单力臂二维力矩效应结构的制作方法

所属技术领域

本发明是一种单力臂二维力矩效应结构，尤其是创新机械结构则决定首创功能而实现能源消耗工艺中的高端节能。

背景技术：

针对当今能源与生态双重危机之如何破解？经多年研究证实：人类对万物的认知有简单与复杂之分且是相对而言，简单是因有人破解了复杂的天机，而复杂则无人破解天机，人类科学历程是此道，而万众创新也必同此道，但重要的关键点是：破解天机之术就内敛在人们司空见惯但又极易忽略的简单细节之中。例如人类近代几百年对能源消耗工艺都是沿用燃燒燃料换取动力与电力，但燃燒換力法同刀耕火种有何差异？而当今的用风力与光热力換电力才是人类走出原始燃燒法的开端，其实被人类忽略的反向作用力才是能源消耗工艺中可直接换取能量的自然动力之海，只可惜人类虽熟用机枪反座力之类反向作用力作正功，但未再向前深入而止步！！忽略了对反向作用力本质的深层次研究，则细节决定了当今生态危机的必然。

所以本发明经研究发现：“凡作用力与抗力共点不共线作用，则必形成互为角度的共点力系，该力系满足平行四边形法则且具有合力特性，而当用一单力臂替代合力线并连接一支点时，则该合力必经单力臂的支点合力之抗力方向叠加到正反两力的共点中，该支点合力之抗力与作用力叠加大小是由单力臂与抗力线之间的夹角大小所决定。”本发现首先揭示的是：“反作用力本质除了平衡力与相互作用力特性外，它最广义的本质是物体结构固有的抗破坏与抗位移之抗力，由强度、刚度、抗裂度三要素组成，但关键点是该抗力绝不是第三定律的正反两力成对产生，且只可同时产生，但因固有性则不是同时消失，而科学利用抗力后应称为反向作用力定义。”例如汽车动力一个作用力则产生了载重量阻力与不同路面的摩擦抗力及逆风阻力等多个抗力，但在顺风与下坡反向作用力条件下，该多种抗力则为能量降耗本质，说明自然界中固有的抗力，在有条件前提下是可科学利用的，而第三定律中的反作用力在普遍生产实践中的本质实为抗力，故人类绝不可忽略能源消耗工艺中对抗力的科研课题，这就是本发现中为什么称“作用力与抗力共点不共线作用”就是为了严格区分反作用力与抗力之本质，因“牛顿之反作用力”概念太原始泛僵化，极易乱套用众多原始定律而颠倒黑白，况且“力”与能量理论有论不淸的关系，例如既视动力中的反作用力＝能源消耗，但又忽略反作用力是否可科学利用之细节？才是能源消耗工艺僵化而造成能源与生态双重危机的祸首，而最高境界的创新必遵守“结构决定功能与细节决定成败”之自然法则，故能源消耗工艺革命才是当务之急。

相对本单力臂二维力矩效应结构发明而言，所称单力臂正是利用了发现成果中当作用力与抗力共点不共线作用时，将该合力线用一单力臂替代，从而获得正反两力合功效应且实现高端节能目的。而所称二维力矩效应结构发明，是指在正反两力共点不共线条件下该合力线用一单力臂替代作圆周运动时，在其该悬空抗力点垂直向下至单力臂的轴心点间距长度，竟形成了一隐形重力臂长度，且它与常现杠杆的重力臂功能相同，所以，表象有形的单力臂效应实质具有二维力矩效应，即有形与无形两个力臂都是在同一轴点向不同圆周方向同时作用。公知，“力矩在物理学里是指作用力使物体绕着转动轴或支点转动的趋向。起源于阿基米德对杠杆的研究。转动力矩又称为转矩或扭矩，即力对物体产生转动作用的物理量。”因此，本发明虽有形是单力臂，但实质效果是双力臂作用效果，为了对比于常规杠杆一维力矩本质的区别，则确定为：单力臂二维力矩效应结构。所以，本发明的主要技术属原创性理论成果，故此次申报名称只用单力臂二维力矩效应结构，目的就是将复杂的理论成果，用最简单的方式实现易求证且具适用广义性特征定位。

技术实现要素：

为了改变目前能源消耗工艺中节能技术的低端现状，本发明提供一种单力臂二维力矩效应结构就可实现能源消耗工艺中的高端节能。

本发明解决其技术问题的技术方案是：在一力臂的左端与轴为活动支点的轴承链接，右端将悬空抗力点由抗力作用线与作用力线共点反向铰链活动连接。发明的实质应用结构为单力臂二维力矩效应结构力学原理，就可实现高端节能之目的。

本发明的创新点是：

1、本单力臂发明结构产生首创的功能是；在单力臂链接轴心点垂直向上至悬空抗力点的间距长度，竞产生了单力臂的隐形重力臂长度，且该隐形重力臂与常规中间支点的一维杠杆功能无异，说明看似简单至极的细节，有可决定某一项科技的兴衰。

