En maskin är ett verktyg som innehåller en eller flera delar som använder energi för att utföra en avsedd åtgärd. Maskiner drivs vanligtvis av mekaniska, kemiska, termiska eller elektriska medel och är ofta motoriserade. Historiskt krävde ett elverktyg också rörliga delar för att klassificera som en maskin. Emellertid har tillkomsten av elektronik lett till utvecklingen av elverktyg utan att flytta delar som betraktas som maskiner. [1]

En enkel maskin är en enhet som helt enkelt omvandlar riktningen eller storleken på en kraft, men ett stort antal mer komplexa maskiner finns. Exempel inkluderar fordon, elektroniska system, molekylära maskiner, datorer, tv och radio.

Innehåll

1 etymologi
2 historia
3 typer
3.1 Mekanisk
3.1.1 Enkla maskiner
3.1.2 Motorer
3.2 Elektrisk
3.2.1 Elektriska maskiner
3.2.2 Elektronisk maskin
3.2.3 datormaskiner
3.3 Molekylära maskiner
4 maskinelement
4.1 Mekanismer
4.2 Controllers
5 Påverkan
5.1 Industriell revolution
5.2 Mekanisering och automatisering
5.3 Automata
6 Se även
7 referenser
8 Ytterligare läsning

Etymologi

Ordet maskin härstammar från det latinska ordet machina, [1] som i sin tur härstammar från den grekiska (doriska μαχανά makhana, ionic μηχανή mekhane "kontrivance, maskin, motor", [2] ett härledning från μῆχος mekhos "betyder, lämplig, botemedel" "[3]).

En bredare betydelse av "tyg, struktur" finns på klassisk latin, men inte i grekisk användning.

Denna betydelse finns på sen medeltida franska och adopteras från fransmännen till engelska i mitten av 1800-talet.

På 1600 -talet kan ordet också betyda ett schema eller en plot, en betydelse som nu uttrycks av den härledda maskinen. Den moderna betydelsen utvecklas ur specialiserad tillämpning av termen på scenmotorer som används i teater och till militära belägringsmotorer, både i slutet av 1600- och början av 1600 -talet. OED spårar den formella, moderna betydelsen till John Harris 'Lexicon Technicum (1704), som har:

Maskin eller motor, i mekanik, är vad som helst som har kraft som är tillräcklig antingen för att höja eller stoppa rörelsen hos en kropp ... Enkla maskiner räknas vanligtvis till att vara sex i antal, nämligen. Ballansen, leaver, remskiva, hjul, kil och skruv ... sammansatta maskiner eller motorer är otaliga.

Ordmotorn som används som en (nära) synonym både av Harris och på senare språk härstammar i slutändan (via gamla franska) från latinska genium "uppfinningsrikedom, en uppfinning".
Historia
[Ikon] Det här avsnittet kräver expansion. (Mars 2012)
Flint Hand Axe finns i Winchester

Kanske är det första exemplet på en mänsklig tillverkad enhet som är utformad för att hantera kraften handaxeln, tillverkad genom att flisa Flint för att bilda en kil. En kil är en enkel maskin som förvandlar sidokraft och rörelse av verktyget till en tvärgående splittringskraft och rörelse av arbetsstycket.

Idén om en enkel maskin har sitt ursprung i den grekiska filosofen Archimedes runt 300 -talet f.Kr., som studerade de archimedean enkla maskinerna: spak, remskiva och skruv. [4] [5] Han upptäckte principen om mekanisk fördel i spaken. [6] Senare grekiska filosofer definierade de klassiska fem enkla maskinerna (exklusive det lutande planet) och kunde grovt beräkna sin mekaniska fördel. [7] Heron från Alexandria (ca. 10–75 e.Kr.) i sin arbetsmekanik listar fem mekanismer som kan "sätta en belastning i rörelse"; Spak, vindglas, remskiva, kil och skruv, [5] och beskriver deras tillverkning och användningar. [8] Grekernas förståelse var emellertid begränsad till statistik (styrkornas balans) och inkluderade inte dynamik (avvägningen mellan kraft och avstånd) eller begreppet arbete.

Under renässansen började dynamiken i de mekaniska krafterna, som de enkla maskinerna kallades, att studeras med tanke på hur mycket användbart arbete de kunde utföra, vilket så småningom ledde till det nya begreppet mekaniskt arbete. 1586 härledde flamländska ingenjör Simon Stevin den mekaniska fördelen med det lutande planet, och det ingick i de andra enkla maskinerna. Den kompletta dynamiska teorin om enkla maskiner utarbetades av italiensk forskare Galileo Galilei 1600 i Le Meccaniche ("On Mechanics"). [9] [10] Han var den första som förstod att enkla maskiner inte skapar energi, de förvandlar den bara. [9]

