專利名稱：離心力動力裝置的制作方法
離心力動力裝置 一種利用作圓周運動物體產(chǎn)生的離心力作為動力源，做工的裝置。
人類生存、社會發(fā)展都需要做工，做工離不開力。為了更好的生 存，加速社會發(fā)展，人類發(fā)明了多種可以將能源轉(zhuǎn)化成力的動力機械 設備，如蒸氣機、內(nèi)燃機......。充分利用各種能源使蒸氣機、內(nèi)燃
機......做工產(chǎn)生動力，以滿足社會發(fā)展和生活的需要。如今各種動力
設備已經(jīng)成為人類生存中不可缺少的一部份。但上述的蒸氣機、內(nèi)燃 機......動力機械設備能效比很差。工作時能源消耗較大，容易產(chǎn)生溫
室效應，破壞生態(tài)環(huán)境。能否制造出能源消耗少，能效比大的動力裝 置，這是當前需解決的問題。
本發(fā)明的目的是提供一種工作時能利用離心力和慣性做工的動 力裝置，可以運用在各種交通運輸工具上,節(jié)約能源保護了生態(tài)環(huán)境， 基本解決了上述問題。
本發(fā)明離心力動力裝置是根據(jù)鏈球運動的原理工作的。用繩栓住 一個小球，使小球在水平面上作圓周運動，繩拉小球的力是使小球作 圓周運動所需的向心力。根據(jù)牛頓第三定律，既然有繩對球的作用力， 必然同時存在球?qū)K的反作用力，這個反作用力是作用在繩上沿著繩 子背離圓心的，也就是離心力。如果繩子一旦斷裂，這兩個力就同時 消失，由于慣性的作用，球沿著自身運動圓弧軌跡的切線方向飛出。 同理小球在繩子牽引下圍繞圓心軸旋轉(zhuǎn)時，只受到圓心軸通過繩子對
它的拉力，做圓周運動的小球一旦產(chǎn)生離心力，就不受地球的引力影 響，沒有了重量。本發(fā)明離心力動力裝置是在裝置內(nèi)讓重物替代小球 圍繞裝置中心軸旋轉(zhuǎn)。裝置內(nèi)作圓周運動的重物會產(chǎn)生離心力，讓裝 置內(nèi)運動中的重物狀態(tài)變化，使重物與裝置之間的力平衡被破壞。重 物產(chǎn)生的離心力大于裝置對重物的拉力時，由于慣性的作用，裝置內(nèi) 重物將拖著整個裝置向重物運動圓弧軌跡的切點方向運動。重物因此 產(chǎn)生拉動裝置的動力。
下面結(jié)合離心力動力裝置結(jié)構(gòu)示意圖和實施例對本發(fā)明作進一 步說明
其中圖l是正視圖、圖2是仰視圖中(1)操作室、(2)剛性桿、(3)重物、(4)配重物、(5)主電 機、(6)配重物位移電機、(7)方向桿、(8)支架、(9)萬向輪、(10) 殼體、(11)蓄電池、(12)支架液壓裝置、(13)配重物輪。 如圖所示操作室(1)固定在離心力動力裝置殼體(10)上，殼體(10)中裝有與殼體固定在一起的主電機(5)，剛性桿(2)中點固 定在主電機(5)的旋轉(zhuǎn)軸上，剛性桿(2)兩端分別有重物(3)和 配重物(4),蓄電池(11)裝在重物(3)和配重物(4)內(nèi)，供給離心力 動力裝置工作能源。配重物(4)下方有一條前后貫通滑槽，剛性桿(2) 穿在滑槽內(nèi)，與配重物(4)上配重物輪(13)接觸。配重物輪(13) 轉(zhuǎn)動時，可帶動配重物(4)在剛性桿(2)端點和中點間移動。配重 物輪(13)固定在配重物位移電機(6)上，配重物位移電機(6)裝 在配重物(4)里，與配重物(4)成為一體。配重物位移電機(6) 通電時，配重物輪(13)轉(zhuǎn)動，帶著配重物(4)在剛性桿(2)—端移動。 重物(3)固定在剛性桿(2)的另一端，重物(3)與配重物(4)重 量相等。主電機(5)工作時，剛性桿(2)帶動兩端重物旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生 離心力。由于兩端的配重物、重物至剛性桿(2)中點的距離相同， 重量相等，因此重物(3)與配重物(4)旋轉(zhuǎn)作圓周運動后，對主電 機(5)的旋轉(zhuǎn)軸作用力大小一樣，形成力平衡。此時離心力動力裝 置的狀態(tài)不變。離心力動力裝置運動時依靠方向桿(7)控制運動方 向。方向桿(7)上裝有方向指示標記、接觸開關(guān)一個接觸點、主電 機(5)電源開關(guān)、配重物位移電機(6)電源開關(guān)。