Máy là một công cụ chứa một hoặc nhiều bộ phận sử dụng năng lượng để thực hiện hành động dự định. Máy móc thường được cung cấp năng lượng bằng phương tiện cơ học, hóa học, nhiệt hoặc điện và thường được cơ giới hóa. Trong lịch sử, một công cụ điện cũng yêu cầu các bộ phận chuyển động để phân loại thành một cỗ máy. Tuy nhiên, sự ra đời của thiết bị điện tử đã dẫn đến sự phát triển của các công cụ điện mà không có các bộ phận chuyển động được coi là máy móc. [1]Một máy đơn giản là một thiết bị chỉ đơn giản là chuyển đổi hướng hoặc độ lớn của một lực, nhưng một số lượng lớn các máy phức tạp hơn tồn tại. Ví dụ bao gồm phương tiện, hệ thống điện tử, máy phân tử, máy tính, truyền hình và đài phát thanh.
Nội dung
1 từ nguyên
2 Lịch sử
3 loại
3.1 Cơ học
3.1.1 Máy đơn giản
3.1.2 Động cơ
3.2 Điện
3.2.1 Máy điện
3.2.2 Máy điện tử
3.2.3 Máy tính
3.3 Máy phân tử
4 yếu tố máy
4.1 Cơ chế
4.2 Bộ điều khiển
5 tác động
5.1 Cách mạng công nghiệp
5.2 Cơ khí hóa và tự động hóa
5.3 Automata
6 Xem thêm
7 tài liệu tham khảo
8 Đọc thêm
Từ nguyên
Máy từ bắt nguồn từ từ Latin Machina, [1] từ đó xuất phát từ tiếng Hy Lạp (Doric "[3]).
Một ý nghĩa rộng hơn của "vải, cấu trúc" được tìm thấy trong tiếng Latin cổ điển, nhưng không phải trong việc sử dụng Hy Lạp.
Ý nghĩa này được tìm thấy trong tiếng Pháp thời trung cổ, và được nhận từ tiếng Pháp sang tiếng Anh vào giữa thế kỷ 16.
Trong thế kỷ 17, từ này cũng có thể có nghĩa là một sơ đồ hoặc cốt truyện, một ý nghĩa hiện được thể hiện bằng máy chế tạo xuất phát. Ý nghĩa hiện đại phát triển từ ứng dụng chuyên ngành của thuật ngữ cho các động cơ giai đoạn được sử dụng trong nhà hát và động cơ bao vây quân sự, cả vào cuối thế kỷ 16 và đầu thế kỷ 17. OED theo dõi ý nghĩa chính thức, hiện đại đối với Lexicon Technicum (1704) của John Harris, có: có:
Máy, hoặc động cơ, trong cơ chế, là bất kỳ lực nào đủ để nâng hoặc ngăn chặn chuyển động của cơ thể ... các máy đơn giản thường được coi là sáu số, viz. Ballance, Leaver, Pulley, Wheel, Wedge và Vít ... Máy móc, hoặc động cơ, là vô số.
Động cơ từ được sử dụng như một từ đồng nghĩa (gần) của Harris và trong ngôn ngữ sau này xuất phát cuối cùng (thông qua tiếng Pháp cũ) từ tiếng Latin ingenium "Ingenuity, một phát minh".
Lịch sử
[ICON] Phần này yêu cầu mở rộng. (Tháng 3 năm 2012)
Fint Hand Axe được tìm thấy ở Winchester
Có lẽ ví dụ đầu tiên về một thiết bị do con người thiết kế để quản lý sức mạnh là rìu tay, được tạo ra bằng cách sứt mẻ đá lửa để tạo thành một cái nêm. Wedge là một cỗ máy đơn giản biến đổi lực bên và chuyển động của công cụ thành một lực phân tách ngang và chuyển động của phôi.
Ý tưởng về một cỗ máy đơn giản có nguồn gốc từ nhà triết học Hy Lạp Archimedes vào khoảng thế kỷ thứ 3 trước Công nguyên, người đã nghiên cứu các máy móc đơn giản Archimedean: đòn bẩy, ròng rọc và vít. [4] [5] Ông đã phát hiện ra nguyên tắc lợi thế cơ học trong đòn bẩy. [6] Các nhà triết học Hy Lạp sau này đã xác định năm máy đơn giản cổ điển (không bao gồm mặt phẳng nghiêng) và có thể tính toán gần như lợi thế cơ học của chúng. [7] Heron of Alexandria (khoảng 10 1075 sau Công nguyên) trong cơ học công việc của mình liệt kê năm cơ chế có thể "đặt tải chuyển động"; Đòn bẩy, gió, ròng rọc, nêm và vít, [5] và mô tả chế tạo và sử dụng của chúng. [8] Tuy nhiên, sự hiểu biết của người Hy Lạp chỉ giới hạn ở các thống kê (sự cân bằng của các lực lượng) và không bao gồm các động lực (sự đánh đổi giữa lực lượng và khoảng cách) hoặc khái niệm công việc.
