指南车原理分析.

指南车原理分析小组调研报告指南车的外形指南车是一种机械定向装置，采用了自动离合轮系结构。所谓轮系是指一系列由齿轮组成的传动系统，其特点为可以获得大的传动比。关于指南针的发明，古文献中众说纷纭，崔豹《古今法》中说乃黄帝所造，《宋书*礼志》中为同公所创，但都不可靠。最可靠的记载为《三国志*魏书》裴松所载乃为马钧所制。《晋书*舆服志》：司南车一名指南车驾4马，其下如楼3级，四角金龙衔羽葆，刻为木仙人，衣羽衣，立车上，车虽回转而手常南指，大驾出行，为先启之乘。南朝后帝王多备此车作为仪仗。北宋天圣五年，燕肃献指南车，大观元年，吴德仁重新研制。指南车的历史在《宋史*舆服志》中对其机械构造记载如下：用独辕车，车厢外笼上有重钩，立木仙人于上，引臂南指，因大小轮九，合齿一百二十。足轮二，高六尺，围一丈八尺。附足立子轮二，径二尺四寸，围七尺二寸，出齿各二十四，齿间相去三寸。辕端横木下立小轮二，其径三寸，铁轴贯之，左小平轮一，其径一尺二寸，出齿十二，右小平轮一，其径一尺二寸，出齿十二。车行时，木人指南，若折而东，推辕右旋，附右足子轮顺转十二齿，击（系）右小平轮一匝，触中心大平轮左旋四分之一，转十二齿，车东行，木人交而指南，若折而西，推辕左旋，附左足子轮顺转十二齿，击（系）左小平轮一匝，触中心大平轮右旋四分之一，转十二齿，车正西行，木人交而指南，若欲北行，或东或西，转亦如之。指南车工作原理记载主视图俯视图指南车工作图指南车总体传动过程先调整木人，指向正南，前行之时，小平轮均升起，与中心大轮均不接触。不产生传动关系，当车子转弯时，若向右转，其后端滑块必转向左边，这时，右端绳子拉紧，使其上升，同时左端放松，左小平轮下降与中心大轮接触，插入中心大轮与车轮传动齿轮之间，三者发生转动。因为中心大轮的转动，是小人转向，指南。当转弯结束，车再次直线运动时，滑块回到中心位置，两小平轮被再次吊起，不与大轮接触。总的传动过程结束。小人仍指南.车轮：直径6尺，周长一丈八车间距：六尺附足子轮：共24齿，半径二尺四寸小平轮：12齿，半径一尺二寸中心大轮：48齿，半径四尺八寸齿间距均为三寸指南车尺寸数据车轮：左车轮为圆心，车转过90度，因为轮间距为6尺，所以转过1/4圆周弧长为1/4*2*π*6，恰为车轮1/2周长，所以方向改变90度时，车轮转过180度。附足子轮：与车轮相对固定，因此附足子轮也转过180度。小平轮：因为齿间距相同，所以线速度相同，因此左小平轮顺时针转过12齿，既小平轮转过了360度，中心大轮：小平轮带动中心大轮转动，中心大轮逆时针转过了12齿，即中心大轮转过了12/48=1/4个周期，也就是90度。小人：因为如上过程，当车轮转过90度时，中心大轮相对车反向转过90度，而小人是固定在中心大轮上的，因此小人相对车反向转过90度，因此小人相对大地方向不变，所以小人永远指南。指南车工作过程分析河南十六岁少年成功复原“黄帝指南车”获国家专利据新华社郑州10月11日电：河南省高中二年级学生、年仅16岁的李琛，于日前成功复原出“黄帝指南车”，并获国家专利。我国最早的车辆，相传是4000多年前黄帝与蚩尤大战时使用的“指南车”。那时，黄帝军队在山中遇到大雾，迷失了方向，他借助军师风伯设计的指南车走出大雾，打败蚩尤。2001年9月，河南省科协青少年活动中心承担了“再造指南车”等3个课题，河南油田实验高中学生李琛复原的“黄帝指南车”由两个直径相等的圆车轮，一个长方形车厢和一根连接车厢与车轮的弯曲横杆组成。一轮刻红色标记，另一轮标注“东、西、南、北”4个方向。清华大学教授、中国古代科技史专家刘元亮评价说：“李琛同学设计的指南车别有新意，可以说是一个异想天开的创造”。