Automatas: magiškos senovės pasaulio paslaptys, viduramžių mechaniniai stebuklai, šiuolaikiniai meistrų stebuklai. Na, užtenka aliteracijos.
Automatas, automatas, robotas, automatinė mašina: visi šie žodžiai apibūdina mašinų klasę, kurios laikomos gana savarankiškai veikiančiomis ir gali atlikti iš anksto užprogramuotas funkcijas arba operacijas dėl iš anksto nustatytų mechaninių instrukcijų.
Šalutinė pastaba gramatikos mėgėjams: Automatai ir automatai yra legalios daugiskaitos automatų versijos; tačiau „pardavimo automatas“ yra tam tikra kavinė, kuri atrodo kaip pardavimo automatas su maistu kabinoje. Jis atsidarys įdėjus monetą.
Automatai gali būti įvairių formų ir dydžių ir gali padaryti beveik viską, ką žmonės įsivaizduoja ir suprojektuoja į mechaninę sistemą.
Automatai, į kuriuos norėčiau atkreipti dėmesį, yra keletas sudėtingų versijų, kurios jums gali būti žinomos, pvz., gegutės laikrodžiai (paukščiai, išlendantys iš durų, kad parodytų laiką) arba paprasti gyvūnų rankomis valdomi stalo žaislai (pvz., arkliai, paukščiai ar žuvys). ) ir įdomių scenų.
Istoriniai automatai apima muzikines dėžutes su figūrėlėmis, čiulbančiais paukščiais ir labai sudėtingas bei nuostabias Pierre'o Jaquet-Drozo žmonių figūras, piešiančias paveikslėlius, rašančias frazes ar grojančias muzikos instrumentais.
Vėliau pateiksiu daugiau pavyzdžių, bet pirmiausia leiskite mums suprasti automatų istoriją nuo pat pradžių.
Sumanūs inžinieriai ir meistrai automatus kūrė jau seniai, o kai kurie įrašai pasirodė jau apie 1000 m. pr. Kr., tai yra daugiau nei prieš 3000 metų.
Deja, pavyzdžius iš senovės kultūrų, tokių kaip Kinija, Graikija ir Roma, istorija arba pamiršo, arba gali išlikti tik per tekstą, piešinius ir paveikslus. Į diskusiją žmonės gali įtraukti senovinį Antikythera mechanizmą maždaug 100 m. pr. Kr., bet kadangi tai gali būti ne automatinė mašina, o sudėtingas skaičiavimas ir skaičiuotuvas, aš jo čia neįtrauksiu.
Ankstyviausi objektai paprastai kuriami kaip religinės mašinos, kad parodytų lyderių galią arba sužadintų dvasinius išgyvenimus lankantis šventose vietose, pavyzdžiui, šventyklose. Tačiau net pirmajame mūsų eros amžiuje Aleksandro herojus, žinomas dėl savo indėlio į mokslą, matematiką ir inžineriją, sukūrė mechaninį sceninį spektaklį, naudodamas virves, mazgus, krumpliaračius ir kitas paprastas mašinas, kad užbaigtų jį, kuris tariamai truko 10 minučių. .
Naudodamasis savo patirtimi hidraulikos, pneumatikos ir mechanikos srityse, Hero išrado mašinas, galinčias atlikti ne tik pramogas, bet ir užduotis, pavyzdžiui, programuojamus savarankiškai važiuojančius vežimėlius, pardavimo automatus, vėjo vargonus ir įvairias karo mašinas.
Paprastai tai yra lygiagreti automatų istorija: įdomioji pusė derinama su išradimu ir inžinerija, siekiant įkvėpti ir parodyti mechaninę pažangą įdomiais, o kartais ir magiškais būdais.
Priklausomai nuo istorijos laiko ir vietos, prietaringi civiliai į automatus gali žiūrėti įtariai, nes daugelis žmonių neturi tiesioginės patirties su tokiais įrenginiais. Tai reiškia, kad stebuklingos statulos ar stebuklo istorija pasklis po visą minią, tačiau iš tikrųjų tai yra išradingas prietaisas, sukurtas imituoti paslaptingą patirtį.
Viduramžiais dauguma „Vakarų“ pasaulio prarado įgūdžius ir žinias, kaip gaminti tokias mašinas. Bizantija ir platesnis arabų pasaulis tęsė graikų (o galbūt ir kinų, dėl prekybos su Tolimaisiais Rytais) tradicijas, kūrė panašias mašinas ir rašė dokumentus, tokius kaip „Knyga apie išradingus įrenginius“ dabartiniame Irake. 850 m.
