La mecánica de precisión es una disciplina científica y de ingeniería que se ocupa del desarrollo de la teoría, el diseño, la fabricación y el uso de una clase especial de dispositivos mecánicos que se diferencian de otros mecanismos para realizar un trabajo útil en que el propósito de su aplicación es obtener información . y no forzar la acción, poner un objeto en movimiento o cambiar los parámetros del movimiento.
Es una rama de una disciplina más general: la mecánica .
Incluso en el siglo III a. mi. Los astrónomos alejandrinos utilizaron dispositivos puramente mecánicos para determinar las coordenadas de los cuerpos celestes.
Posteriormente, en los siglos XV y XVI , se empezaron a utilizar dispositivos como la esfera armilar , el globo terráqueo (terrestre y celeste), el astrolabio , la dioptría , etc.
En el Renacimiento , el arte de crear y utilizar instrumentos goniométricos muy precisos, cuya precisión en las medidas realizadas estaba limitada por las capacidades del ojo del observador, alcanzó un alto nivel de perfección. Así, con la ayuda de la mecánica de precisión, se resolvieron aquellos problemas en los que luego la óptica demostró su valía . Posteriormente, Tycho de Brahe llevó la precisión de medir las coordenadas de los cuerpos celestes a tal perfección que Kepler pudo construir una teoría del movimiento planetario basada en sus datos.
Los primeros goniómetros se basaban en el principio de las dioptrías, que en la práctica geodésica se denominaban teodolitos y niveles , así como ángulos en el plano vertical. [una]
El desarrollo de la mecánica de precisión avanzó significativamente gracias a la invención de los relojes mecánicos de péndulo por parte de Christian Huygens , así como a la creación de instrumentos de navegación, sextantes , etc., que impulsaron la navegación intensiva y el inicio de la era de los grandes descubrimientos geográficos. . Con el tiempo, se puso de moda encerrar el movimiento de un reloj de bolsillo en una caja esférica. Después de eso, estos relojes, cuya producción se inició en Nuremberg, recibieron el nombre de "huevos de Nuremberg".
El desarrollo de la relojería se vio facilitado por las actividades de los artesanos en Suiza y Alemania , donde los maestros de Núremberg eran especialmente famosos, y entre ellos el fabricante de cerraduras y relojes Peter Henlein , a quien se considera el creador del mecanismo del reloj de péndulo [7] . La creación de relojes sonoros, así como varios instrumentos musicales mecánicos, incluidos los que funcionan de acuerdo con un programa dado, iban en la misma dirección . Estos incluyen el carillón , el piano mecánico y el hurdy-gurdy de la calle.
Clockwork ahora es una parte estándar de un telescopio terrestre profesional para compensar los efectos de la rotación de la Tierra.
El instrumento más antiguo y primitivo de la mecánica de precisión es el ábaco , que ha llegado hasta nuestros días en forma de cuentas de oficina.
El dispositivo informático más antiguo que permite simular el movimiento de los cuerpos celestes fue encontrado en el fondo del mar cerca de la isla griega de Antikythera en 1901, un complejo mecanismo formado por una combinación de engranajes. El dispositivo terminó en el fondo del mar alrededor del 85-60 a. e.. La posibilidad de crear tal mecanismo con las ideas que existían hasta ahora sobre el estado del arte de esa época parece increíble. Presuntamente, el dispositivo se utilizó para establecer la fecha de inicio de los Juegos Olímpicos . Existe la opinión de que este no es el único dispositivo que es, en esencia, una computadora analógica . En cualquier caso, en el siglo I a. mi. Cicerón describió la "Esfera de Arquímedes" como una especie de planetario que reproducía el movimiento del Sol , la Luna y cinco planetas conocidos en ese momento. [ocho]
En 1614, John Napier introdujo el concepto de logaritmo en las matemáticas , y en 1617 hizo la primera regla de cálculo , que hizo posible mecanizar las operaciones matemáticas de multiplicación y división. [9] En general, se acepta que el primer dispositivo mecánico de cálculo, como una máquina de sumar, fue creado por Leibniz después de conocer a Huygens en 1683 . Esto hizo posible mecanizar las operaciones matemáticas de suma y resta. Así, se creó una base de herramientas para realizar cálculos de ingeniería en mecánica y óptica de precisión que, sin cambios fundamentales, proporcionó cálculos de ingeniería masivos hasta la introducción generalizada de la tecnología de computación electrónica en la práctica en la segunda mitad del siglo XX .
Una dirección especial en la mecánica de precisión fue la creación de autómatas, incluidos los que imitan a una persona: los androides . [10] [11] [12]
Un logro importante en la mecánica de precisión fue la invención del giroscopio de Foucault en 1852, que hizo posible pasar del uso de una brújula magnética al girocompás , inventado en 1908 por Anschutz-Kempfe .
Por primera vez, el giroscopio encontró su aplicación en asuntos militares (el dispositivo Aubrey ), lo que permitió aumentar significativamente la precisión de las armas de torpedos . El piloto automático (cuya idea y esquema fueron propuestos en 1898 por Tsiolkovsky ) y los sistemas de guía modernos para armas guiadas se basan en el mismo principio . [13] [14] [15] [16] [17] [18]
Maestros hábiles en el campo de la mecánica de precisión también trabajaron en Rusia. Estos incluyen Nartov y Kulibin . En los clásicos literarios rusos, la imagen colectiva de un especialista en el campo de la creación de mecanismos precisos es Levsha Leskova [19] . Lomonosov , Mendeleev y el académico Kupfer , quienes representaron a Rusia en el congreso de la Asociación Internacional para la Introducción de un Sistema Uniforme de Pesos y Medidas en Bradford en 1859 , hicieron una contribución significativa a la teoría de las medidas precisas .