专利名称:离心力发动机的制作方法
技术领域:
本发明涉及一种离心力发动机,属发动机技术范围。
现有的发动机如汽油机、柴油机、汽轮机、燃气轮机、喷气发动机、蒸汽机等都需外界连续地或周期地供给它们能源材料,如固体、液体、气体燃料、水轮机、风力机则需储有位能或动能的水,具有动能的风;固定安装的发动机就须将燃料运到装机地或安装在燃料产地,移动着的发动机就须携带着燃料,这就减少了载体的装载量,如火箭携带的燃料和助燃料重量占到其总重的大部分,它们多数须有燃爆设备,要求优质材料制作结构复杂,造价较贵维护麻烦,多数产生废气,有的对环境有污染,风力机只能用在有风季节和地区,太阳能除在太空外只能用在白天、晴天,原子能目前仍有废料处理的麻烦,上述的各种能源材料在地球上的储量是固定的,总有用尽枯竭之时。本发明的目的是参考了天体运行模式;行星绕恒星、卫星绕行星都保持着它们在形成时所储有的动能不失,靠惯性周转运行不停,不需再续供能量,对环境又无污染,我们研制出这样的发动机来就会弥补上述各类发动机的缺陷,理想地获得“纯净无污染、廉价、无尽”的能源;天体的运行模式都是周转星体在环行轨道上绕中心星体惯性周转,中心星与周转星相互吸引的向心力,如同一根无形的半径杆牵着周转星不放,而周转星所具有的“直线前行”的惯性在其直行轨道被弯曲时必然产生出反作用力一“离心力”来,由于天体运行轨道是力线作用的结果,因此周转星与中心星之间的力线维系是离心力与向心力相互作用的平衡状态,即其两者大小相等、方向相反、同处于质心的连线半径线上,它与周转轨道的切线相垂直,它与轨道方向上的周转星体所保持着的原储有的动量无增减作用,只与轨道半径及曲率有关,因此太空中的周转星体,行星或卫星,其周转速度和轨道除星体相互碰撞外,长久不变,成为“永动”的运行模式,这就是“轨道线上的动量守恒”和周转星体的“角动量守恒”定律,也就是惯性定律的具体体现。我们分析了太空与地面上的异同实况;太空系绝对真空环境,周转星体与中心星体间无连系件,全靠力线维系,无摩擦、无阻尼、故无损耗,所以天体都是“永动机”。在地面、水面有空气阻力、有重力导致的摩擦阻力,周转体与周转中心没有无形的力线连系,而是靠套在或固定在中心立轴上的半径杆牵住它被中心立轴上的轴承所约束而形成周转环行的。科技界所说的“永动机”是“一次起动储能后,不再续加能量而能永久运行的机器”,由于地面、水面上的空气阻力、重力导致的摩擦、约束轴承的摩擦等损失,因此一次储能后不续补能量是无法永动的,因此地面上不可能有太空那样的永动机的。但太空那样的运行模式,也不能制出发动机,因为周转体在轨道上的“动量守恒”就是说它不能被取用,取用了它便失去了被取用的那部分动量,导致降速,不能维持“永动”了,其离心力也不能取用,因为它已被向心力所平衡。一取用便缩向中心不能继续周转下去了,然而在地面上绕中心轴周转的周转体却是幸运的,由于没有向心力存在故其离心力不会被平衡抵消,它可以被取用,它的力施加到中心立轴的轴承上,“离心力是作圆周运动的物体作用在迫使它做圆周运动的那一些物体上。”(录自《中学物理手册》P40页,福建人民出版社)。离心力以正压力的方式施加到轴承上,“最大滚动摩擦力偶矩Mm=KN,式中N为正压力在此为离心力,K为最大滚动摩擦系数,滚动轴承的K值=万分之五”。(所录资料同上,P5页),可见离心力所导致的摩擦阻力损失只占离心力的万分之五,重力损失则由于它比离心力小得多,故损失更小,由于本发明的惯性转子的护罩系抽成真空的密封罩,故空气阻力很小,我们取出离心力来只反馈一小部分回惯性转子的扭矩上,就可补偿它运转中的一切损失,维持其恒速运转,使其在周转轨道方向上的动量保持不失,就可长久地运转下去,自然它就可连续地产生着离心力,我们也就可连续地取出离心力的大部分输给用户,这样这离心力就实现着“给予其他机器以动力的发动机的功能”了,以上就是本发明的构思要点和目的所在。但单个周转体的离心力随周转体在轨道上的周转而游移着,取用它很困难,再者要输出离心力的功率,则离心力必须有一个“位移量”,本发明应用了两个转速相等、转向相反、质量和形状相同、半径相等、在对称轴线的两侧的位置对称相当的周转体,则两者所产生的离心力的合力必然始终在对称轴线上,并使其中心立轴与装着立轴的框架携带两周转体,向前向后摆动周转,形成椭圆状轨道,实现了定向离心力、定向离心力功率的输出。离心力=mV2/R=4π2n2mR,如周转体的质量m和周转体的半径R不变而只增大周转体的转数n时,则该周转体所产生的离心力以n2的倍数增大。本发明的周转转子置于真空密封罩内,并设计了一种可大幅度地根据需要提高增大轴承极限转数的“叠套轴承”,这样就可使惯性周转转子在尺寸较小、周转体质量较轻的条件下,采用高转速加大n值以获取较大的离心力输出。据《世界科技译报》1997年7月16日报导“飞轮-储存能源的新方式……飞轮是安装在真空环境里的,这样就可消除阻力,以长时间的运转来保存动能,需要的时候由发电机转化为电能。在真空环境里能够达到每分钟20万转,储存和释放能量的总效率可达90%以上。由于摩擦力极小,因此飞轮能量的储存期可从几星期到几年不等。美国加尔福尼亚的劳伦斯利莫弗尔实验室正研制一种能大批量生产如洗衣机转盘一半大的飞轮。”上述飞轮的条件相同于本发明中惯性转子和环链转子所处的条件,可知其运转中的损耗很小,可长久运转,当然,就可连续地获取离心力及离心力功率的输出了。或者有人认为“本发明是一种‘永动机’,所以它不可能实现、实施”。这完全是“误认”事实上本发明是靠连续地反馈以补偿周转转子在周转运行中的所有损失以维持恒速运转的,显然不符合上文所引科技界关于“永动机”的定义和界说的,当然它就绝不是“地面上的永动机”了;或者还有人认为“按能量守恒定律,输入乘以效率系数等于输出,或输出加损耗等于输入,而本发明却仅以短时间储能的输入,却获得连续不断的输出,这显然是荒谬的,难于使人置信的。”这仍然是“误认”事实上,本发明对惯性转子进行短时间起动储能达到要求的转数,这一阶段是“输入”,此后惯性转子保持着储入的动量周转下去,本发明不只对该动量没有丝耗“输出”,还连续补偿其运转中的损耗使之恒速地长久运转下去,这周转体在曲线轨道上行驶,必然连续地产生着离心力,本发明所输出的是周转体在曲线轨道必然派生出来的反作用力--离心力,这力作用在中心立轴的轴承上转到装着该轴承的机架上,产生冲击震动等不良影响,取用接收了此离心力,反而抵消冲击产生好效果,离心力与轨道方向上的周转体所储入的动量方向相垂直,故不能相叠加,对它无增减作用,因此在离心力存在的情况下,轨道线上周转体保持的动量守恒,这就是“角动量守恒定律”,如果把离心力算到与之垂直的轨道线上去,那吗离心力就必须从周转体储入的动能取一部分来转化,那样以来周转体的“角动量”(即转速)怎能“守恒”呢?这就违背了“角动量守恒定律”,把离心力的输出与“起动储能”阶段的输入相比较,以此怀疑并抹杀本发明的“实在性”,才是违反客观规律的事,本发明只不过揭明应用了“天体运行自远古以来在证明着的离心力它丝毫不能增减周转星体所保持着的动量,地球的周转周期年年如故,月球的周转周期月月依旧,可知其动量行速未变,显而易见在轨道半径方向上的离心力、向心力对周转星体的动量无增减现象”的事实。现有的离心力机械如离心力脱水,离心力分离、离心力抛砂等都是在转矩上输入动量驱动轮盘旋转对水、砂等物质加速之后使它们连续地沿径向抛出,由于连续添入新物质故需连续地续加新动量,而本发明是在惯性转子的周转体保持原有质量、状态能量做着惯性运转的条件下,取用其离心力作向外输出的动力,故不需陆续新加动量-这一模式是开创性的新生事物,由此引起“它违反动量守恒定律”的误认,也是在情理之中,不足为怪的。
本发明的目的是以如下技术方案实现的它是由主机、输出轴上所装组件连杆、超越离合器、摇杆、或曲柄连杆或减速箱、发电机、飞轮、向外传动件等,和调控微机、蓄电池、真空泵、机架罩等构成的离心力发动机,其主机是惯性转子(全名为惯性周转体离心力发力器)(1)它是由一根由叠套轴承(10)装在方框(74)的上框(3)和下框(45)的中间部位上的中心立轴(8)、(8)的中间处以叠套轴承(10)套装着摆线伞齿轮(54)、在(10)的中线位置处在(54)的上部轴承壳上固定着半径为R的半径杆(58)、(58)的外端头上固定着质量为m的周转体(13)、(8)的上、下部距(13)的距离均为L处固定着半径均为R的两半径杆(46),它两的外端头上固定着质量均为m/2的两周转体(12),担负着(1)的起动储能、反向同步传动、反馈补偿(1)的运转中的损耗、调速的伞齿轮组(5)是由(54)和与(54)有相同模数、齿数的摆线伞齿轮(49)和驱动它两的锥滚伞齿介轮(51)组成的这就导致(49)与(54)的转速相等、转向相反且反向同步,也间接导致等同于(13)但却与它处于对称轴线[方框(74)的中心垂直面上]的对侧的对称位置上的(12)的转速相等、转向相反、它两所产生的离心力的水平分力互相对消、其垂直分力的合力始终落在对称轴线上,这就使处于对称轴线上的导杆(14)将其垂直分力的合力向外输出,当(12)、(13)摆旋时,所输出的离心力功率输于“输出转子(2)”上,当它两只“旋”不“摆”时,离心力即直接施加到轴承上、再转到载体底盘或安装地基上;(51)装在无级调速电机(52)上,(52)装在方框(74)的后方框(55)上,(52)与(54)、(49)均啮合着,方框(74)的上下框(3)和(45)均有“八”字形导向面,它两由8只导向滚子总成(11)所精确导向,(11)装在机架兼真空密封罩(57)的顶、底盖的里面,在(74)的前立框(44)的中间位置处固定着圆导杆(14),(14)上固定着挡板(42),(42)由限摆器总成(37)所控制调定其输出离心力的方式,(37)由按微机指令动作的步进电机(28)、固装于(57)上的蜗壳(40)、蜗杆(65)、蜗轮(39)、前限壁(38)、后限壁(41)组成,用于旋转设备的驱动时,调于(38)与(41)上均有缺口,容许(42)通过,使(14)位于可前后自由推拉的位置(61位处),用于运载设备的行进驱动时,(38)无缺口,(41)有缺口,(12)和(13)周转于轨道前半周时只旋转不摆动,(14)的推力直接施加于运载体上,(12)、(13)周转于轨道后半周时,(14)的推拉动作经横杠(16)、连杆(17)、推动与(17)相铰连着并固定在装于输出轴(36)上的正向超越离合器(75)和反向超越离合器(80)上的摇杆(23),以驱动输出转子(2)向单一方向旋转(62位处),当用于运载设备后退和刹停时,调于(38)上有缺口,(41)上无缺口的位置处,(12)、(13