機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 力矩放大器原理 --- 視頻 [打印本頁]
作者: 動(dòng)靜之機(jī)    時(shí)間: 2014-6-7 14:44
標(biāo)題: 力矩放大器原理 --- 視頻
本帖最后由 動(dòng)靜之機(jī) 于 2014-6-8 10:09 編輯
7 P) ]/ `0 X& j0 X0 B; q9 E8 i/ r2 ]8 |7 U; K  t
這幾天看到了個(gè)“奇怪”的東東，于是拖到優(yōu)酷保存。9 V7 e% y5 k3 v8 }6 @1 u/ J

0 W9 c4 M/ B6 `0 R0 w, Hhttp://v.youku.com/v_show/id_XNzIyOTEwMjA0.html3 y5 m" _, q2 T. a3 h, _6 o' y
視頻中顯示，輸出輪（最后一排）的轉(zhuǎn)速與輸入輪（中間一排）一致，然而明顯“給力”多了。
8 K( [7 m) F9 [$ R1 ~: c
' w: R* y# g3 \% N$ o' v' {順著視頻的信息，找到這個(gè)地址：
2 c0 L, ?) F! X6 v1 [- ohttp://www.meccanotec.com/torqueamplifier.html
) l# D" R/ Y% |8 w  e6 O& U/ R0 ^2 l% F3 K- N* e6 A/ |0 C
看到文中有圖：
" l; o$ d3 D( y' Z3 p! J$ y8 c) K3 |[attach]321881[/attach]
' k5 Y2 X& q4 x9 b5 |
! M2 z" {+ [. O這才猛然想起 @苦菩提 提過類似的問題：* G. g. `+ E8 W7 Z6 |
0 e* J$ l' K8 ^$ Q3 ~& A, I
這種動(dòng)力放大裝置的原理是什么？
  b: s) q: T9 [4 x2 U; x: |http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=337132! F8 W+ e7 T8 s( {- s4 {3 ]
. U7 z2 @8 ~2 G# O  n1 g6 f
順著 @伏虎降龍 兄弟的指引 ---- 《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用機(jī)構(gòu)與裝置圖冊(cè)》，
! `; X1 d% s& W/ x8 L- T" B找到了原始文檔（請(qǐng)自己去尋吧。。。），摘錄如下：
" `0 O, l+ c3 J- q  Y/ g
/ f9 I& H2 A8 L) V% z原版* C5 f. Y5 v$ \5 E, P. O
[attach]321879[/attach]
6 W& e7 j2 D$ Q于是豁然開朗了。呵呵。  5 R( s6 X+ I0 u! |* n
簡(jiǎn)而言之，該裝置的輸入軸通過調(diào)節(jié)兩套摩擦離合器，選擇性地將電機(jī)的動(dòng)力輸出。
* K8 e& v) i3 m  N' S  i輸出的幅度由于離合器的隨動(dòng)，被限制在等于輸入軸幅度，是個(gè)1:1的隨動(dòng)裝置。+ I* r4 I- y- m
9 a" Z( E+ z) q( G$ s- r0 F) h9 C# ~+ Z
該機(jī)構(gòu)的特性是：
, ]) H5 S: ?" N0 z輸入端驅(qū)動(dòng)時(shí)，感覺不到輸出端的負(fù)載（舉重若輕）。$ |& A* X) ]4 p/ l
若輸入端不動(dòng)，輸出端無法驅(qū)動(dòng)輸入端（類似自鎖）。( v& h, H& s$ [2 B% c

" m2 ]* g6 [! u( v$ R: @$ t還記得10年前隨動(dòng)機(jī)械裝甲的震撼么：
* s3 R' q' P" Q' _[attach]321883[/attach]3 U& m+ Y" U( A3 _
% @# D4 r# ^2 N1 n6 O
回頭再看這個(gè)問題。, Z# \7 l" {6 J1 [1 r  ^5 ^) @6 x$ ~
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(huì)這么隱晦了：
7 c' L5 g. t/ X: a5 i[attach]321882[/attach]
' f- L- @: Y, @# p
6 ]( @1 g6 O- o7 Z3 A$ Q
. ~$ V4 K: U/ @' ?0 {7 I0 B# k
  O6 ?7 r! c" c* S% B6 u與伏虎降龍兄弟的感覺一樣，這個(gè)裝置和三極管的“放大作用”如出一轍：
; r3 @: @$ z) l! Q3 `
; @4 D2 U0 X( R, G晶體管(三極管)如何放大交流信號(hào),書看的頭暈!
9 h1 a$ h  `# h& P" F2 R7 [http://bbs.cmiw.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=327973
: L! L9 o0 n/ S9 P  v, Y
# L) p( D( h1 E- r
分割線( s! w+ Q2 b: f# J$ E! V# }# X" M

