Заводной механизм
Часовой механизм относится к внутренней работе либо механических устройств, называемых где ( часами его также называют механизмом ), либо других механизмов, которые работают аналогичным образом, используя ряд шестерен, приводимых в движение пружиной или грузом. [1] [2] [3]
Часовой механизм часто приводится в действие часовым двигателем. [4] Состоит из боевой пружины , спиральной торсионной пружины из металлической ленты. Энергия накапливается в ходовой пружине вручную путем ее заводки поворотом ключа, прикрепленного к храповому механизму , который закручивает ходовую пружину сильнее. Затем сила ходовой пружины поворачивает шестерни часового механизма до тех пор, пока запасенная энергия не будет израсходована. Прилагательные заводной и пружинный относятся к часовым устройствам с приводом от пружины, к которым относятся часы, кухонные таймеры , музыкальные шкатулки и заводные игрушки .
История
[ редактировать ]Самым ранним известным примером часового механизма является Антикиферский механизм , аналоговый компьютер первого века до нашей эры, напоминающий астролябию , для расчета астрономических положений и затмений , обнаруженный после кораблекрушения в Греции. Есть много других упоминаний о часовых механизмах в Древней Греции, даже в ее мифологии , а сам механизм достаточно сложен, чтобы указать на значительную историю меньших механизмов, приведших к его созданию. [5]
В какой-то момент этот уровень сложности в технологии часового механизма был утерян или забыт в Европе и вернулся только тогда, когда был привезен из исламского мира после крестовых походов вместе с другими знаниями, ведущими к эпохе Возрождения . Часовой механизм наконец восстановил эквивалент доримского технологического уровня в 14 веке. [6]
Как и в греческой мифологии, в легендах других культур есть амбициозные заявления об автоматизации. Например, в еврейской легенде ; Соломон использовал свою мудрость, чтобы сконструировать трон с механическими животными, которые приветствовали его как царя, когда он взошел на него садясь, орел возлагал ему на голову корону, а голубь приносил ему свиток Торы . Говорят также, что когда царь Соломон взошел на трон, механизм был приведен в движение. Как только он ступил на первую ступеньку, золотой бык и золотой лев протянули по одной ноге, чтобы поддержать его и помочь подняться на следующую ступень. С каждой стороны животные помогали королю подняться, пока он удобно не уселся на трон. [7]
В древнем Китае любопытное описание автоматизации можно найти в тексте Ли Цзы , написанном в III веке до нашей эры. В нем есть описание гораздо более ранней встречи между королем Чжоу Му (1023–957 до н. э.) и инженером-механиком, известным как Ян Ши, «ремесленником». Последний с гордостью подарил королю фигуру своей механической работы в форме человека в натуральную величину ( орфография Уэйда-Джайлза ):
Король в изумлении уставился на фигуру. Оно шло быстрыми шагами, двигая головой вверх и вниз, так что любой мог принять его за живого человека. Мастер коснулся его подбородка, и он начал петь совершенно в такт. Он коснулся его руки, и он начал позировать, сохраняя идеальный ритм... Когда представление подходило к концу, робот подмигнул глазом и заигрывал с присутствующими дамами, после чего король пришел в ярость и хотел, чтобы Йен Ши [Янь Ши] был казнен на месте, если бы последний в смертельном страхе не разобрал робота на части, чтобы тот увидел, что это такое на самом деле. И действительно, это оказалась всего лишь конструкция из кожи, дерева, клея и лака, окрашенная в разные цвета: белый, черный, красный и синий. Внимательно осмотрев его, царь нашел все внутренние органы целыми: печень, желчь, сердце, легкие, селезенку, почки, желудок и кишечник; и снова над ними мускулы, кости и конечности с их суставами, кожей, зубами и волосами, все они искусственные... Король попробовал эффект удаления сердца и обнаружил, что рот больше не может говорить; он отнял печень, и глаза уже не могли видеть; он отобрал почки, и ноги потеряли способность передвигаться. Король был в восторге. [8]
Другие известные примеры включают Архита голубя , упомянутого Авлом Геллием . [9] Подобные китайские рассказы о летающих автоматах написаны Мохистским философом Моцзы V века до нашей эры и его современником Лу Банем создали искусственных деревянных птиц ( ма юань ), которые могли успешно летать. , которые, согласно Хань Фэй Цзы и другим текстам, [10]
К 11 веку часовой механизм использовался как для часов, так и для отслеживания астрономических событий в Европе. Часы не очень точно показывали время по современным стандартам, но астрономические приборы тщательно использовались для предсказания положения планет и другого движения. Похоже, что та же временная шкала применима и к Европе, где к тому времени в часах использовались механические спусковые механизмы.
До 15 века часовой механизм приводился в движение водой, гирями или другими обходными, относительно примитивными средствами, но в 1430 году Филиппу Доброму , герцогу Бургундскому , были подарены часы, приводившиеся в движение пружиной. Это стало стандартной технологией наряду с движениями с использованием веса. В середине 16 века Христиан Гюйгенс взял идею Галилео Галилея и развил ее в первый современный маятниковый механизм. Однако в то время как пружина или груз обеспечивали движущую силу, маятник просто контролировал скорость высвобождения этой силы через некоторый спусковой механизм (спусковой механизм) с регулируемой скоростью.
