[發明專利]吳德仁離合器式指南車

無效

• 申請號: 201110322060.1
• 申請日: 2011-10-15
• 公開（公告）號: CN103047976A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 齊運生
• 申請（專利權）人: 齊運生
• 主分類號: G01C17/00
• 分類號: G01C17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本專利屬恢復中國古代失傳機械技術領域，具體的說是吳德仁離合式指南車。

技術背景

關于吳德仁指南車的歷史文獻有：《宋史》志第102輿服一，原文：大觀元年，內侍省吳德仁又獻指南車、記里鼓車之制，二車成，其年宗祀大禮始用之。其指南車身一丈一尺一寸五分，闊九尺五寸，深一丈九寸，車輪直徑五尺七寸，車轅一丈五寸。車箱上下為兩層，中設屏風，上安仙人一執仗，左右龜鶴各一，童子四各執纓立四角，上設關戾。臥輪一十三，各徑一尺八寸五分，圍五尺五寸五分，出齒三十二，齒間相去一寸八分。中心輪軸隨屏風貫下，下有輪一十三，中至大平輪。其輪徑三尺八寸，圍一丈一尺四寸，出齒一百，齒間相去一寸二分五厘，通上左右起落。二小平輪，各有鐵墜子一，皆徑一尺一寸，圍三尺三寸，出齒一十七，齒間相去一寸九分。又左右附輪各一，徑一尺五寸五分，圍四尺六寸五分，出齒二十四，齒間相去二寸一分。左右疊輪各二，下輪各徑二尺一寸，圍六尺三寸，出齒三十二，齒間相去二寸一分；上疊輪各徑一尺二寸，圍三尺六寸，出齒三十二，齒間相去一寸一分。左右車腳上各立輪一，徑二尺二寸，圍六尺六寸，出齒三十二，齒間相去二寸二分五厘。左右后轅各小輪一，無齒，系竹{??亶}并索在左右軸上，遇右轉使右轅小輪觸落右輪，若左轉使左轅小輪觸落左輪。行則仙童交而指南。車駕赤馬二，銅面，插羽，鞶纓，攀胸鈴拂，緋絹屜，錦包尾。……”

《宋書》志第八禮五，原文：“……指南車，其始周公所作，以送荒外遠使。地域平漫，迷于東西，造立此車，使常知南北。……范陽人祖沖之，有巧思，常謂宜更構造。宋順帝升明末，齊王為相，命造之焉。車成，使撫軍丹陽尹王僧虔、御史中丞劉休試之。其制甚精，百屈千回，未嘗移變。……”

歷史上記載110年漢·張衡，233年三國·馬鈞均制造過指南車；477年劉宋·祖沖之，有巧思，常謂宜更構造。相隔550年后燕肅在1027年做了五個有齒的齒輪構成的九輪指南車；1107年吳德仁改型成了指南準確的豪華型指南車。

據中國專利200810181168.1摘要中說：在中國第一個根據《宋史·與服志》的文字記述復制指南車的人是歷史學家王天幕，1959年由他設計的燕肅指南車收藏在中國歷史博物館，但是，不具備定位指南的功能。并且一直認為燕肅指南車與吳德仁指南車是相同的，沒有出現過符合文獻記載的吳德仁指南車。

發明內容

吳德仁以仙人等九個木偶迎合圣意，車身“闊九尺五寸”乃“九五至尊”之意，取“車輪直徑五尺七寸”得輪距一丈一尺四寸，車箱兩側各余九寸五分；上層為陽，置九尊偶像，下層為陰，設九個齒輪。無處不顯現該指南車是皇帝儀仗專用的特制品。它的學術價值并不高于燕肅指南車，而今作為一項歷史發明雖仍有復原其原貌的價值，也有分析它研究過程的必要。可貴之處是大平輪齒數的加大，提高了指向精度，上下疊輪等的離合器是有別于燕肅離合器的創新。燕肅離合器是水平方向活動的離合器，吳德仁離合器是豎直方向活動的離合器，兩者是不同型的離合器。

輪系嚙合關系分析：從模數最小的開始，上疊輪山型齒，齒間相去一寸一分，大平輪星型，齒間相去一寸二分五厘，上疊輪上下移動與大平輪離合，齒間相去差一分五厘是古人測量方法只以造成物為準而沒有節圓的概念所致；上疊輪與下疊輪插合；小平輪山型齒，齒間相去一寸九分與下疊輪星型，齒間相去二寸一分，兩齒輪嚙合也是非節圓概念所致；小平輪山型，齒間相去一寸九分與附足子輪山型，齒間相去二寸一分，兩齒輪垂直變向，應當同為山型齒嚙合，在不執行指南工作時控制脫離。此處懷疑有測量失誤或記錄失誤，按照周長和齒數計算附足齒輪的齒間距應當是一寸九分四厘，小平輪齒間距也是一寸九分四厘；文獻記載“附足輪齒間相去二寸一分”有誤。上疊輪與車腳立輪的離合以上疊輪為準，車腳立輪齒間相去二寸二分五厘是因為它要固定在車體上，起作用的只是與上疊輪嚙合的內圈部分。上疊輪是一個既有旋轉又有軸向上下移動的運動件，這是吳德仁離合器的特征。