力矩放大器原理 --- 视频

动静之机

这几天看到了个“奇怪”的东东，于是拖到优酷保存。

2 i8 ~5 i7 l7 G1 s
7 ~8 C' S3 i5 V; G7 B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。

0 L$ m) }: ~! p  [顺着视频的信息，找到这个地址：
/ D5 A, ?0 G9 `+ @3 V. W2 ^http://www.meccanotec.com/torqueamplifier.html
  v% a" Y3 s2 Z* L
看到文中有图：


这才猛然想起 @苦菩提 提过类似的问题：
9 a0 f3 w  Q2 F& x9 t
. R5 F3 r. Z4 c* l; K这种动力放大装置的原理是什么？
8 m( b) M& A$ n( M$ s1 c. ~http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=337132

顺着 @伏虎降龙 兄弟的指引 ---- 《机械设计实用机构与装置图册》，
3 n8 O( w" S( B: J* j; i$ o# M找到了原始文档（请自己去寻吧。。。），摘录如下：
. g" F7 z; @( C+ G7 [0 m
: o6 [) Z; P+ ~( M原版
: v9 x, u2 q* C+ e, [4 `
5 S5 X1 n, D7 C1 n, V) a; |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。
  Q0 G7 i# A; g# _3 V3 |* H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。

该机构的特性是：
6 D! X7 {8 G2 o( D2 ^: z输入端驱动时，感觉不到输出端的负载（举重若轻）。
7 u4 F! g: p8 Z3 e/ M若输入端不动，输出端无法驱动输入端（类似自锁）。
) `( ], P0 t7 ], T" ~) ^% S0 U5 v2 d
4 }% d* @. ~6 v* B  r( l5 k还记得10年前随动机械装甲的震撼么：

  I$ M. s% |" j
回头再看这个问题。
% Y3 N; ]2 q6 |- {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：
& L  @8 `( t; j9 t* {% }7 w, Q
# `6 \) y$ I: f, n, \% S9 c3 u/ [
1 D8 `2 [: m4 L2 E8 A
1 c* k# h) b) Z9 t  T+ K
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!
. D' |' q+ K/ Ihttp://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=327973

) H1 R0 \, w- E$ l2 @& m# J

---

分割线
4 l+ s- ?$ l% S- g& N7 K( x
第二天补充：
* R* Y! _8 G: h' ^* }+ _找到了中文版

- |( Q. V2 p" n( K- x8 }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。
; B1 w  e; d* v6 s8 J
试译如下：
A capstan is a simple mechanical amplifier—rope wound on a motor-driven drum
7 F2 {/ u( W/ jslips until slack is taken up on the free end.
9 U, Y. e  K, T' Y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）。

3 @9 K- D' \$ Y1 eThe force needed on the free end to lift the load depends on the coefficient of friction
, s' i* U$ [) l3 aand the number of turns of rope.
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。

( H2 {% U. \$ y, g. P6 b" l' IBy connecting bands A and B to an input shaft and arm, the power amplifier provides an
output in both directions, plus accurate angular positioning.
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
出以及准确的角度定位。
! N; z/ z: N" a* E0 o
6 k$ S  S* G" e- YWhen the input shaft is turned clockwise, the input arm takes up the slack on band A,
locking it to its drum.
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。
3 n# q& S' e7 R9 W
Because the load end of locked band A is connected to the output arm, it transmits the CW
motion of the driven drum on which it is wound to the output shaft.
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。
0 O0 @0 L, G  U9 Q- i4 Q* ~
2 G$ G! ?$ H7 C, ^7 {Band B therefore slacks off and slips on its drum.
带B 因而 变得松弛而在滚筒上打滑。
0 z7 F; d8 P. G* v0 c% S- a( v
When the CW motion of the input shaft stops, tension on band A is released and it slips on its
own drum.
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。
( J' |7 }5 m  d3 |' O
If 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.
1 n! }6 y. [. \6 |( h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
- q1 W% r( `" _5 F. b1 [. u$ e  |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

0 _4 C! `2 C; J0 |) i# |2 M( x
2 F5 d, x9 f% y6 C9 _它和电路中三极管中还有一些及其相像的地方，就是
6 E$ I  m* J1 ?8 ]' `# s! |  ^（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）。
, V& P! i; S- z' [6 S3 F（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。
（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。

日晷 --- 水车 --- 机械钟--- 电子钟
' P; e% i; ?" ^) E+ r竹签 --- 计算尺 --- 计算器 --- 计算机
& k4 Y9 a! J, t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
  r5 B) Q! g% M/ v+ b/ h* s; H$ p
. q# e+ `3 [' x5 _( ?9 L3 _( F: H

lbflzcl

lbflzcl 发表于 2014-6-7 22:56
表示没有看懂啊

, V0 ^- A, J7 c6 q- F$ o. w非常感谢楼主的细心，知道我们看不懂英文
& o/ u0 F3 x$ F( ]* g

韩健3927

:):)