力矩放大器原理 --- 視頻

動靜之機

8 P- M, w8 {" ?2 @" X這幾天看到了個“奇怪”的東東，于是拖到優酷保存。


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。
- z2 ~9 C. A. l7 D, u* S$ @
3 x4 b8 X& D5 E/ B9 H5 n# M順著視頻的信息，找到這個地址：
http://www.meccanotec.com/torqueamplifier.html
6 ~6 `3 ^: I# I) x
7 M) v# a! }) O看到文中有圖：


: l' ?8 W9 }" Z這才猛然想起 @苦菩提 提過類似的問題：

這種動力放大裝置的原理是什么？
: M3 G! g2 S+ x0 _  @http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=337132

1 h$ e  L. L! G8 t% D. B6 A/ \順著 @伏虎降龍 兄弟的指引 ---- 《機械設計實用機構與裝置圖冊》，
$ @6 ]5 i- B# c$ e" _4 @找到了原始文檔（請自己去尋吧。。。），摘錄如下：

1 O* D8 T; V( r原版
& M0 v5 b( }8 t4 x1 j7 \; ^% x
# f7 J. \1 g' v) `5 L7 ~于是豁然開朗了。呵呵。  
9 f+ ?) `4 b' a  X, l$ @& A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 y! N* V& |2 C: Y# m) q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。

該機構的特性是：
1 M7 o9 ~+ x/ d5 q$ ?6 T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）。

還記得10年前隨動機械裝甲的震撼么：

4 B4 }7 {2 b0 g7 T
回頭再看這個問題。
# a: [6 k& i1 J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：



7 ?: u4 }  Z( c
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!
/ d: T- m1 z) r9 B8 B3 Y( ?7 ohttp://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=327973

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分割線
3 Y- i3 S" t1 d; ^# x% `* x6 m
# w* H" E: w% h6 i第二天補充：
4 Z; }/ ^$ i/ u- w  z; Y找到了中文版

1 F' p& Z5 Y) _, X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。
3 V' U) T/ Y4 A. ^/ P+ I
5 x& y! S* m/ S) a$ _" r4 x7 f試譯如下：
7 g0 b- @' B3 i! nA capstan is a simple mechanical amplifier—rope wound on a motor-driven drum
3 ?6 ]+ n! I# ~: V- Gslips until slack is taken up on the free end.
( Z8 V/ p3 S3 ^+ o& ~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）。
$ p4 `- u9 G3 u1 b  N) n0 Z- ]
4 g0 O9 V; t& n( [" qThe force needed on the free end to lift the load depends on the coefficient of friction
+ L. T" [+ o! }3 f1 ^  u( _and the number of turns of rope.
: |6 c' k" S6 _/ I+ i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。

8 F" y* S0 [$ u, F7 H5 wBy 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
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,
5 r% W- s/ ]$ I! y$ A' i: `5 Y8 k1 ^; Tlocking it to its drum.
) x" H) o" E5 O  M0 \0 E/ n4 h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。
4 ~9 }( P" j7 Z( G9 c. y' p* N7 j
# v+ h; @7 P  C6 N: C! J7 o; GBecause the load end of locked band A is connected to the output arm, it transmits the CW
) O- e. j0 a$ s- s! E; rmotion of the driven drum on which it is wound to the output shaft.
: ?& k# y( G) w- A; o6 x3 f6 ?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.
/ }9 C' O% U' r& g帶B 因而 變得松弛而在滾筒上打滑。

When the CW motion of the input shaft stops, tension on band A is released and it slips on its
own drum.
/ z# c/ _" g( K  Z( Z2 F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。
  T. x3 }" t; g, a5 ]
5 h4 ]: e. K$ K  f' oIf the output shaft tries to overrun,the output arm will apply tension to band B,
+ w0 c" g* l; m6 z0 |7 J: B. d+ ]+ Qcausing it to tighten on the CCW rotating rum and stop the shaft.
2 G0 {- j3 J/ u9 j/ G; K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
- B( I3 C/ t) H2 y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）。
- M6 m$ U: _& q9 L% S  _
: ]8 l3 m# u& l- o

mark91189

不錯~謝分享

伏虎降龍

它和電路中三極管中還有一些及其相像的地方，就是
! H0 y& N2 I8 J6 k（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）。
# g2 q5 x0 k) N（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。
, g' \2 I$ \% o! B4 y1 ]（3）它的機械傳動效率和“推挽放大電路”基本相同。
  f9 X0 n# o1 `- p4 L7 }. h) ~! Q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。
) d7 f. h5 j3 c# A4 Z+ _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
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 ...

俺猜這個東東淡出市場，是數字化時代的必然。
; P5 G& C/ u1 N$ ~+ [
% _! B9 S' A" k" j日晷 --- 水車 --- 機械鐘--- 電子鐘
2 p  ^+ M0 d3 ^竹簽 --- 計算尺 --- 計算器 --- 計算機
; B" X8 e7 _; r, Q! I1 L7 W1 s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

8 h( _- Y( P: k6 u) B4 S

lbflzcl

lbflzcl 發表于 2014-6-7 22:56
, n' r: C% |' s0 Q9 Z% U. W表示沒有看懂啊

* y8 l9 L7 u5 C$ _非常感謝樓主的細心，知道我們看不懂英文
  R1 ^# e2 t6 y

韓健3927

:):)