力矩放大器原理 --- 视频

动静之机

+ V3 H" d. u9 V3 h- Z) u
这几天看到了个“奇怪”的东东，于是拖到优酷保存。
% k- z2 w' m( M2 @7 P
" [3 }4 I6 C- v# a4 p$ H, D4 l' H) k
- W9 l/ |% ~/ o4 d0 \" t) S* P2 Y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。
4 M& p! x; X% ?6 J6 t0 s$ s
; O7 H& H( z+ t- A0 u7 \顺着视频的信息，找到这个地址：
9 F2 b, D0 k* W" f3 Ehttp://www.meccanotec.com/torqueamplifier.html
+ ^  p3 S$ s% G: t$ S
看到文中有图：
9 L( ^- O+ B7 K, F, V7 Y  z0 x6 [% ]& c
3 `7 H. {; n) \2 s2 D+ v) u
# V8 }0 N) V# \, O4 y这才猛然想起 @苦菩提 提过类似的问题：

' g! u: S# R- q1 l& `' c/ 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

/ n% B6 g2 [# [. A  }. \9 u! s, u  O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：

  H) ?+ \) n0 S$ \2 [2 Q8 i原版
& G; Q2 m; O* ^+ K+ 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。
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。

! }3 V% L1 l1 I# i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）。
5 K, }  }4 H: @7 Q若输入端不动，输出端无法驱动输入端（类似自锁）。
6 F5 Y4 F4 Q! t6 r: m3 k$ [9 a% b
还记得10年前随动机械装甲的震撼么：
0 g  Y, P3 v" K. E0 X+ z

* D2 o& G# ~' J. V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：

8 r7 s5 M5 ?  ~0 I2 z1 ^$ h% V5 s
" u) L0 G, ?% g! l+ S
- ~, Y' `2 @8 G5 T+ j3 Q7 a( T8 Y
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：
* c8 L. [, w0 I3 F& W8 U6 d
8 O4 q! s! O$ o5 s8 _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
* k: [6 p( o- `. c9 m

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分割线

第二天补充：
找到了中文版

$ l$ n. u7 q* n* `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
' |9 T3 l  e% B+ Xslips 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
: k: o/ j; m: D) a' }' h% \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。
5 G3 ^& i5 o" {" Z
* @# K$ r4 M  i% `7 Y: [6 eBy connecting bands A and B to an input shaft and arm, the power amplifier provides an
4 r: j! P7 W* h7 v. d2 Voutput in both directions, plus accurate angular positioning.
' u4 ?' ]3 b$ m9 m$ }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
8 D0 y2 c+ U3 y) d' A0 D出以及准确的角度定位。
' B1 E% l+ A9 T
  l+ h, W# `2 [) H  lWhen the input shaft is turned clockwise, the input arm takes up the slack on band A,
1 X3 D! x, d1 G4 d( \, k# blocking 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
6 v$ u5 a: Y" S- v: L+ vmotion 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。
" W; r4 t) p$ p7 Z9 `9 j! a! J% O+ \
Band B therefore slacks off and slips on its drum.
1 f; p7 F4 L  |5 O6 f带B 因而 变得松弛而在滚筒上打滑。
3 u5 O$ \$ ^( i' j9 p
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。
( A! ^3 W5 Y0 ?* @- @
If the output shaft tries to overrun,the output arm will apply tension to band B,
' v% d  r, g* P! P5 t. I, y# ecausing it to tighten on the CCW rotating rum and stop the shaft.
1 [0 p0 ]" X8 Q1 g2 `/ _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）。
$ r# w& f6 W* ]9 T( ]
+ J5 O3 `. m' s! [5 Y

mark91189

不錯~謝分享

伏虎降龙

它和电路中三极管中还有一些及其相像的地方，就是
- g! N% o! n) G! h6 r' o（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）。
: i0 ]5 w& X- N/ b（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。
% c, u" h1 b' J, }  H（3）它的机械传动效率和“推挽放大电路”基本相同。
+ N* F6 E. |, z! ]- b& a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

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 ...

2 u) T5 M  `" }3 i俺猜这个东东淡出市场，是数字化时代的必然。
9 g" T! Y; h# U5 d
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
, k% }2 R( z3 j+ L# Y

lbflzcl

lbflzcl 发表于 2014-6-7 22:56
! B0 {) L0 X2 W5 Q, j2 i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

:):)