Схема часового механизма: устройство, принцип работы, виды и типы — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

устройство, принцип работы, виды и типы

Из чего состоят часы? Наверняка, каждый человек задавался таким вопросом. В этой статье мы расскажем, про виды, устройство и принцип работы механизмов в наручных часах. Часовой механизм — это сердце устройства, питающее его энергией. Система работает, благодаря нему: движутся стрелки на циферблате, звонит будильник, функционирует календарь и хронограф.

На данный момент существуют два основных вида часовых механизмов: с использованием энергии спирали (механические) и электрических импульсов (кварцевые). Выпускаются и комбинированные варианты. Стоит отметить, что электронные часы работают за счет кварцевого механизма, разница только в реализации передачи энергии. Далее подробнее рассмотрим устройство и принципы работы обоих видов.

Устройство и принцип работы механизма с балансом

Принцип функционирования двух типов устройств, так же, как и количество деталей, кардинально отличается. Рассмотрим полностью механическое устройство.

Ниже приведена схема, как построен и из каких элементов состоит калибр. Если точней, то под калибром в часовом деле понимается размер механизма, особенности его месторасположения и конфигурацию составляющих его деталей.

Калибры включают в название буквы и цифры, в которых часто зашифрованы изготовитель и функциональные особенности. Диаметр механизма измеряется в миллиметрах или в линиях (1 линия — 2.255мм). Важный компонент механизма — камни. До 1902 года использовались настоящие драгоценные рубины, сейчас же искусственные. Они служат одной цели – уменьшить трение между деталями, возникающее в процессе работы. С увеличением функций механизма, возрастает количество камней.

Источник энергии в механических часах — спиральная пружина, находящаяся внутри заводного барабана. Когда часы заводят, она закручивается, и при раскручивании передает импульс на барабан, который, в ходе вращения, заставляет работать весь механизм.

По способу взвода заводной пружины можно понять тип разновидности механизма. В часах с ручным подзаводом пружина закручивается и накапливает кинетическую энергию с помощью вращения заводной головки. Это позволяет часам работать определенное время, в среднем, от 24 до 72 часов.

По причине того, что пружина в «механике» раскручиваться и отдает энергию неравномерно, это снижает точность хода (от 5 до 30 секунд в сутки). На корректность показаний часов влияют и другие факторы: положение часов, температура, степень износа деталей, удары и встряски процессе использования и др.

Для удобства эксплуатации был разработан автоматический подзавод. Альтернативой ручному постоянному заводу стал ротор, который под действием движений руки вращается вокруг центральной оси и через систему шестерней заводит пружину. Современные модели комплектуются особо чувствительными механизмами, и достаточно незначительных движений запястья, чтобы энергии для работы часов хватало каждый день без сбоев. Когда же длительное время часы носить не предполагается, их можно положить в тайммувер, специальную шкатулку для автоматического подзавода. Особой популярностью тайммувер пользуется у коллекционеров.

Устройство и принцип работы кварцевого механизма

Кварц появился относительно недавно с развитием электричества, но сразу массовым завоевал рынок за счет исключительной точности и удобства использования.

Как функционирует кварцевый механизм? Принцип его работы основан на преобразовании электрической энергии в кинетическую.

Кварцевый механизм состоит из двух составных частей. Первая, генератор, служит для выработки электрических колебаний, которые стабилизируются кварцевым кристаллом. Генератор вырабатывает 32768 колебаний в секунду. Это около 10000 раз больше, чем число колебаний баланса (пружины) в механических часах. Вторая часть схемы — делитель. Он преобразует колебания от генератора в импульсы с частотой 1 герц. которые далее передаются на обмотку шагового электродвигателя.

Двигатель состоит из статора, неподвижно закрепленной катушки с обмоткой и ротора (постоянного магнита на оси). Принципиально схема работы выглядит так: электрический импульс проходит через катушку и создает магнитное поле, поворачивающее ротор на пол-оборота, который, в свою очередь, вращает стрелки через систему шестеренок.

Одним из самых популярных кварцевых механизмов является японская Miyota. Японцы сделали Мийоту эталоном цены и качества во всем мире.

Кварцевый механизм для настенных часов

Принципиально механизм для настенных часов не отличается от экземпляра для наручных. Разница в размере и компоновки составляющих.

Возьмем, к примеру, кварцевые механизмы марки Grand Time для настенных часов. Они используются повсеместно по всей России. Кому и куда их можно применить? Компаниям для изготовления корпоративных подарков, любителям и часовые мастерские для ремонта. Идеальное соотношение цены-качества.

Видео по кварцевому механизму

Видео по механизму с балансовым колесом

Принципиальные схемы часовых механизмов | Старинные часы

Принципиальная схема механических часов. Основными частями механических часов являются двигатель, колесная система, ход (или спуск), регулятор, стрелочный механизм, механизм заводки часов и перевода стрелок (рис. 7).

Двигатель предназначен для аккумулирования энергии и передачи ее регулятору в течение длительного времени через колесную систему для возбуждения и поддержания его колебаний. Двигателем является заводная пружина или гиря.

Основная колесная система передает через ход энергию регулятору, а также отсчитывает число его колебаний и передает движение на стрелочный механизм.

Ход, или спуск, преобразует вращательное движение колес в колебательное движение регулятора, периодически освобождая колесную систему и преобразуя энергию пружины в импульсы, передаваемые регулятору для поддержания его колебаний.

С помощью хода регулятор управляет вращением колесной системы, так как при каждом полуколебании регулятора ход позволяет поворачиваться колесам на определенные углы, значение которых зависит от конструкции хода и числа зубьев колес.

Рис. 7. Принципиальная схема механических часов

Регулятор предназначен для создания равномерных, строго периодических колебаний, обеспечивающих высокую точность измерения времени.

Стрелочный механизм передает движение от основной колесной системы на стрелки.

Механизм заводки часов и перевода стрелок предназначен для заводки часов и перевода стрелок.

Принципиальная схема электронно-механических часов с балансовым регулятором. Основными частями такого механизма являются источник энергии, электропривод, регулятор, преобразователь движения регулятора, редуктор (колесная система), стрелочный механизм и механизм перевода стрелок (рис. 8).

Электрохимический источник энергии предназначен для питания электропривода.

Электропривод — электромагнитное устройство с контактной или бесконтактной (транзисторной) схемой — преобразует электрическую энергию источника питания в энергию импульсов, передаваемых на регулятор.

Регулятор предназначен для создания строго периодических колебаний.

Преобразователь движения преобразует колебательное движение регулятора во вращательное движение колесной системы.

Рис. 8. Принципиальная схема часового механизма электронно-механических часов с балансовым регулятором

Колесная система и стрелочный механизм передают движение от преобразователя на часовую, минутную и секундную стрелки.

Механизм перевода стрелок предназначен для установки и перевода стрелок.

Рис. 9. Принципиальная схема электронно-механических кварцевых часов с шаговым двигателем

Принципиальная схема электронно-механических кварцевых часов с шаговым двигателем. Основными частями такого механизма являются источник энергии, блок кварцевого генератора, шаговый двигатель, колесная система, стрелочный механизм и механизм перевода стрелок (рис. 9).

Электрохимический источник энергии предназначен для питания блока кварцевого генератора.

Блок кварцевого генератора преобразует постоянное напряжение источника питания в импульсы управления шаговым двигателем со стабильной частотой следования 1 Гц.

Шаговый двигатель предназначен для преобразования электрической энергии, поступающей на его обмотку импульсов управления, в прерывистое вращение его ротора.

Рис. 10. Принципиальная схема электронных часов с цифровой индикацией

Колесная система и стрелочный механизм передают вращение к часовой, минутной и секундной стрелкам.

Механизм перевода стрелок предназначен для установки и перевода стрелок.

Принципиальная схема электронных кварцевых наручных часов с цифровой индикацией. Основными частями такого часового механизма являются источник энергии, блок кварцевого генератора, система счетчиков, дешифраторов и индикаторов, механизм управления (рис. 10).

Электрохимический источник энергии предназначен для питания блока кварцевого генератора.

Блок кварцевого генератора преобразует энергию источника питания в энергию электрических импульсов, управляющих системой счетчиков, формирует сигналы (на цифровой индикатор) подачей на сегмент ЖК-кристалла соответствующего кода временной информации.

Система делителей и счетчиков преобразует сигналы блока кварцевого генератора, производит счет секунд, минут, часов и управляет работой календаря.

Система дешифраторов и индикаторов предназначена для перевода показаний счетчиков в цифры на световом табло.

Система управления производит установку точного времени и корректировку показаний.

Принципиальная схема электронно-механических кварцевых часов с шаговым двигателем и аналого-цифровой индикацией. Основными частями такого механизма (рис. 11) являются источник питания, блок кварцевого генератора, шаговый двигатель, колесная система, стрелочный механизм перевода стрелок, механизм управления цифровой частью, система счетчиков, дешифраторов и индикаторов.

Рис. 11. Принципиальная схема электронно-механических кварцевых часов с шаговым двигателем и аналого-цифровой индикацией

Электрохимический источник энергии предназначен для питания блока кварцевого генератора.

Блок кварцевого генератора преобразует энергию источника питания в энергию электрических импульсов, управляющих шаговым двигателем и системой счетчиков, формирует сигналы (на цифровой индикатор) подачей на сегменты ЖК-индикатора соответствующего ко-

да временной информации. Кроме того, он обеспечивает формирование звуковых сигналов.

Шаговый двигатель предназначен для преобразования электрической энергии, поступающих на его обмотку импульсов управления в прерывистое вращение его ротора.

Колесная система и стрелочный механизм передают движение на часовую, минутную и секундную стрелки.

Механизм перевода стрелок предназначен для установки точного времени и перевода стрелок.

Механизм управления служит для установки точного времени и корректировки цифровой индикации часов.

Как выбрать и собрать часовой механизм для настенных часов

Всегда приятно, когда вещь, которую вы декорируете, может принести пользу и найти применение в хозяйстве. Именно поэтому мастера и мастерицы всех мастей любят выбирать заготовки для часов в качестве основы для творчества. После того, как процесс декора закончен, остаётся лишь выбрать часовой механизм, собрать его и вуаля! — стрелки пошли в ход и начали отсчитывать секунды, минуты, часы…

Однако именно этот момент может создать трудности для начинающего творца. Ассортимент часовых механизмов велик и в первый раз довольно сложно разобраться, что такое шток, как выбрать подходящий диаметр и высоту резьбы, чем отличаются простые механизмы от усиленных, и, самое главное, — в каком же порядке собирать все эти гайки и стрелки?..

Начинаем разбираться!

Большинство механизмов (практически все), представленных в различных хоббийных магазинах — это кварцевые часовые механизмы. Они ведут свою историю с 1957 года, обладают высокой точностью (плюс/минус одна секунда в сутки) и прекрасно подходят для использования в быту. Такой механизм можно назвать электромеханическим типом. Раз в секунду кварцевый кристалл передаёт импульс в электронный блок. Оттуда он передаётся двигателю, который и толкает стрелки. В качестве питания электронного блока используется обычная пальчиковая батарейка (батарейка АА).

Из недостатков такого механизма можно выделить то, что через несколько лет использования кристалл утрачивает свои свойства, и часы начинают спешить. Однако эта проблема легко решается покупкой нового механизма (так как основным плюсом кварцевых часовых механизмов является их недорогая цена) или заменой кристалла в часовой мастерской.

Высота штока и резьбы

Чтобы правильно подобрать часовой механизм, нужно отталкиваться в первую очередь от толщины заготовки.

Основные параметры, которые указываются в часовом механизме — это общая высота штока и высота резьбы. После того, как вы наденете на шток основу для часов, резьба должна возвышаться над основой ещё на несколько витков (где-то 2-3 мм), чтобы её высоты хватило на то, чтобы положить металлическую шайбу и закрутить гайку.

В названии часового механизма первая цифра — это высота штока, а вторая — высота резьбы (16/9, 18/12, 20/14 и пр.).

При покупке часового механизма лучше заранее знать толщину заготовки, которую вы будете декорировать, чтобы подобрать часовой механизм с подходящей высотой штока. Кстати, не забывайте учитывать и сам декор! Количество слоёв грунта, краски, лаков и особенно рельефных элементов могут сильно увеличить общую толщину заготовки.

Пример. У нас есть часовой механизм 15/6,7. Это значит, что нам нужно вычесть из высоты 6,7 два миллиметра (для закрепления гайки). Получается, что для такого механизма мы можем использовать заготовку не толще, чем 4,7 мм.

Простые и усиленные часовые механизмы и стрелки

Часовые механизмы бывают простые и усиленные.

В усиленных часовых механизмах реализован повышенный крутящий момент, использованы детали из материалов более высокого качества. Такие механизмы обладают большей надежностью и рассчитаны на то, чтобы хорошо взаимодействовать с большими стрелками (до 35 см, до 50 см, а у некоторых производителей даже до 1 метра) и основами большого диаметра. Выбирая стрелки к часовому механизму, важно, чтобы они соответствовали друг другу! Стрелки для обычных и усиленных механизмов различаются, и не являются взаимозаменяемыми.

Если вы собираетесь декорировать заготовку довольно большого диаметра, вам логичнее будет присмотреться именно к усиленным часовым механизмам и стрелкам.

Бесшумность: дискретный и плавный ход

Часовые механизмы различаются по типу хода секундной стрелки:

• часовые механизмы с дискретным ходом — секундная стрелка делает 60 движений в минуту, издавая характерный звук при смене каждого деления, часы тикают. Однако существуют так называемые «бесшумные» модели, звук которых практически незаметен. Лучше всего проверять часовой механизм при покупке, чтобы оценить степень его бесшумности. У нас в шоу-руме всегда можно попросить батарейку и проверить часовой механизм 🙂

• часовые механизмы с плавным ходом — секундная стрелка совершает 360 движений в минуту и визуально кажется, что она гладко «плывёт». Такие модели называются бесшумными, но какой-то звук они всё же издают и это тоже надо учитывать. Кроме того, механизмы такого типа стоят как минимум в два раза дороже дискретных, а за счет того, что количество импульсов в минуту больше в шесть раз, батарейки в них садятся гораздо быстрее.

Выбираем стрелки для часовых механизмов

Как и механизмы, стрелки для часов бывают простые и усиленные. Простые стрелки подходят к механизмам простого типа, а усиленные стрелки специально предназначены для усиленных механизмов. Стрелки можно покупать по отдельности, а можно — в наборах.

Стрелки традиционно бывает часовые, минутные и секундные. Однако секундной стрелкой можно пренебречь, а вместо неё поставить гвоздик-заглушку.

Стрелки бывают самых разнообразных форм, цветов и размеров. Длина стрелки указывается от центра отверстия до кончика стрелки.

Иногда на стрелках наклеена защитная прозрачная плёнка — не забудьте снять её перед использованием стрелок.

После того, как плёнка снята, стрелки тоже можно подвергнуть декору, например, состарить битумом или покрасить в другой цвет.

Порядок сборки часового механизма

Итак, механизм мы выбрали, стрелки тоже. Осталось совсем немного: собрать все детали вместе и запустить часы.

Пошагово с фотографиями рассмотрим процесс сборки часового механизма.

1. Берём часовой механизм.

2. Надеваем металлическую петельку. Если вы будете использовать часы как-то иначе, а не вешать на гвоздик в стене, то этот шаг можно пропустить.

3. Надеваем резиновую шайбу-прокладку.

4. Надеваем основу для часов! Хорошенько прокручиваем всю резьбу. Иногда из-за слоёв грунта, лака и краски отверстие в заготовке забивается и шток с резьбой не пролезает в него. В таком случае прочистите отверстие чем-нибудь острым, или сошкурьте лишнее наждачной бумагой, свёрнутой в трубочку.

5. Надеваем металлическую шайбу.

6. И закрепляем механизм, закручивая металлическую гайку.