Musulmonų inžinierių ir išradėjų sukurti automatai yra tikrai neįtikėtini, šimtmečiais anksčiau nei daugelis garsių Vakarų pavyzdžių. Islamo aukso amžius nuo 780 iki 1260 m. mūsų eros buvo mokslo pažangos sprogimas, lyginamas su bet kuriuo istorijos laikotarpiu: jie buvo daugumos Vakarų mokslo tradicijų pagrindas.
Laiko ir geografinių regionų automatuose yra žmogaus sukurtų būtybių, tokių kaip vėjo statulos, gyvatės, skorpionai ir paukščiai giedantys, programuojami fleitos grotuvai, valtys su „keturių asmenų“ robotinėmis juostomis ir praktiškesnės rankos su modernia automatine skalbimo mašina su plovimo mechanizmu. .
Iki to laiko Kinija gali turėti dviejų tūkstančių metų automatų tradiciją ir gamina automatus, sudarytus iš riaumojančių tigrų, giedančių paukščių, skraidančių paukščių ir net sudėtingų vandens laikrodžių su laiko matavimo numeriais.
Yra automatinių mechaninių lėlių teatrų, automatinių orkestrų ir mechaninių drakonų aprašymų. Deja, daugumą sukurtų ar įrašytų dalykų vėliau sunaikino užkariauta Mingų dinastija XIV amžiaus viduryje, todėl daugelis dalykų buvo pamiršti istorijoje.
Nors kai kuriose Europos dalyse vis dar gyvuoja automatų tradicijos, XIII amžiuje vėl susidomėjo kūriniais ir įrenginiais, skirtais šokiruoti turistus, ir šie gaminiai bei prietaisai vėl pasirodė teismuose visoje Europoje.
Manoma, kad tam laikui didelę įtaką turėjo graikiški tekstai, išversti į lotynų ir italų kalbas, paskatinę domėtis senovės matematikų ir išradėjų kūryba. Garsusis automatų renesansas įvyko Renesanso ir Apšvietos epochoje.
Anksčiau automatų technologija buvo varoma hidraulika (vanduo), pneumatika (vėjas ir garai) arba gravitacija (pagal svorį), o tai labai apribojo įrangos sudėtingumą ir dydį. Labai mažiems ir sudėtingiems automatams reikia naujų technologijų atsiradimo.
Plačiai pritaikius pažangesnes inžinerines, matematines ir technologines sistemas (pvz., laikrodžių gamyba) ir metalurgijos mokslą (naudojamą spyruoklių gamybai), suklestėjo galimybė sukurti tikrai sudėtingas (ir gražias) mašinas.
Šimtus metų įžengėme į mano manymu automatų aukso amžių, kai vis dar egzistuoja kai kurie žinomiausi pavyzdžiai. Yra daug gerų pavyzdžių, ir daugelis žmonių gali manyti, kad automatų sąvoka iš esmės kilusi iš tos eros.
Nuo XV amžiaus pradžios iki XX amžiaus pradžios automatai buvo kuriami lygiagrečiai su laikrodžiais, laikrodžiais ir pramoninėmis mašinomis, neoficialiai stebėdami naujovių ir mechaninių išradimų pažangą.
Japonija ir Kinija šiuo atžvilgiu tebėra stiprios, net ir po dinastijos neramumų vis dar atrandama nuostabių šio laikotarpio pavyzdžių. Japonijoje mechaninių „karakuri“ lėlių praktika turi senas tradicijas nuo septintojo dešimtmečio vidurio iki XX amžiaus pradžios.
Įrankių gamintojai, laikrodžių gamintojai, šaltkalviai, išradėjai ir net magai sukūrė tikrai nuostabių automatų, nors jie vis dar panašūs į tuos, kurie buvo prieš šimtus ar tūkstančius metų, tačiau dabar yra kompaktiškesni ir sudėtingesni.
Strasbūro katedros, Prancūzija, astronominio laikrodžio detalė (Nuotrauka suteikta Tangopaso / Wikipedia Commons)
Šiuolaikinis laikrodis su gegute buvo išrastas šiuo laikotarpiu, kuris galėjo išsivystyti iš ankstyvųjų didelių miestų laikrodžių pavyzdžių, kuriuose animuoti personažai yra garsiose mašinose, tokiose kaip astronominiai laikrodžiai Strasbūre ir Prahoje. Paauksuotas gaidys pirmojoje garsiausio Strasbūro katedros elemento versijoje, dabar esančioje miesto dekoratyvinės dailės muziejuje, laikomas seniausiu pasaulyje automatu.
