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标题:力矩放大器原理 --- 视频 [打印本页]
作者:动静之机 时间:2014-6-7 14:44
标题:力矩放大器原理 --- 视频
本帖最后由 动静之机 于 2014-6-8 10:09 编辑 7 s% A! S8 W8 I$ h0 k2 \; w, J
! m: @, u$ x2 b h) ?
这几天看到了个“奇怪”的东东，于是拖到优酷保存。 6 |, u9 _, I; @: v3 w# k1 z% [. z
' E; p/ W0 j Y- X0 Z# @
http://v.youku.com/v_show/id_XNzIyOTEwMjA0.html 9 v0 _4 f% M8 O
视频中显示，输出轮（最后一排）的转速与输入轮（中间一排）一致，然而明显“给力”多了。
- f' K/ k9 |6 |; q2 E' [ $ E8 X [9 L( @3 [
顺着视频的信息，找到这个地址： : Z* B/ |" y1 `! X' k; F9 Z
http://www.meccanotec.com/torqueamplifier.html % O# O* j2 Q+ O% G( G

5 M# k6 a9 i( a `/ [+ g; i$ m3 W看到文中有图： 2 ~* y4 ]8 L) U9 F' N
[attach]321881[/attach] 8 W7 C6 C9 h6 N a W- {

7 ]. \7 q- _# j- i8 @3 s这才猛然想起 @苦菩提提过类似的问题：
1 h, x7 s0 E6 l { 4 \! `! \: }3 ~) t
这种动力放大装置的原理是什么？
! I4 Z' e6 C$ T: S( [& N/ s http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=337132
$ U( o+ F! B% u, ^1 G: o
% p# Y8 F! L( v3 M& W2 r, w1 \+ n# Q9 L顺着 @伏虎降龙兄弟的指引 ---- 《机械设计实用机构与装置图册》， 0 o) v6 I/ z$ f: ~
找到了原始文档（请自己去寻吧。。。），摘录如下： " ^2 A" I0 ?8 z( R. A

0 [+ ^: I X0 Q5 ]原版 3 P# o( ]% |$ |) u9 J% K! u
[attach]321879[/attach]
9 @/ L3 ^9 E* y u于是豁然开朗了。呵呵。
5 [4 k) J4 ]2 s$ O/ ]简而言之，该装置的输入轴通过调节两套摩擦离合器，选择性地将电机的动力输出。
" G' e' q6 M) i5 K输出的幅度由于离合器的随动，被限制在等于输入轴幅度，是个1:1的随动装置。 4 Y# F' S: H% {' ]+ l

1 g! X4 P4 J% n9 n该机构的特性是：
5 }' _3 Q* \# c- l0 `输入端驱动时，感觉不到输出端的负载（举重若轻）。
' G( \3 l( I/ ]若输入端不动，输出端无法驱动输入端（类似自锁）。 $ j1 D0 h+ }3 g5 _+ k v4 R# Q

# A$ V: U' J7 |2 `1 D还记得10年前随动机械装甲的震撼么：
4 }/ N! r" R/ ~[attach]321883[/attach]
% V9 ?- l5 n: w* F- a / C* T, G L( t" z2 J. b w2 `
回头再看这个问题。 1 F4 h3 w% g3 g; j4 Z/ i
如果一开始用的是维基百科这样的图示（轴中从间断开），可能就不会这么隐晦了： 8 Q7 h% |0 v" W: R' |$ f0 V
[attach]321882[/attach] 0 l% P( o: \4 q5 W
# L5 L+ z" n! N8 W6 f7 V

