中国机械工程发明史

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状工具和兵器就增多起来。图8到图11代表我国出土的这一时期的刃状青铜
器。自此以后，我国的各种铁器又大大发展起来。除了同时仍有一部分青铜器以
外，就目前出土的古物看，又有了铁刀、铁斧、铁镰、铁锄、铁攫、铁链、敛
剑、铁镞及铁鲜等j用尖劈原理的简草机械就更多了。
  圃9洛踢金村出土锏镞
（采郧振鳄：中圆隧史参考固潜）
圃10成都扬子旺I出土战圆铜矛
（朵垒网基建工程中出土文物圃镣）
    总起来看，我国臼五十多万年以商玎，If1石器时代的周口店中国猿人稍早一些
开始，中同楹过巾石器nt代、新石器时代、青铜器时代直到春秋以后的铁器时代，
无谕在生产用具，生活用具及兵器上，采用尖劈的原理以便用小力发大力，已经
是很普遍了。后来又有两方面的发展。第一是用尖劈当作发生梅大压力的工具，
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    圃11洪越永凝东堡出土d崩锏戈（采垒园基建工程中出土文g圊缘）
最显著的例子是榨油机。图1 2表示元代王被农害上所画的榨油机图。在日常工
作中，一般的将两件牢固地管定在一处所用的楔子也都是属于这一类。第二是和
*t桴合饼应用，如剪刀，铡刀等，它们的种类和数量就更多了。
嘲t2榨油机（采王被：缨窨）
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    在过去害籍上所载的关于刃状工具和刃状兵器发明的资料也不少。如古今事
务类考上载着“神农作斧斤’’（公元前3218年到30 79年）。古史考上载着“剪
铁器也，用以裁布帛，始于黄帝时”；事务系甘珠上载着“凿，所以穿木，轩赣
制'’（以上都在公元前2698年到2 599年）。藐苑上载着“孔子圈吾丘子振镰而
哭’’；古史考上载着“公橡般作链’’；事务柑珠上载着“推鲍，平木器，鲁般
作’’  （构在公元前530年左右）等等。不过这些琵载的可靠性究竟有多大是有疑
固的。不如就各地出土实物来推断发明年代比较更好一些。
二．  横  樨
    植槔也是比较发明最早应用很普遍的一种简草机械。有的是直接加以利用，有
的是同其他简单机械粗撒在一起共同完成一项工作。当人类已程知道用粗笨的石
刀石斧的时候，可能早已知道利用木棒或木楫了。因为这样东西是更容易得到，更
容易加工的。但是木臂的工具不容易保存很长的年代，所以很古的木耍工具没有
遗留下来。甚至新石器时代石刀石斧等的木柄也没有遗留下来（凡有孔的石刀石
斧等，当时粗大多数都是有过木柄的。这些木柄在工作时都起着檀桴的作用）。
    我国有关利用植槔的记载，以“权衡’’为最早。吕氏春秋上载着“黄帝使伶
偷取竹于崖嵛玄煨谷，为黄锺之律，而造权衡度量。”若假定这种传魏是大致可
CyO?◇-19 9；簇
蹋13畏沙左家公山出士战园木衡锏权
  （朵全圈基建工样中出土文物圃铩）
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靠的瑟，刖时蔺应在公元前
2698年到2 59 9年之固。
到春秋战国时应用得更为普
遍。墨楹魏下第四十三：
“衡，加重于其一旁必捶，
权重相若也。相衡，刖本短
标长。两加焉，重相若，剐
标必下，标得权也。’’这显
然是一种有关权衡的叙述。
庄子外篇，毖箧第十，有“为
之权衡以称之”及“掊斗折
衡而民不争”的螽；孟子也
有“权然后知程重”的话；
都可以藐明当时权衡的应
用，已樱相当普遍了。图1 3
所示系最近湖南省出土的战
国木衡（天平）及锏权。图
1 4所示系南北朝时梁代张