7. Надеваем часовую стрелку.

8. Теперь надеваем минутную стрелку.

9. Надеваем секундную стрелку или гвоздик-заглушку.

10. Переворачиваем наши часы и вставляем батарейку в часовой механизм. Готово!

Теперь вы знаете, как выбирать и собирать часовые механизмы и стрелки. Самое время заняться декором часов!

Кстати, в разделе мастер-классов на нашем сайте можно найти много уроков по декупажу часов 🙂

Устройство кварцевого часового механизма | Статьи

Устройство кварцевого часового механизма

Устройство кварцевого часового механизма, как и всякой зрелой технической разработки, отличается простотой принципа и сравнительной легкостью промышленного массового производства. Именно это обеспечило низкую цену и широчайшее распространение кварцевых часов в последние десятилетия.

Практические все современные кварцевые часовые механизмы состоят из следующих частей:

электронный блок
шаговый электродвигатель
колесная передача и стрелочная или цифровая индикация

Не исключение и часовые механизмы «GRANDTIME». Рассмотрим их поподробнее.

Общий вид механизма плавного хода.

На фотографиях хорошо видна колесная система механизма — система редуктора, передающая вращательное движение на каждую из стрелок и позволяющая вручную корректировать время. Обычно у механизмов дискретного хода (тикающих) на одну шестеренку меньше.

Электронный блок и шаговый двигатель

Электронный блок состоит из генератора частоты (кристалл кварца вырабатывает 32768 электрических колебаний в секунду) и схемы с делителем, которая даёт импульсы шаговому двигателю уже 6 раз в секунду для плавного хода и 1 раз в секунду для дискретного.

Шаговый двигатель образован статором из штампованных стальных пластин, установленной на нем обмоткой возбуждения (индукционной катушкой) и ротором. Электрический импульс, проходя через обмотку, создает магнитное поле, которое поворачивает ротор на пол-оборота. Вращение ротора по колесной системе передается на стрелки.

В целом, длина и количество витков обмотки говорит о высоком КПД, пониженном энергопотреблении и, следовательно, высоком качестве механизма. Но, учитывая, что обмотка один из самых дорогих элементов механизма, производители пытаются на нем экономить.

В наших механизмах найдено оптимальное соотношение качества и цены.

Виды часовых механизмов — полезные статьи сети часовых салонов Conquest-Watches.ru

Можно выделить три основных способа приведения в действие часового механизма:

-Простой способ ручного завода пружины механических часов

-Автоматический завод механических часов

-Элемент питания

Механические часы

Классический способ завода механических часов — скручивание пружины, расположенной в механизме. Этот принцип остается неизменным с момента создания первых компактных часов. Пружина усилие с колеса передает на анкерное колесо, которое не дает остановиться маятнику. Основной недостаток механических часов — точность хода. Нормальной точностью считается +/- 20 секунд в сутки. Существуют специальные модели швейцарских хронометров с защищенным от температурных и влажностных колебаний маятником, в которых удалось достичь точности, сравнимой с кварцевыми часами. Но, из-за огромной цены, и непомерно сложного в изготовлении и обслуживании механизма, эти часы вряд ли когда-нибудь станут массовыми. Ручной способ завода применяется отечественными часовыми производителями и почти всеми швейцарскими производителями механических часов. У этого способа есть один существенный недостаток — надо ежедневно заводить часы, но для некоторых людей, которые обладают дорогим хронометром какой-нибудь известной швейцарской фирмы, процесс завода часов превращается в некий ежедневный ритуал, с помощью которого можно вдохнуть жизнь в стальной механизм. Достоинством же данного способа заводки часов является возможность сделать механизм часов небольшой толщины. Уже около 20 лет, как в мире механических часов лидирует «автоподзавод» (или «automatic»). В часах с «автоподзаводом» установлен грузик, который при ношении часов вращает заводной механизм, что дает возможность при ношении часов около 8 часов в день полностью отказаться от принудительной заводки часов. Недостатком «автоподзавода» является большая толщина механизма, влияющая на вид особенно женских часов. К тому же в некоторых автоподзаводных механизмах отсутствует возможность принудительного завода, что делает эти часы не очень привлекательными для людей, ведущих малоподвижный образ жизни. Запас хода в большинстве механических часов — 36 часов, после полного завода.

Кварцевые часы

Принципиально все кварцевые часы похожи — кварцевый генератор выдает синусоидальный сигнал с высокой степенью стабилизации частоты, который в дальнейшем делится до частоты 1 Гц и усиленный подается на обмотку шагового механизма, движущего секундную стрелку или подается в процессор, который обрабатывает сигнал и подает на жидкокристаллический индикатор (ЖКИ) команды управления. Особенности кварца — высокая стабильность частоты, практически не зависящая от внешних факторов, таких как температура, влажность, напряжение питания были замечены давно. С началом производства интегральных микросхем стало возможно использовать эти свойства в часах, благодаря чему реализовалась нынешняя средняя точность хода кварцевых часов +/- 15 секунд в месяц, а в специально спроектированных хронометрах — даже 0,3 секунды в месяц. А если к это еще добавить простоту, надежность, долговечность и отсутствие в механизме кварцевых часов деталей, которые постоянно находятся в напряжении, то вполне закономерно, что в сейчас кварцевые часы являются, по сути, доминантом на часовом рынке. Здесь могут возразить любители швейцарской механики, что, мол, кварцерые часы — это не часы вовсе, а стрелки или индикатор с батарейкой, но на наш взгляд часы в первую очередь должны показывать правильное время, а с этим кварцевые часы справляются намного лучше швейцарской механики (вопросы престижа, имиджа, дизайна, гармонии с окружающим миром и т.п. мы сейчас затрагивать не будем, поскольку пишем о системах снабжения часового механизма энергией). Принятая изначально схема питания — батарейка, к которой принципиально сводятся все другие способы питания. У нее существует огромное достоинство перед другими схемами питания — дешевизна элементов питания и относительная простота их замены (безусловно лучше пользоваться услугами фирменных сервисных центров для замены батареек — в конечном счете это обходится дешевле).

Часовые механизмы для интерьерных часов

История часовых механизмов

Часы являются одним из самых древних изобретений человечества, ведь с момента основания цивилизации людей интересовал вопрос измерения времени. Безусловно, первые часы не обладали высокой точностью, но с развитием человечества менялись и совершенствовались способы измерения времени. Первый прародитель современных часовых механических механизмов на гиревой тяге появился в Европе, в XIII веке. В то время большинство часов использовалось в церквях, где по ним отмеряли длительность службы. Возможно, именно необходимость оповещать горожан о начале службы и послужила толчком для соединения в одном корпусе взаимодействующих механизмов хода и боя.

В XV веке свет увидели первые механизмы для часов на пружинах – это позволило сделать часы более компактными. До этого момента часы в домашнем обиходе можно было встретить крайне редко, т.к. они представляли из себя весьма значительные по размеру конструкции.

В середине XVII века мир увидел первые часы с маятником. Использование маятника в качестве регулятора точности хода позволило многократно повысить точность механических часов.

До второй половины XVII часовые мастера тщетно бились в попытках создать настолько компактный часовой механизм, чтобы часы было удобно носить с собой. Все «наручные» часы того времени отличались большими размерами. Изобретение волосковой пружины помогло решить проблему кардинального уменьшения размера часового механизма и в моду вошли карманные часы.

В 1927 году Уоррен Моррисон изобрел первые часы с кварцевым механизмом. По сравнению с теми кварцевыми часами, что мы привыкли видеть сейчас, они были просто огромны. Конечно же размеры, трудозатраты и стоимость не позволила кварцевым часам того времени стать массовым продуктом.

Настоящая революция произошла в конце 1969 года, когда компания Seiko представила первые в мире наручные часы на базе кварцевого механизма.

С этого момента кварцевые часовые механизмы захватили мир. Высокая точность, низкая стоимость и легкость в использовании позволили в короткие сроки набрать огромную популярность, которой они пользуются и по сей день.

А что же с механическими часовыми механизмами?

Механические механизмы успешно существуют и в наше, «цифровое», время.

Они твердо заняли нишу в имиджевых часах и стали подчеркивать статус их владельца.

Кварцевые часы мы можем встретить в любой квартире, а вот механические, как и в старые времена, являются редкостью. Кроме того приятно сознавать, что Ваши часы работают по тем же принципам, что и 200 или 300 лет назад и отбивают мелодию в унисон с часами того времени, а размеренное и, даже живое, тиканье убаюкивает и создает атмосферу домашнего уюта.

Кварцевые часы, что это и как они устроены

Рассказываем об основных принципах работы кварцевого механизма в наручных часах

Думается, всем более-менее понятно принципиальное устройство механических часов. Конечно, скорее менее, чем более, но основа ясна: источник энергии — пружина — воздействует на колесо баланса, частота колебаний последнего определяется спиралью, колебания передаются на узел спуска, а за ним следует передача, она же ангренаж — зубчатые колеса (шестеренки), приводящие в действие стрелки.

На самом деле все неимоверно сложно, но принцип именно таков. Главное, что все это можно увидеть глазами. И даже пощупать руками. Ну, хотя бы виртуально.

А вот кварцевые часы — как построены они? Там ведь не все можно увидеть и тем более пощупать. Однако если разобраться, то в них все проще. Итак, по порядку.

Источник энергии — батарейка. Энергия не механическая, как в случае пружины, а электрическая. Тем не менее все равно энергия. Батарейка может быть “таблеткой”, а может, например, солнечной. Это лишь детали.

Колебательная система — генератор с кварцевым резонатором, или сокращенно кварц.

Ток, вырабатываемый батарейкой, заставляет кристалл кварца колебаться (пьезоэлектрический эффект). Этот кристалл — аналог спирали — настраивают на определенную частоту колебаний, чаще всего 32 768 герцЭто примерно в десять тысяч раз больше, чем число колебаний баланса в обыкновенных механических часах. С такой частотой выдает импульсы генератор — аналог баланса.

Микропроцессор / двоичный счетчик (на примере механизма ETA Flatline 210.001). Изображение: eta.ch
32 768 — это 2 в 15-й степени, что важно, поскольку в схеме присутствует также простейший двоичный счетчик, он же делитель, на выходе из которого частота снижется до 1 герца — до секундного такта.

3
Электродвигатель

Шаговый электродвигатель (на примере механизма ETA Flatline 210.001). Изображение: eta.ch
С этой частотой в 32 768 герц — раз в секунду — импульсы подаются на шаговый электродвигатель, который является аналогом спуска.

