发明人简介(无论何人)
一、英国姓氏(爱迪生)
第二，科学家
托马斯·阿尔瓦·爱迪生是世界闻名的美国电工和发明家。除了在留声机、电灯、电话、电报和电影方面的发明和贡献，他在采矿、建筑和化学工业方面也有许多著名的创造和见解。爱迪生一生大约有2000项发明，为人类文明进步做出了巨大贡献。
爱迪生出生于1847年2月11日，美国中西部的俄亥俄州米兰市。我父亲是荷兰人的后裔，我母亲是小学教师，是苏格兰人的后裔。爱迪生7岁时，父亲在瓷砖生意上赔了钱，举家搬到密歇根州休伦北郊的格拉提奥特堡。搬到这里不久，爱迪生患了猩红热，病了很久。人们认为这种疾病是他耳聋的原因。爱迪生8岁上学，但只学了3个月，就被老师斥为“低能儿”，并被踢出学校。从此，他的母亲就是他的“导师”。由于他母亲良好的教育方法，他对阅读产生了浓厚的兴趣。他不仅博览群书，而且一目十行。八岁时，他阅读了英国文艺复兴时期最重要的剧作家莎士比亚和狄更斯的作品，以及许多重要的历史书籍。到九岁时，他可以很快地阅读困难的书籍，如帕克的自然和实验哲学。10岁的时候，他热爱化学。11岁时，他实验了他的第一封电报。为了赚钱购买化学品和设备，他开始工作。在12岁时，他得到了一份在火车上卖报纸的工作，往返于休伦港和密歇根州底特律之间。在卖报纸的同时，他还经营水果和蔬菜。每当他有空的时候，他就去图书馆看书。他买了一台旧印刷机，开始出版自己的周刊《先驱报》。该周刊的第一期是在火车上印刷的。他用赚来的钱在行李车上建立了一个化学实验室。不幸的是，一旦一种化学品着火，他和他的设备都被抛出车外。还有一次，当爱迪生试图登上一列货运列车时，一名列车员揪住他的耳朵，帮他上了车。这一行动导致爱迪生终身失聪。
1862年8月，爱迪生以大无畏的英雄气概，在火车轨道上救出了一个即将死去的男孩。孩子的父亲对此心存感激，但因为没钱奖励，愿意教他电报技术。从此，爱迪生与这个神秘的电新世界结下了不解之缘，踏上了科学之旅。
1863年，爱迪生在铁路干线斯特拉特福德枢纽站担任电信操作员。从1864到1867，我在中西部各地做报务员，过着类似流浪的生活。足迹包括斯特拉特福德、阿德里安、韦恩堡、印第安纳波利斯、辛辛那提、纳什维尔、田纳西、孟菲斯、路易斯维尔、休伦等地。
1868年，爱迪生作为一名电报员来到波士顿。同年，他获得了第一项发明专利。这是一个自动记录票数的装置。爱迪生认为这个装置可以加快国会的工作速度，而且会很受欢迎。然而，一名国会议员告诉他，他们无意加快议程，有时投票缓慢是出于政治需要。从此，爱迪生决定再也不做任何人们不需要的发明。
6月初1869，他来纽约找工作。当他在经纪人办公室等待传唤时，一台电报坏了。爱迪生是那里唯一会修理电报机的人，所以他得到了一份比他预想的更好的工作。65438年6月+10月，他和Pop成立了“Pop-Edison公司”，专门从事电气工程的科学仪器。在这里，他发明了“爱迪生万能印刷机”。他把这台印刷机献给了华尔街一家大公司的经理。他想收5000美元，但他没有勇气说出来。于是他让经理给个价，经理给了4万块钱。
爱迪生用这笔钱在新泽西州纽瓦克的沃德街建了一家工厂，专门制造各种电机。他工作了一整夜。他培养了许多能干的助手，同时，他碰巧遇到了勤奋的玛丽，他未来的第一位新娘。在纽瓦克，他发明了蜡纸和油印机。从1872年到1875年，爱迪生先后发明了二极和四极电报，并帮助他人制造了世界上第一台英文打字机。
