李明 周阿迪

[摘要] 本文聚焦中國(guó)西南地區(qū)常用的農(nóng)具——谷風(fēng)車，以巴中谷風(fēng)車為研究對(duì)象，分析其結(jié)構(gòu)與使用方式。同時(shí)，通過(guò)田野考察，從設(shè)計(jì)學(xué)角度解析扇軸、風(fēng)箱、漏斗和漏口四部分的樣式、功能及操作方式。巴中谷風(fēng)車的設(shè)計(jì)充分考慮了人體操作的適宜尺度和力度，設(shè)計(jì)方式體現(xiàn)了“因材施用”“因用制形”“因人度力”“借力打力”等原則，是以榫卯設(shè)計(jì)為主要特點(diǎn)的傳統(tǒng)農(nóng)具。總體而言，研究谷風(fēng)車有助于保護(hù)和傳承中國(guó)農(nóng)耕文化的物質(zhì)遺產(chǎn)。

[關(guān)鍵詞] 谷風(fēng)車 扇濾農(nóng)具 傳統(tǒng)造物 設(shè)計(jì)研究 農(nóng)具遺產(chǎn)

谷風(fēng)車，又稱“扇車”，是一種高效且省力的谷粒清理農(nóng)具。其具體操作方式是右手旋轉(zhuǎn)木制扇葉產(chǎn)生風(fēng)力，左手控制閘口檔位，然后將谷粒放入車廂內(nèi)。在谷粒下墜的過(guò)程中，風(fēng)力將雜質(zhì)碎屑吹出出風(fēng)口，普通谷粒會(huì)從前漏口垂直滾落，而較輕的癟?；蛐∈觿t從后漏口掉出。谷風(fēng)車適用于過(guò)濾清理稻米、油菜籽、豆類等多種谷物。在傳統(tǒng)農(nóng)耕生產(chǎn)中，它廣泛分布于四川、重慶、貴州等地的村落農(nóng)家之中。谷風(fēng)車擁有悠久的歷史，至今仍在使用。其車型經(jīng)歷了開放式、半敞式和封閉式幾個(gè)發(fā)展階段，如今主要采用封閉式車型。

有學(xué)者認(rèn)為，我國(guó)原始社會(huì)時(shí)期就已經(jīng)掌握了風(fēng)扇的工作原理。《物原》記載道：“舜始造扇，丁緩夙輪。”[1]西漢時(shí)期的史游在《急就篇》中明確記錄了農(nóng)用工具“碓硙扇隤舂簸揚(yáng)”[2]，其中的“扇”指的就是一種扇車。唐代顏師古認(rèn)為：“扇，扇車也。言既扇之，且令墜下也。舂則簸之，揚(yáng)之，所以除糠秕也?！盵3]根據(jù)河南濟(jì)源泗澗溝和西窯頭村出土的陶器風(fēng)扇車，可以直接證明谷風(fēng)車至少起源于西漢時(shí)期。[4]元代王禎的《農(nóng)書》記載道：“中置簨軸，列穿四扇或六扇……糠粞既去，乃得凈米?！睍羞€繪制了“飏扇圖”，對(duì)開放式臥軸式揚(yáng)谷扇車進(jìn)行了解析。[5]明代徐光啟在《農(nóng)政全書》中也對(duì)扇車有所記述，書中還繪制有“扇車足躡圖”。此外，明代的《天工開物》[6]以及畫家杜堇在《顧氏畫譜》中都繪制了圓筒狀的谷風(fēng)車，[7]這是如今已知最早的有關(guān)谷風(fēng)車結(jié)構(gòu)的繪制圖樣。清代《授時(shí)通考》則詳細(xì)記錄了谷風(fēng)車的形式特征和運(yùn)作功能：“以木為四柱，周以板穴其尾以出糠……農(nóng)家攻治米谷，最為便利?！盵8]人工風(fēng)力的創(chuàng)造提高了谷物的清理和加工效率，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展有著很大的貢獻(xiàn)。