4
Стрелки / Дисплей

Зубчатые колеса и стрелки (на примере механизма ETA Flatline 210.001). Изображение: eta.ch
Далее — система шестеренок и стрелки, это уже чистая механика. Или не стрелки, а опять электроника, обеспечивающая индикацию на цифровых дисплеях.
Как и механические часы, кварцевые могут надстраиваться различными функциями, причем их набор по естественным причинам практически безграничен.
Кварцевые часы по самой своей природе точнее механических. О стандартах точности хода можно прочитать здесь. И — также по понятным причинам — кварц значительно дешевле механики, особенно эксклюзивной.
Казалось бы, смерть ей… Однако человеческая и социальная психология решили вопрос в пользу мирного сосуществования обеих систем. Дай бы бог, чтобы так и во всех других сферах.
нашли ошибку в тексте? выделите её и нажмите ctrl + enter
Знакомство с заводными механизмами
Как работают часы: Знакомство с заводными механизмами Рекламное объявление
Криса Вудфорда. Последнее изменение: 4 февраля 2021 г.
Батарейки в комплект не входят — в детстве они почти самые неутешительные слова, которые можно прочитать при покупке новой игрушки. В 1970-е годы и раньше это не было такой большой проблемой, потому что подавляющее большинство игрушки работали совершенно иначе. Вместо использования электричества химически хранящиеся в батареях, они полагались на мощность заводнения и часовые механизмы.Заводной механизм определенно выдержал испытание времени: самый ранний часовой механизм, известный как Антикифера механизм, датируемый Древней Грецией и считается по крайней мере 2000 лет. Почему заводная техника была такой фирмой любимый так долго? Как именно это работает? Давай ближе смотрю!
Фото: «Заводной механизм» — это буквально то, как работают часы. Это часовой механизм в башенных часах Union Station в Портленде, штат Орегон, датируемых 1896 годом. Фото: Кэрол М.Архив Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.
Что такое часовой механизм?
«Заводной механизм» буквально означает «работать как часы». очевидно! Но большинство современных часов электронные: электричеством и регулируются кристаллами кварца, они имеют относительно несколько движущихся частей. Если вы хотите понять часовой механизм, вам нужно понять, как работали часы в те дни, когда вы заводили их с ключом. Подобно старомодным часам, часовой механизм полностью механический и состоит из следующих основных частей:
Ключ (или заводная головка) накручивается для добавления энергии.
Спиральная пружина для хранения энергии, добавляемой ключом. (Маятниковые часы накапливают энергию с помощью веса, который поднимается и опускается, но в других часах и заводских наручных часах вместо них используются пружины.)
Набор шестерен, через которые высвобождается энергия пружины. Шестерни определяют, насколько быстро (или медленно) часовой механизм может делать вещи, но они также контролируют, сколько силы оно может создать (возможно, для подъема по склонам).
Механизм привода шестерен, делающий устройство полезным. или интересные вещи.В часах механизм — это набор стрелок. которые вращают циферблат, чтобы узнать время. В заводной машине, шестерни будут приводить в движение колеса, которые приводят его в движение по вашему полу.
Фото: Может, не так уж и много (слева), но даже самая простая заводная игрушка — прекрасный образец миниатюрного машиностроения (справа)! Заверните его, и он прыгнет на своих розовых пластиковых ножках. Как все части работают, чтобы получился веселый прыгающий человек? См. Пояснение в рамке внизу этой статьи.
Добавление и накопление энергии
Основной закон науки, называемый сохранением энергии. говорит нам, что мы ничего не можем сделать без энергии. Если вы хотите Заводная машина, чтобы проехать по твоему ковру, ты должен дать ей достаточно энергия сделать именно это, прежде чем отпустить; другими словами, вы должны это закрыть.
Пружина боевая
Что происходит при ветре? Если ты заводил когда-нибудь заводную игрушку, вы будете знать, что ключ (иногда это маленькая пластиковая ручка, называемая коронка) может быть довольно жесткой и трудно поворачиваемой.Это почему? Когда вы поворачиваете ключ, вы затягиваете прочную металлическую пружину, называется главной пружиной и накапливает энергию; Боевая пружина — это механический эквивалент батареи. Заводные пружины обычно имеют толстую закрутку стали, поэтому затягивая их (заставляя их занимать гораздо меньшую пространство) на самом деле довольно тяжелая работа — как в повседневной, так и в повседневной научные смыслы слова. С каждым поворотом винта ваш пальцы делают работу (как мы говорим в науке): они двигаются сила (противодействующая тенденции пружины к расширению) через расстояние — другими словами, сжатие пружины.
Artwork: Типичная заводная пружина часов. Плотно намотанная пружина (красная) полностью заключена в цилиндрическую коробку, называемую цилиндром (серая), с зубьями шестерни по краю. Чем длиннее и тоньше пружина, тем больше энергии она может удерживать в стволе определенного размера. Изображение из патента США 525 265: Цилиндр с боевой пружиной для часов Agile N. Gauthier, запатентован 28 августа 1894 г., любезно предоставлен Управлением по патентам и товарным знакам США.
Поскольку вы выполняете работу пальцами, вы расходуете энергию, но эта энергия не исчезает в разреженный воздух: он хранится весной как потенциальная энергия.Затягивание боевой пружины в заводной игрушке похоже на катание на американских горках. машина в гору. Так же, как вы можете получить энергию в машине с американскими горками назад, позволив ему скатиться с холма, чтобы вы могли вернуть энергию из боевую пружину, отпустив ее, чтобы привести в действие часовой механизм — потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию (а также тепло и звуковая энергия) в жужжащие шестерни.
Если вы хотите, чтобы часовой механизм развлекал вас (или делал что-нибудь полезно) на какое-то время, нужно дать ему много энергии.Заводные часы а в часах предусмотрены пружины, вмещающие достаточно энергия для поддержания работы механизма в течение суток и более. Заводной игрушки не такие хорошо сделанные (или впечатляющие), и если вы получить больше минуты или двух развлечений за тридцать секунд или около того намотки у вас все хорошо. Вообще интереснее заводные устройства, которые работают дольше, больше и прочнее пружины, способные накапливать гораздо больше энергии.
Сколько именно энергии? Ясно, что размер и напряжение весна имеют решающее значение.Чем тверже весна заключается в повороте, и чем дольше вы его наматываете, тем больше энергии он будет хранить. Но вы можете быть гораздо точнее, если хотите: есть математические уравнения, которые говорят вам, какой крутящий момент (усилие поворота) и запасенной энергии, которую можно получить с помощью пружины определенной длины, ширины, толщины и жесткости (измеряется модулем Юнга материала, из которого он сделан). Я не собираюсь вдаваться в математику более подробно (вы можете найти его краткое описание здесь, если вам интересно).Переходя к делу, неудивительно, что более длинная или тонкая пружина (та, которую можно намотать вверх с большим количеством оборотов) накапливает больше энергии, а более короткая или толстая пружина дает больший крутящий момент.
Рекламные ссылки
Использование энергии
Практически все часовые механизмы имеют шестерни, которые представляют собой колеса с зубы, которые сцепляются вместе. Как вы узнаете, прочитав наши В основной статье о механизмах есть две причины, по которым вы их используете: чтобы колесо ехало быстрее (с меньшим усилием) или чтобы оно ехало больше медленно (с большей силой).Заводные механизмы используют шестерни в обоих этими способами. В карманных часах шестеренки преобразуют скорость вращающийся вал, поэтому он приводит в движение секундную стрелку с одной скоростью, минуту стрелка на 1/60 этой скорости, а часовая стрелка на 1/3600 скорости. Заводные игрушечные машинки часто используют шестеренки, чтобы удивительная скорость: когда заводная пружина раскручивается, она вращает колесо довольно быстро, а затем передачи увеличивают эту скорость, чтобы машина колеса еще быстрее. Что-то вроде заводного танка будет использовать шестерни наоборот, чтобы он мог преодолевать препятствия: в этом случае колеса (или гусеницы) получали бы силу от пружины, понижали скорости, и в то же время генерировать большую подъемную силу (например, на низких передачах вы бы использовали на велосипеде или автомобиле для подъема на холм).
Кулачки и кривошипы
Практически все заводные игрушки используют свою боевую пружину для генерации мощность вращения — другими словами, вращать колеса. Если ты хочешь их чтобы делать что-то, кроме поворота, катания или поворота, вы должны использовать кулачок или кривошип для преобразования их вращательного (кругового) движения в возвратно-поступательное движение.
Когда вы видите идущего по дороге заводного робота, вероятно, он использует кривошипы приводятся в движение колесами, чтобы приводить в действие его ноги. Колеса вращаются на одном валу, на одном валу. скорость, приводимая в движение шестернями, питающимися от боевой пружины, и каждая ножка соединена отдельным кривошипом.Одна нога будет подключена к верхняя часть одного из колес, а другая нога будет соединена с низ другого колеса. Когда два колеса поворачиваются, кривошипы будет двигаться не в ногу, и две ноги соединятся с землей поочередно, заставляя робота двигаться вперед.
Анимация: Как две противоположные кривошипы (синие) могут заставить робота ходить. Шатуны приводятся в действие два колеса приводятся в движение от одной оси. Будет ли этот робот на самом деле ходить или просто раскачиваться из стороны в сторону это предмет споров (и экспериментов).
Медленно движущиеся кулачки — еще один способ заставить заводные игрушки делать интересные вещи — но только изредка. Предположим, вы хотите построить заводной Чарли Чаплин, котелок которого автоматически поднимается в воздух примерно каждые 30 секунд, но остается на голове оставшееся время. Вы могли запустить шестеренку от боевой пружины игрушки и приводной кулачок — яйцевидное колесо с рычагом наверху. Каждый раз кончик кулачка достигает вертикали, он толкает рычаг вверх и шляпа Чарли поднимется в воздух.
Анимация: Как работает кулачок: когда зеленый кулачок поворачивается, синий прямоугольник поднимается в воздух. Вы можете использовать такой кулачок с вращающимся колесом, чтобы что-то происходило время от времени. Чем медленнее вращается колесо, тем реже это будет происходить.
Некоторые заводные игрушки, такие как заводной смайлик на нашей верхней фотографии, производят прерывистое движение с использованием более сложных механизмов, таких как приводы Geneva (фактически, кривошипы, которые скользят вверх и вниз в пазах).
Как это будет работать на практике?
Если заводить заводной автомобиль как можно больше, то пусть ключ идти, не ставя машину на землю, вы услышите шестерни внутри механизма визжат и визжат, когда пружина отпускает энергия удивительно быстро.Поскольку сопротивления очень мало, кроме трение (сила трения между соприкасающимися поверхностями) в коробке передач, на самом деле нет ничего, чтобы механизм работал против, и он может очень быстро доставлять энергию. Положите его на коврик и энергия доставляется намного медленнее (и тише). Теперь весна должен работать против сопротивления ткани, которая работает как тормозить колеса и шестерни, которые их приводят в действие.
При конструировании заводных игрушек и других устройств всегда нужно брать учитывать, что они на самом деле собираются делать (поверхности, на которых они будут работать, например, и сколько силы им нужно создать через свои шестерни, чтобы сделать свои собственные детали двигаться плавно).Затем вам нужно выбрать пружину, которая может накапливать достаточно энергии. чтобы механизм работал некоторое время, и шестерни, которые могут производить нужное количество крутящий момент (усилие поворота), чтобы сделать что-нибудь полезное. У настоящих автомобилей есть коробки передач, поэтому они могут увеличивать силу или скорость в зависимости от условий движения (начиная с места или мчаться по шоссе), и большие топливные баки, чтобы они могли делать это за приличную количество времени; точно такой же принцип применяется к игрушечным машинкам (и другим часовым механизмам). механизмы).
Короче говоря, это часы. Кому нужны батарейки, когда заводные механизмы — это так весело?
Как работает заводная игрушка?
Теперь мы рассмотрели основную идею часового механизма, давайте заглянем внутрь настоящего часового механизма: заводной смайлик на нашей верхней фотографии. Если вы собираетесь попробовать это, будьте осторожны с боевой пружиной: это плотно сжатый кусок металла с острым краем, который может вылететь и ударить вас по лицу. Глаз защита — хорошая идея… и заботиться!
Сначала снимаем желтый внешний кожух и обнажаем суть механизма. У нас есть Женевский драйв, который делает ноги подпрыгивайте с перерывами. Вот как это работает:
Заводите белую пластиковую коронку.
Боевая пружина внутри белого корпуса накапливает энергию. Вы можете просто увидеть темную зловещую тень весна вырисовывается внутри ящика, как акула, движущаяся под водой!
Шестерни внутри корпуса получают энергию от пружины и приводят в движение одиночный кривошип снаружи корпуса на довольно низкая скорость.
Из рукоятки торчит небольшая пластиковая ручка. Когда он поворачивается, он перемещается вверх и вниз по розовой щели, раскачиваясь. верхняя часть ног вперед-назад.
Ножки вращаются на проходящей через них оси.
Благодаря шарниру, когда верхняя часть ног качается, ступни подпрыгивают вверх и вниз.
Теперь, если мы избавимся от ножек и сломаем белый корпус, мы сначала увидим коробку передач (слева) а затем, сняв шестерни и еще один пластиковый слой, боевую пружину внизу (справа).Так выглядит пружина, когда она полностью заводится. Когда он плотно скручен, он полностью помещается в белый ящик. Довольно сложно втиснуть прочный металл в такое маленькое пространство — и именно поэтому он может так эффективно накапливать энергию: тем тяжелее вам приходится работать, чтобы сжать пружина, тем больше энергии она может удержать:
Заводные игрушки прошлых лет
За годы до PlayStation, задолго до появления первых игрушек с батарейным питанием, детям все еще нужно было развлечься.Еще в 19 веке именно часовой механизм справлялся с непростой задачей — развлечь детей. Я покопался в архивах Управления по патентам и товарным знакам США, чтобы найти несколько примеров заводных игрушек, которые иллюстрируют принципы, которые я объяснял в этой статье.
Artwork: Простая заводная лодка из патента США 301 846: Toy. Лодка Уильяма А. Райта, запатентована 8 июля 1884 г., любезно предоставлена Управлением по патентам и товарным знакам США.
Первый — это базовая игрушечная лодка с заводным винтом.Вы заводите заводную головку (синюю) вверх, чтобы затянуть боевую пружину (красная). По мере того, как пружина медленно раскручивается, она приводит в движение ряд шестерен (зеленые) и центральный приводной вал (оранжевый), который вращает пропеллер (фиолетовый). Это почти самый простой часовой механизм, который вы можете себе представить. Единственная техническая задача для изобретателя заключалась в том, чтобы выяснить, сколько передач использовать, чтобы гребной винт вращался с нужной скоростью в течение точно нужного промежутка времени: не настолько быстро, чтобы пружина сразу заводилась; не так медленно, чтобы лодка действительно никуда не уходила.
Изображение: заводной гимнаст, приводимый в движение кулачковым механизмом из патента США 140,883: Автоматические игрушки Генри Брауэра, запатентовано 15 июля 1873 г., любезно предоставлено Бюро патентов и товарных знаков США.
Второй пример гораздо более гениален и интересен, потому что он использует кулачок для создания игрушки с более нерегулярным и непредсказуемым движением. На рисунке 1 слева мы видим игрушечного гимнаста с руками, припаянными к центральной зеленой оси, которая исчезает в загадочной коробке справа, где спрятан часовой механизм.Благодаря поворотным рукам гимнаст переворачивается вверх-вниз, вперед-назад, выполняя различные спортивные движения, которые довольно сложно предсказать. Но единственное, что управляет его движениями, — это зеленая ось, к которой прикреплены его руки. Как он работает — и как он производит непредсказуемое движение, когда все, что он может делать, — это вращаться?
