| 背景简介 |
| 下图为王祯《农书》描绘的筒车。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。 |
 |
| 王祯《农书》所绘的筒车 |
| 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。” |
 |
| 王祯《农书》所绘的高转筒车 |
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。从传动方式看。高转筒车也是链传动的实例。它以上轮为主动轮，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”。
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。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，踰峻防。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，洊至踰于行潦，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。
同济大学陆敬严教授课题组研究与复原的实物模型照片。 |
 |
| 高转筒车的复原模型图 |
| 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。 |