信繇画的二十八宿神像图之
一。很清楚地表明在称量重
圃14南北朝粱礞佾繇画二十八宿神像圆之一
    （采郧振撵：中圆瞩史参考圃谱）
物时根据檀桴原理所刽造的天平和称。第一种已掌握了橙桴两边长度相同，当平
衡n寸两边重量即相等的原理。第二种已掌握了梗桴两边长度与重量的相乘积彼此
相等，一边的长度不变，若变更重量，另一边的重量不变就应孩变更长度的原
理。
    其次是灌溉或扬水用的桔稗。关于桔桴，可靠的琵载以庄子为最早。庄子外
篇，天地第十二：“子重南避于楚，反于晋。过汉阴，兄一丈人，方将为圃畦。
凿隧而入井，抱撬而出灌。捐捐然用力甚多而兄功寡。予贡日，有械于此，一日
浸百畦，用力甚寡而兄功乡，夫子不欲乎？为圃者仰而观之，日：奈何？日：凿
木为机，后重前程，挈水若抽，数如蚨溻，其名为槔……。”庄子天运篇十四
也载着：  “颜渊筒师金日：子独不兄桔槔者乎？引之则俯，舍之剐仰。’’后来在
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躅15漠武染稠壁画上的桔稗圃
    （采漠武梁稠画象鲦）
图16耕渊}圄上的桔檩躅
  （采康熙耕微圃）
    圊17漠武粱稠壁画上的撒机瞬
    （采漠武梁稠画象缘）
贾恩勰的齐民要术和_F J的农害上更是当做一种主要的灌溉机械。图1 5所示是汉
代武梁祠壁画．L所表示的桔桴图；图1 6所示是清康熙三十五年（公元1 6 96年）
焦秉贞所画的耕撒图上的桔梓图。
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    其他利用桓桴原理剑制的工具，如剪刀、铡7J、手甜、脚踏碓，水碓、抛石
机及獭布机上的脚踏板等等，实不胜枚举。图1 7所示是汉代武梁祠壁画上的微
机。两个脚踏桴，都是植桴的-)例。
    三、  滑卓与翰轴
    滑卓这一种筒淮机械，在原理上可以就是由植槔变化而来。更由它发展出赣
蛾、双辘憾、输轴、较卓、竣差滑卓和复式滑卓等等。在我国古代发明的也很
早，应用的也嗣当普遍。
    1．  滑卓与鞔墟
    物原上载着“史佚始作辘豫”。史茯是周代初年的史官，如果这一琵载是可
靠的话，就是在公元前1 1 00年左右就发明了辘蟠。其次是春秋时期，根据魏西
河同志的分析，墨程下第十二条售叙速了一个用滑卓的力学实酸‘．’（墨子是公元
前500年左右的人）。同时公橡般为季康子葬母所创造的蒋动机关和为楚囤攻打
宋国所创造的云梯，其中都有滑卓的应用。最近成都拐子山出土的汉砖上有盐井图
的一块和成都站东乡出土的陶井模型上边都有滑卓的装置，如图1 8及图19所示。
    圃18成都榻子山出土漠画象碑盐井圃上所用的滑率
    （采全网基建工程中出土文物圃鲦）
驻(1)魏西河：滑率与斜面的鼗现和使用以中圆为最早。清摹大学学报第7辔第2
    期，1960年12月。
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圃19成都站东螂出土的陶井及绸井架图
  （朵全圆基建工程中出土文物圃缘）
2．  双麓辅、花鞭让或复式赣挂
    魏明帝时（公元227-公元2 39
年）建凌云台，使章蕤写匾。挂上以
后，看着不够好，便把他装在一个麓
子里用赫墟引上去加以改正‘1’。后赵
（公元335-348年）石虎曾用q端回
蒋凤凰街韶飞下，器之凤韶‘2）。酃道
元水程注上，潜水一条上也有“作蒋
输，造悬蔺’’的记载。
    以上所藐的几个实例都是单滑卓
或酶辘稿的应用。就原理藐，单滑卓
只有改变用力方向便于工作的效果，
草辘鳆刖有加小力生大力的作用。因
为回转柄的半径恒大于兢冁的牛径，
即加力点的速度大于生力点的速度，