Справа мы видим механизм, который я раскрасил и пронумеровал, чтобы облегчить понимание. Вверху (1) находится довольно обычная боевая пружина.Когда он раскручивается, он приводит в действие пару красных шестерен (2), которые сцеплены вместе, поэтому они вращаются в противоположных направлениях. На шестерне слева жестко закреплен кулачок (3). Когда кулачок вращается, он толкает всю вертикальную синюю полосу (4) сначала вправо, а затем обратно влево — таким образом, он преобразует вращательное движение шестерни в возвратно-поступательное движение. Синяя полоса поворачивается вокруг точки внизу (5) и довольно плотно удерживается пружиной (фиолетовой), поэтому она перемещается плавно. В центре синей полосы находится желтая шестеренка с проходящей через нее осью (6), к которой прикреплены руки гимнастки.По мере того как синяя полоса перемещается влево-вправо, влево-вправо, желтая шестеренка поочередно зацепляется с красной шестеренкой слева, затем с красной шестеренкой справа и снова обратно. Две красные шестерни вращаются в противоположных направлениях, поэтому желтая шестеренка должна сначала повернуться в одну сторону, затем в другую, с короткой паузой при изменении направления. Поскольку желтая шестеренка приводит в движение гимнаста, ее постоянные перевороты придают ему явно непредсказуемое движение. Просто, но на самом деле довольно гениально!
А вот еще два: кукла, которая использует боевую пружину (синяя), чтобы вращать колесо (красное), и кривошип (зеленый), который двигает руками назад и вперед ползком; и медведь, который качается вверх и вниз, приводимый в движение боевой пружиной (синий) и зубчатыми колесами (красные кружки), которые приводят в движение различные части тела с помощью длинных кривошипов внутри тела (красные линии).
Произведения: 1) Заводная кукла ползет с помощью кривошипных рычагов, из патента США 112,550: Улучшение ползучих кукол Роберта Клея, запатентовано 14 марта 1871 г .; 2) Заводной медведь кивает вверх и вниз и щелкает своей челюстью, приводимой в движение кривошипом, из патента США 131849: Улучшение механических игрушек также Роберта Клея, запатентованного 1 октября 1872 года; оба произведения любезно предоставлены Управлением по патентам и товарным знакам США.
Вы можете найти множество других примеров часовых механизмов в базе данных Управления по патентам и товарным знакам США, поиск в которой очень легко осуществляется с помощью Google Patents.
Рекламные ссылки
Узнать больше
На этом сайте
Книги
Для читателей постарше
Американские заводные игрушки, 1862–1900 гг. Автор Блэр Уиттон. Schiffer, 1981. 224-страничное руководство по классическим заводным игрушкам. Объясняет, как игрушки были произведены как побочный продукт часовой промышленности. Также доступно для просмотра из Интернет-архив.
Внутреннее устройство часов — простое руководство для любителей часовых механизмов: прочтите книги, 2011.Краткое введение в часовой механизм типичных карманных часов. Не относится непосредственно к заводным игрушкам, но представляет более общий интерес.
Новые и полное руководство по часам и часовщикам Мэри Бут. Джон Вили, 1869. Забудьте о свидании! Это остается очень полезным введением в механические часы, и (поскольку на него не распространяются авторские права) вы можете прочитать все это в Интернете бесплатно.
Часы: конструкция, достоинства и недостатки, как их выбрать и как использовать Генри Ф.Piaget Мэри Бут. Vinten, 1860. Еще одно хорошее историческое введение с ясными и полезными иллюстрациями таких вещей, как спусковые механизмы. Вы можете прочитать всю книгу в Интернете.
Практические руководства
Инженер с резиновой лентой: создание ракет с приводом от рогаток, винтовок с резиновой лентой, нетрадиционных катапультов и других партизанских гаджетов из бытовой техники Лэнса Акиямы. Rockport, 2016. Если не хотите использовать боевую пружину, скрученная резинка — еще один простой источник силы.Эта книга — хороший и безопасный источник вдохновения для младших читателей с инструкциями примерно для 20 простых машин с эластичным приводом.
Заставляем вещи двигаться: механизмы DIY для изобретателей, любителей и художников Дастин Робертс. TAB / McGraw-Hill, 2011. Отличное введение в принципы простых машин, за которым следует очень практический взгляд на материалы, источники энергии и такие проблемы, как трение. Включает примеры проектов.
Постройте свой собственный автомобиль, ракету и другие вещи, созданные Тэмми Энц.Capstone, 2011. Красиво иллюстрировано и сфотографировано с простыми пошаговыми руководствами по семи простым проектам.
Кинетические приспособления: создание корабля на воздушной подушке, воздушной лодки и прочего с мотором для хобби, автор Курт Габриэльсон. Chicago Review Press, 2010. Хотя вещи, описанные в этой книге, не приводятся в действие часовым механизмом, вы можете легко адаптировать некоторые из них к работе часов или резинок.
Видео
Wind-up mobile нацелены на развивающиеся регионы, Спенсер Келли, BBC News, 2 октября 2009 г.Заводной мобильный телефон, предназначенный для людей, у которых нет надежного электроснабжения. Секрет здесь в ультратонкой динамо-машине с часовым механизмом.
Статьи
Конструирование 10 000-летних часов Дэвид Кушнер, IEEE Spectrum, 27 октября 2011 г. Как разработать механические часы, которые будут отсчитывать время на тысячи лет вперед? В этой статье исследуются долгосрочные инженерные задачи, стоящие за часами долгого времени.
Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты
статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.
Авторские права на текст © Chris Woodford 2010, 2021. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.
Следуйте за нами
Сохранить или поделиться этой страницей
Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:
Цитируйте эту страницу
Вудфорд, Крис.(2010/2021) Заводные (заводные) механизмы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-clockwork-works.html. [Доступ (укажите дату здесь)]
Больше на нашем сайте …
Знакомство с заводными механизмами
Как работают часы: Знакомство с заводными механизмами Рекламное объявление
Криса Вудфорда. Последнее изменение: 4 февраля 2021 г.
Батарейки в комплект не входят — в детстве они почти самые неутешительные слова, которые можно прочитать при покупке новой игрушки.В 1970-е годы и раньше это не было такой большой проблемой, потому что подавляющее большинство игрушки работали совершенно иначе. Вместо использования электричества химически хранящиеся в батареях, они полагались на мощность заводнения и часовые механизмы. Заводной механизм определенно выдержал испытание времени: самый ранний часовой механизм, известный как Антикифера механизм, датируемый Древней Грецией и считается по крайней мере 2000 лет. Почему заводная техника была такой фирмой любимый так долго? Как именно это работает? Давай ближе смотрю!
Фото: «Заводной механизм» — это буквально то, как работают часы.Это часовой механизм в башенных часах Union Station в Портленде, штат Орегон, датируемых 1896 годом. Кредит: фотографии из архива Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.
Что такое часовой механизм?
«Заводной механизм» буквально означает «работать как часы». очевидно! Но большинство современных часов электронные: электричеством и регулируются кристаллами кварца, они имеют относительно несколько движущихся частей. Если вы хотите понять часовой механизм, вам нужно понять, как работали часы в те дни, когда вы заводили их с ключом.Подобно старомодным часам, часовой механизм полностью механический и состоит из следующих основных частей:
Ключ (или заводная головка) накручивается для добавления энергии.
Спиральная пружина для хранения энергии, добавляемой ключом. (Маятниковые часы накапливают энергию с помощью веса, который поднимается и опускается, но в других часах и заводских наручных часах вместо них используются пружины.)
Набор шестерен, через которые высвобождается энергия пружины. Шестерни определяют, насколько быстро (или медленно) часовой механизм может делать вещи, но они также контролируют, сколько силы оно может создать (возможно, для подъема по склонам).
Механизм привода шестерен, делающий устройство полезным. или интересные вещи. В часах механизм — это набор стрелок. которые вращают циферблат, чтобы узнать время. В заводной машине, шестерни будут приводить в движение колеса, которые приводят его в движение по вашему полу.
Фото: Может, не так уж и много (слева), но даже самая простая заводная игрушка — прекрасный образец миниатюрного машиностроения (справа)! Заверните его, и он прыгнет на своих розовых пластиковых ножках.Как все части работают, чтобы получился веселый прыгающий человек? См. Пояснение в рамке внизу этой статьи.
Добавление и накопление энергии
Основной закон науки, называемый сохранением энергии. говорит нам, что мы ничего не можем сделать без энергии. Если вы хотите Заводная машина, чтобы проехать по твоему ковру, ты должен дать ей достаточно энергия сделать именно это, прежде чем отпустить; другими словами, вы должны это закрыть.
Пружина боевая
Что происходит при ветре? Если ты заводил когда-нибудь заводную игрушку, вы будете знать, что ключ (иногда это маленькая пластиковая ручка, называемая коронка) может быть довольно жесткой и трудно поворачиваемой.Это почему? Когда вы поворачиваете ключ, вы затягиваете прочную металлическую пружину, называется главной пружиной и накапливает энергию; Боевая пружина — это механический эквивалент батареи. Заводные пружины обычно имеют толстую закрутку стали, поэтому затягивая их (заставляя их занимать гораздо меньшую пространство) на самом деле довольно тяжелая работа — как в повседневной, так и в повседневной научные смыслы слова. С каждым поворотом винта ваш пальцы делают работу (как мы говорим в науке): они двигаются сила (противодействующая тенденции пружины к расширению) через расстояние — другими словами, сжатие пружины.
Artwork: Типичная заводная пружина часов. Плотно намотанная пружина (красная) полностью заключена в цилиндрическую коробку, называемую цилиндром (серая), с зубьями шестерни по краю. Чем длиннее и тоньше пружина, тем больше энергии она может удерживать в стволе определенного размера. Изображение из патента США 525 265: Цилиндр с боевой пружиной для часов Agile N. Gauthier, запатентован 28 августа 1894 г., любезно предоставлен Управлением по патентам и товарным знакам США.
Поскольку вы выполняете работу пальцами, вы расходуете энергию, но эта энергия не исчезает в разреженный воздух: он хранится весной как потенциальная энергия.Затягивание боевой пружины в заводной игрушке похоже на катание на американских горках. машина в гору. Так же, как вы можете получить энергию в машине с американскими горками назад, позволив ему скатиться с холма, чтобы вы могли вернуть энергию из боевую пружину, отпустив ее, чтобы привести в действие часовой механизм — потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию (а также тепло и звуковая энергия) в жужжащие шестерни.
Если вы хотите, чтобы часовой механизм развлекал вас (или делал что-нибудь полезно) на какое-то время, нужно дать ему много энергии.Заводные часы а в часах предусмотрены пружины, вмещающие достаточно энергия для поддержания работы механизма в течение суток и более. Заводной игрушки не такие хорошо сделанные (или впечатляющие), и если вы получить больше минуты или двух развлечений за тридцать секунд или около того намотки у вас все хорошо. Вообще интереснее заводные устройства, которые работают дольше, больше и прочнее пружины, способные накапливать гораздо больше энергии.
Сколько именно энергии? Ясно, что размер и напряжение весна имеют решающее значение.Чем тверже весна заключается в повороте, и чем дольше вы его наматываете, тем больше энергии он будет хранить. Но вы можете быть гораздо точнее, если хотите: есть математические уравнения, которые говорят вам, какой крутящий момент (усилие поворота) и запасенной энергии, которую можно получить с помощью пружины определенной длины, ширины, толщины и жесткости (измеряется модулем Юнга материала, из которого он сделан). Я не собираюсь вдаваться в математику более подробно (вы можете найти его краткое описание здесь, если вам интересно).Переходя к делу, неудивительно, что более длинная или тонкая пружина (та, которую можно намотать вверх с большим количеством оборотов) накапливает больше энергии, а более короткая или толстая пружина дает больший крутящий момент.
Рекламные ссылки
Использование энергии
Практически все часовые механизмы имеют шестерни, которые представляют собой колеса с зубы, которые сцепляются вместе. Как вы узнаете, прочитав наши В основной статье о механизмах есть две причины, по которым вы их используете: чтобы колесо ехало быстрее (с меньшим усилием) или чтобы оно ехало больше медленно (с большей силой).Заводные механизмы используют шестерни в обоих этими способами. В карманных часах шестеренки преобразуют скорость вращающийся вал, поэтому он приводит в движение секундную стрелку с одной скоростью, минуту стрелка на 1/60 этой скорости, а часовая стрелка на 1/3600 скорости. Заводные игрушечные машинки часто используют шестеренки, чтобы удивительная скорость: когда заводная пружина раскручивается, она вращает колесо довольно быстро, а затем передачи увеличивают эту скорость, чтобы машина колеса еще быстрее. Что-то вроде заводного танка будет использовать шестерни наоборот, чтобы он мог преодолевать препятствия: в этом случае колеса (или гусеницы) получали бы силу от пружины, понижали скорости, и в то же время генерировать большую подъемную силу (например, на низких передачах вы бы использовали на велосипеде или автомобиле для подъема на холм).
Кулачки и кривошипы
Практически все заводные игрушки используют свою боевую пружину для генерации мощность вращения — другими словами, вращать колеса. Если ты хочешь их чтобы делать что-то, кроме поворота, катания или поворота, вы должны использовать кулачок или кривошип для преобразования их вращательного (кругового) движения в возвратно-поступательное движение.
Когда вы видите идущего по дороге заводного робота, вероятно, он использует кривошипы приводятся в движение колесами, чтобы приводить в действие его ноги. Колеса вращаются на одном валу, на одном валу. скорость, приводимая в движение шестернями, питающимися от боевой пружины, и каждая ножка соединена отдельным кривошипом.Одна нога будет подключена к верхняя часть одного из колес, а другая нога будет соединена с низ другого колеса. Когда два колеса поворачиваются, кривошипы будет двигаться не в ногу, и две ноги соединятся с землей поочередно, заставляя робота двигаться вперед.
Анимация: Как две противоположные кривошипы (синие) могут заставить робота ходить. Шатуны приводятся в действие два колеса приводятся в движение от одной оси. Будет ли этот робот на самом деле ходить или просто раскачиваться из стороны в сторону это предмет споров (и экспериментов).
Медленно движущиеся кулачки — еще один способ заставить заводные игрушки делать интересные вещи — но только изредка. Предположим, вы хотите построить заводной Чарли Чаплин, котелок которого автоматически поднимается в воздух примерно каждые 30 секунд, но остается на голове оставшееся время. Вы могли запустить шестеренку от боевой пружины игрушки и приводной кулачок — яйцевидное колесо с рычагом наверху. Каждый раз кончик кулачка достигает вертикали, он толкает рычаг вверх и шляпа Чарли поднимется в воздух.
Анимация: Как работает кулачок: когда зеленый кулачок поворачивается, синий прямоугольник поднимается в воздух. Вы можете использовать такой кулачок с вращающимся колесом, чтобы что-то происходило время от времени. Чем медленнее вращается колесо, тем реже это будет происходить.
Некоторые заводные игрушки, такие как заводной смайлик на нашей верхней фотографии, производят прерывистое движение с использованием более сложных механизмов, таких как приводы Geneva (фактически, кривошипы, которые скользят вверх и вниз в пазах).
Как это будет работать на практике?
Если заводить заводной автомобиль как можно больше, то пусть ключ идти, не ставя машину на землю, вы услышите шестерни внутри механизма визжат и визжат, когда пружина отпускает энергия удивительно быстро.Поскольку сопротивления очень мало, кроме трение (сила трения между соприкасающимися поверхностями) в коробке передач, на самом деле нет ничего, чтобы механизм работал против, и он может очень быстро доставлять энергию. Положите его на коврик и энергия доставляется намного медленнее (и тише). Теперь весна должен работать против сопротивления ткани, которая работает как тормозить колеса и шестерни, которые их приводят в действие.
При конструировании заводных игрушек и других устройств всегда нужно брать учитывать, что они на самом деле собираются делать (поверхности, на которых они будут работать, например, и сколько силы им нужно создать через свои шестерни, чтобы сделать свои собственные детали двигаться плавно).Затем вам нужно выбрать пружину, которая может накапливать достаточно энергии. чтобы механизм работал некоторое время, и шестерни, которые могут производить нужное количество крутящий момент (усилие поворота), чтобы сделать что-нибудь полезное. У настоящих автомобилей есть коробки передач, поэтому они могут увеличивать силу или скорость в зависимости от условий движения (начиная с места или мчаться по шоссе), и большие топливные баки, чтобы они могли делать это за приличную количество времени; точно такой же принцип применяется к игрушечным машинкам (и другим часовым механизмам). механизмы).