1876年春天，爱迪生再次搬到新泽西州的门洛帕克。他在这里建造了第一个“发明工厂”，这“标志着集体研究的开始”。1877年，爱迪生改进了贝尔发明的电话，并投入实际使用。他还发明了他最喜欢的项目之一——留声机。电话和电报“是拓展人类感官功能的一场革命”；留声机是改变人们生活的三大发明之一。"从发明的想象来看，这是他极其重大的发明成就."这时，人们称他为“门罗公园的魔术师”。
爱迪生发明留声机时，经过无数次失败，终于在电灯研究方面取得了突破。1879，10年10月22日，爱迪生点燃了第一盏具有广泛实用价值的电灯。为了延长灯丝的寿命，他又尝试了6000多种纤维材料，找到了一种新的发光体——日本竹丝，可以持续1000小时以上，达到了经久耐用的目的。在某种程度上，这项发明是爱迪生一生的巅峰。然后，他创造了一个供电系统，使远处的灯从中央电站配电，这是一项重大的技术成就。
他在纯科学上的第一个发现出现在1883。在测试电灯时，他观察到了他称之为爱迪生效应的现象:在点亮的灯泡中，电荷从热灯丝通过空间到达冷板。爱迪生在1884为这一发现申请了专利，但没有进一步研究。附近的科学家利用爱迪生效应发展了电子工业，尤其是无线电和电视。
爱迪生试图为眼睛做留声机为耳朵做的事情，电影摄影机就在这里诞生了。他使用乔治·希斯曼新发明的一片赛璐珞胶片，拍摄了一系列照片，并快速、连续地投射到幕布上，创造出运动的错觉。他在1889和1891的实验室里第一次实验电影。1903年，他的公司制作了第一部故事片《火车大劫案》。爱迪生为电影工业的建立和标准化做了很多工作。
爱迪生在1887年把实验室搬到西橙后，创办了许多商业公司，制造产品，推广他的各种发明。这些公司后来合并成爱迪生通用电气公司，后来被称为通用电气公司。此后，他的兴趣转向了荧光、矿石捣碎机、铁的磁分离、蓄电池和铁路信号装置。
第一次世界大战期间，他研制了鱼雷装置、喷火器和水下潜望镜。
1929 10 21，在电灯发明50周年之际，人们为爱迪生举行了盛大的庆祝活动，德国的爱因斯坦、法国的居里夫人等著名科学家纷纷向他表示祝贺。不幸的是，在这次庆祝会上，爱迪生在进行答辩时，突然因为过度兴奋晕倒了。从那以后，他的健康每况愈下。1931年10月18这位为人类做出巨大贡献的科学家因病去世，享年84岁。
爱迪生的文化水平极低，但他对人类的贡献却如此之大。这里的秘密是什么？除了好奇心，他还有一种自己去实验的本能，那就是拥有超越常人的无限精力和勇气去努力。当有人称爱迪生为“天才”时，他解释说:“天才是百分之一的灵感加百分之九十九的汗水。”他在“发明工厂”里组织了许多不同专业的人，包括65，438+000多名科学家、工程师、技术人员和工人。爱迪生的许多重大发明都是靠集体的力量取得成功的。他的成就主要归功于他的勤奋、创造力和集体力量。此外，他的妻子也起了很重要的作用。
爱迪生发明的年表；
1868 10 6月11发明了“投票计数器”，获得了他人生中的第一项专利权。
1869 10与朋友共同创办“Pop-Edison公司”。
1870年，他发明了万能印刷机，授予专利权，获得4万美元。在纽约建立自己的制造工厂。
1872—1876发明了电动画电报机、自动记录电报机法、双四电报机法，并制造了蜡纸碳电阻器。