5 T% b; |+ {, u% j3 w' r第二天補(bǔ)充：
. t4 G; ?" [$ D! c2 M找到了中文版
( q! k  z% w* t[attach]321941[/attach]% c- M. e, m( o% Z0 u# d6 F# v
仔細(xì)看了看，翻譯得不妥。這可能是 @苦菩提 上來發(fā)帖助的原因。
. L* M& L6 i8 T! O; L9 O$ i% h" z. O% i
試譯如下：- J/ Z# p1 D. ^( o1 v: ~
A capstan is a simple mechanical amplifier—rope wound on a motor-driven drum
1 b: m# D4 ]2 o7 X- [' {slips until slack is taken up on the free end.
3 E. ?% C# I: V6 V6 n+ ^; N絞盤車是個(gè)簡(jiǎn)易的機(jī)械放大器。繞在電動(dòng)滾筒上的繩子會(huì)打滑，除非在自由端消除松弛（拉緊）。
- j& Q0 L- I1 }+ r# _) K- H+ A! e/ c8 ^# {; V# `* p  z' s
The force needed on the free end to lift the load depends on the coefficient of friction
. r; r8 c5 S/ _1 h% land the number of turns of rope.
" F) Y. ^4 C7 W1 |; o0 q" v$ ]9 c- f起重所需的自由端拉緊力取決于摩擦系數(shù)和繩子纏繞的圈數(shù)。+ G" w! ^( c3 x8 B