0 c" a) ]6 i9 D- r' O 3 W0 ~ t' s: \; d) `: Z$ I" b9 ^
与伏虎降龙兄弟的感觉一样，这个装置和三极管的“放大作用”如出一辙： ) Q. \! [( H) z3 h- \$ |3 W
- e2 R& C5 n1 Q
晶体管(三极管)如何放大交流信号,书看的头晕! * I( m& A0 K3 Z5 c
http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=327973
* F$ N$ Q) x8 X& ` & ]# L- x: `% ~6 ^$ u) X
分割线
& G. `( p S! S& z- h
- H# m& I0 t1 [: s% d第二天补充：
, H/ L5 B& _' n1 ~% I/ E* D5 C找到了中文版 $ y, |8 ^8 c2 b( }0 ^8 x
[attach]321941[/attach]
5 h# J" _/ q$ Z2 x" Q5 c5 m; s仔细看了看，翻译得不妥。这可能是 @苦菩提 上来发帖助的原因。
9 o# O P& a, c+ x4 V* E
$ v" o ~/ n) ]. ?9 |试译如下：
$ D# Z; S3 v4 s* v% O: r# E. [2 iA capstan is a simple mechanical amplifier—rope wound on a motor-driven drum 0 Z9 ~2 ]) s& h1 F9 N0 J A$ v
slips until slack is taken up on the free end. ( n5 I: H4 o. j) a, |% @" P
绞盘车是个简易的机械放大器。绕在电动滚筒上的绳子会打滑， 除非在自由端消除松弛 （ 拉紧 ）。
% Q; E; f0 W; _# x/ ^ 6 T j9 h" \4 t8 @9 u! U
The force needed on the free end to lift the load depends on the coefficient of friction
5 c7 d3 A: m- q. l( Mand the number of turns of rope. ! g9 J! h: t4 T
起重所需的自由端拉紧力取决于摩擦系数和绳子缠绕的圈数。 * u) ~6 }2 t8 n3 w& l- D

' k4 W9 j$ R; O# ABy connecting bands A and B to an input shaft and arm, the power amplifier provides an
2 i0 B+ t( L E, W/ h: v" Woutput in both directions, plus accurate angular positioning.
% a0 ?. ^0 z ]% K( h- f. W通过将（引出点相反的）带A和B与输入轴和输入臂连接，这个机械放大器便能够实现双向输
, k/ E6 B1 D/ w出以及准确的角度定位。 / ~ {$ l. ?( Y2 X0 [6 o. {1 [% u

( D- R7 `$ }- @* fWhen the input shaft is turned clockwise, the input arm takes up the slack on band A,
- Y- q* n% Z; Flocking it to its drum.
C' [' B# j$ I6 Q1 k8 W# p* i% `当输入轴顺时针转动（如图）， 输入臂开始消除带A的松弛（增大带B的松弛），将带A绑定在鼓面。 ! Y. E& Y- z; y9 d

( e; V- O6 H! P) v5 \Because the load end of locked band Ais connected to the output arm, it transmits the CW 2 z" j# l. I, t/ q7 \3 o: R
motion of the driven drum on which it is wound to the output shaft. 3 d& c& n6 I, c1 u9 q+ \
由于 被绑定的带A的负载端连接在输出臂上，因此顺时针转动的滚筒的动力被传递到了输出轴上。 % P# F8 {) I( j" E
# U$ O$ v9 ]3 w6 a1 e5 R
Band B thereforeslacks off and slips on its drum.
5 `% c0 g" T- S$ {带B 因而变得松弛而在滚筒上打滑。 2 a4 o, b0 L. h4 V+ n& h

; u. L+ y' _* ^3 iWhen the CW motion of the input shaft stops, tension on band A is released and it slips on its
0 y7 b, J8 v2 D J! Rown drum.
& Q4 Q1 Z$ M+ t) t0 a当输入轴的顺时针运动停止时，带A上的张力消失（恢复松弛），开始在自己的鼓上滑动。
) @+ R0 E' G. M4 G7 p; }# w % I# z: [% x/ w7 I
If the output shaft tries to overrun,the output arm will apply tension to band B, # }8 ]) b( a0 y
causing it to tighten on the CCW rotating rum and stop the shaft. ' C+ D( A% U' u- G% q& K
若输出轴试图 超越（顺时针），输出臂将会为带B提供 （额外）张力，使带B绑定在逆时针转动
8 I6 m3 N2 v% f0 I的鼓上，从而阻止超越而制动（直到放弃超越，当然若超过电机的功率，电机就投降了 ）。
3 B# V( K9 u6 i$ h6 S " a7 h# m% U; D

