Bog om geniale enheder -Book of Ingenious Devices

Banu musa mekanisk.jpg
Tegning af selvklippende lampe i Ahmad ibn Mūsā ibn Shākirs afhandling om mekaniske anordninger. Manuskriptet blev skrevet på arabisk .
Forfatter Banū Mūsā
Original titel كتاب الحيل

The Book of Ingenious Devices ( arabisk : كتاب الحيل Kitab al-Hiyal , persisk : كتاب ترفندها Ketab tarfandha , bogstaveligt talt: "The Book of Tricks") var et stort illustreret værk om mekaniske anordninger , herunder automater , udgivet i 850 af de tre brødre af persisk afstamning, kendt som Banu Musa (Ahmad, Muhammad og Hasan bin Musa ibn Shakir), der arbejder på visdomshuset ( Bayt al-Hikma ) i Baghdad , Irak , under Abbasid-kalifatet . Bogen beskrev omkring hundrede enheder og hvordan de bruges.

Oversigt

Bogen blev bestilt af den abbasidiske kalif i Bagdad , også fremstillet af Al-Jazari, Abu Jafar al-Ma'mun ibn Harun (786–833), der instruerede Banu Musa om at erhverve alle de hellenistiske tekster, der var blevet bevaret af klostre og af lærde under den romerske civilisations tilbagegang og fald . De Banu Musa brødre opfundet en række automater (automatiske maskiner ) og mekaniske anordninger, og de beskrev hundrede sådanne anordninger i deres bog sindrige opfindelser .

Nogle af de enheder, der er beskrevet i Book of Ingenious Devices, blev inspireret af værkerne fra Hero of Alexandria og Philo of Byzantium , samt gammel persisk , kinesisk og indisk teknik . Mange af de andre enheder beskrevet i bogen var imidlertid originale opfindelser af brødrene Banu Musa. Mens de tog udgangspunkt i græske værker, gik Banu Musa "langt ud over alt opnået af Hero eller Philo." Deres optagethed af automatiske kontroller adskiller dem fra deres græske forgængere, herunder Banu Musas "brug af selvbetjente ventiler , timing-enheder, forsinkelsessystemer og andre begreber med stor opfindsomhed." Mange af deres innovationer involverede subtile kombinationer af pneumatik og aerostatik . Den nærmeste moderne parallel til deres arbejde ligger i kontrolteknik og pneumatisk instrumentering.

Til gengæld blev Banu Musas værk senere omtalt som en indflydelse på Al-Jazaris arbejde , der producerede en bog med lignende titel i 1206. I betragtning af at Book of Ingenious Devices var bredt udbredt i den muslimske verden , kan nogle af dens ideer muligvis er også nået til Europa gennem islamisk Spanien , såsom brug af automatiske kontroller i senere europæiske maskiner eller brug af koniske ventiler i Leonardo da Vincis arbejde .

Mekanismer og komponenter

Automatiske kontroller

Banu Musa -brødrene beskrev en række tidlige automatiske kontroller . To-trins niveaukontroller til væsker, en tidlig form for diskontinuerlige kontroller med variabel struktur , blev udviklet af brødrene Banu Musa. De beskrev også en tidlig feedback -controller . Donald Routledge Hill skrev følgende om de automatiske kontroller, der ligger til grund for de mekaniske trick -enheder, der er beskrevet i bogen:

Trickfartøjerne har en række forskellige effekter. For eksempel kan et enkelt udløbsrør i et fartøj hælde først vin, derefter vand og til sidst en blanding af de to. Selvom det ikke kan hævdes, at resultaterne er vigtige, har de midler, de blev opnået, stor betydning for ingeniørhistorien. Banu Musa var mestre i udnyttelsen af ​​små variationer i aerostatiske og hydrostatiske tryk og i brug af koniske ventiler som "in-line" komponenter i flowsystemer, den første kendte anvendelse af koniske ventiler som automatiske regulatorer.

Banu Musa udviklede også et tidligt fejlsikkert system til brug i deres trick-enheder, som beskrevet af Hill:

I flere af disse fartøjer kan man trække små mængder væske gentagne gange, men hvis man trækker en stor mængde tilbage, er der ikke mulighed for yderligere ekstraktioner. I moderne termer ville man kalde metoden, der blev brugt til at opnå dette resultat, et fejlsikkert system.