6 y3 v& Q5 R5 d% n( VBy connecting bands A and B to an input shaft and arm, the power amplifier provides an
( }0 Y' g4 M: W8 O" c* Q  p' a# Moutput in both directions, plus accurate angular positioning. ; h8 B7 w, x. B* n$ W
通過將（引出點(diǎn)相反的）帶A和B與輸入軸和輸入臂連接，這個(gè)機(jī)械放大器便能夠?qū)崿F(xiàn)雙向輸6 F$ W/ g) E# d& }
出以及準(zhǔn)確的角度定位。
/ M! Y# K  a' i4 a; \7 d% y- ~, }' ?  Q! C8 w, P" n- e; h7 R. ^
When the input shaft is turned clockwise, the input arm takes up the slack on band A,
; A9 v5 p  g7 ^% t$ _0 Mlocking it to its drum.
4 ~" A& Y. E' b1 S: L當(dāng)輸入軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)（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。
+ J, q* `, s, K. R2 }: X; I2 T. s! e  v# S
Because the load end of locked band A is connected to the output arm, it transmits the CW+ z/ ]; m9 `* s4 r9 B
motion of the driven drum on which it is wound to the output shaft.- I6 Q1 `' w8 v% }& S  _
由于被綁定的帶A的負(fù)載端連接在輸出臂上，因此順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒的動(dòng)力被傳遞到了輸出軸上。: o& M/ {1 A- I  L
8 q2 T; J7 r9 }" S, C6 n
Band B therefore slacks off and slips on its drum.
7 ~0 W1 ^$ j; x  G" c+ k8 H% C" T帶B 因而 變得松弛而在滾筒上打滑。* X7 k4 U- ^/ `4 u
) E- I  n  Q# W' t0 q
When the CW motion of the input shaft stops, tension on band A is released and it slips on its
% Z( @' j3 ]) s3 Mown drum. * {, c( Y" h; `0 q1 k" q
當(dāng)輸入軸的順時(shí)針運(yùn)動(dòng)停止時(shí)，帶A上的張力消失（恢復(fù)松弛），開始在自己的鼓上滑動(dòng)。" E7 E4 Q" @& q+ K7 g
( w' X$ v" o3 D5 L$ [6 u* k- K, z) l
If the output shaft tries to overrun,the output arm will apply tension to band B,
* F9 r) [6 F& n. kcausing it to tighten on the CCW rotating rum and stop the shaft.4 n, @! a, S7 g4 A0 B
若輸出軸試圖超越（順時(shí)針），輸出臂將會(huì)為帶B提供（額外）張力，使帶B綁定在逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng): M/ r' `! V" _: C9 l
的鼓上，從而阻止超越而制動(dòng)（直到放棄超越，當(dāng)然若超過電機(jī)的功率，電機(jī)就投降了）。* t4 ]& ?+ \3 @9 _, w" b
' u0 b1 ]0 ]6 P3 X  {2 h
6 k7 K- g; }' ^: f- I. G5 W$ R
作者: mark91189    時(shí)間: 2014-6-7 15:04
不錯(cuò)~謝分享
作者: 伏虎降龍    時(shí)間: 2014-6-7 15:42
本帖最后由 伏虎降龍 于 2014-6-7 17:31 編輯
5 d3 Z5 \. y9 z& Y7 \
. k! ^5 f4 p* W+ e' P6 G" |# u3 \它和電路中三極管中還有一些及其相像的地方，就是
1 Y  m9 R, ]' j" S4 _# Q9 y8 b' l. w（1）三極管的電流放大規(guī)律是指數(shù)規(guī)律，而這個(gè)機(jī)械放大器也是指數(shù)放大規(guī)律（歐拉公式）。
1 d# j- [  U  e+ K- Z（2）兩個(gè)相反的摩擦機(jī)構(gòu)相反速度安裝，和模擬電路中的“推挽放大電路”是很相似的。
0 j# _4 ?! s4 i: u+ u: H/ _（3）它的機(jī)械傳動(dòng)效率和“推挽放大電路”基本相同。
! c9 r" h, ^" V5 _0 N這個(gè)機(jī)構(gòu)反應(yīng)速度比液壓伺服系統(tǒng)和伺服電機(jī)更快強(qiáng)大，在動(dòng)力性能上完全可以代替伺服電機(jī)，最大的缺點(diǎn)是存在磨損，這一點(diǎn)比較令人郁悶。; j! x5 a7 {% o4 c3 {
想用這個(gè)機(jī)構(gòu)代替凸輪機(jī)構(gòu)產(chǎn)生高速而復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但是磨損的問題似乎比較棘手。
作者: 伏虎降龍    時(shí)間: 2014-6-7 15:50
美國人的那個(gè)圖有一點(diǎn)不是完善的地方�？梢詤⒄胀仆旆糯箅娐废嚓P(guān)成果給它加入負(fù)反饋機(jī)構(gòu)，可以防止過負(fù)荷和誤動(dòng)作。但是磨損壽命有待考究（應(yīng)該可以加入磨損補(bǔ)償機(jī)構(gòu)）。國內(nèi)很少有發(fā)現(xiàn)使用這個(gè)東西的例子，不知道還有什么不方便的地方。
作者: 希傲    時(shí)間: 2014-6-7 16:59
接入點(diǎn)和脫開點(diǎn)時(shí)間長了會(huì)變化。
作者: lbflzcl    時(shí)間: 2014-6-7 22:56
表示沒有看懂啊
作者: 歐陽絕痕    時(shí)間: 2014-6-7 23:19
大俠貼上去的資料哪里有下？
作者: 動(dòng)靜之機(jī)    時(shí)間: 2014-6-8 11:08
伏虎降龍 發(fā)表于 2014-6-7 15:50
" E+ T7 q% \0 a# M9 O美國人的那個(gè)圖有一點(diǎn)不是完善的地方�？梢詤⒄胀仆旆糯箅娐废嚓P(guān)成果給它加入負(fù)反饋機(jī)構(gòu)，可以防止過負(fù)荷和 ...

