[发明专利]内力系统惯性仪

说明书

本发明叫做内力系统惯性仪。为实现内力系统惯性的两种状态的机械装置，以揭示相互作用的物体在系统内互相产生，且共同具有的物性为内力系统的惯性及系统内所有的一定不变的等效的刚体质量和弹体张量为惯性大小的量度。

本装置中的刚体和支承弹体在相互作用下由工作圆面的共面构成一圆对称平面内力系统(以下简称为系统)，中心位置不变。系统内力为质量力和形变力，这两个力的合力为零。所受外力跟内力具有等同性，并简化为不受外力。

为了表达系统惯性的方便，把这系统叫做球面。这球面要么在水平位置上保持静止。中心位置不变。要么在斜面位置上绕中心固定点匀速转动。原来的斜面位置不变。这两种状态都保持中心位置不变，速率为零。把这叫做球面(或系统)的惯性。

取刚体为分离体。本装置中的刚体定点运动为斜面位置的圆盘和中心一边的圆球绕中心固定点的同一瞬轴转动。圆盘的原来斜面位置不变。

在内力互换部件的工作下，刚体的定点运动受到弹体动支面的原来斜面的支承。或者说，中心一边的内力矩产生力偶矩的效应。(图19。)在中心一边的内力矩和力偶的转动作用下，刚体的定点运动为系统内力运动。或者说，刚体的定点运动不受外力。为刚体在系统内的惯性匀速转动状态。并可通过减小原来的匀速度克服各种阻力或获取系统外动力，为一不受外力的机械内动力系统。

本装置的说明分为以下几个部分：(一)、本装置基本结构中的水平位置刚体的静止状态；(二)、本装置基本结构中的斜面位置刚体的转动静止状态；(三)、本装置完整结构中的刚体定点运动。(四)、本装置中的来自于系统外的阻力。(五)、本装置的两种状态与内力系统的惯性。

(一)、本装置基本结构中的水平位置刚体的静止状态

本装置的基本结构由下列部件组成：一、刚体部件(简称为刚体)。二、弹体部件(简称为弹体)。三、支承部件(固定支座)。四、固定中心部件(无支持力固定球铰链)。

所设刚体由一平面圆盘和这圆盘上的一圆球所组成。(图1)。其中的圆盘为刚体的工作圆面，圆盘的中心受到无支持力固定球铰链的固定作用。

组成无支持力固定球铰链的主要零件为，球体与柱活塞连体(万向轴)，固定支柱，圆柱销轴(图2)及支承弹簧(图3)。

万向轴的支柱固联在固定支座平面的中心位置上(图5)。支柱的上端面中心处为一盲孔(滑孔)，万向轴球体的柱活塞连体装置在该滑孔内，并在孔内受一压缩弹簧的支承(图4)。万向轴自重的38牛为支承弹簧的最小工作负荷(图3)。即支承弹簧在最小工作负荷下的工作高度使万向轴处在平衡位置上。万向轴平衡位置的高度为工作高度(图4)。并把万向轴在原来的平衡位置上工作叫做无支持力。

万向轴球体的柱活塞连体内有一垂向滑槽，并在支柱的滑孔内受一圆柱销轴的固定作用。(图4)。使万向轴可上下移动，但不发生转动。当万向轴的实际工作高度有误差时，可通过支承弹簧的变形来调整工作高度。使万向轴对圆盘的支持作用限定在允许的范围内。该支承弹簧的刚度为：K＝2牛·毫米。

万向轴的球体嵌入在圆盘中心的球窝内，球窝的下端有一豁口，使圆盘可绕万向轴转动。(图4)。

所设弹体由二十四只等同的固定升降压缩弹簧承载器所组成。且匀布在固定支座平面的一个同心圆上，以分别构成弹体支面的局部工作位置，并组成工作圆面。在基本结构中，压缩弹簧承载器所有的升降筒都不具有升降的功能。且在固定支座的支承下独立工作。

组成固定升降压缩弹簧承载器的主要零件为，固定升降轴，升降筒、套筒滚子、圆柱销轴、滚珠、柱活塞(图6)及主弹簧，(图7)。

所有固定升降轴匀布且固联在固定支座平面的一个同心圆上。(图5)。所有升降筒分别套置在一固定升降轴上。升降筒的上端面设有均布盲孔(滑孔)六眼，每眼滑孔内装有一柱活塞和一主弹簧。即主弹簧在孔内受到柱活塞(所传递)的压缩作用。柱活塞体内有一垂向滑槽，并在升降筒的滑孔内受一圆柱销轴的固定作用。使柱活塞可上下滑动，但不发生转动。柱活塞的上端面中心处设有半球形球窝及窝内的一滚珠。(图8)。

一柱活塞和一滚珠自重合力的9.54牛为一主弹簧的最小工作负荷。即主弹簧工作高度交变量的大小为零。(图7)。为所有主弹簧进入工作状态的临界尺寸。或者说，主弹簧形变力的配置大小决定于工作高度交变量跟刚度的乘积。

所设刚体垂直作用于弹体，并受到弹体水平面的支承。即圆盘上的圆球作用于圆盘中心，圆盘的下端面跟柱活塞上端面的所有滚珠相接触。(运动状态下，该滚珠的滚动可减小圆盘下端面的横向摩擦阻力)。