6 h, J; `) ?" c5 {
作者:mark91189 时间:2014-6-7 15:04
不錯~謝分享
作者:伏虎降龙 时间:2014-6-7 15:42
本帖最后由 伏虎降龙 于 2014-6-7 17:31 编辑
5 e# N! V$ j5 y
8 Z& k$ v4 A" p ^- [它和电路中三极管中还有一些及其相像的地方，就是
0 D/ g8 z y( S0 V3 ^. L S1 V（1）三极管的电流放大规律是指数规律，而这个机械放大器也是指数放大规律（欧拉公式）。
8 R# Z9 [6 k) ?% D（2）两个相反的摩擦机构相反速度安装，和模拟电路中的“推挽放大电路”是很相似的。 ' ]" F; {' p! h+ H. P J
（3）它的机械传动效率和“推挽放大电路”基本相同。
" F' L U. R3 Q6 q+ p2 q这个机构反应速度比液压伺服系统和伺服电机更快强大，在动力性能上完全可以代替伺服电机，最大的缺点是存在磨损，这一点比较令人郁闷。 5 y! o* \1 M; F3 o" [1 {$ I
想用这个机构代替凸轮机构产生高速而复杂的运动规律，但是磨损的问题似乎比较棘手。
作者:伏虎降龙 时间:2014-6-7 15:50
美国人的那个图有一点不是完善的地方。可以参照推挽放大电路相关成果给它加入负反馈机构，可以防止过负荷和误动作。但是磨损寿命有待考究（应该可以加入磨损补偿机构）。国内很少有发现使用这个东西的例子，不知道还有什么不方便的地方。
作者:希傲 时间:2014-6-7 16:59
接入点和脱开点时间长了会变化。
作者:lbflzcl 时间:2014-6-7 22:56
表示没有看懂啊
作者:欧阳绝痕 时间:2014-6-7 23:19
大侠贴上去的资料哪里有下？
作者:动静之机 时间:2014-6-8 11:08
伏虎降龙 发表于 2014-6-7 15:50
9 G9 f& p y( f! m3 k美国人的那个图有一点不是完善的地方。可以参照推挽放大电路相关成果给它加入负反馈机构，可以防止过负荷和 ...

: `" A$ @+ G6 f5 d# M4 Y' j俺猜这个东东淡出市场，是数字化时代的必然。 7 n. F# v7 Q- e3 ]
* ]$ D" t* W/ V6 J
日晷 --- 水车 --- 机械钟--- 电子钟 + Z: ^8 g& a3 d
竹签 --- 计算尺 --- 计算器 --- 计算机
0 x K! Q9 m6 x- o机械计算机 --- 电子管计算机 --- 晶体管计算机
& K3 P# c" x) i# k! X穿孔纸 --- 磁带 --- 软盘 --- 硬盘 + s9 X0 Z! q9 ]

, c& W/ t' R; @/ k. A% @ N
作者:lbflzcl 时间:2014-6-8 20:30
lbflzcl 发表于 2014-6-7 22:56 , M: x" X( R- ]6 J5 a5 n0 U
表示没有看懂啊

