指南车的原理与内部结构 - 360doc个人图书馆

指南车指南的原理是：在使用时先人为地进行调整，使木仙人的手指向正南。

若马拖着辕直走，则左右两个小平轮都悬空，车轮小齿轮和车中大平轮不发生啮合传动 ... 梦泽赤子/科技史话/指南车的原理与内部结构 转Word 全屏 打印 修改 转藏+1 分享 QQ空间 QQ好友 新浪微博 微信扫一扫 选择朗读音色 亲切女声 稳重女声 成熟男声 选择朗读倍速 0.75倍 1倍 1.5倍 选择循环方式 单篇循环 大   中   小 指南车的原理与内部结构 2012-12-13  梦泽赤子 展开全文 指南车 背景简介     指南车是祖国文化瑰宝，中国古代科技成果杰出的代表，早已引起国内外学术界的广泛注意，本世纪初即开始了对指南车的研究，使古今学者津津乐道，各说不一。

现代研究者更众说纷纭，各执一词，形成了纷繁复杂的局面，为使读者掌握要领，现今将有关情况介绍如下。

1.指南车出现时间     关于指南车的出现时间，有四种说法：一、西晋崔豹所著《古今注》及《志林》等古籍说黄帝与蚩尤作战时，蚩尤作大雾，黄帝造指南车为士兵领路。

二、《古今注》及《鬼谷子》等古籍说周公（即周武王弟）作指南车，是因“越裳氏”来进贡，迷失了归路，周公造“五乘”指南车，为他们引路。

三、刘仙洲在所著《中国机械工程发明史（第一编）》中说指南车的发明应以古籍《西京杂记》记载为据，定为西汉。

四、王振铎在所著《科技考古论坛》中说“创造指南车者，当以三国时马钧为可信”，并引《魏略》所记来加以证明。

如何看待以上四种说法呢？    从现有资料判断，知指南车的内部结构有两种可能性：利用机械系统之定向性或磁铁的指极性。

若以考古资料为据可知，中国齿轮出现的时间，在战国到西汉之间。

《宋史》记载了宋代两种指南车的具体结构，可知宋代的指南车肯定是齿轮传动系统，依靠机械传动系统的定向性。

则此种指南车出现时间不可能早在齿轮之前，上述所谓黄帝或周公造指南车之说都不能成立，尤其黄帝发明之说更早于车的发明时间。

以刘仙洲所说西汉已有指南车较为妥当。

至于王振铎主张三国有指南车说，则就更稳妥了，但将这说成指南车出现的时间就保守了些。

    现今虽可知宋代两种指南车的内部结构确是机械系统，与指南针无关，但对其他朝代指南车的内部结构，未见任何古籍及参考资料，也就无法证明其他朝代指南车内部是利用了什么原理。

但如指南车利用了磁铁的指极性，而指南车出现的时间不可能早过磁铁的发现，现今认为中国磁铁的发现时间为公元前三世纪，与黄帝与周公发明指南车矛盾。

  日本指南车复原模型1   日本指南车复原模型2 2.指南车的发展和应用     指南车在西汉出现后，许多朝代都有关于指南车的记载，从中可知此后历代都有指南车。

皇帝在隆重场合才使用，皇帝的仪仗队中常不可少。

《南齐书》中还记述了一件有趣的事，南北朝是的刘宋平定关中后，得到一具指南车，做为战利品，但只有外形，而无内部“机巧”，于是皇帝出行时，使人躲在车内操纵，可见有无指南车关系到皇帝的尊严与体面，很为重要。

    指南车的使用直到宋代，按《宋史》记载可知北宋时肯定有指南车在宋代南迁后，屡经战乱，无心也无力顾及指南车了。

宋后，建立了元朝，少数民族统治中国，并不重视汉族以往的传统，未见再研制指南车了，以后就次绝迹。

    指南车在使用期间，规格很高，是因为皇帝所用，车身高大，装饰华美，还雕刻着金龙、仙人。

行走时前呼后拥，所用“驾士”相当多，如《金史》就说有十二人驾驶，而《宋史》则说原有“驾士”十八人，后增至三十人。

《宋史》中还记载着，后魏时曾有马岳造指南车，“垂成”之时，被人毒杀。

这些就决定了指南车很难用于实战。

    从古籍记载还可以看出，由于指南车的崇高地位与特殊作用，一般前朝灭亡之后，指南车也随之毁坏。

各种屡废屡制的局面，造成历史上研制过指南车的人相当多根据记载能搞清姓名、时间的就有十五人之多。

所研制的指南车之外形应有继承性，但内部结构应各不相同，也可能大有出入，因为指南车的内部结构常被认为是重要机密，避免让人知道，这也许是历史上很少古籍记载指南车的内部结构的原因。

各代指南车的内部结构有所不同，甚至有较大不同，或者根本不同都是完全可能的。

3.关于指南车的研制     现代学者重视指南车，纷纷对之进行研究，局面纷繁复杂而结果多种多样，分歧也较大，这种情况是正常的，体现了百家争鸣的精神，应积极倡导并鼓励人们畅所欲言。

