凭着脑海里那两幅图的启发，再结合自己对后世打谷机的一些模糊记忆，以及对《天工开物》中其他相关机械原理的理解。
开始一笔一划地，将这台全新的“脚踏式滚筒打谷脱粒机”的草图，给仔仔细细地勾勒了出来。
这台机器，在他最初的构想中，主体应该是一个用坚固木料打造的、半封闭的箱型结构。
箱子的上方，要有一个倾斜的、带有一定弧度的喂料口，方便将成捆的谷秆顺畅地喂入。
箱子的内部，则是这台机器的核心部件——一个可以高速旋转的、直径和长度都经过精心计算的、表面布满了交错排列的硬木齿钉或铁钉的巨大滚筒。
这个滚筒，必须用最坚硬、也最不容易变形的木料制作，两端用特制的铁轴固定，并安装在能够承受高速旋转和巨大冲击力的轴承之上。
而驱动这个滚筒高速旋转的动力来源，则是位于箱体下方的一套脚踏机构。
这套机构，他打算借鉴踏碓和纺车的设计，采用曲柄连杆和大小齿轮的组合，力求能将人踩踏的力量，最有效地、也最平稳地传递到滚筒之上。
当谷秆从喂料口送入，与高速旋转的滚筒接触时。
那些坚硬而又密集的齿钉，就会像无数只锋利的小爪子，迅速而又凶猛地，将谷穗上的谷粒给“撕扯”下来，“梳理”下来，或者“抽打”下来。
脱落下来的谷粒和一部分被打碎的谷壳、断秆，则会通过箱子底部一个带有格栅的斜面出料口，落入事先准备好的箩筐或者布袋之中。
那些较轻的谷壳和尘土，则可以利用滚筒高速旋转产生的气流，从箱体侧后方预留的排风口排出。
而那些被打干净了的谷秆，则会因为滚筒的离心力和后续谷秆的推挤，从箱体的另一端一个专门的排草口被甩出来。
整个过程，理论上只需要一个人有节奏地踩动踏板，另一个人负责均匀地喂入谷秆和及时更换承接谷物的箩筐。
其效率，比起那纯靠人力的连枷摔打，简直不可同日而语。
而且，因为是在一个相对封闭的箱体内进行脱粒，也能大大减少谷物的抛洒和浪费，更能减轻那呛人的尘土飞扬。
“爹，您这这又是琢磨出啥好宝贝了？瞅着比那耧车还复杂些呢。”
铁牛、石头和柱子，看到自家老爹又像着了魔似的，趴在桌案上写写画画，嘴里头还念念有词，都忍不住好奇地凑了过来。
当他们看清楚草纸上那些带着齿轮、连杆、滚筒、还有脚踏板的、奇奇怪怪的组合图形时，一个个都看得是眼花缭乱，不明觉厉。
“这叫‘脚踏打谷机’，要是能把它给做成了，往后咱们这打谷的活儿，可就能省下老鼻子力气，也能快上好几倍了。到时候，别说咱们自家这几百担粮食，就是全村的粮食，怕是也用不了多少工夫就能拾掇利索了。”张大山抬起头，看着儿子们，脸上充满了自信和一丝不易察觉的兴奋。
“脚踏的？还能打谷？”几个小子都听得是啧啧称奇，眼神里也再次冒出了那种对未知事物的好奇和对自家老爹那神乎其神本事的深深崇拜。
他们已经不止一次地见证过，自家老爹这些看似“异想天开”的念头，最终都变成了实实在在的、能改变他们生活的“神奇宝贝”。
“爹，那咱们还等啥？赶紧动手做啊！”柱子这个“技术迷”，早就按捺不住了，他瞅着图上那些需要精确加工的木质构件和传动装置，手又开始痒痒了，恨不得立刻就拿起斧凿锯刨，大干一场。
“不急，不急。”张大山摆了摆手，虽然他也心急如焚，恨不得立刻就把这“神机”给造出来，解了眼下的燃眉之急。
但他也知道，这种相对精密的机械，可不像做犁耙那么简单，更不像垒个灶台那么随意。
“这玩意儿，里头的门道可不少。尤其是那个旋转的打谷滚筒和脚踏的传动机构，尺寸、平衡、还有各个部件之间的配合，都得拿捏得准准的，分毫都差不得。不然，非但打不了谷，还容易出岔子，甚至伤到人。”