目前，學(xué)界對(duì)谷風(fēng)車的研究主要從以下四個(gè)方面展開：第一，綜合闡述中國(guó)谷風(fēng)車的發(fā)展史。張子文[9]詳盡考證了中國(guó)風(fēng)扇車的起源和發(fā)展。趙曉嬌[10]基于歷史文獻(xiàn)，論述了傳統(tǒng)扇車的形成和演變。車江生[11]簡(jiǎn)要介紹了谷風(fēng)車的歷史發(fā)展及其對(duì)西方世界的影響。史曉雷[12]對(duì)王禎《農(nóng)書》中的“飏扇”提出新解，指出圓筒狀鼓風(fēng)結(jié)構(gòu)最早在明代畫像中就已出現(xiàn)。第二，對(duì)不同地區(qū)谷風(fēng)車進(jìn)行分類研究。陳劍[13]總結(jié)了湖南地區(qū)的傳統(tǒng)農(nóng)耕器具，將風(fēng)扇車作為清理工具進(jìn)行歸類。張柏春[14]等人對(duì)浙江、內(nèi)蒙古等地的扇車進(jìn)行研究，并根據(jù)地域分類，詳細(xì)描述了各地扇車的特點(diǎn)。第三，對(duì)谷風(fēng)車進(jìn)行個(gè)案研究。20世紀(jì)30年代，劉仙洲[15]對(duì)扇車進(jìn)行了基礎(chǔ)性研究和梳理。20世紀(jì)50年代，馮國(guó)祥[16]描述了通過(guò)扇車選棉花種子的案例，提出這種方式提高了人們的工作效率，也提升了棉花種子的選種質(zhì)量。平淑梅[17]以呼和浩特博物院館藏扇車為例，從基礎(chǔ)造型、工作效率和歷史發(fā)展等方面對(duì)其進(jìn)行了簡(jiǎn)要描述。張玉虎[18]解釋了扇車的裝飾性圖紋。李輝等人[19]利用數(shù)字三維虛擬與展示技術(shù)，對(duì)傳統(tǒng)農(nóng)用風(fēng)車的模型進(jìn)行了樣態(tài)虛擬展示。第四，探討谷風(fēng)車的技術(shù)效能。黃李容等人[20]從物理學(xué)的角度分析了風(fēng)車的工作原理。虞英[21]、汪金友[22]等人簡(jiǎn)要描述了有關(guān)扇車的歷史記載和扇車的用途與結(jié)構(gòu)。黃興等人[23]通過(guò)對(duì)歷史文獻(xiàn)和出土文物的研究，提出中國(guó)扇車起源于漢代，是速度型鼓風(fēng)器的一種，同時(shí)還將中國(guó)扇車分為開放式、半敞式和封閉式三類。[24]此外，他們還對(duì)比了中國(guó)、歐洲和日本扇車的工作差異。

然而，目前學(xué)界對(duì)谷風(fēng)車的研究多為整體性的描述或只是研究其發(fā)展歷程，并未在設(shè)計(jì)學(xué)視角下對(duì)谷風(fēng)車的形制結(jié)構(gòu)、功能效益、使用方式和運(yùn)作原理進(jìn)行深入研究，尤其缺乏對(duì)巴中等特定使用地域的谷風(fēng)車展開研究。

巴中位于我國(guó)四川東北與陜西西南部的米倉(cāng)山南麓山區(qū)。[25]在對(duì)該地區(qū)進(jìn)行調(diào)研時(shí)，筆者發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境異常復(fù)雜，交通條件不夠便利。由于受傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的影響以及基礎(chǔ)物質(zhì)資源的匱乏，當(dāng)?shù)鼐用衲壳叭匀辉谑褂脗鹘y(tǒng)的谷風(fēng)車農(nóng)具。這些谷風(fēng)車在巴中的不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)中廣泛使用，盡管在外觀結(jié)構(gòu)、材質(zhì)表現(xiàn)、制作手法和運(yùn)作原理等方面略有差異，但總體極為相似，大多為獨(dú)特的方頂漏口式谷風(fēng)車。在傳統(tǒng)農(nóng)耕文化器具中，這些谷風(fēng)車具有一定的典型性和獨(dú)特性。下文將以位于巴中江口鎮(zhèn)石廟村李家灣的谷風(fēng)車為例，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)探析和結(jié)構(gòu)剖析。

一、谷風(fēng)車的設(shè)計(jì)分析

谷風(fēng)車由扇軸、風(fēng)箱、漏斗和漏口四個(gè)主要部分組成。整個(gè)車身由四根柱腳支撐著懸掛在地面。扇軸位于車廂內(nèi)部，有多個(gè)扇葉與其連接，圍繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。車廂是風(fēng)車的核心部分，采用封閉式結(jié)構(gòu)。車廂頂部設(shè)有一個(gè)凹槽狀的閘口，車廂的右側(cè)水平方向上有一個(gè)“口”字形的出風(fēng)漏口。同時(shí)，車廂的正面和背面下方都開有漏口。整體來(lái)看，風(fēng)車整體似“R”順時(shí)旋轉(zhuǎn)90°后的造型。谷風(fēng)車長(zhǎng)約250厘米，寬約80厘米，高約174厘米，載重能力約為80千克。