接觸開關(guān)的另一 個接觸點固定在剛性桿(2)上。配重物位移電機(6)電路一端連接 剛性桿(2)上接觸開關(guān)的接觸點，另一端通過電源連接在方向桿(7) 上配重物位移電機(6)電源開關(guān)上，方向桿(7)上接觸開關(guān)另一個 接觸點連接配重物位移電機(6)電源開關(guān)。因此當配重物位移電機(6)電源開關(guān)打開時，剛性桿(2)每旋轉(zhuǎn)一周，配重物位移電機(6) 電路可通過接觸開關(guān)接通電源開關(guān)一次，讓配重物輪(13)轉(zhuǎn)動。所 以方向桿(7)上配重物位移電機(6)電源開關(guān)只有當配重物位移電 機(6)的電路通過剛性桿(2)上的接觸點與方向桿(7)上接觸開 關(guān)接觸后才能接通電源，使配重物位移電機(6)工作。帶動配重物 輪(13)轉(zhuǎn)動，改變配重物(4)在剛性桿(2)的端點與中點之間位 置。方向桿可以控制本裝置運行方向的原理是因為作勻速圓周運動的 質(zhì)點，由于運動方向時刻在變化，所以一定會受到一個迫使它不斷改 變運動方向的力，又因為它的速度大小保持不變，因此作用力的方向 必然是到處和速度方向垂直。方向桿(7)上的方向標記與它上面的接 觸開關(guān)觸點之間有一夾角。當剛性桿(2)上作圓周運動的配重物(4)上 的配重物位移電機(6)電路的接觸點與方向桿(7)上接觸開關(guān)接觸時， 剛性桿(2)與方向桿(7)上的方向標記垂直，方向桿(7)上的方向標記在 正常工作時始終指向重物(3)在運動圓弧軌跡上這一點的切線方向。 根據(jù)牛頓第二定律，向心力要使質(zhì)點沿著力的方向產(chǎn)生加速度。因此 作圓周運動的質(zhì)點一定具有沿著半徑指向圓心的加速度。這種加速度 叫著向心加速度。向心加速度a =v2/R="2R 。由F-ma得到向心力的公式F=mV2/R=m"2R。式中a-向心加速度、v-線速度、 R-重物和剛性桿中心的距離、co-角速度、m-重物質(zhì)量、F-向心 力。由于剛性桿兩端重物、配重物的重量、運動狀態(tài)一樣，重物和配 重物受到的向心力大小一樣。根據(jù)牛頓第三定律作用力等于反作用 力，重物和配重物受到的向心力同時也產(chǎn)生反作用力——離心力。它 們產(chǎn)生的離心力大小相同互相抵消，合力為零。離心力動力裝置此時 只受到地球?qū)λ囊?，剛性桿兩端重物對離心力動力裝置的拉力為 零(離心力合力)。離心力動力裝置靠支撐殼體的支架下方萬向輪與 地面接觸，它的重力對地面產(chǎn)生壓力，萬向輪和地面之間有摩擦力， 摩擦力的大小等于離心力動力裝置的重力乘摩擦系數(shù),離心力動力裝 置內(nèi)兩端重物旋轉(zhuǎn)作圓周運動后受力發(fā)生變化，重物的重力消失，離 心力動力裝置對地面的壓力減小，萬向輪和地面之間的摩擦力變小。 由于萬向輪和地面之間是滾動摩擦，摩擦系數(shù)非常小，小于O.l，萬 向輪和地面之間摩擦力大小不到整個裝置重量的十分之一。將方向桿 上方向標記指向離心力動力裝置的運動方向，打開方向桿上配重物位 移電機電源開關(guān)，讓離心力動力裝置的配重物位移電機工作。配重物 輪在剛性桿上滾動，改變配重物和剛性桿中心之間的距離。使配重物 作勻速圓周運動產(chǎn)生的離心力F2=v2/R=ma>2R2小于重物作勻速圓 周運動產(chǎn)生的離心力Fl=v2/R=mco2Rl。當重物在勻速圓周運動中 產(chǎn)生的離心力Fl=v2/R=mco2Rl大于配重物作勻速圓周運動產(chǎn)生的 離心力F2=v2/R=mto2R2加上離心力動力裝置與地面摩擦力的和后 (式中Rl-重物和剛性桿中心的距離、R2-配重物和剛性桿中心的 距離重物)，剛性桿兩端重物對離心力動力裝置的拉力的合力就不等 于零，重物產(chǎn)生拖動整個離心力動力裝置運動的慣性力。在重物慣性 力的作用下，重物拉著整個裝置向方向桿上的方向標記所指向重物運 動圓弧軌跡的切點方向作加速運動。