原理简介     指南车是古代一种指示方向的车辆，也作为帝王的仪仗车辆。

    指南车的发明较早。

据传说西周时就已发明，但最早的确切记载在三国时期。

有历史典籍显示三国时马钧是第一个成功地制造指南车的人。

从三国时开始，历代史书几乎都有指南车的记载，但是都比较简略。

直至宋代才有完整的资料，《宋史》中较详细地记载了它的内部结构。

《宋史·舆服志》详细地记载了燕肃和吴德仁所造指南车的结构和技术规范，成为世界史上最宝贵的工程学文献。

指南车利用齿轮传动系统和离合装置来指示方向。

在特定条件下，车子转向时木人手臂仍指南。

指南车的自动离合装置显示了古代机械技术的卓越成就。

  指南车结构示意图     指南车指南的原理是：在使用时先人为地进行调整，使木仙人的手指向正南。

若马拖着辕直走，则左右两个小平轮都悬空，车轮小齿轮和车中大平轮不发生啮合传动，因此木人不转，当然也不会改变指向。

若车子向右拐弯，则车辕的前端也必向左，而其后端则必偏右。

车辕的这种变化，会使系在车辕上的吊悬两小平轮的绳子发生相应的松紧，从而把左边的小平轮向上拉，但仍使它悬空；而右边的小平轮则借铁坠子及其本身的重量往下落，从而造成了车轮小齿轮和大平轮的啮合传动。

若车子向左转90度，则在转弯时，左轮不动，右轮要转半周。

与右轮相连的小齿轮也就转半周（即转过12个齿），经过小平轮传动到大平轮，则大平轮将以相反的方向转动12个齿，即1/4周（也即90度），这样木仙人在和车一起左转90度的同时，又由于齿轮的啮合传动右转了90度，其结果等于没有转动，所以它的指向仍然不变。

车子向右拐弯的情况或其他运动情况的结果可以类推。

总之任车子怎么转动，木仙人总能保持它的指向不变。

    燕肃的指南车是一辆双轮独辕车，车上立一木人，伸臂指南。

车中，除两个沿地面滚动的足轮（即车轮）外，尚有大小不同的7个齿轮。

《宋史·舆服志》分别记载了这些齿轮的直径或圆周以及其中一些齿轮的齿距与齿数。

由齿数、转动数，并保证木人指南的目的，可见古人掌握了关于齿轮匹配的力学知识和控制齿轮离合的方法。

车轮转动，带动附于其上的垂直齿轮（称「附轮」或「附立足子轮」），该附轮又使与其啮合的小平轮转动，小平轮带动中心大平轮。

指南木人的立轴就装在大平轮中心。

当车转弯时，只要操作车上离合装置，即竹绳、滑轮（分别居于车左或车右的小轮）和铁坠子，就可以控制大平轮的转动，从而使木人指向不变，例如，当车向右转弯，则其前辕向右，后辕必向左。

此时只要将绕过滑轮的后辕端绳索提起，使左小平轮下落，从而与大平轮离开；同时使右小平轮上升，从而与大平轮啮合，大平轮就随右小平轮而逆转。

由于各个齿轮匹配合理，车轮转向的弧度与大平轮逆转弧度相同，故木人指向不变。

    其后，吴德仁鉴于燕肃所制的指南车不能转大弯，否则指向就失灵这一大缺点，重新设计制作指南车。

吴德仁指南车基本原理与燕肃一致，只是在附设装置方面较为复杂。

他的车分上下两层。

上层除木人指南外，绕木人还有二只龟、四只鹤和四个童子。

上层13个相互啮合的齿轮就是为它们设的。

下层的齿轮装置与结构如前所述，是他发明了绳轮离合装置，以保证车转大弯也不影响木人指向。

    近代，对指南车的研究，受到了国内外学术界的广泛重视，提出了指南车内部结构的各种猜想，其中有英国学者郎基斯特（G·Lanchester）提出的差动轮系机构。

大英博物馆中的指南车就是按他的猜想复原制作的。

    李约瑟博士在对指南车的差动齿轮作详细研究后指出：无论如何，指南车是人类历史上第一架有共协稳定的机械（homoeostaticmachine）；当驾车人与车辆成一整体看待时，它就是第一部摹控机械。

  指南车动画模拟   指南车复原模型 知识点     1、指南车是古代一种指示方向的车辆，也作为帝王的仪仗车辆。

    2、西汉指南车已使用了齿轮和轮子等结构形式。

    3、指南车已使用了齿轮传动系统。

    4、指南车已使用了离合装置。

    5、指南车出现表明我国古代已能制造和使用了复杂机构。

    6、《宋史·舆服志》详细地记载了燕肃和吴德仁所造指南车的结构和技术规范，成为世界史上最宝贵的工程学文献。

    7、指南车利用齿轮传动系统和离合装置来指示方向。

在特定条件下，车子转向时木人手臂仍指南。

指南车的自动离合装置显示了古代机械技术的卓越成就。

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指南车是采用自动离合的齿轮传动系统制成的指向车，记里鼓车是利用齿轮传动系统制成的计算...从汽车的拐弯说起晋代崔豹所著的《古今注》在卷上的舆服志中说：“大驾指南车，起黄帝与蚩尤战于涿鹿之野。

蚩尤作大雾，兵士皆迷，于是作指南车，以示四...指南车指南车。

晋崔豹卷上：“大驾指南车，起黄帝与蚩尤战于涿鹿之野。

蚩尤作大雾，兵士皆迷。

于是作指南车以示四方，遂擒蚩尤而即帝位。

”谓风后作。

《太平御览》卷十五引《志林》：“黄帝与...一个人的逆袭，必须要抓住这三个时机一个人的逆袭，必须要抓住这三个时机。

她第一次演讲摸不到头绪，不会讲，又紧张，在勉强晋级之后，她研究了市面上几乎所有教人演讲的书...指南车：黄帝战胜蚩尤的法宝指南车，又称司南车，是中国古代用来指示方向的一种机械装置。

指南车的最早的记录还得从5000年前黄帝大战蚩尤的传说说起。

其后，吴德仁...无齿轮传动有点神奇啊，到底是啥原理？这回看明白了37幅动态齿轮传动原理图，不收藏后悔一辈子37幅动态齿轮传动原理图，不收藏后悔一辈子.齿轮传动是机械传动中应用最广的一种传动形式。

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