本研究以元代王禎《農書》、明代徐光啟《農政全書》、以及清代《欽定授時通考》等三本古中國農業類專書中，具有圖畫的63項機械為題，進行機構分析及復原設計。部分古籍圖畫中描繪的器械，其機械構造難以理解，是以本文利用系統化的方法，在不違背當代工藝技術的前提下，重建所有可能的復原設計。首先，以其桿件與接頭的數量及種類是否明確作為判斷依據，分為構造明確(39項)、具有不確定類型的接頭(16項)、以及桿件與接頭的數量及類型皆不確定(8項)等三類，不同的機構類型以不同的流程進行復原設計。其次，依使用的元件(包括滾輪、連桿、齒輪、凸輪、及撓性元件)，分類敘述各項農器的用途、使用方式、組成零件、以及組合方式，並說明該器械的操作及作動方式。若圖像上的機械構造明確，則分析該器械的機構構造，並繪出機構簡圖；若機械判定為構造不明確，則透過創意性機構設計方法，在不違背當代科技水準的前提下，釐清可達到文獻敘述功能的機構，可能的桿件數目與接頭類型，並繪製機構簡圖，或列出可行的復原設計圖譜。

This work analyzes and synthesizes the structures of devices with drawings in three ancient Chinese agriculture books, including the Book of Agriculture, Complete Book of Agricultural Control, and Imperially Approved Comprehensive Study of the Farming Year. Many mechanical drawings of valuable and original woodcuts are presented in the books. However, the topological structures of some mechanical drawings are not clear. This work provides an approach to identify the topological structures of the mechanical drawing in the books. Firstly, these devices are classified by the numbers of links and the types of joints, and then are reconstructed through different processes. Secondly, according to the elements (cam, gear, linkage, or flexible member), the function of each device is explained. If the construction on the image is already clear, its topological structure is analyzed, and the corresponding structural sketch is drawn; if not, according to the creative mechanism design methodology, all feasible structures of the mechanism are reconstructed that meet the technological standards of the subject’s time period. This provides a logical foundation to deal with the issues for ancient mechanical drawings with uncertain links and joins.

[1]王禎(元)撰，農書，中華書局，第一版，北京，1991年。
[2]劉克明，中國工程圖學史，華中科技大學出版社，2003年。
[3]H. S. Yan, Reconstruction Designs of Lost Ancient Chinese Machinery, Springer, Netherland, 2007.
[4]林聰益，古中國擒調速器之系統化復原設計，博士論文，國立成 功大學機械工程學系，台南，2001年。
[5]徐光啟(明)撰，石聲漢校注，農政全書校注，明文書局，台北，1981年。
[6]鄂爾泰(清)等編，欽定授時通考，收錄於四庫全書珍本(王雲五主編)，據影文淵閣四庫全書本，台灣商務印書館，台北，1965年。
[7]H. S. Yan, Creative Design of Mechanical Devices, Springer-Verlag, Singapore, 1998.
[8]“王禎著《農書》”，山東省情網
http://www.infobase.gov.cn/history/songtoqing/200708/article_171.html
[9]北京愛如生數字化技術研究中心，中國基本古籍庫(電子書)，哲科庫，農學類，黃山書社，合肥，2009年。
[10]王禎(元)撰，農書，收錄於國學基本叢書(王雲五主編)，據影永樂大典本，台灣商務印書館，台北，1968年。
[11]王禎(元)撰，農書，收錄於萬有文庫薈要(王雲五主編)，據影永樂大典本，臺一版，商務印書館，台北，1965年。
[12]王禎(元)撰，農書，收錄於文津閣四庫全書，子部，法家類、農家類，商務印書館，北京，2005年。
[13]王禎(元)撰，農書，收錄於四庫全書珍本(王雲五主編) ，據影文淵閣四庫全書本，台灣商務印書館，台北，1965年。
[14]王禎(元)撰，農書，收錄於景印文淵閣四庫全書，子部，農家類，台灣商務出版社，台北，1983年。
[15]王禎(元)撰，農書，收錄於百部叢書集成(嚴一萍主編)，據影乾隆武英殿聚珍版叢書本，藝文出版社，1969年。
[16]張秀平、王曉明，影響中國的一百本書，廣西人民出版社，1992年。
[17]徐光啟(明)撰，農政全書，收錄於國學基本叢書(王雲五主編)，據影平露堂刻本，台灣商務印書館，台北，1968年。
[18]徐光啟(明)撰，農政全書，收錄於四庫全書圖鑒(李衎主編)，據影文淵閣四庫全書本，東方出版社，北京，2004年。
[19]徐光啟(明)撰，農政全書，收錄於景印文淵閣四庫全書，子部，農家類，台灣商務出版社，台北，1983年。
[20]徐光啟(明)撰，農政全書，收錄於文津閣四庫全書，子部，法家類、農家類，商務印書館，北京，2005年。
[21]伊欽恒，授時通考輯要，農業出版社，北京，1981年。
[22]鄂爾泰(清)等編，欽定授時通考，收錄於四庫全書圖鑒(李衎主編)，據影文淵閣四庫全書本，東方出版社，北京，2004年。
[23]鄂爾泰(清)等編，欽定授時通考，收錄於景印文淵閣四庫全書，子部，農家類，台灣商務出版社，台北，1983年。
[24]鄂爾泰(清)等編，欽定授時通考，收錄於景印摛藻堂四庫全書薈要，子部，農家類，世界書局，台北，1986年。
[25]鄂爾泰(清)等編，欽定授時通考，收錄於文津閣四庫全書，子部，法家類、農家類，商務印書館，北京，2005年。
[26]顏鴻森、吳隆庸，機構學，第三版，東華書局，台北，2006年。
[27]郭進星，考慮構形奇異性之可變拓樸機構構造特性，碩士論文，國立成功大學機械工程學系，台南，2004年。
[28]張春輝、游戰洪、吳宗澤、劉元諒，中國機械工程發明史-第二編，清華大學出版社，2004年。
[29]盧本珊、張柏春、劉詩中，〝銅岭商周礦用桔槹與滑車及其使用方式〞，中國科技史料，第17卷，第2期，頁73-80，1996年。
[30]L. Feng and Q. Tong, “Crank-Connecting Rod Mechanism: Its Applications in Ancient China and Its Origin”, International Symposium on History of Machines and Mechanisms, Springer, Dordrecht, 2009.
[31]劉仙洲，中國機械工程發明史-第一編，科學出版社，北京，1962 年。
[32]陳維稷，中國紡織科學技術史(古代部分)，科學出版社，北京，1984年。
[33]J. Needham, Science and Civilisation in China, Vol. IV: II, Cambridge University Press, Cambridge, 1954.
[34]水轉大紡車復原圖，中國歷史博物館圖片資料，北京。
[35]T.Y Lin and D. M Lu, On the Mechanism Analysis of the Vertical Shaft Type Wind-Power Chinese Square-Pallet Chain-Pump, International Symposium on History of Machines and Mechanisms, Springer, Dordrecht, 2009.