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在人们的生产和经济活动中，水力机械具有不可替代的重要作用。在欧洲，利用水力驱动磨石加工谷物的最早记载是公元前一世纪的古希腊时期；而在中国，对水力利用最早的记载则是在公元纪年前后的汉代。
古代水力机械
古代水力机械
《天工开物》水车图
对农业生产来说，水的重要性不言而喻。中国有几千年农耕文明的历史，在农业生产中，中国古人发明了桔槔、辘轳、翻车、筒车、戽斗、刮车等提水工具，以帮助农业灌溉，其中有些工具在今天一些乡村仍然在继续使用。桔槔是利用杠杆原理的人力提水机械，横杆的一端系提水桶，用手操纵横杆另一端的升降以取水。辘轳是利用轮轴原理的起重机具，多用于汲取井水。翻车是用木板做成长槽，槽中放置数十块与木槽宽度相称的刮水板（或木斗），刮水板之间由铰关依次连接，首尾衔接成环状。木槽上下两端各有一带齿木轴。转动上轴，则带动刮水板循环运转，同时将板间的水体自下而上带出。戽斗是两边各系有两根绳的小桶，两人同时操作，可以提水至高处的田地。刮车则是一个转轮，轮直径约5尺，轮上幅条宽约6寸，用人力摇动转轮，将水刮上。
背景简介
复原的筒车
古代水力机械
筒车
筒车
《农政全书》中的筒车图
筒车也称流水筒车，水转筒车或简称筒轮，是一种以水流作动力，取水灌田的工具。
筒车约发明于隋唐，唐诗人刘禹锡有《机汲记》加以描述，诗圣杜甫也有“连筒灌小园”的诗句。据《太平广记》记载，唐朝初年，寺庙僧人浇园时，“以木桶相连，汲于井中。”因为结构简单，造价低廉，且维修方便，其在宋代已广泛流行于民间，直至今日，云、桂、川、甘、陕、粤等地仍使用之。
原理和结构简介
筒车其主要机构是一个水轮，其原理为：在水流很急的岸旁打下两个硬桩，制一大轮1，将大轮的轴2搁在桩叉3上。大轮上半部高出堤岸，下半部浸在水里，可自由转动。大轮轮辐外受水板上斜系有一个个竹筒4，岸旁凑近轮上水筒的位置，设有水槽5。当大轮受水板受急流冲激，轮子转动，水筒中灌满水，转过轮顶时，筒口向下倾斜，水恰好倒入水槽，并沿水槽流向田间。此种筒车日夜不停车水浇地，不用人畜之力，功效高。筒车的水筒与水轮联成一体，既是接受水力的驱动构件，又是提水倒水的工作构件，其机构简明紧凑，设计构思巧妙。
筒车包括戽车、卫转筒车、高转筒车等许多种类。如果在水轮轴外端安装一立轮，使其与一牛转平轮相啮合。这样的筒车就成为牛转筒车或卫转筒车。此外，尚有“畜力筒车”，依靠齿轮传动带动筒车；“高转筒车”，通过两大轮，将低处之水带向高处，结构均巧妙合理，为我国古代人民杰出发明。高转筒车可表于水岸陡高之处。它的特点是，盛水筒构成筒链、绕过水轮与上轮之周边，古称“筒索”。筒链上升一边，因盛水筒而加重，故作一平板槽承之。高转筒车上轮轴可设人踏、牛转之机，也可以在水轮轴上附设水转之机。
有关筒车的最早记载是约九世纪时陈廷章的《水轮赋》，其时筒车的制作已有一定的规程。唐陈廷章《水轮赋》：“水能利物，轮乃曲成。升降满农夫之用，低徊随匠氏之程。始崩腾以电散，俄宛转以风生。虽破浪于川湄，善行无迹；既斡流于波面，终夜有声。”
五代十国时期，偏安成都的后蜀，在王宫内的摩诃池畔架起高转筒车提水，持续向王宫屋顶浇水降温。南宋筒车不仅在城市、运河的供水中使用，在农田灌溉中也有应用的记载。当时有人写了一篇游记，描述了其在广西兴安的见闻，记下了田野“筒车无停轮，木枧著高格”的景象。
