应用要点：　肘节，是由２根臂杆连接而成的单纯机构，它可以让动力输出方向和运动方向进行垂直转换。能有效地活用于需要很大力量的地方。

（１）使用肘节机构来增力

如图，当在动力输入握柄处施加一定的力量时，我们通过压力测试仪来显示所测得的力量大小。进一步了解肘节机构的增力特性。

下图为实际测定肘节机构的力量特性，横坐标为肘节机构的夹角θ，纵坐标显示的是输出端输出的力量大小。由图可知，肘节在无限接近延伸中止状态时，力量达到最大值。

当夹角θ为１２０度时，动力输入和动力输出的力量比大约为１：１，即动力输入力量与动力输出力量相等，所以由图可以看出，施加在动力输入握柄上的力量大约为９ｋｇ，而夹角θ变成１５０度时，输出力量就会增加１倍，达到２倍的输入力量，约１８ｋｇ。

（２）计算肘节的力特性

让我们通过简单的计算方法来展示一下，肘节的夹角角度θ与动力输出力量之间的关系，如下图。就以实测结果，肘节夹角为１２０度时的状态为基础，开始分析，从上往下压的力量ｆ。

将ｆ的力依附肘节的臂杆方向来做分解，因为臂杆Ｐ１Ｐ４与Ｐ１Ｐ２是两个长度相等的臂杆，ｆ是Ｐ１向下垂直方向的力，所以ｆ分解为Ｐ１Ｐ４和Ｐ１Ｐ２两个方向的相等的力，又因为Ｐ４点是固定点，力的作用是相互的，所以Ｐ４点受到的Ｐ１Ｐ４方向的力与Ｐ１点受到的Ｐ４Ｐ１方向的力是一样的。

根据力的合成与分解法则中平行四边形定则原理，两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边做平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。这个法则就叫做平行四边形定则。

所以根据以上定则，在图中过Ｐ４点做平行于Ｐ１Ｐ２的平行线，过Ｐ２点做平行于Ｐ１Ｐ４的平行线，两线相交于Ｐ３点。其中Ｐ１Ｐ３所代表的线段就是动力输入的力量ｆ。

动力输入力量ｆ分解为臂杆Ａ和臂杆Ｂ方向上的两个分力，再根据三角形定则（把两个矢量首尾相接，从而求出合矢量的方法，叫三角形定则，三角形定则是平行四边形定则的简化应用），当两个矢量同向时，合矢量最大，其值大小为两矢量大小之和。当两矢量反向时，合矢量最小，其值大小等于两矢量大小之差的绝对值。

那么在三角形Ｐ１Ｐ２Ｐ３中，可以看出ｆ是（臂杆Ａ）Ｆ与（臂杆Ｂ）Ｆ的合力形成的，而（臂杆Ｂ）Ｆ又是（臂杆Ａ）Ｆ与ｆ的合力形成的，即ｆ与所分解的Ｆ的力量是一样的。也就是说，当肘节的夹角角度θ为１２０度时，肘节前端的动力输出力量与动力输入力量在理论上是相等的。它是以１：１的１倍力量来输出动力的。

当肘节机构的夹角θ＝１２０度时，Ｆ＝ｆ。从图中我们可以了解Ｆ和ｆ的关系，总结公式为：

Ｆ＝ｆ／［２ｃｏｓ（θ／２）］

根据该公式，可以发现肘节机构夹角θ与Ｆ／ｆ比例间的关系变化，数据列表如下：

可以看出，当肘节机构越来越接近伸展中止位置时，输出力量的放大倍率也会以越来越大，越趋近于无限大。

总结：

需要注意，当夹角角度不到１２０度时，使用肘节机构，动力输出力量会变小，以１２０度角为基准，动力输出力量与动力输入力量Ｆ／ｆ的倍率为１倍，１５０度时倍率为２倍，１７０度时Ｆ／ｆ为５倍，１７５度时Ｆ／ｆ为１０倍，１７９度时，Ｆ／ｆ是５０倍的倍率关系。