A. 主要古代有哪些簡單機械
漢代的播種機——三腳耬
我國在戰國時期就有了播種機械。漢武帝的時候,趙過在一腳耬和二腳耬的基礎上,創造發明了能同時播種三行的三腳耬。一頭牛拉著,一人牽牛,一人扶耬,一天就能播種一頃地,大大提高了播種效率。漢武帝曾經下令在全國范圍里推廣這種先進的播種機。
漢代三腳耬復原模型,現在陳列在中國歷史博物館里。它的構造是這樣的:下面三個小的鐵鏵是開溝用的,叫做耬腳,後部中間是空的,兩腳之間的距離是一壠。三根木製的中空的耬腿,下端嵌入耬鏵的銎里,上端和子粒槽相通。子粒槽下部前面由一個長方形的開口和前面的耬斗相通。耬斗的後部下方有一個開口,活裝著一塊閘板,用一個楔子管緊。為了防止種子在開口處阻塞,在耬柄的一個支柱上懸掛一根竹簽,竹簽前端伸入耬斗下部系牢,中間縛上一塊鐵塊。耬兩邊有兩轅,相距可容一牛。後面有耬柄。
播種前,要根據種子的種類、子粒的大小、土壤的干濕等情況,調節好耬斗開口的閘板,使種子在一定的時間流出的多少剛好合適。然後把要播種的種子放入耬斗里,用牛拉著,一人牽牛,一人扶耬。扶耬人控制耬柄的高低,來調節耬腳入土的深淺,同時也就調整了播種的深淺,一邊走一邊搖,種子自動地從耬斗中流出,分三股經耬腿再經耬鏵的下方播入土壤。在耬後邊的木框上,用兩股繩子懸掛一根方形木棒,橫放在播種的壠上,隨著耬前進,自動把土耙平,把種子覆蓋在土下,這樣一次就把開溝、下種、覆蓋的任務完成了。再另外用砘子壓實,使種子和土緊密地附在一起,發芽生長。
現代最新式的播種機的全部功能也不過把開溝、下種、覆蓋、壓實四道工序接連完成,而我國兩千多年前的三腳耬早已把前三道工序連在一起由同一機械來完成。在當時能夠創造出這樣先進的播種機,確實是一項很重大的成就。這是我國古代在農業機械方面的重大發明之一。
B. 我國古代有哪些簡單機械說說他們的原理。
一、漢唐以來的耕犁
我國很早就發明了耒耜,用耒耜來翻整土地,播種莊稼,進行農業生產。隨著生產的發展,耒耜發展成犁。不過在戰國時期以前,人們使用的只是石制、木製、骨制和少量的銅制整地工具。後來由於牛耕的出現和冶鐵業的興起,戰國時期便出現了鐵制的耕犁,河北易縣燕下都遺址和河南輝縣都出土過戰國時期的鐵犁鏵。鐵犁鏵的發明是一個了不起的成就,它標志著人類社會發展的新時期,也標志著人類改造自然的斗爭進入一個新的階段。
漢代大力推廣先進的生產工具和耕作方法,耕犁也得到了進一步的發展,並且在全國各地廣泛使用。解放後出土的一百多件漢代的鐵犁中,有鐵口犁鏵、尖鋒雙翼犁鏵、舌狀梯形犁鏵,還有大型的犁鏵。從山西平陸等地漢墓中出土的幾幅犁耕圖中,可以看出漢代耕犁的構造形式。當時的耕犁是鐵制的犁鏵,已經有犁壁的裝置。山東安丘、河南中牟和陝西西安、咸陽、禮泉等地都有漢代鐵犁壁出土。犁壁的發明是耕犁的一個重大發展。沒有犁壁的耕犁達不到碎土鬆土起壠作畝的目的,還必須靠鋤類和鏟類農具的幫助才行;有了犁壁就能翻土碎土,犁壁有一定的方向,向一側翻轉土垡,把雜草埋在下面作肥料,同時還有殺蟲的作用。歐洲的耕犁直到公元十一世紀才有犁壁的記載,我國至遲到漢代就有了犁壁的裝置,比歐洲要早近一千年。漢代耕犁的木質部分由犁轅、犁梢(犁柄)、犁底(犁床)、犁箭、犁橫等部件組成。由此可以看出,漢代的耕犁已經基本定型,它除了有先進的犁壁裝置外,還有能調節耕地深淺的犁箭的裝置。漢代的犁有雙轅和單轅的,基本上是二牛抬扛式的。由於是直轅長轅犁,耕地的時候,回頭轉彎都不夠靈活,起土費力,效率也不很高。盡管這樣,它比戰國時期的耕犁已經有了很大的進步。
