太极八卦式轩辕黄帝指南车

摘要

太极八卦式轩辕黄帝指南车是一种不用齿轮，也不用金属零件，仅用木质辁轮、卯榫构件、绳索与牛皮组装的，具有定位指南功能的双轮独辕车。该项技术发明是用来研究、重造中国远古时代黄帝指南车的。该项发明是在《司南轩辕》(专利号：921018916)、《双辁四导轮对称式辁轮差速装置》(专利号：961011289)、《可调式差速滚轮定向装置》(专利号：982076312)三项专利技术基础上的改进型；比之前三项技术发明，该项技术发明结构更简单、古朴，调校方法更容易、方便，指向功能更精确、稳定。该项技术的发明更进一步的证明，中国远古时代黄帝与周公的指南车都是真实的。研究与重造中国远古时代的指南车，目的是为了揭开指南车文化的千古之谜和弘扬中华民族的优秀文化，提高中国人民的自信、自尊、自强精神，为我们伟大的四个现代化事业服务。

说明书

技术领域

太极八卦式轩辕黄帝指南车是一种不用齿轮，也没有金属零件，仅用木质辁轮、卯榫构件、绳索与牛皮组装的，具有定位指南功能的双轮独辕车。该项技术发明是用来研究、重造中国远古时代的黄帝指南车的。

背景技术

指南车是中国古代最伟大的发明之一，是一种比指南针更古老的定位指南的工具。据古籍记载，最早的指南车是中华民族的人文始祖黄帝发明的。《古今注》说：“黄帝与蚩尤战于涿鹿之野，蚩尤作大雾，军士皆迷，故作指南车以示四方，遂擒蚩尤而即帝位。”在后来的中国历史上，周朝的周公、汉朝的张衡、三国的马钧、南北朝的祖冲之、唐朝的金公立、宋金时代的燕肃与吴德仁等许多科学家都研制出了指南车。指南车曾作为中央皇权显示功德与威严的仪仗而盛行，宋金后失传。指南车的制造技术为什么会失传呢？因为中国的史书虽然有许多关于指南车的使用和发明人的记载，也有一些关于其外观特点与功能的描述，但都没有机械结构和工作原理的说明，更没有留下图纸或实物。所以，指南车到底什么样？能否指南？靠什么原理指南？黄帝与周公时代，能否造出指南车？等等一系列的问题就成了千古之谜。在近代的一个多世纪，中外学者，主要是西方学者怀着对中国古代科学技术的钦佩之情，对指南车进行了深入的研究，初步揭开了指南车的奥秘。1947年，英国学者兰澈斯特用立体式差速齿轮装置复制出具有指南功能的指南车，使广大学者认识到中国古代的指南车采用的是一种巧妙的机械装置而与靠地球磁力指南的指南针毫无关系。也就是说，指南车是指示方向的，只要事先将木质司南仙人的指向固定在某个方位上，不论车体如何行驶、运转，司南仙人的指向不变；而指南针则永远指向南方或北方。对这种差速齿轮装置的指南车，西方学者给予了极高的评价。英国著名的汉学家李约瑟称其为“世界上最早的自动控制装置”(李约瑟：《中国科学技术史》)；日本著名的汉学家薮内清称其为“中国古代独一无二的伟大发明”(薮内清：《中国·科学·文明》)。指南车的奥秘初步揭开并获得极高的声誉之后，又引来新的、发明权的问题。一般认为，中国的齿轮装置是在战国晚期至秦汉初期发明的，所以许多学者只承认最早的指南车是汉朝的张衡或三国的马钧制作的，而黄帝或周公时代，世界的任何文明古国都不会制造齿轮；所以学者们的最终结论是：黄帝或周公的指南车仅仅是虚构的传说，不可能是历史事实。西方学者刘易斯经过多年的研究进一步认为，最早的齿轮装置是古希腊科学家阿基米德发明的，阿基米德比张衡早出生三百年；所以他的结论是，最早的指南车是古罗马古希腊发明的，中国不是指南车的故乡。由于中国的学者对指南车的研究很少，基本上没有什么科研成果，所以对西方学者的科研成果和结论只能听之或不置可否。这样，“中国是指南车的故乡”的桂冠受到严重挑战。为了维护中国古代科技的声誉，为了揭开指南车的千古之谜，海军某部研究所刘海涛工程师历经三十多年的研究，终于设计制造出一种仅用差速辁轮组装的指南车，由于使用辁轮技术在中国已有七千年以上的历史，这就在科学技术上证明了黄帝和周公的指南车是完全可行的。刘海涛研制的指南车共有几十种，获专利的有12项；其中有三项专利是差速辁轮装置，都是用来研究、重造黄帝和周公的指南车的。这三项专利发明是《司南轩辕》专利号：921018916；《双弦四导轮对称式辁轮差速装置》专利号：961011289；《可调式差速滚轮定向装置》专利号：982076312。