“咱们得先把这图纸再仔细琢磨琢磨，把每一个零件的尺寸都精确地计算出来，再把合适的材料都备齐了，最好是先用些废旧木料，试着做出几个关键部件的模型，看看能不能严丝合缝地配合起来，然后再正式动手。”
于是，接下来的几天里。
张大山再次带领着他的“核心技术团队”——大儿子铁牛，负责所有金属锻造和关键承重结构的把控）；二儿子石头，负责出谋划策、优化设计和后勤保障）；三儿子小山，负责精确计算、绘制更规范的图纸和文字记录；以及那个对木工有着惊人天赋的小儿子柱子，负责所有木质构件的精细加工和组装。
一头扎进了对这台划时代的“脚踏打谷脱粒神机”的紧张研发和试制之中。
这一次，他们面临的难度，明显比之前制作曲辕犁和神农耧车要大得多。
那高速旋转的打谷滚筒，不仅要保证足够的强度和硬度，还得做得尽可能地轻便和平衡，否则一旦转起来，那巨大的震动和离心力，就能把整个机器给拆散了。
张大山尝试了多种木料，最后选定了一种质地坚硬、纹理细密、且不易开裂的硬杂木，作为滚筒的主体材料。
他又让铁牛用最好的铁料，锻造出两根粗壮坚固的中心转轴，并想办法将其牢固地嵌入滚筒的两端。
至于滚筒表面的那些“齿钉”，他们最初尝试用削尖的竹钉，但发现强度不够，很容易在高速旋转和撞击中断裂。
后来，还是石头想出了个主意，建议用那种生长在山里、质地异常坚硬、俗称“铁核桃”的树木的木心，削成一寸来长、筷子粗细的木钉，再用火烤使其进一步硬化，然后密密麻麻地、交错排列地嵌入滚筒表面。
这样一来，既保证了足够的硬度和耐磨性，又不至于像铁钉那样容易损伤谷粒。
那套脚踏的传动机构，更是让他们父子几人绞尽了脑汁。
如何将人踩踏的往复运动，高效地转化为滚筒的圆周旋转运动？
如何设计出合适的齿轮比，才能既省力，又能保证滚筒达到足够的脱粒转速？
那些用来固定滚筒和传动轴的轴承，又该如何制作，才能既灵活耐用，又能承受巨大的冲击力？
这些问题，每一个都像是一座难以逾越的大山，横亘在他们面前。
好在，张大山有《天工开物》这部“百科全书”作为后盾，虽然书上没有直接画出完整的打谷机图样，但其中关于各种机械传动、轴承设计、以及材料加工的原理和技巧，却如同一盏盏明灯，不断地为他指引着方向。
他大胆地借鉴了水车上那种用硬木制作的、浸了桐油的“自润滑轴承”的原理，并对其进行了改良，增加了可调节的间隙，以适应高速旋转的需求。
他又从纺车和织布机那种利用轮轴和皮带（用坚韧的牛皮代替）进行变速传动的结构中获得了启发，设计出了一套虽然简陋、却也还算有效的增速机构。
小山则发挥了他那秀才的学问，帮着父亲一遍遍地计算齿轮的齿数、轮轴的直径，力求达到最佳的传动比和力效比。
柱子更是将他那手日益精湛的木工技艺发挥到了极致，那些需要精确加工的齿轮、轮轴、连杆、以及各种形状不规则的框架构件，都在他那双灵巧的手中，如同被赋予了生命一般，严丝合缝地拼接组装起来。
父子几人，就在这叮叮当当的敲打声、吱呀作响的拉锯声、以及时不时传出的激烈争论和茅塞顿开的欢呼声中。
不眠不休，废寝忘食，克服了一个又一个的技术难题。
将一块块普通的木头，一截截冰冷的铁料。
一点点地，变成了一个凝聚了他们无数心血和智慧的、充满了勃勃生机的“打谷神器”。
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