力矩放大器原理 --- 視頻

動靜之機

* f' J+ |! Y6 z# s
這幾天看到了個“奇怪”的東東，于是拖到優酷保存。


' o0 J* U" t# V' W% R* [5 c' D  L視頻中顯示，輸出輪（最后一排）的轉速與輸入輪（中間一排）一致，然而明顯“給力”多了。
) u3 `& o; W+ ]% C+ u. G
4 i; o4 O7 ]2 c" w6 e9 a( S$ f; C順著視頻的信息，找到這個地址：
5 X4 }, S. o, s9 t. m9 ?; i" yhttp://www.meccanotec.com/torqueamplifier.html

看到文中有圖：
- d# ?5 A* ^  ^* F4 v9 z6 }# i( c

9 Z0 T* T* S" j1 R5 T$ |這才猛然想起 @苦菩提 提過類似的問題：

4 C+ e# `) e, m6 i這種動力放大裝置的原理是什么？
. A5 v2 H& a& c) }2 f) chttp://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=337132

順著 @伏虎降龍 兄弟的指引 ---- 《機械設計實用機構與裝置圖冊》，
找到了原始文檔（請自己去尋吧。。。），摘錄如下：
! ~; |6 K* {6 ~$ d8 j- t
6 X/ B' d- b, L0 o7 D原版
5 I( ?3 R2 f% ]( H) ^6 _7 B
, m$ ]5 y9 X3 a& H9 S于是豁然開朗了。呵呵。  
簡而言之，該裝置的輸入軸通過調節兩套摩擦離合器，選擇性地將電機的動力輸出。
, w, O/ O. W- R8 C) j- F  d輸出的幅度由于離合器的隨動，被限制在等于輸入軸幅度，是個1:1的隨動裝置。
' y8 z- w- N) F
( q: x/ B" f5 Y, E該機構的特性是：
輸入端驅動時，感覺不到輸出端的負載（舉重若輕）。
若輸入端不動，輸出端無法驅動輸入端（類似自鎖）。
: |7 j8 w+ C/ L  c, \
還記得10年前隨動機械裝甲的震撼么：


% u2 }5 ], d. F6 G, l+ x+ l回頭再看這個問題。
' \! N) P0 O, z' I& N/ b' Q如果一開始用的是維基百科這樣的圖示（軸中從間斷開），可能就不會這么隱晦了：



! M2 a: w$ K% d! l2 q
, U. {1 q) N8 y  }6 s1 |0 x與伏虎降龍兄弟的感覺一樣，這個裝置和三極管的“放大作用”如出一轍：

晶體管(三極管)如何放大交流信號,書看的頭暈!
http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=327973

, L# U( p6 v' K1 m6 q

---

分割線
: ]2 t" n( p9 [4 ]: R) q
第二天補充：
找到了中文版
" `+ Y6 B+ u8 m# I1 ]: I) l  p  P6 U
- s3 Z" M+ y. i% K: A1 Z5 D9 [* g8 c仔細看了看，翻譯得不妥。這可能是 @苦菩提 上來發帖助的原因。
# D) o2 L" w, D- r
; {2 L/ [* P  h$ z! E1 {- ?  {試譯如下：
$ F" A9 |. l& [- m5 g" J3 F. EA capstan is a simple mechanical amplifier—rope wound on a motor-driven drum
$ |9 b# T9 d, L" m: \; ~slips until slack is taken up on the free end.
7 i; _/ S1 ?: m  [! \( |4 ~8 i絞盤車是個簡易的機械放大器。繞在電動滾筒上的繩子會打滑，除非在自由端消除松弛（拉緊）。
) w- a% [7 D3 d$ m3 \/ ~- @+ M2 _' I4 _, V
9 a. K! L7 V/ hThe force needed on the free end to lift the load depends on the coefficient of friction
% A- H" s6 C8 ?and the number of turns of rope.
起重所需的自由端拉緊力取決于摩擦系數和繩子纏繞的圈數。
: _$ {2 ~/ n0 a  Z* N7 x' ~7 C
# G1 I5 ]- y$ ~. |% m+ J, \By connecting bands A and B to an input shaft and arm, the power amplifier provides an
7 c* U" J! R2 h" Aoutput in both directions, plus accurate angular positioning.
6 G9 o! W3 T3 a; T/ _! w通過將（引出點相反的）帶A和B與輸入軸和輸入臂連接，這個機械放大器便能夠實現雙向輸
5 q0 C/ C8 A) r6 m, a. `出以及準確的角度定位。

