转轴的横剖面的圆心所在的铅垂线,它和“二枚板方囊”空隙中的“下杠”互相垂直,垂足为O1;直线b是“后载克”的横剖面的中心点所在的铅垂线,它也和“二枚板方囊”空隙中的“下杠”互相垂直,垂足为O2;线段G1O;OG2各为“板方囊”长度的一半,即一尺三寸五分。A1A2,B1B2分别是“前、后杠孔”,它们的长度都是一寸(即“广一寸”)。C1'D1',C2'D2'分别是“前、后脚孔”在“二枚板方囊”空隙中的“下杠”上的正投影,它们的长度都是二寸。
“前、后杠”是两根“肋”的支柱,它们离“二枚板方囊”的边缘必须相等而且不能太远。在实际制造“次生流马”时,G1A1,B2G2的尺寸可以相对自由地选择,其中包括“前脚孔”的正投影可以与“前杠孔”的正投影重叠。
笔者认为应该争取用同样大小的力量交替举起“次生流马”的前、后两组腿,所以O1O,OO2的尺寸应该相近,它们可以分别选用三寸和四寸。因为“流马”头部的零件比尾部多,所以,“流马”的头部比尾部重。所以G1C'1的尺寸应该比D'2G2的尺寸短。它们可以分别选用三寸和四寸。
由于“二枚板方囊”空隙中的两根“下杠”上的转轴和一对“后载克”都位于“次生流马”的身躯部分的中间,所以,“二枚板方囊”空隙中的“下杠”上的转轴不会阻挡“次生流马”的一组前腿的运动,一对“后载克”不会阻挡“次生流马”的一组后腿的运动。
当用“杠耳”操作的人抬起“流马”的两条后腿时,“二枚板方囊”空隙中的“下杠”上的转轴的中点是“孔径中三脚杠”的“杠”的支点,位于上方的一根“后载克”的中点是“孔径中三脚杠”的“杠”的阻力作用点;当用“杠耳”操作的人撬起“流马”的两条前腿时,位于下方的一根“后载克”的中点是“孔径中三脚杠”的“杠”的支点,“二枚板方囊”空隙中的“下杠”上的转轴的中点是“孔径中三脚杠”的“杠”的阻力作用点。由于上述的转轴和一对“后载克”都
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靠近“次生流马”的重心所在的铅垂线,所以,用“杠耳”操作的人能够省力。
两根“后载克”之间的距离,在必须大于“孔径中三脚杠”的“杠”的厚度(即“厚一寸四分”)的前提下,可以相对自由地选择。这个距离应该根据人们平常步行时两个手臂自然地直上直下摆动的平均幅度,通过计算得出取值范围。笔者选用三寸四分。由于笔者不会计算相关数值,所以只能举个例子说明问题,读者应该采用合适的参数。
如果两根“后载克”之间的距离偏大(纯粹不能用的情形除外),用“杠耳”操作的人在自然行走而且其手臂自然地直上直下摆动到最大幅度时,“孔径中三脚杠”的“杠”可能会接触不到两根“后载克”,这在上下坡时会表现得更突出,这会导致用“杠耳”操作的人不得不倒走并且加大其手臂直上直下移动的幅度来完成对“流马”的操作。这种情形不利于人们长时间连续操作。笔者认为应该确保在一般情况下,用“杠耳”操作的人的手臂直上直下摆动的幅度小于其能达到的最大幅度。
当两根“后载克”之间的距离偏小,从而使“流马”的腿(以“流马”的腿是一根直木杠为例)转动的角度偏小而影响了用“杠耳”操作的人和“流马”的协调行走时,可以通过适当加长“孔径中三脚杠”的柄部较短的“脚”的尺寸的方法来解决。
笔者认为,“孔径中三脚杠”的“杠”是个杠杆(撬杠),直线a,b相距七寸,是“孔径中三脚杠”的“杠”的长度的三分之一,所以,“孔径中三脚杠”的“杠”是省力杠杆。孔径中三脚杠”的“杠”露在“二枚板方囊”外面的尺寸是四寸五分,这样的尺寸使得“杠耳”可以在“二枚板方囊”外面能顺利地上下摆动。同时,“杠耳”可以做得比较长,所以用“杠耳”操纵“流马”时是省力的。不过,为了使“流马”能顺利转弯,“杠耳”应该选用适当的长度。另外,如果“杠耳”做得太长,必然导致用“杠耳”操作的人的手臂需要直上直
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下摆动很大的幅度,从而不利于人们长时间连续操作。应该注意,“流马”从头部到尾部的总长度,和骡、马的身长尺寸相近。
由于“二枚板方囊”空隙中的“下杠”上的转轴的中心线和位于下方的一根“后载克”与“孔径中三脚杠”的“杠”接触的边缘之间的纵向距离很小,又由于“流马”的总长度和骡、马的身长尺寸相近,因此,把“流马”停放在平路(地)上时,“孔径中三脚杠”的“杠”和“杠耳”不会下垂得很厉害,即“孔径中三脚杠”的“杠”和“杠耳”几乎平行于水平路(地)面。
由于“孔径中三脚杠”的“杠”和“杠耳”的质量比“流马”的身躯部分的质量小得多,因此,即使把空载的“流马”停放在平路(地)上,“杠耳”也不会把“流马”的身躯部分撬得趔趄。
“二枚板方囊”空隙中的两根“上杠”和“前、后杠”的联结方法是:在“二枚板方囊”空隙中的两根“上杠”的长方体部分上凿两个长二寸,宽一寸五分的孔,使它们与“前、后杠”呈十字形穿插。
