Company page

Стопоходная машина

Бабушка японских роботов

Шарнирные механизмы.

Некоторые из нас даже не догадываются о том, что постоянно встречающиеся в нашей жизни механизмы — спица зонтика, «дворники» и система открывания двери автомобиля — называются плоскими шарнирными механизмами. Эти конструкции — примитивно выражаясь, палочки, соединенные шарнирами, имеют довольно долгую историю. Их история начинается еще с XYIII века.
Многие инженеры, и изобретатели задавались вопросом, насколько реально создать механизм, в котором движение по окружности было бы преобразовано в движение по прямой.

С левой ноги - шагом марш!
Пафнутий Львович Чебышев и его изобретение

Российский математик, профессор Санкт-Петербургского университета Пафнутий Львович Чебышев, озадаченный той же проблемой, решил не полагаться на интуицию, и, обратившись за помощью к своей родной науке, начал разрабатывать шарнирные механизмы с опорой на математические методы. В результате им были созданы не только два новых математических направления — теория синтеза механизмов и теория приближения функций, которые впоследствии переросли в полноценные науки, но и сотворен удивительный механизм — «стопоходящая машина», которая по праву считается первым шагающим механизмом в мире.

Сначала П. Чебышевым был создан лямбда-механизм, получивший такое название за удивительное сходство с греческой буквой «лямбда», состоящий из двух неподвижных шарниров и трех одинаково длинных звеньев. На одном из звеньев незафиксированный шарнир описывает окружность, а ведомый — траекторию, по утверждению самого Чебышева, схожую с движением лошадиного копыта

После того, как лямбда-механизм получил две «ноги» со «стопой» на противоположных осях, а также их копию, повышающую устойчивость, с помощью дополнительных звеньев были согласованы фазы их вращения. Кроме того, совместной платформой были соединены оси механизма. После этого можно было говорить о создании «стопоходящей машины» — прототипа современного робота.

Выставка в Париже.

1878 год. В Париже проходит Всемирная выставка, грандиозный показ достижений науки, техники и искусства. Тысячи посетителей разглядывают последние изобретения того времени – паровые машины, новейший телефон Белла, фонограф Эдиссона и «русский свет» – лампы накаливания инженера Яблочкова. Кроме свечей Яблочкова здесь есть еще один необычный экспонат из России – стопоходящая машина Чебышева. Парижане раскрыв рты наблюдают за шагающим подобно лошади механизмом.

Великому русскому математику Пафнутию Чебышеву в 1860 году удалось, как тогда казалось невероятное: просчитать и разработать "конструкцию прямолинейного хождения механизмов без колесных пар, по принципу шага". Стопоходящая машина Чебышева не стоит на месте как истукан, а ходит благодаря так называемым лямбда-механизмам. Вокруг оси по окружности вращается один из шарниров механизма, толкая ведомый шарнир, который, в свою очередь, передвигает ногу со «стопой».

Пафнутий Львович Чебышев, будучи профессором Санкт-Петербургского университета, бóльшую часть своего жалования тратил на изготовление придуманных механизмов. Чебышёву принадлежит создание свыше 40 различных механизмов и около 80 их модификаций. Среди них — механизмы с остановками, механизмы выпрямителей и ускорителей движения и тому подобные механизмы, многие из которых находят применение в современном авто-, мото- и приборостроении.
ВСЕ МЕХАНИЗМЫ П. ЧЕБЫШЕВА

Ученый, математик, механик, изобретатель, талантливый педагог и военный инженер, которого называли русским Архимедом.

Пафнутий Львович Чебышев родился 4 (16) мая 1821 г. в селе Окатово Калужской губернии (ныне Акатово, Калужской области) в имении отца, потомственного дворянина Льва Павловича Чебышева. Как было принято в дворянских семьях того времени, первоначальное образование мальчик получил дома. В 1832 г. семья переехала в Москву. Чтобы подготовить Пафнутия и его брата к поступлению в университет, были приглашены лучшие учителя.

В 1837 г. П.Л.Чебышев становится студентом математического отделения Философского факультета Московского университета. Уже в первой своей студенческой работе «Вычисление корней уравнений», удостоенной серебряной медали, юноша проявил способности к научной деятельности. В 1841 г. он с отличием окончил Московский университет. В двадцать пять лет получил степень магистра математических наук, защитив диссертацию по теме «Опыт элементарного анализа теории вероятностей» о применении методов математического анализа в теории вероятностей. По заданию графа С.Г.Строганова, попечителя Московского учебного округа, П.Л.Чебышев создает общедоступное руководство по теории вероятностей для преподавания в Ярославском Демидовском лицее. За этот труд Академия наук присудила ему Демидовскую премию.
БИОГРАФИЯ

Труды Чебышева носят отпечаток гениальности. Он изобрёл новые методы для решения многих трудных вопросов, которые были поставлены давно и оставались нерешёнными. Вместе с тем он поставил ряд новых вопросов, над разработкой которых трудился до конца своих дней.

А.А. Марков

Заслуги П. Чебышева

Труды П.Л.Чебышева были по достоинству оценены его современниками. В архиве Российской академии наук хранятся многочисленные дипломы российских и зарубежных академий и университетов, почетным членом которых состоял П.Л.Чебышев. Он был награжден орденом Станислава I степени (1868 г.), орденом Анны I степени (1871 г.), орденом Владимира II степени (1876 г.), орденом Александра Невского (1883 г.), французским орденом Почетного легиона (1885 г.).

Умер П.Л.Чебышев 26 ноября 1894 г. в чине действительного тайного советника, который в «Табели о рангах» соответствовал чину полного генерала и должности министра.

В 60-70-х годах фирма General Electric спустя почти столетие, начала выпуск потомка Чебышева – гигантов высотой более трёх метров. Эти машины были предназначены для выполнения тяжёлых работ в самых различных отраслях промышленности. Одной своей ногой гигант способен поднять груз весом до половины тонны. Он мог стоять на двух ногах, опускаться на колени, легко перешагнуть через препятствие, вытащить из кювета автомобиль, внести пианино на второй этаж через окно.
Сейчас шагающие роботы разрабатываются для различных практических целей. С их помощью исследуют морские глубины. Они особо необходимы в сложных условиях техногенных катастроф, для аварийно-спасательных работ.
И на службе в армии роботы нашли широкое применение – сапёры, разведчики, носильщики.
Потомок современных роботов «Стопоходящая машина» П. Чебышева в настоящее время хранится в Политехническом музее г.Москвы.

Команда "Антарес"

Источники информации

Ресурсы интернет
http://math4school.ru/chebyshev.html
http://pikabu.ru/story/stopokhodyashchaya_mashina_chebyishyova_4333586
http://idi-online.com/articles/ours/chebyshev
http://russian7.ru/post/chto-izobreli-russkie-no-zabyli-zapate/
http://nplit.ru/books/item/f00/s00/z0000044/st009....
Книга
Кто есть кто в мире/Гл. ред. Г.П. Шалаева. -М.: Филологическое общество "Слово" : ОЛМА-ПРЕСС. Образование, 2004, - 1680 с.