When the input shaft is turned clockwise, the input arm takes up the slack on band A,
7 L- i/ L7 L. |6 Z' o9 W, R6 f" i8 Vlocking it to its drum.
' ^& [9 x: P4 f' I6 X8 F當輸入軸順時針轉動（如圖），輸入臂開始消除帶A的松弛（增大帶B的松弛），將帶A綁定在鼓面。
2 d  g% z' [1 I" P3 \' s
" O" z# u, K/ I( k* d6 [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.
2 E+ d# {  o+ Q4 h8 ^/ s1 T3 D; i由于被綁定的帶A的負載端連接在輸出臂上，因此順時針轉動的滾筒的動力被傳遞到了輸出軸上。

Band B therefore slacks off and slips on its drum.
2 `2 C7 z+ x* w; O0 d帶B 因而 變得松弛而在滾筒上打滑。
9 o  \) Q# Z' i1 C6 r' s( O
) X2 Z2 @7 G/ |/ V" r, b$ i' GWhen the CW motion of the input shaft stops, tension on band A is released and it slips on its
, E7 ^2 n, @' h  G+ down drum.
當輸入軸的順時針運動停止時，帶A上的張力消失（恢復松弛），開始在自己的鼓上滑動。
4 r( d, }0 z1 P; j4 I
2 g. P' @# s, d( u  d% pIf 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.
若輸出軸試圖超越（順時針），輸出臂將會為帶B提供（額外）張力，使帶B綁定在逆時針轉動
( g: h' ]6 }' W3 f2 Y" I$ D; Q的鼓上，從而阻止超越而制動（直到放棄超越，當然若超過電機的功率，電機就投降了）。
% p9 \* H# k- O" D9 m7 ]
2 y" p( v/ c+ j8 }

mark91189

不錯~謝分享

伏虎降龍

; q2 I$ i. L! R) C! b8 b, E7 L它和電路中三極管中還有一些及其相像的地方，就是
% I4 C4 p+ E. S（1）三極管的電流放大規律是指數規律，而這個機械放大器也是指數放大規律（歐拉公式）。
（2）兩個相反的摩擦機構相反速度安裝，和模擬電路中的“推挽放大電路”是很相似的。
（3）它的機械傳動效率和“推挽放大電路”基本相同。
這個機構反應速度比液壓伺服系統和伺服電機更快強大，在動力性能上完全可以代替伺服電機，最大的缺點是存在磨損，這一點比較令人郁悶。
2 z" w$ J' F1 `2 w: V想用這個機構代替凸輪機構產生高速而復雜的運動規律，但是磨損的問題似乎比較棘手。

伏虎降龍

美國人的那個圖有一點不是完善的地方。可以參照推挽放大電路相關成果給它加入負反饋機構，可以防止過負荷和誤動作。但是磨損壽命有待考究（應該可以加入磨損補償機構）。國內很少有發現使用這個東西的例子，不知道還有什么不方便的地方。

希傲

接入點和脫開點時間長了會變化。

lbflzcl

表示沒有看懂啊

歐陽絕痕

大俠貼上去的資料哪里有下？

動靜之機

伏虎降龍 發表于 2014-6-7 15:50
/ q2 F6 p5 @) r5 N' P* c. u美國人的那個圖有一點不是完善的地方。可以參照推挽放大電路相關成果給它加入負反饋機構，可以防止過負荷和 ...

( ~) C, V: O. a' w- H: e俺猜這個東東淡出市場，是數字化時代的必然。

0 S. t% O/ ~7 k日晷 --- 水車 --- 機械鐘--- 電子鐘
7 L4 P9 e2 y: Q竹簽 --- 計算尺 --- 計算器 --- 計算機
機械計算機 --- 電子管計算機 --- 晶體管計算機
穿孔紙 --- 磁帶 --- 軟盤 --- 硬盤

lbflzcl

lbflzcl 發表于 2014-6-7 22:56
表示沒有看懂啊

7 u4 U4 v6 R2 R  }$ P非常感謝樓主的細心，知道我們看不懂英文

韓健3927

:):)