Mecanica de precizie este o disciplină științifică și inginerească care se ocupă cu dezvoltarea teoriei, proiectarea, fabricarea și utilizarea unei clase speciale de dispozitive mecanice care diferă de alte mecanisme pentru efectuarea de lucrări utile prin faptul că scopul aplicării lor este obținerea de informații , și nu acțiunea forțată, punerea în mișcare a unui obiect sau modificarea parametrilor de mișcare.
Este o ramură a unei discipline mai generale - mecanica .
Chiar în secolul al III-lea î.Hr. e. Astronomii alexandrini au folosit dispozitive pur mecanice pentru a determina coordonatele corpurilor cerești.
Ulterior, în secolele XV și XVI , au intrat în uz dispozitive precum sfera armilară , globul (terestre și cerești), astrolabul , dioptria etc.
În Renaștere , arta de a crea și de a folosi instrumente goniometrice foarte precise, acuratețea măsurătorilor efectuate pe care era limitată de capacitățile ochiului observatorului, a atins un nivel ridicat de perfecțiune. Astfel, cu ajutorul mecanicii de precizie, au fost rezolvate acele probleme în care optica s-a dovedit ulterior . Ulterior, Tycho de Brahe a adus exactitatea măsurării coordonatelor corpurilor cerești la o perfecțiune atât de mare încât Kepler a fost capabil să construiască o teorie a mișcării planetare pe baza datelor sale.
Primele goniometre s-au bazat pe principiul dioptriei, care în practica geodezică se numeau teodoliți și niveluri , precum și unghiuri în plan vertical. [unu]
Dezvoltarea mecanicii de precizie a înregistrat progrese semnificative datorită inventării ceasurilor mecanice cu pendul de către Christian Huygens , precum și creării instrumentelor de navigație, sextanturilor etc., care au dat impuls unei navigații intensive și începutul erei marilor descoperiri geografice. . De-a lungul timpului, a devenit la modă să includă mișcarea unui ceas de buzunar într-o carcasă sferică. După aceea, astfel de ceasuri, a căror producție a început la Nürnberg, au primit numele de „ouă de Nürnberg”.
Dezvoltarea orologeriei a fost facilitată de activitățile meșteșugarilor din Elveția și Germania , unde maeștrii din Nürnberg erau deosebit de celebri, printre care și producătorul de lacăte și ceasuri Peter Henlein , care este considerat creatorul mecanismului de ceas cu pendul [7] . Crearea ceasurilor de sunet, precum și a diferitelor instrumente muzicale mecanice, inclusiv cele care funcționează conform unui program dat, au mers în aceeași direcție . Acestea includ carillonul , pianul mecanic și ghiurda de stradă.
Mecanismul este acum o parte standard a unui telescop profesional de la sol pentru a compensa efectele rotației Pământului.
Cel mai vechi și mai primitiv instrument al mecanicii de precizie este abacul , care a ajuns până în prezent sub formă de relatări clericale.
Cel mai vechi dispozitiv de calcul care permite simularea mișcării corpurilor cerești a fost găsit pe fundul mării, lângă insula grecească Antikythera , în 1901, un mecanism complex format dintr-o combinație de roți dințate. Dispozitivul a ajuns pe fundul mării în jurul anilor 85-60 î.Hr. e .. Posibilitatea creării unui astfel de mecanism cu ideile care existau până acum despre starea artei din acea vreme pare incredibilă. Probabil că dispozitivul a fost folosit pentru a stabili data de începere a Jocurilor Olimpice . Există o părere că acesta nu este singurul dispozitiv care este, în esență, un computer analogic . În orice caz, în secolul I î.Hr. e. Cicero a descris „Sfera lui Arhimede” ca pe un fel de planetariu care reproducea mișcarea Soarelui , a Lunii și a cinci planete cunoscute la acea vreme. [opt]
În 1614, John Napier a introdus conceptul de logaritm în matematică , iar în 1617 a făcut prima regulă de calcul , care a făcut posibilă mecanizarea operațiilor matematice de înmulțire și împărțire. [9] Este general acceptat că primul dispozitiv de calcul mecanic, cum ar fi o mașină de adăugare, a fost creat de Leibniz după întâlnirea lui Huygens în 1683 . Acest lucru a făcut posibilă mecanizarea operațiilor matematice de adunare și scădere. Astfel, a fost creată o bază de instrumente pentru efectuarea calculelor de inginerie în mecanică și optică de precizie, care, fără modificări fundamentale, a furnizat calcule de inginerie de masă până la introducerea pe scară largă a tehnologiei de calcul electronic în practică în a doua jumătate a secolului XX .
O direcție specială în mecanica de precizie a fost crearea de automate, inclusiv a celor care imită o persoană - androizi . [10] [11] [12]
O realizare majoră în mecanica de precizie a fost inventarea de către Foucault a giroscopului în 1852, care a făcut posibilă trecerea de la utilizarea unui compas magnetic la girobusola , inventată în 1908 de Anschutz-Kempfe .
Pentru prima dată, giroscopul și-a găsit aplicația în afacerile militare ( dispozitivul Aubrey ), ceea ce a făcut posibilă creșterea semnificativă a preciziei armelor torpile . Pilotul automat (a cărui idee și schemă au fost propuse în 1898 de Tsiolkovsky ) și sistemele moderne de ghidare pentru armele ghidate se bazează pe același principiu . [13] [14] [15] [16] [17] [18]
Maeștri pricepuți în domeniul mecanicii de precizie au lucrat și în Rusia. Acestea includ Nartov și Kulibin . În clasicele literare rusești, imaginea colectivă a unui specialist în domeniul creării unor mecanisme precise este Levsha Leskova [19] . O contribuție semnificativă la teoria măsurătorilor precise au avut-o Lomonosov , Mendeleev și academicianul Kupfer , care au reprezentat Rusia la congresul Asociației Internaționale pentru Introducerea unui Sistem Uniform de Greutăți și Măsuri de la Bradford în 1859 .