从“前杠孔去前脚孔分墨二寸七分,孔长二寸,广一寸”与“上杠孔去下杠孔分墨一尺三寸,孔长一寸五分,广七分,八孔同”这两句,能够推测四根较长的“上、下杠”的长方体部分的宽度、厚度的尺寸,即四根较长的“上、下杠”的长方体部分的宽度、厚度的尺寸必须能保证开凿“前杠孔”、“后杠孔”以及尺寸相同的“上杠孔”和“下杠孔”,即四根较长的“上、下杠”的长方体部分的宽度和厚度的尺寸与“肋”的尺寸相近。
笔者认为,《造流马之法云》中的尺寸数字,可能是测量“流马”的制成品而得到的。“流马”是在一副可以运动和行走的架子上固定着两个箱子,总体上是空透的,所以比较容易测量一部分零件的尺寸以及零件之间的距离的尺寸。在《造流马之法云》中,重点写了水平分布和铅直分布的零件的部分尺寸及一些零件的安装孔之间的距离。位置比较深的零件(如“二枚板方囊”空隙中的“下杠”上的转轴)
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和一部分倾斜的零件【如“孔径中三脚杠”的两只较长的“脚”以及“前、后轴”上垂直榫接的一对短木杠和前后两组腿之间的横牚的连杆(这在“形制如象”一句中有所暗示)】的尺寸数字都没有写。
笔者所说的“次生流马”,只沿用《造流马之法云》中记载的一部分尺寸。还有一些尺寸,笔者另有选择。笔者认为,对于“流马”,应该着重搞清楚它的各种零件的形状、用处、位置、数量以及它们之间的相互关系,应该着重搞清楚“流马”运用了什么原理,而《造流马之法云》中所写的零件的尺寸和各“孔”之间的距离的尺寸,主要起提示作用,并非十分重要(不等于不重要),不必拘泥。比如在《造木牛之法云》中,虽然没有写零件的尺寸以及零件之间的距离的尺寸,但是也可以判断零件的位置。例如通过把“舌着于腹”,“双者为牛脚”,“方者为牛腹”,“垂者为牛舌”,“刻者为牛齿”,“摄者为牛鞦轴”几句联系起来思考,就可以知道“牛舌”的大体位置。
笔者认为,《造流马之法云》中所写的各孔之间的距离,除“上、下杠孔”之间的距离是实际尺寸外,其余的可能都是孔或孔的正投影与孔的正投影之间的距离。有少数未写尺寸的零件的尺寸,可以根据该文的描写和劳动经验推知。例如“上、下杠”的尺寸,“二枚板方囊”空隙中的“下杠”上的转轴的直径尺寸,两根“后载克”的直径尺寸等。还有一部分零件的尺寸,如“孔径中三脚杠”的柄部较短的“脚”,它的柄部的尺寸及其上部近似于长方形的框子的尺寸,可能需要通过计算来确定。可惜笔者不会计算“次生流马”的零件的尺寸和角度。
笔者所说的“次生流马”是一种人力机械,它的尺寸和角度参数必须符合人体工程学。这些人体工程学数据包括一般的成年人的平均身高,人们自然行走时的平均步幅,人们在行走时其手臂可以自然地直上直下摆动的最大幅度等。遗憾的是,笔者只能对“次生流马”的少数参数进行很有限的试探。对于“流马”的构造方面的大部分参数,
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例如“流马”的头部的所有零件的具体尺寸,与“流马”的步幅相关的零件的尺寸数字以及零件之间的角度参数,笔者都没有能力确定。这些参数包括“孔径中三脚杠”的三只“脚”的尺寸,垂直榫接于“前、后轴”上的一对短木杠的尺寸,与垂直榫接于“前、后轴”上的一对短木杠和“流马”的前、后两组腿之间的横牚都铰接的连杆的尺寸,两根“后载克”之间的距离的尺寸范围,“流马”的四条腿的长度尺寸,“流马”的前后两组腿之间的横牚的明细位置。垂直榫接于“前、后轴”的中心处的“孔径中三脚杠”的“脚”与垂直榫接于“前、后轴”上的一对短木杠所成的角度数字;当“流马”静止时,它的前、后两组腿与水平地面所成的角度数字等。
3、“次生流马”操作方面的若干问题
在操纵“流马”时,在不拐弯的情况下,人和“流马”一前一后向同一方向行走,所以,人和“流马”之间是互相影响的。因此,要使“流马”取得与操作者和谐的步调,“流马”的步幅就不能大于人们平时行走的步幅。如果能使“流马”在各种路况下一直保持与用“杠耳”操作的人相同的步幅,就可以实现人与“流马”的协调。但是要做到这一点是很困难的。适用的情形是“流马”的步幅小于用“杠耳”操作的人的步幅;其不足部分由用“杠耳”操作的人通过把“流马”整体上向前拉或推一段距离的方式来弥补。向前拉“流马”(一般不用向前推“流马”的方法)的好处是用“杠耳”操作的人的视野开阔,其视线不被“流马”阻挡。
当“流马”在没有凹凸的路(包括平路和坡路)上行走时,不需要把“流马”的腿举得很高。在“流马”的腿被举起和降落的过程中,只要它的蹄子和腿不被路面阻挡就行,这使得用“杠耳”操作的人的手臂也不需要直上直下移动多么大的幅度。当遇上比较难走的路(例如有小沟、坎的路,轻微凹凸不平的路等),需要把“流马”的身躯部分整体上抬或撬得比较高(这时“流马”的腿和蹄子离开路面也比
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