唐代,陸龜蒙的《耒耜經》詳細記述了當時耕犁的部件、尺寸和作用。這種犁的構造是由金屬製造的犁鑱和犁壁,以及由木材製造的犁底、壓鑱、策(é)、犁箭、犁轅、犁梢、犁評、犁建、犁槃等十一個部件組成。這些部件都各有特殊的功能和合理的形式。犁壁在犁鑱之上,它們是成一個曲面的復合裝置,用來起土翻土的;犁底和壓鑱把犁頭緊緊地固定下來,增強犁的穩定性;策是捍衛犁壁的;犁箭和犁評是調節犁地深淺的裝置,通過調整犁評和犁箭,使犁轅和犁床之間的夾角張大或縮小,這樣就使犁頭深入或淺出;還可以通過犁梢來掌握耕地的寬窄;它的犁轅是短轅曲轅,轅頭又有可以轉動的犁槃,牲畜是用套耕索來挽犁的。整個耕犁是相當完備、相當先進的,也很輕巧,耕地的時候回頭轉彎都很靈便,而且入土深淺容易控制,起土省力,效率比較高。
陸龜蒙所敘述的耕犁是中國耕犁發展到比較完備階段的典型,它的構造要比秦漢時期的犁完備和復雜得多,和現代的耕犁基本相同。這是廣大勞動人民在長期的生產斗爭實踐中不斷摸索創造的成果,是勞動人民智慧的結晶。
宋元以後,耕犁的形式更加多樣化,各地創造了很多新式的耕犁。南方水田用犁鑱,北方旱地用犁鏵,耕種草莽用犁鎊,開墾蘆葦蒿萊等荒地用犁刀,耕種海堧地用耬鋤。
根據史料記載,在整個古代社會,我國耕犁的發展水平一直處於世界農業技術發展的前列。
二、漢代的播種機——三腳耬
我國在戰國時期就有了播種機械。漢武帝的時候,趙過在一腳耬和二腳耬的基礎上,創造發明了能同時播種三行的三腳耬。一頭牛拉著,一人牽牛,一人扶耬,一天就能播種一頃地,大大提高了播種效率。漢武帝曾經下令在全國范圍里推廣這種先進的播種機。
漢代三腳耬復原模型,現在陳列在中國歷史博物館里。它的構造是這樣的:下面三個小的鐵鏵是開溝用的,叫做耬腳,後部中間是空的,兩腳之間的距離是一壠。三根木製的中空的耬腿,下端嵌入耬鏵的銎里,上端和子粒槽相通。子粒槽下部前面由一個長方形的開口和前面的耬斗相通。耬斗的後部下方有一個開口,活裝著一塊閘板,用一個楔子管緊。為了防止種子在開口處阻塞,在耬柄的一個支柱上懸掛一根竹簽,竹簽前端伸入耬斗下部系牢,中間縛上一塊鐵塊。耬兩邊有兩轅,相距可容一牛。後面有耬柄。
播種前,要根據種子的種類、子粒的大小、土壤的干濕等情況,調節好耬斗開口的閘板,使種子在一定的時間流出的多少剛好合適。然後把要播種的種子放入耬斗里,用牛拉著,一人牽牛,一人扶耬。扶耬人控制耬柄的高低,來調節耬腳入土的深淺,同時也就調整了播種的深淺,一邊走一邊搖,種子自動地從耬斗中流出,分三股經耬腿再經耬鏵的下方播入土壤。在耬後邊的木框上,用兩股繩子懸掛一根方形木棒,橫放在播種的壠上,隨著耬前進,自動把土耙平,把種子覆蓋在土下,這樣一次就把開溝、下種、覆蓋的任務完成了。再另外用砘子壓實,使種子和土緊密地附在一起,發芽生長。
現代最新式的播種機的全部功能也不過把開溝、下種、覆蓋、壓實四道工序接連完成,而我國兩千多年前的三腳耬早已把前三道工序連在一起由同一機械來完成。在當時能夠創造出這樣先進的播種機,確實是一項很重大的成就。這是我國古代在農業機械方面的重大發明之一。
三、灌溉機械——龍骨水車
龍骨水車是我國古代最著名的農業灌溉機械之一。龍骨車,古書上都叫翻車,據《後漢書》記載,這一灌溉機械是東漢末年發明的。最初是利用人力轉動輪軸灌水,後來由於輪軸的發展和機械製造技術的進步,發明了以畜力、風力和水力作為動力的龍骨水車,並且在全國各地廣泛使用。根據動力的不同,龍骨水車有下列幾種。
