楚材晋用：中国水转大纺车与英国阿克莱水力纺纱机
提要：世界上最早发明和运用的水力纺纱机，并非工业革命初期英国的阿克莱水力纺纱机，而是元代中国的水转大纺车。这种大纺车是宋元中国机械制作技术成就之集大成者，在中原和四川一些地方已得到相当广泛的运用。以水转大纺车为代表的中国机械技术知识西传到欧洲后，对以阿克莱水力纺纱机为代表的近代机器的发明产生了重要的促进作用。虽然大纺车在元代以后在中国并未销声匿迹，但未能像阿克莱水力纺纱机那样引起一系列重大后果。
关键词：元代中国 水转大纺车 工业革命 阿克莱水力纺纱机
开始于18世纪中叶英国的工业革命，因其在世界历史上具有“头等的重要性”，被视为“把人类历史分开的分水岭”前句出自L.S.斯塔夫里阿诺斯《全球通史》(1500年以后)(上海社会科学院出版社，1999年)第276页，后句出自
NorthDouglas,StructureandChangeinEconomicHistory
.W.W.Norton&Company,1981,p.158。。虽然对这一伟大事件的发生及其原因至今还在探讨之中，不过按照比较普遍的看法，工业革命主要是指用机器代替人工进行生产，从而造成生产方式的变革
马克思指出：机器是“工业革命的起点”。这是因为“生产方式的变革，在工场手工业中以劳动力为起点，在大工业中以劳动资料为起点。因此，首先应该研究，劳动资料如何从工具转变为机器”。《马克思恩格斯全集》第23卷，人民出版社，1972年，第330页。。而机器普遍用于生产，又首先出现于纺织业。因此之故，作为工业革命完成阶段见证人的马克思，对工业革命的过程作出了如下总结：“棉、毛、麻、丝等的纺织业”，是“最早依靠水力、蒸汽和机器而发生革命的工业部门”，是“现代生产方式的最初产物”《马克思恩格斯全集》第23卷，第330、408页。。因此，纺织机器的发明与使用，是人类历史上的伟大事件。
依照宫崎市定的说法，中国在宋元时代的经济发展水平远居同时代欧洲之上，直至18世纪中期以前，中国和欧洲还大致处于一种雁行的状态，彼此差距还不十分明显。但是18世纪中期英国工业革命发生后，中国便被远远地抛到了后面参阅宫崎市定《宋代の石炭と铁》，《东方学》第18辑。。这个“由先进到落后”的巨大变化是怎样发生的和为什么会发生?成为中国经济史上头等重大的问题。我在十多年前曾发表过一篇文章，从元代的水转大纺车的问题入手，对上述问题进行过一些探讨李伯重：《水转大纺车及其历史命运——兼论明清中国何以未能发生工业革命》，《平准学刊》第3辑上册，1986年。。本文的讨论则将集中到水力纺纱机本身的情况，并且看看这一重大技术发明在中国和英国有何不同的结局。
一谁首先发明和使用了水力纺纱机：18世纪中期英国的阿克莱，还是元代中国的无名工匠?
