Automata: Töfrandi leyndardómar hins forna heims, vélrænu undur miðalda, nútímaundur iðnmeistara. Jæja, nóg um alitert.
Automata, automata, vélmenni, sjálfvirk vél: Öll þessi orð lýsa flokki véla sem eru taldar tiltölulega sjálfvirkar og geta framkvæmt fyrirfram forritaðar aðgerðir eða aðgerðir vegna röð af fyrirfram ákveðnum vélrænum leiðbeiningum.
Aukaorð fyrir málfræðinörda: Automata og automata eru báðar lagalegar fleirtöluútgáfur af automata; Hins vegar er „sjálfsali“ eins konar mötuneyti sem lítur út eins og sjálfsali með mat í klefa , Hann opnast þegar mynt er sett í.
Automata getur haft ýmsar stærðir og lögun og getur nánast allt sem fólk getur ímyndað sér og hannað í vélrænt kerfi.
Sjálfvirkin sem ég vil leggja áherslu á eru nokkrar flóknar útgáfur sem þú gætir kannast við, eins og kúkaklukkur (fuglar sem skjótast út um dyrnar til að segja tímann) eða einföld handsveifuð borðdót (eins og hestar, fuglar eða fiskar) ) og áhugaverðar senur.
Sögulegir sjálfvirkir eru meðal annars spiladósir með fígúrum, típandi fuglum og mjög flóknar og æðislegar manneskjur eftir Pierre Jaquet-Droz sem teikna myndir, skrifa setningar eða spila á hljóðfæri.
Ég mun kynna fleiri dæmi síðar, en fyrst skulum við skilja sögu sjálfvirka frá upphafi.
Snjallir verkfræðingar og iðnaðarmenn hafa lengi smíðað sjálfvirka vélar og sumar heimildir birtust strax um 1000 f.Kr., sem eru meira en 3000 ár síðan.
Því miður hafa dæmi frá fornum menningarheimum eins og Kína, Grikklandi og Róm annað hvort gleymst í sögunni eða geta aðeins lifað af með texta, teikningum og málverkum. Fólk gæti tekið forna Antikythera vélbúnaðinn í kringum 100 f.Kr. inn í umræðuna, en þar sem þetta er kannski ekki sjálfvirk vél, heldur flókin talning og reiknivél, mun ég ekki taka það með hér.
Elstu hlutir eru venjulega búnir til sem trúarvélar til að sýna mátt leiðtoga eða til að kalla fram andlega upplifun þegar þú heimsækir helga staði eins og musteri. Hins vegar, jafnvel á fyrstu öld e.Kr., bjó hetja Alexander, þekktur fyrir framlag sitt til vísinda, stærðfræði og verkfræði, vélrænan sviðsleik með því að nota reipi, hnúta, gír og aðrar einfaldar vélar til að klára það sem að sögn stóð í 10 mínútur .
Með því að nota sérfræðiþekkingu sína í vökvafræði, pneumatics og vélfræði, fann Hero upp vélar sem geta sinnt verkefnum til viðbótar við skemmtun, eins og forritanlegar sjálfkeyrandi kerrur, sjálfsala, vindorgel og ýmsar stríðsvélar.
Þetta er venjulega samhliða saga sjálfvirka: áhugaverða hliðin er sameinuð uppfinningum og verkfræði til að hvetja og sýna framfarir vélrænna á áhugaverðan og stundum töfrandi hátt.
Það fer eftir tíma og stað í sögunni, hjátrúarfullir borgarar kunna að líta sjálfvirka tortryggni, vegna þess að margir hafa ekki eigin reynslu af slíkum tækjum. Þetta þýðir að sagan um kraftaverka styttu eða kraftaverk mun breiðast út um mannfjöldann, en í raun er þetta sniðugt tæki sem er hannað til að líkja eftir dularfullri upplifun.
Á miðöldum missti megnið af hinum „vestræna“ heimi kunnáttu og þekkingu til að búa til slíkar vélar. Býsans og hinn arabísku heimur héldu áfram hefðum Grikkja (og hugsanlega Kínverja, þökk sé viðskiptum við Austurlönd fjær)), búa til svipaðar vélar og skrifa blöð, svo sem „Bók um hugvitstæki“ í Írak í dag um kl. 850 e.Kr.