)周转于前半周轨道上时自由摆动,将力输于输出转子(2)上,周转于后半周轨道上时不摆动,直接将力施加到运载体上(64位置处),当用于(1)的起动储能阶段,调于(38)、(41)上均无缺口的位置处(63位置处),此时周转轨道为圆形,无级调速电机(52)的供电由蓄电池组(79)来电,经步进电机(28)按微机指令驱动调控装置(43)完成,调控了数值的电,经铰连式刚性可伸缩导线的节点结构(53)送予(52),输出转子(2)上装有正、反向超越离合器(75)、(80)、飞轮、驱动环链转子(18)(全名为惯性周转环链离心力单向发力器)的摆线针滚齿轮副,其中固装于输出轴(36)上的大摆线齿轮(24),与(24)啮合着并以叠套轴承(10)装于机架真空密封罩(57)内所固装着的水平轴(27)上的针滚龆轮(29),它与作驱动用的一只垂直链轮(25)以电磁离合器(22)相联结,通电则合为一体、断电则互相脱离,(18)有两套,一套装在(36)的前侧,另一套装在(36)的后侧,它用于驱动运载设备上,它可单向施力而不凭靠反作用力,它也可单独用(52)驱动,调控更灵敏,它与(1)相配合应用,当驱动运载设备前进时两只(22)前合、后离,当使运载设备后退或刹停时(22)前离、后合,当凭靠惯性力驶行时,(22)的前、后均离,当要(18)停转时使用制动电磁铁(21),(18)的每链节(196)的上部有长水平滚子轴(211),左、右各一根,下部有短水平滚子轴(198)左、右各一根,以它们头部所装的滚套(204)与垂直链轮(25)的大链盘(209)、小链盘(210)相啮合,(196)的上下垂直滚子轴(199)以它们头部所装的滚套(204)与水平链轮(20)的上链盘(207)、下链盘(208)相啮合,各链盘均以十字销(189)相连接,上部以左侧的叉板(203),与十字销的水平销以各自的滚珠沟槽相配构成珠环小轴承相连接,以右侧的叉板(190)与十字销的垂直销以各自的珠环沟槽相配构成珠环小轴承相连接,当环链(26)绕于水平链轮(20)上时,(26)的质心圆半径与水平链轮(20)的节圆相重合,此时各链节呈垂直状态,当(26)绕于垂直链轮(25)上时,(26)的各链节的质心圆缩小,每链节的垂直中线与(25)的齿凹半径线相重合,各链节下部的十字销(189)向外移,可摆动叉板头部向上摆;环链所产生的离心力;发自水平链轮(20)的质心半径为R的质心轨迹半圆〔即(20)的节圆〕上的所有链节的质量总和;发自垂直链轮(25)的质心半径为r的质心轨迹半圆上所有链节的质量总和,由于(20)和(25)的链节数均为相等的偶数,故当环链(26)开始啮合绕上(25)时,其质心半圆内缩为半径为r较R小的质心半圆,故其质心的转速降低后所多出来的惯性动量“施加”到(25)上,就在此同时,(25)的对侧在它的对应链节其质心半圆外扩为半径为R,其动量和转速却要加大到在它未绕上(25)时的动量和转速,其所需补给的动量须自(25)上“索取”,施和取的量和时间相同且系同一对象(25)上,故它对(25)自身原有的动量与转速均无增减作用,这样(20)向前的力减去(25)向后的力,所剩余的向前的单向等值稳流状态的力,它避开了第三运动定律,不靠反作用力,能单向发力,较惯性转子(1)所发的正反向滞后成对等值,仍在第三运动定律范围内的变值正弦曲线力的作用要大;在输出轴(36)的端部装着可变发电量的发电机(66)的转子,根据所需要的发电量以微机发讯调变,所发之电储于蓄电池组(79)中,以供运载设备中的微机,无级调速电机(52)真空泵运载体内的照明与设备的用电、电动执行装置如步进电机(28)、电磁铁(21)、电磁离合器(22)等的用电,用于驱动旋转设备时,输出转子(2)均以减速箱代,其输入轴以联轴器联接装着正反向超越离合器和飞轮,减速箱的输出轴的转速与旋转设备用的转速相等,以联轴器联接,当用于驱动小型低速旋转设备时,可将导杆(14)以连杆(125)、曲柄(126)驱动输出转子使它与惯性转子有相同转数,以带有超越离合器式插头的摇把插入惯性转子介轮轴外端头上的插孔,进行手摇起动储能,介轮移装于“T”字状方框(120)的侧框上,反馈补耗以导杆(14)上的力点轴(123)上所装的反馈变速杠杆(122)上,通过丝杠(129)调移装在溜板(121)上的支点轴(124)、(122)外端头以两头均为球形万向节的连杆(132)驱动介轮轴外端头上所装的超越离合器上的摇杆,以此达到使惯性转子(1)变速的目的;用于地面与水上的运载设备如车船的驱动时,可应用“反方向力的转移角杆装置”,以消除向输出转子(2)上储能时所产生的施向后方的反作用力,用于运载设备上时,推荐应用“三惯匀力装置”使输出的力均匀稳定,升空的运载设备则必需应用它,升空设备上应用可将施力调向空间需要的方向“万向架(152)”,为确保安全,还需应用“自动及时换班装置”;本发明以微机进行全机的控制;传感器将各种数据送入微机,微机发讯,通过功率接口,启动各应动作的执行机构及时进行各调控,微机或按预编的程序进行调控,或由机载操作人员按键调控,或由地面操作人员通过“遥控随动按键器(138)”进行遥控。叠套轴承(10)是由外圈(94)、中间圈的下半圈(95)、中间圈的上半圈(96)、内圈(97)、钢球(98)、弹簧垫圈(99)、精制圆柱头轴位螺钉(100)组成,(99)和(100)将(95)和(96)牢固地联装为一体的一种轴承。
锥滚伞齿介轮(50)和针滚龆轮(29),它们的锥滚齿或针滚齿(71)的两头,均以微型轴承(70)装于介轮体(50)上,或针滚龆轮体(29)上,为便于安装(70)、(71),以半圆压盖(72)固定它们。
铰连式刚性可伸缩导线的节点结构(53),它们是在刚性导线条片(109)的中间充填绝缘填料(108),在铰连节点处各刚性导线条片(109)固结上有自体润滑作用的碳精片(111),精制的胶木铰连轴销(112),其一端带挡帽,另一端固定上挡圈(113),相线间绝缘了的各刚性导线条片共有的外表面包敷以绝缘层和软橡胶层(110)。
可变发电量的发电机,是通过两种结构来实现的一是发电机的电枢转子装于输出轴(36)的顶端,其定子中的励磁包通过按微机指令动作的步进电机(28)和它所装的丝杠(32)驱动丝母(29),使固定在(29)上的拉架(67)推拉固定在(67)上的励磁包以产生与电枢的相对位移,从而改变所切割磁力线的数量,以完成改变发电量的调控;二是通过自动开关(69),它根据蓄电池组(79)中所蓄电量的上、下限(69)自动启闭(79)通向励磁包中的电路,如到达上限时,(69)便立即切断它,如降到下限时(69)便立即接通它,以此达到(79)中所蓄电量保持在使用要求的恰当值。
“反方向力的转移角杆装置”,它是在两件平行角杆(184)的垂直股顶端处的孔中穿装上输出轴(36),再在角杆(184)拐角处的孔中,以铰连轴(185)铰连起两平行角杆(184)和运载设备底盘(186)上的两平行孔来,使位于铰连孔的后方(反方向处)的角杆(184)的水平股端的凸头将向后的反方向力转移为向下施加到底盘(186)上去的力。
“三惯匀力装置”是将3件单只惯性转子(1)垂直地叠装在同一只机架真空密封罩(57)中,在(1)之间增加了固装在(57)内壁板上的用于安装导向滚子总成(11)的两件安装板(150),配装同一根垂直安装的输出轴(36),在(36)上装有两付正反向环链转子(18)、两只飞轮(77)6条连杆(17)、3付正反向超越离合器(75)、(80)、3根导杆(14)、各惯性转子(1)的相当的周转体在轨道上的角度位置相距均为120°,须在各惯性转子(1)安装伞齿轮组(5)时调定,调定的方法是使处于(57)中间部位的惯性转子(1)的两周转体都相重合地位于前半周轨道的对称轴线上,其余上、下两只的周转体都在后半周轨道上位于对称轴线两侧距轴线60°处相重合,但上、下两只的相重合的周转体的旋向相反,上述位置都是在安装伞齿轮组(5)的相互啮合齿位时调定它们;3根导杆(14)都在同一垂直对称面上;本装置全部由微机调控3只限摆器(37)由同一讯号调定其力的输出方式,两付(18)的(22)、(21)也由同一讯号调控,3只无级调速电机(52)也由同一只(43)供电同一讯号调控,但通于各只(52)去的分路上均装有“附加调控装置”,它们以中间的一只为基准,其余两只与中间的有120°位距偏差时,由各传感器将各自的轨道位数据传送于微机中与中间的位置相比较,微机根据120°的差异值发讯于分路上的“附加调控装置”使各有偏差的(52)纠正过来;本装置使输出力,均匀等值,呈稳流状态,升空设备必须应用它,本装置的(57)的宽度与万向架(152)的内圈(157)的内宽相同,在各自的中线处固定在一起。
“自动及时换班装置”是两只装于万向架(152)中的“三惯匀力装置”纵向地串装在基板(103)上,在(103)左端的(101)位为修理备用位;右端(102)位为运转值班位,当(102)出现不正常迹象时,其状况数据由传感器送于微机,微机立即发讯于装于运载设备上安装着的导轨基板(107)上的的电机(106)(106)驱动装在其轴颈上的大丝杠(105),从而使与之相配的固装在基板(103)上的大丝母(104)带动(103)与其上所装的两套万向架上的(101)和(102)向右移,使(101)换到(102)位,右移的(102)变为(101),当下一次再换班时,电机(106)反转,以恢复到首次的状态,依此轮换下去,以确保驱动功能的绝对安全可靠、万无一失。
“遥控随动按键器(138)”,它分两部分一是装在地面上的发讯按键盘(115),它以4只吸固橡胶座(117)吸附于地面上的微机(116)的键盘上,(115)上有对应着微机(116)的每个键位上都有装着“检讯磁头”的按键钮(114),与按钮(114)相配的录有该键位所专有的磁线数的方管状内表面(118),在(114)下按的过程中,磁头便将(118)内表面上的纵横磁线数转变成脉冲数,分别纵横送于各自的发射频道发射器,将它们发向运载设备中的与地面上相同的微机(139)的遥控按键器(138)的纵横脉冲接收装置中,该装置将收到的纵横脉冲分别送进各自的脉冲电机中,于是便将(116)上的按键器(143)推送到与地面微机相同的所按键位上,一到位便触发(143)的电磁铁将(143)下按,完成与地面上相同的键位下按动作;二是装在运载设备中的随动按键器(143)它以4只吸固橡胶座(117)将按键器的纵移导架(140)吸附于机载微机(139)的键盘上,(140)上有可在其上横向移动的横移导架(141),(141)上固定着齿条(142),(140)的后边框上装着脉冲电机(145),(145)轴颈上固装着齿轮(144),它驱动齿条(142)带动横移导架(141)纵向移动,按健器(143)可在横移导架(141)上横向移动,驱动它横移的是装在(141)右端所装的脉冲电机(148)的轴颈上所装的齿轮(147),它驱动装在(143)上所固定着的齿条(146)带动(143)横移的,这样当纵横驱动的脉冲电机收到来自地面上按键所发来的纵横脉冲数,便按数推送到与地面上所按键位相同的键位上,一到位便触发按键器(143)上的电磁铁,将按键下推,完成地面上要求的按键动作。
