專(zhuān)利名稱(chēng)：離心驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將圓周運(yùn)動(dòng)中質(zhì)點(diǎn)繞圓心產(chǎn)生的離心力轉(zhuǎn)換成定向力輸出的離心驅(qū)動(dòng)器。
現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)技術(shù)一般為車(chē)輛類(lèi)的車(chē)輪與地面或軌道的摩擦;艦船或飛機(jī)類(lèi)的螺旋漿葉攪動(dòng)空氣或水;噴氣式飛機(jī)和火箭的噴射;磁墊火車(chē)類(lèi)的電磁場(chǎng)等。這些驅(qū)動(dòng)技術(shù)通用性差，如車(chē)輪不能離開(kāi)地面或軌道;螺旋槳不能脫離大氣層或水;噴射推進(jìn)技術(shù)燃料消耗大，有效荷載率低，成本高，污染大，很少在地面應(yīng)用等。因此在實(shí)用中具有極大的局限性。
本發(fā)明提供了一種航天、航空、航海以及陸路運(yùn)輸?shù)耐ㄓ抿?qū)動(dòng)裝置。它的特點(diǎn)是，給它輸入一個(gè)足夠大的旋轉(zhuǎn)力矩，它即可直接向被驅(qū)動(dòng)物體輸出所需方向的驅(qū)動(dòng)力，推動(dòng)物體移動(dòng)。
本發(fā)明是通過(guò)利用機(jī)械或物理手段使圓周運(yùn)動(dòng)中質(zhì)點(diǎn)繞圓心運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的離心力有規(guī)律地變化而實(shí)現(xiàn)的。它所依據(jù)的原理是質(zhì)點(diǎn)圍繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)離心力，方向在旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)背向圓心。這個(gè)離心力的大小f＝mrω2。式中m為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，r為質(zhì)點(diǎn)距圓心的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑，ω為質(zhì)點(diǎn)繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)質(zhì)點(diǎn)每轉(zhuǎn)動(dòng)一周所產(chǎn)生的離心力矢量和等于零，系統(tǒng)相對(duì)穩(wěn)定，沒(méi)有輸出力。如在每一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)周期內(nèi)，以0和π角度為界，有規(guī)律地改變m、r或ω任一值，均會(huì)破壞系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定，使系統(tǒng)產(chǎn)生向離心力大的一方移動(dòng)的趨勢(shì)。本發(fā)明利用了雙心旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，從而使質(zhì)點(diǎn)的等徑圓周運(yùn)動(dòng)成為變徑勻速或等徑變速圓周運(yùn)動(dòng)，達(dá)到了每個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)離心力有規(guī)律地變化的目的。
以下將結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是實(shí)施例的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是將實(shí)施例運(yùn)動(dòng)方式置于直角坐標(biāo)系中研究的示意圖。
本實(shí)施例包括發(fā)動(dòng)機(jī)[1]、帶滑軌的主動(dòng)臂[2]、從動(dòng)臂[3]和鉸接于從動(dòng)臂并置于滑軌內(nèi)的滑塊[4]幾個(gè)部分，如圖1所示。主動(dòng)臂[2]與從動(dòng)臂[3]不同心，其軸心距離為y。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)[1]拖動(dòng)主動(dòng)臂[2]勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)滑塊[4]繞軸O旋轉(zhuǎn)。由于滑塊[4]同時(shí)鉸接于從動(dòng)臂[3]，所以它的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡是以O(shè)′為圓心，以從動(dòng)臂[3]長(zhǎng)r為半徑的一個(gè)圓。將滑塊[4]看成一個(gè)質(zhì)點(diǎn)A，把系統(tǒng)置于直角坐標(biāo)系中，并設(shè)主動(dòng)臂[2]與x軸的夾角為θ，θ＝ωt。通過(guò)計(jì)算，可以寫(xiě)出質(zhì)點(diǎn)在該坐標(biāo)系中0～2π的每一轉(zhuǎn)動(dòng)瞬間，在y軸方向上產(chǎn)生的離心力為Fy＝-mω2[ycos2θ+sinθ(2y2cos2θ-r2)/(r2-y2cos2θ)-2]j由公式可知，該系統(tǒng)在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其離心力F在π/2時(shí)有極大值，在3π/2時(shí)有極小值，因此，起動(dòng)該驅(qū)動(dòng)器，它將有一個(gè)朝向OO′方向的力產(chǎn)生，當(dāng)m為定值時(shí)，力的大小與OO′的距離y以及主動(dòng)臂[2]轉(zhuǎn)動(dòng)速度ω的平方呈正比關(guān)系。適當(dāng)增加y值或ω值，均可增大離心力差值。當(dāng)離心力差值大到可以抵消系統(tǒng)本身重量時(shí)，就有一個(gè)力輸出了。
使用其他機(jī)械或物理穩(wěn)定機(jī)構(gòu)組成兩組分別控制同一個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡和轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的機(jī)構(gòu)，也會(huì)產(chǎn)生同樣效果。
本發(fā)明可以使用任何能量適當(dāng)(包括人力)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源;可以密閉在容器內(nèi)工作，從而降低乃至消除噪音;可以在短時(shí)間內(nèi)輸出很大的力;可以根據(jù)需要在大范圍內(nèi)選擇本身的體積;幾個(gè)離心式驅(qū)動(dòng)器的組合可以使被驅(qū)動(dòng)物全方位移動(dòng)。因此本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于航天、航空、航海及陸路運(yùn)輸?shù)葓?chǎng)所，甚至驅(qū)動(dòng)人力機(jī)械、玩具等。
權(quán)利要求
1.利用機(jī)械或物理手段，使質(zhì)點(diǎn)圍繞兩個(gè)圓心作變徑勻速或等徑變速圓周運(yùn)動(dòng)，從而使運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的離心力在每一周轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)有規(guī)律地變化。
2.按權(quán)利要求1而規(guī)定的離心驅(qū)動(dòng)器，其特征是用兩組分別控制質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡和質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的機(jī)構(gòu)來(lái)控制同一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡和速度。
3.按權(quán)利要求1和權(quán)利要求2而規(guī)定的離心驅(qū)動(dòng)器，其特征是主要由帶滑軌的主動(dòng)桿、頂端鉸接滑塊的從動(dòng)桿和發(fā)動(dòng)機(jī)組成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種將離心力轉(zhuǎn)換成定向力而輸出的離心驅(qū)動(dòng)器。它利用機(jī)械或物理手段，通過(guò)兩組分別控制質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡和質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的機(jī)構(gòu)來(lái)控制同一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡和速度，從而有規(guī)律地改變了系統(tǒng)每一周轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)離心力的大小，使其定向輸出。
文檔編號(hào)F03G3/00GK1053476SQ90100270
公開(kāi)日1991年7月31日 申請(qǐng)日期1990年1月16日 優(yōu)先權(quán)日1990年1月16日
發(fā)明者蘇飛 申請(qǐng)人:蘇飛