De klassiska reglerna för glidfriktion i maskiner upptäcktes av Leonardo da Vinci (1452–1519), men förblev opublicerad i sina anteckningsböcker. De återupptäcktes av Guillaume Amontons (1699) och utvecklades vidare av Charles-Augustin de Coulomb (1785). [11]
Typ
Typer av maskiner och relaterade komponenter klassificeringsmaskin (er)
Enkla maskiner lutande plan, hjul och axel, spak, remskiva, kil, skruv
Mekaniska komponenter axel, lager, bälten, hink, fästelement, växel, nyckel, länkkedjor, rack och kugghjul, rullkedjor, rep, tätningar, fjäder, hjul
Klocka atomklocka, klocka, pendelklocka, kvartsklocka
Kompressorer och pumpar Archimedes skruv, eduktor-jetpump, hydraulisk ram, pump, trompe, vakuumpump
Värmemotorer Externa förbränningsmotorer Ångmotor, Stirling Engine
Förbränningsmotorer framväxande motor, gasturbin
Värmepumpar absorptionskylskåp, termoelektriskt kylskåp, regenerativ kylning
Länkar Pantograf, Cam, Peaucellier-Lipkin
Turbingas turbin, jetmotor, ångturbin, vattenturbin, vindgenerator, väderkvarn
Aerofoil segel, vinge, roder, klaff, propeller
Elektroniska enheter Vakuumrör, transistor, diod, motstånd, kondensator, induktor, memristor, halvledare, dator
Roboter Actuator, Servo, Servomechanism, Stepper Motor, Computer
Diverse automat, vindtunnel, kontroll av vägningsmaskiner, nitmaskiner
Mekanisk
Huvudartiklar: maskin (maskinteknik) och maskinteknik

Ordet mekaniskt hänvisar till det arbete som har producerats av maskiner eller maskiner. Det hänför sig mest till maskinverktygen och vetenskapens mekaniska tillämpningar. Vissa av dess synonymer är automatiska och mekaniker.
Enkla maskiner
Huvudartikel: enkel maskin
Tabell över enkla mekanismer, från Chambers 'Cyclopædia, 1728. [12] Enkla maskiner ger ett "ordförråd" för att förstå mer komplexa maskiner.

Idén att en maskin kan delas upp i enkla rörliga element ledde till Archimedes för att definiera spaken, remskivan och skruven som enkla maskiner. Vid renässansen ökade denna lista till att omfatta hjul och axel, kil och lutande plan.
Motorer
Huvudartikel: motor

En motor eller motor är en maskin utformad för att omvandla energi till användbar mekanisk rörelse. [13] [14] Värmemotorer, inklusive förbränningsmotorer och externa förbränningsmotorer (som ångmotorer) förbränner ett bränsle för att skapa värme, som sedan används för att skapa rörelse. Elektriska motorer omvandlar elektrisk energi till mekanisk rörelse, pneumatiska motorer använder tryckluft och andra, såsom wind-up-leksaker använder elastisk energi. I biologiska system använder molekylmotorer som myosiner i muskler kemisk energi för att skapa rörelse.
Elektrisk

Elektriska medel som fungerar genom eller producerar el, som rör eller berör el. Med andra ord betyder det att använda, tillhandahålla, producera, överföra eller drivas av el.
Elektrisk maskin
Huvudartikel: elektrisk maskin

En elektrisk maskin är det generiska namnet för en enhet som omvandlar mekanisk energi till elektrisk energi, omvandlar elektrisk energi till mekanisk energi eller ändrar växelström från en spänningsnivå till en annan spänningsnivå.
Elektronisk maskin
Huvudartikel: elektronik

Elektronik är grenen av fysik, teknik och teknik som hanterar elektriska kretsar som involverar aktiva elektriska komponenter såsom vakuumrör, transistorer, dioder och integrerade kretsar och tillhörande passiva sammankopplingstekniker. Det icke -linjära beteendet hos aktiva komponenter och deras förmåga att kontrollera elektronflöden möjliggör förstärkning av svaga signaler och tillämpas vanligtvis på information och signalbehandling. På liknande sätt möjliggör förmågan hos elektroniska enheter att fungera som switchar digital informationsbehandling. Samtalsteknologier som kretskort, elektronisk förpackningsteknik och andra olika former av kommunikationsinfrastruktur komplett kretsfunktionalitet och omvandlar de blandade komponenterna till ett fungerande system.
Datormaskiner

Datorer lagrar och manipulerar flödet av elektroner, med mönster i denna lagring och flöde tolkas som informationsmanipulation. Se State Machine och Turing Machine.

Charles Babbage designade olika maskiner för att tabulera logaritmer och andra funktioner 1837. Hans skillnadsmotor är den första mekaniska kalkylatorn. Den här maskinen betraktas som en föregångare till den moderna datorn, även om ingen byggdes under Babbages livstid.
Molekylmaskiner

Studie av molekyler och proteiner som ligger till grund för biologiska funktioner har lett till begreppet en molekylmaskin. Till exempel nuvarande modeller för driften av kinesinmolekylen som transporterar vesiklar inuti cellen såväl som myosinmolekylen som arbetar mot aktin för att orsaka muskelkontraktion; Dessa molekyler kontrollerar rörelse som svar på kemiska stimuli.

