力矩放大器原理 --- 视频

动静之机 · 发表于 2014-6-7 14:44:44

本帖最后由动静之机于 2014-6-8 10:09 编辑

这几天看到了个“奇怪”的东东，于是拖到优酷保存。

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。

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：

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

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：

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。
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）。
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：

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!
http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=327973

分割线

第二天补充：
找到了中文版

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.
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）。

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。

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。

When 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。

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。

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。

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。

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.
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 · 发表于 2014-6-7 15:04:22

不錯~謝分享

伏虎降龙 · 发表于 2014-6-7 15:42:44

本帖最后由伏虎降龙于 2014-6-7 17:31 编辑

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。
（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 · 发表于 2014-6-7 15:50:02

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 · 发表于 2014-6-7 16:59:56

接入点和脱开点时间长了会变化。

lbflzcl · 发表于 2014-6-7 22:56:57

表示没有看懂啊

欧阳绝痕 · 发表于 2014-6-7 23:19:57

大侠贴上去的资料哪里有下？

动静之机 · 发表于 2014-6-8 11:08:47

伏虎降龙发表于 2014-6-7 15:50
2 ]7 Q, D% o6 w8 f; ]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
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 · 发表于 2014-6-8 20:30:45

lbflzcl 发表于 2014-6-7 22:56 1 D1 @& @* o0 t: E
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

韩健3927 · 发表于 2014-6-9 00:12:14

:):)

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