  x, Z5 ^. \) C俺猜這個(gè)東東淡出市場(chǎng)，是數(shù)字化時(shí)代的必然。
. O$ z0 M3 Q  Z, w
+ K8 H4 o% F( F. S9 ]0 w日晷 --- 水車 --- 機(jī)械鐘--- 電子鐘 * i0 x4 n& c! e( l
竹簽 --- 計(jì)算尺 --- 計(jì)算器 --- 計(jì)算機(jī)
& ]/ n  g1 |4 ~/ G, G" K- J" n機(jī)械計(jì)算機(jī) --- 電子管計(jì)算機(jī) --- 晶體管計(jì)算機(jī)
/ x* P% m2 T+ Z1 L穿孔紙 --- 磁帶 --- 軟盤 --- 硬盤 ! T) c! l  I) ]2 |" g

; \$ u4 _& ~0 G( ^
作者: lbflzcl    時(shí)間: 2014-6-8 20:30
lbflzcl 發(fā)表于 2014-6-7 22:56 , t! X* [6 N: z" P
表示沒有看懂啊

2 \! P# d# y3 i6 r$ j非常感謝樓主的細(xì)心，知道我們看不懂英文  [- c* G4 E3 Z( z% F$ v- [
作者: 韓健3927    時(shí)間: 2014-6-9 00:12
:):)
作者: 浪人tjl    時(shí)間: 2014-6-9 15:23
不錯(cuò)，學(xué)習(xí)了一下
作者: 欒海軍    時(shí)間: 2014-6-9 15:43
很不錯(cuò)的分享哦
作者: 浴血鳳凰    時(shí)間: 2014-7-14 15:17
厲害
作者: xinshiji666    時(shí)間: 2014-7-18 19:27
這個(gè)還真的是頭一次看到。學(xué)習(xí)了。
作者: liuhho    時(shí)間: 2014-7-19 18:43
費(fèi)了半個(gè)小時(shí)的功夫終于看清楚了原理，始終有個(gè)摩擦力提高扭矩。輸出輸入直連，轉(zhuǎn)速比恒定。 真是個(gè)好東西。
作者: Miles_chen    時(shí)間: 2014-8-28 17:07
本帖最后由 Miles_chen 于 2014-8-28 17:09 編輯 9 \: B- [8 k% b9 u! K" N! U
9 U7 A9 f$ ^" l
也許是我看的不夠仔細(xì)吧，看了一個(gè)多小時(shí)，感覺一些前提條件沒說明白，導(dǎo)致初次閱讀的人很費(fèi)解：
" n7 C& Q6 C+ t6 m1.輸出軸、與A帶的卷筒，是同步轉(zhuǎn)動(dòng)、配合的。但是，輸入軸，和B帶的卷筒，是沒有關(guān)系的。* E/ E0 J& W3 I
   輸入軸，帶動(dòng)的是輸入臂運(yùn)動(dòng)，與B帶卷筒暫時(shí)看做無關(guān)。$ i) L$ {1 J  R* h
2.關(guān)鍵點(diǎn)是B帶卷筒上多了一個(gè)換向的齒輪，所以B帶卷筒會(huì)和 B帶反向運(yùn)動(dòng)（保持松弛？）
' h. N8 m) l; H& L. H/ @7 t3.沒說明，電機(jī)一直是什么狀態(tài)？……
作者: 動(dòng)靜之機(jī)    時(shí)間: 2014-8-28 19:33
Miles_chen 發(fā)表于 2014-8-28 17:07
( J6 `& c' j- m3 K& i/ P! G也許是我看的不夠仔細(xì)吧，看了一個(gè)多小時(shí)，感覺一些前提條件沒說明白，導(dǎo)致初次閱讀的人很費(fèi)解：. r* k9 c4 M2 {# i9 k2 y
1.輸出軸 ...

8 B0 n/ E/ ~' |9 p% }7 U" I1. 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(gè)卷筒之間只是同軸關(guān)系。
5 @( L) L) r2 m2. B桶和A桶轉(zhuǎn)向相反，所以需要惰輪轉(zhuǎn)換一下。( ^/ h% n' I. T/ Q2 \
3. 電機(jī)一直是驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，讓兩個(gè)滾筒保持反向運(yùn)動(dòng) --- 然后利用兩邊帶的張緊和放松，選擇% a7 V# Z3 {1 H+ N2 l3 p
    性地“搭順風(fēng)車”，將電機(jī)的動(dòng)力選擇性地（和輸入的角度同步）輸出。; j" _- I( f6 J( Z  D" J