Forskare inom nanoteknologi arbetar för att konstruera molekyler som utför rörelse som svar på en specifik stimulans. I motsats till molekyler som kinesin och myosin är dessa nanomachiner eller molekylära maskiner konstruktioner som traditionella maskiner som är utformade för att utföra i en uppgift.
Maskinelement
Huvudartikel: maskinelement

Maskiner monteras från standardiserade typer av komponenter. Dessa element består av mekanismer som styr rörelse på olika sätt såsom växlar, transistoromkopplare, bälte- eller kedjedrivningar, kopplingar, kam- och följare system, bromsar och kopplingar och strukturella komponenter som rammedlemmar och fästelement.

Moderna maskiner inkluderar sensorer, ställdon och datorkontroller. Formen, strukturen och färgen på omslagen ger ett styling och operativt gränssnitt mellan de mekaniska komponenterna i en maskin och dess användare.
Mekanismer

Montering inom en maskin som kontrollrörelse kallas ofta "mekanismer." [15] [16] Mekanismer klassificeras vanligtvis som växlar och växlar, kam- och följaremekanismer och kopplingar, även om det finns andra speciella mekanismer som klämbindningar, indexeringsmekanismer och friktionsenheter som bromsar och kopplingar.

För mer information om mekaniska maskiner, se maskin (mekaniska) och mekaniska system.
Styrenheter

Styrenheter kombinerar sensorer, logik och ställdon för att bibehålla prestandan hos en maskinkomponenter. Det kanske mest kända är flyballguvernören för en ångmotor. Exempel på dessa enheter sträcker sig från en termostat som när temperaturen stiger öppnar en ventil för att kyla vatten för att snabba styrenheter såsom farthållssystemet i en bil. Den programmerbara logikstyrenheten ersatte reläer och specialiserade kontrollmekanismer med en programmerbar dator. Servomotorer som exakt placerar en axel som svar på ett elektriskt kommando är ställdon som möjliggör robotsystem.
Påverkan
Industriell revolution
Huvudartikel: Industriell revolution

Den industriella revolutionen var en period från 1750 till 1850 där förändringar i jordbruk, tillverkning, gruvdrift, transport och teknik hade en djup inverkan på tidens sociala, ekonomiska och kulturella förhållanden. Det började i Storbritannien och spriddes sedan över Västeuropa, Nordamerika, Japan och så småningom resten av världen.

Från och med den senare delen av 1700-talet började en övergång i delar av Storbritanniens tidigare manuella arbetskraft och utkast-djurbaserade ekonomi mot maskinbaserad tillverkning. Det började med mekaniseringen av textilindustrin, utvecklingen av järnskapande tekniker och den ökade användningen av raffinerat kol. [17]
Mekanisering och automatisering
Huvudartiklar: mekanisering och automatisering
En vattendriven gruvlyftanvisning som används för att höja malm. Denna träblock är från De Re Metallica av Georg Bauer (Latiniserat namn Georgius Agricola, CA. 1555) En tidig gruvbok som innehåller många ritningar och beskrivningar av gruvutrustning.

Mekanisering eller mekanisering (BE) ger mänskliga operatörer maskiner som hjälper dem med muskelkraven för arbete eller förskjuter muskulärt arbete. I vissa fält inkluderar mekanisering användningen av handverktyg. I modern användning, till exempel inom teknik eller ekonomi, innebär mekanisering maskiner mer komplexa än handverktyg och skulle inte inkludera enkla enheter som en oöverträffad häst eller åsna kvarn. Enheter som orsakar hastighetsförändringar eller ändringar till eller från återgående till roterande rörelse, med hjälp av medel som växlar, remskivor eller skivor och bälten, axlar, kammar och vevar, betraktas vanligtvis maskiner. Efter elektrifiering, när de flesta små maskiner inte längre var handdrivna, var mekanisering synonymt med motoriserade maskiner. [18]

Automation är användningen av kontrollsystem och informationsteknologier för att minska behovet av mänskligt arbete för produktion av varor och tjänster. När det gäller industrialiseringen är automatisering ett steg utöver mekanisering. Medan mekanisering ger mänskliga operatörer maskiner för att hjälpa dem med muskelkraven för arbete, minskar automatiseringen i hög grad behovet av mänskliga sensoriska och mentala krav. Automation spelar en allt viktigare roll i världsekonomin och i daglig erfarenhet.
The Digesting Duck av Jacques de Vaucanson, hyllas 1739 som den första automaten som kan matsmältningen
Automat
Huvudartikel: Automaton

En automat (plural: Automata eller Automatons) är en självoperationsmaskin. Ordet används ibland för att beskriva en robot, mer specifikt en autonom robot. En alternativ stavning, nu föråldrad, är automatisering.

https://en.wikipedia.org/wiki/Machine