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机械人必须了解的机械发展史!

2018-06-06  本文已影响17人  工业设计云智图

公元前3000年,古埃及人在修建埃及金字塔时,就使用了滚木来搬运巨石。

阿基米德用螺旋将水提升至高处,那是如今螺旋式输送机最早的应用。

古代中国

公元一世纪 东汉用“水排”发力鼓风,以水力炼铁,这其中就应用到了齿轮和连杆机构。

晋 代

晋代的“连磨”,用一头牛即可驱动八台磨盘,这其中便应用了齿轮系。

中世纪 欧洲

用脚踏板驱动的加工木棒的车床

利用曲轴的研磨机

13世纪以后,机械钟表便在欧洲发展起来了。连杆机构、齿轮机构和凸轮机构等在古代机械中便已经有所应用。在达•芬奇时代,现在最常用的一些机构型式即已基本知晓。

近 代: 18世纪中叶 - 20世纪中叶

因动力、材料、加工手段、生产模式、机构与传动等的变革,加上机械理论和设计方法的建立,机械的推动发展带来了质的飞跃。

古代机械的动力:人力、畜力和水力。

动力制约了机械的发展。

首先是动力的变革推动了机械的飞速发展和广泛应用。

1765年,瓦特(Watt)发明了蒸汽机。揭开了第一次工业革命的序幕。蒸汽机给人类带来了强大的动力,各种由动力驱动的产业机械 — 纺织机、车床等,如雨后春笋般出现。

(蒸汽时代的纺织工厂)

19世纪,第二次工业革命电动机和内燃机发明

电力代替了蒸汽。集中驱动被抛弃了,每台机器都安装了独立的电动机。为汽车、飞机的出现提供了可能性。1886年,本茨发明的汽油发动机为动力的三轮车被授予专利。

与此同时,戴姆勒也发明出了他的第一辆四轮汽车。

18世纪中叶

发明了炼钢法,从18世纪中叶一直持续到现在,制造机械最为主要的材料始终还是钢铁。

18世纪末

现代车床的雏形在英国出现;

19世纪中叶,

各种类型的通用机床已基本齐备;

19世纪末

大型机床、自动机床已问世。

随着社会需求的日益增长,在 20世纪初,以福特汽车的流水线生产为标志,机械制造进入了大批量生产模式的时代。

18世纪

欧拉(Euler)首次提出齿轮的齿廓可以采用渐开线,从而使高速、大功率的机械传动成为可能。

20世纪

各种大传动比、结构紧凑的新型传动,高速的步进机构,精密的滚动螺旋传动,

… … …

机构的创新一直到今天也没有停止。

随着机器的不断发展,机械的理论和设计方法成为人们的需求,呼之欲出。

牛顿经典力学的建立则为此准备了理论基础。

而不断提高的机器运转速度,带动了机器的振动、速度波动等问题的出现,也引起了人们的重视,机械动力学发展了起来。

到20世纪上半叶

机械设计的方法已基本形成,但是,这些方法都基于图解和手工计算。

现代: 20世纪中叶 -

计算机的不断发展和应用,使机械设计方法不断更新,各种CAD辅助软件工具的出现,比如UG、proe、SolidWorks、catia等,让机械设计更趋于快速、精确。

20世纪最后30年

1、计算机应用的普及极大地推动了机械分析与设计方法的革新。

2、手工计算法和图解方法逐渐被计算机取代。

3、现代设计方法迅速发展,比如计算机辅助设计、优化设计、有限元法、动态设计等。

4、计算机不仅仅使得计算速度大大提高,而且成为机械设计和分析的强大手段。

5、整个机械设计的理论和方法都焕然一新。

6、现代意义上的机械设计已经根本离不开计算机了。

7、计算机控制系统和伺服电机被引入到传统机器中来,使其组成、面貌和功能发生了革命性的变化。

现 代: 机器人的出现

随着计算机的发展和伺服电机的出现,机器人作为现代机器的代表正式问世。

工业机器人:机器人在工业生产中被越来越广泛地应用。比如搬运、装配、焊接、喷漆、凿岩等工作,大大解放了人工劳动力,提高了效率。

特种机器人:在潜水、管道修理、外科手术、生物工程、军事、星际探索等领域也开始应用机器人,并承担着许多人无法直接操作完成的工作。

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