人力龍骨水車是以人力做動力,多用腳踏,也有用手搖的。元代《王禎農書》和清代麟慶的《河工器具圖說》中關於龍骨車的敘述比較詳細。它的構造除壓欄和列檻樁外,車身用木板作槽,長二丈,寬四寸到七寸不等,高約一尺,槽中架設行道板一條,和槽的寬窄一樣,比槽板兩端各短一尺,用來安置大小輪軸。在行道板上下,通周由一節一節的龍骨板葉用木銷子連結起來,很像龍的骨架一樣,所以名叫龍骨車。在上端的大軸的兩端,各帶四根拐木,作腳踏用,放在岸上的木架之間,人扶著木架,用腳踩動拐木,就帶動下邊的龍骨板葉沿木槽往上移動,把水刮上岸來,流入田間。龍骨板葉繞過上端大軸,又在行道板上邊往下移動,繞過下端的軸,重新刮水。這樣循環不已,水從低處源源不斷地被車上岸來。這就是龍骨車的構造和工作過程。
人力龍骨水車因為用人力,它的汲水量不夠大,但是凡臨水的地方都可以使用,可以兩個人同踏或搖,也可以只一個人踏或搖,很方便,深受人們的歡迎,是應用很廣的農業灌溉機械。
大約在南宋初年,龍骨水車有了新的發展,出現了用畜力做動力的龍骨水車,這是龍骨水車發展的一個新階段。它的水車部分的構造和前面講的相同,只是動力機械方面有了新的改進。在水車上端的橫軸上裝有一個豎齒輪,旁邊立一根大立軸,立軸的中部裝上一個大的卧齒輪,讓卧齒輪和豎齒輪的齒相銜接。立軸上裝一根大橫桿,讓牛拉著橫桿轉動,經過兩個齒輪的傳動,帶動水車轉動,把水刮上來。因為畜力比較大,能把水車上比較大的高度,汲水量也比較大。
在元代《王禎農書》上還有水轉龍骨水車的記載,可知這一機械的發明應該在《農書》成書之前,大約在元初,也有近七百年的歷史了。它的裝置,水車部分完全和以前的各種水車相同。它的動力機械裝在水流湍急的河邊,先樹立一個大木架,大木架中央豎立一根轉軸,軸上裝有上、下兩個大卧輪。下卧輪是水輪,在水輪上裝有若干板葉,以便借水的沖擊使水輪轉動。上卧輪是一個大齒輪,和水車上端軸上的豎齒輪相銜接。把水車裝在河岸邊挖的一條深溝里,流水沖擊水輪轉動,卧齒輪帶動水車軸上的豎齒輪轉動,也就帶動水車轉動,把水從河中深溝里車上岸來,流入田間,灌溉莊稼。
如果水源比較高,可以作大的立式水輪,直接安裝在水車的轉軸上,帶動水車轉動,這樣可以省去兩個大齒輪。
在利用流水作動力的灌溉機械上應用了一對大的木齒輪,把水輪的轉動傳遞到水車的軸上,來帶動水車把水刮上來,進行灌溉,這是元代機械製造方面的一個巨大的進步,也是人們利用自然力造福於人類的一項重大成就。
四、先進的糧食加工機械——水碓和水磨
穀物收獲脫粒以後,要加工成米或面才能食用。我國古代在糧食加工方面發明了不少機械,如磨、碾、碓、扇車、羅等,後來又發明了用水力做動力的水碓和水磨,這些機械效率高,應用廣,是農業機械方面的重要發明。
水碓是利用水力舂米的機械,在西漢末年就出現了,漢代桓譚(約前23—後50)的《桓子新論》里有關於水碓的記載。
水碓的動力機械是一個大的立式水輪,輪上裝有若干板葉,輪軸長短不一,看帶動的碓的多少而定。轉軸上裝有一些彼此錯開的撥板,一個碓有四塊撥板,四個碓就要十六塊撥板。撥板是用來撥動碓桿的。每個碓用柱子架起一根木桿,桿的一端裝一塊圓錐形石頭。下面的石臼里放上准備要加工的稻穀。流水沖擊水輪使它轉動,軸上的撥板就撥動碓桿的梢,使碓頭一起一落地進行舂米。利用水碓,可以日夜加工。
