利用水利舂米的工具——水碓

　　水碓是利用水力舂米或加工其他物料的机械。

　　源流功用

　　水碓的发展，大致经历了杵臼、脚踏碓、畜力碓、槽碓、水碓及连机水碓这样一个过程。其动力由人力，到畜力，最后是水力，效率逐步提高。

　　杵臼：

　　杵臼由石磨盘和碾棒发展而来。最原始、最简单的就是“断木为杵，掘地为臼”，在地面上挖一个凹槽，用石或胶泥等物将周围和底部砌好。后来是在一块大石头上凿成一个凹槽，把谷粒放在槽里用木棍舂凿。

　　脚踏碓：

　　王祯《农书》记述：“碓，舂器，用石，杵臼之一变也。”碓由杵臼发展而来，仍主要用于舂米。杵臼使用双手舂米容易疲劳，脚踏碓改用双脚，同时借用操作者自身体重作为下压的力量，更为省力。

　　畜力碓：

　　畜力碓较少。桓谭《桓子新论》记述：“又复设机关，用驴、骡、牛、马及役水而舂，其利乃且百倍。”可见不仅使用了畜力，还使用了齿轮传动。

　　槽碓：

　　槽碓可以说是最初步、最简单的水碓，使用在水量较小的地方。其一头是水槽，引水注入。当槽内水满，重量增大时，就把碓扬起，同时水槽下落，当槽水倾泻，重量减轻时，碓臼下落，如此反复。槽碓利用水的重力代替脚踏的力量，解放了人力，且日夜不歇，大大提高了效率。

　　水碓：

　　水碓发明于西汉，到了晋代已相当发达，不但普遍推广，且发展成连机碓。晋代杜预对水碓作了改进，称为连机碓。王祯《农书》形容这种水碓是：“水轮翻转无朝暮，舂杵低昂间后先。”到了唐代，水碓已较为常见。南北朝时祖冲之对水碓进行了改造，使水碓连接石磨，完善了水碓的多功能性。水碓至唐宋时期已臻成熟。

　　结构分析

　　水碓主要部件包括水轮、轮轴、拨板、碓杆、碓脑、碓嘴和碓臼等。水碓的动力机械是一个大的立式水轮，轮上装有若干板叶，轮轴上装有一些彼此错开、用来拨动碓杆的拨板。碓杆的一端是碓头，碓头下面的碓臼里放上准备加工的物料。流水冲击水轮使其转动，轴上的拨板拨动碓杆的末端，使碓头一起一落舂捣物料。

　　凡在溪流江河的岸边都可以设置水碓，还可根据水势大小设置多个水碓。设置两个以上的叫做连机碓，最常见的是四个碓。利用水碓，可以日夜加工，提高工作效率。

　　水轮

　　立式水轮是水碓运作的主要部件，由轮牙、板叶、轮辐、轮轴等构件，采用榫卯结构契合而成。本水碓模型的水轮直径较大，经实测达403 厘米。水轮直径越大，转矩也越大，能扳动的碓杆重量越大。水轮受水量、水流落差等限制，通常用竹筒引水润滑。

　　轮 轴

　　轮轴是水碓的传动轴，多以松木制成，呈八棱形，安置在两个V形木架上，以承受水轮重量和便于转动。因水轮一端较重，轮轴尾部绑有两块重木块，增其重量，使之平衡。本水碓模型的轮轴长827 厘米，直径40 厘米。

　　拨  板

　　拨板是安插在轮轴上，拨动碓杆起落的重要部件。错落排列的拨板可使碓杆以一定间隔凿向碓臼，减小震动，均匀受力，从而延长各部件的使用寿命。本水碓共有12个碓杆,与之对应有12 组拨板围绕轴心呈直线状插入轮轴，每组2个，共24个。

　　碓  杆

　　碓杆多用硬圆木制成，不工作时，用绳索或木质勾锤悬挂于专门设立的横杆上。本水碓的碓杆长317厘米，距碓杆尾部50厘米处，安装有一个可使碓杆受力起落的轮轴装置。在碓杆末端的碓尾，用铁件绑有一个可拆卸的长40厘米的硬木块，便于磨损后及时更换。

　　碓  脑

　　碓脑多用木材制成，末端以铁箍加固，常放置石头增加重量。本水碓的碓脑高78厘米，上粗下细，直径为20厘米至19厘米。

　　碓  嘴

　　碓嘴镶嵌在碓脑下部，一般为铁质。本水碓主要借助冲击力将瓷石击碎，固碓嘴选用坚硬岩制成。

　　碓  臼

　　碓臼通常为碗形或斗形，用烧土、石头或木板制成，因加工原料的不同其形状、材质、大小不一。本水碓的碓臼嵌入地面， 12个尺寸大致相同。碓臼底部铺设坚硬石块，四周用多块木板拼合，靠近碓杆一面的木板微斜，便于碓杆呈弧线轨迹砸入碓臼时向内侧拨料，起到连续翻动原料的作用。