Trong thời Phục hưng, động lực của các sức mạnh cơ học, như các máy đơn giản được gọi, bắt đầu được nghiên cứu từ quan điểm về mức độ công việc hữu ích mà chúng có thể thực hiện, cuối cùng dẫn đến khái niệm mới về công việc cơ học. Năm 1586 kỹ sư Flemish Simon Stevin có được lợi thế cơ học của mặt phẳng nghiêng, và nó được bao gồm trong các máy đơn giản khác. Lý thuyết năng động hoàn chỉnh của các máy đơn giản đã được nhà khoa học Ý Galileo Galilei thực hiện vào năm 1600 ở Le Meccaniche ("về cơ học"). [9] [10] Anh ta là người đầu tiên hiểu rằng những cỗ máy đơn giản không tạo ra năng lượng, chúng chỉ đơn thuần là biến đổi nó. [9]
Các quy tắc cổ điển về ma sát trượt trong máy móc được phát hiện bởi Leonardo da Vinci (1452 Phản1519), nhưng vẫn chưa được công bố trong sổ ghi chép của mình. Họ đã được tái khám phá bởi Guillaume Amtons (1699) và được phát triển thêm bởi Charles-Augustin de Coulomb (1785). [11]
Loại
Các loại máy và máy phân loại thành phần liên quan
Máy bay nghiêng đơn giản, bánh xe và trục, đòn bẩy, ròng rọc, nêm, vít
Thành phần cơ học trục, vòng bi, thắt lưng, xô, dây buộc, bánh răng, chìa khóa, chuỗi liên kết, giá đỡ và bánh răng, chuỗi con lăn, dây thừng, con dấu, lò xo, bánh xe
Đồng hồ đồng hồ đồng hồ, đồng hồ, đồng hồ con lắc, đồng hồ thạch anh
Máy nén khí và máy bơm vít của Archimedes, máy bơm eductor-máy bay, ram thủy lực, bơm, trompe, bơm chân không
Động cơ nhiệt Động cơ đốt cháy động cơ hơi, động cơ Stirling
Động cơ đốt trong động cơ đối ứng, tuabin khí
Tủ lạnh bơm nhiệt, tủ lạnh nhiệt điện, làm mát tái tạo
Liên kết Pantograph, Cam, Peaucellier-Lipkin
Tuabin khí tuabin, động cơ phản lực, tuabin hơi nước, tuabin nước, máy phát gió, cối xay gió
Aerofoil Sail, Wing, Rudder, Flap, Propeller
Thiết bị điện tử ống chân không, bóng bán dẫn, diode, điện trở, tụ điện, cuộn cảm, memristor, chất bán dẫn, máy tính
Bộ điều khiển robot, servo, cơ chế bảo dưỡng, động cơ bước, máy tính
Máy bán hàng tự động linh tinh, đường hầm gió, máy kiểm tra máy cân, máy đinh tán
Cơ khí
Bài viết chính: Máy (Cơ khí) và Kỹ thuật cơ khí
Từ cơ học đề cập đến công việc đã được sản xuất bởi máy móc hoặc máy móc. Nó chủ yếu liên quan đến các công cụ máy móc và các ứng dụng cơ học của khoa học. Một số từ đồng nghĩa của nó là tự động và cơ học.
Nhưng cô may đơn giản
Bài viết chính: Máy đơn giản
Bảng các cơ chế đơn giản, từ Cyclopædia của Chambers, 1728. [12] Các máy đơn giản cung cấp một "từ vựng" để hiểu các máy phức tạp hơn.
Ý tưởng rằng một cỗ máy có thể được chia thành các yếu tố di động đơn giản đã dẫn Archimedes xác định đòn bẩy, ròng rọc và vít là máy đơn giản. Vào thời điểm Phục hưng, danh sách này đã tăng lên để bao gồm bánh xe và trục, nêm và mặt phẳng nghiêng.
