Precisionsmekanik är en vetenskaplig och ingenjörsdisciplin som behandlar utvecklingen av teori, design, tillverkning och användning av en speciell klass av mekaniska anordningar som skiljer sig från andra mekanismer för att utföra användbart arbete genom att syftet med deras tillämpning är att få information , och inte tvinga handling, att sätta ett föremål i rörelse eller ändra rörelseparametrar.
Det är en gren av en mer allmän disciplin - mekanik .
Även på III-talet f.Kr. e. Alexandriska astronomer använde rent mekaniska anordningar för att bestämma himlakropparnas koordinater.
Därefter, under XV och XVI århundraden , kom anordningar som armillarsfären , jordklotet (jordbunden och himmelsk), astrolabium , dioptri , etc. i användning.
Under renässansen nådde konsten att skapa och använda mycket exakta goniometriska instrument, vars noggrannhet av de mätningar som gjordes begränsades av observatörens ögas förmåga, en hög nivå av perfektion. Med hjälp av precisionsmekanik löstes de problem där optiken senare visade sig . Därefter förde Tycho de Brahe noggrannheten i att mäta himlakropparnas koordinater till sådan perfektion att Kepler kunde bygga en teori om planetrörelser baserat på hans data.
De första goniometrarna baserades på dioptriprincipen, som i geodetisk praxis kallades teodoliter och nivåer , samt vinklar i vertikalplanet. [ett]
Utvecklingen av precisionsmekanik gjorde betydande framsteg tack vare uppfinningen av mekaniska pendelur av Christian Huygens , såväl som skapandet av navigationsinstrument, sextanter , etc., vilket gav impulser till intensiv navigering och början på eran av stora geografiska upptäckter . Med tiden blev det på modet att innesluta rörelsen av ett fickur i ett sfäriskt fodral. Efter det fick sådana klockor, vars tillverkning startade i Nürnberg, namnet "Nurnberg-ägg".
Utvecklingen av klocktillverkning underlättades av hantverkarnas verksamhet i Schweiz och Tyskland , där mästarna i Nürnberg var särskilt kända, och bland dem tillverkaren av lås och klockor Peter Henlein , som anses vara skaparen av pendelurmekanismen [7] . Skapandet av slående klockor, såväl som olika mekaniska musikinstrument, inklusive de som fungerar enligt ett givet program , gick i samma riktning . Dessa inkluderar klockspelet , det mekaniska pianot och gatans gurdy.
Clockwork är nu en standarddel av ett professionellt markbaserat teleskop för att kompensera för effekterna av jordens rotation.
Det äldsta och mest primitiva instrumentet inom finmekanik är kulramen , som har kommit ner till nuet i form av prästerliga redogörelser.
Den äldsta datorenheten som gör det möjligt att simulera himlakroppars rörelse hittades på botten av havet nära den grekiska ön Antikythera 1901 , en komplex mekanism som bildas av en kombination av kugghjul. Apparaten hamnade på havsbotten runt 85-60 f.Kr. e .. Möjligheten att skapa en sådan mekanism med de idéer som funnits fram till nu om den tidens toppmoderna verkar otrolig. Förmodligen användes enheten för att fastställa startdatumet för de olympiska spelen . Det finns en åsikt att detta inte är den enda enheten som i huvudsak är en analog dator . I alla fall på 1: a århundradet f.Kr. e. Cicero beskrev "Arkimedes sfär" som ett slags planetarium som återgav rörelsen av solen , månen och fem planeter kända vid den tiden. [åtta]
År 1614 introducerade John Napier begreppet logaritm i matematiken , och 1617 gjorde han den första glidregeln , som gjorde det möjligt att mekanisera de matematiska operationerna multiplikation och division. [9] Det är allmänt accepterat att den första mekaniska beräkningsanordningen som en adderingsmaskin skapades av Leibniz efter att ha träffat Huygens 1683 . Detta gjorde det möjligt att mekanisera de matematiska operationerna addition och subtraktion. Således skapades en verktygsbas för att utföra tekniska beräkningar inom finmekanik och optik, som, utan grundläggande förändringar, gav masstekniska beräkningar fram till det omfattande införandet av elektronisk datorteknik i praktiken under andra hälften av 1900-talet .
En speciell riktning inom precisionsmekanik var skapandet av automater, inklusive de som imiterade en person - androider . [10] [11] [12]
En stor bedrift inom precisionsmekaniken var Foucaults uppfinning av gyroskopet 1852 , som gjorde det möjligt att byta från att använda en magnetisk kompass till gyrokompassen , som uppfanns 1908 av Anschutz-Kempfe .
För första gången hittade gyroskopet sin tillämpning i militära angelägenheter ( Aubrey-enheten ), vilket gjorde det möjligt att avsevärt öka noggrannheten hos torpedvapen . Autopiloten (vars idé och schema föreslogs 1898 av Tsiolkovsky ) och moderna styrsystem för guidade vapen är baserade på samma princip . [13] [14] [15] [16] [17] [18]
Skickliga mästare inom området finmekanik arbetade också i Ryssland. Dessa inkluderar Nartov och Kulibin . I ryska litterära klassiker är den kollektiva bilden av en specialist inom området för att skapa precisa mekanismer Levsha Leskova [19] . Ett betydande bidrag till teorin om exakta mätningar gjordes av Lomonosov , Mendeleev och akademikern Kupfer , som representerade Ryssland vid kongressen för International Association for the Introduction of a Uniform System of Weights and Measures i Bradford 1859 .