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华中科技大学10级工程制图机械类课件 作者： 日期： 达芬奇研究设计的机械装置非常多，如：飞机、降落伞、战车、各种火炮、潜水服、土木用机械、汽车、自行车等等。 莱昂纳多达芬奇的科学发明正在维也纳展出。在展览上，人们可以看到62件与达芬奇发明原物同样大小的模型和微缩模型，此次展览是世界上同类展览中规模最大的。 此次展览在维也纳艺术中心举行，名为“莱昂纳多达芬奇，男人、发明家和天才”，一直会持续到5月29日。这位文艺复兴时期最有才华的天才的设计包括自行车的“祖先”、潜水者的呼吸器械、悬挂式滑翔机、升降机、降落伞、嵌齿轮、传动装置、军用坦克和其它军舰或飞机，另外还有一个用于攻击敌人城墙的云梯，看上去与现代消防队员使用的梯子十分相似。意大利橱柜制造者、技工尼科莱加布里埃尔说：“计算机制图技术已能发现隐含在达芬奇大量技术制图中的信息，这使得我们可能通过计算机模拟使它们工作。”这些模型既有木制的，金属制的，也有用布做的，全部是由加布里埃尔和同事在对达芬奇的设计草图研究后做出来的。达芬奇的设计草图配有数千页手写说明，用于解释这些发明的工作原理。达芬奇的大部分发明都是在制图板上“虚度光阴”，具有密封隔间防止船沉没的船体就是典型事例之一，加布里埃尔称这种船体也许是达芬奇最重要的发明。双层船体如今已成为制造油轮的标准。达芬奇的自行车令人感到非常的好奇，它可能是达芬奇提出设想后由他的学生设计的。这部自行车当时已有在脚踏板和后轮之间移动的传动链，而19世纪晚期出现的早期自行车则没有这种设计。 达芬奇著名的飞机是他在对鸟翼工作原理长期研究的基础上设计的。这位天才的发明有时潜藏着巨大的危险。在一次实验中，飞行机坠毁，差一点要了达芬奇一名仆人的性命。但在现代，已有人驾驶飞行机成功在天空中飞翔，例如已在加拿大实验成功的巨型金字塔形降落伞。达芬奇还设计出飞行时使用的工具，例如风速计和陀螺仪。在谈到丹布朗的全球畅销书达芬奇密码时，加布里埃尔在各种秘密之间做了比较。达芬奇密码一书称达芬奇喜欢将秘密隐藏在最后的晚餐之类的画中以及其技术草图的一些细节中。不言而喻，这些细节旨在防止达芬奇的发现在专利和版权概念诞生前几个世纪被不适当的使用。加布里埃尔说：“达芬奇设计的、目前仍在使用的唯一原物是米兰附近的水闸。但不幸的是，当局并没有将其作为纪念物保护，现正开始裂开。”意大利文艺复兴时期的艺术巨匠、著名科学家达芬奇（达芬奇、米开朗基罗、拉斐尔）不仅给世人留下了蒙娜丽莎等传世之作，他的很多科学设计和发明也使自然科学发生了重大变化。有时，他会凭空幻想出一些稀奇古怪的概念，而且想问题的方式也与常人不同。以下是达芬奇的十大超前“点子”。9.水下呼吸装置 达芬奇对大海的痴迷使他提出许多关于水下探索的设计。达芬奇的潜水服由皮革制成，潜水服上连着用芦苇杆制成的通气管。潜水服还有一个潜水者能小便的口袋，达芬奇考虑的真是周到。 文艺复兴时代，人们开始考虑水下潜泳问题。达芬奇不但是位著名的艺术家.也是位知识渊博的学者和杰出的工程师。他还建议潜水员随身带着锋利的小刀，当潜水员被水下网状物缠上时可派上用场。至今，潜水员还在应用他的许多发明。 8.旋转浮桥 达芬奇总是对迅速逃跑“情有独钟”。达芬奇认为自己的旋转浮桥能完美的应用于战争中。轻而坚固的材料在安装到由滑轮和绳子组成的旋转系统上后，士兵爬上去随即就能跑掉。 在写给卢多维科莫罗的信中，达芬奇描述了许多“非常轻但高低不平”的桥，旋转浮桥就在其中。按照达芬奇的构想，建造这些桥的材料可就地获取，同时易于运输。旋转浮桥具有抛物线般的外形，只有一个跨度，通过一个巨型“垂直栓”就能安全达到两岸。浮桥靠绳索和升降机移动，再辅以轮子和金属滚轴以便于其滑行。