宋梅尧臣《水轮咏》：“孤轮运寒水，无乃农自营。随流转自速，居高还复倾。”《宋史。太祖纪三》：“六月庚子，步至晋王邸，命作机轮，挽金水河注邸中为池。”宋李处权《土贵要予赋水轮》诗：“江南水轮不假人，智者创物真大巧。一轮十筒挹且注，循环下上无时了。”明王临亨《粤剑编》卷三：“水车，每辐用水筒一枚，前仰后俯，转轮而上，恰注水槽中，以田之高下为轮之大小，即三四丈以上田，亦能灌之，了不用人力。”
知识点
1、筒轮是一种以水流作动力，取水灌田的工具。
2、筒轮是一种可以自行提水的灌溉机械，转动不需要其它的动力，而且大立轮愈大，所产生的驱动力矩也愈大；大立轮重量愈小，动力性能愈好。
3、筒轮是实现一个回转运动。
背景简介
筒车又称“水轮”，属于提水机械，最早出现在晚唐，用于灌溉水稻。其结构是：以木或竹制成大型立轮1，用横轴2架起，轮周斜装若干小木筒或竹筒3，轮的下部浸入水中；水激轮转，浸入水中的小筒被水灌满，当水轮转到上部时，小筒自动将水倾泻入木槽4中。
高转筒车的复原模型
原理简介
高转筒车是筒车的一种。所谓高转筒车是指其提水高度较一般筒车加大，必须藉助湍急的河水冲动。这种筒车的适用范围是水很低而岸很高，应用其它筒车不可能将水提升到这么高，而应用高转筒车时，水的提升高度可以很高。如下图为王祯《农书》描绘的高转筒车，属于提水机械。以人力或畜力为动力，外形如龙骨车，其运水部件如井车，其上、下都有木架，各装一个木轮，轮径约四尺（明代一尺约合0.32公尺）轮缘旁边高、中间低，当中做出凹槽，更显凹凸不平，以加大轮缘与竹筒的摩擦力。下面轮子半浸水中，两轮上用竹索相连，竹索长约一尺，竹筒间距离约五寸，在上下两轮之间、在上面竹索与竹筒之下，用木架及木板托住，以承受竹筒盛满水后的重量。高转筒车也用人力或畜力转动上轮。绑着竹筒的竹索是传动件，当上轮转动时，竹索及下轮都随着转动，竹筒也随竹索上下。当竹筒下行到水中时，就兜满水，而后随竹索上行，到达上轮高处时，竹筒将水侵泻到水槽内，如此循环不已。带动连成串的小竹筒盛水，沿水槽而上，可在高岸上从低水源地区取水。
历史记载
王帧《农书》记载：“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，上与二轮相平，以承筒索之重。或人踏，或牛拽转上轮，则筒索自下兜水循槽至上轮，轮首覆水，空筒复下。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。如因高岸深，或田在山上，皆可及之，今平江虎邱寺剑池亦类此制，但小小汲饮，不足溉田，故不录。此近创捷法，已经较试，庶用者述之。”
由此可知，高转筒车由上1、下轮2、简索3、支架4等部件组成。下轮有一半埋于水中，汲水高程可达十丈，如两架筒车配合则可达二十丈。汲水筒5长约一尺，以索相连成链环状，筒的间距为五寸，索链用竹制成。
刘禹锡记载高转筒车说：“……由是比竹以为，置于流中。中植数尺之臬、辇石以壮其趾，如建标焉。索绚以为縆，縻于标垂，上属数仞之端，亘空以峻其势，如张弦焉。锻铁为器，外廉如鼎耳，内键如乐鼓，牝牡相函，转于两端，走于索上，且受汲具。及泉而循绠下缒，盈器而圆轴上引。其往有建瓴之驶，其来有推毂之易，瓶繘不羸，如博而升。枝常澜，出高岸，拂林杪，逾峻防。刳蟠木以承澍，贯修筠以达豚，走下潺潺，声寒空中。通洞环折，唯用所在。周除而沃盥以蠲，入爨而锜釜以盈。饪餗之余。移用于汤沐。濯浣之末，池注于圃畦”。
