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前沿科技

人类历史上那些最早的机械设计

时间:2015/5/3 15:47:37   作者:未知   来源:网络文摘   阅读:1114   评论:1

    工业革命对人类的影响是史无前例而意义重大的:工业革命是以机器取代人力,以大规模工厂化生产取代个体工场手工生产的一场生产与科技革命。

    人类上下数千年的历史,工业革命之前,设计与制造高度中心化,被掌握在少数人手中,而服务对象却更为少数——有钱人与贵族。工业革命以机器取代人力,以大规模工业化生产取代个体手工。     因此,普通家庭才可以负担、享受以往只有少数有钱人和贵族能享受的珍贵物品。

    机械化是工业革命的主角,早在工业革命之前,人类就开始了各种对机械的尝试。
    几千年前,埃及人和中国人都用了相似的方式利用水来记录时间:

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埃及水钟,1500 bc 

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中国水钟,200bc

    大约公元前两百年,阿基米德设计了阿基米德螺旋式抽水机,它被用于讲水从低处移向高处,进行灌溉。

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他是这样工作的:

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    阿基米德还设计了滑轮组:

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    古希腊数学家亚历山大的希罗也设计了一些神奇的“机器”:

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    世界上第一台自动贩卖机:在顶端投币,机器就会给出一定分量的圣水。

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    最早的以蒸汽转化动力的机器:气转球,而在锅底加热使的水沸腾然后变成水蒸气然后由管子进入到球中,最后水蒸气会由球体的两旁喷出并使得球体转动。

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    第一台风力发动的机器:希罗的风琴

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    希罗发明的“自动门”

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    神庙门口点火,火烧水产生蒸汽,蒸汽带动其他机械结构,打开庙门。想象一下,两千年前(大约是汉朝?)的人如果看到这么个自动门,估计当即就觉得神仙显灵了,震撼不是一般的。

    自动人偶 Automata

    以前的人为了找乐子,于是在这样以贵族为中心,制造设计中心化(工匠自己设计自己做,少数人控制设计的话语权)的时代,出现了一批喜欢挑战自我,制造 精巧+漂亮=神奇 机械的人。在电力出现之前,这些自动人偶靠着精巧的机械设计,靠发条驱动自己,完成了复杂的动作。他们大多出自工程师、钟表工匠之手,可以说是机器人的前身。

    阿拉伯伊斯兰学者,发明家,机械工程师,工匠,艺术家,数学家和天文学家加扎利(1136-1206)设计的大象钟:

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    瑞士钟表匠皮埃尔•雅克德罗Pierre Jaquet-Droz(1721-1790)设计制造了机械人偶,以帮助销售自己的手表。

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    这个会写字的机械人偶被认为是最早的计算机雏形。共计由六千多个部件组成,这个会写字的小男孩人偶用羽毛笔蘸真的墨水写字,而且他写字的内容还是可以“编程”的,不同的机械齿轮会使人偶的手臂做出不同的动作。   (天天CAD网www.ttcad.com)

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    雅克德罗还做了一个会弹琴的机械人偶。

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    17-19世纪江户时代是日本机关人偶最盛行的时代。

     奉茶童子是最典型的日本机关人偶。主人将茶放置于机关人偶双手的碗上,它会自动往客人的方向移动,客人拿杯子和茶托后,奉茶童子会自动停止,客人喝完茶后,把空的杯子放回机关人偶双手的碗上,奉茶童子会返回原来的位置。

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    日本工程师、发明家田中久重(1799-1881)设计了最著名的机关人偶:弓曳童子,它被视为江户时代机关人偶的登峰造极之作。田中久重1875年创建的公司被视为东芝(TOSHIBA)公司的前身。

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    另一位众所周知的、设计过机械的大师就是达芬奇了。下图是达芬奇设计的小车,通过上发条可以自动行驶。

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    除却众所周知的画家身份,达芬奇设计了许许多多有意思的机械。

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    达芬奇与众不同之处在于,他会从自然中找到事物加以分析。当他画马腿的时候他画的不只是马腿,他关注的是马腿如何运动。


标签:人类历史 最早的机械设计 

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