据一般的看法，英国工业革命以水力纺纱机的发明和使用为开端。虽然托马斯·隆柏于1719年在德比建立了英国历史上第一个水力缫丝厂，但是在1760年代以前英国还未运用水力纺纱意大利人很早就利用水力捻丝，托马斯·隆柏的水力缫丝厂是在他取得意大利人的秘密后建立起来的。约翰·克拉藩：《简明不列颠经济史——从最早时期到1750年》，上海译文出版社，1980年，第314页。。直到1769年，具有实用价值的阿克莱水力纺纱机方定型并推广，嗣后克隆普顿又将阿克莱水力纺纱机与哈格里夫斯发明的“珍妮”纺纱机加以改进并结合，于1779年发明出更优良的改良水力纺纱机——“骡机”。此后，英国纺织业便在大机器生产的道路上发展，成为工业革命的领头工业部门参阅
P.DeaneandW.A.Cole,
BritishEconomicGrowth,1688\_1959:TrendsandStructure
.CambridgeUniversityPress,1964，pp.182\_183。。因此阿克莱水力纺纱机的发明，通常被认为是英国工业革命开始的标志。
但是出乎一般人意料之外的是，水力纺纱机的发明与最早使用并不是在18世纪中期的英国，而是在此前4个世纪的元代中国。元代中国发明了水力纺纱机，这在王祯《农书》中有翔实的记载王祯：《农书》“农器图谱十四·利用门”与“农器图谱二十·麻苎麻门”，王毓瑚校，农业出版社，1981年。。王祯把这种水力纺纱机称为“水转大纺车”，详细地介绍了其结构、性能以及当时的使用情况，并且附有简要图样，从而以确凿不移的证据，证实了世界上最早的水力纺纱机的存在。
根据王祯的记述，这种水转大纺车已经是一种相当完备的机器。它已具备了马克思所说的“发达的机器”所必备的三个部分——发动机、传动机构和工具机。其发动机(今日学界也称之为动力机、原动机)为水轮水轮系马克思所说的那种“接受外部某种现成自然力的推动”的发动机。马克思语见《马克思恩格斯全集》第23卷第410页。。王祯说水转大纺车的水轮“与水转碾磨工法俱同”，而中国的水转碾磨在元代之前已有上千年的发展历史，从工艺上来说相当成熟。水转大纺车的传动机构由两个部分组成，一是传动锭子，二是传动纱框，用来完成加捻和卷绕纱条的工作。工作机与发动机之间的传动，则由导轮与皮弦等组成。按照一定的比例安装并使用这些部件，可做到“弦随轮转，众机皆动，上下相应，缓急相宜”。工具机即加捻卷绕机构，由车架、锭子、导纱棒和纱框等构成。为了使各纱条在加捻卷绕过程中不致相互纠缠，在车架前面还装置了32枚小铁叉，用以“分勒绩条”，同时还可使纱条成型良好，作用与缲车上的横动导丝杆相同。这里要指出的是，水转大纺车的工具机所达到的工艺技术水平，即使是用18世纪后期英国工业革命时代纺纱机器中的工具机为尺度来衡量也是非常卓越的。例如著名的“珍妮”纺纱机最初仅拥有8个纱锭，后来才增至12—18个纱锭；而大纺车却拥有32个纱锭。“珍妮”机仅可靠人力驱动，而大纺车却可以水力、畜力或人力为动力。而且，大纺车虽然是用于纺麻，但稍作修改，缩小尺寸，又可用来捻丝王祯《农书》说：“又新置丝线纺车，一如上〔法〕，但差小耳”。其中“法”字为《农政全书》卷36“蚕桑广类”引用时增此。，因而具有相当好的适应性。这种纺纱机在构造上非常卓越，因此博得了李约瑟的高度赞扬，认为它“足以使任何经济史家叹为观止”。应当说，这并不是溢美之词李约瑟：《中国科学技术史》第4卷《物理学及相关技术》第2分册《机械工程》，科学出版社与上海古籍出版社，1999年，第456页。。