1875发明了声学分析共鸣器。
1876年，在新泽西州门洛帕克建立了一个实验室——第一个工业研究实验室。这是现代“研究群体”概念的创立。发明碳棒麦克风。申请自动电报机专利。
1877年，贝尔发明的电话在门罗公园改进并投入实际使用。获得穿刺笔、气动手写笔、普通手写笔三项专利。8月20日，他发明了留声机，这被证明是爱迪生最喜欢的项目。
1878爱迪生声称解决了电灯照明问题。皇家学会举办了一次留声机展览。改进留声机，设计麦克风、扩音器、空中扬声器、声音引擎、调音引擎、微量热计、味觉测试器等。2009年2月65438+9日，他获得了留声机专利。7月，我和宾夕法尼亚大学的帕克教授一起去怀俄明州观测日全食，用他发明的温度计测量太阳周围的温度。8月，我回到门罗公园，重新从事科研实验。英国批准了爱迪生的“录音机”专利申请。九月参观康涅狄格州的威廉华莱士。开始研究电灯的发明。65438年10月5日提交了铂丝“电灯”专利申请。
1879—1880历经千辛万苦发明了高阻白炽灯。改进的发电机。设计新的电流分配方法、电路排列和计算方法。发明电灯架和开关。发明了磁选矿石的方法。
1879年8月30日，爱迪生和贝尔在萨拉托加溪的市政厅演示了他们的电话装置，爱迪生的电话在比贝尔一目了然。10 10月21日，发明了一种高电阻白炽灯，连续点亮40小时。165438+10月1申请了碳丝灯专利。65438+2月21纽约快报报道了爱迪生的白炽灯。65438+2008年2月25日，来自纽约的3000名游客在门洛帕克观看了一场公共电灯表演。
1880研究直升机。获得电灯发明专利。制成磁性矿石筛。65438年10月28日提出“输配电系统”专利。18年2月，斯克里普月刊发表了《爱迪生的电灯》一文，正式发表了电灯的发明。5月，首艘由电灯照明的“哥伦比亚”号船试航成功。
纽约爱迪生电力照明公司成立于65438年2月。
1881纽约第五大道总部成立。在纽约建立一家白炽灯工厂。设立发电机、地下电线和电灯零件制造商。在门罗公园测试电车。
1882发明了现在的三线配电系统。专利申请141。第一家中央工厂于9月4日成立。65438+2月底，美国各地建立了150多个小电站。
1885年5月23日申请了无线电报专利。
1887—1890改进了圆柱形留声机，在留声机上获得了80多项专利。从事制造和销售留声机、唱片和发声机器。
1888年，发明了留声机。
1889参加巴黎百年博览会。发明了各种电气化铁路。完成电影机器。
1890—1899设计大型碎石机和研磨机。我在奥格登矿亲自指挥用新方法大规模开发铁矿。
1891年，他发明了“爱迪生选矿机”，开始了自己的采矿事业。获得“移动式电影放映机”专利。5月20日，第一个成功的电影镜子在新泽西州西奥兰治的爱迪生实验室向公众展示。
1893年，世界上第一个电影“工作室”在爱迪生实验室的院子里建成。
1894 4月14纽约第一家可移动电影放映机影院开业。
1896年4月23日，该片在纽约科斯特-拜尔音乐厅首次公映，受到大众的热烈欢迎。
1902年使用新型电池进行车辆动力测试，行程5000英里，一次充电可行驶100英里，成功。
1903爱迪生的公司制作了第一部故事片《火车大劫案》。