2、本单力臂发明结构创新为二维力矩效果，则重点应是突破与填补了力矩结构的物理维度效应创新，它与多力矩合力概念不同的是，多力矩是有多力臂，而本发明只有一单力臂，故悬空的隐形重力臂定位只可用二维平面概念认定，也从物理本质上区别于常规力矩认定，从杠杆定义角度区别，常规杠杆因直线结构为一维空间，因本发明单力臂二维力矩结构内敛了杠杆特性则应为二维平面物理，故创新二维力矩是一个判断、评价和确定一个事物的多方位、多角度、多层次定位，且依据常规力矩定义“即力对物体产生转动作用的物理量”。但“如在一个力臂应用结构内又产生了一个不同方位隐形力臂且可对物体产生转动叠加合力作用的物理量”则应定义为“单力臂二维力矩结构”。

本发明的有益效果是，通过创新机械结构而实现全新的高端节能，应为填补能源消耗工艺中高端节能空白领域技术创新，仅用一单力臂二维力矩效应结构，结构简单，适用广义。

附图说明

附图1是单力臂二维力矩效应结构的作用力运动方向图。

附图2是单力臂二维力矩效应结构用两个拉力计实验数据求证图。

附图3是单力臂二维力矩效应结构力学原理和受力分析图。

附图4是由单力臂二维力矩效应结构从90°至30°内的多个实验数据点连接出的转矩力增量线性规律和导出物理方程关系式的曲线座标图，横座标为转矩力增量，纵座标为轴心方位角，导出的方程式为：设转矩力为g＝2(f-fsina)+f。

附图5是公知传统杠杆举例。

附图6是单力臂二维力矩效应结构与公知杠杆对比求证图，只要保证单力臂长度与常规杠杆力臂相同，且抗力作用线与单力臂夹角a＝48°36′，则作用力f的效应必与常规杠杆值大17％，明显单力臂二维力矩效应利用结构节能17％。

附图7是单力臂二维力矩效应结构类似常规杠杆要素原理图。

具体实施方案

附图2中的实施例：用两只拉力计按附图所示；设抗力＝转矩力g，拉动作用力拉力计主动作用f点保持1kg不变，由单力臂90°位移至30°与被动转矩力平衡时，其效果是被动转矩力g由1kg增大至2kg，在本实验中强调“主动力”与“被动力”定义目的是凸显“被动力”之抗位移转矩力量变效果，以上两个实验必注意两点，一是f方向始终与力臂垂直90°，二是保持抗力作用线始终平行，此是为了限定两个变量，求证其于变量而设定，因为抗力线是否平行决定增力角a的大小变化，作用力f线是否与力臂垂直又决定a角增力规律的特性变化，故本发明是限定条件下的科学利用抗力中易忽略之细节创新。

附图6中实施例：因本单力臂二维力矩绕支点运动时，产生了隐形重力臂，故与传统杠杆重力臂与力臂关系相同。参看图5的普通杠杆，设力臂r＝10公分，重臂r＝7.5公分，得到转矩力虽省了10-7.5＝2.5的力，可转矩力g的速度也降了，无节能效果。而图6发明的单臂二维力矩用同样的r＝10，r＝7.5组成如图示的结构后，因角sina＝48°36’，用拉力计实验转矩力g＝1.5f，代入方程g＝2(f-fsina)+f计算同样转矩力g＝1.5f，实验线性可查，这个结果实施人员可在书面按尺寸模拟认定。显然，虽本单力臂的速度也降了，但效果是g＝1.5f，而1.5-1.33＝0.17f，则是另增加了17％的力矩。而据传统杠杆与单力臂二维力矩效应f点和g点运动轨迹相比，则f点可视为大轮，g点可视为小轮，当作用力f用功率代替，则单力臂二维力矩效应则增加了17％的扭矩功率，具有明显节能效果。说明本发明是将单力臂创新为具有二维力矩特性的首创结构才获得的效果，而常规杠杆无论支点在中间或在一端，都是直线一维特性则省力不省工。

附图7实施例：如果确认了附图2与附图5的两个实施例结果属实，那对本实施例应是一目了然，用两个拉力计按g与f点方向由作用力主动拉动f点，只要保证抗力作用线与单力臂夹角a＝48°36′，则必g＝1.5f，所以，简单结构具有的方法与原理是否具有巨大效益和适用性扩展领域？才是決定简单结构是否具有创新价值的硬标准，而由本发明的附图7结构原理与方法呈现的巨大效益和适用性扩展领域，可参看由同日申报的六件实用新型专利内容，特别是：高端节能单缸发动机专利，将会填补发动机高端节能空白领域创新。