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機械社區

標題: 力矩放大器原理 --- 視頻 [打印本頁]
作者: 動靜之機    時間: 2014-6-7 14:44
標題: 力矩放大器原理 --- 視頻
本帖最后由 動靜之機 于 2014-6-8 10:09 編輯
$ p5 B" \+ X9 Q8 @5 R  A! u
% v# Y7 S7 j* o" ~7 o; Q* [6 M$ ~這幾天看到了個“奇怪”的東東，于是拖到優酷保存。5 r6 k8 ^# ~4 M! n

" u, M8 ^& k6 {) c( D5 ~- E7 u$ zhttp://v.youku.com/v_show/id_XNzIyOTEwMjA0.html
) q. u( t' j( F  @: 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。# s6 s! ]4 S+ [+ k5 S5 H6 R6 t

+ N$ ~# D0 R( _$ L# x' Q順著視頻的信息，找到這個地址：
* v9 h, ?+ A+ D( i" a4 h) Phttp://www.meccanotec.com/torqueamplifier.html
: E9 d, h2 ?0 Y6 z. ?4 d5 F+ ?2 M9 |' r' _3 Q* |1 s
看到文中有圖：* F5 e; p) c5 Y4 ~" ~, E5 u% m
[attach]321881[/attach]4 d; p$ I, u( p4 `  P- {4 j: _

6 J) d# W3 ~) S$ I9 _, V這才猛然想起 @苦菩提 提過類似的問題：6 @1 B5 ~2 X$ `! b: R
( G9 R1 y, O9 N, ~
這種動力放大裝置的原理是什么？  e/ y% Y7 o& ?  T$ A4 q) {! n( ^
http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=337132
( r3 l: M3 E: M/ C* h% p* i- J$ x, `
順著 @伏虎降龍 兄弟的指引 ---- 《機械設計實用機構與裝置圖冊》，# z% L- O4 P! [" e) S. K
找到了原始文檔（請自己去尋吧。。。），摘錄如下：' b! f$ _1 c! @! ^2 J
) p' k2 M2 d! L0 ~* ]
原版
7 X' W7 b5 t6 w; J2 o[attach]321879[/attach]3 F* I9 i9 j& p0 u1 l# Z: v" r9 |
于是豁然開朗了。呵呵。  5 a: @! _( z- H& i* U, a' i
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。
6 `1 f& Y1 k4 s. {& \6 a% k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。& j5 @8 w$ U9 @, L1 r, D8 k$ q, }
: x3 `1 L2 ^' v4 E1 ?) u
該機構的特性是：8 t+ Z6 c6 n  V8 B" I8 D
輸入端驅動時，感覺不到輸出端的負載（舉重若輕）。
- v) j" D9 h5 j若輸入端不動，輸出端無法驅動輸入端（類似自鎖）。/ C+ e1 S# d* A3 R
4 ?( N; {; U2 S- Z4 m) ^
還記得10年前隨動機械裝甲的震撼么：
% N" i# ]# l& ?* T: x$ n% x[attach]321883[/attach]
" |+ h+ ^, s. N1 _% E4 {8 F  r1 T4 Z( a- X  l$ e
回頭再看這個問題。
3 d0 B: p0 Q- |: x" g4 [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：
# A; K# k: o1 p% Y$ k; m[attach]321882[/attach]
0 ]& ^+ \& D! ]& B7 ]9 I- m
/ I% ]9 F9 _8 a+ i9 W0 z) x$ S0 Y& M( t- F5 X+ H; _! R, Z

9 }8 K+ _1 m) [$ z% z0 L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：
+ s, h. m$ w7 a/ o- t# ?) W! u3 z
' l* |) U$ A* d$ e- l; Z晶體管(三極管)如何放大交流信號,書看的頭暈!% m  C7 x; Y  o& d- y
http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=327973& h) k4 e# F: Z7 V

