4）水力龙骨水车。在元朝《王祯农书》上还有水转龙骨水车的记载，可知这一机械的发明应该在《农书》成书之前，大约在元初，也有近七百年的历史了。水车部分完全和以前的各种水车相同。它的动力机械装在水流湍急的河边，先竖立一个大木架，大木架中央竖立一根转轴，轴上装有上、下两个大卧轮。下卧轮是水轮，在水轮上装有若干板叶，以便借水的冲击使水轮转动。上卧轮是一个大齿轮，和水车上端轴上的竖齿轮相衔接。把水车装在河岸边挖的一条深沟里，流水冲击水轮转动，卧齿轮带动水车轴上的竖齿轮转动，也就带动水车转动，把水从河中深沟里车上岸来，流入田间，灌溉庄稼。如果水源比较高，可以做大的立式水轮，直接安装在水车的转轴上，带动水车转动，这样可以省去两个大齿轮。在利用流水作动力的灌溉机械上应用了一对大的木齿轮，把水轮的转动传递到水车的轴上，来带动水车把水刮上来，进行灌溉，这是元朝机械制造方面的一个巨大的进步，也是人们利用自然力造福于人类的一项重大成就。
5.1.3古代农具的动力
中国古代在机械方面有许多发明创造，在动力的利用和机械结构的设计上都有自己的特色。早期的农具主要是以人力来驱动，新石器时代后期开始驯服牛、马类动物为人类服务，春秋时期发明了简单的木制车辆，已经懂得用牛、马来拉车了。到公元前2500年，畜力已被利用到农业生产方面，当时人们除了利用牲畜驮拉运输外，并利用牲畜来帮助耕田和播种。为更好地驾驭牲畜，人们发明了绳套和挂钩。绳套是把“一条杠”分解为两条绳索，套在牛的颈部，可使牛耕的牵引力加大；挂钩是将牛和后部的机具分开，分离方便。这样可以利用绳套控制牛的动作，犁身可大大缩短，回转方便，因而牛耕不但可用于水田、平地，且可用于丘陵山区。
人力脚踏水车农业动力上除使用人力、畜力外，还较多地使用风力、水力来进行灌溉、排水和农产品加工。在金朝出现的S形挂钩，中原地区已普遍应用。它是改进了农具的动力和工作机构的连接装置，把本身拉力增大了一倍，改进了农业各工序上的农具如犁、耧、耙、砘、耘锄等以及畜力、水力、风力等动力机构与工作机的联系，提高了效率。人力龙骨水车因为用人力，它的汲水量不够大，但是凡临水的地方都可以使用，可以两个人同踏或摇，也可以只一个人踏或摇，很方便，深受人们的欢迎，是应用很广的农业灌溉机械。
5.2近代历史上农业机具的发展
春秋战国开始到清代后期的2000余年，受封建制度的限制，我国农业生产一直是小农经济规模发展，农业中所使用的工具虽然历代都有所改进和创造，有些甚至发展到较高水平。然而，农业生产工具的动力全是采用人力、畜力、风力或水力来驱动，大大限制了农业生产工具的发展和提高。中国近代史至1840年第一次鸦片战争开始，西方列强的侵入使中国变为半封建和半殖民地社会，接触西方农业事务的机会增多，中国人开始认识西方近代农业机械。鸦片战争后，机械动力和近代农具引入中国，其来源之一是外国资本家为了在我国倾销商品，掠夺农业资源，向我国输入近代农业机械；来源之二是外事交流中外交人员和因各种机缘出国人士通过农商交流、参观农业机械展览馆、农业机械制造厂等渠道接触西方近代农业机械。19世纪60~80年代，清朝的外交官在外事交流中近距离接触和直接感受西方的社会和科技，西方的新技术和高效率的农业机械生产水平使中国人惊叹，也引发了寻求民族振兴的有识之士们对改进中国农业机械的思考，促使我国的农业生产工具制造和使用趋向近代先进的机械发展变化。这个时期欧洲和美国开始使用蒸汽发动机，动力机的发明使得农业工具真正转变为农业机械，中国传统农具也随之有所革新。