Động cơ
Bài viết chính: Động cơ
Động cơ hoặc động cơ là một máy được thiết kế để chuyển đổi năng lượng thành chuyển động cơ học hữu ích. [13] [14] Động cơ nhiệt, bao gồm động cơ đốt trong và động cơ đốt ngoài (như động cơ hơi nước) đốt cháy nhiên liệu để tạo ra nhiệt, sau đó được sử dụng để tạo ra chuyển động. Động cơ điện chuyển đổi năng lượng điện thành chuyển động cơ học, động cơ khí nén sử dụng không khí nén và các động cơ khác, chẳng hạn như đồ chơi gió sử dụng năng lượng đàn hồi. Trong các hệ thống sinh học, các động cơ phân tử như myosin trong cơ bắp sử dụng năng lượng hóa học để tạo ra chuyển động.
Điện
Điện có nghĩa là hoạt động bằng cách hoặc sản xuất điện, liên quan đến hoặc liên quan đến điện. Nói cách khác, nó có nghĩa là sử dụng, cung cấp, sản xuất, truyền hoặc vận hành bằng điện.
Máy điện
Bài viết chính: Máy điện
Một máy điện là tên chung cho một thiết bị chuyển đổi năng lượng cơ học thành năng lượng điện, chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học hoặc thay đổi dòng điện xen kẽ từ một mức điện áp thành một mức điện áp khác.
Máy điện tử
Bài viết chính: Điện tử
Điện tử là nhánh vật lý, kỹ thuật và công nghệ xử lý các mạch điện liên quan đến các thành phần điện hoạt động như ống chân không, bóng bán dẫn, điốt và mạch tích hợp và các công nghệ kết nối thụ động liên quan. Hành vi phi tuyến của các thành phần hoạt động và khả năng kiểm soát các luồng điện tử giúp khuếch đại các tín hiệu yếu có thể và thường được áp dụng cho thông tin và xử lý tín hiệu. Tương tự, khả năng của các thiết bị điện tử hoạt động khi các công tắc giúp xử lý thông tin kỹ thuật số có thể. Các công nghệ kết nối như bảng mạch, công nghệ đóng gói điện tử và các hình thức khác nhau của cơ sở hạ tầng truyền thông hoàn chỉnh chức năng mạch và biến các thành phần hỗn hợp thành một hệ thống làm việc.
Máy tính
Máy tính lưu trữ và điều khiển dòng điện tử, với các mẫu trong lưu trữ và dòng chảy này được hiểu là thao tác thông tin. Xem máy trạng thái và máy Turing.
Charles Babbage đã thiết kế các máy khác nhau để lập bảng logarit và các chức năng khác vào năm 1837. Động cơ khác biệt của ông là máy tính cơ học đầu tiên. Máy này được coi là tiền thân của máy tính hiện đại, mặc dù không có máy nào được chế tạo trong cuộc đời của Babbage.
Máy phân tử
Nghiên cứu về các phân tử và protein là cơ sở của các chức năng sinh học đã dẫn đến khái niệm của một máy phân tử. Ví dụ, các mô hình hiện tại của hoạt động của phân tử kinesin vận chuyển các túi bên trong tế bào cũng như phân tử myosin hoạt động chống lại Actin để gây co cơ; Những phân tử này kiểm soát chuyển động để đáp ứng với các kích thích hóa học.
Các nhà nghiên cứu trong công nghệ nano đang làm việc để xây dựng các phân tử thực hiện chuyển động để đáp ứng với một kích thích cụ thể. Trái ngược với các phân tử như kinesin và myosin, các nanader hoặc máy phân tử này là các công trình như máy truyền thống được thiết kế để thực hiện trong một nhiệm vụ.
Các yếu tố máy
Bài viết chính: Phần tử máy
Máy được lắp ráp từ các loại thành phần tiêu chuẩn. Các yếu tố này bao gồm các cơ chế kiểm soát sự di chuyển theo nhiều cách khác nhau như xe lửa, công tắc bóng bán dẫn, ổ đĩa đai hoặc chuỗi, liên kết, hệ thống cam và người theo dõi, phanh và ly hợp, và các thành phần cấu trúc như thành viên khung và ốc vít.
Máy hiện đại bao gồm cảm biến, bộ truyền động và bộ điều khiển máy tính. Hình dạng, kết cấu và màu sắc của bìa cung cấp giao diện tạo kiểu và vận hành giữa các thành phần cơ học của máy và người dùng.
Cơ chế
Các hội đồng trong một cỗ máy điều khiển chuyển động thường được gọi là "cơ chế". .
Để biết thêm chi tiết về máy cơ học, hãy xem Máy (Cơ khí) và Hệ thống cơ học.
