我眼中的机械

1、陈岳军 随着科学技术的发展，人类社会经历了原始社会、奴隶社会、封建社会，正处于资本主义社会和社会主义社会并存的阶段，并朝着更加文明、更加先进的道路前进；回顾历史，人类机械的发展经历了简单机械、第一次工业革命、第二次工业革命、两次世界大战等阶段，目前正处于以原子能、电子计算机、空间技术和生物工程的发明和应用为主要标志，涉及信息技术、新能源技术、新材料技术、生物技术、空间技术和海洋技术等诸多领域的高技术革命浪潮之中。对机械发展史的研究，可以帮助人类理解机械给社会和人类带来了怎样的影响、技术进步和发展的含义以及机械文明的内涵。 最原始的简单机械，可以追溯到埃及金字塔的建造时期，工人利用“滚子木”，滑

2、轮，杠杆，斜面等简单机械将一块块巨石搬运到高处，建造出了令世界瞩目的建筑奇观。 指南车，又称司南车，是中国古代用来指示方向的一种机械装置。它利用差速齿轮原理，它与指南针利用地磁效应不同，它是利用齿轮传动系统，根据车轮的转动，由车上木人指示方向。不论车子转向何方，木人的手始终指向南方，“车虽回运而手常指南”。 流水可以使轮转动，在轮的周围安装上叶片，使流水冲击这些叶片，就可以使轮子转动起来；古人主要用水车进行灌溉、磨面。风车 2000多年前，中国、巴比伦、波斯等国就已利用古老的风车提水灌溉、碾磨谷物。12世纪以后，风车在欧洲迅速发展，通过风车（风力发动机）利用风能提水、供暖、制冷、航运、发电等。

3、 风车是一种利用风力驱动的带有可调节的叶片或梯级横木的轮子所产生的能量来运转的机械装置。简单的风车由带有风蓬的风轮、支架及传动装置等构成；风轮的转速和功率，可以根据风力的大小，适当改变风蓬的数目或受风面积来调整；在风向改变时，必须搬动前支架使风轮面向风；完备的风车带有自动调速和迎风装置等。具备发电用途的风车又称为风力发电机。水车辘轳 利用轮轴原理制成的井上汲水的起重装置。它是从杠杆原理演变而来的汲水装置。井上竖立井架，上装可用手柄摇转的轴，轴上绕绳索 ，绳索一端系水桶。摇转手柄，使水桶一起一落，提取井水 。早在公元前一千一百多年前中国已经发明了辘轳。到春秋时期，辘轳就已经流行。 沙漏也叫做沙钟

4、，应用颗粒均匀的砂粒从容器中漏出的量来计量时刻的计时工具。西方发现最早的沙漏大约在公元1100年，比我国的沙漏出现要晚。 沙漏 蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。它曾经是世界上最重要的原动机，后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。瓦特被称为现代蒸汽机之父，从1765到1790的25年里，他进行了一系列发明，比如分离式冷凝器、汽缸外设置绝热层、用油润滑活塞、行星式齿轮、平行运动连杆机构、离心式调速器、节气阀、压力计等等，使蒸汽机的效率提高到原来纽科门机的3倍多，最终发明出了现代意义上的蒸汽机。蒸汽机发电机（英文名称：Generators）是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水

5、轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。电动机（Motors）是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈（也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用于转子（如鼠笼式闭合铝框）形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机（电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速）。发电机电动机 1876年，德国人奥托制造出第一台以煤气为燃料的四冲程内燃机，成为颇受欢迎的小型动力机。1883年，德国工程师戴姆勒发明出以汽油为燃料的内燃机

6、，具有马力大、重量轻、体积小、效率高等特点，可作为交通工具的发动机。1885年，德国机械工程师卡尔本茨制成第一辆汽车，本茨因此被称为“汽车之父”。德国工程师狄塞尔于1897年发明了一种结构更加简单，燃料更加便宜的内燃机柴油机，这种柴油机非常适用于重型运输工具。 内燃机的发明和使用还推动了石油开采业的发展，加速了石油化工工业的产生。随着内燃机的广泛应用，对燃料油的需求猛增，人们开始大量地开采和提炼石油，石油的产量迅速增长。内燃机及新型工具 第二次工业革命前，有线电报就已经问世了。美国人莫尔斯1837年制成了一台电磁式的电报机。第二次工业革命期间，通讯工具的应用有了长足的进步。在1876年美国费城

7、世界博览会上，贝尔展示了当时被称为“远听器”的电话，引起了轰动。1899年，意大利科学家马可尼利用赫兹电磁理论，制成了无线电报通讯设备，并在英法之间发报成功。通讯机器计算机 著名计算机科学家费里德里克布鲁克说：人类文明迄今，除计算机技术外，没有任何一门技术的性能价格比能在30年内增长6个数量级。 1946年2月14日，由美国军方定制的世界上第一台电子计算机“电子数字积分计算机” 在美国宾夕法尼亚大学问世了。人造卫星 中国于1970年4月成功发射了第一颗人造卫星“东方红”1号。由远载火箭“长征”1号运载升空。 苏联在1957年发射了人类首颗人造地球卫星Sputnik-1，揭开了人类向太空进军的序

8、幕，大大激发了世界各国研制和发射卫星的热情。 2011年11月，天宫一号与神舟八号飞船成功对接，2012年6月18日，神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器成功实现自动交会对接。 手机最早是美国科技巨头摩托罗拉公司发明的。移动电话，通常称为手机，早期又有大哥大的俗称，是可以在较广范围内使用的便携式电话终端。目前已发展至4G时代。 手机 电动汽车电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆；组成部分包括：电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，电动汽车对环境影响较小，因而具有良好的市场前景。 微机

9、电系统微机电系统是指尺寸在几厘米以下乃至更小的小型装置，是一个独立的智能系统，主要由传感顺、作动器（执行器）和微能源三大部分组成。它涉及物理学、化学、光学、医学、电子工程、材料工程、机械工程、信息工程及生物工程等多种学科和工程技术，目前在系统生物技术的合成生物学与微流控技术等领域开拓了广阔的用途。 数控机床数控机床是采用计算机实现数字程序控制机械加工的现代机械装备。它具有用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的运动轨迹和外设的操作时序逻辑控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入操作指令的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成，处理生成的微观指令传送给伺服驱动装置驱动电机或液压执行元件带动设备运行。 机器人机器人是自动执行工作的机