1909用了十年，电池的研究终于成功了。发传真电报。获得了生料机、细磨机、长窑的设计专利。
1910—1914在不损坏唱片和钻石唱片的情况下完成圆盘留声机。完成有声电影机。
“光盘记录”发明于1910年。
1912发明了“会说话的电影”。发展成了留声机。
1914-1915发明了碳酸的综合制造方法，将留声机和提词机合二为一，作为提词机，让一方的电话自动记录另一方的发言。自制苯、靛蓝油等。
在1915-1918年，完成了多达39项发明，其中最著名的是鱼雷机械装置、喷火器和水下潜望镜。
1927完成了一个长记录。
1928成功从杂草中提取橡胶。
1931年10月18日，爱迪生在西奥兰治去世，享年84岁。1931年10月21日，美国各地熄灯以示哀悼。
爱迪生一生发明了1000种机器。
瓦特
詹姆斯·瓦特(詹姆斯·瓦特，1736 65438+10月19-1865438+8月19)
简介
詹姆斯·瓦特是英国著名的发明家，也是工业革命时期的重要人物。皇家学会会员和法国科学院外籍研究员。他对当时已经出现的蒸汽机原始样机进行了一系列重大改进，发明了单缸单作用和单缸双作用蒸汽机，提高了蒸汽机的热效率和运行可靠性，为当时社会生产力的发展做出了突出贡献。他改进了蒸汽机，发明了气压计和气动锤。后人为了纪念他，将功率的单位称为瓦特，常以符号“W”表示。瓦特是国际单位制中功率和辐射通量的计量单位，常用符号“W”表示。
瓦特1736 65438+10月19出生于英国格拉斯哥。童年时，瓦特在一所文法学校学习，但他没有受到系统的教育。瓦特在他父亲工作的工厂里学到了很多关于机械制造的知识，后来他在伦敦的一家钟表店当了学徒。1763年，瓦特去格拉斯大学修理教学仪器。在大学里，他经常和教授讨论理论和技术问题。1781年，瓦特制成了从两侧推动活塞的双作用蒸汽机。1785年，他还因对蒸汽机的改进做出巨大贡献而当选为英国皇家学会会员。1865438+2009年8月25日，瓦特在伯明翰附近的希斯菲尔德去世。
在瓦特的讣告中，他称赞了自己发明的蒸汽机:
“它武装了人类，让弱小的双手变得强大无限，提升了人类处理一切问题的大脑。它为机械动力在未来创造奇迹奠定了坚实的基础，并将对后代的劳动给予帮助和回报。”
一生
第一，喜欢提问的孩子。
瓦特1736出生在英国格拉斯哥附近的一个小镇。他的祖父曾经是一名教师，教授数学、测量和导航，他的父亲曾经是一名造船技师。后来，我管理造船和建筑，做过仪器制造商和商人，也曾担任过小镇的地方行政官。听说，瓦特从小随父亲学习各种手艺。他心灵手巧，从小就接触和学习了很多技术知识，养成了独立思考和探索奥秘的兴趣和习惯。他的家庭环境对日后攀登技术高峰起到了一定的作用。
瓦特从小体弱多病，但到了上学年龄仍不能上学。过了上学年龄几年后，他来到镇上的学校学习。在学校，他不喜欢和小朋友玩，只喜欢一个人打坐。关于他的童年，有一个众所周知的传说:有一天，小瓦特看见家里一壶水开了，蒸汽使锅盖跳了起来。这一普遍现象引起了他的极大兴趣。他目不转睛地盯着跳动的盖子和冒出来的蒸汽，苦苦思索着这个谜。我已经看了一个多小时了。因为瓦特经常长时间默默观察许多陌生的、未知的现象，所以人们说他是个“懒小子”。事实上，正是这种好奇心和精神，引领他探索世界的奥秘，攀登科学的高峰。