René Descarteso ir kitų filosofinio mąstymo paskatinti atsirado natūralaus dydžio ir labiau miniatiūrinės mašinos. Jis tikėjo, kad gyvūnai yra tik sudėtingos biomechaninės mašinos, kurias galima sukurti.
Jacques'o de Vaucansono nupiešta virškinamoji antis (nuotrauka pasidalino Scientific American / Wikipedia)
Tai nėra visiškai nauja idėja, tačiau tai lemia gyvūnų automatų akcentavimą, kai kurie iš jų nepatenka į ankstesnių svarstymų sritį. Įdomus pavyzdys yra virškinamoji antis, kuri daugeliu atžvilgių primena antį, tačiau unikaliausia yra tai, kad ji valgo granuliuotą maistą ir tada atrodo, kad tuštinasi.
Šiuolaikinei publikai nenuostabu, kad automatai iš tikrųjų nevirškina maisto, tačiau prancūzų inžinierius Jacques'as de Vaucansonas tai aiškiai panaudojo siekdamas primityvaus gamtos realizmo.
Neturėtume per daug juoktis: de Vaucansonas buvo daugelio sričių pradininkas (įskaitant automatinių staklių išradimą ir pirmosios metalo tekinimo staklių konstrukciją), jis sukonstravo, kaip manoma, pirmąjį biomechaninį automatą – fleitą. grotuvas, jis gali groti dvylika skirtingų dainų. Jis taip pat pastatė tamburinininką. Šių dviejų automatų įkvėpimo šaltinis buvo prancūzų chirurgo anatomijos kursas.
Tai buvo ir garsių laikrodžių gamintojų Pierre'o Jaquet-Droz ir Henri Maillardet era, kurie sukūrė įspūdingiausius humanoidinius automatus, galinčius piešti paveikslėlius, pasirašyti ir rašyti paprastus pranešimus.
Devyniolikto amžiaus vidurys (apie 1860 m.) iki maždaug 1910 m. buvo laikomas „automatų aukso amžiumi“ (buvo net to paties pavadinimo knyga), nes dėl pramonės revoliucijos atsirado daug standartizuotų mechaninių dalių. ir daugėjo automatus gaminančių įmonių. Lengva gaminti. Tūkstančiai automatų ir mechaninių paukščių giesmininkų buvo išvežti į visą pasaulį, ir iki pat Pirmojo pasaulinio karo išvakarėse jie buvo mėgiami kolekcininkų.
Nenuostabu, kad pasaulinių karų destruktyvių tragedijų atnešta pasaulinė ekonominė dilema ir konservatyvios nuostatos pakeitė visos Europos (vieno iš automatų gamybos centrų) prioritetus, o platesnėje praktikoje automatų kūrimas nebetaikomas. Nors jis niekada visiškai neišnyko Europoje, Azijoje ar Jungtinėse Amerikos Valstijose, mechaninis išradimas užleido vietą meninei dalykų pusei, nes dėl elektros ir gamybos technologijų pažangos automatai buvo gana lengvai gaminami.
Kurį laiką įmonės buvo susitelkusios į elegantiško meno kūrimą su automatais arba į pigių į žaislus panašių prietaisų kūrimą. Dabar, interneto amžiuje, matėme šių projektų renesansą, nes žmonės vėl susiduria su įspūdingais, bet įdomiais automatų aspektais – internete galite rasti daug įdomių ir pigių pavyzdžių.
Nors tai gali būti šiek tiek apmaudu tiems, kurie mėgsta meninį meistriškumą ir neįtikėtiną automatų inžineriją, prieinama kaina leidžia žmonėms lengvai patekti į inžinerinių principų pasaulį per įdomius automatus.
Tai suteikė man išsamų supratimą apie tai, kaip paprasti mechaniniai principai kartu sukuria įspūdingiausius išradimus istorijoje.
Visiems, kurie šiandien atkreipia dėmesį į aukščiausios klasės automatus, akivaizdu, kad nepaprasta inžinerija gali būti derinama su įspūdingu meniniu meistriškumu, siekiant nuostabių tikslų. Tačiau net ir aukščiausios kokybės pavyzdžiuose vairavimo automatų principai iš esmės yra tokie patys kaip ir šimtmečius naudotų, nes dauguma jų yra pagrįsti labai paprastais mechaniniais judesio generavimo principais.