万向架总成(152),它的底盘(153)固定在“自动及时换班装置”的基板(103)上,(154)为固定于内圈(157)上并装于外圈(155)孔中的短轴,(156)为固定于“”形旋架(158)上的滚子支撑架,(159)为固定于外圈(155)上,并装于(159)旋架上的短轴,(160)为固定于底盘(155)中心孔中的垂直立轴,(161)为挡帽,(162)为固装于外圈(155)右侧框外面的步进电机,(163)为固定于内圈右侧的装着蜗轮(116),并穿于外圈右侧中间孔中的轴,(167)为固装于底盘上的步进电机,所有蜗杆(65)均固装于步进电机轴端上,(168)为固装在旋架(158)上的步进电机,它驱动旋架(158)携带着内圈、外圈和装在内圈中的“三惯匀力装置”进行水平转位,(169)为装于外圈(155)上的蜗轮,(170)为固定于外圈前方中间的轴,(171)为在支撑架(156)上,在底面外缘滚移的滚轮,(172)为固定于旋架(158)上的蜗轮,步进电机(168)驱动外圈进行左、右倾斜角的调位,步进电机(162),驱动内圈进行俯仰角的调位,通过此万向架,可使“三惯匀力装置”所发出离心力施向空间的任何方位方向上,以达到驱动升空设备向空间所要求的方位上驶行;所有三维调控用的步进电机,其电源控制箱都是经过改装成为按微机指令进行动作的。
下面概述一下本发明与现有的发动机、动力机相比较它所具有的效益<1>它在一次起动储能后不需再续供能源材料;<2>它对环境无污染;<3>它没有燃爆热力装置,不要求贵重材料制作,结构简单、成本较低、使用寿命较长、操作维护较容易、维修间隔期长、维修量较小;<4>运行中可通过调变伞齿轮组的转速来增、降离心力输出的大小;<5>采用提高惯性转子转速的方法以减少自重,也由于不带燃料故可增加装载量;<6>用在升空设备上时,它装在万向架上,通过调变施力方向,可不凭靠反作用力就能发出单向推力来,驱动飞机时可不需机翼,驱动直升机时可不需旋翼,驱动运载火箭时可不需后喷设备,采用将施力调成行进方向的斜仰角,使其向上的分力担负运载设备的重力,向前的分力驱动运载设备向前飞行,在起飞时调向正上方,就可不需跑道、就地升降;<7>它推广应用后,经济收益较大,如用于发电厂中驱动发电机时省去锅炉,不需燃料、不需冷却水设施、无污染、上马快、占地少、值班人员少、电价低、维修周期长;用于广大农村中取代中小型柴油机时可采用简化结构,收到购价低、运转费低、易操作、使用寿命长等诸多优点。
下面结合附图对本发明进行补充说明
图1为离心力发动机结构示意图(即图2的A-A剖视图),图2为图1的俯视图(即图2的B-B剖视图),图3为图1的a-a剖视图,图27为图1的b-b剖视图,图28为图1的A部放大图。图中(1)为惯性转子(全名为“惯性周转体离心力发力器”)总成;(2)为输出转子总成;(3)为方框(74)的上框;(4)为(3)的“八”字形斜面的导向滚子;(5)为伞齿轮组总成,它由(49)、(50)、(51)、(52)、(53)、(54)、(28)、(43)等件组成,是(1)的核心部件,兼有起动储能、反馈补耗、两周转体反向旋转的等速同步和惯性转子的调速四种功能;(6)为(4)的滚动轴承及支架,它们固装在机架兼真空密封罩(57)的上、下盖板上;(7)为轴承盖;(8)为中心立轴,它装于(74)的上、下框中间;(9)为平键;(10)为叠套轴承;(11)为导向滚子总成,共8套,将方框(74)精确导向;(12)为质量等于m/2的周转体,固定于半径杆(46)上,(46)的近中心端固定于(8)的上、下两处,共两件;(13)为质量等于m的周转体,它固定于半径杆(67)上,(67)的近中心端固定于伞齿轮(54)的上部,位于叠套轴承(10)的外壳的中间,其中线距上、下的半径杆(46)等于“L”的等距离;(14)为固定于方框(74)上,并与(13)在同一水平位的圆导杆;(15)为(57)上围绕(14)的密封填料函;(16)为固定于(14)上的横杠;(17)为连杆;它们的两头均为铰连销连接,前头与超越离合器上的摇杆(23)相铰连,后头与横杠(16)相铰连共4件,两件在超越离合器(75)上,两件在超越离合器(80)上,(17)与超越离合器的铰连点是在输出转子(2)的所有负载的综合质心圆半径R的0.6366R处,在该点向输出轴上施力时,有一半的施力不产生反作用力,因为它直接作用到输出轴一半负载的重心处,另一半的施力须经输出轴为支点驱动位于轴对面轴对侧的重心处,因此在输出轴上产生一半施力的反作用力,在地面、水面上的运载设备,可以用图26所示的“反方向力的转移角杆装置”将“反力”转到施向地面、水面,但在升空设备上则无法转移,须由施向行进方向前方的力来抵消它;(18)为环链转子总成(全名为“惯性周转环链离心力单向发力器”),它是离心力用到运载设备上的关键装置,尤其用在升空设备上作用更大,它的特点与惯性转子相同,即以较小的驱动力来补偿惯性周转环链在运转中的损耗,而获得大得多的离心力输出,它比惯性转子优越之处在于<1>它的输出为等值恒流,不象惯性转子是起伏变化的正弦曲线,<2>它的发力是单向施力,不象惯性转子前后发力大小相等,只是相位角相差180°,故它仍在牛顿第三运动定律的范围之内,向前与向后的发力“大小相等、方向相反、同在一条线上”故可互相对消,迄今为止,要发出作用力,必然伴生着反作用力,二者并存,换言之,没有反作用力便不能发出作用力,比如火箭是靠向下的喷爆力以产生向上的升举推力来的,但环链转子却能避开第三运动定律,能不依靠反作用力,它可以向要求的方向单独施力这一功能对升空设备更需要;(19)为固装在机架真空密封罩(57)内的上、下壁板上的垂直轴;(20)为以叠套轴承(10)套装在垂直轴(19)上的水平链轮,它的上、下两只的轮中线间距等于链轮节径;(21)为使链轮、链条刹停的制动电磁铁;(22)为使垂直链轮(25)的担负驱动的一只与输出轴上所装的驱动齿轮副的针齿龆轮(29)相联结的电磁离合器,通电则两者联结成一体,断电则相互脱离开;(23)为固定于正、反向超越离合器上的摇杆,它们以铰连销与连杆(17)连接;(24)为以平键固装在输出轴上的驱动正向、反向环链转子(18)的齿轮副中的大摆线齿轮,它与针滚龆轮(29)相龆合着;(25)为垂直链轮,它的外链齿的节圆线与水平链轮的节圆线的半径R相同,它的内链齿与它的外链齿在同一条半径线上,故其节圆线的半径自然要小于R,因此每链节的质心所连接成的质心圆半径r当然也要小于R;(26)为(惯性周转着的)环链,它不论绕在水平链轮上还是绕在垂直链轮上,其每链节总是以垂直状态与各链轮齿相啮合、运行着,各链节相连接处,均以上、下两十字销相铰连着,而且都有钢球介于相接触处都构成滚动摩擦;(27)为固装在机架真空密封罩(57)内的左、右壁板上的水平轴;(28)为按“它的开动关停和动作的转数均按微机指令进行动作”的要求对其原来的电源控制箱改装过了的步进电机;(29)为与(24)相啮合着,以叠套轴承(10)套装在水平轴(27)上,并以电磁离合器(22)与正、反向环链转子(18)的担负驱动的一只垂直链轮相连接的针滚龆轮;(30)为(57)的支架,它们将(57)牢固地固定到基板(47)上,共4件图29为(18)中的十字销(189)的正视图,图30为其俯视图,图中(189)为十字销体;(190)为叉板头部,它的两孔的内端有滚珠沟槽与十字销体(189)的头部的滚珠沟槽构成珠环小轴承,可承受径向止推负载;(191)为小钢珠。
图31为可摆动右叉板(197)的图32中的B-B剖视图,图中(192)为圆柱头轴位螺钉;(193)为锥滚,它使可摆动叉板总成(197)在每链节总成(196)的下部左右两叉头与(197)下部相铰连,当(197)摆动时构成滚动摩擦;图33(194)为铰连小轴,其左右两头均为细牙螺绞,左端旋于图31(196)中的左侧叉板股(200)中,其右侧叉板(202)旋入螺母(201),(194)的右端头与螺母(201)的的孔相滑配,其顶头部与螺母(195)旋紧;图34(196)为每链节总成的正视图,图35为图34中的“A”向视图,图中(211)为上部长水平滚子轴,左、右共两只,它们与垂直链轮(25)的大(外)链盘(209)、相啮合的滚套(204)相配,构成两圈珠环小轴承,在各滚子的头部的细螺纹先旋入带有滚珠沟槽的螺母(206),顶端再旋入防松背紧螺母(205);(196)的下部短水平滚子轴(198)上所装的(204)与(25)的小(内)链盘(210)相啮合;(196)的上部左叉板(203)与十字销的水平销相配构成珠环小轴承;(196)上部的右叉板(190)与十字销(189)的垂直销相配构成珠环小轴承;图36(20)为水平链轮的俯视图为图37(20)中的B-B剖视图,图37(20)为图36(20)中的A-A剖视图,图中(207)为(20)的上链盘,它与图35(196)中的垂直滚子轴(199)的上、下滚子轴所装的(204)相啮合;(208)为(20)中的下链盘,它与图(196)中的(199)的下滚子轴相啮合;图38(25)为垂直链轮的剖视图,为图39(25)中的B-B剖视图,图39(25)为图38(25)中的A-A剖视图,图中(209)为大(外)链盘,(210)为小(内)链盘;(209)与(197)所装的(204)相啮合,(210)与(198)所装的(204)相啮合,当(196)与水平链轮(20)相啮合时,(197)伸摆到最长位置,其长度与(190)、(203)相等,即(196)处于垂直状态,当(196)与垂直链轮(25)相啮合时,(197)向上缩摆到最短位置,其长度,即上、下十字销的中垂线恰与(25)的半径线相重合;图(40)为水平链轮(20)与环链(26)相啮合的状况示意图,图中(20)的上链盘(207)与各链节(196)的上部垂直销所装的滚套(204)相啮合着,下链盘(208)与(196)的下部垂直销所装的滚套(204)相啮合着;图41为垂直链轮(25)与环链(26)相啮合的状况示意图,图中(25)的大(外)链盘与(211)所配的(204)啮合着,(25)的小(内