13岁开始对几何感兴趣，15岁读完了《几何原理》这么难的书。后来他进了文法学校，数学成绩特别优秀。由于身体不好，他没毕业就辍学了。但他坚持在家自学天文、化学、物理、解剖学，自学了几门外语。瓦特在17岁时成为格拉斯哥一家钟表店的学徒。他在业余时间努力学习，进一步掌握了许多科技原理。当学徒的时候，他曾经开始制造技术要求很高的圆规和经纬仪。21岁，来到格拉斯哥大学做教具实验员，负责修理和制造仪器。那时他对一些先进的机械技术更加熟悉了。工作之余，他还埋头读书，经常虚心向老师同学求教，提高了自己的科学理论水平。
第二，促进全世界的发明
人类对蒸汽的认识和利用经历了一个漫长的历史过程。早在公元前二世纪，古希腊人就利用蒸汽喷射制成了反动式发动机。1690年，法国人博比首先发明了第一台活塞式蒸汽机，但他未能使之成为实用的蒸汽机。1698年，英国技师塞莱斯发明了一种实用的无活塞蒸汽机。这种机器被用于矿山，被称为“矿山之友”。但由于当时材料和技术的限制，无法普及。后来经过改进，直到公元18世纪，英国铁匠纽科门才制造出第一台能将热能转化为机械能的原始蒸汽机。这种机器结合了巴机和塞莱斯机的优点，不需要高压蒸汽就可以排水，效率也大大提高。但这种蒸汽机结构不合理，耗煤量大，活塞只能做往复运动，不能做旋转运动，所以热效率低。
随着工业的发展，对新动力的需求日益突出，推动了蒸汽机的进一步改进。从65438年到60年代，英国工程师斯米顿开始研究和改进纽科门蒸汽机。他测量了当时100多种蒸汽机的部件和效率，并将所得数据进行了对比分析。斯米顿本人并没有对蒸汽机的结构进行任何改进，但他积累的数据为改进蒸汽机提供了便利。与此同时，瓦特开始研究和改进蒸汽机。
当瓦特在大学里修理仪器时，学校曾经给他修理一台旧的纽科门蒸汽机。他根据格拉斯哥大学布莱克教授提出的潜热和比热理论，通过大量的实验和分析，深入研究了老式蒸汽机，找出了老式机器效率低的主要原因:除了漏汽散热造成的热量浪费外，主要缺陷是每冲程用冷水冷却一次汽缸，消耗了大量的热量，使大部分蒸汽得不到有效利用。针对这一缺陷，瓦特提出了降低蒸汽消耗、提高热机效率的两项措施:一是为了使汽缸始终保持蒸汽的必要温度，需要在汽缸外加隔热套或通入蒸汽或用其他方法加热汽缸；第二，做功后的蒸汽尽快冷却液化成水，这个过程要在缸外进行。所以必须设置独立于气缸的冷凝器，机械传动也要改进。他决心自己造一台新的蒸汽机来改进旧机器的缺点。
瓦特自己筹集资金，租了地下室，买了必要的设备，反复实验，经历了无数次挫折和失败。在工人的帮助下，他终于发明了与气缸分离的冷凝器，解决了制造精密气缸和活塞的工艺难题。与此同时，他通过采取用油润滑活塞和在汽缸外增加隔热层等措施，制造了单作用蒸汽机。继续实验后，1782年，发明了连杆、飞轮、离心调速器的双作用蒸汽机，制成了新型实用蒸汽机。在这种双作用蒸汽机中，阀门的安装使得活塞可以被蒸汽的压力向前和向后推动。在连杆和飞轮的帮助下，活塞的直线运动转变为圆周运动。为了保持蒸汽机匀速运转，他在进汽阀上连接了一个离心调速器，自动调节进汽量。这个装置是技术上最早使用的自动控制器。他设计了一个与汽缸分离的冷凝器，将高温蒸汽导出汽缸并冷却，使主汽缸保持一定的温度。与此同时，他提高了气缸的精度，使活塞和阀门光滑而紧密。从而与纽科门蒸汽机相比大大提高了热效率和可靠性。由于这种蒸汽机将往复直线运动变为连续匀速圆周运动，可以通过传动装置带动一切机器运转，成为可以广泛应用于工业和交通运输的“万能动力机”。这种高效率的蒸汽机很快取代了老式蒸汽机，并很快被各个工业部门所采用。从此，动力机、传动机械和工作装置成为机器生产和工业现代化的核心。
