力矩放大器原理 --- 视频

动静之机

& _* t% ~2 Z) ~7 o+ p! V这几天看到了个“奇怪”的东东，于是拖到优酷保存。

& l; h. v% R5 W$ d
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。
& u: l' X. r8 E6 e4 D4 B
% b! w7 i5 l% K顺着视频的信息，找到这个地址：
http://www.meccanotec.com/torqueamplifier.html
# k5 A3 S. ?. k( L, N+ W
  F% h+ G! _1 @, D' i  U看到文中有图：
+ A. ]5 E1 w' ]3 [, E  ]
8 x$ R1 P5 k; j, f0 a$ k
" {% R0 S8 G. x这才猛然想起 @苦菩提 提过类似的问题：

( O9 {9 n) V) X4 j' k$ o; g% d, @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
" }5 a, a  X$ H! P5 H- ^+ Z; Z- B
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。
1 a" b! ?, w8 o3 V* b4 C9 Q  g) j! L8 P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：
* M' P6 _5 F; P7 F输入端驱动时，感觉不到输出端的负载（举重若轻）。
7 n7 |9 i# _1 ^1 c8 T" Y若输入端不动，输出端无法驱动输入端（类似自锁）。
+ F- l% T6 k. ]9 s8 e0 q  m
- L) M: Z- k) [( u' Z' F# B5 w" C还记得10年前随动机械装甲的震撼么：
% _' Z, h9 Z1 m# Q! `! i
% E) n5 d; N" J3 B4 X
回头再看这个问题。
5 y1 x! C+ V; l; }5 P$ z" \0 g$ q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：
' v) `" S' w, n4 f$ S; o
. |, M3 l8 y9 b! e. u

2 A4 S5 ~( L2 q/ a& f$ P+ t) h
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：

# m3 I$ U+ |4 N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

7 p  \# M- I! R$ k: W( k/ Q- y' C

---

分割线

- R3 D* @9 j# y+ p  Y第二天补充：
% Y- g3 w5 r4 E# w- j9 \找到了中文版
. N- i* a) F, `# U1 Q
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。
0 |5 l- _; ]# w# m
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.
- w. ^& E; Z2 u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）。
! q9 [0 L/ s( G% K: P( `  ~. E
The force needed on the free end to lift the load depends on the coefficient of friction
and the number of turns of rope.
4 p' h4 s! ?* V' [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。

8 I! }& I. Z/ M+ r+ EBy connecting bands A and B to an input shaft and arm, the power amplifier provides an
, ]5 Q$ J4 P* T6 s1 F" i  Zoutput 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
; |0 q. ]3 C. R" P出以及准确的角度定位。

) V! ^8 c8 r1 n3 fWhen the input shaft is turned clockwise, the input arm takes up the slack on band A,
$ M* V, a2 F; n# ulocking 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。
- z# I3 m! \5 Q1 ]- M) h* ]5 B2 x
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.
6 m: F0 T1 S- C# {: z( h3 J$ Q$ j0 k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。
+ y# v- R) `# o7 I( \/ W" F
Band B therefore slacks off and slips on its drum.
! {; b( K0 Z" I% [" M) Q; s9 L带B 因而 变得松弛而在滚筒上打滑。

* z" J$ e- O5 N" g* GWhen the CW motion of the input shaft stops, tension on band A is released and it slips on its
( l0 V$ `* x% r- d2 B& G- {9 q7 aown drum.
: Y0 e" S7 c& V. W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,
1 Z8 Y2 J5 O8 }. q: rcausing it to tighten on the CCW rotating rum and stop the shaft.
$ y4 ^' H7 N$ ?: O4 \8 z0 i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）。
7 D) v8 O# j& V" F

5 a" ~" c! ]3 k' L

mark91189

不錯~謝分享

伏虎降龙

0 G) v* W+ g( x% X9 [( [* A
: ~+ @6 j! l- @, Q! y& O2 @它和电路中三极管中还有一些及其相像的地方，就是
% N7 O8 }$ e6 C9 D（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）。
: u) v( T% z3 ^（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。
( ]" |2 `; V- q$ A; l（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。
2 ~" x  o* @* _  X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 ...

) V+ N* A' @7 _+ Y5 A  k俺猜这个东东淡出市场，是数字化时代的必然。

  D; {/ y' ]) N; Q+ L. y' V7 J& T日晷 --- 水车 --- 机械钟--- 电子钟
" y' |0 I2 s* r% G5 ^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
4 b( C6 D" S  q穿孔纸 --- 磁带 --- 软盘 --- 硬盘

lbflzcl

lbflzcl 发表于 2014-6-7 22:56
! ?3 B) J2 [. Q: P) A7 Q2 x表示没有看懂啊

, N% R4 h! `5 B非常感谢楼主的细心，知道我们看不懂英文
: m0 l# j; ]* B" V  [& l

韩健3927

:):)