由于水转大纺车确实已达到很高水平，因此它的工作性能颇佳，工作效率甚高。诚如王祯所赞的那样，“大小车轮共一弦，一轮才动各相连。机随众NFDE3方齐转，NFDC6上长却自缠。可代女工兼倍省，要供布缕未征前”；“车纺工多日百斤，要凭水力捷如神”!“比用陆车，愈便且省”王祯：《农书》“农器图谱二十·麻苎麻门”。。
元代出现这种复杂的纺纱机并非王祯个人的天才发明，而是中国纺纱工具长期发展的产物。仅就现存的古代文献而言，早在东晋时代中国就已有了足踏三锭纺车。这种纺车也出现在大画家顾恺之为刘向《列女传》“鲁寡陶婴”作的配画中，可见其使用已经并不罕见。顾氏原画虽然失传，但是从宋代翻刻的《列女传》中仍可见到妇女使用这种纺车的配画。三锭纺车是纺车发展史上的重大进步，为更多锭数的纺车的出现开辟了道路。三锭纺车进一步发展，锭子由3个增加到5个，就是王祯《农书》中的“小纺车”。依照王祯所述，小纺车在元代运用很广，“凡麻苎之乡，在在有之”王祯：《农书》“农器图谱二十·麻苎麻门”。。从机械学的角度来看，三锭纺车和小纺车在机构和工艺方面相差不大，同时主要作用都是对麻缕进行加捻与和线它们都由脚踏和纺纱两种机构组成。其中脚踏机构又由踏杆、凸钉和曲柄三个部分组成，运用杠杆原理工作；而纺纱机构则由绳轮和锭子两个部分组成。参见陈维稷主编《中国纺织科学技术史》(科学出版社，1984年)第172—174页。。李约瑟认为：“在14世纪早期(中国的)纺车上已有3个甚至5个锭子，全体由一根绳传动，这似乎是成熟的特征，意味着它们已有很长的发展历史了”《中国科学技术史》第4卷《物理学及相关技术》第2分册《机械工程》，第107页。。多锭纺车的出现、改进和普及是纺纱机械发展史上的重大事件。元代多锭纺车发展到5锭纺车，在当时的世界上是一个伟大的成就。
小纺车有5个锭子，而5锭已是足踏纺车所能设置的纱锭数目的极限，要再增加锭数，就必须对纺车进行重大改革。换言之，就必须使用大纺车。大纺车与小纺车的差别不仅在于体积大小，也在于工作方式的不同。使用小纺车是在锭子旋转时，手持一段麻缕使其加捻和合并，待纺好后将其绕在锭子上，也就是把加捻和卷绕分两次完成。而使用大纺车则把待加捻的麻缕预先绕在锭子上，纺纱时锭子一边旋转，一边给从锭子上抽出的麻缕加捻，同时这些加捻的麻缕穿过一个铁叉绕到纱框上。因此在纺纱机构上，大纺车与小纺车有重大差异，即锭子不仅由横卧变为竖立，而且被从纺车的上部移到纺车的下部，此外还增置了传动锭子、传动纱框等部件。不过尽管有这些重要改变，大纺车的基本工作原理仍然与小纺车一致，即锭子基本上仍然按照脚踏纺车的原理，采用绳弦集体传动方式来带动锭子旋转参见上海市纺织科学研究院《纺织史话》编写组《纺织史话》(上海科学技术出版社，1978年)第76—77页。。因此就纺纱机构而言，小纺车与大纺车之间具有一种承继的关系。元代小纺车已经广泛使用，这就为大纺车的出现奠定了基础。当然，小纺车与大纺车在纺纱机构上存在着重大差异。但是，从薛景石《梓人遗制》所体现出来的金元之际华北机械(特别是织机)制作技术来看，要克服这些差异并不是做不到的薛景石《梓人遗制》是一部由民间木工写成的织机与坐车制作工艺专著，可以说是当时木制机械实际制作经验的总结。