專(zhuān)利名稱(chēng)：慣性力牽引機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
動(dòng)力牽引機(jī)械。
目前世界上的飛機(jī)、火車(chē)、汽車(chē)、輪船、都是靠外界媒質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)本身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。比如空氣、鐵道、道路、水等物質(zhì)。而慣性力牽引機(jī)，與外界媒質(zhì)無(wú)關(guān)。它是由自身在前進(jìn)方向上產(chǎn)生的慣性力，來(lái)實(shí)現(xiàn)物體的運(yùn)動(dòng)。
它是一個(gè)力的轉(zhuǎn)換機(jī)械，把發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩，轉(zhuǎn)換成前進(jìn)方向的慣性力，靠慣性力來(lái)實(shí)現(xiàn)牽引各種飛行器及行走機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。
發(fā)明的目的擺脫各種媒質(zhì)對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的不利約束。節(jié)約能源。提高運(yùn)載工具的安全性。
發(fā)明的內(nèi)容勻速轉(zhuǎn)動(dòng)剛體質(zhì)點(diǎn)的法向慣性力Qn，如圖所示
其大小由下式計(jì)算Qn=me(πn30)2]]>(工程力學(xué)公式)式中Qn——法向慣性力，單位牛頓(N)m——質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量(kg)e——質(zhì)點(diǎn)偏離中心的距離(米)π——園周率n——?jiǎng)傮w每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(轉(zhuǎn)/分)我們利用一個(gè)機(jī)構(gòu)。使式中的e值，在予定的方向上可以改變。e值在一定范圍內(nèi)變化規(guī)律為o-e—o，這樣慣性力只有在一定的方向上出現(xiàn)。我們利用機(jī)構(gòu)的串聯(lián)與并聯(lián)。在予定的方向上獲得一個(gè)恒力——慣性牽引力。
這個(gè)力的波形，在圖像上近似于交流電流經(jīng)過(guò)整流濾波后的直流電流波形。
該機(jī)構(gòu)工作原理如(圖一)所示主軸9上固定有兩個(gè)凸輪11，兩個(gè)凸輪凸起部分方向一致。主軸9軸頭上固定有蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，用蝸桿10調(diào)節(jié)凸輪的方向，可做360°調(diào)節(jié)。凸輪凸起部分的指向，就是慣性牽引力的輸出方向。
轉(zhuǎn)子架4，在齒輪7和12的帶動(dòng)下，做正向或反向旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)子架上，裝有4付連桿13，8個(gè)滾輪5，8個(gè)重錘3。當(dāng)轉(zhuǎn)子架旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾輪，連桿、重錘一同旋轉(zhuǎn)。滾輪圍繞固定的凸輪做公轉(zhuǎn)，重錘可以在轉(zhuǎn)子架滑道上在凸輪的作用下，移運(yùn)一個(gè)距離e。當(dāng)滾輪轉(zhuǎn)至凸輪的最高點(diǎn)時(shí)，如(圖二)所示連桿另一端滾輪轉(zhuǎn)至凸輪最低點(diǎn)，繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，同連桿上兩個(gè)滾輪位置在一個(gè)等半徑園表面上。如(圖三)所示它們之間存在如下關(guān)系式E——常數(shù)，E＝2R＋2rD＝R1＋R2R2－R1＝2eR2＝R1＋2e e值取
，由試驗(yàn)決定。
滾輪在等半徑位置時(shí)，兩個(gè)重錘的慣性力大小相等，方向相反，合力為零。滾輪位置在凸輪表面最高點(diǎn)。另一端在最低點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)重錘的慣性力，大不不相等，方向相反，它們的合力為一定的數(shù)值。方向朝著凸輪凸起的方向，作用點(diǎn)作用在凸輪最低點(diǎn)，作用力通過(guò)主軸傳給機(jī)座。這樣，可以獲得一個(gè)以主軸為作用點(diǎn)的牽引力。