: \& Q3 A. J& g% U& C# F5 ~4 _+ n
分割線
$ }/ r4 Z4 }, h& g+ V
# K1 [. u) Q; B# a第二天補充：
6 f+ c0 z( N6 t3 n( M- c. X找到了中文版. T$ G" D2 g* y$ K$ ~
[attach]321941[/attach]3 V& I3 `# [, r
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。" D3 B9 h1 _8 q" \

: {- J& Z5 J" A/ Q2 u7 V試譯如下：
" I" J. P! c/ E1 S3 UA capstan is a simple mechanical amplifier—rope wound on a motor-driven drum
1 p% b  {2 X: i6 w+ `4 ^$ T+ {slips until slack is taken up on the free end. 9 M# Y9 J$ f2 ~- K4 P8 R. U+ ?& P! |  [3 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）。8 \2 C9 e1 M& |: q
+ v0 L3 x% K: z
The force needed on the free end to lift the load depends on the coefficient of friction - l3 g* O8 j8 X8 J
and the number of turns of rope. 7 I7 I1 b" E8 j5 s
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。
: |) Q% j& U! E7 l. o  p+ r8 |% M: P* P: N/ i
By connecting bands A and B to an input shaft and arm, the power amplifier provides an   [' |6 B! i  L$ I) M0 k
output in both directions, plus accurate angular positioning. % s, I4 x' ^9 _/ y; r
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
4 g4 D( U* m4 ^6 _) w: ^出以及準確的角度定位。
! k2 [& S  v3 `, U+ I2 o. r
2 O% \: S5 o8 D9 kWhen the input shaft is turned clockwise, the input arm takes up the slack on band A,
& d, j5 Q3 P/ H0 q5 G" S, Qlocking it to its drum.
: P7 C3 i- f3 J- ?7 m  E0 d, h5 K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。/ I$ s$ T) w% X8 }5 M" |' ~
' a+ V5 g0 d8 j* u0 }
Because the load end of locked band A is connected to the output arm, it transmits the CW9 @# t2 u2 J, Z8 H/ J" K) q7 t" a. Y
motion of the driven drum on which it is wound to the output shaft.5 v( s4 H" K( \& H' Z% ]2 {
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。
* _* g. h5 L' N" z( b* P
0 g5 \% L, D  }Band B therefore slacks off and slips on its drum.
( v6 j: }$ Y& z* G: {2 q4 k帶B 因而 變得松弛而在滾筒上打滑。/ ]! ^: ^- a+ i) O% o+ O

6 v& q" a' }5 O5 q; E& W0 S2 [When the CW motion of the input shaft stops, tension on band A is released and it slips on its
: l5 Y  i' _; d2 C; \2 iown drum. 7 M, I& d3 H: h6 Q3 u5 z
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。
$ w/ {6 a* B& b" V' A6 G; E$ W. c; d1 L# z
If the output shaft tries to overrun,the output arm will apply tension to band B,
, m- j' o4 Z! s) ~" c. U% _causing it to tighten on the CCW rotating rum and stop the shaft.
6 ~, e4 L5 Z# H: B8 h! ~) i% {/ r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
$ y7 c* p7 X; W. Z( c: [; n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）。* H' i$ o% K( }8 Y$ K% G: b; n3 C
9 o- m: p' S7 E' ~2 B; \+ E: V
. c; ^$ V: w  j4 q1 W  F, T
作者: mark91189    時間: 2014-6-7 15:04
不錯~謝分享
作者: 伏虎降龍    時間: 2014-6-7 15:42
本帖最后由 伏虎降龍 于 2014-6-7 17:31 編輯 4 x1 y9 R/ P& w6 J; Q
# q4 R2 x2 A: a) W5 V' ~
它和電路中三極管中還有一些及其相像的地方，就是. Z- K0 C0 ?) q; |( O8 Q- M3 [
（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）。/ [( R7 ~1 g6 j! a. r$ ^
（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。9 j" d9 |9 o; o- j
（3）它的機械傳動效率和“推挽放大電路”基本相同。
( r$ g* e" O8 ~* B3 L9 _: Z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。" u- n+ @( ?9 }, r# i
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。
作者: 伏虎降龍    時間: 2014-6-7 15:50
美國人的那個圖有一點不是完善的地方?？梢詤⒄胀仆旆糯箅娐废嚓P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。
作者: 希傲    時間: 2014-6-7 16:59
接入點和脫開點時間長了會變化。
作者: lbflzcl    時間: 2014-6-7 22:56
表示沒有看懂啊
作者: 歐陽絕痕    時間: 2014-6-7 23:19
大俠貼上去的資料哪里有下？
作者: 動靜之機    時間: 2014-6-8 11:08
伏虎降龍 發表于 2014-6-7 15:50
/ R  h  h: n0 Y* [; m美國人的那個圖有一點不是完善的地方?？梢詤⒄胀仆旆糯箅娐废嚓P成果給它加入負反饋機構，可以防止過負荷和 ...

