本书提供一套独特的方法，用于研究古中国专书之图画机构与机器绘制不明确的问题，首先探讨古机构的历史背景与构造特性，并应用现代机构概念设计法与失传古机械复原设计法，系统化合成出所有符合当代工艺技术水平的可行设计，古中国弩(标准弩与连发弩)、纺织机构(缫车、纺车、及织布机)、及许多手工业机构为例说明所提方法。此方法提供一个合理工具，进行不确定构造之古机构复原设计的研究。此方法也提供古机械领域的学者一个创新方向，进一步地从古文献中判定图画机构的原始构造。

　　古中国有许多具有机械插图的专书，记载了各种巧妙的发明及生产的技术。这些古书的丰富资料对后人了解古代的工艺技术水平具有重要的研究与参考价值。然而，古书上的机构图画，常常会有不完整的文字叙述及模糊不清的图画等状况，有些图画只能约略反映机构的构造，而机构的运动传递过程却不明确，这使得读者很难借由古籍图画了解古代工艺技术的发展。
　　《古中国书籍插图之机构》提供一套独特的方法，用于解决古中国专书的插图机构与机器绘制不明确的问题。首先探讨古机构的历史背景与构造特性，并应用现代机构概念设计法与失传古机械复原设计法，系统化地合成出所有符合当代工艺技术水平的可行设计，其次以古中国弩(标准弩与连发弩)、纺织机构(缫车、纺车和织布机)及许多手工业机构为例说明所提供方法的应用。此方法提供一个合理工具，进行不确定构造的古机构复原设计的研究。此方法也提供给古机械领域的学者一个创新方向，进一步地帮助学者从古文献中判定插图机构的原始构造。

　　总序
　　科学技术史是随着近现代科学技术发展而兴起的一门横跨自然科学、工程技术与人文社会科学的基础性交叉学科。作为一门学科，它兴起于欧洲和美国，经历了百年左右的发展壮大过程。近三四十年来，国际科技史研究者不断拓展研究视野，除了考释科技知识本身的演进，还研究科学与技术的本质和发展模式，追溯知识的创造与传播，探索科学技术的发展与社会、政治、经济、文化等的复杂关系及相关的科技发展战略问题，从而对学术与社会产生更大影响。
　　中国的科技史研究兴起于五四运动前后，自20 世纪50 年代起开始建制化和职业化，并逐步形成自己的学术传统。20 世纪70 年代末以来，以中国科学院自然科学史研究所为代表的中国科技史界面向学术前沿与社会需求，着力进行“从传统到现代、从中国到世界”的领域拓展，开辟近现代科技史、传统工艺与科技考古、科技发展战略、科学文化、中外科技发展比较等应用和交叉领域，更加注重探讨新的学术问题，并积极借鉴其他学科的理论与方法，由此形成了越来越多的新论著。
　　半个多世纪以来，中国科技史学者取得了十分丰硕的研究成果，仅中国科学院自然科学史研究所就出版了数百部学术专著。然而，国内科技史著述的出版仍然比较分散，迄今未能汇聚成一个长期累续的书系。
　　大象出版社长期支持科技史学术著作的出版，与自然科学史研究所进行了非常富有成效的合作，曾设立专门的出版基金，出版了52 卷本《中国科学技术典籍通汇》、14 卷本《中国传统工艺全集》和其他学术力作，有力促进了科学技术史研究及相关学术领域的发展与繁荣。如今，面对学科发展的新态势，自然科学史研究所与大象出版社决定持续编选和出版“科技史学术论丛”，打造汇集、展示优秀科技史学术成果的平台。
　　“科技史学术论丛”以科学史、技术史、医学史与农学史等著作为主，兼收科技考古、科技哲学与科学社会学等相邻学科的论著。自然科学史研究所与大象出版社邀请部分专家，联合组成丛书编委会，以推荐和评议入选丛书的论著。丛书分为两个系列：一是首次出版的学术专著或文集；二是值得推荐给国内读者的学术译著。丛书突出学术价值，强调内容需有新意，丛书的作者和译者应当来自五湖四海，而不局限于自然科学史研究所的专家学者。我们欢迎专家学者们为丛书贡献学术佳作。
　　中国科学院自然科学史研究所　张柏春
　　2013 年11 月15 日

