[发明专利]方向不变惯性合力的合成方法及摆振式推进器

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造力的方法及机器，用于制力机器载体(车、船、飞机)的驱动力，还用于工程机械与农业机械作业(压路、推土、耕作)用力。

技术背景

制造力的机器简称制力器。发明人冲破牛顿力学作用力与反作用力定律的束缚，以机械能转换守恒定律为依据，从2000年开始研制制力器。制力器已申请两次发明专利，第一次专利号为ZL00114417.0，发明名称为可调偏心距制力器及其应用；第二次专利申请号为03145174.8，发明名称为缸内变偏心旋转的双轮转子交替单轮压壁制力器及其应用。第二次专利申请相对第一次专利申请的创新性不足被中国专利局驳回申请。这两次专利申请的制力方法均采用转动振动式制力机构。制力器专利申请说明书曾经中国科学院力学研究所审查，认为思路是可行的。专利申请已做初步试验，尚未取得成功，但已找到取得成功的关键技术，目前尚在继续改进设计。在寻找试验取得成功关键技术时，发明人详细研究“理论力学”(西北工业大学理论力学教研室编，人民教育出版社1961年7月第一版，上册，159～163页)关于转动刚体内各点的速度与加速度计算公式，运用此书提供的余弦摆动方程创新设计尚未有报道的双轴摆动振动式制力机构，并对双轴余弦摆动振动式制力机构进行力学分析(详见后述)，从而得出结论，采用摆动振动式制力机构比采用转动振动式制力机构在理论方面更清晰，更容易理解，更多的制力优点。摆动振动式制力机构的设计关键是以最小外形尺寸把转动机构转化为余弦摆动机构。

在制力器研究过程，许多科学家既对理论表示肯定，但又怀疑能够推动物体运动，因为本发明用牛顿作用力与反作用力定律很难作出解释。只有发明取得成功才能消除怀疑态度。振动推进实际上是刚体摆动动能向载体(车辆)直线动能转化，符合机械能转换守恒定律。振动推进是人造力推进，不同于自然力(摩擦力、空气力)推动，所以无法用牛顿作用力与反作用力定律解释。人造力是人为造出来的，自然力是自然界本身存在的。至今为止，人们很少对人造力进行研究。过去对惯性力的研究只局限于解决机械运动机构的平衡问题(如内燃机动平衡)，从来没有人去研究获得无波动惯性合力的问题。过去人们只是研究自然力动力学，人造力动力学无人过问。

本发明的目的是寻求推动物体运动获得历史性突破，在自然科学领域，运用机械能转换守恒定律开拓刚体摆动动能向载体(如车辆)直线动能转换的研究；其次是寻求交通运输机械、农业机械及工程机械(如汽车、直升机、飞机、潜艇、拖拉机、压路机等)采用摆振式推进器后获得新的性能(如节能)或功能(如陆空两栖无翼飞车、用塑料制造的压路推土两用机、遥控无人驾驶陆空两栖拖拉机或农用运输车、陆空两栖坦克装甲车及军用低空极速无翼喷气式飞机)。

本发明能带来的经济效益与社会效益目前尚不能肯定，因为本发明摆振式推进器与空气动力学推进、摩擦力推进相比的节能效果有待深化研究。摆振式推进器尚需发展调向制力技术，使摆振式推进器比其它推进器具有更多优点。摆振式推进器能量转换过程的能量损失是由于机械运动件之间摩擦力造成，只要降低摩擦系数，能量损失就可以降低。降低摩擦系数可采用纳米润滑油、纳米减摩轴承材料及高等级的机械零件表面光洁度。空气动力学推进能量转换过程的能量损失除机械运动件之间摩擦力造成外，还存在很大的废气动能损失。摩擦力推进即驱动轮推进，其能量转换过程的能量损失，除机械运动件之间摩擦力造成外，还存在由于自重造成滚动阻力损失。例如推土机，推力与推土机自重有关，用塑料制造推土机可以节能，但同时失去推力。用摆振推进的推土机、压路机可以用塑料制造，减小机器自身重量造成的能量损失。从理论上分析，摆振推进与空气动力学推进、摩擦力推进相比最明显的优点是改变机械运动推进的功能。空气动力学飞机产生升力需要外形尺寸很大的机翼或旋翼(直升机)，所以现有飞机不能在公路上行驶并依靠飞机场起落。摆振推进的陆空两栖无翼飞机具有汽车的优点与直升机的优点。采用遥控无人驾驶振动推进的陆空两栖车用于农业，可实现水田无轮辙耕作，可悬浮在水稻或其他农作物表面喷施肥料、农药或除草剂，可解决山区梯田农业机械化问题。有翼飞机随飞行速度增加使机翼的飞行阻力迅速增大，这是极速军用飞机设计的障碍。制力升降与喷气或火箭平推相结合，这是军用低空极速无翼飞机的最佳方案。低空飞行可逃避雷达搜索。用塑料制造交通运输机械、农业机械及工程机械，使其重量减轻，减小滚动阻力达到节能效果。摆动式推进器采用调向制力技术，可设计压路推土两用机，使工程机械一机多能。

发明内容