力矩放大器原理 --- 视频

动静之机

) n9 b: F" Y0 W& h' o
1 c+ c- r8 z- r. d5 M6 H这几天看到了个“奇怪”的东东，于是拖到优酷保存。
5 C1 l2 G& }7 Q' C& y# A

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。
* G" K: [* X! M: k
顺着视频的信息，找到这个地址：
http://www.meccanotec.com/torqueamplifier.html

; D" e- G/ S% w7 m看到文中有图：
% b3 d4 K/ ]$ E# v# J- V

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
. K6 c* l* T# l6 J. b
+ _* I0 \) s' r( q. ?( `: U; ]顺着 @伏虎降龙 兄弟的指引 ---- 《机械设计实用机构与装置图册》，
% L% c$ V' ], S  ?找到了原始文档（请自己去寻吧。。。），摘录如下：
0 t: p; n" j7 \- o) b' z
原版

! U' W  u5 P; J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。
  M* J1 y$ I, ?. T; T7 }; 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。
5 T+ l$ Z+ l+ }" Q% ~( f
5 M- Z, B. _* V, f: ?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）。
. Q1 p  w% V& Z* n7 U' g0 Z3 K( z若输入端不动，输出端无法驱动输入端（类似自锁）。

还记得10年前随动机械装甲的震撼么：


& E) x; Y- ]! J% Z& m8 {回头再看这个问题。
) d  B3 C; A. F% R. P2 |3 R: o8 J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：
9 x1 c- `# Q  ^7 w, f
- M4 R" m9 g  S$ h6 z
6 T) t8 [4 P  V6 T' Z6 Y' b! ?' |* h8 l0 |
+ u5 u; j/ w0 |8 q+ L
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!
6 v3 k  o) Y! D  shttp://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=327973
- w3 }/ s5 \# p/ B' G+ L
& e+ U- z. ]" O% A

---

分割线
2 e  }6 m# E% f8 `0 V
第二天补充：
: H! }) W" }! ^  h找到了中文版

" p" e' m3 c( K/ u" ^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。
) C+ E  L5 T$ L1 E- N4 r
* X* C2 n  t9 _4 J试译如下：
" Z; }( N0 m6 m$ iA capstan is a simple mechanical amplifier—rope wound on a motor-driven drum
- I, ]) z. \/ @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）。
& e4 Z/ z6 N& O  O# Z
The force needed on the free end to lift the load depends on the coefficient of friction
1 @. Y; s: W4 z( |1 }: e0 A! N) k: nand 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。
6 @1 Z, V, B' ~
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.
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。

# L% P3 c+ [( \/ TWhen 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。
9 h1 k+ k# M9 N7 q# X8 O
Because the load end of locked band A is connected to the output arm, it transmits the CW
7 h/ l; h1 l3 |  O0 x4 Bmotion of the driven drum on which it is wound to the output shaft.
2 s0 l- C. i' j1 I, S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。
# A( c2 D+ y* Z- t. o
( `0 m' f3 \% ^* Y9 V' \+ 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。
2 I# q  g; _/ u' g: E& r& C" X
3 l4 \7 i9 I: L  {+ fWhen 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。

' m" e( X- T6 q- DIf 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.
8 d" d; S) a& t' ~0 q. v: O+ o& o0 s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）。

( b, n# y; S3 R: Y- [/ M1 Y

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）。
（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。
" Z5 v. |8 N4 g  ^3 E, ]（3）它的机械传动效率和“推挽放大电路”基本相同。
8 w4 D2 a& W5 @, D" _6 R( m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
/ j. k, `6 O: P4 b% ~5 C9 V1 h( t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。
9 n- K: c. h$ z
日晷 --- 水车 --- 机械钟--- 电子钟
2 m7 k6 i0 @$ e9 D0 L# B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
: O/ a* Z' i/ D; v* q4 D' w穿孔纸 --- 磁带 --- 软盘 --- 硬盘
; l2 K8 k  I' }' ]" T1 a- R9 J
3 b  o5 D6 s3 ^- Y$ E) I

lbflzcl

lbflzcl 发表于 2014-6-7 22:56
7 z3 U/ P# F( e+ B. h9 q# z表示没有看懂啊

$ r5 \6 B; W; M8 q& \/ ~. t% R" G* v非常感谢楼主的细心，知道我们看不懂英文
2 K( _5 l* d% x5 e# ^( H: N" r$ o! q

韩健3927

:):)