凡在溪流江河的岸邊都可以設置水碓。根據水勢的高低大小,人們採取一些不同的措施。如果水勢比較小,可以用木板擋水,使水從旁邊流經水輪,這樣可以加大水流的速度,增強沖動力。帶動碓的多少可以按水力的大小來定,水力大的地方可以多裝幾個,水力小的地方就少裝幾個。設置兩個碓以上的叫做連機碓,常用的都是連機碓,一般都是四個碓。
磨,最初叫磑,漢代才叫做磨,是把米、麥、豆等加工成面的機械。磨用兩塊有一定厚度的扁圓柱形的石頭製成,這兩塊石頭叫做磨扇。下扇中間裝有一個短的立軸,用鐵製成,上扇中間有一個相應的空套,兩扇相合以後,下扇固定,上扇可以繞軸轉動。兩扇相對的一面,留有一個空膛,叫磨膛,膛的外周製成一起一伏的磨齒。上扇有磨眼。磨面的時候,穀物通過磨眼流入磨膛,均勻地分布在四周,被磨成粉末,從夾縫中流到磨盤上,過羅篩去麩皮等就得到麵粉。磨有用人力的、畜力的和水力的。用水力作為動力的磨,大約在晉代就發明了。水磨的動力部分是一個卧式水輪,在輪的立軸上安裝磨的上扇,流水沖動水輪帶動磨轉動,這種磨適合於安裝在水的沖動力比較大的地方。假如水的沖動力比較小,但是水量比較大,可以安裝另外一種形式的水磨:動力機械是一個立輪,在輪軸上安裝一個齒輪,和磨軸下部平裝的一個齒輪相銜接。水輪的轉動是通過齒輪使磨轉動的。這兩種形式的水磨,構造比較簡單,應用很廣。
隨著機械製造技術的進步,後來人們發明一種構造比較復雜的水磨,一個水輪能帶動幾個磨同時轉動,這種水磨叫做水轉連機磨。《王禎農書》上有關於水轉連機磨的記載。這種水力加工機械的水輪又高又寬,是立輪,須用急流大水,沖動水輪。輪軸很粗,長度要適中。在軸上相隔一定的距離,安裝三個齒輪,每個齒輪又和一個磨上的齒輪相銜接,中間的三個磨又和各自旁邊的兩個磨的木齒相接。水輪轉動通過齒輪帶動中間的磨,中間的磨一轉,又通過磨上的木齒帶動旁邊的磨。這樣,一個水輪能帶動九個磨同時工作。
C. 哪些機械是用動物的啟發得來的
具體如下:
1、機器人蜜蜂:Robobee
有一種小型寄生蠅,其寄生率極高,而且有一種令人難以置信的聽覺。雌性寄生蠅已經發展出一種特別的寄生能力,通過傾聽雄性蟋蟀的鳴叫,然後在它們身上產卵,從而有效地跟蹤它們。不幸的是,對蟋蟀來說,當卵孵化時,它們的幼蟲會把寄主當作第一餐而吃掉。
而科學家們則在這項能力當中獲取了靈感,並一直在研究這種聽覺能力。他們創造了一種天線設計,用來區分來自精確方向的信號。
設計微型天線非常困難,而寄生蠅的聽力和頻率則為科學家們提供的解決方案。如今這種天線的原型已經製作完成,如果項目成功,則可以帶來一個微型天線的全新領域,從而縮小日常設備的大小。
D. 培根所說的三種機械發明是指什麼
英國哲學家弗蘭西斯·培根指出,印刷術、火葯、指南針「這三種發明已經在世界范圍內把事物的全部面貌和情況都改變了:
第一種是在學術方面,
第二種是在戰事方面,
第三種是在航行方面;並由此又引起難以數計的變化來:竟至任何教派、任何帝國、任何星辰對人類事務的影響都無過於這些機械性的發現了.」
馬克思評論:「火葯、指南針、印刷術——這是預告資產階級社會到來的三大發明.火葯把騎士階層炸得粉碎,指南針打開了世界市場並建立了殖民地,而印刷術則變成了新教的工具。
總的來說變成了科學復興的手段,變成對精神發展創造必要前提的最強大的杠桿.」雖然沒有提到造紙術,但是正是它為印刷術的產生和推廣提供了必要條件.