. ]5 C! W* Y3 ^, `" X俺猜這個東東淡出市場，是數字化時代的必然。
2 c' s5 h/ N9 M2 @7 c6 a9 X0 A. r0 r
日晷 --- 水車 --- 機械鐘--- 電子鐘 - u$ G8 v! K9 G4 F% ?  c- z
竹簽 --- 計算尺 --- 計算器 --- 計算機: Y8 b' F: Z/ ~
機械計算機 --- 電子管計算機 --- 晶體管計算機
$ |6 q$ b# r3 v6 c: b. Y0 n穿孔紙 --- 磁帶 --- 軟盤 --- 硬盤
$ T4 u9 m6 X% w# M! k/ b# @ ; h( A3 e1 u, d4 [) F/ p5 v/ G: L
作者: lbflzcl    時間: 2014-6-8 20:30
lbflzcl 發表于 2014-6-7 22:56 , o1 _, e8 g3 i
表示沒有看懂啊
1 {8 x  Z, d6 X2 J
非常感謝樓主的細心，知道我們看不懂英文# k8 _, o) Q& d, [# R
作者: 韓健3927    時間: 2014-6-9 00:12
:):)
作者: 浪人tjl    時間: 2014-6-9 15:23
不錯，學習了一下
作者: 欒海軍    時間: 2014-6-9 15:43
很不錯的分享哦
作者: 浴血鳳凰    時間: 2014-7-14 15:17
厲害
作者: xinshiji666    時間: 2014-7-18 19:27
這個還真的是頭一次看到。學習了。
作者: liuhho    時間: 2014-7-19 18:43
費了半個小時的功夫終于看清楚了原理，始終有個摩擦力提高扭矩。輸出輸入直連，轉速比恒定。 真是個好東西。
作者: Miles_chen    時間: 2014-8-28 17:07
本帖最后由 Miles_chen 于 2014-8-28 17:09 編輯
: u( t  p8 @$ @/ z& Z( \1 @6 W! ~1 n8 k: i* Z
也許是我看的不夠仔細吧，看了一個多小時，感覺一些前提條件沒說明白，導致初次閱讀的人很費解：1 V4 {  R9 o" }
1.輸出軸、與A帶的卷筒，是同步轉動、配合的。但是，輸入軸，和B帶的卷筒，是沒有關系的。
1 q# Q; b+ ?& y& _  s! L   輸入軸，帶動的是輸入臂運動，與B帶卷筒暫時看做無關。
5 m+ a- ]1 z' q8 d* `2.關鍵點是B帶卷筒上多了一個換向的齒輪，所以B帶卷筒會和 B帶反向運動（保持松弛？）/ q  w5 M+ C% l2 m
3.沒說明，電機一直是什么狀態？……
作者: 動靜之機    時間: 2014-8-28 19:33
Miles_chen 發表于 2014-8-28 17:07
, K( C2 n; E/ V8 H也許是我看的不夠仔細吧，看了一個多小時，感覺一些前提條件沒說明白，導致初次閱讀的人很費解：
2 l7 C2 o( u+ e* W$ Z  p1.輸出軸 ...
5 C% h6 T, J. _3 W- \! e8 m7 x8 w
1. 輸出軸和輸出臂是一體的，最終是被摩擦帶扯著跑的，和兩個卷筒之間只是同軸關系。
2 o* C& |- o" I/ X2. B桶和A桶轉向相反，所以需要惰輪轉換一下。$ p8 r- ^2 ]1 A! f/ B
3. 電機一直是驅動狀態，讓兩個滾筒保持反向運動 --- 然后利用兩邊帶的張緊和放松，選擇! g& R; Z. ]& U% M
    性地“搭順風車”，將電機的動力選擇性地（和輸入的角度同步）輸出。! g+ p# p( m" T& o. R$ \