為了獲得連續(xù)的慣性牽引力。轉(zhuǎn)子架上裝有甲乙兩組凸輪，滾輪連桿機(jī)構(gòu)。首先分析1套連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)規(guī)跡。如(圖三)所示連桿一端裝有滾輪A，另一端為B當(dāng)圍繞凸輪表面旋轉(zhuǎn)時(shí)，A輪由點(diǎn)A1處開(kāi)始。另一端B輪由點(diǎn)B1處開(kāi)始。終點(diǎn)為A5、B5。最高點(diǎn)A3。最低點(diǎn)B3，A1A5、B1B5均為始末兩端點(diǎn)，始末兩端點(diǎn)半徑相等，始點(diǎn)到末點(diǎn)的夾角為90°。甲組機(jī)構(gòu)和乙組機(jī)構(gòu)，安裝角相差45°當(dāng)?shù)谝粋€(gè)輪運(yùn)動(dòng)到A3點(diǎn)時(shí)，第二個(gè)輪運(yùn)動(dòng)到A1位置。第一個(gè)輪運(yùn)動(dòng)到A4位置時(shí)，第二個(gè)輪運(yùn)動(dòng)到A2位置。它們的合力方向?yàn)閄軸方向，且連續(xù)。
試計(jì)算慣性牽引力的大小兩個(gè)重錘的合慣性力Qn＝Qn2-Qn1Qn=m(R+e)(πn30)-m(R-e)(πn30)2]]>=m(πn30)2[R+e-(R-e)]]]>=m(πn30)2[2e](N)]]>
設(shè)m＝15kg R＝15cm(凸輪基準(zhǔn)半徑)e＝2cm n＝2000轉(zhuǎn)/分把數(shù)據(jù)代入上式Qn=10×(π×200030)2[2×0.02]]]>＝26319(N)轉(zhuǎn)子架的扭矩由下式計(jì)算M轉(zhuǎn)＝2emg g—垂力加速度9.8米/秒2M轉(zhuǎn)＝2×0.02×15×9.8＝5.88(N·m)所需的功率(瓦)N=MN9.55·η]]>式中η———效率綜合系數(shù)。(包括各部軸承。各滑動(dòng)部件磨擦阻力，切向慣性阻力等因素η取0.8
從以上算例可看出，功率為1.5千瓦的發(fā)動(dòng)機(jī)?？僧a(chǎn)生2.5噸的牽引力粗估1.5千瓦發(fā)動(dòng)機(jī)及牽引機(jī)，加上附屬設(shè)備總重約為240公斤，此牽引系統(tǒng)大約可獲得相當(dāng)于自重10倍以上的牽引力。
發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點(diǎn)或者積極效果(1)牽引力直接作用在機(jī)體上，不介助于周?chē)橘|(zhì)而作自我運(yùn)動(dòng)。
(2)牽引力方向可做360°調(diào)節(jié)，可方便地完成運(yùn)動(dòng)物體的上升、下降、前進(jìn)、后退動(dòng)作。
(3)可做為海、陸、空運(yùn)載設(shè)備的牽引機(jī)。
(4)做為空中飛行器牽引機(jī)，有較高的安全性、機(jī)翼不再承擔(dān)舉力，只做為轉(zhuǎn)向用。飛行器不用跑道?？纱怪逼鸾担赏Ａ艨罩?，可超出大氣層飛行。
(5)做為船泊的牽引機(jī)，可省去螺旋槳，可獲得較高的航速。
(6)可做為起重設(shè)備，有較大的提升力，可省去結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的桁架結(jié)構(gòu)，與地面的基礎(chǔ)設(shè)施。
(7)與現(xiàn)有機(jī)械牽引機(jī)相比，有較高的效率，和突出的節(jié)能性。
實(shí)現(xiàn)發(fā)明的最好方式此項(xiàng)目需由國(guó)家統(tǒng)籌安排、科研、試驗(yàn)與加工制造、對(duì)于出售、使用應(yīng)有一套完整地管理細(xì)則。說(shuō)明書(shū)附圖
(一)文字注釋1——外殼 2——滑道3——重錘4——轉(zhuǎn)子架5——滾輪6——滾輪軸7——?jiǎng)恿斎胼S8——蝸輪9——主軸10——蝸桿 11——凸輪 12——空心齒輪13——連桿 14——機(jī)座。說(shuō)明書(shū)附圖(二)及摘要附圖文字注釋1——轉(zhuǎn)子架2——滑道3——重錘4——滾輪 5——凸輪6——連桿7——主軸說(shuō)明書(shū)附圖(三)文字注釋E＝2R＋2r(常數(shù))D＝R1＋R22e＝R2－R權(quán)利要求
1.以慣性力牽引機(jī)來(lái)牽引各種運(yùn)載工具的方式方法申請(qǐng)專(zhuān)利權(quán)利要求。
2.以凸輪、滾輪、聯(lián)桿、轉(zhuǎn)子架機(jī)構(gòu)，獲得可控制方向的慣性力，對(duì)于這種結(jié)構(gòu)。申請(qǐng)專(zhuān)利權(quán)利要求。
全文摘要
動(dòng)力牽引機(jī)械，它是一個(gè)力的轉(zhuǎn)換機(jī)械，把發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩轉(zhuǎn)換成預(yù)定方向的法向慣性牽引力。該機(jī)不介助于周?chē)慕橘|(zhì)即可產(chǎn)生預(yù)定方向上的牽引力，當(dāng)牽引力在數(shù)值上大于對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的約束力時(shí)，物體便產(chǎn)生了運(yùn)動(dòng)。該機(jī)主要用于牽引各種運(yùn)載工具及起重設(shè)備上。
文檔編號(hào)F03G3/00GK1160818SQ96103759
公開(kāi)日1997年10月1日 申請(qǐng)日期1996年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月28日
發(fā)明者楊雙元 申請(qǐng)人:楊雙元