　　颜鸿森，为美国普渡大学机械工程学系博士，曾任美国纽约州立大学石溪分校副教授、成功大学机械工程学系教授、台湾科学工艺博物馆馆长及大叶大学校长等职。

第一章　绪言　1
第二章　具插图机构古书　7
第一节　王祯《农书》　11
一、书籍内容　11
二、历史背景　12
第二节　茅元仪《武备志》　13
一、书籍内容　13
二、 历史背景　14
第三节　宋应星《天工开物》　15
一、书籍内容　16
二、历史背景　16
第四节　徐光启《农政全书》　18
一、书籍内容　18
二、历史背景　19
第五节　鄂尔泰等人《钦定授时通考》　19
一、书籍内容　20
二、历史背景　21
第三章　机构与机器　23
第一节　基本定义　23
第二节　机件　26
一、连杆　26
二、滑件　27
三、滚子　27
四、凸轮　27
五、齿轮　27
六、螺杆　28
七、皮带、绳线和绳索　28
八、 链条　28
九 、弹簧　29
第三节　接头　30
一、自由度　30
二、运动方式　30
三、接触方式　30
四、接头类型　30
第四节　接头表示法　33
第五节　机构简图　35
第六节　机构与一般化运动链　37
第七节　拘束运动　43
一、平面机构　43
二、空间机构　45
第八节　小结　47
第四章　古中国机械　49
第一节　历史发展　49
一、旧石器时代到新石器时代　49
二、新石器时期到东周　50
三、东周到明朝　50
第二节　连杆机构　51
一、桔槔　51
二、界尺　52
三、钻孔机　53
四、苏颂水运仪象台定时秤漏装置　55
第三节　凸轮机构　57
第四节　齿轮机构　60
一、水磨　61
二、水砻与畜力砻　62
三、牛转翻车　63
第五节　绳索传动　65
纺织机构　66
第六节　链条传动　66
一、翻车　68
二、井车　70
三、天梯　71
第七节　小结　73
第五章　复原设计法　75
第一节　古籍插图机构分类判定　75
第二节　不确定构造之插图机构复原设计法　77
第三节　复原设计实例　82
一、实例1：水砻　82
二、实例2：铁碾槽　83
三、实例3：扬扇　84
第四节 　小结　91
第六章　滚轮器械　93
第一节　农田整地器械　93
第二节　收获与运输器械　94
第三节　谷物加工器械　96
一、风车扇　96
二、礳与水磨　97
三、小碾与滚石　98
第四节　汲水器械　 99
一、刮车　99
二、筒车　100
三、龙尾　101
第五节　战争武器　 102
一、侦察器械　102
二、攻坚器械　102
三、防御器械　109
第六节　其他器械 　111
一、活字板韵轮　112
二、木棉搅车　113
三、紴车　113
四、陶车　114
第七节　小结　115
第七章　连杆机构　119
第一节　杠杆　119
一、踏碓与槽碓　119
二、鐁与桑夹　120
三、连枷　120
四、权衡　123
五、鹤饮　123
六、桔槔　124
第二节　抽水筒　126
一、虹吸　126
二、恒升　128
三、玉衡　129
第三节　谷物加工器械　 130
一、石碾　130
二、牛碾　130
三、水碾　130
四、辊碾　130
五、砻　132
六、面罗　133
七、扬扇　134
第四节　其他器械 　134
一、风箱　134
二、水排　136
三、水击面罗　140
四、铁碾槽　140
第五节　小结　140
第八章　齿轮与凸轮机构　145
第一节　具齿轮农业器械 　145
一、榨蔗机　145
二、连磨　147
三、水磨与连二水磨　148
四、水转连磨与水砻　149
第二节　具齿轮汲水器械 　150
一、驴转筒车　150
二、牛转翻车　151
三、水转翻车　152
四、风转翻车　152
第三节　凸轮机构 　156
一、水碓　156
二、立轮式水排　157
第四节　小结　159
第九章　挠性传动机构　163
第一节　谷物加工器械　163
一、筛壳装置　163
二、驴砻　164
第二节　汲水器械　 165
一、辘轳　165
二、手动翻车　165
三、脚踏翻车　167
四、高转筒车　167
五、水转筒车　169
第三节　手工业器械 　170
一、入水( 入井) 装置　170
二、凿井装置　171
三、磨床装置　172
四、榨油机　172
第四节　纺织器械　 174
一、蟠车　175
二、絮车　175
三、赶棉车　176
四、弹棉装置　178
五、手摇纺车与纬车　178
六、经架　180
七、木棉床　181
第五节　小结　181
第十章　弩　185
第一节　历史发展　185
第二节　构造分析　189
第三节　标准弩　190
第四节　楚国弩　195
第五节　诸葛弩　201
一、可动式箭匣　201
二、固定式箭匣　205
第六节　小结　208
第十一章　复杂纺织机械　211
第一节　缫车　211
第二节　纺车　223
一、脚踏纺车　223
二、皮带传动纺车　230
第三节　斜织机　234
第四节　提花机　248
第五节　小结　263
附录　符号　265