Короче говоря, это часы. Кому нужны батарейки, когда заводные механизмы — это так весело?
Как работает заводная игрушка?
Теперь мы рассмотрели основную идею часового механизма, давайте заглянем внутрь настоящего часового механизма: заводной смайлик на нашей верхней фотографии. Если вы собираетесь попробовать это, будьте осторожны с боевой пружиной: это плотно сжатый кусок металла с острым краем, который может вылететь и ударить вас по лицу. Глаз защита — хорошая идея… и заботиться!
Сначала снимаем желтый внешний кожух и обнажаем суть механизма. У нас есть Женевский драйв, который делает ноги подпрыгивайте с перерывами. Вот как это работает:
Заводите белую пластиковую коронку.
Боевая пружина внутри белого корпуса накапливает энергию. Вы можете просто увидеть темную зловещую тень весна вырисовывается внутри ящика, как акула, движущаяся под водой!
Шестерни внутри корпуса получают энергию от пружины и приводят в движение одиночный кривошип снаружи корпуса на довольно низкая скорость.
Из рукоятки торчит небольшая пластиковая ручка. Когда он поворачивается, он перемещается вверх и вниз по розовой щели, раскачиваясь. верхняя часть ног вперед-назад.
Ножки вращаются на проходящей через них оси.
Благодаря шарниру, когда верхняя часть ног качается, ступни подпрыгивают вверх и вниз.
Теперь, если мы избавимся от ножек и сломаем белый корпус, мы сначала увидим коробку передач (слева) а затем, сняв шестерни и еще один пластиковый слой, боевую пружину внизу (справа).Так выглядит пружина, когда она полностью заводится. Когда он плотно скручен, он полностью помещается в белый ящик. Довольно сложно втиснуть прочный металл в такое маленькое пространство — и именно поэтому он может так эффективно накапливать энергию: тем тяжелее вам приходится работать, чтобы сжать пружина, тем больше энергии она может удержать:
Заводные игрушки прошлых лет
За годы до PlayStation, задолго до появления первых игрушек с батарейным питанием, детям все еще нужно было развлечься.Еще в 19 веке именно часовой механизм справлялся с непростой задачей — развлечь детей. Я покопался в архивах Управления по патентам и товарным знакам США, чтобы найти несколько примеров заводных игрушек, которые иллюстрируют принципы, которые я объяснял в этой статье.
Artwork: Простая заводная лодка из патента США 301 846: Toy. Лодка Уильяма А. Райта, запатентована 8 июля 1884 г., любезно предоставлена Управлением по патентам и товарным знакам США.
Первый — это базовая игрушечная лодка с заводным винтом.Вы заводите заводную головку (синюю) вверх, чтобы затянуть боевую пружину (красная). По мере того, как пружина медленно раскручивается, она приводит в движение ряд шестерен (зеленые) и центральный приводной вал (оранжевый), который вращает пропеллер (фиолетовый). Это почти самый простой часовой механизм, который вы можете себе представить. Единственная техническая задача для изобретателя заключалась в том, чтобы выяснить, сколько передач использовать, чтобы гребной винт вращался с нужной скоростью в течение точно нужного промежутка времени: не настолько быстро, чтобы пружина сразу заводилась; не так медленно, чтобы лодка действительно никуда не уходила.
Изображение: заводной гимнаст, приводимый в движение кулачковым механизмом из патента США 140,883: Автоматические игрушки Генри Брауэра, запатентовано 15 июля 1873 г., любезно предоставлено Бюро патентов и товарных знаков США.
Второй пример гораздо более гениален и интересен, потому что он использует кулачок для создания игрушки с более нерегулярным и непредсказуемым движением. На рисунке 1 слева мы видим игрушечного гимнаста с руками, припаянными к центральной зеленой оси, которая исчезает в загадочной коробке справа, где спрятан часовой механизм.Благодаря поворотным рукам гимнаст переворачивается вверх-вниз, вперед-назад, выполняя различные спортивные движения, которые довольно сложно предсказать. Но единственное, что управляет его движениями, — это зеленая ось, к которой прикреплены его руки. Как он работает — и как он производит непредсказуемое движение, когда все, что он может делать, — это вращаться?
Справа мы видим механизм, который я раскрасил и пронумеровал, чтобы облегчить понимание. Вверху (1) находится довольно обычная боевая пружина.Когда он раскручивается, он приводит в действие пару красных шестерен (2), которые сцеплены вместе, поэтому они вращаются в противоположных направлениях. На шестерне слева жестко закреплен кулачок (3). Когда кулачок вращается, он толкает всю вертикальную синюю полосу (4) сначала вправо, а затем обратно влево — таким образом, он преобразует вращательное движение шестерни в возвратно-поступательное движение. Синяя полоса поворачивается вокруг точки внизу (5) и довольно плотно удерживается пружиной (фиолетовой), поэтому она перемещается плавно. В центре синей полосы находится желтая шестеренка с проходящей через нее осью (6), к которой прикреплены руки гимнастки.По мере того как синяя полоса перемещается влево-вправо, влево-вправо, желтая шестеренка поочередно зацепляется с красной шестеренкой слева, затем с красной шестеренкой справа и снова обратно. Две красные шестерни вращаются в противоположных направлениях, поэтому желтая шестеренка должна сначала повернуться в одну сторону, затем в другую, с короткой паузой при изменении направления. Поскольку желтая шестеренка приводит в движение гимнаста, ее постоянные перевороты придают ему явно непредсказуемое движение. Просто, но на самом деле довольно гениально!
А вот еще два: кукла, которая использует боевую пружину (синяя), чтобы вращать колесо (красное), и кривошип (зеленый), который двигает руками назад и вперед ползком; и медведь, который качается вверх и вниз, приводимый в движение боевой пружиной (синий) и зубчатыми колесами (красные кружки), которые приводят в движение различные части тела с помощью длинных кривошипов внутри тела (красные линии).
Произведения: 1) Заводная кукла ползет с помощью кривошипных рычагов, из патента США 112,550: Улучшение ползучих кукол Роберта Клея, запатентовано 14 марта 1871 г .; 2) Заводной медведь кивает вверх и вниз и щелкает своей челюстью, приводимой в движение кривошипом, из патента США 131849: Улучшение механических игрушек также Роберта Клея, запатентованного 1 октября 1872 года; оба произведения любезно предоставлены Управлением по патентам и товарным знакам США.
Вы можете найти множество других примеров часовых механизмов в базе данных Управления по патентам и товарным знакам США, поиск в которой очень легко осуществляется с помощью Google Patents.
Рекламные ссылки
Узнать больше
На этом сайте
Книги
Для читателей постарше
Американские заводные игрушки, 1862–1900 гг. Автор Блэр Уиттон. Schiffer, 1981. 224-страничное руководство по классическим заводным игрушкам. Объясняет, как игрушки были произведены как побочный продукт часовой промышленности. Также доступно для просмотра из Интернет-архив.
Внутреннее устройство часов — простое руководство для любителей часовых механизмов: прочтите книги, 2011.Краткое введение в часовой механизм типичных карманных часов. Не относится непосредственно к заводным игрушкам, но представляет более общий интерес.
Новые и полное руководство по часам и часовщикам Мэри Бут. Джон Вили, 1869. Забудьте о свидании! Это остается очень полезным введением в механические часы, и (поскольку на него не распространяются авторские права) вы можете прочитать все это в Интернете бесплатно.
Часы: конструкция, достоинства и недостатки, как их выбрать и как использовать Генри Ф.Piaget Мэри Бут. Vinten, 1860. Еще одно хорошее историческое введение с ясными и полезными иллюстрациями таких вещей, как спусковые механизмы. Вы можете прочитать всю книгу в Интернете.
Практические руководства
Инженер с резиновой лентой: создание ракет с приводом от рогаток, винтовок с резиновой лентой, нетрадиционных катапультов и других партизанских гаджетов из бытовой техники Лэнса Акиямы. Rockport, 2016. Если не хотите использовать боевую пружину, скрученная резинка — еще один простой источник силы.Эта книга — хороший и безопасный источник вдохновения для младших читателей с инструкциями примерно для 20 простых машин с эластичным приводом.
Заставляем вещи двигаться: механизмы DIY для изобретателей, любителей и художников Дастин Робертс. TAB / McGraw-Hill, 2011. Отличное введение в принципы простых машин, за которым следует очень практический взгляд на материалы, источники энергии и такие проблемы, как трение. Включает примеры проектов.
Постройте свой собственный автомобиль, ракету и другие вещи, созданные Тэмми Энц.Capstone, 2011. Красиво иллюстрировано и сфотографировано с простыми пошаговыми руководствами по семи простым проектам.
Кинетические приспособления: создание корабля на воздушной подушке, воздушной лодки и прочего с мотором для хобби, автор Курт Габриэльсон. Chicago Review Press, 2010. Хотя вещи, описанные в этой книге, не приводятся в действие часовым механизмом, вы можете легко адаптировать некоторые из них к работе часов или резинок.
Видео
Wind-up mobile нацелены на развивающиеся регионы, Спенсер Келли, BBC News, 2 октября 2009 г.Заводной мобильный телефон, предназначенный для людей, у которых нет надежного электроснабжения. Секрет здесь в ультратонкой динамо-машине с часовым механизмом.
Статьи
Конструирование 10 000-летних часов Дэвид Кушнер, IEEE Spectrum, 27 октября 2011 г. Как разработать механические часы, которые будут отсчитывать время на тысячи лет вперед? В этой статье исследуются долгосрочные инженерные задачи, стоящие за часами долгого времени.
Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты
статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.
Авторские права на текст © Chris Woodford 2010, 2021. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.
Следуйте за нами
Сохранить или поделиться этой страницей
Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:
Цитируйте эту страницу
Вудфорд, Крис.(2010/2021) Заводные (заводные) механизмы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-clockwork-works.html. [Доступ (укажите дату здесь)]
Больше на нашем сайте …
Знакомство с заводными механизмами
Как работают часы: Знакомство с заводными механизмами Рекламное объявление
Криса Вудфорда. Последнее изменение: 4 февраля 2021 г.
Батарейки в комплект не входят — в детстве они почти самые неутешительные слова, которые можно прочитать при покупке новой игрушки.В 1970-е годы и раньше это не было такой большой проблемой, потому что подавляющее большинство игрушки работали совершенно иначе. Вместо использования электричества химически хранящиеся в батареях, они полагались на мощность заводнения и часовые механизмы. Заводной механизм определенно выдержал испытание времени: самый ранний часовой механизм, известный как Антикифера механизм, датируемый Древней Грецией и считается по крайней мере 2000 лет. Почему заводная техника была такой фирмой любимый так долго? Как именно это работает? Давай ближе смотрю!
Фото: «Заводной механизм» — это буквально то, как работают часы.Это часовой механизм в башенных часах Union Station в Портленде, штат Орегон, датируемых 1896 годом. Кредит: фотографии из архива Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.
Что такое часовой механизм?
«Заводной механизм» буквально означает «работать как часы». очевидно! Но большинство современных часов электронные: электричеством и регулируются кристаллами кварца, они имеют относительно несколько движущихся частей. Если вы хотите понять часовой механизм, вам нужно понять, как работали часы в те дни, когда вы заводили их с ключом.Подобно старомодным часам, часовой механизм полностью механический и состоит из следующих основных частей:
Ключ (или заводная головка) накручивается для добавления энергии.
Спиральная пружина для хранения энергии, добавляемой ключом. (Маятниковые часы накапливают энергию с помощью веса, который поднимается и опускается, но в других часах и заводских наручных часах вместо них используются пружины.)
Набор шестерен, через которые высвобождается энергия пружины. Шестерни определяют, насколько быстро (или медленно) часовой механизм может делать вещи, но они также контролируют, сколько силы оно может создать (возможно, для подъема по склонам).
Механизм привода шестерен, делающий устройство полезным. или интересные вещи. В часах механизм — это набор стрелок. которые вращают циферблат, чтобы узнать время. В заводной машине, шестерни будут приводить в движение колеса, которые приводят его в движение по вашему полу.
Фото: Может, не так уж и много (слева), но даже самая простая заводная игрушка — прекрасный образец миниатюрного машиностроения (справа)! Заверните его, и он прыгнет на своих розовых пластиковых ножках.Как все части работают, чтобы получился веселый прыгающий человек? См. Пояснение в рамке внизу этой статьи.
Добавление и накопление энергии
Основной закон науки, называемый сохранением энергии. говорит нам, что мы ничего не можем сделать без энергии. Если вы хотите Заводная машина, чтобы проехать по твоему ковру, ты должен дать ей достаточно энергия сделать именно это, прежде чем отпустить; другими словами, вы должны это закрыть.
Пружина боевая
Что происходит при ветре? Если ты заводил когда-нибудь заводную игрушку, вы будете знать, что ключ (иногда это маленькая пластиковая ручка, называемая коронка) может быть довольно жесткой и трудно поворачиваемой.Это почему? Когда вы поворачиваете ключ, вы затягиваете прочную металлическую пружину, называется главной пружиной и накапливает энергию; Боевая пружина — это механический эквивалент батареи. Заводные пружины обычно имеют толстую закрутку стали, поэтому затягивая их (заставляя их занимать гораздо меньшую пространство) на самом деле довольно тяжелая работа — как в повседневной, так и в повседневной научные смыслы слова. С каждым поворотом винта ваш пальцы делают работу (как мы говорим в науке): они двигаются сила (противодействующая тенденции пружины к расширению) через расстояние — другими словами, сжатие пружины.
Artwork: Типичная заводная пружина часов. Плотно намотанная пружина (красная) полностью заключена в цилиндрическую коробку, называемую цилиндром (серая), с зубьями шестерни по краю. Чем длиннее и тоньше пружина, тем больше энергии она может удерживать в стволе определенного размера. Изображение из патента США 525 265: Цилиндр с боевой пружиной для часов Agile N. Gauthier, запатентован 28 августа 1894 г., любезно предоставлен Управлением по патентам и товарным знакам США.
Поскольку вы выполняете работу пальцами, вы расходуете энергию, но эта энергия не исчезает в разреженный воздух: он хранится весной как потенциальная энергия.Затягивание боевой пружины в заводной игрушке похоже на катание на американских горках. машина в гору. Так же, как вы можете получить энергию в машине с американскими горками назад, позволив ему скатиться с холма, чтобы вы могли вернуть энергию из боевую пружину, отпустив ее, чтобы привести в действие часовой механизм — потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию (а также тепло и звуковая энергия) в жужжащие шестерни.
Если вы хотите, чтобы часовой механизм развлекал вас (или делал что-нибудь полезно) на какое-то время, нужно дать ему много энергии.Заводные часы а в часах предусмотрены пружины, вмещающие достаточно энергия для поддержания работы механизма в течение суток и более. Заводной игрушки не такие хорошо сделанные (или впечатляющие), и если вы получить больше минуты или двух развлечений за тридцать секунд или около того намотки у вас все хорошо. Вообще интереснее заводные устройства, которые работают дольше, больше и прочнее пружины, способные накапливать гораздо больше энергии.
Сколько именно энергии? Ясно, что размер и напряжение весна имеют решающее значение.Чем тверже весна заключается в повороте, и чем дольше вы его наматываете, тем больше энергии он будет хранить. Но вы можете быть гораздо точнее, если хотите: есть математические уравнения, которые говорят вам, какой крутящий момент (усилие поворота) и запасенной энергии, которую можно получить с помощью пружины определенной длины, ширины, толщины и жесткости (измеряется модулем Юнга материала, из которого он сделан). Я не собираюсь вдаваться в математику более подробно (вы можете найти его краткое описание здесь, если вам интересно).Переходя к делу, неудивительно, что более длинная или тонкая пружина (та, которую можно намотать вверх с большим количеством оборотов) накапливает больше энергии, а более короткая или толстая пружина дает больший крутящий момент.
Рекламные ссылки
Использование энергии