)链盘与(199)所配的(204)啮合着,(197)与它们所装的十字销均向上缩摆到极限位置,此时上、下十字销的中线与大、小链盘的齿的半径线相重合,各链节(196)的质心圆半径内缩,R变为r;(37)为限摆器总成它由(38)、(39)、(40)、(41)、(42)、(28)、(61)、(62)、(63)、(64)、(65)等构成,是惯性转子(1)通过导杆(14)所输出的离心力,根据用户需要进行“输出方式调控”的关键部件;(38)为前限壁;(39)为蜗轮;(40)为蜗壳,它牢固地固定于机架密封罩(57)上,须承受住所输出的冲击;(41)为后限壁;(42)为固定于(14)上的挡板,它有左、右两块,须能承受设计的最大离心力的输出所产生的冲击;图27所示为图1中的b-b剖视图,即示出蜗轮(39)的中心孔周围的形状其前壁(38)与后壁(41)的中间为环形空腔,它与挡板(42)精密滑配,(42)可在环形空腔中自由转动,但间隙很小;在图27中的(61)位置处,前后壁上均有缺口,容许(42)自由通过,用于旋转动力用户,其前半与后半周转轨道上的两周转体均有摆动和旋转,形成椭圆轨道,在(62)位置处,前壁(38)上无缺口,两周转体运转在前半周时无摆动,所输出的离心力直接施加到基板(47)所固定在其中的运载设备上,后壁(41)上有缺口,容许(42)自由摆动和旋转,将其所输出的离心力通过正、反向超越离合器(75)(80)、使连杆(17)的推、拉动作将向后的力输于输出转子(2)上,再经环链转子(18)装在输出轴(36)的前侧的那只将其单向施力,施加到运载设备的行进方向(前方)去;在(64)位置处,前壁(38)上有缺口,容许将力输于输出转子(2)上,此时在(36)的前侧的(18)的电磁离合器(22)脱离开驱动针滚龆轮(29),但在(36)的后侧的(18)的(22)却与(29)合成一体,驱动(18)向后方施力,此方式用于紧急刹停和后退时,用向后的施力抵消向前的运载体的惯量,使车、船立停或后退,可大幅度地增大安全性;在(63)位置处,前、后壁上均无缺口,惯性转子(1)的周转轨道为圆形,用于(1)的起动储能阶段,一俟(1)的转数达到要求时(应考虑到输出方式由限摆器(37)将其调成“旋转又摆动”的运转方式后惯性转子的转数因周转轨道变为椭圆导致行程加长、转速降低现象,而将起动储能阶段中圆轨道时的转数要增高一些)使限摆器(37)将输出方式按用途的要求调于用户所需要的“转位”处;(43)为驱动伞齿介轮(50)旋转用的无级调速电机(52)的改装了的调速装置,它由按微机指令动作的步进电机(28)进行调控;(44)为方框(74)的前立框,在其中间位置(相当于方框里面的周转体(13)的质心水平线位置)的前面,处于方框中心垂直面上的水平位置处固定着圆导杆(14),它是输出离心力的传导实体,它的表面精确光滑,其强度牢固可靠;(45)为方框(74)的下框,其底面也有与上框(3)相同的“八”字形光滑精确的导向斜面,由装在罩(57)的下底盖里面的4只导向滚子(11)所精确导向;(46)为周转体(12)的两半径杆,它的中心线距周转体(13)的水平中线的距离,上、下均等于“L”并固定于轴套(56)上,其半径长等于R,这样就使质量为m/2的两周转体(13)的合同效果等同于与周转体(13)处于同一水平、质量均为m,半径均为R的两周转体;(47)为基板,它将(1)、(2)劳固地联结成一体,它装于载体底盘上或按装本设备的地基上;(48)为承受中心立轴(8)上的垂直载荷的钢球;(49)为固装于中心立轴(8)上的摆线伞齿轮;(50)为与(49)、(54)两摆线伞齿轮都啮合的针滚伞齿介轮,它的锥状滚子的两端如图28所示的在介轮体(50)上均装着微型轴承(70),锥滚在(49)、(54)的齿面上滚动着形成滚动接触,(50)的齿数(即锥滚数)较(49)、(54)的齿数多得多,这就使(49)、(54)增速、由于(54)与(49)有相同的齿数、模数、故介轮(50)有使两伞齿轮有反向同步转数,都受其驱动、调速、补耗、起动的功能,即可使固定在两齿轮上的(12)、(13)周转体相对于对称轴〔即导杆(14)的轴心线〕等速反向旋转产生着相等的离心力、其水平分力互相抵消、其垂直分力的合力始终在对称轴线上,它装在驱动它的无级调速电机的轴颈(51)上;(53)为铰连式刚性可伸缩导线的节点结构的导线供电于(52);(54)为与(49)有相同模数齿数等速反向旋转同受介轮(50)所驱动,(49)携带着周转体(12)转、(54)携带着(13)反向转;(55)为方框(74)的后立框,在其上装着无级调速电机(52);(56)为轴套由平键(9)固定于中心立轴(8)上;(57)为机架(兼)真空密封罩,它固装于基板(47)上;(58)为半径杆;(61)、(62)、(63)、(64)均为限摆器(37)所调的转位,见图27;(65)为蜗杆;(66)为可调发电量的发电机,其电枢转子装于输出轴(36)上,其定子中的励磁包通过按微机指令动作的步进电机(28)和装在(28)轴颈上的丝杠(32),驱动丝母(29),使固定在(29)上的拉架(67)推、拉固定在(67)上的励磁包,以产生与电枢的相对位移,从而改变所切割磁力线的数量,以达到使发电量适应所需要的电量;(68)为所发电的引出装置,它通于蓄电池组(79)中,(69)为(66)线路中的自动开关,它根据蓄电池组(79)中的所蓄电量的上、下限自动启闭通于励磁包中的输电通路,升到上限时它自动断电、降到下限时它自动接通;在图28中,(70)为微型轴承;(71)为(50)上的锥滚齿或针滚龆轮(29)的针滚齿;(72)为半圆压盖,为便于(70)、(71)的安装而设置的,锥滚齿或针滚齿加装微型轴承后可提高伞齿轮组的极限转数,并降低其周转损耗;(74)为方框,惯性转子总成(1)即装在其上;(75)为正向超越离合器,它与连杆(17)铰连于其上所固定着的摇杆(23)的孔中,将旋摆的离心力通过导杆(14)向前推动使(75)与轴(36)结合,驱动(36)旋转,当(14)后退时,(75)即与(36)脱离开;(76)为输出轴(36)的轴承、轴承壳、支架的总成;(77)为飞轮;(78)为输给载体上其他设备的向外传动件、皮带轮或齿轮或链轮;(79)为蓄电池组;(80)为反向超越离合器,它与连杆(17)铰连于其上所固定着的摇杆(23)的孔中,将旋摆的离心力通过导杆(14)向后拉拽,使(80)与轴(36)结合,驱动(36)与(75)结合时推动(36)的转动方向相同的方向旋转,当(17)向前推时,(80)便与(36)脱离开;图4为惯性转子(1)运转时在单位时间内所产生的离心力和它旋转又摆动时所产生的功率的分析估算原理图,图中(81)为双周转体在前半轨道线上的周转位移历程;(82)为它两在后半轨道线上的周转位移历程;(A)为其质量为m的周转体(13)的质心所在;(B)为其质量为m/2的上、下两周转体(12)合成后等同于质量的质心所在;(A)与(B)的合力始终在对称轴线(Y-Y)上,即在导杆(14)的中心线上,在摆动的全程(摆幅)(S)上,由于它是无弯曲的直线,故不产生离心力也就是摆动形成了椭圆轨道后其所产生的离心力和不摆时的圆轨道上所产生的离心力相等,但不摆动时的转速却因摆动而降低,这是因为行速未变而行程变长之故,摆动后的实际转速ns=未摆动时的转速nπR/(πR+2S),(本式系前、后半周均摆动时的实际转速),若只有半周摆动时的实际转速ns=nπR/(πR+S)。从图中可见,在前半周中(图中为上半周)其合力前后垂直分力FY=2FSinα,其合力始终在对称轴线(Y-Y)上,其左右水平分力FX=FCOSα左右的数值相等、方向相反、故互相抵消;图5为前半周摆动、后半周不摆时的轨道图形,用于运载设备的紧急刹停和后退倒车的驱动,图6为前半周不摆动、后半周摆动时的图形,用于运载设备的前行驱动,图4为前半周摆动、后半周也摆时的图形,用于旋转设备的驱动,图7为FSinα在全圆轨道上运转其质心轨迹曲线--正弦曲线,图中(F)为离心力的最大值(在α=90°时)(Fp)为半圆轮道上所有离心力值之和的平均值,采用“类比”算法,此平均值相当于半圆周线的重心处,如圆半径为R的重心处=0.6366R处,(F)相当于(R),故离心力的平均值Fp=0.6366F,(参见《机械工程手册》夏廷干编,中华书局出版,P115页),最大离心力F=mV2/R=m(2πRn)2/R=m·4兀2Rn2,,故实际在(Y-Y)对称轴线上的平均值为2Fp=2F×0.6366=2×0.6366m×4兀2Rns2,如考虑所有运转中的损失总和约占离心力Fp的3.66%时,则可推出下列各概略估算式①用于驱动旋转设备时的功率输出转子(1)中的两周转体向前、向后均自由旋摆,前、后的离心力功率都输于输出转子(2)上或输于减速箱的“输入轴”上,总的输出功率P=2×0.6×4π2×4Smns2R/102千瓦=189.5Smns2R千瓦式中ns为摆动又旋转形成椭圆轨道后的转速=不摆动只旋转时的转速nπR/(兀R+2S),m为周转体的质量=重量(公斤)/9.8,R为周转体轨道的半径,米,S为摆幅米。
②用于驱动地面上或水面上的运载设备时的离心力输出它装有如图26所示的“反方向力转移角杆装置”,在输出转子(2)的输出轴(36)上装有一付正、反向环链转子(18),此时惯生转子(1)的两周转体在前半周只旋转不摆动,离心合力直接作用在机架真空密封罩上,再转到运载设备上,如采用单只惯性转子(1)时,则每秒内平均离心力输出Fp=2×0.6366×4π2mns2R公斤力=50.3mns2R公斤力;惯性转子(1)在后半周轨道自由旋摆,其离心力的合力功率,输于输出转子(2)上,其所输于输出轴上的功率的一半供输出轴端的可变发电量的发电机(66)将其转变为电能储于蓄电池组(79)中,供伞齿介轮(50)轴端所装的无级调速电机(52)应用,也供运载设备中的应用,如微机、照明、电热、真空泵(91)、电磁离合器(22)、制动电磁铁(21)以及其他设备的用电,其输出功率的另一半供输出轴(36)上所装的摆线针轮齿轮副驱动的环链转子(18),参看图42为环链转子(18)运转时单位时间内所产生的离心力估算原理图的俯视图,图43为其“A”向侧视图,图中粗线为链节绕在链轮时,其质心半圆运转轨道上沿半径方向向外发力的示意图,图中FR为两水平链轮(20)上的所有链节的质心半圆上所发离心力的总合为Fr为两垂直链轮(25)上的所有链节的质心半圆上所发离心力的总合力,(FR-Rr)即为向单一方向水平链轮(20)的方向上的总合发力,设R、ns、m与惯性转子(1)中的相同,(18)中其半圆周上链轮所绕的所有链节的总质量=8m,r=0.5R时,则FR=2×0.6366×4π2ns2R×8m公斤力/秒=(50.3mns2R)×8公斤力/秒,Fr=2×0.6366×4π2ns2r×8m公斤力/秒=(50.3mns2R)×8×0.5公斤力/秒=(50.3mns2R)×4公斤力/秒,FR-Fr=(50.3mns2R)×(8-4)公斤力/秒=201.2mns2R公斤力/秒,此力为向水平链轴方向上的力,此力与惯性转子(1)所发之力=(50.3+201.2)mns2R公斤力/秒=251.5mns2R公斤力/秒,在此状况下,环链转子(18)的运转损耗如等于离心力的7.5%,则共需4×0.075的离心力=0.3离心力,此值正是向后半周输于输出转子(2)上的一半与设定的数值相符合。