本發(fā)明離心力動力裝置的實施方法如下,打開方向桿上離心力動 力裝置主電機電源開關(guān),與離心力動力裝置主電機軸連接的剛性桿帶 動兩端重物旋轉(zhuǎn)。兩端重物旋轉(zhuǎn)作勻速圓周運動后受力狀態(tài)發(fā)生變 化，兩端重物受到的由地球引力產(chǎn)生的重力消失，使整個離心力動力 裝置對地面的壓力減小，萬向輪和地面之間的摩擦力變小。此時兩端 重物受力的方向必然是和速度方向垂直的，并且沿著半徑指向圓心， 我們稱之為向心力。此刻重物和配重物受到的向心力大小一樣。根據(jù) 牛頓第三定律作用力等于反作用力，重物和配重物受到的向心力同時 也產(chǎn)生反作用力——離心力。它們產(chǎn)生的離心力大小相同互相抵消。 因此剛性桿兩端重物對離心力動力裝置的拉力為零(離心力合力)。 離心力動力裝置此時只受到地球?qū)λ囊Α陨碇亓εc地面接 觸產(chǎn)生的靜止磨擦力。這時接通配重物位移電機電源，使配重物位移電機工作，配重物輪轉(zhuǎn)動，帶動在剛性桿一端的配重物移向剛性桿中 點位置。配重物與剛性桿中點距離和位置變化，引起它作圓周運動線 速度變化。促使配重物與主電機的旋轉(zhuǎn)軸之間的拉力相應變化，當配 重物對主電機的旋轉(zhuǎn)軸的拉力與裝置自身重力與地面接觸產(chǎn)生摩擦 力相加的和小于重物對主電機的旋轉(zhuǎn)軸拉力時，離心力動力裝置受力 平衡的靜止狀態(tài)被破壞，重物與配重物產(chǎn)生的慣性合力通過剛性桿拖 著主電機旋轉(zhuǎn)軸帶動主電機和整個離心力動力裝置，向方向桿上方向 標記指向的重物在運動圓弧軌跡上這一點的切線方向運動。重物產(chǎn)生 拖動整個離心力動力裝置運動的慣性力。在重物慣性力的作用下，重 物拉著整個裝置向方向桿上的方向標記所指向重物運動圓弧軌跡的 切點方向作加速運動。支架液壓裝置用于調(diào)節(jié)支撐殼體支架的高低變 化，控制固定在殼體上操作室內(nèi)方向桿上的方向標記的髙低指向。當 方向桿上的方向標記向上指向高處天空，重物做勻速圓周運動后產(chǎn)生 拖動整個離心力動力裝置運動的慣性力也同樣向上指向高處天空,此 時離心力動力裝置在重物向上慣性力拖動的下向天空運動，變成飛行 器。實際應用時，也可以在離心力動力裝置的重物和配重物上裝上動 力設備，如噴氣發(fā)動機......。讓重物和配重物靠自身動力進行圓周運動，這樣主電機就可以省去，減少離心力動力裝置運動負載。
權(quán)利要求
1. 離心力動力裝置由(1)操作室、(2)剛性桿、(3)重物、(4)配重物、(5)主電機、(6)配重物位移電機、(7)方向桿、(8)支架、(9)萬向輪、(10)殼體、(11)蓄電池、(12)支架液壓裝置、(13)配重物輪組成，其特征是重物旋轉(zhuǎn)作圓周運動，用重物作圓周運動產(chǎn)生的離心力，拖動裝置往重物運動圓弧軌跡上這一點的切線方向運動。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心力動力裝置其特征是配重物中心距變化時， 方向桿的方向標記指向的重物在圓周運動圓弧軌跡上這一點的切線方向。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心力動力裝置其特征是重物、配重物、裝著運 動的動力設備。
全文摘要
離心力動力裝置是一種工作時能利用離心力和慣性做功的動力裝置，運用在運輸設備上，節(jié)約能源保護了生態(tài)環(huán)境。離心力動力裝置工作時，在裝置內(nèi)讓重物圍繞裝置中心軸旋轉(zhuǎn)。作圓周運動的重物會產(chǎn)生離心力，一旦運動中的重物狀態(tài)變化，重物與裝置之間的力平衡被破壞。讓重物產(chǎn)生的離心力大于裝置對重物的拉力，由于慣性的作用，重物將拖著整個裝置向重物運動圓弧軌跡的切點方向運動。重物因此產(chǎn)生拉動裝置的動力。
文檔編號F03G7/00GK101290000SQ20081003790
公開日2008年10月22日 申請日期2008年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月23日
發(fā)明者王常智 申請人:王常智