: `$ |4 o1 i' W  R
作者: Miles_chen    時(shí)間: 2014-8-29 12:03
動(dòng)靜之機(jī) 發(fā)表于 2014-8-28 19:33
: {# @* ~  n: }! c. f: B+ V1. 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(gè)卷筒之間只是同軸關(guān)系。
6 ?8 R: G7 c7 C/ g6 [9 S2. B桶和A桶轉(zhuǎn)向相 ...
0 G  Y7 R, f# r( D, G. Q4 p) i
這樣就好理解些了：- @) n- x& a7 I' \! Q
電機(jī)始終運(yùn)轉(zhuǎn)——A、B卷筒始終反向運(yùn)轉(zhuǎn)3 _- Z. r3 S' o7 k5 ~$ C
輸入軸順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)——輸入臂轉(zhuǎn)——A帶張緊——帶與卷筒A摩擦——卷筒“輔助”帶動(dòng)帶A正轉(zhuǎn)——輸出軸正轉(zhuǎn)；——“相對(duì)省力”- E4 G! M! S! E# J2 j8 F
輸出軸超越——B帶綁緊——拉扯輸出臂，減速
) @. D) S7 D1 E3 C% v# j& X1 r所以弊端是：
4 G& f* z0 p7 r6 I: ?1.若輸入軸 和 卷筒的轉(zhuǎn)速相差較多，則帶始終與卷筒動(dòng)摩擦接觸，磨耗會(huì)很大吧。
& o0 ?( X  J7 {" S3 C; P2 \/ l" S2.這結(jié)構(gòu)實(shí)際搭配不好的話(皮帶材質(zhì)、張緊力、電機(jī)轉(zhuǎn)速等)，會(huì)不會(huì)出現(xiàn)類似“爬行”的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，轉(zhuǎn)——滯/頓——轉(zhuǎn)……
6 p; s) }- W. i( U4 u  {( |具體的 扭矩貢獻(xiàn)比例 定量的計(jì)算推導(dǎo)…7 i7 v. X1 H! O( }1 f; K
; u  S, X1 S$ ^# ]: E3 f1 r
作者: toafy    時(shí)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(gè)機(jī)構(gòu)做一個(gè)平衡裝置呢，哪位大俠能夠指點(diǎn)一下。
作者: wenlei333    時(shí)間: 2015-3-27 16:54
interesting~
作者: 拾穗者    時(shí)間: 2015-4-9 15:32
高大上
作者: 郝奇吾乃    時(shí)間: 2015-4-10 18:19
學(xué)好外語好重要啊，我的六級(jí)啊
作者: 老熊jansa    時(shí)間: 2015-4-28 18:15
博學(xué)啊
作者: l6067066    時(shí)間: 2015-5-4 14:30
還需細(xì)看
作者: 旺旺哥哥    時(shí)間: 2015-5-9 18:16
強(qiáng)
作者: 農(nóng)藥    時(shí)間: 2016-3-19 13:36
漲知識(shí)了
作者: wuwei1912    時(shí)間: 2016-5-20 11:44
不錯(cuò)~謝分享
作者: 業(yè)峰心飛翔    時(shí)間: 2016-6-6 15:53
謝謝樓主，了解了一下力矩方面的應(yīng)用
作者: 流氓兔1717    時(shí)間: 2016-6-9 22:20
沒看懂  收藏了慢慢研究研究
作者: 落雪clq    時(shí)間: 2016-12-14 16:14
學(xué)習(xí)，謝謝
作者: 問天問地問自己    時(shí)間: 2016-12-16 23:00
漲姿勢(shì)了，不知道能夠應(yīng)用在什么方面？
作者: 鵬騰動(dòng)力    時(shí)間: 2017-10-13 16:04
誠實(shí)刻為座右銘，質(zhì)量敢為天下先。超過10年的卓越表現(xiàn)，鵬騰動(dòng)力公共電網(wǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者。! m3 O1 F! g+ E) L1 ~4 n/ t, O




歡迎光臨 機(jī)械社區(qū) (http://e-learninguniversity.com/) Powered by Discuz! X3.4