: M; q+ B L1 o. f) `非常感谢楼主的细心，知道我们看不懂英文 # d- F X ^% z0 z' Y, B- a
作者:韩健3927 时间:2014-6-9 00:12
:):)
作者:浪人tjl 时间:2014-6-9 15:23
不错，学习了一下
作者:栾海军 时间:2014-6-9 15:43
很不错的分享哦
作者:浴血凤凰 时间:2014-7-14 15:17
厉害
作者:xinshiji666 时间:2014-7-18 19:27
这个还真的是头一次看到。学习了。
作者:liuhho 时间:2014-7-19 18:43
费了半个小时的功夫终于看清楚了原理，始终有个摩擦力提高扭矩。输出输入直连，转速比恒定。 真是个好东西。
作者:Miles_chen 时间:2014-8-28 17:07
本帖最后由 Miles_chen 于 2014-8-28 17:09 编辑
+ E0 z" o+ u. O7 _/ \, Q i8 p. _% I: _
也许是我看的不够仔细吧，看了一个多小时，感觉一些前提条件没说明白，导致初次阅读的人很费解： 2 N7 M. A/ \4 C6 ]
1.输出轴、与A带的卷筒，是同步转动、配合的。但是，输入轴，和B带的卷筒，是没有关系的。 + ?5 D6 `" ?# L/ u0 d( |$ d
输入轴，带动的是输入臂运动，与B带卷筒暂时看做无关。 @" [: Z& m2 B5 a' ?/ d8 y
2.关键点是B带卷筒上多了一个换向的齿轮，所以B带卷筒会和 B带反向运动（保持松弛？） * C. Z- P, n6 h; `) J
3.没说明，电机一直是什么状态？……
作者:动静之机 时间:2014-8-28 19:33
Miles_chen 发表于 2014-8-28 17:07
/ F6 {+ n3 A/ C4 |) R也许是我看的不够仔细吧，看了一个多小时，感觉一些前提条件没说明白，导致初次阅读的人很费解：
( E( r) g; s8 z+ X x1.输出轴 ...
% A9 m, R( G4 B$ m
1. 输出轴和输出臂是一体的，最终是被摩擦带扯着跑的，和两个卷筒之间只是同轴关系。
; N# ~4 a& v4 m5 I/ j0 y' f# h8 ]2. B桶和A桶转向相反，所以需要惰轮转换一下。
' t5 d0 v4 A$ o8 e- K' n# w% C& [3. 电机一直是驱动状态，让两个滚筒保持反向运动 --- 然后利用两边带的张紧和放松，选择 % i$ W1 [+ l/ Y8 }
性地“搭顺风车”，将电机的动力选择性地（和输入的角度同步）输出。 . Y1 G. B+ p x6 P: { y
, d W1 e/ a3 `5 X1 e+ ~: G
作者:Miles_chen 时间:2014-8-29 12:03
动静之机 发表于 2014-8-28 19:33
9 D0 Y' }: R# b* E# S: E5 Y- ]( v# c1. 输出轴和输出臂是一体的，最终是被摩擦带扯着跑的，和两个卷筒之间只是同轴关系。
$ `/ p) ]$ v' f; b3 m" ?# a2. B桶和A桶转向相 ...
0 e) {5 R5 W- c9 o- ?) N* V
这样就好理解些了：
0 u0 ~' D& _8 v2 a! A/ P# h电机始终运转——A、B卷筒始终反向运转
& t p: k w- B* Y/ K; ]输入轴顺时针转动——输入臂转——A带张紧——带与卷筒A摩擦——卷筒“辅助”带动带A正转——输出轴正转；——“相对省力” . H5 i& S, N; x
输出轴超越——B带绑紧——拉扯输出臂，减速 " ^0 e9 U- G1 K7 O8 P) P
所以弊端是： + ^* M/ E+ c b8 R; u7 V& I% V
1.若输入轴 和 卷筒的转速相差较多，则带始终与卷筒动摩擦接触，磨耗会很大吧。 & D* @' |6 }) o i
2.这结构实际搭配不好的话(皮带材质、张紧力、电机转速等)，会不会出现类似“爬行”的运动状态，转——滞/顿——转……
2 ]* e ~7 ~$ N具体的 扭矩贡献比例 定量的计算推导… : }8 O$ M# D8 ?
4 g4 S3 x' k/ d* f* v
作者:toafy 时间:2014-9-26 22:55
我还是没有看明白，不过很感兴趣，不知道能不能用这个机构做一个平衡装置呢，哪位大侠能够指点一下。
作者:wenlei333 时间:2015-3-27 16:54
interesting~
作者:拾穗者 时间:2015-4-9 15:32
高大上
作者:郝奇吾乃 时间:2015-4-10 18:19
学好外语好重要啊，我的六级啊
作者:老熊jansa 时间:2015-4-28 18:15
博学啊
作者:l6067066 时间:2015-5-4 14:30
还需细看
作者:旺旺哥哥 时间:2015-5-9 18:16
强
作者:农药 时间:2016-3-19 13:36
涨知识了
作者:wuwei1912 时间:2016-5-20 11:44
不錯~謝分享
作者:业峰心飞翔 时间:2016-6-6 15:53
谢谢楼主，了解了一下力矩方面的应用
作者:流氓兔1717 时间:2016-6-9 22:20
没看懂 收藏了慢慢研究研究
作者:落雪clq 时间:2016-12-14 16:14
学习，谢谢
作者:问天问地问自己 时间:2016-12-16 23:00
涨姿势了，不知道能够应用在什么方面？
作者:鹏腾动力 时间:2017-10-13 16:04
诚实刻为座右铭，质量敢为天下先。超过10年的卓越表现，鹏腾动力公共电网的领导者。 ) ?/ Y; l1 _3 A




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