. h9 v2 d8 i$ ?: V1 U8 J* {) T. o7 i
作者: Miles_chen    時間: 2014-8-29 12:03
動靜之機 發表于 2014-8-28 19:33 ; ?8 |' ^; C+ p+ e$ s" t: `
1. 輸出軸和輸出臂是一體的，最終是被摩擦帶扯著跑的，和兩個卷筒之間只是同軸關系。
& z- ?/ S2 ^7 }7 ]2. B桶和A桶轉向相 ...

1 {# u! d7 n2 E6 W3 j! J: h這樣就好理解些了：% H  \3 N: i' y7 \; F- j
電機始終運轉——A、B卷筒始終反向運轉
" b# ]( D9 U0 W4 U# g1 Z. H輸入軸順時針轉動——輸入臂轉——A帶張緊——帶與卷筒A摩擦——卷筒“輔助”帶動帶A正轉——輸出軸正轉；——“相對省力”
0 f4 L# E; W3 G* t  c  ]輸出軸超越——B帶綁緊——拉扯輸出臂，減速% G) [$ a, S: n4 D! x' H
所以弊端是：
6 H+ m/ ]5 w' m  l1.若輸入軸 和 卷筒的轉速相差較多，則帶始終與卷筒動摩擦接觸，磨耗會很大吧。
4 G) f( q8 }5 R% X  w' q  d% q6 d2.這結構實際搭配不好的話(皮帶材質、張緊力、電機轉速等)，會不會出現類似“爬行”的運動狀態，轉——滯/頓——轉……
9 i  @- R( o& ^- S具體的 扭矩貢獻比例 定量的計算推導…
" m- Y. u8 p# R. Y# z
$ q" l" n- Q' B" V7 _
作者: toafy    時間: 2014-9-26 22:55
我還是沒有看明白，不過很感興趣，不知道能不能用這個機構做一個平衡裝置呢，哪位大俠能夠指點一下。
作者: wenlei333    時間: 2015-3-27 16:54
interesting~
作者: 拾穗者    時間: 2015-4-9 15:32
高大上
作者: 郝奇吾乃    時間: 2015-4-10 18:19
學好外語好重要啊，我的六級啊
作者: 老熊jansa    時間: 2015-4-28 18:15
博學啊
作者: l6067066    時間: 2015-5-4 14:30
還需細看
作者: 旺旺哥哥    時間: 2015-5-9 18:16
強
作者: 農藥    時間: 2016-3-19 13:36
漲知識了
作者: wuwei1912    時間: 2016-5-20 11:44
不錯~謝分享
作者: 業峰心飛翔    時間: 2016-6-6 15:53
謝謝樓主，了解了一下力矩方面的應用
作者: 流氓兔1717    時間: 2016-6-9 22:20
沒看懂  收藏了慢慢研究研究
作者: 落雪clq    時間: 2016-12-14 16:14
學習，謝謝
作者: 問天問地問自己    時間: 2016-12-16 23:00
漲姿勢了，不知道能夠應用在什么方面？
作者: 鵬騰動力    時間: 2017-10-13 16:04
誠實刻為座右銘，質量敢為天下先。超過10年的卓越表現，鵬騰動力公共電網的領導者。
, k! g" _5 j7 q6 F& M9 H7 Q% o' V



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