该书中体现了非常值得重视的机械工艺知识，例如作者把分部零件和总装配图都刻画得非常具体，立体图更是形象逼真，“每一器(按：即每一机件)必离析其体而缕数之”。不仅详细说明了每个零件的尺寸大小和安装部位，而且也简要讲述了各种机件的制作方法，“分则各有其名，合则共成一器”(参见陈维稷主编《中国纺织科学技术史》第213页；胡维佳主编《中国古代科学技术史纲·技术卷》，辽宁教育出版社，1996年，第16—18页)。他所谈到的织机与坐车制作技术，对于大纺车的发明肯定是有启发的。。
在动力机构方面，大纺车与过去的纺车有较大差异。过去的纺车(包括小纺车)都是依靠人力驱动，而大纺车却可以用人力、畜力或水力驱动。即使就人力驱动而言，大纺车所用的驱动方法也与过去纺车使用的方法不同。过去的单锭纺车，靠一只手转动曲轴来驱动；而较为先进的足踏纺车，则靠足踩踏板来驱动。人力大纺车的驱动从后代的情况来看，工作原理与单锭纺车相似。但是大纺车由于锭子数目多，因此要把转轮直径增大，用双手转动纺轮上的曲轴来驱动。水力大纺车，王祯《农书》已经说得很清楚，采用的是水磨、水碾所使用的水轮驱动方法；而畜力大纺车大约是采用类似畜力碾磨所使用的方法。水力和畜力碾磨在元代以前已有长久的使用历史，技术上已颇为成熟，因此在纺纱机上使用这些技术绝非难事。
水转大纺车是宋元中国机械制作技术成就之集大成者，这意味着它是民间应用技术的产物，而非一个伟大发明家的天才构想和设计。换言之，和许多古代的伟大发明的存在情况不一样，它是一种已被广泛使用于生产实践的实用技术。而一种技术是否得到运用，其意义之重大，并不逊于这种技术的发明。
关于水转大纺车使用情况的记载，主要仍见于王祯《农书》。该书说：“中原麻苎之乡，凡临流处所多置之”。由于水转大纺车工效高，因此往往多户人家合用一车：“或众家绩多，乃集于车下，秤绩分NFDC6，不劳可毕”。可见，在14世纪初期的中原的某些沿河地区，水转大纺车的运用已颇为普遍。在中原以外的地区有没有采用水力纺纱机的情况?这个问题史坛过去一直未回答，但我们却不能回避。否则王祯关于水转大纺车已颇为普遍地运用于生产实践的重要说法，就会因孤证而难以令人确信。因此寻找其他证据对于此说至为关键。
我曾在元人揭傒斯的《蜀堰记》中发现了一则史料，表明在14世纪中叶，某种形式的水力纺纱机曾运用于四川成都平原上。据该文，顺帝至元元年(1341年)重修都江堰，效果很好，修堰之前，“常岁或水之用仅数月，堰辄坏。今虽缘渠所置碓磴纺绩之处以千万数，四时流转而无穷”
此文收于揭傒斯《揭文安公全集》(四部丛刊本)，亦见于《古今图书集成》“职方典”卷598“成都府部·艺文二”。。从这段文字里，我们可以清楚地看出：第一，都江堰“缘渠所置”的“碓磴纺绩之处”，应当就是借助水力推动的碓磴和纺车。此处的“碓磴”是指水碓，自无问题，但“纺绩之处”是否指水力纺车，可能有人会感到怀疑。但是如陈维稷所言，所谓绩麻，就是现今的合股加捻。自秦汉至清末，中国所使用的主要绩麻方法是“纺纱法”，所用工具为纺车，基本上以人力为动力，但亦有用水力推动者参见陈维稷主编《中国纺织科学技术史》第172—174页。。所以揭傒斯文中谈到的“纺绩”，即纺麻纱。