Sjálfvirkir vélar sem múslimskir verkfræðingar og uppfinningamenn hafa búið til eru sannarlega ótrúlegir, öldum fyrr en mörg fræg vestræn dæmi. Íslamska gullöldin á milli 780 og 1260 e.Kr. varð vitni að sprengingu vísindalegra framfara sem voru sambærileg við hvaða tímabil sem er í sögunni: þær voru grunnurinn að flestum vestrænum vísindahefðum.
Sjálfvirkar frá tíma og landfræðilegum svæðum innihalda manngerða verur eins og vindstyttur, snáka, sporðdreka og syngjandi fugla, forritanlega flautuleikara, báta með „fjögurra manna“ vélmennaböndum og hagnýtari hendur með nútíma sjálfvirkri þvottavél með þvottabúnaði. .
Þá gæti Kína verið með tvö þúsund ára hefð fyrir sjálfvirkum vélum og það er að framleiða sjálfvirka véla sem samanstanda af öskrandi tígrisdýrum, syngjandi fuglum, fljúgandi fuglum og jafnvel flóknum vatnsklukkum með tímatökutölum.
Þar eru lýsingar á sjálfvirkum vélrænum brúðuleiksýningum, sjálfvirkum hljómsveitum og vélrænum drekum, svo eitthvað sé nefnt. Því miður var flest allt sem búið var til eða skráð seinna eytt af hinni sigruðu Ming-ættkvísl um miðja 14. öld, sem olli því að margt gleymdist í sögunni.
Þó að enn sé hefð fyrir sjálfvirkum vélum í sumum hlutum Evrópu, á 13. öld, var áhugi á sköpun og tækjum sem hönnuð voru til að hneyksla ferðamenn á ný, á 13. öld, og þessar vörur og tæki komu enn og aftur fyrir dómstóla um alla Evrópu.
Talið er að þessi tími sé að miklu leyti undir áhrifum frá grískum textum sem þýddir voru á latínu og ítölsku, sem vakti áhuga á sköpun fornra stærðfræðinga og uppfinningamanna. Hin fræga sjálfvirka endurreisn átti sér stað á endurreisnartímanum og uppljómunartímanum.
Áður fyrr var sjálfvirka tækni knúin áfram af vökva (vatni), pneumatics (vindi og gufu) eða þyngdarafl (miðað við þyngd), sem takmarkaði mjög flókið og stærð búnaðarins. Mjög lítill og flókinn sjálfvirkur krefst tilkomu nýrrar tækni.
Með víðtækri innleiðingu á fullkomnari verkfræði-, stærðfræði- og tæknikerfum (eins og úrsmíði) og málmvinnsluvísindum (notuð til að búa til gorma), hefur hæfileikinn til að búa til sannarlega flóknar (og fallegar) vélar blómstrað.
Í mörg hundruð ár höfum við gengið inn í það sem ég tel vera gullöld sjálfvirka, þegar einhver frægustu dæmin eru enn til. Það eru mörg góð dæmi og margir gætu haldið að hugtakið sjálfvirkur sé að miklu leyti dregið af þeim tíma.
Frá upphafi 15. aldar til upphafs 20. aldar þróaðist sjálfvirkur samhliða klukkum, úrum og iðnaðarvélum og fylgdust óformlega með framvindu nýsköpunar og vélrænnar uppfinningar.
Japan og Kína eru enn sterk í þessum efnum og jafnvel eftir ókyrrð ættarinnar er enn verið að uppgötva dásamleg dæmi um þetta tímabil. Í Japan hefur iðkun vélrænna „karakuri“ brúða langa hefð frá miðjum 1660 til byrjun 20. aldar.
Verkfæraframleiðendur, úrsmiðir, lásasmiðir, uppfinningamenn og jafnvel töframenn hafa búið til sannarlega ótrúlega sjálfvirka, þó þeir séu enn svipaðir og þeir sem voru fyrir hundruðum til þúsunda ára, en nú fyrirferðarmeiri og flóknari.
Upplýsingar um stjarnfræðilega klukkuna í Strasbourg dómkirkjunni, Frakklandi (Mynd með leyfi Tangopaso/Wikipedia Commons)
Uppfinningin á nútíma kúkuklukkunni átti sér stað á þessu tímabili, sem kann að hafa þróast frá fyrstu dæmunum um stórborgarklukkur, þar sem líflegar persónur eru í frægum vélum eins og stjörnufræðiklukkunum í Strassborg og Prag. Gyllti haninn í fyrstu útgáfu frægasta dómkirkjuhluta Strassborgar, sem nú er staðsettur í skreytingarlistasafni borgarinnar, er talinn elsti sjálfvirki heims.