到19的30年代，蒸汽机被广泛应用于纺织、冶金、煤矿、运输等部门，很快引发了一场技术革命。美国人富尔顿发明了一艘以瓦特蒸汽机为动力的船。英国人斯蒂芬森发明了以瓦特蒸汽机为动力的火车。瓦特的蒸汽机成为真正的国际性发明，有力地推动了18世纪欧洲的工业革命，将世界工业推向了“蒸汽时代”。
第三，名垂青史的天才发明家
1784年4月，英国政府授予瓦特制造蒸汽机的专利证书。马克思曾评论说:瓦特的伟大天才表现在他所获得的专利的说明书中。他没有把他的蒸汽机描述为一项特殊用途的发明，而是一种广泛应用于大型工业的发动机。
瓦特在英国和欧洲大陆的学术界和科学界享有崇高的地位。他于1784年成为爱丁堡皇家学会会员，于1785年成为伦敦皇家学会会员。1808年成为法国学士院院士，1814年当选法国科学院八位外籍院士之一。各国科学界公认，瓦特是其中最著名的一位。
因为这样一个划时代的伟大发明，瓦特一下子从一个身无分文的小人物变成了名利双收的伟人。他在11年拿到了76000英镑的专利税。为了保护自己的专利，晚年的他显得有些学院派。他经常向法院起诉，阻止和压制别人的发明，甚至禁止他的助手用蒸汽做实验来启动四轮车。这是一个科学家的悲剧，也是他所处的时代和社会在他身上留下的烙印。尽管如此，他仍然是一个伟大的发明家。20多年来，他致力于蒸汽机的发明。人民永远不会忘记他对科学技术和社会进步的巨大贡献。
1819，84岁的瓦特在家中安详辞世。他生前为人类的科学事业做出了杰出贡献，全世界人民都怀念他。1824年，在他逝世五周年的时候，伦敦的公众在著名的威斯敏斯特教堂为他竖立了一座纪念碑。瓦特一生刻苦学习，孜孜不倦地献身于科学事业。在前人成果的基础上，他发明了蒸汽机，为人类科技发展做出了划时代的贡献。为了纪念伟大的发明家瓦特，常用的功率单位被命名为瓦特，或简称瓦特。他的名字将永远铭刻在人类的历史上。
瓦特和蒸汽机
瓦特对蒸汽机的最初想法
1764年，学校让瓦特修理一台纽盖特蒸汽机。在修理过程中，瓦特熟悉了蒸汽机的结构和原理，发现了这种蒸汽机的两大缺点:活塞动作不连续且缓慢；蒸汽利用率低，浪费原材料。后来，瓦特开始思考改进的方法。直到1765年春天，在一次散步中，瓦特想到，既然纽科门蒸汽机热效率低是由汽缸内的蒸汽凝结造成的，为什么不让蒸汽在汽缸外凝结呢？瓦特想出了使用独立冷凝器的最初想法。
产生这个想法后，瓦特在同年设计了一台带有独立冷凝器的蒸汽机。根据设计，冷凝器和气缸之间有一个调节阀，这样它们可以连接和分离。这样作功后的蒸汽就可以引入缸外的冷凝器，在缸内产生同样的真空，从而避免了缸在冷却和加热过程中的热量消耗。根据瓦特的理论，这种新型蒸汽机的热效率将是纽科门蒸汽机的三倍。从理论上讲，瓦特的带分离器冷凝器的蒸汽机明显优于纽科门的蒸汽机。但是，把理论的东西变成实际的东西，把图纸上的蒸汽机变成真正的蒸汽机，还有很长的路要走。瓦特辛辛苦苦造了几台蒸汽机，效果都不如纽科门的蒸汽机，甚至到处漏风，无法启动。尽管昂贵的实验使他负债累累，但他在困难面前没有退缩，继续进行实验。当布莱克知道瓦特的目标和困难处境后，他把瓦特介绍给了一个非常富有的朋友——化学技师罗巴克。那时，罗巴克是一个非常富有的企业家。他在苏格兰的卡隆开办了第一家大型炼铁厂。尽管那时罗巴克已年近50，但他仍然对科技新发明充满热情。他对当时才三十多岁的瓦特的新装置非常赞赏，当即与瓦特签约，赞助瓦特试制新蒸汽机。
