力矩放大器原理 --- 视频

动静之机

( [( i: O: D2 N+ U$ M% {: X- Q9 L. l
这几天看到了个“奇怪”的东东，于是拖到优酷保存。


, a, e1 e  `6 V8 ~  j; ?9 C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。
! r  v+ M- `. E7 L; j, Y8 h# }8 g
顺着视频的信息，找到这个地址：
$ r. C# ^2 v- w* b& g+ c6 Ahttp://www.meccanotec.com/torqueamplifier.html

) B8 J6 f6 t" Z3 ]2 c- D# O看到文中有图：
6 U8 d4 o/ D9 m" _9 L% V" E

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？
http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=337132
' p# p( o; W7 u2 B+ u2 ]. e$ d
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：

9 D: ?* O( G- v5 m原版

于是豁然开朗了。呵呵。  
; y! c, }" p3 u, M& k/ v' F5 Q- R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。

该机构的特性是：
输入端驱动时，感觉不到输出端的负载（举重若轻）。
' u2 }' M4 \& B8 M5 n! S5 V若输入端不动，输出端无法驱动输入端（类似自锁）。

0 q9 h0 a. X3 ?% ]3 o: M还记得10年前随动机械装甲的震撼么：


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：
0 @  H+ F# B2 f/ K9 E' [/ z


4 w! E2 w% d7 i, G7 y! S
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 z+ e* l1 m" Z. K# khttp://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=327973
! U6 o1 V$ k  p
8 D; F) x% n0 M% ~. g* Q

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分割线
& {4 V, R) f6 m! L" J5 [
第二天补充：
# g% J( S5 H8 o+ g; r找到了中文版
7 R- j6 T$ |( V* Y+ t
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。
& O7 T+ t% C- m: l# |
; y  J7 p+ Y2 S2 @% C  m6 \' V' e& _试译如下：
5 k* ~1 Z+ v5 ^! {# ^" E0 b' TA capstan is a simple mechanical amplifier—rope wound on a motor-driven drum
slips until slack is taken up on the free end.
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）。
$ {# s$ b6 S6 ?/ Q' R8 M
) s- P6 ~4 K- ^The force needed on the free end to lift the load depends on the coefficient of friction
and 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。
* @3 m$ [. u5 C% \7 x& D. s; s
, h/ U& D  U8 L; R/ r! K1 kBy connecting bands A and B to an input shaft and arm, the power amplifier provides an
output in both directions, plus accurate angular positioning.
+ B1 G& F% L* M4 r& c7 ^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。
, u3 N" b6 |8 D
; \4 f' |! m3 Q; l7 k0 B; |& BWhen the input shaft is turned clockwise, the input arm takes up the slack on band A,
' U" i) ]6 f, Q$ x  rlocking it to its drum.
' l, A, o0 D3 w; J0 z8 p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。

Because the load end of locked band A is connected to the output arm, it transmits the CW
0 x: M6 Q$ B7 _8 I% `! ~; ~0 h3 ^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。
# d% f# A4 H/ F: |
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。

$ Z2 d& y2 g5 ?1 M7 U. TWhen the CW motion of the input shaft stops, tension on band A is released and it slips on its
* ?2 N& A" o2 D8 T7 nown drum.
9 f/ p+ d. s; o* C' f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。

If the output shaft tries to overrun,the output arm will apply tension to band B,
4 G8 h8 l; b+ Y+ O7 d* U7 |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
( x" e* |' o. r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）。
# {7 ?* v3 d% v$ i4 m4 o! P9 @: R# n

! `, b0 I' x* ^2 p" J" u

mark91189

不錯~謝分享

伏虎降龙

它和电路中三极管中还有一些及其相像的地方，就是
（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）。
' {, I% A0 i5 h+ @4 Q（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: n! q/ k/ e6 J" |（3）它的机械传动效率和“推挽放大电路”基本相同。
- \' e: ~( H9 ~6 G" d0 U' y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。
9 n. ^' W# M8 D& T) ~; r" ^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 ...

( o' _- y$ G9 ~' L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
; g3 R. G/ @& B( X5 e- m$ u竹签 --- 计算尺 --- 计算器 --- 计算机
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
3 a+ Q5 H1 }+ }+ X/ o表示没有看懂啊

非常感谢楼主的细心，知道我们看不懂英文
9 r- k  U3 f. A$ \' @$ ^- {) i$ Q0 ?

韩健3927

:):)