1900年前后，清政府提倡振兴实业，并给予一些优惠政策，从而在全国范围内呈现出兴办垦殖企业的高潮，同时也将国外新式耕垦农机具和新的耕垦方法引进到国内。1903年，清政府成立农工商部，在多个省份创办农事试验场，一些农事试验场曾着手新式农机具的使用效果试验。1906年，山东农事试验场也从美国购回20多种农具，从日本引进数十种农具，进行新式农具使用效果试验。1908年，根据东北地区地势大多平坦、开阔比较适宜于新式耕垦农机具的特点，东北奉天农事试验场曾经从美国、日本等购买了各种犁耙、玉米播种机、割草器、割麦器等大批新式农具进行试验。民国的建立加快了先进农业生产技术与西方的交流，1912年，浙江省政府从美国购回两台铁轮水田用拖拉机及配套犁耙等农机具，后来交给浙江大学农学院实习农场。1915年，黑龙江三家农垦公司从海参崴万国农具公司支店购入5部马柯米拉拖拉机和其他机械农具进行大农式经营，主要种植小麦和燕麦，收获后在自己的面粉工厂加工成面粉，行销县内外。1929年，山西农事试验场购买美国农具公司所制最新式的拖车，带二行犁及三行犁、双行四盘耙、条播机、割捆机等。1947年，联合国粮农组织贷给中国拖拉机和联合收割机20多台，在南京八卦州办了农业机械推广示范区。
除引进推广国外农业机械外，该时期我国自发的农机具改进革新也有了较好的发展，值得追忆的是我国农业机械领域的先驱者在接受西方先进技术的同时，结合国内实情改进创新了一大批新型农机具，在推动农业生产改革中起到了重要作用。20世纪初自费到美国密歇根州立农科大学研究院攻读农科的张鸿钧先生回国后在内蒙古通辽自办农场，购买了部分美国农机具，并进行实验研究和改进，他结合我国垄种栽培的特点研制的车式一次两垄上垄播种机和一次两垄下垄播种机，由三四匹马牵引，一人坐于车上操作，一次完成开沟、播种、覆土、镇土，一天可种40~50亩；他还研制了马拉式禽式锄地机，由一匹马牵引，一人操作，既可铲除垄底杂草，又能用两旁的铲锄除掉垄旁杂草，开创了我国机械除草的先河。1912年，江苏常州奚九如先生成功推出以内燃机作动力的抽水机灌溉农田，并创立了常州厚生机器厂，并开始致力于抽水机的制造，棉花条播机后期上海、无锡一些机械工厂也相继仿造。1920年，留美学农回国的邹秉文先生主持东南大学农科、中央大学农学院工作时，重视农机具的教学研究与改良创制，改良的农具有：洋犁、五齿中耕器、棉花条播机、小麦五行条播机、三齿中耕器、乘坐齿耙、六寸双壁犁、十二寸双柄犁等多种。
1926年，江苏省昆虫局委托工厂仿制成功农田植保用喷雾器。1930年，浙江省植物病虫害防治所设置了药械设计制造室，成功研制出中国第一架防治农业病虫的喷雾器和几种农药。1933年，陕西省机器局改建后生产出链式机械水车、汲水机、凿井器和新行铧式犁、中耕器、轧花机、弹花机等，新式农具在农村开始推广使用，如在陕西洛川县发明的畜力收获车，三原县发明的人力收获机，经陕西省农业改进所鉴定、制造并使用，开创了在我国制造收获机械的先河。
1934年，陕西省棉产改进所成立，在关中主产棉区推广棉花单行、双行条播机、改良拉锄机和五齿中耕器，并开始使用背负式喷雾器防治病虫害。同年，中央农业实验所和中央棉产改进所合作，建立了喷雾器制造实验室。1936年，参照国外样机，研制成功压缩式喷雾器和双管喷雾器，最高时月产达600架，1937年全年生产3761架，行销到江苏、浙江等23个省市，国产植保机械得到较快的推广。1943年，美国万国农具公司与我国农林部合作推广农机具，国民政府的农林部、中国银行、农民银行、交通银行和中央信托局等在重庆联合成立中国农业机械有限公司，而后移至上海，并在上海设立农业机械总厂。1946年，中国农业机械特种股份有限公司与陕西省农业改进所协商，用联合国善后救济总署给中国建立农具厂的设备，在陕西设立农具制造厂，该厂是后期西安农业机械制造厂的前身，为新中国农业机械生产制造业的发展做出了很大贡献。
