[發明專利]離心力動力裝置

無效

• 申請號: 200810037904.6
• 申請日: 2008-05-23
• 公開（公告）號: CN101290000A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發明（設計）人: 王常智
• 申請（專利權）人: 王常智
• 主分類號: F03G7/10
• 分類號: F03G7/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種利用作圓周運動物體產生的離心力作為動力源，做工的裝 置。

人類生存、社會發展都需要做工，做工離不開力。為了更好的生 存，加速社會發展，人類發明了多種可以將能源轉化成力的動力機械 設備，如蒸氣機、內燃機......。充分利用各種能源使蒸氣機、內燃 機......做工產生動力，以滿足社會發展和生活的需要。如今各種動力 設備已經成為人類生存中不可缺少的一部份。但上述的蒸氣機、內燃 機......動力機械設備能效比很差。工作時能源消耗較大，容易產生溫 室效應，破壞生態環境。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，節約能源保護了生態環境， 基本解決了上述問題。

本發明離心力動力裝置是根據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。根據牛頓第三定律，既然有繩對球的作用力， 必然同時存在球對繩的反作用力，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生離心力，就不受地球的引力影 響，沒有了重量。本發明離心力動力裝置是在裝置內讓重物替代小球 圍繞裝置中心軸旋轉。裝置內作圓周運動的重物會產生離心力，讓裝 置內運動中的重物狀態變化，使重物與裝置之間的力平衡被破壞。重 物產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 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 產生拉動裝置的動力。

下面結合離心力動力裝置結構示意圖和實施例對本發明作進一 步說明：

其中圖1是正視圖、圖2是仰視圖；

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，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，與配重物(4)上配重物輪(13)接觸。配重物輪(13) 轉動時，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)轉動，帶著配重物(4)在剛性桿(2)一端移動。 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，產生 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)旋轉作圓周運動后，對主電 機(5)的旋轉軸作用力大小一樣，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、接觸開關一個接觸點、主電 機(5)電源開關、配重物位移電機(6)電源開關。接觸開關的另一 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)電源開關上，方向桿(7)上接觸開關另一個 接觸點連接配重物位移電機(6)電源開關。因此當配重物位移電機 (6)電源開關打開時，剛性桿(2)每旋轉一周，配重物位移電機(6) 電路可通過接觸開關接通電源開關一次，讓配重物輪(13)轉動。所 以方向桿(7)上配重物位移電機(6)電源開關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。 根據牛頓第二定律，向心力要使質點沿著力的方向產生加速度。因此 作圓周運動的質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α＝v²/R＝ω²R。由F＝ma得到向心 力的公式：F＝mv²/R＝mω²R。式中：α＝向心加速度、v＝線速度、 R＝重物和剛性桿中心的距離、ω＝角速度、m＝重物質量、F＝向心 力。由于剛性桿兩端重物、配重物的重量、運動狀態一樣，重物和配 重物受到的向心力大小一樣。根據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生反作用力——離心力。它 們產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 只受到地球對它的引力，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，離心力動力裝 置內兩端重物旋轉作圓周運動后受力發生變化，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，摩擦系數非常小，小于0.1，萬 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，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 作勻速圓周運動產生的離心力F2＝v²/R＝mω²?R2小于重物作勻速圓 周運動產生的離心力F1＝v²/R＝mω²?R1。當重物在勻速圓周運動中 產生的離心力F1＝v²/R＝mω²?R1大于配重物作勻速圓周運動產生的 離心力F2＝v²/R＝mω²?R2加上離心力動力裝置與地面摩擦力的和后 (式中R1＝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，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。兩端重物旋轉作勻速圓周運動后受力狀態發生變 化，兩端重物受到的由地球引力產生的重力消失，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 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 也產生反作用力——離心力。它們產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對它的引力——自身重力與地面接 觸產生的靜止磨擦力。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軸之間的拉力相應變化，當配 重物對主電機的旋轉軸的拉力與裝置自身重力與地面接觸產生摩擦 力相加的和小于重物對主電機的旋轉軸拉力時，離心力動力裝置受力 平衡的靜止狀態被破壞，重物與配重物產生的慣性合力通過剛性桿拖 著主電機旋轉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節支撐殼體支架的高低變 化，控制固定在殼體上操作室內方向桿上的方向標記的高低指向。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。