从1766开始，在三年多的时间里，瓦特克服了材料和工艺上的困难，终于在1769做出了第一台样机。同年，瓦特因发明冷凝器而获得了他在革新纽科门蒸汽机过程中的第一项专利。虽然第一台带冷凝器的蒸汽机试制成功，但与纽科门蒸汽机相比，除了热效率得到显著提高外，在作为动力机器带动其他工作机器的性能方面并没有实质性的进步。也就是说，瓦特的蒸汽机仍然不能作为真正的动力机。
蒸汽机的销售
因为瓦特的蒸汽机还不理想，市场不广。当瓦特继续探索的时候，罗巴克自己也濒临破产，他把瓦特介绍给了他的朋友、工程师兼企业家博尔顿，这样瓦特就可以得到赞助继续他的研发。博尔顿四十多岁时是一名能干的工程师和企业家。他对瓦特的创新精神表示赞赏，并愿意赞助瓦特。博尔顿经常参加社交活动，他是当时伯明翰著名科学社团“满月社”的主要成员之一。这个社团的大部分参与者都是当地的科学家、工程师、学者和科学爱好者。经过博尔顿的介绍，瓦特也加入了满月社。在满月社的活动中，瓦特更多地了解了当时人们关注的气体化学和热化学，为他后来参与水的化学成分的争论奠定了基础。更重要的是，满月社的活动使瓦特进一步增长了科学知识，活跃了他的科学思想。
瓦特自与波顿合作以来，在资金、设备、材料等方面都得到了大力支持。瓦特还生产了两台带有独立冷凝器的蒸汽机，但这两台蒸汽机因为没有显著的改进而没有得到社会的重视。这两台蒸汽机耗资巨大，以至于博尔顿濒临破产，但他仍然慷慨资助瓦特。在他的支持下，瓦特坚持不懈地继续他的研究。自从1769年试制出带分离式冷凝器的蒸汽机样机后，瓦特就看出热效率低并不是他的蒸汽机的主要缺点，而根本的局限性在于活塞只能做往复直线运动。1781年，瓦特还在参加满月社的活动。也许在聚会上，成员们提到了当年天文学家赫歇尔发现的天王星和行星围绕太阳的圆周运动启发了他。也许是钟里齿轮的圆周运动给了他灵感。他想到，通过把活塞的往复直线运动转变为圆周旋转运动，可以把动力传递给任何工作机器。同年，他又研制出一套名为“太阳与行星”的齿轮联动装置，最终将活塞的往复直线运动转化为齿轮的旋转运动。为了增加车轴旋转轴的惯性，使圆周运动更加均匀，瓦特还在车轴上安装了一个火飞轮。由于对传统机制的这一伟大创新，瓦特的蒸汽机真正成为了可以驱动一切的动力机。1781年底，瓦特获得了发明齿轮拉杆机械联动装置的第二项专利。
因为这种蒸汽机装有车轴和飞轮，所以在将活塞的往复直线运动转化为车轴的旋转运动时，蒸汽机消耗了大量的能量。这样蒸汽机的效率不是很高，功率也不是很大。为了进一步提高蒸汽机的效率，增加蒸汽机的效率，瓦特在发明了齿轮联动装置后，对汽缸本身进行了研究。他发现，虽然他把纽科门蒸汽机的内冷凝改为外冷凝，蒸汽机的热效率显著提高，但他的蒸汽机中蒸汽驱动活塞的冲程过程与纽科门蒸汽机并无不同。两种蒸汽都是单一运动，从一端进入，从另一端出来。他想，如果蒸汽能从两端进出，就能推动活塞上下运动。那么，他的效率可以翻倍。1782，瓦特按此设定。