（一）扇軸的設(shè)計(jì)分析

扇軸是谷風(fēng)車的動(dòng)力源，可以說(shuō)是谷風(fēng)車中最重要的一部分，相當(dāng)于谷風(fēng)車的“心臟”。扇軸的整體形狀類似翻轉(zhuǎn)的輪子，長(zhǎng)約77厘米，寬約46厘米，高約46厘米，由柏木和鐵質(zhì)搖柄組合制作而成。扇軸由扇葉、轉(zhuǎn)軸和曲柄三個(gè)部分組成。扇葉一共有4片，每片扇葉為長(zhǎng)30厘米、高20厘米、厚1.7厘米的長(zhǎng)方體，呈環(huán)狀排列，共同嵌入轉(zhuǎn)軸內(nèi)部，形成扇輪。扇葉的排列使它們能夠一起翻轉(zhuǎn)，從而使車廂內(nèi)部的空氣產(chǎn)生流動(dòng)，形成驅(qū)動(dòng)風(fēng)力。轉(zhuǎn)軸是一個(gè)圓柱體，分為外殼、方形軸條和滾軸軸心三部分。外殼上留有4個(gè)槽口，以便扇葉嵌入。方形軸條插入轉(zhuǎn)軸外殼的中空部分，滾軸軸心則插在方形軸條的中空部分，由此形成一個(gè)外圓內(nèi)方的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)不僅穩(wěn)固，還避免了曲柄在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)脫落的問(wèn)題，同時(shí)節(jié)省了人力，提高了受力轉(zhuǎn)速，真正實(shí)現(xiàn)了“因人度力”和“以力打力”的設(shè)計(jì)原則。曲柄是一個(gè)彎曲的手柄，是扇軸的搖動(dòng)裝置，用來(lái)提高轉(zhuǎn)速和靈活性。它由直徑1厘米、長(zhǎng)77厘米的鐵制柱體構(gòu)成，連接在轉(zhuǎn)軸上。曲柄的右端穿過(guò)轉(zhuǎn)軸的中心和固定扇葉的軸承孔口，左端連續(xù)兩次回折90°后伸出一個(gè)套在竹筒上的把手。這個(gè)竹質(zhì)把手穩(wěn)固便利，能使操作更加穩(wěn)定。曲柄以右端連接轉(zhuǎn)軸中心為軸心，可以圍繞軸心點(diǎn)進(jìn)行360°的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速大約為每秒2轉(zhuǎn)。

扇葉被分布在轉(zhuǎn)軸內(nèi)側(cè)，相互間隔90°，這樣安排有助于促進(jìn)風(fēng)力的均勻、循環(huán)滾動(dòng)。如果扇葉的相間傾角變小，那么扇葉的數(shù)量會(huì)增加，旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的風(fēng)力會(huì)變大，這可能導(dǎo)致部分飽滿的谷粒連同雜質(zhì)、癟實(shí)和石子一起從后漏口排出。反之，如果扇葉的相間傾角變大，扇葉的數(shù)量會(huì)減少，旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的風(fēng)力會(huì)減小，這可能導(dǎo)致部分糠灰、碎粒和癟實(shí)連同谷粒一起從前漏口排出。因此，過(guò)大或過(guò)小的傾角都會(huì)影響谷物的分類和排放，而90°傾角既能保證風(fēng)力的均衡，又能防止谷物混雜，是最適合清理谷物的角度。除了曲柄是鐵制的和把手是竹質(zhì)的以外，扇軸的主要材質(zhì)選用當(dāng)?shù)爻Ｒ姷陌啬?。柏木的木質(zhì)細(xì)膩堅(jiān)硬，具有可靠性。扇軸采用榫卯結(jié)構(gòu)組裝而成，各部件之間連接牢固。制作扇葉時(shí)，工匠首先使用鋸子將柏木根據(jù)長(zhǎng)度尺寸分段割鋸，以此獲得圓柱狀的柏木塊，然后將柏木塊水平放置，再用鋸子將柏木鋸成方形木塊，并用推刨削平表面。轉(zhuǎn)軸的制作首先是將柏木整體鑿成圓柱形，然后在其表面按90°傾角開出4組槽口，接下來(lái)在柏木體內(nèi)使用鑿子開鑿出方形中孔，以便嵌入事先鑿刻好的方形軸條。在插入方形軸條之前，工匠同樣需要在柏木體內(nèi)開鑿出圓形中孔，為嵌入滾軸軸心做好準(zhǔn)備。滾軸軸心的制作同樣也是先使用鑿子鑿刻成形，然后再進(jìn)行打磨。由于扇軸的各個(gè)部件采用模塊化設(shè)計(jì)，因此對(duì)尺寸精度要求較高，需要工匠精細(xì)制作。特別是打磨轉(zhuǎn)軸的圓周表面時(shí)，要細(xì)致打磨方孔和圓孔的鏤空部分以及滾軸軸心。這些工作旨在確保各部件在拼接時(shí)緊密結(jié)合以及在使用過(guò)程中保持圓形部件的正常旋轉(zhuǎn)。

