Google+ 機動學論壇(TALKING MECHANISMS): 諸 葛 亮 木 牛 流 馬

2007年6月16日 星期六

諸 葛 亮 木 牛 流 馬

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三國時代諸葛亮六出祁山,最後利用木牛流馬大敗魏軍。這段歷史至今仍膾炙人口。舉凡陳壽【三國志】、楊家駱【諸葛亮集】、楊家駱【南齊書-祖沖之傳】等著作,皆或多或少記載木牛流馬之發明,因此其真實性應是無庸置疑。

由於缺乏圖形的佐證,因此木牛流馬究竟為何物,至今仍有很大的爭論。其中較為可靠的說法有三:
一、 流馬即為現今所稱的獨輪車;此種主張的人數最多。高承【事物紀原】、【宋史】與【歷代名臣奏議】等,皆抱持此一論點;而近代之劉仙洲、李約瑟及陸敬嚴等人亦有相同看法。
二、 木牛流馬是步行機器;主張此論點的有【南齊書-祖沖之傳】、羅貫中【三國演義的政治與謀略觀】與李昉【太平御覽】…等,上述著作皆認為木牛流馬是失傳的古機械「奇器」。
三、 木牛是獨輪車、流馬是四輪車。

以下我在"中華古機械研究中心"這個網頁,找到有關學者研究木牛流馬,以及其研究成果的概述,他們是以八連桿步行機器馬的型式呈現的。



中國大陸新疆工學院的學者王湔,基於對中華文物的熱忱,生平致力於失傳古機械的研究。他認為四川棧道並不適合獨輪車的行走,因此木牛流馬應是「由連桿構成之步行機器」。

他根據【諸葛亮集】中的「做木牛流馬法」所述:「木牛者,方腹曲頭,一腳四足…牛仰雙轅,人行六尺,牛行四步,載一歲糧,日行二十里,而人不大勞。…」認為木牛流馬需靠人力扶持前進,且載重能力相當高,並能前進後退,為一對稱機構。王湔先生憑藉其多年的實務經驗,最後做出一能單側同步前進之單側十七桿型木牛流馬。不僅驗證其論點,也對研究失傳古機械做出極大之貢獻。







最上面的圖是支撐段,中間的是跨步段前期,最下面的是跨步段後期但是王湔所做之木牛流馬是其憑實務經驗所完成,因此,王湔型木牛流馬不論在越野能力的表現上,或是著地時所帶給機架的衝擊力,皆有相當大的改進空間。

基於此點,林寬禮研究的主要目的便在於分析王湔型木牛流馬,並利用田口品質設計方法,修改原機構之設計尺寸,以得到一改良型之木牛流馬。

首先,以實地觀察並收集相關資料,來探討真牛在不同運動速度下的各種步態。由觀察結果得知,因運動速度的不同,真牛在運動型態上,會有步行、慢跑、以及快跑三種步態,且每一種步態的支撐段所佔全週期的時間比,會隨速度的小幅度增加而減少。王湔型木牛流馬是採單側同步前進,雖然真牛無此步態,但可印證古書記載,林寬禮也採用相同步態。

接著,針對單側十七桿型木牛流馬進行分析。此型木牛流馬為左右對稱機構,兩側曲柄成180°,因此兩側之動作型態恰好相反,符合單側前後腿同步前進之方式。單側機構扣除機架本身,後腿以十根連桿構成,前腿則以四桿構成,兩腿之間以兩根等長雙接頭連桿相連接。而在支撐段時,其運動方式符合膝關節暫時鎖定原理,即大小腿無相對運動,髖關節與蹄部的相對運動為一圓弧線。此種運動方式最為省力,能使木牛流馬所需推力降到最小。

最後,林寬禮根據田口品質設計方法,以提高跨步能力與降低足部著地速度為目標,來進行尺寸最佳設計。結果得到多組效果的改善約有兩倍之尺寸數據,兩個設計目標皆有良好的改進。此外,由結果得知,不需大幅改變桿長,就能大幅改善原機構所產生的缺點。

B94611016胡寅亮(本篇在我的部落格看的到)

另外,無名氏裡"陀飛輪的構造 "這篇是我的,我忘記寫名字抱歉

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