这里的纺麻纱机沿都江堰而置，自当为水力纺纱机无疑；第二，“缘渠所置碓磴纺绩之处以千万计”，说明这里的水转碓磴与水转纺车不仅数量众多，而且十分集中；第三，“四时流转无穷”，亦即这些碓磴与纺车依靠水力推动，常年运转，四季不停。可见在14世纪前半期的成都平原上，水力纺纱机的使用已十分普遍。此外，从当时的客观环境来看，水力纺纱机在都江堰一带得到普遍使用也是非常可能的。当时成都平原纺织业颇为发达，在此次修堰前三四十年的大德年间(1298—1307年)，马可·波罗在成都平原上，“见有城村甚众，皆有墙垣，其中纺织数种丝绢”，“彼等恃工业为活，其纺织美丽Cenolaux及其他布匹，且在成都府城纺织也”《马可·波罗行记》，沙海昂注，冯承钧译，商务印书馆，1936年，第440、441页(后一句引文见第441页注6，出自法文本)。梁生智译《马可·波罗游记》(中国文史出版社，1998年)第160页则为“可以看见许多上等的住宅、城堡和小市镇，居民以农业维持生活，城中有各种制造业，特别是能织出美丽的布匹、绉纱及薄绸”。。再次，这一带不仅盛产木材，而且还有比较发达的铁工业这从此次重修都江堰可得到证实，据前引《蜀堰记》，此次修堰共用铁65000斤，役使铁工700人。。这就从物质上和工艺上保证了水力纺纱机的大量制作。
由于文字过简，揭傒斯文未详言此时都江堰一带使用的是何种水力纱绩机械，但是我认为这里的水力纺绩机，应当就是一种类似水转大纺车的纺纱机。首先，揭傒斯所记述的情况，距王祯《农书》成书已近三十年王祯《农书》成书于皇庆2年(1313年)，重修都江堰则在至元元年(1341年)。。而中原地区使用水转大纺车，从王祯《农书》中所记载的运用的普遍程度来判断，其发明肯定还在《农书》成书之前很久。也就是说，对于都江堰一带的纺纱业者来说，中原使用的水转大纺车早已不是什么技术秘密。其次，即使中原的水转大纺车先前没有传入成都平原，到王祯《农书》刊出后，他们也完全可以据此制作水力纺纱机。作为一个重视民生的伟大科技专家，王祯看到了水转大纺车的重大经济意义，因此“特图其制度，欲使地方之民视其机括关键，仿效成就，可为普利”，“画图中土规模在，更欲他方共得传”。由于大纺车的基本构造在王祯《农书》中已有图文并茂的记述，因此只要具有一定经验的木匠，即可“依样画葫芦”，造出一部类似的大纺车来。因此之故，元代后期都江堰下游缘渠所置的数量众多的水力纺绩机，应即王祯《农书》所载的水转大纺车或其相似物。
揭傒斯文以一个具有确切的时间与地点的实例，证实了元代水力纺纱机的使用并不仅限于中原麻苎之乡。不仅如此，此记载还表明都江堰一带水力纺纱机的使用达到令人惊异的程度。王祯《农书》虽然谈了中原麻苎之乡使用水转大纺车，但惜乎所言过简，不能使我们得知当时中原地区水转大纺车的具体使用地点，以及在一个地区内的机器数量、使用率等。从这种大纺车的工作效率、中原的水利条件和当时中原麻苎生产的一般情况来推测，这种纺纱机在一个地区内的数量不会很多，一年中实际使用的时间也十分有限。与此相对照，在成都平原的都江堰一带，水力纺纱机不仅分布集中，而且一年四季运转不息。因此，从某种意义上可以这样说，元代后期的都江堰一带，乃是当时中国使用水力纺纱机最集中和最充分的地区，因而也是世界上第一个在纺纱业中建立起水力推动的机器生产体制的地区。
二阿克莱水力纺纱机：是否仿制中国的水转大纺车?