Практически все часовые механизмы имеют шестерни, которые представляют собой колеса с зубы, которые сцепляются вместе. Как вы узнаете, прочитав наши В основной статье о механизмах есть две причины, по которым вы их используете: чтобы колесо ехало быстрее (с меньшим усилием) или чтобы оно ехало больше медленно (с большей силой).Заводные механизмы используют шестерни в обоих этими способами. В карманных часах шестеренки преобразуют скорость вращающийся вал, поэтому он приводит в движение секундную стрелку с одной скоростью, минуту стрелка на 1/60 этой скорости, а часовая стрелка на 1/3600 скорости. Заводные игрушечные машинки часто используют шестеренки, чтобы удивительная скорость: когда заводная пружина раскручивается, она вращает колесо довольно быстро, а затем передачи увеличивают эту скорость, чтобы машина колеса еще быстрее. Что-то вроде заводного танка будет использовать шестерни наоборот, чтобы он мог преодолевать препятствия: в этом случае колеса (или гусеницы) получали бы силу от пружины, понижали скорости, и в то же время генерировать большую подъемную силу (например, на низких передачах вы бы использовали на велосипеде или автомобиле для подъема на холм).
Кулачки и кривошипы
Практически все заводные игрушки используют свою боевую пружину для генерации мощность вращения — другими словами, вращать колеса. Если ты хочешь их чтобы делать что-то, кроме поворота, катания или поворота, вы должны использовать кулачок или кривошип для преобразования их вращательного (кругового) движения в возвратно-поступательное движение.
Когда вы видите идущего по дороге заводного робота, вероятно, он использует кривошипы приводятся в движение колесами, чтобы приводить в действие его ноги. Колеса вращаются на одном валу, на одном валу. скорость, приводимая в движение шестернями, питающимися от боевой пружины, и каждая ножка соединена отдельным кривошипом.Одна нога будет подключена к верхняя часть одного из колес, а другая нога будет соединена с низ другого колеса. Когда два колеса поворачиваются, кривошипы будет двигаться не в ногу, и две ноги соединятся с землей поочередно, заставляя робота двигаться вперед.
Анимация: Как две противоположные кривошипы (синие) могут заставить робота ходить. Шатуны приводятся в действие два колеса приводятся в движение от одной оси. Будет ли этот робот на самом деле ходить или просто раскачиваться из стороны в сторону это предмет споров (и экспериментов).
Медленно движущиеся кулачки — еще один способ заставить заводные игрушки делать интересные вещи — но только изредка. Предположим, вы хотите построить заводной Чарли Чаплин, котелок которого автоматически поднимается в воздух примерно каждые 30 секунд, но остается на голове оставшееся время. Вы могли запустить шестеренку от боевой пружины игрушки и приводной кулачок — яйцевидное колесо с рычагом наверху. Каждый раз кончик кулачка достигает вертикали, он толкает рычаг вверх и шляпа Чарли поднимется в воздух.
Анимация: Как работает кулачок: когда зеленый кулачок поворачивается, синий прямоугольник поднимается в воздух. Вы можете использовать такой кулачок с вращающимся колесом, чтобы что-то происходило время от времени. Чем медленнее вращается колесо, тем реже это будет происходить.
Некоторые заводные игрушки, такие как заводной смайлик на нашей верхней фотографии, производят прерывистое движение с использованием более сложных механизмов, таких как приводы Geneva (фактически, кривошипы, которые скользят вверх и вниз в пазах).
Как это будет работать на практике?
Если заводить заводной автомобиль как можно больше, то пусть ключ идти, не ставя машину на землю, вы услышите шестерни внутри механизма визжат и визжат, когда пружина отпускает энергия удивительно быстро.Поскольку сопротивления очень мало, кроме трение (сила трения между соприкасающимися поверхностями) в коробке передач, на самом деле нет ничего, чтобы механизм работал против, и он может очень быстро доставлять энергию. Положите его на коврик и энергия доставляется намного медленнее (и тише). Теперь весна должен работать против сопротивления ткани, которая работает как тормозить колеса и шестерни, которые их приводят в действие.
При конструировании заводных игрушек и других устройств всегда нужно брать учитывать, что они на самом деле собираются делать (поверхности, на которых они будут работать, например, и сколько силы им нужно создать через свои шестерни, чтобы сделать свои собственные детали двигаться плавно).Затем вам нужно выбрать пружину, которая может накапливать достаточно энергии. чтобы механизм работал некоторое время, и шестерни, которые могут производить нужное количество крутящий момент (усилие поворота), чтобы сделать что-нибудь полезное. У настоящих автомобилей есть коробки передач, поэтому они могут увеличивать силу или скорость в зависимости от условий движения (начиная с места или мчаться по шоссе), и большие топливные баки, чтобы они могли делать это за приличную количество времени; точно такой же принцип применяется к игрушечным машинкам (и другим часовым механизмам). механизмы).
Короче говоря, это часы. Кому нужны батарейки, когда заводные механизмы — это так весело?
Как работает заводная игрушка?
Теперь мы рассмотрели основную идею часового механизма, давайте заглянем внутрь настоящего часового механизма: заводной смайлик на нашей верхней фотографии. Если вы собираетесь попробовать это, будьте осторожны с боевой пружиной: это плотно сжатый кусок металла с острым краем, который может вылететь и ударить вас по лицу. Глаз защита — хорошая идея… и заботиться!
Сначала снимаем желтый внешний кожух и обнажаем суть механизма. У нас есть Женевский драйв, который делает ноги подпрыгивайте с перерывами. Вот как это работает:
Заводите белую пластиковую коронку.
Боевая пружина внутри белого корпуса накапливает энергию. Вы можете просто увидеть темную зловещую тень весна вырисовывается внутри ящика, как акула, движущаяся под водой!
Шестерни внутри корпуса получают энергию от пружины и приводят в движение одиночный кривошип снаружи корпуса на довольно низкая скорость.
Из рукоятки торчит небольшая пластиковая ручка. Когда он поворачивается, он перемещается вверх и вниз по розовой щели, раскачиваясь. верхняя часть ног вперед-назад.
Ножки вращаются на проходящей через них оси.
Благодаря шарниру, когда верхняя часть ног качается, ступни подпрыгивают вверх и вниз.
Теперь, если мы избавимся от ножек и сломаем белый корпус, мы сначала увидим коробку передач (слева) а затем, сняв шестерни и еще один пластиковый слой, боевую пружину внизу (справа).Так выглядит пружина, когда она полностью заводится. Когда он плотно скручен, он полностью помещается в белый ящик. Довольно сложно втиснуть прочный металл в такое маленькое пространство — и именно поэтому он может так эффективно накапливать энергию: тем тяжелее вам приходится работать, чтобы сжать пружина, тем больше энергии она может удержать:
Заводные игрушки прошлых лет
За годы до PlayStation, задолго до появления первых игрушек с батарейным питанием, детям все еще нужно было развлечься.Еще в 19 веке именно часовой механизм справлялся с непростой задачей — развлечь детей. Я покопался в архивах Управления по патентам и товарным знакам США, чтобы найти несколько примеров заводных игрушек, которые иллюстрируют принципы, которые я объяснял в этой статье.
Artwork: Простая заводная лодка из патента США 301 846: Toy. Лодка Уильяма А. Райта, запатентована 8 июля 1884 г., любезно предоставлена Управлением по патентам и товарным знакам США.
Первый — это базовая игрушечная лодка с заводным винтом.Вы заводите заводную головку (синюю) вверх, чтобы затянуть боевую пружину (красная). По мере того, как пружина медленно раскручивается, она приводит в движение ряд шестерен (зеленые) и центральный приводной вал (оранжевый), который вращает пропеллер (фиолетовый). Это почти самый простой часовой механизм, который вы можете себе представить. Единственная техническая задача для изобретателя заключалась в том, чтобы выяснить, сколько передач использовать, чтобы гребной винт вращался с нужной скоростью в течение точно нужного промежутка времени: не настолько быстро, чтобы пружина сразу заводилась; не так медленно, чтобы лодка действительно никуда не уходила.
Изображение: заводной гимнаст, приводимый в движение кулачковым механизмом из патента США 140,883: Автоматические игрушки Генри Брауэра, запатентовано 15 июля 1873 г., любезно предоставлено Бюро патентов и товарных знаков США.
Второй пример гораздо более гениален и интересен, потому что он использует кулачок для создания игрушки с более нерегулярным и непредсказуемым движением. На рисунке 1 слева мы видим игрушечного гимнаста с руками, припаянными к центральной зеленой оси, которая исчезает в загадочной коробке справа, где спрятан часовой механизм.Благодаря поворотным рукам гимнаст переворачивается вверх-вниз, вперед-назад, выполняя различные спортивные движения, которые довольно сложно предсказать. Но единственное, что управляет его движениями, — это зеленая ось, к которой прикреплены его руки. Как он работает — и как он производит непредсказуемое движение, когда все, что он может делать, — это вращаться?
Справа мы видим механизм, который я раскрасил и пронумеровал, чтобы облегчить понимание. Вверху (1) находится довольно обычная боевая пружина.Когда он раскручивается, он приводит в действие пару красных шестерен (2), которые сцеплены вместе, поэтому они вращаются в противоположных направлениях. На шестерне слева жестко закреплен кулачок (3). Когда кулачок вращается, он толкает всю вертикальную синюю полосу (4) сначала вправо, а затем обратно влево — таким образом, он преобразует вращательное движение шестерни в возвратно-поступательное движение. Синяя полоса поворачивается вокруг точки внизу (5) и довольно плотно удерживается пружиной (фиолетовой), поэтому она перемещается плавно. В центре синей полосы находится желтая шестеренка с проходящей через нее осью (6), к которой прикреплены руки гимнастки.По мере того как синяя полоса перемещается влево-вправо, влево-вправо, желтая шестеренка поочередно зацепляется с красной шестеренкой слева, затем с красной шестеренкой справа и снова обратно. Две красные шестерни вращаются в противоположных направлениях, поэтому желтая шестеренка должна сначала повернуться в одну сторону, затем в другую, с короткой паузой при изменении направления. Поскольку желтая шестеренка приводит в движение гимнаста, ее постоянные перевороты придают ему явно непредсказуемое движение. Просто, но на самом деле довольно гениально!
А вот еще два: кукла, которая использует боевую пружину (синяя), чтобы вращать колесо (красное), и кривошип (зеленый), который двигает руками назад и вперед ползком; и медведь, который качается вверх и вниз, приводимый в движение боевой пружиной (синий) и зубчатыми колесами (красные кружки), которые приводят в движение различные части тела с помощью длинных кривошипов внутри тела (красные линии).
Произведения: 1) Заводная кукла ползет с помощью кривошипных рычагов, из патента США 112,550: Улучшение ползучих кукол Роберта Клея, запатентовано 14 марта 1871 г .; 2) Заводной медведь кивает вверх и вниз и щелкает своей челюстью, приводимой в движение кривошипом, из патента США 131849: Улучшение механических игрушек также Роберта Клея, запатентованного 1 октября 1872 года; оба произведения любезно предоставлены Управлением по патентам и товарным знакам США.
Вы можете найти множество других примеров часовых механизмов в базе данных Управления по патентам и товарным знакам США, поиск в которой очень легко осуществляется с помощью Google Patents.
Рекламные ссылки
Узнать больше
На этом сайте
Книги
Для читателей постарше
Американские заводные игрушки, 1862–1900 гг. Автор Блэр Уиттон. Schiffer, 1981. 224-страничное руководство по классическим заводным игрушкам. Объясняет, как игрушки были произведены как побочный продукт часовой промышленности. Также доступно для просмотра из Интернет-архив.
Внутреннее устройство часов — простое руководство для любителей часовых механизмов: прочтите книги, 2011.Краткое введение в часовой механизм типичных карманных часов. Не относится непосредственно к заводным игрушкам, но представляет более общий интерес.
Новые и полное руководство по часам и часовщикам Мэри Бут. Джон Вили, 1869. Забудьте о свидании! Это остается очень полезным введением в механические часы, и (поскольку на него не распространяются авторские права) вы можете прочитать все это в Интернете бесплатно.
Часы: конструкция, достоинства и недостатки, как их выбрать и как использовать Генри Ф.Piaget Мэри Бут. Vinten, 1860. Еще одно хорошее историческое введение с ясными и полезными иллюстрациями таких вещей, как спусковые механизмы. Вы можете прочитать всю книгу в Интернете.
Практические руководства
Инженер с резиновой лентой: создание ракет с приводом от рогаток, винтовок с резиновой лентой, нетрадиционных катапультов и других партизанских гаджетов из бытовой техники Лэнса Акиямы. Rockport, 2016. Если не хотите использовать боевую пружину, скрученная резинка — еще один простой источник силы.Эта книга — хороший и безопасный источник вдохновения для младших читателей с инструкциями примерно для 20 простых машин с эластичным приводом.
Заставляем вещи двигаться: механизмы DIY для изобретателей, любителей и художников Дастин Робертс. TAB / McGraw-Hill, 2011. Отличное введение в принципы простых машин, за которым следует очень практический взгляд на материалы, источники энергии и такие проблемы, как трение. Включает примеры проектов.
Постройте свой собственный автомобиль, ракету и другие вещи, созданные Тэмми Энц.Capstone, 2011. Красиво иллюстрировано и сфотографировано с простыми пошаговыми руководствами по семи простым проектам.
Кинетические приспособления: создание корабля на воздушной подушке, воздушной лодки и прочего с мотором для хобби, автор Курт Габриэльсон. Chicago Review Press, 2010. Хотя вещи, описанные в этой книге, не приводятся в действие часовым механизмом, вы можете легко адаптировать некоторые из них к работе часов или резинок.
Видео
Wind-up mobile нацелены на развивающиеся регионы, Спенсер Келли, BBC News, 2 октября 2009 г.Заводной мобильный телефон, предназначенный для людей, у которых нет надежного электроснабжения. Секрет здесь в ультратонкой динамо-машине с часовым механизмом.
Статьи
Конструирование 10 000-летних часов Дэвид Кушнер, IEEE Spectrum, 27 октября 2011 г. Как разработать механические часы, которые будут отсчитывать время на тысячи лет вперед? В этой статье исследуются долгосрочные инженерные задачи, стоящие за часами долгого времени.
Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты
статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.
Авторские права на текст © Chris Woodford 2010, 2021. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.
Следуйте за нами
Сохранить или поделиться этой страницей
Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:
Цитируйте эту страницу
Вудфорд, Крис.(2010/2021) Заводные (заводные) механизмы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-clockwork-works.html. [Доступ (укажите дату здесь)]
Больше на нашем сайте …
Знакомство с заводными механизмами
Как работают часы: Знакомство с заводными механизмами Рекламное объявление
Криса Вудфорда. Последнее изменение: 4 февраля 2021 г.
Батарейки в комплект не входят — в детстве они почти самые неутешительные слова, которые можно прочитать при покупке новой игрушки.В 1970-е годы и раньше это не было такой большой проблемой, потому что подавляющее большинство игрушки работали совершенно иначе. Вместо использования электричества химически хранящиеся в батареях, они полагались на мощность заводнения и часовые механизмы. Заводной механизм определенно выдержал испытание времени: самый ранний часовой механизм, известный как Антикифера механизм, датируемый Древней Грецией и считается по крайней мере 2000 лет. Почему заводная техника была такой фирмой любимый так долго? Как именно это работает? Давай ближе смотрю!
Фото: «Заводной механизм» — это буквально то, как работают часы.Это часовой механизм в башенных часах Union Station в Портленде, штат Орегон, датируемых 1896 годом. Кредит: фотографии из архива Кэрол М. Хайсмит, Библиотека Конгресса, Отдел эстампов и фотографий.
Что такое часовой механизм?
«Заводной механизм» буквально означает «работать как часы». очевидно! Но большинство современных часов электронные: электричеством и регулируются кристаллами кварца, они имеют относительно несколько движущихся частей. Если вы хотите понять часовой механизм, вам нужно понять, как работали часы в те дни, когда вы заводили их с ключом.Подобно старомодным часам, часовой механизм полностью механический и состоит из следующих основных частей:
Ключ (или заводная головка) накручивается для добавления энергии.
Спиральная пружина для хранения энергии, добавляемой ключом. (Маятниковые часы накапливают энергию с помощью веса, который поднимается и опускается, но в других часах и заводских наручных часах вместо них используются пружины.)