陈延章在《水轮赋》中歌颂水车的威力说：“水能利物，轮乃曲成，……始崩腾以电散，俄宛转以风生，……观夫斵木而为，凭河而引，箭驰可能而滴沥，辐凑必循手规准。……殊辘轳以致功，就其深矣；鄙桔槔之烦力，使自趋之。……回环润手嘉毂，洊至逾于行潦，钩深致远，沿洄而可使在山……。”从“使自趋之”和“沿洄而可使在山”等字句，可以看出这种高转筒车是着重轮毂，利用水力推动把水引到高远的地方。
知识点
1、高转筒车属于提水机械，以人力或畜力为动力。
2、高转筒车由上、下轮、简索、支架等部件组成。
3、下轮有一半埋于水中，汲水高程可达十丈，如两架筒车配合则可达二十丈。
4、汲水筒长约一尺，以索相连成链环状，筒的间距为五寸，索链用竹制成。从传动方式看。高转筒车也是链传动的实例。
5、高转筒车以上轮为主动轮，由于动力不同，轮抽部件构成有所变化。“所转上轮，形如框制，易缴筒索。用人则于轮轴一端作棹枝，用牛则制作竖轮，如牛转翻车之法，或于轴两端造作拐木，如人踏翻车之制”。
6、高转筒车是一种具有搬运链性质的机械，是现代斗式提升机和刮板输送机的雏形。
7、高转筒车的发明年代，从文献考察可推断在唐代。唐人刘禹锡的《机汲记》和陈廷章的《水轮赋》都形象地描绘了高转筒车的功能。
背景简介（也叫翻车）
现在农村使用电动水泵进行农田灌溉是很普遍的，可是在二三十年前，农用水泵尚未普及使用，我国农田灌溉，基本上还是使用木制的汲水装置——龙骨水车。
龙骨水车复原模型
原理和结构简介
龙骨水车的称呼来自民间，南宋陆游《春晚即景》：“龙骨车鸣水入塘，雨来犹可望丰穰。”目前见到的史料中，这是最早的出处。这种水车主要由木链、水、刮板等组成，节节木链似根根龙骨，因此得名龙骨水车。龙骨水车适合近距离，提水高度在1～2米左右，比较适合平原地区使用，或者作为灌溉工程的辅助设施，从输水渠上直接向农田提水。用于井中取水的龙骨水车是立式的，水车的传动装置有平轮和立轮两种以转换动力方向。它提水时，一般安放在河边，下端水槽和刮板直伸水下，利用链轮传动原理，以人力（或畜力）为动力，带动木链周而复始地翻转，装在木链上的刮板就能顺着水把河水提升到岸上，进行农用灌溉。这种水车的出现，对解决排灌问题，起了极其重要的作用。最初的龙骨水车是用人力转动的，后来我国人民又创制了利用畜力、风力、水力等转动的多种水车。
唐宋以来农田灌溉、排水及运河供水中，龙骨水车是使用最普遍的提水机械，特别是南方大兴围田之后，对低水头提水机械的需求更加普遍。元代王祯《农书》绘制了不同动力的龙骨水车的图谱，其中人力水车有脚踏、手摇等，畜力水车有牛车、驴车等。
由于这种龙骨水车结构合理，可靠实用，所以能一代代流传下来。直到近代，随着农用水泵的普遍使用，它才完成了历史使命，悄悄地退出历史舞台。龙骨水车作为灌溉机具现在已被电动水泵取代了，然而这种水车链轮传动、翻板提升的工作原理，却有着不朽的生命力。就拿我们的海岸、港口经常能见到的疏浚河道的斗式挖泥机来说吧，那一只只回转挖泥的泥斗，就是从水车的提水翻板脱胎而来的。因此一看到挖泥机，人们就仿佛见到了古老的龙骨水车。
知识点
1、龙骨水车是使用最普遍的提水机械。
2、用于井中取水的龙骨水车是立式的，水车的传动装置有平轮和立轮两种以转换动力方向。
3、利用链轮传动原理。