E. 機械傳動領域的發明創造有哪些
古代中國在機械傳動領域的發明創造更多,繩索傳動、鏈傳動、齒輪傳動等都有著廣泛的應用。圖2-45所示的木棉紡車中,雙腳交替踏動擺桿時,大繩輪轉動,再由一繩帶動三個小繩輪高速轉動。三個小繩輪上各裝一錠,紡線人手持棉條,即可在錠子上紡出線來。
圖2-46是古代挖鹽井時利用自製的傳動系統使工作輕松、安全,牛拖動圖中右側豎立的轉筒,轉筒上的大繩通過中間輪纏繞在井口上方的滾筒上,整個系統恰是一部現代絞車。
圖2-48記里鼓車我國古代的指南車、記里鼓車都應用了復雜的齒輪輪系如圖2-47和圖2-48所示,記里鼓車根據車輪走過的距離折算成轉過的圈數,再通過齒輪傳動比計算得出准確的里程,每走過一段距離擊鼓一次。另外,我國在自動機構的發明創造領域,成績也很突出。雖然史料中缺乏詳細的記載,也沒有繪圖表示,但大多數採用了連桿機構和凸輪機構,這些自動機構主要用於捕捉動物或用於防止盜墓。記里鼓車、天文儀中也應用了自動機構。
F. 我國古代有哪些機械的發明
我國古代有很多機械發明:有奇特的指南車與計里鼓車;有實用的水運大紡車版與龍骨水權車;也有神秘的木牛流馬與神火飛鴉。至於發明家與能工巧匠那就更多了。魯班、馬鈞、杜詩、張衡、李春……他們各自做出了不可磨滅的創造。所有機械發明都可以說是力學原理的巧妙運用。當然,我們的祖先,並不都是先掌握了力學原理,然後用之於機械,他們往往只能根據自己的經驗去設計,去創造,但這其中就不能不有力學知識在起著作用。
G. 中國古代機械發明創造史是什麼
在中華民族五千年的文明史中,我國古代勞動人民在機械工程領域中的發明創造尤為突出。絕大部分的發明創造是源於生存、生活以及生產的需要,一些發明創造是戰爭的需要,還有一些發明創造是為了探索科學技術的需要。五十萬年前,中國猿人學會了製作尖劈狀石器。在我國的周口店古猿人遺址處,發現了60°~75°刃角的用作砍伐的石器。二十萬年前,生活在我國四川資陽地區的古猿人學會了製作骨針、骨錐等骨器。一萬五千年前,古人類學會了用骨、角、牙、蚌殼等製作形狀復雜的器械,並學會了磨製技術。五千年前,古人類進入新石器時代。在西安的半坡遺址中,發現了大量製造技術較高的各種重要的骨器。四千年前,古人類發現了金屬,並學會了冶煉技術。我國進入了金屬時代。不久,又發明了由銅錫合金組成的青銅器。金屬器械逐步取代了石制和骨制器械。兩千年前,又發現了鐵金屬,並掌握了冶煉技術和製造技術。早在春秋時代我國就已進入了鐵器時代。各種復雜的工具和簡單機械相繼發明出來,機械工程在我國迅速發展。
從我國古代發明創造的演變過程,可以知道:任何一種機械的發明都經歷了由粗到精、逐步完善與發展的過程。例如,加工穀粒的機械(圖2-2),最初是把穀粒放在一塊大石上,用手拿一塊較小的石塊往復搓動,再吹去糠皮以得到米;第二步發明了杵臼;第三步發明了腳踏碓,利用人體的一部分重力工作;第四步發明了利用人力和畜力工作的磨和碾;第五步發明了利用風力和水力工作的磨和碾,這不但實現了連續的工作,節省了人力,提高了效率,而且學會了使用自然力,完成了由工具到機械的演變過程。
圖2-2加工穀粒工具的演變在兵器領域中,由彈弓發展為弓箭,又發展為弩箭;發明火葯後,由人力的弓箭發展為火箭,直到發展為皺形的飛彈和皺形的兩級火箭。這些在我國古代戰爭中,有大量的實戰記載。