Набор шестерен, через которые высвобождается энергия пружины. Шестерни определяют, насколько быстро (или медленно) часовой механизм может делать вещи, но они также контролируют, сколько силы оно может создать (возможно, для подъема по склонам).
Механизм привода шестерен, делающий устройство полезным. или интересные вещи. В часах механизм — это набор стрелок. которые вращают циферблат, чтобы узнать время. В заводной машине, шестерни будут приводить в движение колеса, которые приводят его в движение по вашему полу.
Фото: Может, не так уж и много (слева), но даже самая простая заводная игрушка — прекрасный образец миниатюрного машиностроения (справа)! Заверните его, и он прыгнет на своих розовых пластиковых ножках.Как все части работают, чтобы получился веселый прыгающий человек? См. Пояснение в рамке внизу этой статьи.
Добавление и накопление энергии
Основной закон науки, называемый сохранением энергии. говорит нам, что мы ничего не можем сделать без энергии. Если вы хотите Заводная машина, чтобы проехать по твоему ковру, ты должен дать ей достаточно энергия сделать именно это, прежде чем отпустить; другими словами, вы должны это закрыть.
Пружина боевая
Что происходит при ветре? Если ты заводил когда-нибудь заводную игрушку, вы будете знать, что ключ (иногда это маленькая пластиковая ручка, называемая коронка) может быть довольно жесткой и трудно поворачиваемой.Это почему? Когда вы поворачиваете ключ, вы затягиваете прочную металлическую пружину, называется главной пружиной и накапливает энергию; Боевая пружина — это механический эквивалент батареи. Заводные пружины обычно имеют толстую закрутку стали, поэтому затягивая их (заставляя их занимать гораздо меньшую пространство) на самом деле довольно тяжелая работа — как в повседневной, так и в повседневной научные смыслы слова. С каждым поворотом винта ваш пальцы делают работу (как мы говорим в науке): они двигаются сила (противодействующая тенденции пружины к расширению) через расстояние — другими словами, сжатие пружины.
Artwork: Типичная заводная пружина часов. Плотно намотанная пружина (красная) полностью заключена в цилиндрическую коробку, называемую цилиндром (серая), с зубьями шестерни по краю. Чем длиннее и тоньше пружина, тем больше энергии она может удерживать в стволе определенного размера. Изображение из патента США 525 265: Цилиндр с боевой пружиной для часов Agile N. Gauthier, запатентован 28 августа 1894 г., любезно предоставлен Управлением по патентам и товарным знакам США.
Поскольку вы выполняете работу пальцами, вы расходуете энергию, но эта энергия не исчезает в разреженный воздух: он хранится весной как потенциальная энергия.Затягивание боевой пружины в заводной игрушке похоже на катание на американских горках. машина в гору. Так же, как вы можете получить энергию в машине с американскими горками назад, позволив ему скатиться с холма, чтобы вы могли вернуть энергию из боевую пружину, отпустив ее, чтобы привести в действие часовой механизм — потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию (а также тепло и звуковая энергия) в жужжащие шестерни.
Если вы хотите, чтобы часовой механизм развлекал вас (или делал что-нибудь полезно) на какое-то время, нужно дать ему много энергии.Заводные часы а в часах предусмотрены пружины, вмещающие достаточно энергия для поддержания работы механизма в течение суток и более. Заводной игрушки не такие хорошо сделанные (или впечатляющие), и если вы получить больше минуты или двух развлечений за тридцать секунд или около того намотки у вас все хорошо. Вообще интереснее заводные устройства, которые работают дольше, больше и прочнее пружины, способные накапливать гораздо больше энергии.
Сколько именно энергии? Ясно, что размер и напряжение весна имеют решающее значение.Чем тверже весна заключается в повороте, и чем дольше вы его наматываете, тем больше энергии он будет хранить. Но вы можете быть гораздо точнее, если хотите: есть математические уравнения, которые говорят вам, какой крутящий момент (усилие поворота) и запасенной энергии, которую можно получить с помощью пружины определенной длины, ширины, толщины и жесткости (измеряется модулем Юнга материала, из которого он сделан). Я не собираюсь вдаваться в математику более подробно (вы можете найти его краткое описание здесь, если вам интересно).Переходя к делу, неудивительно, что более длинная или тонкая пружина (та, которую можно намотать вверх с большим количеством оборотов) накапливает больше энергии, а более короткая или толстая пружина дает больший крутящий момент.
Рекламные ссылки
Использование энергии
Практически все часовые механизмы имеют шестерни, которые представляют собой колеса с зубы, которые сцепляются вместе. Как вы узнаете, прочитав наши В основной статье о механизмах есть две причины, по которым вы их используете: чтобы колесо ехало быстрее (с меньшим усилием) или чтобы оно ехало больше медленно (с большей силой).Заводные механизмы используют шестерни в обоих этими способами. В карманных часах шестеренки преобразуют скорость вращающийся вал, поэтому он приводит в движение секундную стрелку с одной скоростью, минуту стрелка на 1/60 этой скорости, а часовая стрелка на 1/3600 скорости. Заводные игрушечные машинки часто используют шестеренки, чтобы удивительная скорость: когда заводная пружина раскручивается, она вращает колесо довольно быстро, а затем передачи увеличивают эту скорость, чтобы машина колеса еще быстрее. Что-то вроде заводного танка будет использовать шестерни наоборот, чтобы он мог преодолевать препятствия: в этом случае колеса (или гусеницы) получали бы силу от пружины, понижали скорости, и в то же время генерировать большую подъемную силу (например, на низких передачах вы бы использовали на велосипеде или автомобиле для подъема на холм).
Кулачки и кривошипы
Практически все заводные игрушки используют свою боевую пружину для генерации мощность вращения — другими словами, вращать колеса. Если ты хочешь их чтобы делать что-то, кроме поворота, катания или поворота, вы должны использовать кулачок или кривошип для преобразования их вращательного (кругового) движения в возвратно-поступательное движение.
Когда вы видите идущего по дороге заводного робота, вероятно, он использует кривошипы приводятся в движение колесами, чтобы приводить в действие его ноги. Колеса вращаются на одном валу, на одном валу. скорость, приводимая в движение шестернями, питающимися от боевой пружины, и каждая ножка соединена отдельным кривошипом.Одна нога будет подключена к верхняя часть одного из колес, а другая нога будет соединена с низ другого колеса. Когда два колеса поворачиваются, кривошипы будет двигаться не в ногу, и две ноги соединятся с землей поочередно, заставляя робота двигаться вперед.
Анимация: Как две противоположные кривошипы (синие) могут заставить робота ходить. Шатуны приводятся в действие два колеса приводятся в движение от одной оси. Будет ли этот робот на самом деле ходить или просто раскачиваться из стороны в сторону это предмет споров (и экспериментов).
Медленно движущиеся кулачки — еще один способ заставить заводные игрушки делать интересные вещи — но только изредка. Предположим, вы хотите построить заводной Чарли Чаплин, котелок которого автоматически поднимается в воздух примерно каждые 30 секунд, но остается на голове оставшееся время. Вы могли запустить шестеренку от боевой пружины игрушки и приводной кулачок — яйцевидное колесо с рычагом наверху. Каждый раз кончик кулачка достигает вертикали, он толкает рычаг вверх и шляпа Чарли поднимется в воздух.
Анимация: Как работает кулачок: когда зеленый кулачок поворачивается, синий прямоугольник поднимается в воздух. Вы можете использовать такой кулачок с вращающимся колесом, чтобы что-то происходило время от времени. Чем медленнее вращается колесо, тем реже это будет происходить.
Некоторые заводные игрушки, такие как заводной смайлик на нашей верхней фотографии, производят прерывистое движение с использованием более сложных механизмов, таких как приводы Geneva (фактически, кривошипы, которые скользят вверх и вниз в пазах).
Как это будет работать на практике?
Если заводить заводной автомобиль как можно больше, то пусть ключ идти, не ставя машину на землю, вы услышите шестерни внутри механизма визжат и визжат, когда пружина отпускает энергия удивительно быстро.Поскольку сопротивления очень мало, кроме трение (сила трения между соприкасающимися поверхностями) в коробке передач, на самом деле нет ничего, чтобы механизм работал против, и он может очень быстро доставлять энергию. Положите его на коврик и энергия доставляется намного медленнее (и тише). Теперь весна должен работать против сопротивления ткани, которая работает как тормозить колеса и шестерни, которые их приводят в действие.
При конструировании заводных игрушек и других устройств всегда нужно брать учитывать, что они на самом деле собираются делать (поверхности, на которых они будут работать, например, и сколько силы им нужно создать через свои шестерни, чтобы сделать свои собственные детали двигаться плавно).Затем вам нужно выбрать пружину, которая может накапливать достаточно энергии. чтобы механизм работал некоторое время, и шестерни, которые могут производить нужное количество крутящий момент (усилие поворота), чтобы сделать что-нибудь полезное. У настоящих автомобилей есть коробки передач, поэтому они могут увеличивать силу или скорость в зависимости от условий движения (начиная с места или мчаться по шоссе), и большие топливные баки, чтобы они могли делать это за приличную количество времени; точно такой же принцип применяется к игрушечным машинкам (и другим часовым механизмам). механизмы).
Короче говоря, это часы. Кому нужны батарейки, когда заводные механизмы — это так весело?
Как работает заводная игрушка?
Теперь мы рассмотрели основную идею часового механизма, давайте заглянем внутрь настоящего часового механизма: заводной смайлик на нашей верхней фотографии. Если вы собираетесь попробовать это, будьте осторожны с боевой пружиной: это плотно сжатый кусок металла с острым краем, который может вылететь и ударить вас по лицу. Глаз защита — хорошая идея… и заботиться!
Сначала снимаем желтый внешний кожух и обнажаем суть механизма. У нас есть Женевский драйв, который делает ноги подпрыгивайте с перерывами. Вот как это работает:
Заводите белую пластиковую коронку.
Боевая пружина внутри белого корпуса накапливает энергию. Вы можете просто увидеть темную зловещую тень весна вырисовывается внутри ящика, как акула, движущаяся под водой!
Шестерни внутри корпуса получают энергию от пружины и приводят в движение одиночный кривошип снаружи корпуса на довольно низкая скорость.
Из рукоятки торчит небольшая пластиковая ручка. Когда он поворачивается, он перемещается вверх и вниз по розовой щели, раскачиваясь. верхняя часть ног вперед-назад.
Ножки вращаются на проходящей через них оси.
Благодаря шарниру, когда верхняя часть ног качается, ступни подпрыгивают вверх и вниз.
Теперь, если мы избавимся от ножек и сломаем белый корпус, мы сначала увидим коробку передач (слева) а затем, сняв шестерни и еще один пластиковый слой, боевую пружину внизу (справа).Так выглядит пружина, когда она полностью заводится. Когда он плотно скручен, он полностью помещается в белый ящик. Довольно сложно втиснуть прочный металл в такое маленькое пространство — и именно поэтому он может так эффективно накапливать энергию: тем тяжелее вам приходится работать, чтобы сжать пружина, тем больше энергии она может удержать:
Заводные игрушки прошлых лет
За годы до PlayStation, задолго до появления первых игрушек с батарейным питанием, детям все еще нужно было развлечься.Еще в 19 веке именно часовой механизм справлялся с непростой задачей — развлечь детей. Я покопался в архивах Управления по патентам и товарным знакам США, чтобы найти несколько примеров заводных игрушек, которые иллюстрируют принципы, которые я объяснял в этой статье.
Artwork: Простая заводная лодка из патента США 301 846: Toy. Лодка Уильяма А. Райта, запатентована 8 июля 1884 г., любезно предоставлена Управлением по патентам и товарным знакам США.
Первый — это базовая игрушечная лодка с заводным винтом.Вы заводите заводную головку (синюю) вверх, чтобы затянуть боевую пружину (красная). По мере того, как пружина медленно раскручивается, она приводит в движение ряд шестерен (зеленые) и центральный приводной вал (оранжевый), который вращает пропеллер (фиолетовый). Это почти самый простой часовой механизм, который вы можете себе представить. Единственная техническая задача для изобретателя заключалась в том, чтобы выяснить, сколько передач использовать, чтобы гребной винт вращался с нужной скоростью в течение точно нужного промежутка времени: не настолько быстро, чтобы пружина сразу заводилась; не так медленно, чтобы лодка действительно никуда не уходила.
Изображение: заводной гимнаст, приводимый в движение кулачковым механизмом из патента США 140,883: Автоматические игрушки Генри Брауэра, запатентовано 15 июля 1873 г., любезно предоставлено Бюро патентов и товарных знаков США.
Второй пример гораздо более гениален и интересен, потому что он использует кулачок для создания игрушки с более нерегулярным и непредсказуемым движением. На рисунке 1 слева мы видим игрушечного гимнаста с руками, припаянными к центральной зеленой оси, которая исчезает в загадочной коробке справа, где спрятан часовой механизм.Благодаря поворотным рукам гимнаст переворачивается вверх-вниз, вперед-назад, выполняя различные спортивные движения, которые довольно сложно предсказать. Но единственное, что управляет его движениями, — это зеленая ось, к которой прикреплены его руки. Как он работает — и как он производит непредсказуемое движение, когда все, что он может делать, — это вращаться?
Справа мы видим механизм, который я раскрасил и пронумеровал, чтобы облегчить понимание. Вверху (1) находится довольно обычная боевая пружина.Когда он раскручивается, он приводит в действие пару красных шестерен (2), которые сцеплены вместе, поэтому они вращаются в противоположных направлениях. На шестерне слева жестко закреплен кулачок (3). Когда кулачок вращается, он толкает всю вертикальную синюю полосу (4) сначала вправо, а затем обратно влево — таким образом, он преобразует вращательное движение шестерни в возвратно-поступательное движение. Синяя полоса поворачивается вокруг точки внизу (5) и довольно плотно удерживается пружиной (фиолетовой), поэтому она перемещается плавно. В центре синей полосы находится желтая шестеренка с проходящей через нее осью (6), к которой прикреплены руки гимнастки.По мере того как синяя полоса перемещается влево-вправо, влево-вправо, желтая шестеренка поочередно зацепляется с красной шестеренкой слева, затем с красной шестеренкой справа и снова обратно. Две красные шестерни вращаются в противоположных направлениях, поэтому желтая шестеренка должна сначала повернуться в одну сторону, затем в другую, с короткой паузой при изменении направления. Поскольку желтая шестеренка приводит в движение гимнаста, ее постоянные перевороты придают ему явно непредсказуемое движение. Просто, но на самом деле довольно гениально!
А вот еще два: кукла, которая использует боевую пружину (синяя), чтобы вращать колесо (красное), и кривошип (зеленый), который двигает руками назад и вперед ползком; и медведь, который качается вверх и вниз, приводимый в движение боевой пружиной (синий) и зубчатыми колесами (красные кружки), которые приводят в движение различные части тела с помощью длинных кривошипов внутри тела (красные линии).
Произведения: 1) Заводная кукла ползет с помощью кривошипных рычагов, из патента США 112,550: Улучшение ползучих кукол Роберта Клея, запатентовано 14 марта 1871 г .; 2) Заводной медведь кивает вверх и вниз и щелкает своей челюстью, приводимой в движение кривошипом, из патента США 131849: Улучшение механических игрушек также Роберта Клея, запатентованного 1 октября 1872 года; оба произведения любезно предоставлены Управлением по патентам и товарным знакам США.
Вы можете найти множество других примеров часовых механизмов в базе данных Управления по патентам и товарным знакам США, поиск в которой очень легко осуществляется с помощью Google Patents.
Рекламные ссылки
Узнать больше
На этом сайте
Книги
Для читателей постарше
Американские заводные игрушки, 1862–1900 гг. Автор Блэр Уиттон. Schiffer, 1981. 224-страничное руководство по классическим заводным игрушкам. Объясняет, как игрушки были произведены как побочный продукт часовой промышленности. Также доступно для просмотра из Интернет-архив.
Внутреннее устройство часов — простое руководство для любителей часовых механизмов: прочтите книги, 2011.Краткое введение в часовой механизм типичных карманных часов. Не относится непосредственно к заводным игрушкам, но представляет более общий интерес.
Новые и полное руководство по часам и часовщикам Мэри Бут. Джон Вили, 1869. Забудьте о свидании! Это остается очень полезным введением в механические часы, и (поскольку на него не распространяются авторские права) вы можете прочитать все это в Интернете бесплатно.