Knúin áfram af heimspekilegri hugsun René Descartes og annarra hafa komið fram vélar í raunstærð og fleiri smámyndir. Hann trúði því að dýr væru bara flóknar lífmekanískar vélar sem hægt væri að smíða.
Meltingarönd teiknuð af Jacques de Vaucanson (mynd deilt af Scientific American/Wikipedia)
Þetta er ekki alveg ný hugmynd, en það leiðir þó til þess að áhersla er lögð á sjálfvirka dýrafræði, sem sum hver eru utan sviðs fyrri skoðunar. Athyglisvert dæmi er meltingaröndin sem að mörgu leyti líkist önd en það sérstæðasta er að hún borðar kornótta fæðu og virðist síðan vera með hægðir.
Fyrir nútíma áhorfendur kemur það ekki á óvart að sjálfvirkurinn melti ekki mat, en franski verkfræðingurinn Jacques de Vaucanson notaði það greinilega til að stunda frumstætt raunsæi náttúrunnar.
Við ættum ekki að hlæja of mikið: de Vaucanson var brautryðjandi á mörgum sviðum (þar á meðal uppfinning sjálfvirka vefstólsins og smíði fyrsta rennibekksins úr málmi), hann smíðaði það sem talið er vera fyrsta lífvélræna sjálfvirkann, flautu spilari, það getur spilað tólf mismunandi lög. Hann smíðaði líka tambúrínuspilara. Innblástur þessara tveggja sjálfvirka kom frá líffærafræðinámskeiði fransks skurðlæknis.
Þetta var líka tími hinna frægu úrsmiða Pierre Jaquet-Droz og Henri Maillardet, sem bjuggu til einhverja glæsilegustu manngerða sjálfvirka sem gátu teiknað myndir, undirritað og skrifað einföld skilaboð.
Um miðja nítjándu öld (um 1860) til um það bil 1910 var talið vera „gullöld sjálfvirka“ (það var meira að segja til samnefnd bók), vegna þess að iðnbyltingin olli því að mikill fjöldi staðlaðra vélrænna hluta kom fram, og fjölda fyrirtækja sem framleiða sjálfvirka vélar fjölgaði. Auðvelt að framleiða. Þúsundir sjálfvirkra og vélrænna söngfugla voru fluttar út um allan heim og þeir voru enn vinsælir meðal safnara þar til í aðdraganda fyrri heimsstyrjaldar.
Það kemur ekki á óvart að alþjóðlegt efnahagsvandamál og íhaldssamt viðhorf sem eyðileggjandi hörmungar heimsstyrjalda hafa valdið hafa breytt forgangsröðun allrar Evrópu (ein af sjálfvirkum framleiðslustöðvum) og stofnun sjálfvirka á ekki lengur við um víðtækari framkvæmd. Þó að það hafi aldrei horfið alveg í Evrópu, Asíu eða Bandaríkjum Norður-Ameríku, vék vélræn uppfinning fyrir listrænu hliðinni, því framfarir í rafmagni og framleiðslutækni gerðu sjálfvirka tiltölulega auðvelt að framleiða.
Um tíma einbeittu fyrirtæki sér annað hvort að því að búa til glæsilega list með sjálfvirkum vélum eða að búa til ódýr leikfangalík tæki. Núna á internetöld höfum við séð endurreisn þessara verkefna vegna þess að fólk er aftur útsett fyrir áhrifamiklum en áhugaverðum hliðum sjálfvirka - þú getur fundið mörg áhugaverð og ódýr dæmi á netinu.
Þó það gæti verið svolítið pirrandi fyrir þá sem líkar við listrænt handverk og ótrúlega verkfræði sjálfvirka, þá gerir hagkvæmt verð fólki kleift að komast auðveldlega inn í heim verkfræðinnar með áhugaverðum sjálfvirkum.
Þetta gaf mér ítarlegan skilning á því hvernig einfaldar vélrænar meginreglur sameinuðust til að búa til nokkrar af stórbrotnustu uppfinningum sögunnar.
Fyrir alla sem huga að hágæða sjálfvirkum í dag er augljóst að hægt er að sameina ótrúlega verkfræði með glæsilegu listrænu handverki til að ná frábærum markmiðum. En jafnvel í dæmum í hæsta gæðaflokki eru meginreglur um akstur sjálfvirka í grundvallaratriðum þær sömu og þær sem notaðar hafa verið um aldir, vegna þess að flestar þeirra eru byggðar á mjög einföldum vélrænum meginreglum til að mynda hreyfingu.
