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研究生:陳羽薰
研究生(外文):Yu-HsunChen
論文名稱:三本古中國農業類專書中具圖畫機構之復原設計
論文名稱(外文):Reconstruction Designs of Mechanisms with Drawings in Three Ancient Chinese Agriculture Books
指導教授:顏鴻森顏鴻森引用關係
指導教授(外文):Hong-Sen Yan
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:機械工程學系碩博士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:129
中文關鍵詞:創意性機構設計法古機械復原設計古中國農業書籍機械史
外文關鍵詞:Creative mechanism design methodologyreconstruction designancient Chinese books in agriculturehistory of machinery
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本研究以元代王禎《農書》、明代徐光啟《農政全書》、以及清代《欽定授時通考》等三本古中國農業類專書中,具有圖畫的63項機械為題,進行機構分析及復原設計。部分古籍圖畫中描繪的器械,其機械構造難以理解,是以本文利用系統化的方法,在不違背當代工藝技術的前提下,重建所有可能的復原設計。首先,以其桿件與接頭的數量及種類是否明確作為判斷依據,分為構造明確(39項)、具有不確定類型的接頭(16項)、以及桿件與接頭的數量及類型皆不確定(8項)等三類,不同的機構類型以不同的流程進行復原設計。其次,依使用的元件(包括滾輪、連桿、齒輪、凸輪、及撓性元件),分類敘述各項農器的用途、使用方式、組成零件、以及組合方式,並說明該器械的操作及作動方式。若圖像上的機械構造明確,則分析該器械的機構構造,並繪出機構簡圖;若機械判定為構造不明確,則透過創意性機構設計方法,在不違背當代科技水準的前提下,釐清可達到文獻敘述功能的機構,可能的桿件數目與接頭類型,並繪製機構簡圖,或列出可行的復原設計圖譜。
This work analyzes and synthesizes the structures of devices with drawings in three ancient Chinese agriculture books, including the Book of Agriculture, Complete Book of Agricultural Control, and Imperially Approved Comprehensive Study of the Farming Year. Many mechanical drawings of valuable and original woodcuts are presented in the books. However, the topological structures of some mechanical drawings are not clear. This work provides an approach to identify the topological structures of the mechanical drawing in the books. Firstly, these devices are classified by the numbers of links and the types of joints, and then are reconstructed through different processes. Secondly, according to the elements (cam, gear, linkage, or flexible member), the function of each device is explained. If the construction on the image is already clear, its topological structure is analyzed, and the corresponding structural sketch is drawn; if not, according to the creative mechanism design methodology, all feasible structures of the mechanism are reconstructed that meet the technological standards of the subject’s time period. This provides a logical foundation to deal with the issues for ancient mechanical drawings with uncertain links and joins.
摘要 I
ABSTRACT II
致謝 III
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 XI
第一章 緒論 1
第二章 農業器械專書與其分類 7
2-1 王禎《農書》 7
2-1-1 歷史背景 8
2-1-2 現存版本 9
2-2 徐光啟《農政全書》 10
2-2-1 歷史背景 10
2-2-2 現存版本 11
2-3 《欽定授時通考》 11
2-3-1 歷史背景 12
2-3-2 現存版本 13
2-4 農業器械的分類 13
第三章 復原設計方法 18
3-1 機構圖像分類判定 18
3-2 接頭表示法 19
3-3 復原設計流程 22
第四章 具滾輪的器械 24
4-1 整地與收穫 24
4-1-1 整地 24
4-1-2 收穫 26
4-2 穀物加工 26
4-3 灌溉水利 29
4-4 其它器械 32
4-5 小結 35
第五章 具連桿機構的器械 36
5-1 槓桿 36
5-2 抽水筒 40
5-3 應用連桿的穀物加工器械 46
5-3-1 應用連桿機構的碾具 46
5-3-2 其它應用連桿機構的穀物加工器具 48
5-4 水排與水擊?羅 58
5-5 小結 62
第六章 具齒輪或凸輪的器械 63
6-1 齒輪 63
6-2 凸輪 67
6-3 小結 68
第七章 具撓性元件的器械 69
7-1 皮帶輪機構 69
7-2 繩索捲繞機構 74
7-3 小結 77
第八章 紡織機械 79
8-1 繅車 79
8-2 紡車 93
8-2-1 連桿式紡車 94
8-2-2 皮帶輪式紡車 103
8-3 織布機 104
8-3-1 布機與臥機 105
8-3-2 織機 121
8-4 小結 122
第九章 結論與建議 123
參考文獻 125
自述 128
著作權聲明 129

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[8]“王禎著《農書》,山東省情網
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[22]鄂爾泰(清)等編,欽定授時通考,收錄於四庫全書圖鑒(李衎主編),據影文淵閣四庫全書本,東方出版社,北京,2004年。
[23]鄂爾泰(清)等編,欽定授時通考,收錄於景印文淵閣四庫全書,子部,農家類,台灣商務出版社,台北,1983年。
[24]鄂爾泰(清)等編,欽定授時通考,收錄於景印摛藻堂四庫全書薈要,子部,農家類,世界書局,台北,1986年。
[25]鄂爾泰(清)等編,欽定授時通考,收錄於文津閣四庫全書,子部,法家類、農家類,商務印書館,北京,2005年。
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[34]水轉大紡車復原圖,中國歷史博物館圖片資料,北京。
[35]T.Y Lin and D. M Lu, On the Mechanism Analysis of the Vertical Shaft Type Wind-Power Chinese Square-Pallet Chain-Pump, International Symposium on History of Machines and Mechanisms, Springer, Dordrecht, 2009.

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