（二）風(fēng)箱的設(shè)計(jì)分析

此次考察的谷風(fēng)車采用的是封閉式圓筒狀的鼓風(fēng)結(jié)構(gòu)，風(fēng)箱由壁板、繞版、底板以及篾條構(gòu)成。風(fēng)箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基于流場(chǎng)原理。風(fēng)箱的壁板是由經(jīng)推刨削平的柏木板制作而成。工匠制作時(shí)將多塊柏木板采用燕尾榫進(jìn)行水平拼接，以此形成前、后兩面壁板。壁板內(nèi)部刨有一個(gè)用于放置扇軸的進(jìn)風(fēng)口圓洞，整個(gè)風(fēng)箱圍繞扇軸構(gòu)建，右端截面是直線剖面，左端截面呈圓弧形狀。風(fēng)箱左端截面的繞板也是用當(dāng)?shù)爻Ｒ姷陌啬局谱鞫傻?。工匠將柏木整體鑿成帶有弧度的片塊狀，以便與風(fēng)箱壁板左端的輪式角度相契合。壁板與繞板的連接是采用圓木榫和慈竹篾條熱彎捆綁的工藝進(jìn)行的，以此確保連接緊密無(wú)縫。

壁板和繞板在連接過(guò)程中，首先要在壁板左端圓弧剖面上按照一定間距刨出深約2厘米、直徑1厘米的圓形凹槽，然后在每塊繞板的4個(gè)角上鑿制直徑1厘米的圓孔，孔洞要與壁板的凹槽對(duì)應(yīng)。之后，工匠將鑿制好的圓木依次插入孔洞，實(shí)現(xiàn)壁板與繞板的連接。為了確保圓弧結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固，工匠需要對(duì)削制的慈竹篾條進(jìn)行炙烤加熱，然后將加熱后的慈竹篾條繞在壁板與繞板閉合處，使其恢復(fù)常溫后固定成形，從而增強(qiáng)連接強(qiáng)度。這種連接方式使連接部位即使在使用一定年限之后，也不會(huì)出現(xiàn)松散或脫落的現(xiàn)象。

風(fēng)箱是一個(gè)閉合的空間，近似于右方左圓的幾何箱體，主要由圓筒箱體與梯形盒子構(gòu)成。風(fēng)箱的進(jìn)風(fēng)口位于正反壁板的圓形開口處，出風(fēng)口位于風(fēng)箱的右端敞開處，倒立方錐狀的傾糧漏斗位于風(fēng)箱中部上方，漏斗閘口帶有啟閉裝置，“口”狀漏口位于風(fēng)箱的內(nèi)側(cè)下方。根據(jù)流體力學(xué)知識(shí)可以得出以下結(jié)論：當(dāng)轉(zhuǎn)速為2轉(zhuǎn)/秒時(shí)，風(fēng)箱內(nèi)的最大風(fēng)速約為12米/秒，最高總壓為59.1帕斯卡，出風(fēng)口的平均風(fēng)速約為8米/秒，平均總壓為3帕斯卡，排氣量約為0.45立方米/秒。風(fēng)箱的圓筒結(jié)構(gòu)具有以下四個(gè)主要作用：第一，具有穩(wěn)固性。當(dāng)扇軸部件旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的圓周運(yùn)動(dòng)會(huì)在風(fēng)箱內(nèi)形成高速的渦卷流動(dòng)軌跡，風(fēng)箱的圓筒鼓風(fēng)結(jié)構(gòu)可以形成扇輪氣流，風(fēng)箱壁板和繞板的空間結(jié)構(gòu)可以控制引導(dǎo)箱內(nèi)氣流的方向，從而平衡壓力，防止結(jié)構(gòu)變形。第二，具有流暢性。由于風(fēng)箱是由柏木料拼裝而成的，因此除了進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口外，沒(méi)有縫隙，這使得箱內(nèi)的氣流流暢、均勻。第三，具有獨(dú)特性。在鼓風(fēng)狀態(tài)下，圓筒結(jié)構(gòu)的風(fēng)箱體積大于立方體結(jié)構(gòu)，這使得風(fēng)箱具有更好的性能，有利于氣流的順暢運(yùn)轉(zhuǎn)。這種獨(dú)特性能能夠提高風(fēng)箱的效能。第四，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。由于扇軸是順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的，因而風(fēng)箱的圓筒結(jié)構(gòu)會(huì)使氣流更強(qiáng)勁。