Ég vil segja að 95% af sjálfvirkum tækjum notar fimm grundvallar vélrænar meginreglur til að búa til hreyfingu og aðeins í mjög sjaldgæfum tilfellum eru hlutir notaðir sem passa ekki í þessa flokka. Flokkarnir eru sem hér segir: hjól, trissur, gírar, kambar og tengistangir. Ef ég væri klístur gæti ég sameinað hjól, trissur og gír í stærri hóp. En aðgerðirnar sem þeir búa til eru nokkuð mismunandi og hægt er að nota þær fyrir einstakar aðgerðir, svo við skulum halda okkur við fimm almennu flokkana.
Hið fyrsta er hjólið. Í mörgum tilfellum keyrir það einfaldlega um ás til að leyfa hlutnum að snúast, eða skapar línulega hreyfingu fyrir alla vélina sem byggir á sjálfvirka, keyrir hana eins og fólksbíl eða lest, eða notar falin hjól til að búa til dýr. af hreyfingu.
Hjólið getur verið innra drif annars vélbúnaðar, eða það getur verið bara lokahlutinn í vélrænni keðju. Gott dæmi um að endahlutinn sé hjól er kúkaklukka, sem einkennist af karakterhring sem kemur út innan úr klukkuhlutanum, venjulega fest við hlið einfalt hjóls.
Trissur eru þróun hjóla vegna þess að þau geta verið slétt eða tennt og tengt keðjum eða beltum til að senda snúning til fjarlægra hluta. Það fer eftir stillingu, trissan getur sent snúningshreyfingu í ákveðnu horni í gegnum sveigjanlegt belti (venjulega að finna á ýmsum eldri iðnaðarvélum) og getur veitt ákveðna höggvörn fyrir vélbúnaðinn.
Þvermálsbreytingin á milli hjólanna tveggja getur aukið eða minnkað hraðann, en það sem meira er, það getur í raun breytt magni kraftsins sem beitt er. Þetta leysir vandamálið að inntakið er of veikt til að færa stóra íhluti beint eða er of öflugt og þarf að minnka það til að vernda vélbúnaðinn.
Í frekari þróun eru gírarnir í grundvallaratriðum tenntar, þær eru gerðar mjög nákvæmlega og hægt er að tengja þær beint með annarri tenntri hjóla.
Elstu gírarnir voru algerlega ónákvæmir. Annar gíranna var með tveimur samhliða hjólum með jafnt dreift stöngum sem tengdu þau saman. Þessi hjól tengdust einu hjóli sem stóð út úr felgunni á jafnt dreift stöngum. Þessar er að finna í elstu sjálfvirkum klukkum í Kína til forna og í Grikklandi til forna og eru aðalhlutir nokkurra frægustu stórra klukka í heimi.
En með framförum tækninnar og frekari skilningi á rúmfræði gírsins urðu til mjög nákvæmu gírarnir sem þú munt þekkja í dag, sem geta sent mjög mikla krafta mjög nákvæmlega og, eins og hjóla, er hægt að nota til að breyta hraða, krafti eða veita nákvæmt hlutfall tímasetningar (augljóslega). Uppfinningin á nákvæmnisgírum gerði mjög flóknum vélum sem notuðu grunnstangir til að ná fullum möguleikum.
Kaðallinn er annar elsti vélbúnaður vegna þess að í einföldustu skilmálum er það hjól með sérvitringum. Þetta framleiðir óhefðbundnar endurteknar hreyfingar, sem hægt er að nota til að knýja línulega hreyfingu. Grunnreglan notar sérlaga hjól, venjulega í formi hringlaga blaða eða þyrilsnigils, með kambás (einfaldur fingur eða tönn sem hvílir á jaðrinum) til að breyta hreyfingunni í annað hjól eða tengistangir og mynda þannig A afturábak og fjórða hreyfing. Þetta getur verið afar undirstöðu eða mjög flókin hreyfing, en meginreglan er sú sama.
Síðasti byggingarreiturinn er tengistöngin, sem felur í sér kambásinn, stöngina og grunnsnúningsarminn. Þessi mannvirki eru mjög einföld, en þau eru í raun helstu eiginleikarnir sem skapa hreyfingu í sjálfvirkum. Tengistöngin er samsett úr stöng sem snýst um einn ás, tengir tvo ása á báða enda, eða tengir þrjá eða fleiri ása til að búa til flókna hreyfibraut.
Pósttími: Des-08-2021