如图20所示。后来这种筒单机械又
向着下述四个方面有所发展。
    如图21所示，在同一个兢韫上装上两条糨子，在相反的方向疆橇着，下端各蘩
上一个汲器。当满水的汲器被向上提的时候，空着的汲器就被下放。这样交替工
作有两种利盆。一是没有淮辘墟的空放时圈，辘褴向任一方向蒋动都是作工；二
是下放的空汲器和襁子的重量对于所加的原动力有帮助，可以减少一部分所需要
的原动力。且实际上因为空汲器和糨子的重量可以减少一部分原动力，多把羲槛
的直径增大，这样工人出同大的力量在同一深度的井兢可以少蒋若干周，蠲接着
盏(1)张怀罐：霸断，章涎，蒲窨韭善，题幕尤精，  “（魏）明帝凌云台初威，舍涎题
    榜，高下要好。舍就加点正，因数危耀，头爱皆白。既‘F，戒子孙无为大字楷
    法。王佾虔：名香铩，魏明帝起凌云台，禊先钉榜而未之题。齑盛章诞械辘引上
    鲁之。去地二十五丈。涎甚危性。乃戒子孙魍此肇法。”
u (2)睦翩：鄹中能，“石季髓与皇后在观上为韶，臀五色祗，著腺口中。趿既街韶，侍
    人放数百丈耕襁，藕虢回蒋凰凰采一F，桶之凰貂。臌凰以木作之，五色漆画，脚
    皆用金。”
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就可以省掉一部分提水的时同。图22表示我国矿井上所用的双辘镳。这些精
  圃20罩鞭螭
（朵宋应星：天工开物）
圃21双辘豫
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果，总起来祝都是提高劳动生产率。因为在王顽农害卜已有关于双fr隧的冕或，
可知至少在公元1 31 3年以前早就发明了‘1）。
    吲22髓并上所用的双械褴
    (采R.p. Horrunel: China at Work)
    3．校牵
    棱卓实赞上是蛲褴的变相或发展。不过加力的横桴（帼当羲韫的曲柄）更长，
LL程常是横OF的数目更多就是（辘褴曲柄多是一个）。在日常工作中，凡起重引重
需要大力的地方应用的很多。惟最早发明的时期还没有考祭出来。在正史上，已
耀找到的有关校卓的记载只有下列一条，吾史卷一百七，石季龙（杓公元336年
左右）：“邯鄂城西石子垌上有赵筒子墓，歪是季龙命发之。初得炭深丈余，次
得木板厚一尺。积板厚八尺乃及泉。其水清泠非常。作枝卓以牛皮囊汲之，月余
而水不尽，不可发而止。’’
    又信公亮（公元998-1078年），武桎总要前集卷_IJ二：“技牵，合大木为
    图23用被卓使船过踊圊
（采依·弗·麻兹涅佐夫：中网科学技衔兜）
缸(1)王帻：毪雷锫f-九，“辘箍……或用双粳f道顺交耱，所憋之器虚者下，盈者一b
    更相上一F，次第不辍，觅功甚速。”
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床，前建二叉手柱，上为校率，下施四睁输，酱桎壮大，力可挽二千斤。‘
    图2 3表示我国用较卓使船过嗣的情形。山多数人同时推辖几个较长的横样
（多用四个），秸果使程橇在中同较徊的立轴上的糨索上发生很大的力量，提起
船身使之过同。图24表示用彼图加以简化的情形。图2 5表示宋代所阿捕熙图
上用技卓搬罾的情形。
同24问前（略图）
    滴25用被率搬卺蹴
    （采故宫嘲刊钔二百九l-六期：宋人画捕焦圃）
  4．较差滑章
  较差滑牵是把一个圆卓由作成粗细两段。  用它起重的时候，  使悬挂鞑蓬滑卓
的辐索一头向较粗的一段程耱，  另一头由帧徊的一段下放。  两,/JJ-_于和下降差
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