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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

這幾天看到了個“奇怪”的東東，于是拖到優酷保存。

http://v.youku.com/v_show/id_XNzIyOTEwMjA0.html
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。

順著視頻的信息，找到這個地址：
http://www.meccanotec.com/torqueamplifier.html

看到文中有圖：
[attach]321881[/attach]

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？
http://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：

原版
[attach]321879[/attach]
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。
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：
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：
[attach]321883[/attach]

回頭再看這個問題。
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：
[attach]321882[/attach]

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

分割線

第二天補充：
找到了中文版
[attach]321941[/attach]
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。

試譯如下：
A capstan is a simple mechanical amplifier—rope wound on a motor-driven drum
slips until slack is taken up on the free end.
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）。

The force needed on the free end to lift the load depends on the coefficient of friction
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。

By 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,
locking it to its drum.
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。

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.
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.
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.
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。

If 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
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

）。

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

它和電路中三極管中還有一些及其相像的地方，就是
（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。
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 ...

俺猜這個東東淡出市場，是數字化時代的必然。

日晷 --- 水車 --- 機械鐘--- 電子鐘
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

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

非常感謝樓主的細心，知道我們看不懂英文

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

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.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。
輸入軸，帶動的是輸入臂運動，與B帶卷筒暫時看做無關。
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？）
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 ...

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. B桶和A桶轉向相反，所以需要惰輪轉換一下。
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
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。

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 ...

這樣就好理解些了：
電機始終運轉——A、B卷筒始終反向運轉
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”
輸出軸超越——B帶綁緊——拉扯輸出臂，減速
所以弊端是：
1.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。
2.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……
具體的扭矩貢獻比例定量的計算推導…

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。

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