③如采用“三惯匀力装置”时,惯性转子(1)和环链转子(18)所产生的向前施力的总和=Fp+FR-Fr=3×251.2mns2R公斤力/秒=754.5mns2R此环链转子(18)的条件与②项的相同,只是其半圆链节的质量总和为12m,因为输出转子(2)上只装有两付环链转子,却担负着三付的任务。
④用于驱动升空设备的离心力输出惯性转子(1)的周转体运转在向前的半周轨道上只旋不摆,其离心力输出转到升空运载设备体上,在向后的半周轨道上时,即旋又摆离心力功率输于输出转子(2)上,其中一半用于轴(36)端部的发电机(66)发电,另一半驱动环链转子(18)向前方发力,该力为平稳的定值推力。在向输出转子(2)上输出的过程中,由于输出轴(36)上所装质量的一半与所输入的离心力处于轴(36)的对侧,须凭轴(36)做为“支点”来转拨驱动它,因此轴(36)上承受向后的一半的推力,此力需以向前的力来抵消,在升空设备上必须采用装在万向架上的“三惯匀力装置”,故向前的总和推力=Fp+FR-Fr-0.5Fp=〔(50.3×0.5)+201.2〕×3mns2R公斤力/秒=679.95mns2R公斤力/秒,式中ns=nπR/(πR+S)。
图8所示为驱动运载设备如采用单只惯性转子时,其离心力输出为间断不连续的正弦曲线围成的力值,故不能用于升空设备上。
图9所示为应用“三惯匀力装置”时所输出的离心力推力为连续的较均匀的近于水平线的力,图中(83)为单只惯性转子所产生的力为正弦状曲线的力,(84)为三只相距120°角位距的惯性转子(即“三惯匀力装置”)所产生的离心力叠加起来变为近于水平线状的均匀的驱动力。
图10为离心力发动机用于驱动发电机(以取代汽轮机或水轮机)时的结构布置俯视示意图,图中(85)为发电机轴,(86)为发电机轴上的半联轴器,(87)为减速器上的半联轴器,(88)为减速器的输出轴,(89)为减速器(90)的输入轴,(91)为抽真空所用泵,(92)为抽真空所用管,(93)为(92)上的自动开关,它根据真空密罩(57)内所要求的真空度的上下限,自动关、开并自动关、开真空泵(91)。
图11为图10的正视示意图。
图12为叠套轴承(10)的结构示意图,图中(94)为外圈,(95)为中间层圈的下半圈,(96)为中间层圈的上半圈,(97)为内圈,(98)为钢球,(99)为弹簧垫圈,(100)为精制的圆柱头轴位螺钉,它使(95)与(96)精确对正定位、牢固地固结成一体。叠套轴承的综合极限转数,为所有各层轴承的极限转数之和,由于本轴承结构在它到达稳定转速后,各层轴承的摩擦阻力,在各层间有相互自动向均匀分配趋于大致相等的状况,而各层的极限转数与其中径成反比例、各层的摩擦阻力与其中径成正比例,极限转数与其摩擦阻力成反比例,因此各层轴承中有的如接近其极限转数时,其他各层也大致接近于各自的极限转数,故本轴承结构的综合极限转数系各层极限转数之和,这样就可按要求设计本轴承的叠套层数。由于提高了转速可按转速的平方值提高离心力输出,现有的轴承结构受极限转数的限制不能任意提高,而采用空气轴承、动、静压液力轴承、磁悬浮轴承等都需额外增添装置和损耗,如采用叠套轴承则可以现有的轴承制造水平和材料解决。本结构较现有普通轴承的滚槽深些,可承受一定数量的轴向载荷。
图13为自动及时换班装置,是本发明用于升空设备上确保绝对安全的一种装置,图中(101)为备用修理中的装于万向架上的“三惯匀力装置”,(102)为正在运转值班位上的装在万向架上的“三惯匀力装置”,(103)为固装着(101)和(102)的基板,(104)为固定在(103)底上的大丝母,(105)为与丝母(104)相啮合着的丝杠,(106)为电动机,丝杠(105)装在(106)的轴端,(107)为固装在运载设备底盘上的导轨板,电机(106)的自动开关由微机发讯启闭,当(101)出现不正常迹象时,其数据状况由传感器送入微机,微机立即发讯以启动电机(106),带动(105)旋转,经(104)驱动(103)连同其上所装的(101)、(102)一同向右移动,当(102)到达值班位时,立即开动接过驱动任务,而退到备用位的原来的(101)停机,接受修理。当下一次再更换时,电机(106)反转、又恢复首次位置,如此轮换下去,确保驱动任务连续安全。
图14为铰连式刚性可伸缩导线的节点结构示意图,由于惯性转子(1)的方框(74)的向前、向后的高频振摆,普通馈线使用不长的时间就会折断,成为“瓶颈问题”,应用本结构就能长时间使用,图中(108)为绝缘填料,(109)为刚性导线条片,(110)为敷在外表面的绝缘层和软橡胶层,(111)为固定于(109)上其自身有润滑作用的碳精片,(112)为有档圈状头的精制胶木螺钉,(113)为固定于(112)上的胶木精制挡圈。
图15为附装于地面上的微机(116)上的“遥控随动按键器(138)”的发讯按键盘(115)的俯视示意图,图16为其正视示意图,图中(114)为按键钮,(116)为地面上安装着的微机〔它与运载设备上的微机(139)完全相同〕,(117)为4只吸固橡胶座,(118)为与装着检讯磁头的按键钮(114)相配的录有纵横磁线的方管状内表面,在每一键位上的(118)均有该键位上专有的纵、横磁线数,在(114)下按的过程中,(114)上的检讯磁头便将(118)内表面上所录的纵、横磁线数转变成脉冲数分送到各自频道的发射器中,发向机载随动按键器的纵、横接收装置中,该装置将收到的纵横脉冲分别送入纵横驱动的脉冲电机中,于是便将按键器(143)推送于与地面相同的键位上,一到位便触发(143)上的电磁铁,将(143)下按完成地面上所要求的键位下按动作。
图16为(115)的正视示意图。
图17为离心力发动机的低速小功率结构的俯视示意图。
图18为图17的正视示意图,图中(120)为“T”形方框(74)的右侧中间加了一根侧立框,用于按装伞齿介轮(50)的轴(51)的轴承座(133);(121)为装着可调移支点轴(124)的溜板;(122)为反馈变速杠杆;(123)为将(122)装于导杆(14)上的力点轴;(125)为推动曲柄销(127)的连杆;(126)为曲柄盘;(128)为飞轮兼向外传动的皮带轮;(129)为调移溜板(121)的丝杠;(130)为(121)的手轮;(131)为溜板导轨;(132)为驱动摇杆(23)的连杆;其两头均为万向球形头,其右端与杠杆(131)的球凹连接,左端与摇杆(23)的球凹连接,介轮轴(51)的外伸轴头上装着正、反向超越离合器(75)、(80),均与摇杆(23)紧固在一起,变速杠杆(122)通过丝杠(129)调移装在(121)上的支点轴(124),以达到使介轮(50)变速的目的;本结构的介轮齿数较与之啮合的伞齿轮多些;(134)为力点轴(123)和支点轴(124)顶端的挡帽;(135)为导杆(14)与连杆(125)的铰连节;(136)为机架防护罩;(137)为(136)上的长槽,使介轮轴(51)摆动时不受阻碍。本设备惯性转子轴的转速与输出轴的转数相等,起动时,在介轮轴(51)的外伸轴头上有与“超越离合摇把”(孔为内棘轮,绕把的插入轴头上有被弹簧顶推着的棘爪,当摇到力所能及的转数时,将摇把停下来,而与介轮轴(51)的轴孔内的内棘轮脱离开,摇把上的棘爪滑跳起来,即可将摇把安全地抽出来,之后再将杠杆(121)调大其反馈量,以其自身的发力来提高其转数,因本结构的周转体(12)、(13)是在空气环境内运转的,故须制成流线形环段,以减少空气对它两的阻力,本结构的特点是结构简化造价降低、利于农村购置。图19为“遥控随动按键器(138)”的机载按键器的结构俯视示意图。图20为其正视示意图,图中(139)为相同于地面所装微机(116)的机载微机(139);(140)为纵移导架;(141)为可在纵移导架上纵向移动的横移导架;(142)为固定于(141)上的齿条;(143)为按键器;(144)为装在(140)后边框上的脉冲电机(145)轴头上所固装着的齿轮,它与(142)相啮合着并驱动它使(141)纵向移动;(146)为固定于(143)上的齿条;(147)为固装在脉冲电机(148)轴头上的齿轮,它与(146)相啮合着并驱动它使(143)横向移动,(148)装在(141)的右端上。
图21为“三惯匀力装置(149)”的结构组成示意图系图22中的B-B剖视图。图22为图21中的A-A剖视示意图,图中(150)为导向滚子总成(11)的按装板,它们的两头牢固地固定在机架密封罩(57)的左、右两壁板上;本装置用在运载设备上使所输出的离心力推力均匀,升空设备上不能用单只惯性转子,必需用本装置,它的结构特点是<1>三只惯性转子相当的周转体的轨道位置角度相距均为120°,在安装伞齿轮组的啮合齿位时调定,调定的方法是中间的一只惯性转子其周转体均位于轨道的前半圆上的对称轴线上相重合,其余上、下两只的周转体则位于轨道后半圆上,距对称轴线60°的位置上重合,上、下周转体的旋向相反。<2>三只的导杆(14)在同一垂直对称面上,处于同一只机架真空密封罩内,装于同一只万向架的内圈中,罩的宽与内圈的内宽相等;(149)的中线(X-X)对准万向架内圈的中线,本装置的机架真空密封罩为矩形。<3>输出转子(2)的轴(36)改变为垂直立装,左右两侧附加了支撑板(151),两板与罩(57)宽度相等也固装于内圈(157)的里面。<4>在输出转子(2)上装有两付环链转子(18),两只飞轮(77)、6条连杆(17)、3付正、反向超越离合器(75)、(80)。<4>本装置由微机调控;限摆器(37)由同一指令调位、3台无级调速电机(52)共用一只调控装置(43),但它有三条分别通于3只无级调速电机(52)上,在上、下两只的分路上都装有附加调控装置,它两均以中间的一只为准,上、下两只与它有轨道位距120°的偏差时,由传感器将3只的轨道位的数据传送于微机中,上、下两只与中间的比较,如大于或小于120°时,微机发指令于上、下两只的附加调控装置使上、下两只的无级调速电机(52)各纠正其位距120°的正负偏差值。