发明内容

本发明《太极八卦式轩辕黄帝指南车》(以下简称黄帝指南车)就是在上述三项专利发明基础上的改进型。它的所有的关键部件都经过精心改装和重新设计，比之上述三项专利发明，其结构更简单、古朴；调校方法更容易、方便；指向功能更精确、稳定。可以说，本发明是一种最优秀的辁轮差速装置。

附图说明

参看图1(太极八卦式轩辕黄帝指南车的主视图)、图2(太极八卦式轩辕黄帝指南车的俯视图)、图3(太极盘、阴阳极轮与方轴、大中轴的组合图)、图4(太极八卦式轩辕黄帝指南车的车轮结构图)、图5(太极八卦式轩辕黄帝指南车的车厢、车轮轴与导轮架、方围栏柱的结构组合图)：

(1)乾轮----它是一只平卧安装的大辁轮，位置在阳极轮与阴极轮的上方，所以称乾轮。

(2)坤轮----它是一只平卧安装的大辁轮，位置在阳极轮与阴极轮的下方，所以称坤轮。

(3)左辁轮----它是一只大辁轮，竖立安装在左八卦轮的轮毂上。

(4)右辁轮----它是一只大辁轮，竖立安装在右八卦轮的轮毂上。乾轮、坤轮、左辁轮、右辁轮，共四个辁轮的轮径一样。

(5)左八卦轮----黄帝指南车的左车轮，是由8根辐条和8块轮辋拼装而成，所以称左八卦轮。

(6)右八卦轮----黄帝指南车的右车轮，其轮径与结构同左八卦轮一样。左八卦轮以及右八卦轮的轮径与轨宽一样。

(7)阳极轮----它是一只行星轮，位置在乾轮与坤轮中间，由乾轮与坤轮共同带动运转，既可以自转，也可以围绕大中轴公转。

(8)阴极轮----它是一只行星轮，位置在乾轮与坤轮中间，由乾轮与坤轮共同带动运转，既可以自转，也可以围绕大中轴公转。阴极轮与阳极轮的轮径、结构、功能一样，与阳极轮对称安装在太极盘上。

(9)左轮轴----左八卦轮的轮轴，其两端各有一只穿钉孔。

(10)右轮轴----右八卦轮的轮轴，其两端各有一只穿钉孔。

(11)左轮毂----左八卦轮的轮毂。

(12)右轮毂----右八卦轮的轮毂。

(13)乾导轮----有两只，安装在乾轮的左边、左辁轮的上方的乾导轮轴上。

(14)坤导轮----有两只，安装在坤轮的右边、右辁轮的上方的坤导轮轴上。

(15)乾导轮轴----它是两只乾导轮的轮轴，其两端固定在两个长型轴孔架上。

(16)坤导轮轴----它是两只坤导轮的轮轴，其两端固定在另外两个长型轴孔架上。

(17)长型轴孔架----共有四个，分别安装在四个方围栏柱上，其轴孔为长凹槽形，乾导轮轴或坤导轮轴可以在里面左右移动，用以调节乾导轮或坤导轮的水平位置。

(18)方木块----有四块，塞装在四个长型轴孔架的凹槽里，用以固定乾导轮或坤导轮的水平位置。

(19)大中轴----竖立安装在黄帝指南车的车厢中间，它是乾轮、坤轮和太极盘共用的轴，也是阳极轮和阴极轮共用的公转轴。它的上顶端安装有司南仙人。

(20)太极盘----它是阳极轮与阴极轮的轴架，中心有方孔，平卧安装在方轴上。太极盘的作用是将阳极轮与阴极轮的公转速度传递给方轴。

(21)方轴----其外沿为正方形，中有圆轴孔，套装在大中轴上，由一只穿钉固定。方轴的作用是将太极盘运转的速度传递给大中轴。该穿钉与阳极轮、阴极轮的轮轴在同一平面上相互垂直。

(22)大垫圈----共有8至12只，它们分两批套装在左轮轴与右轮轴上，可以随意调换它们与左轮毂或右轮毂的左右位置，用以调校和固定轨宽。

(23)阳极轮轴----它是阳极轮的轴，插装在太极盘的轴孔里，由一只穿钉固定。

(24)阴极轮轴----它是阴极轮的轴，插装在太极盘的轴孔里，与阳极轮轴对称安装，由一只穿钉固定。

(25)长弦索----它是一只绳索圈，通过两只乾导轮导向，套装在乾轮和左辁轮上，使它们共同运转。

(26)短弦索----它是一只绳索圈，通过两只坤导轮导向，套装在坤轮和右辁轮上，使它们共同运转。

(27)左轮毂固定穿钉----有两只，分别插装在左轮轴的左右两端的穿钉孔上，其中左端的一只用以防止左轮毂与大垫圈从左轮轴上滑脱，右端的一只将左轮轴固定在车厢底盘上。

(28)右轮毂固定穿钉----有两只，分别插装在右轮轴的左右两端的穿钉孔上，其中右端的一只用以防止右轮毂与大垫圈从右轮轴上滑脱，左端的一只将右轮轴固定在车厢底盘上。

