农具图谱视野下的踏碓系统考释(3)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】(3)《便民图篆》中的“踏碓”与其他农书中呈现的并不完全相同,碓架的框架虽然相近,但取消了前扶手与两侧的扶手,取而代之的是在碓架后侧位置增加了横
(3)《便民图篆》中的“踏碓”与其他农书中呈现的并不完全相同,碓架的框架虽然相近,但取消了前扶手与两侧的扶手,取而代之的是在碓架后侧位置增加了横梁设计.这样,施力者可以完全坐在上面进行脚踏作业,这在设计中是完全符合现代人机工程学的一种创新理念.技术的变革正是在每一次的内部提升中逐渐完善,而变革的方式也并不完全相同,有加工方式的改观,也有为减轻劳动强度、缓减作业疲劳的设计,而《便民图篆》的踏碓设计显然属于后者.自秦汉以来,“踏碓”的左右或前端扶手都是其碓架的基本构造,站立作业成为“踏碓”的主要工作方式,这一小的改变即是对劳动者的尊重,同时也是对技术人性化的应用.
在“臼”的设置上,完全放弃了石质臼槽这一样式,取而代之的是以草编圆形或方形平面席状的臼面.这样有杠杆与杵头榫接的装置在工作中完全不会受到干扰,而且平坦的工作面能够铺放更多的粮食,浅层的粮食在捶打之后更容易翻动,间接地提高了工作效率.
臼与杵地结合在早期有木质、石质之分,《便民图篆》中的轮替舂米采用了缸臼,增加的受力面和加工深度是石臼无法比拟的.与踏碓结合产生出一种新的高效加工机械为缸臼,他采用了相同的杠杆原理,但杠杆的支点得以提升,两侧的扶手提升到了施力者肩部位置,这样的工作方式必须由单脚施力改为双脚踏板,全身施力.因此,获得了更大的加工动力.从《通考》的缸碓中可以看出,支点离地有60~70 cm,施力者腾在空中,缸臼则是深埋地下,碓架部分进行了精简,两侧的扶梁与遮蔽风雨的草棚相连,提高了稳定性,同时也确保了高度.
无论是“踏碓”是“缸碓”,还是以最为简单的杠杆原理和物体平衡原理进行作业的农具,其中技术的每一次提升都是为了更好地将杠杆原理应用到极致,在简单朴实的加工条件之下派生出如此多样的击打类脱粒方式,令人叹服.
图12 《天工开物》缸碓图Fig.12 Pedal threshe in TIAN GONG KAI WU
图13 《通考》缸碓图Fig.13 Pedal threshe in TONG KAO
图14 -1 《全书》碓Fig.14-1 Pedal threshe in QUAN SHU
图14 -2 《全书》踏碓的受力图Fig.14-2 Force diagram of pedal threshe in QUAN SHU
图15 《集成》碓Fig.15 Pedal threshe in JI CHENG
图16 《农书》碓Fig.16 Pedal threshe in NONG SHU
图17 山西屯留宋村金墓壁画踏碓图Fig.17 Tomb Murals in Song Village,Tunliu,Shanxi
4 壁画中“踏碓”的图像系统
从晋南、晋中、晋北地区的遗存来看,“踏碓”的样式成形时期是在汉代.南北朝时期,根据当地粮食作物的加工要求形成了缸碓一体的可移动式“踏碓”,“晋北地区由于干旱瘠薄、无霜期短,这一环境正是黍稷主要的生长环境”.[9]同时,山西北部地区历来有喜欢吃“油糕”一类食品的习惯,其必须经过舂捣.因此,“踏碓”作为精细食物加工环节中重要的粉碎手段,在古代山西北部地区应该是非常普及的工具.
在山西大部分寺观壁画表现农业题材的场景里,并没有关于“踏碓”工具的描绘,但在晋北和晋东南地区,都有关于“踏碓”的图像绘制在地狱场景中.朔州市怀仁县崔府君庙(图18)和朔州市山阴白台寺(图19)是两处明代晚期表现阴司地狱题材的佛道壁画.山阴白台寺东壁外墙基本坍塌,残存有数幅佛教十大阎罗壁画,其中上部第四幅为六殿卞城王,题记为:“碓倒浆小地狱”.从图像来看,这种装置正是利用“踏碓”改造而成.图中的小鬼脚踩碓杆一端,支架装置安装于碓架前端的下方横档部分,地臼部分没有设计,取而代之的是用来放置受难的鬼魂.此外,杵头的变化极大,由于宗教的功能宣讲,原本用来敲击粮食的长锥形杵头被更换为锯齿状击碎鬼魂身体的大钟,虽然工作内容相差甚远,但显然力学原理是相同的.
崔府君庙表现的内容是幽冥七十二司,在其北壁“追罪司”一图中绘有一种装置基本与农具“踏碓”相仿,但细观之下,却又不完全相同.首先,碓架支点设计在上部横档处,两脚施力,同时踏于踏板之上,这完全是缸碓的工作方法.最为显著的外观结构是碓杆,“踏碓”在各类文献中都是描绘为较细的杠杆,这样就不会增加过多的重量来使其踩踏费力.而缸碓则不然,宽阔的踏板能够保证施力者站立其上的稳定性,崔府君庙的杠杆踏板正是采用了这种设置.在结构上,其两侧高扶手的设置是他区别于传统缸碓的主要表现.
通过对崔府君庙宇(图20)、白台寺(图21)的“踏碓”图像进行受力分析后发现,F1·L1=F压·L2,L1代表了阻力臂,L2代表了动力臂,L2>L1,F1>F压,动力臂的延长使得杠杆的升降更加轻松,显然这种装置属于省力杠杆.虽然短小的阻力臂使得作业加工面极为局限,但省力杠杆的设计适用于更多人群.
文章来源:《中国农史》 网址: http://www.zgnszz.cn/qikandaodu/2021/0707/353.html
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