深窄的沟渠,将水车设置其中。将翻车的踏轴延伸,作一个竖轮(直立转轮)。竖轮旁在另外搭木设轴,轴上作上下两个卧轮(横躺转轮)。上卧轮和竖伦是车头轮(幅支凸出于轮周,见左图),且二者幅支相间咬合。又擗水冲激下卧轮。

  2.运作之方擗水冲激下卧轮,下轮既动,带动上卧轮,再带动和上卧轮幅支相间的竖轮,利用齿轮连动原理,利用齿轮连动原理,带动置于一旁沟渠中的翻车,水便被运送岸上了。又或者将下卧轮改作一独立之车头竖轮,使其幅支亦与上卧轮相间,再激水推动之,效果亦是相同。亦可将下卧轮改作推杆,由牲畜推转。

  3.便利之处水转翻车的最大好处为省力。因它利用的是自然界的力量,人力、畜力可以用作其它生产活动。且此法输水灌溉可日夜不息,方便之处又在人踏翻车之上。但是这个方法一旦水势太强,容易使龙骨板破裂不堪使用。则筒车之方便处,又在水转翻车之上。

  筒车

  原文:筒车,流水筒轮。凡制此车,先视岸之高下,可用轮之大小。须要轮高于岸,筒贮于槽,方为得法。其车之所在,自上流排作石仓斜擗水势,急凑筒轮。其轮就轴作毂,轴之两旁,阁于椿柱山口之内。轮轴之间除受水板外,又作木圈,缚绕轮上,就系竹筒或木筒于轮之一周,水激转轮,众筒兜水,次第倾于岸上所横木槽,谓之天池,以灌田稻,日夜不息,绝胜人力。若水力稍缓,亦有木石制为陂栅,横约溪流旁出激轮,又省工费。或遇流水狭处,但垒石敛水凑之,亦为便易。此筒车大小之体用也,有流水处俱可置此。

  解 释:

学习啦在线学习网   1.筒车之置筒车的形制没有定制,全凭因地制宜。基本配备简单,只有转伦和水槽而已。要设置筒车,必须先观察水岸的高度,并由此判断所须水轮的大小。转轮务必要高于河岸,这样水筒运上来的水才能顺利的到入水槽中。筒车的动力是水力,故必择水流湍急之处设置,以利用水流冲力来转动转轮。如若地形环境不允许,便在水车上游以木头石块等堆栈。一则使流速因水面变窄而较原先急促;一则可以引导水势,使之直接冲击水车,推动转轮。转轮又分内外圈,靠近槽者为内,内轮要略小于外轮。如此一来,则水筒的水在离水面上升时不会漏出,转到轮顶时又能自然倾流注入槽中。另外,又在转轮上安装竹轮以固定水筒。水筒可用竹制,亦可采木制,视水车之大小而定,大者用木,小则用竹。

学习啦在线学习网   2.筒车运作之方筒车的运作是利用水力来推动载有水筒的转轮,转轮下半浸于水中则轮上水筒充水,待水筒随转轮运至顶端便自然倾泻入水槽。

  3.筒车之利用筒车载水既可日夜不息的灌溉,又不费人力。形制大小又可因地制宜,有流水处俱可运用。若岸高水深使所用转轮太大,则可改用筒车变形之高转筒车。

  高转筒车

  原文:高转筒车其高以十丈为准,上下架木,各竖一轮。下轮半在水内,各轮径可四尺。轮之一周,两旁高起,其中若槽,以受筒索。其索用竹均排三股,通穿为一,随车长短,如环无端。索上相离五寸,俱置竹筒,筒长一尺。筒索之底托以木牌,长亦如之,通用铁线缚定,随索列次络于上下二轮,复于二轮筒索之间,架刳木平底行槽,一连上与一轮相平以承筒索之重,或人踏牛拽转上轮,则筒索自下兜水,循槽至上轮轮首覆水,空筒覆下,如此循环不已,日所得水不减平地。车戽若积为池沼,再起一车,计及二百 余尺。如田高岸深,或田在山上,皆可及之。

  解 释:1.设置之方高转筒车是前述筒车的变形,配备是二个转轮、连结成环状的水筒和二轮之间的平底行槽。其设置方式分述如下。现在假设岸高与水面高差十丈左右来说明高转统车的形制。首先在上下双方各置一轮,轮的直径为四尺左右。下轮的一半浸在水面下。上下二轮的轮周两边俱高起,中间凹下,以承载筒索。筒索是将水筒连结成绳状,二端相扣成环。索长无定,随转轮间距而定。索上每隔五寸之置一个水筒,筒长一尺。筒底托上一片木板,长度和水筒一样,且用铁线将筒牢牢地和木板绑在一起。又在上下轮间以木板搭架一个平底槽,以承受装满了水的筒索。2.运作之法筒车设置之后,只要用人踏(如翻车运作之法)、或兽力(如牛转翻车、驴转翻车之运作)来转动上轮,便可带动筒索,筒索向下运作,水筒浸于水中充水,再随下轮翻上,沿行槽运至上轮,覆水灌溉。另外,可以像前述筒车一样,利用水流冲力来推动下轮,也有相同效果。又或者仿效水转翻车的运作方式,来运动上下轮其中之一也可以。其动力的选择端视方便而定。3.便利之处高转筒车可以补足筒车的不方便之处,凡岸高水深或田地离水太远,都可以用这种方式获得便利。如果河岸和水面距离实在太远或者田地在山上,可以在上下轮间在增设一中轮。

  古代水车原理

  一般都是建在水流湍急的地方,利用上游的水流推动水车运动。

学习啦在线学习网   水车应该就是提水用的筒车。

  原理:

  竹筒起到了叶轮的作用:承受水的冲力(由水的动能(速度)提供),获得的能量使筒车旋转起来。并克服筒车的摩擦阻力、以及被提升的水对筒车的反力矩)。

学习啦在线学习网   当转过一定角度,原先浸在水里的竹筒(已灌满了水)将离开水面被提升。此时,由于竹筒的筒口比筒底的位置高(这就是筒口要朝着筒车前进方向的原因),竹筒里会存一些水。

学习啦在线学习网   当竹筒越过筒车顶部(此时竹筒开始倒水)之后,筒口的位置相对于筒底开始降低,竹筒里的水就会倒进水槽里。你可以调整水槽的位置,使水槽能够接到更多的水。

  当你发现筒车旋转太慢,或者提不起水,你要在筒车上装一些木板或竹板,便于筒车从水中获得更多的能量(动能)。你也可以将筒车浸入水中更深一些,来获得能量(这样处理,由于竹筒出水时的位置与筒车轴线之间的角度更大,筒口与筒底的高差也更大,能够使竹筒内存下更多的水)。

学习啦在线学习网   当水流的速度较低时,竹筒也要相对小一些,否则,筒车从水中获得的能量有限,不足以克服被提起的水对筒车的反力矩(或者说:势能)。

学习啦在线学习网   如此往复,循环提水。

  筒车本身的效率很低,但无需供给动力。

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