圓筒狀風(fēng)箱體結(jié)構(gòu)的定型是古代先民根據(jù)觀察不同質(zhì)量物體在同一氣流中的運(yùn)動(dòng)軌跡后確定的。初期的谷風(fēng)車造型是方體結(jié)構(gòu)，因?yàn)槟局品叫谓Y(jié)構(gòu)便于制作，但其氣流較弱，在扇葉扇動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生湍流，導(dǎo)致空氣向下流動(dòng)，會(huì)影響谷物的扇濾清理效果。隨著長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐，人們從日常生活中汲取了靈感，比如從木桶結(jié)構(gòu)和水渦現(xiàn)象中獲得啟發(fā)，發(fā)現(xiàn)流線型的造型在氣流運(yùn)動(dòng)中的風(fēng)阻較小。因此，他們將方形箱體轉(zhuǎn)變?yōu)閳A筒狀箱體，這實(shí)現(xiàn)了“因用制形”的設(shè)計(jì)理念。圓筒狀封閉結(jié)構(gòu)更符合氣體流動(dòng)的空間軌跡，而且風(fēng)箱以軸向進(jìn)風(fēng)的設(shè)計(jì)反映出人們對(duì)氣體流動(dòng)路徑的深入理解。這些改進(jìn)使谷風(fēng)車的風(fēng)箱設(shè)計(jì)逐漸趨于完善。

巴中屬于亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，季節(jié)分明，這里柏樹資源豐富，是制作車身風(fēng)箱的理想材料。柏樹需要至少5年到10年的生長(zhǎng)周期，成熟后樹皮呈現(xiàn)出肌理感且為深褐色，樹木內(nèi)部的質(zhì)體為乳白色。柏樹通?？梢蚤L(zhǎng)到100厘米到350厘米的高度，直徑約為15厘米到200厘米，適宜生長(zhǎng)于溫暖濕潤(rùn)的土壤環(huán)境中，根系發(fā)達(dá)，生命力頑強(qiáng)。在制作風(fēng)箱時(shí)，需選擇直徑在15厘米到40厘米之間的柏木。這種柏木質(zhì)地堅(jiān)硬，紋理細(xì)膩筆直，適合用于氣流長(zhǎng)時(shí)間流動(dòng)的封閉空間之中。柏樹的材質(zhì)具有強(qiáng)大的耐腐性，適用于塑造風(fēng)箱中的各種部件，使風(fēng)箱能保持較長(zhǎng)時(shí)間的使用壽命，不易受損或腐爛。

（三）漏斗的設(shè)計(jì)分析

風(fēng)箱的中部上方設(shè)有傾糧口漏斗，漏斗高60厘米，頂部最大敞口寬80厘米。工匠要經(jīng)過(guò)多次測(cè)量和分析才能確定漏斗的高度，過(guò)高會(huì)使谷物的掉落速度過(guò)快，影響扇濾效果，過(guò)低會(huì)使谷物的降落速度過(guò)慢，影響清理效果。漏斗的側(cè)身由四塊倒梯形的柏木板以榫卯結(jié)構(gòu)拼接而成，頂部形成一個(gè)“口”形開口，正面為倒梯形，側(cè)面為倒立方錐體。漏斗的頂部敞口寬度是底部的兩倍以上，這樣可以使谷物有序地傾倒，降落速度適宜。這種設(shè)計(jì)方法能夠使漏斗與風(fēng)箱頂部自然契合，并且倒立方錐形的漏斗結(jié)構(gòu)受力均勻，穩(wěn)固性好，不會(huì)在使用過(guò)程中出現(xiàn)堵塞或破裂損壞的情況。為了方便谷物順利傾倒并與風(fēng)箱相連，漏斗底部特意設(shè)計(jì)了一道閘口縫隙，并設(shè)置了木制啟閉閥門用于開閉控制。這個(gè)縫隙的長(zhǎng)度約為60厘米，寬度約為2.5厘米。閘口的啟閉裝置通過(guò)左、右移動(dòng)一個(gè)三角形木塊來(lái)調(diào)節(jié)，利用其傾斜的坡度與啟閉閥門方塊的右傾角度來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)啟閉閥門保持水平狀態(tài)時(shí)，閘口縫隙關(guān)閉，當(dāng)啟閉閥向右傾斜的角度增大時(shí)，閘口縫隙的寬度會(huì)逐漸增大。這樣的設(shè)計(jì)考慮了不同谷物開口程度的差異。人們?cè)谑褂脮r(shí)可以通過(guò)調(diào)整啟閉閥門的傾斜角度來(lái)處理不同種類的谷物，以此確保不同谷物的順利傾落。

