力矩放大器原理 --- 视频

动静之机

% Q' H% c  o1 z这几天看到了个“奇怪”的东东，于是拖到优酷保存。
: p9 P8 c  a7 q6 D# f) r

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。
# Q, z& B, S: Z0 c
! _$ a; ?7 m, J% `顺着视频的信息，找到这个地址：
http://www.meccanotec.com/torqueamplifier.html
" {8 M& Y, P9 x$ c* [9 o1 s
% @( i5 o4 f8 h5 i0 `' f, I$ Y9 r看到文中有图：
. V9 B" ]9 z' }  y; v

. {$ g4 Z* P2 N. \6 K这才猛然想起 @苦菩提 提过类似的问题：
) N* U; [( G# L# z% Z' }
3 P3 Z( K4 X9 g$ I( [% u3 U/ _$ C; n. T$ r这种动力放大装置的原理是什么？
; [. C- j- ^# q/ J$ mhttp://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=337132
- g1 q* e3 |! D  G  F& \& l3 |
顺着 @伏虎降龙 兄弟的指引 ---- 《机械设计实用机构与装置图册》，
7 u% L8 d+ Y  B6 G- n; z& t0 Q6 U找到了原始文档（请自己去寻吧。。。），摘录如下：
" M/ d+ [; [# ?8 R% `/ k
原版

于是豁然开朗了。呵呵。  
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。
& z/ u* R' z; b6 Q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。
5 k2 t* {; E7 o6 S1 h5 S& g) I
0 R2 o3 g& Z1 i  ]. X* F该机构的特性是：
6 b( W0 T) A/ E  i4 X输入端驱动时，感觉不到输出端的负载（举重若轻）。
若输入端不动，输出端无法驱动输入端（类似自锁）。

/ e! j# K5 d; M4 `+ @. y还记得10年前随动机械装甲的震撼么：
8 [4 U, e1 g$ z; o" x
7 W& z6 n% B! y. R1 s
& x+ Q1 `1 d+ g8 c; R; Z* Q" r回头再看这个问题。
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：




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：

晶体管(三极管)如何放大交流信号,书看的头晕!
+ f- b/ a% l* ^7 d+ dhttp://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=327973

- O! g7 U5 W' p) ?5 N

---

分割线
# l3 c( N6 A7 z( F7 B4 f1 M' I
6 B( R& ^+ X- N& U6 |( w第二天补充：
. Z% ]4 g6 w' E0 A9 ]: J找到了中文版

8 F6 x( c* I4 ^4 g6 O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。
* T5 |  p  H& P+ Z; `8 g
/ ~, l9 V2 i  N! A0 P) L( k. K试译如下：
  V1 w; c0 m0 s' D1 Y+ W" rA capstan is a simple mechanical amplifier—rope wound on a motor-driven drum
: \5 G! X& ]! o& M/ U9 uslips until slack is taken up on the free end.
8 V' M6 k( i8 `7 @: `0 `& x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）。
9 ^& W8 P/ g0 i
  A. m- @. [8 p. K2 Z8 pThe force needed on the free end to lift the load depends on the coefficient of friction
) V: V) H- Y  t5 eand the number of turns of rope.
# B. I7 J7 b* @# R9 v3 c4 H; k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。
( I( g% g. G+ F* R) t( F2 D
By connecting bands A and B to an input shaft and arm, the power amplifier provides an
output in both directions, plus accurate angular positioning.
' a7 _9 y2 t# t' a  f. ]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. c3 }4 a' W$ m出以及准确的角度定位。

; `8 p3 c3 Q6 _When the input shaft is turned clockwise, the input arm takes up the slack on band A,
7 z# c9 O# O. }; Z; w2 l' klocking it to its drum.
2 s  D" S; G4 }- N+ l4 v3 m( a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。
6 W0 K' n; }, g7 b3 Z  Z
  \% R, A7 P7 l! B3 v  [Because the load end of locked band A is connected to the output arm, it transmits the CW
0 z) W+ I9 h- cmotion of the driven drum on which it is wound to the output shaft.
& G0 F$ h7 [% @0 z$ T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。
5 ^! {# V: Q# X2 o
# b2 F2 J( n) z- u% ~; GBand B therefore slacks off and slips on its drum.
带B 因而 变得松弛而在滚筒上打滑。

  `/ X% V, n% m& {8 mWhen the CW motion of the input shaft stops, tension on band A is released and it slips on its
5 e' D: w, R. J. Xown drum.
5 E/ u: D* Z1 \* \4 }  J/ [, i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。

) v# O0 ^! t% a( HIf the output shaft tries to overrun,the output arm will apply tension to band B,
causing it to tighten on the CCW rotating rum and stop the shaft.
! L% t: \+ y6 R+ `; m  g+ _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
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）。

mark91189

不錯~謝分享

伏虎降龙

% F- J% o- u; Y: }2 o它和电路中三极管中还有一些及其相像的地方，就是
. u. |/ g4 ]: m! z4 I# s0 D（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）。
（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。
. ~* J% r& [! d! _（3）它的机械传动效率和“推挽放大电路”基本相同。
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。
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。

伏虎降龙

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。

希傲

接入点和脱开点时间长了会变化。

lbflzcl

表示没有看懂啊

欧阳绝痕

大侠贴上去的资料哪里有下？

动静之机

伏虎降龙 发表于 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 ...

俺猜这个东东淡出市场，是数字化时代的必然。
3 C( N, P% X& _2 l& Q
日晷 --- 水车 --- 机械钟--- 电子钟
竹签 --- 计算尺 --- 计算器 --- 计算机
6 m9 k7 L% H8 t: M  h$ z0 S: m% ?机械计算机 --- 电子管计算机 --- 晶体管计算机
穿孔纸 --- 磁带 --- 软盘 --- 硬盘

lbflzcl

lbflzcl 发表于 2014-6-7 22:56
表示没有看懂啊

0 ]" @! E) X3 j0 ]$ T- A7 P6 D非常感谢楼主的细心，知道我们看不懂英文
2 e1 j8 ?2 h! m5 |3 g

韩健3927

:):)