阿克莱水力纺纱机的发明，与中国的水转大纺车之间是否有某种关联呢?这是一个饶有兴趣的问题。伊懋可(MarkElvin)把王祯《农书》中的水转大纺车和18世纪后期及19世纪初期英国工业革命中的亚麻纺纱机作了对比之后，发现二者在结构上“惊人地相似”。因此他认为后者可能就是前者经印度传入英国后略加改良的产物
MarkElvin，
ThePatternoftheChinesePast:ASocialandEconomicInterpretation
.StanfordUniversityPress,1973,p.198.。虽然他未提供证据，但是其推测却是十分可能的。据说，理查德·阿克莱是在德比研究了当时的水力捻丝机后受到了启发后，才设计出其水力纺纱机来的。当时英国的水力捻丝机是意大利捻丝机的仿制品据卡洛·波尼的研究，1716—1717年英国安装的第一部捻丝机，是英国人在意大利刺探了两年工业情报后仿制的，被誉为“英国拥有的第一台名符其实的加工机械”。转引自布罗代尔《15至18世纪的物质文明、经济和资本主义》(三联书店，1993年)第2卷第637—638页。，而意大利捻丝机，如李约瑟所说，又是在元代时期由中国传入：“因为我们发现，从那以后不久，在意大利的卢卡等城市，缲丝厂使用的机器酷似中国的［机器］。由此推测，是那时到东方旅游的某个或某些欧洲商人把设计图样装在鞍囊中带回国的”
转引自罗伯特·坦普尔《中国：发明与发现的国度——中国科学技术史精华》，21世纪出版社，1995年，第233—234页。。而在元代中国，惟一可知的水力捻丝机恰恰就是水转大纺车据王祯《农书》，水转大纺车亦可用于捻丝。参阅第66页注1。。由此而言，阿克莱纺纱机与水转大纺车之间应当具有某种关系。另一说则更为直接：阿克莱之领悟纺纱机的原理，是由于他“听到一个水手叙述中国人所用的机器”保尔·芒图：《十八世纪产业革命》，商务印书馆，1983年，第174页。。18世纪中期以前中国惟一所知道的水力纺纱机只有水转大纺车，因此阿克莱听说的中国机器，应当就是水转大纺车。不论如何，阿克莱水力纺纱机与王祯《农书》中的水转大纺车，应当有一定渊源关系。倘若把这种渊源关系放在近代早期欧洲与中国之间的技术交流的背景下来看，是十分清晰的。
在近代早期的欧洲，曾有一个主要是通过传教士(特别是耶稣会士)把中国的工艺技术知识介绍到欧洲的浪潮。在这些知识中，纺织技术占有重要的地位。18世纪在华耶稣会士对中国的纺织技术进行了相当广泛的调查，绘制了大量织机图寄回法国(现仍保存在巴黎国立图书馆)。这些纺织机具图种类繁多，是迄今为止最为详细的织机图谱在这些图谱中，有棉、麻纺织机具图谱(包括除棉籽、织布、织麻夏布等机具图谱)，更多的则是丝绸织机图谱(包括织云龙缎、花带、罗斗纱、香云纱、大花缎、大花边、灯笼纱、熨绒、栏干、边带、素绫、花素锦等各种织物所需的织机以及探花机图谱)。。此外，还介绍了从经纬线的准备，到拔更、放更、扳更、穿箱、续更、刮绸，直至成衣的各个工序的生产操作情况
巴黎国立图书馆还保存有和纺织相关的一些图谱，包括棉花的种植、加工，从布到成衣(染漂等工艺)；从麻的种植、收割到纺织等。。有关技术资料的来源除了实际调查之外，传教士们也广泛地利用了中国已刊出的科技著作。在其中，明末身居相位的基督徒徐光启的科技著作(特别是《农政全书》)，更是他们注意的对象。1735年出版的杜赫德的《中华帝国通志》，详细谈到了养蚕与丝织业技术J\|B.duHalde,
Descriptiongbophique,historique,chronologique,politiqueetphysiquede
laChineetdelaTartarieChinoise,Haye,1736,Tome2.pp.250—267.以及同书pp.246\_250(此部分内容是殷弘绪翻译介绍的，参见