Bộ điều khiển
Bộ điều khiển kết hợp các cảm biến, logic và bộ truyền động để duy trì hiệu suất của các thành phần của máy. Có lẽ người nổi tiếng nhất là Thống đốc Flyball cho một động cơ hơi nước. Ví dụ về các thiết bị này bao gồm từ một bộ điều nhiệt khi nhiệt độ tăng mở một van đến nước làm mát đến các bộ điều khiển tốc độ như hệ thống điều khiển hành trình trong ô tô. Bộ điều khiển logic có thể lập trình đã thay thế các rơle và cơ chế điều khiển chuyên dụng bằng một máy tính lập trình. Động cơ servo định vị chính xác một trục để đáp ứng với lệnh điện là các bộ truyền động làm cho các hệ thống robot có thể.
Va chạm
Cuộc cách mạng công nghiệp
Bài viết chính: Cách mạng công nghiệp
Cuộc cách mạng công nghiệp là thời kỳ từ năm 1750 đến 1850, nơi những thay đổi trong nông nghiệp, sản xuất, khai thác, vận chuyển và công nghệ có ảnh hưởng sâu sắc đến các điều kiện xã hội, kinh tế và văn hóa của thời đại. Nó bắt đầu ở Vương quốc Anh, sau đó lan rộng khắp Tây Âu, Bắc Mỹ, Nhật Bản và cuối cùng là phần còn lại của thế giới.
Bắt đầu từ phần cuối của thế kỷ 18, đã bắt đầu một sự chuyển đổi ở các vùng của nền kinh tế lao động thủ công trước đây của Vương quốc Anh và dự thảo kinh tế dựa trên động vật hướng tới sản xuất dựa trên máy móc. Nó bắt đầu với việc cơ giới hóa các ngành công nghiệp dệt may, sự phát triển của các kỹ thuật làm sắt và sử dụng than đá tinh chế. [17]
Cơ giới hóa và tự động hóa
Bài viết chính: Cơ giới hóa và Tự động hóa
Một vận thăng mỏ chạy bằng nước được sử dụng để nâng quặng. Gỗ gỗ này đến từ de re metallica của Georg Bauer (tên Latin hóa Georgius Agricola, khoảng năm 1555) Một cuốn sách giáo khoa khai thác sớm có chứa nhiều bản vẽ và mô tả về thiết bị khai thác.
Cơ giới hóa hoặc cơ giới hóa (BE) đang cung cấp cho các nhà khai thác của con người các máy móc hỗ trợ họ các yêu cầu cơ bắp của công việc hoặc thay thế công việc cơ bắp. Trong một số trường, cơ giới hóa bao gồm việc sử dụng các dụng cụ cầm tay. Trong việc sử dụng hiện đại, chẳng hạn như trong kỹ thuật hoặc kinh tế, cơ giới hóa ngụ ý máy móc phức tạp hơn các dụng cụ cầm tay và sẽ không bao gồm các thiết bị đơn giản như một con ngựa hoặc nhà máy lừa không có thiết bị. Các thiết bị gây ra sự thay đổi tốc độ hoặc thay đổi hoặc từ chuyển động chuyển đổi sang chuyển động quay, sử dụng các phương tiện như bánh răng, ròng rọc hoặc vỏ bọc và dây đai, trục, cam và máy quay, thường được coi là máy. Sau khi điện khí hóa, khi hầu hết các máy móc nhỏ không còn chạy bằng tay, cơ giới hóa đồng nghĩa với các máy cơ giới. [18]
Tự động hóa là việc sử dụng các hệ thống kiểm soát và công nghệ thông tin để giảm nhu cầu công việc của con người trong việc sản xuất hàng hóa và dịch vụ. Trong phạm vi công nghiệp hóa, tự động hóa là một bước vượt ra ngoài cơ giới hóa. Trong khi cơ giới hóa cung cấp cho các nhà khai thác của con người để hỗ trợ họ các yêu cầu cơ bắp của công việc, tự động hóa làm giảm đáng kể nhu cầu về các yêu cầu cảm giác và tinh thần của con người. Tự động hóa đóng một vai trò ngày càng quan trọng trong nền kinh tế thế giới và trong kinh nghiệm hàng ngày.
Vịt tiêu hóa của Jacques de Vaucanson, được ca ngợi vào năm 1739 với tư cách là người tự động đầu tiên có khả năng tiêu hóa
Automata
Bài viết chính: Automaton
Một automaton (số nhiều: automata hoặc automatons) là một máy tự vận hành. Từ này đôi khi được sử dụng để mô tả một robot, cụ thể hơn là một robot tự trị. Một cách đánh vần thay thế, bây giờ lỗi thời, là tự động hóa.