Automatisk håndsving

Den ikke-manuelle håndsving vises i flere af de hydrauliske enheder beskrevet af Banū Mūsā-brødrene i deres bog om geniale enheder . Disse automatisk drevne krumtapler vises i flere enheder, hvoraf to indeholder en handling, der svarer til en krumtapaksel , og foregriber Al-Jazaris opfindelse i flere århundreder og dens første optræden i Europa med over fem århundreder. Den automatiske håndsving beskrevet af Banu Musa ville imidlertid ikke have tilladt en fuld rotation, men kun en lille ændring var nødvendig for at konvertere den til en krumtapaksel.

Ventiler

En mekanisme udviklet af Banu Musa, af særlig betydning for fremtidig udvikling, var den koniske ventil , som blev brugt i en række forskellige applikationer. Dette omfatter brug af koniske ventiler som "in-line" komponenter i flowsystemer, som var den første kendte anvendelse af koniske ventiler som automatiske regulatorer. Nogle af de andre ventiler, de beskrev, omfatter:

Andre mekanismer

Den dobbeltkoncentriske sifon og tragten med bøjet ende til hældning af forskellige væsker, som ingen af ​​dem optræder i tidligere græske værker, var også originale opfindelser af brødrene Banu Musa. Nogle af de andre mekanismer, de beskrev, omfatter et flydekammer og en tidlig differenstryksensor .

Maskiner og udstyr

Automatiske springvand

Bogen beskriver konstruktionen af ​​forskellige automatiske springvand , et aspekt, der stort set blev negligeret i tidligere græske afhandlinger om teknologi. I et af disse springvand udgives "vandet fra springvandshovedet i form af et skjold eller som en liljekonvalj ", dvs. "formerne udledes skiftevis-enten et vandlag konkavt nedad eller et spray . " Et andet springvand "udleder et skjold eller en enkelt stråle ", mens en variation af dette har dobbeltvirkende veksling, dvs. har to springhoveder, hvor den ene udleder en enkelt stråle og den anden et skjold, og de to skifter gentagne gange. En anden variation indeholder et hovedbrøndhoved og to eller flere datterselskaber, således at når hovedet skubber et enkelt jetfly ud, slipper datterselskaberne skjolde, hvor de to skifter.

Banu Musa-brødrene beskrev også det tidligste kendte vinddrevne springvand, der beskrives som, "drives af vind eller vand, det udleder en enkelt jet eller en liljekonvalj." En variation af denne fontæne inkorporerer en orm -og- pinion gear , mens en anden variation er udstyret dobbeltvirkende vekslen. Bogen beskriver også et springvand med variabel udledning. Bogen beskriver også springvand, der ændrer former med mellemrum.

Mekaniske musikalske maskiner

Den Banu Musa opfundet en tidlig mekanisk musikinstrument , i dette tilfælde et hydropowered orgel som spillede udskiftelige cylindre automatisk. Ifølge Charles B. Fowler forblev denne "cylinder med hævede stifter på overfladen den grundlæggende enhed til at producere og gengive musik mekanisk indtil anden halvdel af det nittende århundrede."

Banu Musa opfandt også en automatisk fløjtespiller , der kan have været den første programmerbare maskine . Fløjtelydene blev produceret gennem varm damp, og brugeren kunne justere enheden til forskellige mønstre, så de kunne få forskellige lyde fra den.

Praktiske værktøjer

Det mekaniske greb , specifikt muslingeskallen , er en original opfindelse af brødrene Banu Musa, der ikke forekommer i tidligere græske værker. Griberen, de beskrev, blev brugt til at udtrække genstande fra undervandet og genoprette genstande fra vandløbene.

Banu Musa beskrev også bælge, der kunne fjerne snavset luft fra brønde. De forklarede, at disse instrumenter tillader en arbejder at "stige ned i enhver brønd, han ønsker et stykke tid, og han vil ikke frygte det, og det vil heller ikke skade ham, hvis Gud vil, må han blive ophøjet."

Vandbeholdere

Bogen beskriver en dispenser til varmt og koldt vand, hvor de to udtag skifter, den ene udleder koldt vand og den anden varmt, derefter omvendt gentagne gange. Den beskriver også et kar med et bassin ved siden, hvor det, når der hældes koldt vand i toppen af ​​karret, udledes fra munden af ​​en figur i bassinet; når varmt vand eller en anden væske hældes i bassinet, udledes den samme mængde koldt vand fra figurens munding.

Bogen beskriver også en kedel med en hane for at få adgang til varmt vand . Vandet opvarmes gennem koldt vand, der hældes i et rør, der fører til en tank i bunden af ​​kedlen, hvor vandet opvarmes med ild. En person kan derefter få adgang til varmt vand fra kedlen gennem en hane.

Andre enheder

Nogle af de andre enheder Banu Musa beskrevet i deres bog omfatter:

Se også

Noter

Referencer og yderligere læsning

eksterne links