Noriu pasakyti, kad 95% automatų naudoja penkis pagrindinius mechaninius principus, kad sukurtų judesį, ir tik retais atvejais naudojami dalykai, kurie neatitinka šių kategorijų. Kategorijos yra šios: ratai, skriemuliai, krumpliaračiai, kumšteliai ir švaistikliai. Jei būčiau lipdukas, ratus, skriemulius ir krumpliaračius galėčiau sujungti į didesnę grupę. Tačiau jų kuriami veiksmai yra šiek tiek skirtingi ir gali būti naudojami unikaliems veiksmams, todėl laikykimės penkių bendrųjų kategorijų.
Pirmasis yra ratas. Daugeliu atvejų jis tiesiog važiuoja ašimi, kad objektas galėtų suktis, arba sukuria linijinį visos mašinos judesį, pagrįstą automatu, varo jį kaip lengvąjį automobilį ar traukinį arba naudoja paslėptus ratus, kad sukurtų gyvūnus. judėjimo.
Ratas gali būti kito mechanizmo vidinė pavara arba tiesiog galutinis komponentas mechaninėje grandinėje. Geras pavyzdys, kai galinis komponentas yra ratas, yra gegutės laikrodis, kuriam būdingas simbolių žiedas, atsirandantis iš laikrodžio korpuso vidinės pusės, paprastai pritvirtintas prie paprasto rato šono.
Skriemuliai yra ratų evoliucija, nes jie gali būti lygūs arba dantyti ir susieti su grandinėmis arba diržais, kad sukimąsi būtų galima perduoti toliems objektams. Priklausomai nuo nustatymo, skriemulys gali perduoti sukimosi judėjimą tam tikru kampu per lankstų diržą (dažniausiai randamą įvairiose senesnėse pramoninėse mašinose) ir gali suteikti tam tikrą mechanizmo apsaugą nuo smūgių.
Skersmens pokytis tarp dviejų skriemulių gali padidinti arba sumažinti greitį, bet dar svarbiau, kad jis iš tikrųjų gali pakeisti naudojamos jėgos dydį. Tai išsprendžia problemą, kad įvestis yra per silpna, kad būtų galima tiesiogiai perkelti didelius komponentus, arba yra per galinga, todėl ją reikia sumažinti, kad apsaugotų mechanizmą.
Tolimesnėje raidoje krumpliaračiai iš esmės yra dantyti skriemuliai, jie pagaminti labai tiksliai ir gali būti tiesiogiai sujungti su kitu dantytu skriemuliu.
Ankstyviausios pavaros buvo visiškai netikslios. Viena iš pavarų turėjo du lygiagrečius ratus su tolygiai išdėstytais strypais, jungiančiais juos. Šie ratai susieti su vienu ratu, kuris išsikišo iš ratlankio tolygiai išdėstytais strypais. Juos galima rasti seniausiuose senovės Kinijos ar Graikijos automatuose ir yra pagrindiniai kai kurių garsiausių didžiųjų pasaulio laikrodžių komponentai.
Tačiau tobulėjant technologijoms ir geriau suprantant pavarų geometriją, atsirado labai tikslios pavaros, kurias atpažinsite šiandien, kurios gali labai tiksliai perduoti labai dideles jėgas ir, kaip ir skriemuliai, gali būti naudojamos greičiui, jėgai ar teikti keisti. tikslus laiko mechanizmo santykis (akivaizdu). Tiksliųjų pavarų išradimas leido labai sudėtingoms mašinoms, naudojančioms pagrindines svirtis, išnaudoti visą savo potencialą.
Kumštelis yra dar vienas seniausias mechanizmas, nes, paprasčiausiai tariant, tai ratas su ekscentriniu velenu. Tai sukuria netradicinį pasikartojantį judesį, kuris gali būti naudojamas linijiniam judėjimui valdyti. Pagal pagrindinį principą naudojami specialios formos ratai, dažniausiai apskrito lapo arba spiralinės sraigės formos, su kumštelio sekikliu (paprastu pirštu arba dantuku, kuris remiasi į periferiją), kad judesys būtų paverstas kitu ratu arba švaistikliu, taip suformuojant A. judėjimas atgal ir ketvirtas. Tai gali būti labai paprastas arba labai sudėtingas judesys, tačiau principas yra tas pats.
Paskutinis statybinis blokas yra švaistiklis, kurį sudaro kumštelio sekiklis, svirtis ir pagrindinė sukimosi svirtis. Šios struktūros yra labai paprastos, tačiau iš tikrųjų jos yra pagrindinės savybės, kurios sukuria judėjimą automatuose. Švaistiklis sudarytas iš strypo, kuris sukasi aplink vieną ašį, jungia dvi ašis abiejuose galuose arba jungia tris ar daugiau ašių, kad būtų sukurtas sudėtingas judėjimo kelias.
Paskelbimo laikas: 2021-08-08
