浅谈机械技术在农业上的发展

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1、浅谈机械技术在农业上的发展重庆大学蒲治华、方怡焕、张超作摘要：本文主要从过去、现在和未来三个方面阐述了机械技术在农业上的发展。首先，讲述了机械设计在农业上的发展历史；其次，介绍了一些中国现代化农业机械；最后，根据农业机械发展状况对未来机械技术在农业上的发展趋势做出了推断。关键词：机械技术、农业、发展一、机械技术在农业上的发展历史机械始于工具，工具是简单的机械。人类最初制造的工具是石刀、石斧和石锤。现代各种复杂精密的机械，都是从古代简单的工具逐步发展而来的。古代由于交通不便，文化交流很少，世界上几个基本独立的文化区域，如东亚和南亚、西亚和欧洲的机械发展情况各不相同。如中国古代机械起

2、源早，发展较快，在13、14世纪曾居世界前列，是独立发展的，与其他地区联系不多。公元前三千年以前(史前期)，人类已广泛使用石制和骨制的工具。搬运重物的工具有滚子、撬棒和滑橇等，如古埃及建造金字塔时就已使用这类工具。公元前3500年后不久，古巴比伦的苏美尔已有了带轮的车，是在橇板下面装上轮子而成。史前期的重要工具有弓形钻和制陶器用的转台。弓形钻由燧石钻头、钻杆、窝座和弓弦等组成。往复拉动弓便可使钻杆转动，用来钻孔、扩孔和取火。弓形钻后来又发展成为弓形车床，成为更有效的工具。　　埃及第三至第六王朝(约公元前2686～前2181)的早期，开始将牛拉的原始木犁和金属镰刀用于农业。铜制工具

3、的制造多用锻打法。约公元前2500年，欧亚之间地区就曾使用两轮和四轮的木质马车。叙利亚在公元前1200年制造了磨谷子用的手磨。。木犁（图）在建筑和装运物料过程中，已使用了杠杆、绳索滚棒和水平槽等简单工具。桔槔——根据杠杆原理制成的古代汲水或灌溉用的简单机械滑轮最早出现于公元前日世纪，亚述人用作城堡上的放箭机构。绞盘最初用在矿井中提取矿砂和从水井中提水。这时，埃及的水钟、虹吸管、鼓风箱和活塞式唧筒等流体机械也得到初步的发展和应用。西方人称为「滑轮」的东西，古代中国人称为「滑车」，滑车的含义，除了主要部件滑轮外，还包括安装滑轮的构架、绳索或皮带。在使用上，应用一个定滑轮，可以改变力的

4、方向；应用适当配合的一组滑轮，则可以省却气力。中国最迟从战国时代开始，滑车已经在作战机械、井中提水等实际作业中被广泛使用，墨翟在其《墨经》中将其称为「绳制」，并讨论了它的力学原理。　　《天工开物》中滑轮的应用（图）公元前六百年至公元四百年的古希腊和古罗马被称为古典文化时期。这一时期在古希腊诞生了一些著名的哲学家和科学家，他们对古代机械的发展作出了杰出的贡献。　　如学者希罗关于五种简单机械(杠杆、尖劈、滑轮、轮与轴、螺纹)推动重物的理论，至今仍有意义。这一时期木工工具有了很大改进，除木工常用的成套工具如斧、弓形锯、弓形钻、铲和凿外，还发展了球形钻、能拔铁钉的羊角锤、伐木用的双人锯等

5、。广泛使用的还有长轴车床和脚踏车床，用来制造家具和车轮辐条。脚踏车床一直延用到中世纪，为近代车床的发展奠定了基础。公元前400年，中国的公输班发明石磨。约在公元前一世纪，古希腊人在手磨的基础上制成了石轮磨。这是机械和机器方面的进步。约在同时，古罗马也发展了驴拉磨和类似的石轮磨。　石轮磨（图）齿轮系在欧洲最早的应用是装在战车用来记录行车里程的里程计上。杠杆原理在机械上的应用此时已较普遍，如用在建筑上起吊重物的滑车和复式滑车。这时期在流体机械和动力机械方面的发展是，首先扩大了桔槔式提水工具和吊桶式水车的使用范围；创造了涡形轮和诺斯水磨等新的流体机械，前者靠转动螺纹形杆，将水由低处提到

6、高处，主要用于罗马城市的供水，后者用来磨谷物，靠水流推动方叶轮而转动，其功率不到半马力。功率较大的有维特鲁维亚水磨，水轮靠下冲的水流推动，通过适当选择大小齿轮的齿数，就可调整水磨的转速，其功率约三马力，后来提高到五十马力，成为当时功率最大的原动机。　《武备志》中绘图所示的齿轮与弹簧利用活塞和气缸制成的压力泵和吸水泵，在此时期也有发展。最早出现的是用来灭火的菲罗压力泵，后来又有了从井中提水的吸水泵和压力泵，以及罗马人用于灭火的双筒柱塞泵。　　热力机械这时主要是作为希腊学者和哲学家们的玩物而出现的。在公元一世纪，希罗的汽转球(又叫风神轮)就是一例。汽转球下部的蒸锅盛水，其上用支管连接

7、着一只空心球。球上有两支方向相反的切向喷口。当锅下烧火、球内的水沸腾变成蒸汽喷出时，如产生的喷气反作用推力足够大，便会推动球体不断转动。汽转球作为第一个把蒸汽压力转化为机械动力的装置而闻名于世，它也许是最早应用喷气反作用原理的装置。　　公元400～1500年时期属于中世纪，1000年以前为中世纪的前期，1000～1500年为后期，以后的250年为临近工业革命时期。　　中世纪的前期，在农业方面创造出装有曲凹面犁板的犁头，以取代罗马时代的尖劈犁头。　　国产尖劈犁（图）这个时期还出现了