与此同时，中国还建立了一些农机具科研机构，如1927年江苏省成立了农具研究所，1936年成立的中国机械工程学会设置了农业机械组，1942年成立了中国农具学会，为发展农业机械做了研究和组织工作。这些科研机构对发展新的农业机械做出了一定的贡献。总体上来讲，在新中国成立前的百余年的近代历史时期，我国政府和民间通过多种渠道引进并吸收近代西方先进的农业科技成就，农业生产中的劳动工具的革新在国外发达国家较先进技术的推动下有了较大的进步，国内有志之士在吸收国外先进技术的基础上根据我国国情仿制和发明研制了很多适应于当地条件的农作机械，为后期的发展创造了一定的条件。
1949年中华人民共和国成立初期，百业待兴，得到土地的农民投入农业生产的积极性空前高涨，急需先进的劳动工具投入生产，党和政府十分重视解决农业劳动生产力的问题，号召积极发展新式畜力农具，如步犁、耘锄、播种机、收割机和水车等，同时将引进、改造农业机具的动力作为发展农业机械的首件大事，先是从苏联引进第一批拖拉机用于东北地区的农业生产，再是结合我国实际情况走引进和仿制的道路，1950年中国第一台轮式拖拉机在大连仿制成功；同年，陕西机器厂仿制生产了第一台履带式拖拉机，开创了我国自主研制生产农用动力机的先河，带动全国多个省份研制开发了多种类型的拖拉机和农用柴油机。1950～1958年全国共试制生产轮式、履带、手扶不同型号的拖拉机155种，尽管质量水平不高，的确给全国高涨的农业生产提供了有效的机械化支撑。
在发展农用动力的同时，国家开始大量推广效率高、轻便省力、耕作质量好的各种新式农具。1950年5月，当时的国家政务院在中南海举办了新式农具展览，展品包括各类农具50余套件，对新式农具的推广起到了重要意义。1951年国家着手在各地建立新式农具推广站，到1957年，全国共设立新式农具推广站590余处，推广新式畜力农具511万部，其中双轮双铧犁、三铧偏置犁、新式步犁、水田犁、山地犁等367万部，圆盘耙8.5万部，钉齿耙3.7万部，播种机6.4万部，镇压器4.3万部，收割机1.8万台，脱粒机45.4万部。大量新式农具的推广使用，使大部分地区，尤其是平原旱作地区农业生产工具落后的面貌有了初步改观。
新中国成立初期，为了进一步推进农业劳动生产力的提高，国家开始有计划地在全国范围内建立各类农业机械生产企业，50年代后期，拖拉机及其配套农机具制造工业相继而生，1958年9月国家第一机械工业部组织召开全国拖拉机生产布局会议，首次提出了在我国拖拉机设计生产的系列型谱，并根据国内农业种植的区域特点，布局不同规格和型号的机型在南北方设置相应的企业生产，中原地区洛阳第一拖拉机厂于1959年建成投产，出品北方旱地中型轮式拖拉机和履带拖拉机；1960年上海拖拉机制造厂、江西拖拉机制造厂、广西柳州机械厂等设计生产南方水田用中小型轮式及手扶拖拉机；天津拖拉机制造厂、鞍山红旗拖拉机厂及东北的长春、佳木斯农机厂主要生产适应于国营农场用的中型以上轮式和履带拖拉机。
在配套农机具方面，为尽快发展农业生产，配合20世纪50年代的农业合作化运动，全国掀起了革新农具的高潮，国家在南北不同地域设置了农业机械研究单位，并开始设立以农业机械专业为主的院校，培养我国自己的农业机械研究设计人员。该时期国内农机企业仿制和自我设计了多种类型的新农具。在耕作机械方面，东北地区建立有灵山农具厂、黑龙江省第一机械厂和辽东农具厂，设计生产的双轮双铧犁推广到全国应用。华北农业机械总厂（现北京内燃机总厂）生产有旱地步犁，西北农具研究所设计生产了山地犁，华中和中南地区、广东广西相继生产了不同型号的水田犁。在种植机械方面，新中国成立初期主要是对传统的木制播种耧进行改良，安装机械式排种器，仿制国外畜力和机引播种机，1950年，沈阳农具厂、西北农具研究所、哈尔滨农业机械厂、华北农业机械总厂先后引进仿制苏联4～12畜力谷物条播机，1955年始由辽宁农具厂、西安农机厂引进仿制了机引24行谷物播种机、48行谷物播种机和4行棉花播种机等，改变了几千年来的播种方式。