(29)车辕----黄帝指南车的车辕，车辕的后端长出车轮的外沿，一旦指南车的车身发生后倾达45度左右时，车辕的后端即刻撑住地面，可以防止车身的进一步后倾而翻倒。

(30)司南仙人----屹立在天柱盘上，一只手前伸，指示着方向。

(31)天柱盘----其安装在大中轴的顶端上，是司南仙人站立的地方。天柱盘的底座上有一个销子孔，插装一只斜面销子。

(32)斜面销子----其插装在天柱盘的销子孔里。将其敲松时，司南仙人与天柱盘可以自由旋转；将其敲紧时，司南仙人与天柱盘由大中轴带动运转。

(33)轮胎----左八卦轮或右八卦轮的轮胎，由5至7层牛皮包裹而成。

(34)方围栏柱----共四只，分左右两对，对称安装在车厢的左右两边，四只方围栏柱上面分别安装着四只长型轴孔架。

(35)圆围栏柱----共八只，分两批，安装在车厢的前后各四只。

(36)方轴穿钉----它将方轴固定在大中轴上。方轴穿钉与阳极轮轴、阴极轮轴在同一平面上互相垂直，共同起到一个十字轴的作用。

(37)辐条----八卦轮的辐条，每轮有八根辐条。

(38)轮辋----八卦轮的轮辋，每轮由八块轮辋、八根辐条拼装而成。

(39)车厢底盘----黄帝指南车的车底盘，车辕直接安装在车底盘上。

太极八卦式轩辕黄帝指南车(以下简称指南车)的各部机械零件的相互关系与工作原理如下所述。左八卦轮(5)的运转通过左辁轮(3)、长弦索(25)，带动乾轮(1)运转；右八卦轮(6)的运转通过右辁轮(4)、短弦索(26)，带动坤轮(2)运转；乾轮(1)与坤轮(2)共同带动阳极轮(7)与阴极轮(8)运转，阳极轮(7)与阴极轮(8)有两种运转方式----自转和公转。指南车直线前进时，两个车轮的运转速度一样，乾轮(1)与坤轮(2)一个作顺时针、另一个作逆时针运转，运转速度也一样；这时阳极轮(7)与阴极轮(8)只做自转运动而没有公转运动，太极盘(20)、大中轴(19)与天柱盘(31)静止不动，司南仙人(30)的指向也不动。指南车转弯行驶时，由于两个车轮的转速不一样，乾轮(1)与坤轮(2)的转速也就不一样，阳极轮(7)与阴极轮(8)就有了公转速度；该公转速度通过太极盘(20)、方轴(21)、大中轴(19)与天柱盘(31)带动司南仙人(30)运转；由于司南仙人(30)运转的角速度与指南车转弯的角速度一样而方向相反，所以不论指南车如何转弯，司南仙人(30)的指向相对大地总是不动的，这就使指南车具备了自动定位指向的功能。

具体实施方式

要使太极八卦式轩辕黄帝指南车具有精确的定位指向功能，事先需要对其实施调校。调校方法分两步进行，第一步是调校左八卦轮(5)或右八卦轮(6)的轮直径，使两者的轮径相等。方法是，找一块平坦的地面作实验场地。首先转动指南车与司南仙人(30)，使指南车的行驶初始方向与司南仙人指示方向一致，例如，都指向南方(或北方、东方、西方都可以)。然后推动指南车，做8字轨迹行驶，当指南车回到初始位置时即停车观察。当发现司南仙人(30)的指向左偏时，就说明指南车的左八卦轮(5)的轮径小了；司南仙人(30)的指向右偏时，就说明右八卦轮(6)的轮径小了。这时就将相对轮径大的车轮的轮胎(33)牛皮剥掉一段，然后重复上述实验，直到司南仙人(30)的指向毫无偏差为止。第二步是调校指南车的轨宽。先敲松斜面销子(32)，转动天柱盘(31)，使司南仙人(30)指向某一预定方向，再敲紧斜面销子(32)。然后推或拉指南车作原地旋转运动(顺时针或逆时针都可以)。发现司南仙人(30)的指向顺偏时，就说明轨宽小了；发现司南仙人(30)指向逆偏时，就说明轨宽大了。这时，可以变换大垫圈(22)在左轮毂(11)或右轮毂(12)的左右位置，即可改变轨宽，再重复这个试验，直到司南仙人(30)的指向没有偏差，调校即可完毕。使用指南车指向时，先敲松斜面销子(32)，转动天柱盘(31)，使司南仙人(30)的指向固定在预定的方向，再将斜面销子(32)敲紧。这时，不论指南车如何行驶、转弯，司南仙人(30)的指向就固定在预定的方向，不会再改变了。太极八卦式轩辕黄帝指南车的发明，更进一步证明，中国远古时代黄帝与周公的指南车都是真实的。