Часы: конструкция, достоинства и недостатки, как их выбрать и как использовать Генри Ф.Piaget Мэри Бут. Vinten, 1860. Еще одно хорошее историческое введение с ясными и полезными иллюстрациями таких вещей, как спусковые механизмы. Вы можете прочитать всю книгу в Интернете.
Практические руководства
Инженер с резиновой лентой: создание ракет с приводом от рогаток, винтовок с резиновой лентой, нетрадиционных катапультов и других партизанских гаджетов из бытовой техники Лэнса Акиямы. Rockport, 2016. Если не хотите использовать боевую пружину, скрученная резинка — еще один простой источник силы.Эта книга — хороший и безопасный источник вдохновения для младших читателей с инструкциями примерно для 20 простых машин с эластичным приводом.
Заставляем вещи двигаться: механизмы DIY для изобретателей, любителей и художников Дастин Робертс. TAB / McGraw-Hill, 2011. Отличное введение в принципы простых машин, за которым следует очень практический взгляд на материалы, источники энергии и такие проблемы, как трение. Включает примеры проектов.
Постройте свой собственный автомобиль, ракету и другие вещи, созданные Тэмми Энц.Capstone, 2011. Красиво иллюстрировано и сфотографировано с простыми пошаговыми руководствами по семи простым проектам.
Кинетические приспособления: создание корабля на воздушной подушке, воздушной лодки и прочего с мотором для хобби, автор Курт Габриэльсон. Chicago Review Press, 2010. Хотя вещи, описанные в этой книге, не приводятся в действие часовым механизмом, вы можете легко адаптировать некоторые из них к работе часов или резинок.
Видео
Wind-up mobile нацелены на развивающиеся регионы, Спенсер Келли, BBC News, 2 октября 2009 г.Заводной мобильный телефон, предназначенный для людей, у которых нет надежного электроснабжения. Секрет здесь в ультратонкой динамо-машине с часовым механизмом.
Статьи
Конструирование 10 000-летних часов Дэвид Кушнер, IEEE Spectrum, 27 октября 2011 г. Как разработать механические часы, которые будут отсчитывать время на тысячи лет вперед? В этой статье исследуются долгосрочные инженерные задачи, стоящие за часами долгого времени.
Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты
статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.
Авторские права на текст © Chris Woodford 2010, 2021. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.
Следуйте за нами
Сохранить или поделиться этой страницей
Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:
Цитируйте эту страницу
Вудфорд, Крис.(2010/2021) Заводные (заводные) механизмы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-clockwork-works.html. [Доступ (укажите дату здесь)]
Больше на нашем сайте …
Заводная сомнолостанция | Elder Scrolls Online Wiki
Корзина для хлеба Алинор, кованое железо ♦ Фонарь Алинор, висячий ♦ Фонарь Алинор, стационарный ♦ Тарелка Алинор, тисненая ♦ Блюдо Алинор, зубчатое ♦ Горшок Алинор, висячая штамповка ♦ Горшок Алинор, узорчатый Алинор, бра Алинор, Бра Алинор Бра, арочное стекло ♦ Бра Alinor, зубчатое покрытие ♦ Бра Alinor, фонарь ♦ Бра Alinor, кованое стекло ♦ Уличный светильник Alinor, парное кованое железо ♦ Уличное освещение Alinor, кованое железо ♦ Сервировка стола Alinor, полная ♦ Урна Alinor, бронза ♦ Аппарат, бойлер , Драгоценные штангенциркули ♦ Аргонианская чаша, сервировочная ♦ Аргонианская чаша, окаймленная ♦ Айлейдская жаровня, Велкиндский держатель ♦ Чаша, сервировочная ♦ Бретонская лампа, подвесная ♦ Бретонская лампа, масло ♦ Бретонский световой столб, арочный ♦ Бретонский медальон, Лев ♦ Бретонский бра, напольный ♦ Бретон Бра, большое ♦ Бретонское бра, прочный факел ♦ Бретонское бра, факел ♦ Бретонское бра, стена ♦ Бретонская полка, стойка для бочек ♦ Бретонский уличный фонарь, арочный камень ♦ Брет на уличном фонаре, полный ♦ Бретонский уличный фонарь, полный камень ♦ Бретонский уличный фонарь, парный ♦ Бретонский уличный фонарь, парный камень ♦ Клетка, дикое животное ♦ Котел супа ♦ Котел с тушеным мясом ♦ Крытый котел ♦ Тесак, Мясник ♦ Заводной бочонок, запечатанный ♦ Заводной шкаф , Табличка последовательности ♦ Заводной стул, практичный ♦ Заводной стул, усиленный ♦ Сундук с часовым механизмом, прочный ♦ Ящик с часовым механизмом, большой закрытый ♦ Ящик с часовым механизмом, большой открытый ♦ Ящик с часовым механизмом, квадратный ♦ Ящик с заводным механизмом, широкий ♦ Заводная чашка, пустая ♦ Подставка для заводной фляги, Короткая ♦ Подставка под заводную фляжку, высокая ♦ Заводная печь, с гнездом ♦ Заводной кубок, пустой ♦ Заводной бочонок, прочный ♦ Заводной фонарный столб, газ ♦ Заводная кафедра, пустая ♦ Заводная кружка, усиленная ♦ Заводная тумбочка, восьмиугольная ♦ Заводные весы, точная калибровка ♦ Заводной механизм Табличка с последовательностью, одиночная ♦ Таблички с последовательностью часового механизма, сложенные ♦ Таблички с последовательностью часового механизма, в развернутом виде ♦ Шпулька с последовательностью часового механизма l, одинарный ♦ Заводной механизм, тройной ♦ Заводная полка, стена ♦ Заводной стул, практичный ♦ Заводной штатив геодезиста, калиброванный ♦ Заводной стол, скошенный ♦ Заводной стол, большой ♦ Заводной стол, восьмиугольный ♦ Заводной вентиль, восьмиугольный вентилятор ♦ Заводной настенный механизм , Арочный ♦ Заводные настенные станки, круглые ♦ Заводные настенные станки, прямоугольные ♦ Заводной шкаф, высокоточный ♦ Обычная клетка, охота ♦ Обычный тесак, кулинария ♦ Обычная чернильница, практичная ♦ Обычный фонарь, висячий ♦ Обычный фонарь, стационарный ♦ Общая тарелка, установка ♦ Обычная тарелка, простая ♦ Обычная тарелка, сервировка ♦ Обычная почта, флагшток ♦ Обычная стойка, держатель для вывески ♦ Обычная кастрюля, кулинария ♦ Обычная сковорода, практичная ♦ Обычная ловушка, охота ♦ Даэдрическая скамья, Ясеневый ♦ Даэдрическая клетка, подвешивание ♦ Даэдрический забор , Раздел ♦ Даэдрический пьедестал, Ритуал ♦ Бассейн темных эльфов, кольчатый ♦ Котел темных эльфов, кольчатый ♦ Котел темных эльфов, кольчатый ♦ Царство темных эльфов r, Подвешивание ♦ Крюк темных эльфов, стена ♦ Чайник темных эльфов ♦ Фонарь темных эльфов, Пепельный ♦ Медальон темных эльфов, Трибунал ♦ Горшок темных эльфов, скрученный ♦ Горшок темных эльфов, чешуйчатый ♦ Уличный фонарь темных эльфов, Камень ♦ Уличные фонари темных эльфов, Камень ♦ Кадил из темных эльфов, в клетке ♦ Урна темных эльфов, с кольцами ♦ Дресская канистра, переносная ♦ Дрес Котел, с цветочными полосами ♦ Двемерская скамья, кованая ♦ Гномий котел, центральный ♦ Двемерская канистра, запечатанная ♦ Гномий двигатель, бойлер ♦ Гномий двигатель, вентилятор ♦ Гномы Двигатель, переключатель ♦ Двемерский двигатель, турбина ♦ Двемерский кубок, кованый ♦ Двемерский гироскоп, шедевр ♦ Двемерский кувшин, запечатанный ♦ Двемерский кувшин, запечатанный ♦ Двемерский пиу, изысканный ♦ Двемерский колпачок, на болтах ♦ Двемерская труба, угол ♦ Двемерская труба, локоть ♦ Двемерская труба, полная колонна ♦ Двемерская труба, полуколонна ♦ Двемерская труба, четверть колонны ♦ Двемерская заглушка трубопровода, герметичная (маленькая) ♦ Двемерская заглушка трубопровода, герметичная (стандартная) ♦ Двемерский трубопровод, колонна ♦ Двемерский трубопровод, локоть ♦ Гномы Трубопровод, полная колонна ♦ Трубопровод дварфов, соединение ♦ Горшок дварфов, запечатанный ♦ Стол дварфов, верстак ♦ Урна дварфов, запечатанный ♦ Клапан дварфов, отсоединенный ♦ Ваза дварфов, кованая ♦ Сосуд дварфов, запечатанный ♦ Решетка для камина, кованое железо ♦ Инструменты для камина, кованые Утюг ♦ Решетка для гриля ♦ Молоток, кузница ♦ Бассейн высших эльфов, позолоченный ♦ Бассейн высших эльфов, стоячий ♦ Бассейн высших эльфов, крылатый ♦ Чаша высших эльфов, сервировка ♦ Жаровня высших эльфов, крылатая ♦ Канделябры высших эльфов, крылатые ♦ Свеча высших эльфов, крылатые ♦ Подсвечник высших эльфов, прочный ♦ Графин высших эльфов, позолоченный ♦ Люстра высших эльфов, крылатый ♦ Герб высших эльфов, крылатый ♦ Чашка высших эльфов, позолоченный ♦ Разделитель высших эльфов, деликатный ♦ Фляга высших эльфов, позолоченная ♦ Флейта высших эльфов, вино ↑ Кубок эльфов, крылатый ♦ Лампа высших эльфов, масло ♦ Медаль высших эльфов, крылатый ♦ Медальон высших эльфов, крылатый ♦ Тарелка высших эльфов, ужин ♦ Блюдо высших эльфов, позолоченное ♦ Блюдо высших эльфов, крылатое ♦ Горшок высших эльфов, подвесное ♦ Бра высших эльфов , Крылатый ♦ H ♦ Хобот высших эльфов, украшенный драгоценностями ♦ Ваза высших эльфов, позолоченный ♦ Хлаалу Канистер, безделушка ♦ Хлаалу Гонг ♦ Хлаалу Бра, Веллум ♦ Рог, дисплей, треснувший ♦ Рожок, дисплей, огромные ♦ Песочные часы, обыкновенные ♦ Сильфоны Индорил, практичная коробка, Индорил ♦ Индорил Канистер, Безделушка ♦ Индорил Кассон, Запечатанный ♦ Сундук Индорил, Укрепленный ♦ Сундучок Индорил, Укрепленный ♦ Индорильский световой столб, Камень ♦ Уличный фонарь Индорил, Кирпич ♦ Уличный фонарь Индорил, Полный камень ♦ Уличный фонарь Индорил, Камень ♦ Хранилище Индорил, Запечатанный питомник ♦ Каджитский барный стул, когтистый нож ♦ Каджитский бассейн, коготь ♦ Каджитский сундучок, заполненный свечой ♦ Каджитский сундучок, арочный ♦ Каджитский фонарь, висячий ♦ Каджитский бра, шипастый ♦ Нож, резьба ♦ Фонарь, подвес ♦ Фонарь, стационарный ♦ Нордский сундук с защелкой. Мультиварка, покрытая ♦ Северный фонарь, камень ♦ Северный фонарь, клетка ♦ Северный фонарь, висящий ♦ Северный горшок, накрытая ♦ Северные уличные фонари, камень ♦ Чаша орков, камень ♦ Котел орков, Запечатанный ♦ Сундук орков, с пряжкой ♦ Сундук орков, с пряжкой ♦ Орочьи ножи, кухня ♦ Орочьи фонарь, подвешивание ♦ Орочьи фонарь, с капюшоном ♦ Орочьи кружка, прочные ♦ Орочьи пластины, камень ♦ Орочьи блюдце, камень ♦ Орочьи бра, окаймленные орочьи Клетка ♦ Орочьи бра, прокручиваемая ♦ Орочьи ларцы, с пряжками ♦ Орочьи хобот, пряжка ♦ Орочьи ствол, тяжелый ♦ Орочьи сосуд, запечатанный ♦ Заводной насос, вертикальный ♦ Тарелка для пирога, пустая ♦ Редгардская чаша, висящая звезда ♦ Редгардовская банка, позолоченная цистерна. , Когтистой лапой ♦ Редгардовская курильница, Висячий колокол ♦ Редгардовская кадильница, висящая лампочка ♦ Редгардовская кадильница, висящий рог ♦ Редгардовская чаша, пустая ♦ Редгардовская чаша, полная ♦ Редгардовская чаша, Пустая ♦ Редгардовская чаша, пустая ♦ Редгардовская чаша, полная ♦ Пустая редгардовская кружка, ♦ Редгардовская кружка, полная ♦ Редгардовская кастрюля, висящая щеткой ♦ Редгардовская кастрюля, висящая ярость ♦ Редгардовская бра, полированная ♦ Редгардовская полка, бочка ♦ Редгардовская плевательница, позолоченная ♦ Редгардовская св. reetlamp, одиночный ♦ Редгардовские уличные фонари, полный ♦ Редгардский уличный фонарь, парный ♦ Редгардовский уличный фонарь, тройной ♦ Редгардовская кружка, пустая ♦ Редгардовская кружка, полная ♦ Урна редгардов, звезда ♦ Редоранский держатель для благовоний, сетка ♦ Редоранский горшок с благовониями, чудовищная тарелка ♦ Редоранская тарелка ♦ Redoran Plate, Meal ♦ Redoran Steamer, Iron ♦ Redoran Tray, Floral ♦ Грубая миска, обычная ♦ Грубая чашка, пустая ♦ Грубый топорик, практичный ♦ Грубый нож, мясник ♦ Чайник, обыкновенный ♦ Клещи, кузница
Схематическая модель часового механизма.
2- (2-Фтор-4-бифенил) пропионовая кислота (флурбипрофен) из семейства нестероидных противовоспалительных средств (НПВП) фенилалкановой кислоты в настоящее время присутствует на фармацевтическом рынке в виде рацемата. Это рацемическое соединение было протестировано на его склонность к явлению самодиспропорционирования энантиомеров (SDE) с помощью различных форм хроматографии (SDEvC), таких как рутинная колоночная хроматография под действием силы тяжести, жидкостная хроматография среднего давления (MPLC), препаративная тонкая хроматография. послойная хроматография (PTLC) и эксклюзионная хроматография (SEC), а также методом сублимации (SDEvS).Кроме того, исследование методом ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в различных растворителях показало, что флурбипрофен проявляет феномен самоиндуцированного диастереомерного анизохронизма (SIDA). Путем измерения коэффициента диффузии (D), времени продольной релаксации (T1) и времени поперечной релаксации (T2) с использованием ЯМР, а также исследований ионизационно-масс-спектрометрии с электрораспылением (ESI-MS), предпочтительная межмолекулярная ассоциация была установлена. оказалось, что она зависит от растворителя, например, гетерохиральная ассоциация была предпочтительнее в толуоле, тогда как гомохиральная ассоциация была предпочтительнее в более полярных растворителях.В этом исследовании также безуспешно пытались сопоставить измерения ЯМР флурбипрофена с хроматографическими результатами для рационализации и прогнозирования хроматографических результатов на основе измерений ЯМР. Поскольку межмолекулярные водородные связи кислотных групп во флурбипрофене в подавляющем большинстве преобладают над другими межмолекулярными взаимодействиями, флурбипрофен, по-видимому, представляет собой хороший пример проверки этой идеи. Поведение скалемических образцов флурбипрофена важно, поскольку, хотя он в настоящее время выпускается в виде рацемата, клинические применения R-энантиомера были исследованы.И SDEvC, и SDEvS имеют разветвления для приготовления, обращения и хранения энантиообогащенного флурбипрофена, и это относится и к другим хиральным препаратам.
Анализ сюжета «Заводной апельсин»
Исходная ситуация
Алекс и его окружение разрывают город и сельскую местность, с радостью участвуя в ультра-жестоких преступлениях, таких как грабежи, грабежи, бандитские банды, кражи автомобилей, вандализм, изнасилования и т. Д. убийство. Он и его друзья-преступники представляют агрессивную «современную молодежь», которая угрожает стабильности государства.
Преступления Алекса и его окружения заложили основу для книги. Изнасилования и грабежи показывают, насколько бессердечно жестоки и злы эти подростки. Мы также понимаем, какой проблемой эта «современная молодежь», такая как Алекс и его банда, может быть для государства.
Конфликт
Дим и Джорджи, недовольные утверждением Алекса высокомерной власти над группой, бросают вызов его руководству. Трое вступают в драку.
Как от природы агрессивный альфа-самец, Алекс любит утверждать свою власть и лидерство над своими друзьями.Но когда Алекс бьет Дима за то, что он «раздражает», Дим и Джорджи выступают против авторитета Алекса. Возникает драка, и вуаля — «конфликт».
Осложнение
Алекс сталкивается с проблемами, пытаясь заявить о своей мужественности на «работе» Мансе. Полиция прибывает в тот момент, когда Алекса временно ослепляет Дим, который расплачивается с Алексом за избиение его ранее ночью.
Все усложняется. Алекс, немного неуверенный в противодействии Дима и Джорджи этому авторитету, хочет немного похвастаться, сыграв «Большого человека в кампусе» в особняке кошачьей леди.Однако он не знает, что кошки — его оберег на невезение. Женщина-кошка — конечно же, прежде чем Алекс забьет ее до смерти, — звонит в полицию.
И когда Алекс пытается выбраться из особняка, он встречает Дима с цепью в руке. То, что происходит вокруг, происходит вокруг, и Дим бьет Алекса в глаз своей цепочкой — стиль расплаты. Алекс временно ослеп и поэтому неподвижен, что делает его легким поимкой для полиции.
Кульминация
Алекса бросают в тюрьму на четырнадцать лет.Через два года после заключения Алекс убивает еще одного заключенного и выбирается первым, кто подвергнется восстановительному лечению с использованием техники Людовико — все еще в экспериментальной стадии.
Никогда бы мы не подумали, что этого дурака бросят в тюрьму. Хотя он определенно заслужил это. И это ему определенно нужно. Конечно, убийство его сокамерника, хотя и неуместное, нас не особо удивляет. Как отмечает сам Алекс, его новый сокамерник ознаменовал для него некое новое начало и надежду, а это означает для нас «кульминацию».
Suspense
Алекс выходит из тюрьмы наполовину человеком, который теперь не может совершить преступление. Его прошлое быстро настигает его, поскольку он терпит побои от рук прошлых жертв и бывших друзей.
Что это будет тогда, а? Другими словами, что будет делать Алекс теперь, когда он вышел из тюрьмы? Не в силах даже думать о насилии, как он будет защищаться от остальных преступников на улице? Эти вопросы делают этот этап совершенно напряженным.
Развязка
Алекс попадает в ловушку F.Политическая повестка Александра, направленная на свержение нынешнего правительства. Алекс чуть не умирает довольно сложным образом.
Со всем насилием, описанным в этой книге, мы переходим к «действию падения». Алекс остается умирать в снегу; он натыкается на коттедж в деревне; обитатель коттеджа — политический диссидент; он хочет включить Алекса в свои планы против правительства.
Заключение
Снова вернувшись к своему прежнему «я», Алекс встречает старого друга Пита, который теперь счастливо женат и наслаждается своей жизнью.