图23为万向架总成(152)的结构俯视示意图。
图24为图23中的A-A剖视示意图,图中(153)为万向架底盘,它固定于“自动及时换班装置”的基板(103)上,或固定于地面、水面上的运载设备的重心处;(154)为固定于内圈(150)上并装于外圈(155)孔中的短轴;(156)为固定于“”形旋架(158)上的滚子支撑架;(159)为固定于外圈(155)上、装于(159)旋架上的短轴;(160)为固装于底盘(157)中心孔中的垂直立轴;(161)为挡帽;(162)为固装于外圈(155)右侧框外面的步进电机;(163)为固定于内圈右侧的固装着蜗轮(166)并穿于外圈(155)右侧中间孔中的轴;(167)为固装于底盘(153)上的步进电机;所有蜗杆(65)均固装于步进电机的轴端;(168)为固装于旋架(158)上的步进电机,它驱动旋架(158)携带着外圈、内圈和装在内圈中的“三惯匀力装置”进行水平转位调控;(169)为装于外圈(155)上的蜗轮;(170)为固定于外圈前方中间的轴;(171)为在支撑架(156)上并在底盘(153)的底面外缘环形面下的滚轮;(172)为固定于旋架(158)上的蜗轮;步进电机(168)驱动外圈进行左、右倾斜角的调位;步进电机(162)驱动内圈进行俯仰角的调位;通过上述水平转位,左右倾斜调位和俯仰角的调位,就可使“三惯匀力装置”输出的离心力,按要求调向于空间的任何方位方向上,以达到驱动升空设备向空间的任何需要的方位上驶行。
图25为离心力发动机用于车辆中以“推力输出”的方式驱动其行驶的结构正视示意图,图中(173)为单只惯性转子或“三惯匀力装置”的离心力发动机;(174)为固装着(173)的圆锥大齿轮;(175)为固装于(174)中心的立轴,它可在底盘(179)的孔中转动,其底端为车轮叉架(176);(177)为转向车轮;(178)为与(174)啮合着的圆锥小齿轮;(179)为车底盘;(180)为俯仰轴架,它的左右架以“”形板固定于大锥齿轮(174)上;(181)为俯仰角调杆,电与轴架孔中的轴(183)牢固地固定在一起;(183)内端头固定在(173)的中心,并擎架着(173);(182)为方向盘。
图26为反方向力的转移角杆装置,它应用在离心力发动机用于地面、水面的运载设备上时,向后方的离心力储于输出转子(2)上时,设想转子的一半质量集中于(168)位置处,另一半质量则集中于(167)位置处,当向后的推力施于“C”向箭头方向时,输出于(168),同时以轴(36)为支点也输力驱动(167),由于(167)的惯量,便有反作用力作用于“A”箭头处,即作用于轴(36)上,即向后方的力转加到“B”箭头处,由地面或水面承受;图中(185)为运载设备底盘(186)上所设置的枢轴;角杆(184)为平行装置着的两件,轴(36)即被穿于(186)垂直股顶端孔中并擎架着它,以其水平股端头底面的突出部,支压于运载设备的底盘(186)上。
图44为本发明用于旋转设备上时,其惯性转子的两周转体的质心的实际旋摆历程轨迹线,其向前、向后的轨迹线互相重合;图45为本发明用于运载设备上时,其惯性转子的两周转体的质心在前半周只旋不摆,在后半周既旋又摆的实际历程轨迹线,向后(图中为向下)时为两半椭圆,回程时为近梯形线,中间纵向线为对称轴线,系立轴(8)中心的实际历程轨迹线。
下面举出几个实施例,以便对本发明的应用有更进一步的了解(一)本发明用于发电厂中以替代火电厂中的汽轮机和水电厂中的水轮机按概累估算式①P=189.5mns2RS/102千瓦,本实施创设定m=100公斤/9.8,ns=200转/秒,R=2米,s=0.5,代入①式P=189.5×10.2×2002×2×0.5/102千瓦=75.8万千瓦。可以配套60万千瓦的发电机。其设备配置如图10、图11所示惯性转子(1)封闭于机架真空密封罩(57)内,中心立轴(8)上所装的三只轴承均采用可提高其极限转数的叠套轴承(10),导杆(14)的往复高频振摆,通过连杆(17)驱动固定减速箱(90)的输入轴(89)所联接的轴上所装的正、反向超越离合器(75)、(80)上所固装着的摇杆(23),将离心力以推、拉动作输入减速箱(90)中,(90)的输出轴(88)调定到与发电机转子轴相同的转数,以联轴器(80)、(87)联接发电机轴(85)以驱动其旋转发电,惯性转子的伞齿介轮的无级调速电机(52)是以发电厂内的自用电经调控装置(43)供电,在起动储能阶段限摆器(37)调于图27中的(63)位处,此时轨道为纯圆,其转速逐渐提高,当达到ns所要求的n转时,即将限摆器调于(61)位处,即处于自由往复振摆位置,此后调速电机(52)只需较小的电力就可维持惯性转子恒速运转。真空泵(91)经自动开关(93)以保持罩内必要的真空度,当它达到上限时(93)自动关闭抽气管(92)和关闭真空泵(91)当它降到下限时,(93)自动打开(92)的通路,(91)也自行起动抽气。
应用本发明以替代汽轮机、水轮机时其效益如下对环境无污染、清洁安静、不耗燃料、不需锅炉设备、厂区占地少、建设费用低、上马快;本设备的零部件无需贵重材料、结构简单、造价低、无热力设备导致的故障故运转寿命长、检修间隔期长、维修量小、值班人员少、电力成本低、省去煤、渣的车船运输、将过去所需的燃料资源省作化工原料;水力发电厂则省去因修水电站而增建的闸、坝、导流等建筑;应用本发明较容易地扩增发电厂,可在较短时间内满足用电量的需求。
(二)本发明用于汽车、拖拉机、船用发动机以及机械、设备等中,以替代柴、汽油发动机和电动机按概累估算式①p=189.5mns2Rs/102千瓦,本实施例设定m=2公斤/9.8,ns=200转/秒,R=0.2米,s=0.05米代入①式实施例设定p=189.5×0.204×2002×0.2×0.05/102千瓦=151.6千瓦。其设备配置如图10、图11所示输出轴调到变速箱输入轴要求的转数。惯性转子伞齿介轮的无级调速电机(52),以汽车原来装的发电机所储之电或在输出轴上装备发电机所储之电经调控装置(43)供电。应用本发明以替代旋转动力设备时,其效益如下对环境无污染、不耗燃料、无燃爆热力设备不易出故障、造价低、运转费用低、运转寿命长;突出的优点是其惯性转子可根据需要利用大反馈量以迅速增大离心力的输出,故可多倍超越使用,又可利用小反馈量或负反馈量以迅速缩降离心力的输出以满足使用要求;又可用“向后施力”(后半周不摆动只旋转,离心力施加在机架转到运载设备上;而前半周则旋摆,其功率输于输出轴上)。以抵消车船的前衡量,以此缩短紧急刹停时的“前滑距”。
(三)本发明用于广大农村的低速小功率的离心力发动机其设备配置如图17、图18所示。按概累估计算式①p=189.5mns2RS/102千瓦,本实施例设备m=4公斤/9.8,ns=50转/秒,R=0.2米,s=0.05米,考虑到本结构的惯性周转体旋转于大气中,其连杆(17)的两端头均为万向球形节,摩擦损耗较大,因此①式中的系数位应减小0.5/0.6,将设定的数值代入①式p=189.5×0.5/0.6×0.408×502×0.2×0.05/102千瓦=-15.8千瓦,约合21.5马力。
本结构的主要特点是结构简单,其输出轴上无发电机,“反馈”由可调变力臂和阻力臂长度比例的杠杆(121)进行,“起动储能”以手摇把进行,摇速逐渐加快,达到其力所能及的摇速后即放慢自动与介轮轴脱离,将摇把抽出,此后靠加大反馈量以增加惯性转子及输出转子的转速,由于两者以连杆曲柄连接,故其转速相同,此时不带负载,之能再带负荷,进行正常工作。应用本设备的效益如下无污染、维修费低、维修的间隔期长、操作维护简单,最突出的优点是不需燃料,目前农村因燃料费、电费限制了应开机的时数的情况是存在的。
(四)应用本发明以“离心力输出”驱动地面和水面的运载设备现有的车辆靠地面摩擦与车辆胎所产生的反作用力形成的车辆扭矩驱动其前进,轮船则靠螺旋桨旋转时水阻力所产生的反作用力而前进的,因之当地面摩擦力因雨、雪泥泞而打滑便会影响行驶及闸停效果,水流状况也对船速有影响,本发明用作驱动力的是“惯性离心力”用它驱动运载设备犹如以另外的拖动设备拽动它,因此不受地面及水流状况的影响。如采用单只惯性转子转子用于地面水面运载设备的驱动并使用如图26所示的“反向力转移角杆装置”时,按概累估算式②Fp=251.5ns2mR公斤力/秒本实施例设定ns=200转/秒,m=5公斤/9.8,R=0.2米,将所设定的数值代入②式Fp=251.5×4万×0.51×0.2公斤/秒=1026.2吨力。设备配置如图25所示,俯仰轴架(180)固装于大锥齿轮(174)上,与之啮合着的小锥齿轮(178)与方向盘(182)固定在同一轴杆上,转向车轮的叉架(176)的轴也固装在大锥齿轮(174)的中心,本设备的导杆中心装在叉架轴(183)的中心,因此方向盘水平调位,就是输出推力的水平调位,而与叉架轴固定在一起的俯仰角调杆(181)的俯仰即为推力的俯仰角调位。本设备与现有的汽油发动机汽车、柴油发动机汽车相比较有下列优点<1>驱动力大如功率为170马力的吉尔汽油机汽车,其最大扭矩为41公斤米,其最大驱动力=305公斤米/0.5米(驱动车轮的半径)=610公斤,功率为400马力的上海SH380A柴油机汽车,其最大扭矩为170公斤米,其最大驱动力=369公斤米/0.8米=461公斤,本设备则为千余吨的驱动力;<2>爬坡性能好胶轮车最大爬坡坡度为40°,这是由于胶轮胎与土路的摩擦系数=0.71,Sin40°=0.64279,在0.71范围之内,爬坡完全可能,如坡度再大便打滑了。本设备不靠路面摩擦力而靠惯性离心力,如将施力的仰角调到坡度角时,可爬登近90°的坡,故可用于登山;<3>安全性好一般汽、柴油机汽车刹停后有前滑距离,本设备以全部的力施向后方去的方法以抵消汽车前冲的惯量,加上车轮制动闸停设备的协助,可以使车的前滑距很小,近于就地位停,故可大幅度地提高车的安全性;<4>不耗燃料、无污染,又因无燃爆热力设备,因之不易出故障。
(五)本发明用于升空运载设备的驱动,以替代运载火箭,飞机发动机、直升飞机发动机和航天飞机的发动机。按概累估算式④Fp=679.95ns2mR公斤力,本实施例设定m=10公斤/9.8,ns=200转/秒,R=0.1米,代入④式Fp=679.95×2002×1.02×0.1公斤力=2774吨推举力。设运载设备加本驱动器的总重为16吨时,则可升举两千余吨,配用本驱动设备时,实际上可将运载火箭、飞机、直升飞机合并为一种类似于不需发射设备的航天飞机。
