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方位——指南车
文章来源:中国古代科技   发布时间: 2014-8-14   浏览次数:   字号:[ ] [打印]
 

  与指南针利用磁现象指示方位不同,指南车虽也能够始终指向南方,却是通过各种机械装置实现的。传说早在黄帝以及后来的周公时代就已不止一次制造出指南车,即便传说为真,那时的指南车也早已失传。史书中明确记载的最早制造指南车的人是三国时期的马钧(生卒年代不详),可惜马钧指南车不久便毁于战火。北宋时期,燕肃(961—1040)和吴德仁(生卒年代不详)分别再次复制出指南车,并在《宋史·舆服志》中留下记载。

  燕肃指南车的传动机构由两只足轮(车轮)、两只小型滑轮和五个大小传动齿轮(附足立轮二,各二十四齿;小平轮二,各十二齿;中心大平轮一,四十八齿)组成。车子中央的指南立人固定于中心大轮上,两只滑轮各悬吊一只小平轮,并以绳索和车辕末端相连。

  使用时,先调整木人使之指向正南方向。如车向南直行,附足立轮与大平轮互不接触,大平轮不转动,其上木人也一直指向南方。假如车向左转,朝向正东方向,车辕末端右移,使右侧小平轮放下,正好位于右附足立轮与大平轮之间,三齿轮互相啮合。转向时,左足轮不移动,右足轮以左足轮为圆心移动四分之一圆弧。因为足轮直径与两轮间距正好相等,所以右足轮自身转动了180度。同样,右侧附足立轮也转动了180度(半圈),但因它的齿数为小平轮的2倍,小平轮也就相应转动一周。小平轮齿数仅为大平轮的四分之一,小平轮转动一周(360度),大平轮则只转动90度。车子转向时,木人本应随车体左转90度,但因其下的大平轮右转了90度,因而两者正好相抵,木人指向仍然不变。根据这一机械原理,无论车辆如何转向,木人指向位置始终不变,即初始的正南方向。

方位——指南车

指南车模型及其内部结构示意图

  历史上的指南车曾经几毁几复,宋代的指南车也没能留存至今。今天我们看到的模型是王振铎先生于1937年根据燕肃的指南车技术复原完成的,它体现了中国古代在机械齿轮传动及离合器应用上的巨大成就。

 
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