窗體底端漏斗的材質(zhì)同樣選用了柏木料。柏木堅(jiān)硬耐用、具有高密度，適合長(zhǎng)時(shí)間承受載重壓力。由于巴中廣泛種植柏樹，柏木成為制作漏斗的理想材料。漏斗側(cè)的身由四塊倒梯形的柏木板構(gòu)成，通過(guò)榫卯方式進(jìn)行連接。具體來(lái)說(shuō)，為了進(jìn)行漏斗的合圍銜接，斗身木板一的側(cè)方剖面被鑿成凹凸?fàn)?，然后工匠將凸?fàn)畈糠植迦攵飞砟景逭孢吘壧幍姆叫慰锥粗校瑥亩鴮?shí)現(xiàn)無(wú)縫閉合。這個(gè)步驟需要連續(xù)進(jìn)行四次。另外，漏斗與風(fēng)箱的上、下連接使用了燕尾榫卯結(jié)構(gòu)。漏斗斗身木板的底部剖面也被鑿成具有傾斜角度的凹凸?fàn)?，同時(shí)風(fēng)箱頂板與漏斗底部連接處也被鑿成具有角度的凹凸?fàn)顥l形。工匠將漏斗底部剖面的凸?fàn)畈糠智度腼L(fēng)箱頂板的條形凹位中，從而形成了窄縫閘口。漏斗的下方有一個(gè)啟閉裝置。其由整體鑿制的復(fù)合軸形狀構(gòu)成，橫穿正背面的風(fēng)箱壁板截面孔洞。啟閉裝置的形狀兩端是立方體，中間由圓柱軸連接，軸上伸出一個(gè)水平狀態(tài)的啟閉擋板，用于開啟或關(guān)閉上方的縫隙閘口。在使用時(shí)，人們通過(guò)旋轉(zhuǎn)中間的圓軸并結(jié)合外側(cè)的三角塊斜角抵觸固定軸方塊，實(shí)現(xiàn)閥門的啟閉。三角塊的斜角與軸方塊的抵觸點(diǎn)是啟閉擋板右側(cè)的承力點(diǎn)，啟閉擋板的圓柱軸是左側(cè)的承力點(diǎn)。通過(guò)這種平衡的結(jié)構(gòu)，啟閉裝置能夠正常開啟或關(guān)閉。

（四）漏口的設(shè)計(jì)分析

根據(jù)明《顧氏畫譜》和《授時(shí)通考》中的記錄以及筆者實(shí)地了解的信息，可以看出谷風(fēng)車的漏口設(shè)計(jì)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起到了重要作用。巴中石廟村使用的谷風(fēng)車漏口設(shè)計(jì)考慮了谷粒的不同成分和質(zhì)量差異，能夠根據(jù)風(fēng)扇內(nèi)的氣流，讓不同的谷粒漏入不同的漏口。具體來(lái)講，風(fēng)箱正面底部的前漏口是谷粒飽滿實(shí)子的出口。這些谷粒質(zhì)量較大、下落速度較快，且受扇風(fēng)氣流影響較小。風(fēng)箱背面底部的后漏口是癟粒的出口。癟粒數(shù)量較少、質(zhì)量較輕、下落速度較慢，且受扇風(fēng)氣流影響較大。另外，風(fēng)箱右側(cè)的出風(fēng)口是糠碎等輕質(zhì)雜物的出口。這些雜物質(zhì)量最輕、下落速度最慢、受扇風(fēng)氣流影響最大。這種分層的漏口設(shè)計(jì)使得谷粒清理和分類得以有序進(jìn)行，同時(shí)還避免了不同成分的谷粒在清理過(guò)程中相互干擾。這種設(shè)計(jì)體現(xiàn)了“因用制形”的設(shè)計(jì)理念，使谷物實(shí)現(xiàn)高效的清理。

此外，風(fēng)車前后漏口的設(shè)計(jì)是巧妙交錯(cuò)布置的，這不僅有助于分類和清理谷粒，還使得出糧盛裝器物互不影響，從而提高了谷風(fēng)車的整體效率和實(shí)用性。漏口是用四塊柏木板面合圍而成的。漏口中的每一方位木板均采用整塊柏木裁鋸鑿磨，這樣可以避免小塊木板拼接可能導(dǎo)致的間隙和堵塞問(wèn)題。此設(shè)計(jì)構(gòu)造靈活，保障了谷物傾瀉過(guò)程中的順暢度。漏口底板與風(fēng)箱壁板形成130°至140°的夾角，使谷粒可以迅速傾瀉，實(shí)現(xiàn)高效清理。榫卯合圍連接方式確保漏口牢固耐用，不受長(zhǎng)期搖動(dòng)影響。扇軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的氣流壓力和谷物對(duì)漏口的擠壓，進(jìn)一步增強(qiáng)了漏口部件的穩(wěn)固性。