设备配置要点如下应用“三惯匀力装置”,它装用多层叠套轴承于惯性转子和环链转子的所有轴上,在两转子的机架密封罩旁,装有共用的抽真空的泵和按要求保持真空度上下限内的自动开关,在密封罩和输出轴支架板中线位置,固装于万向架内圈的中线位置上,并在运载设备的重心处,配装如图13所示的“自动及时换班装置”的基板(103)上,(103)上装着两只装有“三惯匀力装置”的万向架,一只处于值班运转位置上,另一只处于备用检修位置上,值班位置即在运载设备的重心处,以此确保升空设备的绝对安全。惯性转子的方框导杆(14),以“限摆器”调定其离心力的输出方式调于图27的(63)位时,惯性转子前后均不摆动,在纯圆轨道上周转,向前向后的推力相等、方向相反,互相间的相位差为180°,数值平衡、相互抵消,此时运载设备处于惯性飞行状态,在太空中应用;调于(61)位时惯性转子前后均摆旋,离心力向前向后均有位移量,其功率均输于输出转子上,输出转子上所获得的功率,一方面供发电机发电,另外还可供驱动环链转子的摆线针轮齿轮副应用,以及运载设备内其他机器由输出转子上所装的向外传动件取用动力。环链转子装有向前施力的和向后施力的两只,成对安装,驱动齿轮副由两只电磁离合器与两转子相联接,当前合后离状况下,则环链向行进方向即前方施力,当前离后合时则向后方发力,前者用于向前行进时,后者用于后退或刹停时,也可调于前后两转子都与输出转子上的针齿龆轮脱离的状态,此时两转子均处于自由惯性运转状态,两转子所发之力互相抵消、无任何力的输出;发电机(66)为可调发电量的,其所发之电储于蓄电池组(79)中,供惯性转子的心脏部件“锥滚伞齿介轮”的驱动器无级调速电机(52)、发电机的励磁包、真空泵以及运载体内的照明、微机等用电设备的应用,若所蓄的电量达到其上、下限时,微机便启动(28)、(32)、(29)、(67)以改变发电量,再和它的自动开关(69)相配合以控制蓄电量,适应、满足需用值;如限摆器(37)调于(62)位时,前半周不摆动后半周摆动为向运载设备发力使之产生加速度的位置,调于(64)位时,前半周摆动其功率输于输出转子上,后半周不摆动,向后发力,在倒退或刹停时应用,此操作与环链转子的离合相配合,可使运载设备回头时不需打旋,可直接反向飞行。介轮(51)通过(52)电机的调速可达到对惯性转子的转速调控,按要求或恒速、或降速、或升速使所发之力完全按运载设备当时的需要;环链转子的调速是根据输出转子所接受的功率,随惯性转子变化,因此间接地对环链的周转速度产生变化,如将环链转子由独立的调速电机(52)驱动补耗,则调控更灵敏随意,由于有充足的储电、有由微机发讯于调控装置的步进电机,故可快速地变动正负反馈量以达到快速变动惯性转子转速的目的,也就可快速地变换运载设备的航速了。又由于有万向架,其所发之力位于运载设备的重心处,因此可将施力方向调于空间的任何方向上,这就可使运载体垂直升降、前进后退、左右腾挪、倾斜翻转十分随意。现有的运载火箭由于燃料、助燃料的负荷之故,喷燃、加速的越早、越快越经济,这就导致在近地浓空气和较大的地心引力的层带时,加速度很大,这样就带来两个缺点;一是要求运载设备表皮须由耐高温耐大摩擦的优质材料敷有特种涂层的板制作,二是乘坐人须有良好体质并须经特殊训练,一般老弱病残人就难以乘坐了。应用本设备时,由于不需携带燃料,故无早加速和大加速的必要了。在地面起动,使本设备发出的推力稍大于运载设备的全部重量(包括运载设备重装载重和本设备重)就可使运载设备缓慢上升,与大气的相对速度较小,表面温度低、摩擦轻,任何体格状况的人、老弱病残者也可乘坐,当到达稀空气和较小的地心引力的层带时,再逐渐加速。以本设备用作飞机的驱动设备时,起飞可缓缓垂直上升,到达要求的高度时,将万向架调动,使发力方向调成斜仰角,使其垂直分力抵消重力,其水平分力担负航速任务,下降时也是垂直缓缓下降,使向上的分力稍小于运载设备的总重即可,因之可将飞机、直升飞机合为一种,不需机翼、旋翼、不需跑道可就地起飞。由于本设备不需燃爆设备和燃料,故不易出故障,不会产生爆炸和火灾,又配装有“自动及时换班装置”,故可确保安全,还可根据需要以增大惯性转子的转速来满足多倍超载应用的要求。本设备以微机进行全机的控制传感器将各种数据送入微机,微机发讯,通过功率接口,启动各应动作的执行机构及时进行各调控,微机或接预编的程序进行调控,或由机载操作人员按键调控,或由地面操作人员通过“遥控随动按键器(138)”进行遥控。
权利要求
1.一种由主机、输出轴上所装组件连杆、超越离合器、摇杆、或曲柄连杆或减速箱、发电机、飞轮、向外传动件等,和调控微机、蓄电池、真空泵、机架罩等构成的离心力发动机,其特征在于其主机是惯性转子(全名为惯性周转体离心力发力器)(1)它是由一根由叠套轴承(10)装在方框(74)的上框(3)和下框(45)的中间部位上的中心立轴(8)、(8)的中间处以叠套轴承(10)套装着摆线伞齿轮(54)、在(10)的中线位置处在(54)的上部轴承壳上固定着半径为R的半径杆(58)、(58)的外端头上固定着质量为m的周转体(13)、(8)的上、下部距(13)的距离均为L处固定着半径均为R的两半径杆(46),它两的外端头上固定着质量均为m/2的两周转体(12),担负着(1)的起动储能、反向同步传动、反馈补偿(1)的运转中的损耗、调速的伞齿轮组(5)是由(54)和与(54)有相同模数、齿数的摆线伞齿轮(49)和驱动它两的锥滚伞齿介轮(51)组成的这就导致(49)与(54)的转速相等、转向相反且反向同步,也间接导致等同于(13)但却与它处于对称轴线[方框(74)的中心垂直面上]的对侧的对称位置上的(12)的转速相等、转向相反、它两所产生的离心力的水平分力互相对消、其垂直分力的合力始终落在对称轴线上,这就使处于对称轴线上的导杆(14)将其垂直分力的合力向外输出,当(12)、(13)摆旋时,所输出的离心力功率输于“输出转子(2)”上,当它两只“旋”不“摆”时,离心力即直接施加到轴承上、再转到载体底盘或安装地基上;(51)装在无级调速电机(52)上,(52)装在方框(74)的后方框(55)上,(52)与(54)、(49)均啮合着,方框(74)的上下框(3)和(45)均有“八”字形导向面,它两由8只导向滚子总成(11)所精确导向,(11)装在机架兼真空密封罩(57)的顶、底盖的里面,在(74)的前立框(44)的中间位置处固定着圆导杆(14),(14)上固定着挡板(42),(42)由限摆器总成(37)所控制调定其输出离心力的方式,(37)由按微机指令动作的步进电机(28)、固装于(57)上的蜗壳(40)、蜗杆(65)、蜗轮(39)、前限壁(38)、后限壁(41)组成,用于旋转设备的驱动时,调于(38)与(41)上均有缺口,容许(42)通过,使(14)位于可前后自、由推拉的位置(61位处),用于运载设备的行进驱动时,(38)无缺口,(41)有缺口,(12)和(13)周转于轨道前半周时只旋转不摆动,(14)的推力直接施加于运载体上,(12)、(13)周转于轨道后半周时,(14)的推拉动作经横杠(16)、连杆(17)、推动与(17)相铰连着并固定在装于输出轴(36)上的正向超越离合器(75)和反向超越离合器(80)上的摇杆(23),以驱动输出转子(2)向单一方向旋转(62位处),当用于运载设备后退和刹停时,调于(38)上有缺口,(41)上无缺口的位置处,(12)、(13)周转于前半周轨道上时自由摆动,将力输于输出转子(2)上,周转于后半周轨道上时不摆动,直接将力施加到运载体上(64位置处),当用于(1)的起动储能阶段,调于(38)、(41)上均无缺口的位置处(63位置处),此时周转轨道为圆形,无级调速电机(52)的供电由蓄电池组(79)来电,经步进电机(28)按微机指令驱动调控装置(43)完成,调控了数值的电,经铰连式刚性可伸缩导线的节点结构(53)送予(52),输出转子(2)上装有正、反向超越离合器(75)、(80)、飞轮、驱动环链转子(18)(全名为惯性周转环链离心力单向发力器)的摆线针滚齿轮副,其中固装于输出轴(36)上的大摆线齿轮(24),与(24)啮合着并以叠套轴承(10)装于机架真空密封罩(57)内所固装着的水平轴(27)上的针滚龆轮(29),它与作驱动用的一只垂直链轮(25)以电磁离合器(22)相联结,通电则合为一体、断电则互相脱离,(18)有两套,一套装在(36)的前侧,另一套装在(36)的后侧,它用于驱动运载设备上,它可单向施力而不凭靠反作用力,它也可单独用(52)驱动,调控更灵敏,它与(1)相配合应用,当驱动运载设备前进时两只(22)前合、后离,当使运载设备后退或刹停时(22)前离、后合,当凭靠惯性力驶行时,(22)的前、后均离,当要(18)停转时使用制动电磁铁(21),(18)的每链节(196)的上部有长水平滚子轴(211),左、右各一根,下部有短水平滚子轴(198)左、右各一根,以它们头部所装的滚套(204)与垂直链轮(25)的大链盘(209)、小链盘(210)相啮合,(196)的上下垂直滚子轴(199)以它们头部所装的滚套(204)与水平链轮(20)的上链盘(207)、下链盘(208)相啮合,各链盘均以十字销(189)相连接,上部以左侧的叉板(203),与十字销的水平销以各自的滚珠沟槽相配构成珠环小轴承相连接,以右侧的叉板(190)与十字销的垂直销以各自的珠环沟槽相配构成珠环小轴承相连接,当环链(26)绕于水平链轮(20)上时,(26)的质心圆半径与水平链轮(20)的节圆相重合,此时各链节呈垂直状态,当(26)绕于垂直链轮(25)上时,(26)的各链节的质心圆缩小,每链节的垂直中线与(25)的齿凹半径线相重合,各链节下部的十字销(189)向外移,可摆动叉板头部向上摆;环链所产生的离心力;发自水平链轮(20)的质心半径为R的质心轨迹半圆〔即(20)的节圆〕上的所有链节的质量总和;发自垂直链轮(25)的质心半径为r的质心轨迹半圆上所有链节的质量总和,由于(20)和(25)的链节数均为相等的偶数,故当环链(26)开始啮合绕上(25)时,其质心半圆内缩为半径为r较R小的质心半圆,故其质心的转速降低后所多出来的惯性动量“施加”到(25)上,就在此同时,(25)的对侧在它的对应链节其质心半圆外扩为半径为R,其动量和转速却要加大到在它未绕上(25)时的动量和转速,其所需补给的动量须自(25)上“索取”,施和取的量和时间相同且系同一对象(25)上,故它对(25)自身原有的动量与转速均无增减作用,这样(20)向前的力减去(25)向后的力,所剩余的向前的单向、等值、稳流状态的力,它避开了第三运动定律