此外，浮桥还安装有一个用于平衡和操纵目的的平衡箱，在降到对岸前，一直会悬在空中。7.有翼滑翔机 达芬奇对会飞的机器充满了幻想，其中就包括几个安装有襟翼的滑翔机。这种开放式模型安装有为飞行员准备的椅子和各种装置，但没有安全头盔。 据估计，达芬奇是在1490年代末期构思出悬挂式滑翔机，但草图其后不知所终，直至1966年才被人在马德里一家博物馆发现。滑翔机设计是用支架承托帆布机翼，只要拉动两端绳子就可控制飞行方向，另设一个可载人的大篮，并配备轮子以供升降。五百年前，达芬奇的直觉已令他预计到和谐式飞机等超音速喷射机的形状瘦削的机身和三角形的机翼。6.三管大炮 达芬奇更多是思想家而不是好战者，他虽然厌恶冲突，但这丝毫没有阻止他提出像三管大炮这样威力十足的大炮设计。达芬奇设计的大炮火力猛，重量小，耐用，可能是战场上的致命武器。 在达芬奇那个年代，大炮多被用于攻城拔寨，一方面是因为大炮过重，另一方面则是因为拆卸大炮需要很长时间。出于这些原因，大炮几乎从来不会在战场上出现，否则会延缓军队的移动速度。达芬奇对大炮进行了一些改进，提高了命中率和发射炮弹的速度。三管大炮可谓是轻型大炮的古代版本：炮架易于拆卸，有三根从前面装弹的炮管。为了提高命中率，三根炮管可以通过测标装置调节高度。5.螺旋桨 现代科学家认为达芬奇设计的“直升机”可能永远不会起飞，但这一设计仍旧是达芬奇最著名的发明之一。这种飞机器由四个人操纵，在达芬奇时代流行的旋转玩具可能引发了这位大发明家的设计灵感。 最早直升机的概念可以追溯到前(B.C.400)中国已有的竹蜻蜓，竹蜻蜓包含一螺旋桨装在一根垂直轴上，人们以手转动此轴即可使竹蜻蜓升空飞行，这可能是人类最早的概念直升机。但是此一概念并没有继续的发展，一直到十五世纪，达芬奇绘出他所认为飞行的机器，他建议以旋转一绕垂直轴的螺旋面(双旋翼直升机概念鼻祖)来达到垂直的飞行。4.“理想城” 达芬奇当时生活在灾祸不断的米兰城，他想象着建造一座更加繁荣的城市，一座他自豪地称之为“家”的城市。他的建筑草图十分详细，甚至还包括有通气孔的马厩jiu。不过，令许多现代米兰人困惑的是，达芬奇没有留下建设足球场的空间。 一直对古典建筑情有独钟的达芬奇设计出以教堂为中心、辅以半圆形建筑、小生境、礼拜堂或柱廊等错综复杂结构的对称性城市布局。达芬奇还对多座城市(尤其是米兰)和恢复城市建筑所面临的问题进行了研究。米兰城在1484年曾经流行过瘟疫。达芬奇头脑中已有了“理想城”的规划，一座根据连贯性概念设计出来的城市，他为此整理了各种材料。“理想城”可能会建在大河(也许是提契诺河)附近，因为河水能够解决城市的许多问题。 城市道路的宽度与“宫殿”高度相当。有门廊的“宫殿”专供“绅士”居住，同时较低的道路供交易和器皿运输所使用。“宫殿”较低部分四周宽阔的街道通往动物交易场所，然后再折回贸易地点。这一方案实际上反映了消除或至少是解决1484-1486年瘟疫过后米兰狭窄、拥堵的街道数量。3.自行式车辆 虽然无法与法拉利相媲美，但达芬奇的自行驱动式“车辆”设计却是他那个年代的创新设计。他设计的木车由传动装置的弹簧驱动。达芬奇可能是希望它产生特别的动力，它是世界上第一个自行驱动的“车辆”。早在1905年，研究达芬奇的开拓者之一的吉罗拉莫卡尔维便注意到达芬奇与第一轮汽车之间的联系。1936年，卡尔维又将达芬奇的图纸称作“莱昂纳多的菲亚特”。但直到最近，科学家才正确地破译了达芬奇的设计。佛罗伦萨一家博物馆的科学家曾于2004年照图纸制造了一辆，发现汽车能按达芬奇预想的那样工作。2.地质时期 尽管达芬奇同时代的科学家解释说在内陆地区山顶发现的软体动物化石是“大洪水”过后留下的，但达芬奇并不这样认为。达芬奇提出，这些山脉可能曾经是海岸线，只不过经过多少年的地壳变化，逐渐向上移动，才变成当时那个样子。 1.维特鲁威人 根据古罗马建筑师维特鲁威的比例学说