Заводной - Clockwork

Механический механизм наручных часов Prim

Часовой механизм относится к внутренней работе механических механизмов, называемых часами и часами (где он также называется механизмом ), или других механизмов, которые работают аналогично, используя серию шестерен, приводимых в движение пружиной или грузом.

Часовой механизм часто приводится в действие заводным двигателем, состоящим из боевой пружины , спиральной пружины кручения из металлической ленты. Энергия накапливается в боевой пружине вручную, путем ее наматывания и поворота ключа, прикрепленного к храповику, который закручивает боевую пружину сильнее. Затем сила боевой пружины вращает шестерни часового механизма до тех пор, пока не будет израсходована накопленная энергия. Прилагательные заводных и пружинное питание см пружинки питания заводных устройств, которые включают в себя часы и часы, кухонные таймеры , музыкальные шкатулки и заводные игрушки .

История

Самым ранним известным примером часового механизма является механизм Antikythera , аналоговый компьютер первого века до нашей эры, напоминающий астролябию , для расчета астрономических положений и затмений, обнаруженный при кораблекрушении в Греции. Есть много других описаний часовых механизмов в Древней Греции, даже в ее мифологии , и сам механизм достаточно сложен, чтобы указать на значительную историю меньших устройств, приведших к его созданию.

В какой-то момент этот уровень сложности в технологии часового механизма был утерян или забыт в Европе и вернулся только тогда, когда был принесен из исламского мира после крестовых походов вместе с другими знаниями, ведущими к эпохе Возрождения . В XIV веке Clockwork наконец восстановил эквивалент доримского технологического уровня.

Как и в греческой мифологии, в легендах других культур есть амбициозные утверждения об автоматизации. Например, в еврейской легенде , Соломон использовал свою мудрость , чтобы создать трон с механическими животными , которые приветствовали его как царь , когда он взошел его; садясь, орел возлагал на его голову корону, а голубь приносил ему свиток Торы . Также сказано, что когда царь Соломон вступил на престол, был приведен в движение механизм. Как только он ступил на первую ступеньку, золотой бык и золотой лев вытянули каждую ногу, чтобы поддержать его и помочь подняться на следующую ступеньку. С каждой стороны животные помогали королю подняться, пока он не сел на свой трон.

В древнем Китае любопытное описание автоматизации можно найти в тексте Ли Цзы , написанном в 3 веке до нашей эры. В нем есть описание гораздо более ранней встречи между королем Чжоу Му (1023–957 гг. До н.э.) и инженером-механиком, известным как Янь Ши, «ремесленником». Последний с гордостью подарил королю фигуру его механической работы в натуральную величину, похожую на человеческую ( орфография Уэйда-Джайлса ):

Король изумленно уставился на фигуру. Он ходил быстрыми шагами, двигая головой вверх и вниз, так что любой мог принять его за живого человека. Ремесленник коснулся его подбородка, и он запел в точную гармонию. Он коснулся его руки, и он начал позировать, сохраняя точное время ... Когда представление подходило к концу, робот подмигнул и заигрывал с присутствовавшими дамами, после чего король пришел в ярость и хотел бы получить Йен Ши. [Янь Ши] казнил на месте, если бы последний в смертельном страхе не разобрал робота на части, чтобы он мог увидеть, что это было на самом деле. И действительно, оказалось, что это всего лишь конструкция из кожи, дерева, клея и лака, разноцветных - белого, черного, красного и синего. Присмотревшись к нему, король обнаружил, что все внутренние органы целы: печень, желчь, сердце, легкие, селезенка, почки, желудок и кишечник; и снова над ними - мышцы, кости и конечности с их суставами, кожей, зубами и волосами, все они искусственные ... Царь попробовал эффект отторжения сердца и обнаружил, что рот больше не может говорить; он забрал печень, и глаза перестали видеть; он забрал почки, и ноги потеряли способность двигаться. Король был в восторге.

Другие известные примеры включают голубя Архита , упомянутого Авлом Геллием . Подобные китайские счета летающих автоматов написаны 5 - го века до н.э. Mohist философ Mozi и его современник Лу Бан , который сделал искусственных деревянных птиц ( ма юаней ) , которые могли бы успешно летать, в соответствии с Хань Фэй - цзы и других текстов.

К 11 веку часовой механизм использовался как для часов, так и для отслеживания астрономических событий в Европе. Часы не очень точно отсчитывают время по современным стандартам, но астрономические устройства тщательно использовались для предсказания положения планет и других движений. Тот же график, кажется, применим и в Европе, где к тому времени в часах использовались механические спусковые механизмы.

Вплоть до 15 века часовой механизм приводился в движение водой, гирями или другими относительно примитивными способами, но в 1430 году Филиппу Доброму , герцогу Бургундского , были подарены часы , приводимые в движение пружиной. Это стало стандартной технологией наряду с механизмами, управляемыми весом. В середине 16 века Христиан Гюйгенс позаимствовал идею Галилео Галилея и развил ее в первый современный маятниковый механизм. Однако, в то время как пружина или груз обеспечивали движущую силу, маятник просто управлял скоростью высвобождения этой силы с помощью некоторого спускового механизма (спускового механизма) с регулируемой скоростью.

В коллекции Смитсоновского института есть заводной монах высотой около 380 мм, возможно, датируемый 1560 годом. Монах приводится в движение пружиной с заводным ключом и идет по дорожке квадрата, ударяя своей грудью своим правой рукой, поднимая и опуская небольшой деревянный крест и четки в левой руке, поворачиваясь и кивая головой, закатывая глаза и произнося безмолвные поклоны. Время от времени он подносит крест к губам и целует его. Считается , что монах был изготовлен Хуанело Терриано , механиком на императора Священной Римской империи Карла V .

Обзор

Ключи разного размера для завода пружин на часах.

Механизм настенных часов, Ansonia Co., 1904 г.

Часто энергия для устройства накапливается внутри него через намоточное устройство, которое прикладывает механическое напряжение к механизму аккумулирования энергии, например, к заводной пружине , таким образом задействуя некоторую форму спуска ; в других случаях может использоваться ручная сила. Использование колес, связанных трением или зубьями шестерен , для изменения направления движения или увеличения скорости или крутящего момента является типичным; многие часовые механизмы были сконструированы в первую очередь для того, чтобы служить видимым или скрытым движением силы механической изобретательности в этой области. Иногда часы и механизмы отсчета времени используются для приведения в действие взрывчатых веществ, таймеров, сигнализаций и многих других устройств.

Примеры

Наиболее распространенные примеры - механические часы и часы. Другие включают:

Заводные игрушки - часто в виде простого механического двигателя или для создания автоматов . Это может быть либо заводной ключ, как многие модели поездов 20-го века , либо более простой обратный двигатель .
В большинстве створок створок используется часовой механизм, напоминающий наручные часы, для измерения времени открытия и закрытия створок затвора.
Механизмы поворота линз маяков перед электродвигателями.
Механические калькуляторы , которые использовались до появления электронных компьютеров во время Второй мировой войны. Среди наиболее сложных были Бэббидж «s разница и аналитические системы , которые были механические версии компьютеров.
Астрономические модели, например оррери , история которых насчитывает сотни лет.
Музыкальные шкатулки , которые были очень популярны в XIX - начале XX века.
Практически все фонографы построены до 1930-х годов.
Электрооборудование с ручным приводом, такое как часовой радиоприемник , где энергоаккумулирующая пружина, на которую приходится большая часть размера и веса устройства, вращает электрический генератор гораздо меньшего размера ; такое оборудование очень популярно там, где не хватает аккумуляторов и электросети (домашнего тока).