二、谷風(fēng)車的使用分析

（一）谷風(fēng)車的使用效能

谷物經(jīng)過(guò)脫粒、照曬和風(fēng)干后，需要使用谷風(fēng)車進(jìn)行兩次扇濾，以清理雜質(zhì)并實(shí)現(xiàn)精細(xì)分類。第一次是在豐收后，人們對(duì)未脫殼的稻谷進(jìn)行扇濾清理，去除谷物雜質(zhì)以便儲(chǔ)存。第二次是在食用前，人們對(duì)脫殼后的大米進(jìn)行扇濾清理，去除糠碎以便烹煮。清理谷粒時(shí)，使用者站立或坐在高板凳上，面向風(fēng)車側(cè)身，雙手分工操作，左手調(diào)節(jié)控制啟閉木閥裝置和承接出糧，根據(jù)谷物種類、數(shù)量及扇濾要求，靈活調(diào)節(jié)閘口縫隙尺寸以完成清理。右手握住扇軸曲柄，順時(shí)針搖動(dòng)曲柄，進(jìn)而帶動(dòng)扇軸翻轉(zhuǎn)，產(chǎn)生流動(dòng)空氣，使風(fēng)力推動(dòng)谷物落地。在此過(guò)程中，氣流轉(zhuǎn)速的風(fēng)力循環(huán)可以強(qiáng)化扇濾能力，進(jìn)而節(jié)省體力，避免操作者肢體勞累。扇濾質(zhì)量與扇軸轉(zhuǎn)速、谷粒下落數(shù)量以及下落速度有關(guān)，通常由使用者把控。根據(jù)谷物情況，使用者可以調(diào)節(jié)下漏數(shù)量、決定下落速度，從而控制扇軸的旋轉(zhuǎn)速度。

（二）谷風(fēng)車的使用優(yōu)勢(shì)

谷風(fēng)車除了整體造型尺寸適合人體高度和適合手臂操作外，其使用方式還存在著一些優(yōu)勢(shì)。第一，通過(guò)“借力打力”的設(shè)計(jì)方式，使用者可以穩(wěn)步站立操作，利用腰腹支撐和手臂搖動(dòng)曲柄來(lái)帶動(dòng)扇軸運(yùn)動(dòng)。曲柄的“Z”字形態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)慣性快于手臂的慣性，這樣可以增加扇葉運(yùn)動(dòng)的圓周倍數(shù)，提高扇軸的旋轉(zhuǎn)速度。這種設(shè)計(jì)充分利用手臂與轉(zhuǎn)動(dòng)慣性相互影響的原理，使產(chǎn)生的風(fēng)力助推了風(fēng)箱內(nèi)部的空氣流動(dòng)，也使氣流運(yùn)轉(zhuǎn)后的沖擊力倍增，從而輕松實(shí)現(xiàn)高效率的作業(yè)。第二，谷風(fēng)車的扇濾方式設(shè)計(jì)合理。相較于傳統(tǒng)用篩子層層清理谷物的方式，谷風(fēng)車的扇濾方式不僅解放了使用者的雙手，免除了雙手端握谷物的承重壓力，還提高了谷粒清理的精細(xì)程度，大大減小了勞動(dòng)強(qiáng)度。使用者可以端坐或站立，通過(guò)手臂輕松搖動(dòng)曲柄來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)濾。第三，谷風(fēng)車的封閉式圓筒狀鼓風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。這種結(jié)構(gòu)能夠利用扇軸旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的渦卷氣流，構(gòu)成循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)的流速空間。扇軸及曲柄構(gòu)成了一體的裝置，使用者通過(guò)右手輕松揮臂搖動(dòng)曲柄就能實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而產(chǎn)生風(fēng)力。這樣的操作方法會(huì)降低因右手強(qiáng)力搖擺而導(dǎo)致肌肉關(guān)節(jié)損傷和手臂拉傷的風(fēng)險(xiǎn)。第四，谷風(fēng)車動(dòng)力部件（扇軸）、空間部件（風(fēng)箱）以及裝漏部件（漏斗漏口）的水平（扇風(fēng)）與垂直（漏谷）體系設(shè)計(jì)也非常合理。風(fēng)箱與扇軸的配合使風(fēng)力運(yùn)動(dòng)流暢自然，更具沖擊力。谷物從風(fēng)車頂部垂直漏下時(shí)與左側(cè)風(fēng)力運(yùn)動(dòng)相碰撞，通過(guò)出風(fēng)漏口的朝向漏入不同的出口。因此，人體不會(huì)受到風(fēng)力及漂浮雜質(zhì)的傷害，也不會(huì)造成呼吸道的損傷。第五，谷風(fēng)車的使用方式充分體現(xiàn)了“因人度力”的設(shè)計(jì)理念。在使用時(shí)，使用者需要觀察谷物種類并選擇合適的開口大小。左手通過(guò)啟閉木閥裝置調(diào)節(jié)漏斗下的閘口縫隙大小，右手轉(zhuǎn)動(dòng)扇軸產(chǎn)生風(fēng)力，雙手共同配合作業(yè)。使用者的用力大小影響著谷物的下落數(shù)量，決定著扇軸的旋轉(zhuǎn)速度。