В коллекции Смитсоновского института есть заводной монах высотой около 15 дюймов (380 мм), возможно, датируемый 1560 годом. Монах приводится в движение пружиной с ключевым заводом и идет по квадратной дорожке, ударяя себя в грудь правую руку, поднимая и опуская небольшой деревянный крест и четки в левой руке, поворачивая и кивая головой, закатывая глаза и произнося тихие похороны. Время от времени он подносит крест к губам и целует его. Считается, что монах был изготовлен Хуанело Турриано , механиком императора Священной Римской империи Карла V. [11]
Обзор
[ редактировать ]
Часто энергия для устройства хранится внутри него через заводное устройство, которое оказывает механическое воздействие на механизм накопления энергии, такой как ходовая пружина , тем самым включая некоторую форму спуска ; в других случаях можно использовать силу рук. Типичным является использование колес, соединенных между собой фрикционными или зубчатыми колесами, для изменения направления движения или увеличения скорости или крутящего момента ; Многие часовые механизмы были сконструированы в первую очередь для того, чтобы служить видимым или неявным проявлением механической изобретательности в этой области. Иногда часы и механизмы времени используются для срабатывания взрывчатых веществ, таймеров, сигнализаций и многих других устройств.
Примеры
[ редактировать ]Наиболее распространенными примерами являются механические часы и наручные часы. Другие варианты использования, большинство из которых, но не все, устаревшие, включают:
- Заводные игрушки – часто в виде простого механического мотора или для создания автоматов . Они могут быть либо с ключевым заводом, как многие модели поездов 20-го века , либо с более простым двигателем с обратным ходом .
- В большинстве фотокамер створок используется часовой механизм, мало чем отличающийся от механизма наручных часов, который определяет время открытия и закрытия лепестков затвора.
- Механизмы поворота линзы маяков перед электродвигателями.
- Механические калькуляторы , использовавшиеся до того, как небольшие электронные калькуляторы в 1970-х годах стали доступны . Относительно небольшие калькуляторы использовались, например, для финансовых расчетов компаний.
- Механические компьютеры чем механические калькуляторы, такие как Бэббиджа разностные , гораздо более сложные и большие , и аналитические машины .
- Астрономические модели, такие как оррерии , история которых насчитывает сотни лет.
- Музыкальные шкатулки , которые были очень популярны в 19 веке и в начале 20 века.
- Почти все музыкальные граммофоны . (граммофоны), выпущенные до 1930-х годов
- Электрооборудование с ручным приводом, такое как часовой радиоприемник , в котором энергоаккумулирующая пружина, составляющая большую часть размера и веса устройства, вращает электрический генератор гораздо меньшего размера ; такое оборудование очень популярно там, где батарей и сетевого питания (домашний ток). недостаточно
См. также
[ редактировать ]
- Фридрих фон Кнаусс
- Теория заводной вселенной
- Механизм (часовой механизм)
- Заводная пружина
- Часы долгого настоящего
Ссылки
[ редактировать ]
- ^ «Часовой механизм — определение часового механизма Мерриам-Вебстер» . merriam-webster.com . Архивировано из оригинала 22 ноября 2013 г. Проверено 6 марта 2008 г.
- ^ «Часовой механизм — определение часового механизма на Dictionary.com» . Словарь.com . Архивировано из оригинала 25 ноября 2013 г. Проверено 6 марта 2008 г.
- ^ «часовой механизм» . Оксфордский словарь английского языка (онлайн-изд.). Издательство Оксфордского университета . (Требуется подписка или членство участвующей организации .)
- ^ Энциклопедия говорящей машины: подробный и описательный глоссарий всех терминов, используемых в связи с говорящей машиной . Лондон: Phono Trader Printing and Publishing Co., 1908. стр. 45–47. Архивировано из оригинала 3 июля 2023 г. Проверено 9 ноября 2021 г. , описание заводного двигателя в старинном граммофоне
- ^ Фрит, Тони (декабрь 2009 г.). «Декодирование древнего компьютера» (PDF) . Научный американец . 301 (6): 78. Бибкод : 2009SciAm.301f..76F . doi : 10.1038/scientificamerican1209-76 . ПМИД 20058643 . Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 г. Проверено 26 ноября 2014 г.
- ^ Роль автоматов в истории технологий
Судя по недавним исследованиям, больше не возникает никаких сомнений в том, что механические часы и точные приборы развивались по прямой линии без существенных изменений от механических водяных часов александрийской цивилизации, переданных через ислам и Византию из традиции, которая возможно, возник в Китае и достиг Европы в двенадцатом и тринадцатом веках.
- ^ Миндель, Ниссан. «Трон царя Соломона» . www.chabad.org . Архивировано из оригинала 21 марта 2015 г. Проверено 11 марта 2015 г.
- ^ Нидхэм, Том 2, 53.
- ^ Ноябрь. К. Л. 10
- ^ Нидхэм, Том 2, 54.
- ^ Король, Элизабет. « Заводная молитва: механический монах шестнадцатого века. Архивировано 10 октября 2006 г. в Wayback Machine » Blackbird 1.1 (2002)