我國古代的機械發明、使用與發展,遠遠領先於世界水平。但由於長期的封建統治,限制了生產力和科學技術的發展。最近四五百年中,我國在機械工程領域的發展已落後於西方強國。新中國成立後,在短短的十幾年裡,我國人民把只能做小量修理和裝配工作的機械工業發展為能夠生產汽車、火車、輪船、金屬切削機床、大型發電機等許多機械設備的機械工業,特別是改革開放以來,機械工業的發展更為迅速,與發達國家的差距正在縮小,有些產品已領先世界水平。
過去的幾千年中,中華民族在機械工程領域中的發明創造有著極其輝煌的成就。不但發明的數量多,質量也高,發明的時間也早。我們過去的歷史是光榮的。為使中華民族再度輝煌,我們的任務也是艱巨的。在過去的年代裡,機械的發明與使用繁榮了人類社會,促進了人類文明的發展。在高科技迅速發展的今天,機械的種類更加繁多,性能更加先進。機械手,機器人,機、光、電、液一體化的智能型機械,辦公自動化機械等大量先進的、科技含量高的機械正在改變人類的生活與工作。希望有志於機械工程專業的青年,繼承我們祖先的光榮傳統,發明創造出更多、更好的新機械,為把我國建設成一個偉大的社會主義強國而奮斗。
除了眾所周知的造紙術、印刷術、指南針、火葯這四大發明之外,中國古代在機械工程領域的發明與創造也是非常輝煌的。由於古代中國長期處於封建社會狀態,科學技術的發展比較緩慢。秦漢以前,對各種發明創造比較重視,這期間的成果較多。據《周禮考工》記載:智者創物,巧者述之,守之世,謂之工,百工之事皆聖人之作也。但也有不同意見。《老子》上說:民多利器,國家滋昏。人多技巧,奇物滋起。絕巧棄利,盜賊無有。自秦漢以後,除對農業生產有利的發明創造之外,其他發明一般都會受到輕視,甚至因發明創造而獲罪。據《明史》卷二十五記載:明太祖平元,司天監進水晶刻漏,中設二木偶人,能按時自擊錚鼓。太祖以其無益而碎之。由於統治者的偏見,極大影響了古代勞動人民創造能力的發展。
另外,我國古代不重視對所發明器械的繪圖工作,有不少發明創造因為沒有繪圖的幫助,很難看明白。而真正有所發明創造的人或自己不會用文字記載,或由於社會的不重視而沒有記載,這些都影響了我國古代科學技術的進步。盡管如此,我國古代的科學技術仍然領先於世界,無愧於一個偉大的文明古國的稱號。以下對我國在各時期的典型發明進行簡要說明。
H. 中國古代都有哪些先進的機械技術
水運儀象台
為北宋元祐三年(1088)蘇頌、韓公廉等人所制。他們於紹聖(1094~1097)初年著《新儀象法要》,載有總圖和部件圖多幅。這台水運儀象台高三丈五尺余, 寬二丈一尺,是一座上狹下廣的木建築。台的下層有提水裝置,由人力推動河車,帶動升水上輪和下輪(筒車),將水提到天河(受水槽),注入天池(蓄水池)。台中平水壺保持水位恆定,並通過一定截面的水管向樞輪(水輪)上的受水壺流泄恆定流量的水,推動樞輪。樞輪通過傳動齒輪帶動晝夜機輪、渾象和渾儀。
中國有五千年以上的文明史。勤勞智慧的中國人民,在廣袤豐饒的中華大地上,創造了燦爛輝煌的古代科技文化。聞名於世的四大發明、天文歷算、中醫中葯、農林桑茶、絲綢織染、陶瓷漆器、礦冶鑄造、水得地學、建築工程和造船航海,推動了人類文明的進步,充實了世界科技的寶庫。在實施科都興國的今天,我們要繼承和發揚中國古代科技文化的優秀傳統,實現中華民族的偉大復興!