力矩放大器原理 --- 视频

动静之机

) u5 b7 L" z, l2 k' |) H这几天看到了个“奇怪”的东东，于是拖到优酷保存。

/ F5 k: p3 b1 y  y3 L8 J
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。
! k$ T$ F5 q7 @  X4 ^. W) n  k
3 o8 v- T* W5 v* c, I顺着视频的信息，找到这个地址：
http://www.meccanotec.com/torqueamplifier.html

看到文中有图：


1 T% M. q# R9 e; R这才猛然想起 @苦菩提 提过类似的问题：

这种动力放大装置的原理是什么？
7 u+ t: A2 v- l5 S; ~: P4 h) Jhttp://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》，
找到了原始文档（请自己去寻吧。。。），摘录如下：

+ `& j( O6 t8 {1 j原版
: h7 {! L% E. d3 {" b) }
于是豁然开朗了。呵呵。  
9 F0 U/ o% B* u/ m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。
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。

' `& }, t, [$ o. T2 N( i该机构的特性是：
; g, n: u* o( p2 E' ^输入端驱动时，感觉不到输出端的负载（举重若轻）。
" x$ V" n7 ~* B0 [6 p若输入端不动，输出端无法驱动输入端（类似自锁）。
0 y8 Z1 C; t' h" ~' F  R
7 T4 f0 O% ^! X! N4 {1 |5 v6 W还记得10年前随动机械装甲的震撼么：


7 w" }3 L" T2 H+ n" @- ?回头再看这个问题。
' C5 R( Q, T0 C. y2 n- i) N  H0 c7 R5 b" U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：




  C, t2 e3 j2 {: J) w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!
0 I4 L# }3 j; X$ J4 P7 x2 j3 ]http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=327973

% m) C9 m1 v6 L$ d) v

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分割线

3 S( P; p' o/ E第二天补充：
找到了中文版

3 S+ I& i, ?9 D# ]4 X% Z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。

试译如下：
A capstan is a simple mechanical amplifier—rope wound on a motor-driven drum
slips until slack is taken up on the free end.
" S' n( x. ]( R9 I% H4 o% q1 v+ r3 A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）。
% v, Y8 N  P0 U2 T9 x% F$ s7 g
The force needed on the free end to lift the load depends on the coefficient of friction
. D) U/ q  C; x& ?- J: @and the number of turns of rope.
7 n+ [6 E' ^& P1 M5 w8 k0 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。

By connecting bands A and B to an input shaft and arm, the power amplifier provides an
" Z( n$ U3 Z& ioutput in both directions, plus accurate angular positioning.
9 A7 s4 v1 k) 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
出以及准确的角度定位。

* ?" i' x8 q4 e7 v& R8 Y, _0 }( rWhen 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。
  `4 r: }; A) g2 r( D$ Q4 S, O. q5 |
- \- u& N9 \9 o0 R3 G7 g1 QBecause 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。

Band B therefore slacks off and slips on its drum.
1 ?2 r  C. {0 J2 @, i, b! w带B 因而 变得松弛而在滚筒上打滑。
9 k& W' ~  l2 C) D( z
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。

! B9 B: K& K+ H8 H. X! X2 YIf 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.
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
. U' {2 g6 K: Z. {& c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）。

( v; x, Z: {6 p

mark91189

不錯~謝分享

伏虎降龙

9 D$ E1 @0 o' p; C* y7 [它和电路中三极管中还有一些及其相像的地方，就是
2 Y" P0 N- b- M' ]（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。
$ U; [1 M' f8 e5 F" z5 C6 o' W; q（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。
. d+ C" X+ j9 f! a: P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
" k8 J) C- K/ V  O竹签 --- 计算尺 --- 计算器 --- 计算机
7 @! b) L4 H1 v; z' f3 J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

& R" Y& {" |- B" g5 B0 ]

lbflzcl

lbflzcl 发表于 2014-6-7 22:56
' {. G6 {! S4 p表示没有看懂啊

  Y- u3 B2 Y& g% y$ U" }非常感谢楼主的细心，知道我们看不懂英文

韩健3927

:):)