,不靠反作用力,能单向发力,较惯性转子(1)所发的正反向滞后、成对、等值,仍在第三运动定律范围内的变值正弦曲线力的作用要大;在输出轴(36)的端部装着可变发电量的发电机(66)的转子,根据所需要的发电量以微机发讯调变,所发之电储于蓄电池组(79)中,以供运载设备中的微机,无级调速电机(52)真空泵运载体内的照明与设备的用电、电动执行装置如步进电机(28)、电磁铁(21)、电磁离合器(22)等的用电,用于驱动旋转设备时,输出转子(2)均以减速箱代,其输入轴以联轴器联接装着正反向超越离合器和飞轮,减速箱的输出轴的转速与旋转设备用的转速相等,以联轴器联接,当用于驱动小型低速旋转设备时,可将导杆(14)以连杆(125)、曲柄(126)驱动输出转子使它与惯性转子有相同转数,以带有超越离合器式插头的摇把插入惯性转子介轮轴外端头上的插孔,进行手摇起动储能,介轮移装于“T”字状方框(120)的侧框上,反馈补耗以导杆(14)上的力点轴(123)上所装的反馈变速杠杆(122)上,通过丝杠(129)调移装在溜板(121)上的支点轴(124)、(122)外端头以两头均为球形万向节的连杆(132)驱动介轮轴外端头上所装的超越离合器上的摇杆,以此达到使惯性转子(1)变速的目的;用于地面与水上的运载设备如车船的驱动时,可应用“反方向力的转移角杆装置”,以消除向输出转子(2)上储能时所产生的施向后方的反作用力,用于运载设备上时,推荐应用“三惯匀力装置”使输出的力均匀稳定,升空的运载设备则必需应用它,升空设备上应用可将施力调向空间需要的方向的“万向架(152)”,为确保安全,还需应用“自动及时换班装置”;本发明以微机进行全机的控制;传感器将各种数据送入微机,微机发讯,通过功率接口,启动各应动作的执行机构及时进行各调控,微机或按预编的程序进行调控,或由机载操作人员按键调控,或由地面操作人员通过“遥控随动按键器(138)”进行遥控。
2.如权利要求1所说的离心力发动机,其特征在于所说的叠套轴承(10)是由外圈(94)、中间圈的下半圈(95)、中间圈的上半圈(96)、内圈(97)、钢球(98)、弹簧垫圈(99)、精制圆柱头轴位螺钉(100)组成,(99)和(100)将(95)和(96)牢固地联装为一体的一种轴承。
3.如权利要求1所说的离心力发动机,其特征在于所说的锥滚伞齿介轮(50)和针滚龆轮(29),它们的锥滚齿或针滚齿(71)的两头,均以微型轴承(70)装于介轮体(50)上,或针滚龆轮体(29)上,为便于安装(70)、(71),以半圆压盖(72)固定它们。
4.如权利要求1所说的和离心力发动机,其特征在于所说的铰连式刚性可伸缩导线的节点结构(53),它们是在刚性导线条片(109)的中间充填绝缘填料(108),在铰连节点处各刚性导线条片(109)固结上有自体润滑作用的碳精片(111),精制的胶木铰连轴销(112),其一端带挡帽,另一端固定上挡圈(113),相线间绝缘了的各刚性导线条片共有的外表面包敷以绝缘层和软橡胶层(110)。
5.如权利要求1所说的离心力发动机,其特征在于所说的可变发电量的发电机,是通过两种结构来实现的一是发电机的电枢转子装于输出轴(36)的顶端,其定子中的励磁包通过按微机指令动作的步进电机(28)和它所装的丝杠(32)驱动丝母(29),使固定在(29)上的拉架(67)推拉固定在(67)上的励磁包以产生与电枢的相对位移,从而改变所切割磁力线的数量,以完成改变发电量的调控;二是通过自动开关(69),它根据蓄电池组(79)中所蓄电量的上、下限(69)自动启闭(79)通向励磁包中的电路,如到达上限时,(69)便立即切断它,如降到下限时(69)便立即接通它,以此达到(79)中所蓄电量保持在使用要求的恰当值。
6.如权利要求1所说的离心力发动机,其特征在于所说的“反方向力的转移角杆装置”,它是在两件平行角杆(184)的垂直股顶端处的孔中穿装上输出轴(36),再在角杆(184)拐角处的孔中,以铰连轴(185)铰连起两平行角杆(184)和运载设备底盘(186)上的两平行孔来,使位于铰连孔的后方(反方向处)的角杆(184)的水平股端的凸头将向后的反方向力转移为向下施加到底盘(186)上去的力。
7.如权利要求1所说的离心力发动机,其特征在于所说“三惯匀力装置”是将3件单只惯性转子(1)垂直地叠装在同一只机架真空密封罩(57)中,在(1)之间增加了固装在(57)内壁板上的用于安装导向滚子总成(11)的两件安装板(150),配装同一根垂直安装的输出轴(36),在(36)上装有两付正反向环链转子(18)、两只飞轮(77)6条连杆(17)、3付正反向超越离合器(75)、(80)、3根导杆(14)、各惯性转子(1)的相当的周转体在轨道上的角度位置相距均为120°,须在各惯性转子(1)安装伞齿轮组(5)时调定,调定的方法是使处于(57)中间部位的惯性转子(1)的两周转体都相重合地位于前半周轨道的对称轴线上,其余上、下两只的周转体都在后半周轨道上位于对称轴线两侧距轴线60°处相重合,但上、下两只的相重合的周转体的旋向相反,上述位置都是在安装伞齿轮组(5)的相互啮合齿位时调定它们;3根导杆(14)都在同一垂直对称面上;本装置全部由微机调控3只限摆器(37)由同一讯号调定其力的输出方式,两付(18)的(22)、(21)也由同一讯号调控,3只无级调速电机(52)也由同一只(43)供电同一讯号调控,但通于各只(52)去的分路上均装有“附加调控装置”,它们以中间的一只为基准,其余两只与中间的有120°位距偏差时,由各传感器将各自的轨道位数据传送于微机中与中间的位置相比较,微机根据120°的差导值发讯于分路上的“附加调控装置”使各有偏差的(52)纠正过来;本装置使输出力,均匀等值,呈稳流状态,升空设备必须应用它,本装置的(57)的宽度与万向架(152)的内圈(157)的内宽相同,在各自的中线处固定在一起。
8.如权利要求1所说的离心力发动机,其特征在于所说的“自动及时换班装置”是两只装于万向架(152)中的“三惯匀力装置”纵向地串装在基板(103)上,在(103)左端的(101)位为修理备用位;右端(102)位为运转值班位,当(102)出现不正常迹象时,其状况数据由传感器送于微机,微机立即发讯于装于运载设备上安装着的导轨基板(107)上的的电机(106)(106)驱动装在其轴颈上的大丝杠(105),从而使与之相配的固装在基板(103)上的大丝母(104)带动(103)与其上所装的两套万向架上的(101)和(102)向右移,使(101)换到(102)位,右移的(102)变为(101),当下一次再换班时,电机(106)反转,以恢复到首次的状态,依此轮换下去,以确保驱动功能的绝对安全可靠、万无一失。
9.如权利要求1所说的离心力发动机,其特征在于所说的“遥控随动按键器(138)”,它分两部分一是装在地面上的发讯按键盘(115),它以4只吸固橡胶座(117)吸附于地面上的微机(116)的键盘上,(115)上有对应着微机(116)的每个键位上都有装着“检讯磁头”的按键钮(114),与按钮(114)相配的录有该键位所专有的磁线数的方管状内表面(118),在(114)下按的过程中,磁头便将(118)内表面上的纵横磁线数转变成脉冲数,分别纵横送于各自的发射频道发射器,将它们发向运载设备中的与地面上相同的微机(139)的遥控按键器(138)的纵横脉冲接收装置中,该装置将收到的纵横脉冲分别送进各自的脉冲电机中,于是便将(116)上的按键器(143)推送到与地面微机相同的所按键位上,一到位便触发(143)的电磁铁将(143)下按,完成与地面上相同的键位下按动作;二是装在运载设备中的随动按键器(143)它以4只吸固橡胶座(117)将按键器的纵移导架(140)吸附于机载微机(139)的键盘上,(140)上有可在其上横向移动的横移导架(141),(141)上固定着齿条(142),(140)的后边框上装着脉冲电机(145),(145)轴颈上固装着齿轮(144),它驱动齿条(142)带动横移导架(141)纵向移动,按健器(143)可在横移导架(141)上横向移动,驱动它横移的是装在(141)右端所装的脉冲电机(148)的轴颈上所装的齿轮(147),它驱动装在(143)上所固定着的齿条(146)带动(143)横移的,这样当纵横驱动的脉冲电机收到来自地面上按键所发来的纵横脉冲数,便按数推送到与地面上所按键位相同的键位上,一到位便触发按键器(143)上的电磁铁,将按键下推,完成地面上要求的按键动作。
10.如权利要求1所说的离心力发动机,其特征在于所说的万向架总成(152),它的底盘(153)固定在“自动及时换班装置”的基板(103)上,(154)为固定于内圈(157)上并装于外圈(155)孔中的短轴,(156)为固定于“”形旋架(158)上的滚子支撑架,(159)为固定于外圈(155)上,并装于(159)旋架上的短轴,(160)为固定于底盘(155)中心孔中的垂直立轴,(161)为挡帽,(162)为固装于外圈(155)右侧框外面的步进电机,(163)为固定于内圈右侧的装着蜗轮(116)并穿于外圈右侧中间孔中的轴,(167)为固装于底盘上的步进电机,所有蜗杆(65)均固装于步进电机轴端上,(168)为固装在旋架(158)上的步进电机,它驱动旋架(158)携带着内圈、外圈和装在内圈中的“三惯匀力装置”进行水平转位,(169)为装于外圈(155)上的蜗轮,(170)为固定于外圈前方中间的轴,(171)为在支撑架(156)上,在底面外缘滚移的滚轮,(172)为固定于旋架(158)上的蜗轮,步进电机(168)驱动外圈进行左、右倾斜角的调位,步进电机(162),驱动内圈进行俯仰角的调位,通过此万向架,可使“三惯匀力装置”所发出离心力施向空间的任何方位方向上,以达到驱动升空设备向空间所要求的方位上驶行;所有三维调控用的步进电机,其电源控制箱都是经过改装成为按微机指令进行动作的。
全文摘要
本发明为离心力发动机,属发动机技术范围。它不需供能源、能源材料,不污染环境。由惯性、输出、环链三转子及调控反馈装置构成。短时储能启动后其离心力输出向外供动力,同时反馈小部分回惯性转子,补偿运转损失维持长久运转。可替代现有一切类型的发动机、动力机、驱动旋转设备、往复运动设备和地面、水面、升空的运载设备。结构简单、尺寸小、重量轻、造价低、寿命长、操作维修容易、不需燃料故运转费极低,可多倍扩力超载应用。
文档编号F03G7/00GK1218141SQ9711889
公开日1999年6月2日 申请日期1997年11月15日 优先权日1997年11月15日
发明者滕祖训, 滕延博 申请人:滕祖训