中国是一个幅员辽阔、物产丰富而且人口众多的农业大国。为了提高生产效率,减轻体力劳动,中国古代出现了大量的优秀农具或称田器、农器等,现在统称为农业机械。古代农业机械是中国古人脑力与体力的延伸。机械是机器与机构的统称。古人对机械的特征的描述是“用力少,致功大”,而现代对机械的特征描述则是:其是组合体;其各个部件要实现唯一的与规定的运动;其可实现能量的转换,把驱动能转换成有效的机械能或其他所需的形式。其中只具有前两个特征的称作机构,三个特征都满足的称作机器。
一、古代农业机械分类
目前研究者把农业机械分成7类。这7类机械分别是整土机械、播种机械、中耕除草机械、灌溉机械、收获脱粒机械、加工机械与运输机械。本文则依据农业生产程序与农作物生长规律把农业机械分成5类,即:整土机械(耒、耜、犁)、播种机械(耧车)、助长机械、收获机械与加工机械(水碓、水磨)。其中助长机械包括中耕除草机械(锄、耘锄)与灌溉机械(翻车、水车),收获机械包括收获脱粒机械(镰刀、连枷)与运输机械(推车)。
二、古代农业机械分期
中国古代机械可以分为4个时期,3代以前是古代机械孕育期。3代到先秦是迅速发展时期;秦汉到宋元是成熟期。秦汉至宋元几千年领先于世界,在秦汉时期已经成熟,宋元是古代机械发展的巅峰;明到清晚期是缓慢发展期。农业机械作为机械史的重要一部分,也符合这一发展规律。
三、经典机械举例
1.耧车
耧车属于播种机械。耧车由耧身、耧铧、耧斗等三部分构成。耧车可以完成开沟、下种与覆盖三道种植工序。一人一牛一天可以耕种667公亩土地,效率较高。2000多年后的今天现代的播种机与其功能、原理相似。只是现代机械所用的材料与驱动力较古代更为先进。
2.立轴式风车
中国已知的最早关于利用风力的文字记载是在3000年前。风车的出现也有1700年左右的历史,特别是10世纪后风车基本遍及中国全境。按照主轴与地面的角度可以把风车分成两类即卧轴式(主轴平行于地面)与立轴式(主轴垂直于地面),立轴式风车是中国所特有。它主要应用于沿海地区与长江流域。它主要用于提水制盐或是灌溉农田。现在常常把其与提水部分统称为立轴式风车,其实这一说法不够准确。立轴式风车与点机与内燃机一样是动力装置,而提水的部分准确来讲应该称作翻车。