MmeYvesdeThomozBossirer,Francois\|XavierDentrecollesetl
AppportdelaChinealEuropeduXvIIIeSiecle.Paris,1982,pp.114\_117)。转引自韩琦《中国科学技术的西传及其影响》(河北人民出版社，1999年)第163—164页。。从此书刊载的养蚕、缫丝和织机插图看，显然采用了《农政全书》卷31—34蚕桑及卷35—36蚕桑广类的内容参见潘吉星《中外科学之交流》(香港中文大学出版社，1993年)第484—486页。。元代水转大纺车的有关图文，几乎原封不动地保存在《农政全书》中。因此水转大纺车在18世纪中叶以前，已通过传教士介绍到西欧，应是无可置疑的。不仅如此，即使目前还未有确切的证据证实阿克莱水力纺纱机与元代水转大纺车之间具有直接承继关系，我们也可以从李约瑟等人的研究中，看到中国关于水力机械和纺纱机械的知识，确实对近代早期西欧的纺织机器的改进(包括阿克莱水力纺纱机的发明)起到了重大作用。下面，我们就根据罗伯特·坦普尔对李约瑟等人的研究所作的总结，选择其中的一些关键技术作一简要介绍。
1.纺车
卷纬机是中国人用来加工丝绸纤维的机械。在121年刊印的《说文解字》里就已提到这种机械，而1237年刊印的《耕织图》更第一次将其描绘出来。早在元代，卷纬机就已传到欧洲的意大利参见《中国：发明与发现的国度》第233—234页。。而到了18世纪，《耕织图》又通过贸易等途径传入欧洲参见韩琦《中国科学技术的西传及其影响》第164页。，从而使得关于这种机械的知识，不再成为一种技术秘密。
纺车是从卷纬机派生出来的，但究竟是何时才派生出来的，现在还不清楚。保守一点说，可以认为到11世纪时，为处理棉纱用的纺车已从卷纬机中分化出来了。通过传送带把纺锤(锭子)与大轮子连接起来，从而使纺锤(锭子)高速运转，是最聪明的办法。在欧洲，迄今所知的关于纺车的最早的介绍，是在1280年左右出版的德国斯佩那尔一个行会章程，其中间接提到了纺车。李约瑟相信：在欧洲，纺车以及与纺织品有关的其他机械，是元代由从中国归来的意大利人传入的参见《中国：发明与发现的国度》第233—234页。。李氏并且指出：达·芬奇的多锭制绳机是1313年以后所绘的中国多锭纺车的几乎一模一样的摹本《中国科学技术史》第4卷《物理学及相关技术》第2分册《机械工程》，第107页。
2.传动带
传动带将动力从一个轮子传递到另一个轮子，并产生连续的旋转运动。它早在公元前1世纪便出现在中国。研制传动带与缫丝机的使用有关，尤其是一种称为卷纬机的机器，它将长长的丝纤维卷绕在绕丝架上以备织工的梭子使用。这种机器的特点是有一个大轮子、一条传动带和一个小皮带轮，公元230—232年间编撰的《广雅》一书再一次提到这种机器。
传动带对于纺车的发明至关重要。传动带不仅可以围绕有轮缘的普通轮子旋转(无轮轮子是否带凹槽)，还可以围绕无轮缘的轮子旋转。无轮缘的旋转轮听起来可能显得语义矛盾，而且使用无轮缘轮子的传动带一开始就似乎是非分之想，然而，事实上处于稍稍突出或两套被交替安装的轮辐之间的纤维的摇架，可以为皮带创造一种十分适合的连接。中国还有一项在无轮缘轮子上使用传动带的技术，即将有凹槽轮装在轮辐的末端并通过连续的槽来带动传动带。
传动带显然是作为自中国归来的游客带到意大利的卷丝及纺丝机械技术的一部分而传入欧洲的。欧洲有关传动带的最早的实际形象物于1430年出现在卧式旋转磨石上。19世纪以前传动带在欧洲一直极其罕见，这表明欧洲人在三个多世纪里并不重视把纺织机的这一特殊机件用于其他目的。在欧洲，扁平皮带和钢丝缆绳用作传动带只是在19世纪才开始参见《中国：发明与发现的国度》第98—99页。。