三、谷風(fēng)車的造物啟示

谷風(fēng)車作為谷粒扇濾、清理、分類的傳統(tǒng)農(nóng)具，不僅提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，還保障了糧食的產(chǎn)出質(zhì)量和人們的飲食健康，其中蘊(yùn)藏的造物智慧在現(xiàn)代設(shè)計(jì)視角中仍然具有深刻的價(jià)值。巴中谷風(fēng)車作為當(dāng)?shù)乇姸嗝耖g智慧造物的代表，結(jié)構(gòu)均衡、造型獨(dú)特、設(shè)計(jì)巧妙，充滿了實(shí)用性，沒(méi)有多余的裝飾趣味。風(fēng)車的結(jié)構(gòu)形態(tài)與谷物的特性緊密相連，體現(xiàn)了“因材施用”“因用制形”的中國(guó)傳統(tǒng)造物觀念。同時(shí)，谷風(fēng)車的造型與操作者的操作方式遵循了流體力學(xué)和人機(jī)工學(xué)的原理，具體體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：第一個(gè)方面，風(fēng)車?yán)脠A筒結(jié)構(gòu)和扇軸的翻轉(zhuǎn)，創(chuàng)造了封閉的渦形空間，減少了空氣阻力，從而提升了氣流的運(yùn)動(dòng)頻率。這種扇濾方式由人體手臂提供原動(dòng)力，避免了風(fēng)力不足的情況。谷風(fēng)車的造型與運(yùn)轉(zhuǎn)方式是先民在長(zhǎng)期生活實(shí)踐中受自然現(xiàn)象和其他造物智慧的啟發(fā)總結(jié)出來(lái)的。第二個(gè)方面，谷風(fēng)車在使用過(guò)程中會(huì)長(zhǎng)期經(jīng)受搖晃，因而制作工藝十分重要。工匠在制作谷風(fēng)車時(shí)，除了考慮到品質(zhì)和效能外，也運(yùn)用了“就地取材”“因材施用”“因用制形”的造物觀念，使用了堅(jiān)硬耐用的柏木材質(zhì)，采用了牢固的榫卯結(jié)構(gòu)?？偠灾蕊L(fēng)車的制作過(guò)程體現(xiàn)了中國(guó)先民的造物智慧。

四、結(jié)語(yǔ)

巴中傳統(tǒng)扇濾工具——谷風(fēng)車是代表巴山農(nóng)耕文化的典型工具，其榫卯構(gòu)造方式體現(xiàn)了中國(guó)先民的造物智慧。研究谷風(fēng)車的設(shè)計(jì)對(duì)保護(hù)和傳承中國(guó)農(nóng)耕文化物質(zhì)遺產(chǎn)至關(guān)重要。巴中谷風(fēng)車在設(shè)計(jì)中充分考慮了人體的可操作性，使勞動(dòng)者能夠高效地篩除谷物中的雜質(zhì)顆粒，避免糠碎、癟粒和石子的混入。其結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，造型巧妙，沒(méi)有多余的裝飾，扇軸、風(fēng)箱、漏斗和漏口的設(shè)計(jì)都以實(shí)用功能為主。谷風(fēng)車的形態(tài)和扇濾方式體現(xiàn)了“因材施用”“因用制形”“因人度力”和“借力打力”的設(shè)計(jì)理念，是中國(guó)設(shè)計(jì)的具體體現(xiàn)，也是我們?nèi)缃裥枰獙W(xué)習(xí)和借鑒的對(duì)象。通過(guò)研究傳統(tǒng)農(nóng)具，我們可以深入了解中國(guó)傳統(tǒng)的造物理念，加深對(duì)農(nóng)具、地域環(huán)境和飲食文化之間相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)。保護(hù)現(xiàn)有傳統(tǒng)谷風(fēng)車物質(zhì)遺產(chǎn)，將谷風(fēng)車中的設(shè)計(jì)理念與現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念相結(jié)合，將有助于農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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