[发明专利]离心系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及且要求2009年1月23日提交的名称为“离心系统”的美国非临时专利申请第12/359,132号的优先权，该美国非临时专利申请在此以引用方式并入。

对于美国的指定，本申请是前述的美国专利申请第12/359,132号的延续。

发明背景

1.发明领域

本发明涉及用于使用旋转系统来产生扭矩或力的系统和方法。具体地，本发明涉及利用离心力来移动物体的系统和方法，将离心力施加在有用的位置处，从而产生扭矩或定向力。这些系统包括利用系统中的物体构型来将一个或多个物体的旋转运动转换成机械能或力的一种系统。

2.相关技术的讨论

在旋转的参考系中，离心力——其为与旋转相关联的假想力——从旋转轴线径向地指向外。以一致的速度v在半径r的圆中旋转的粒子受到向心加速度a_c，向心加速度a_c由下式给定：

ac=v2r]]>

在圆中一致地运动的物体，例如被保持在绳的端部的球受到向心力。向心力的大小由牛顿第二定律F＝ma来确定。根据牛顿第三定律，离心力等于向心力且与向心力相反。因此，离心力的值等于向心力。离心力F的大小因此由下式确定：

F=mac=mv2r]]>

角速度由v＝rω来给定。因此，离心力F的大小还可写成：

F＝mrω²

假定质量体M，该质量体M由长度R的绳系着且被设定处于以ω的角速度围绕旋转中心的旋转运动中。该质量体因为借助于绳来拉动该质量体的向心力F＝MRω²而在圆形的路径中旋转。由旋转的质量体M施加的反作用力等于向心力且在方向上与向心力相反。因此，离心力也为MRω²，且在远离旋转中心的径向的方向上。

概述

本发明提供可被构型成扭矩系统或力系统的离心系统，该离心系统将来自带有质量元件的被有利地定位的旋转物体的离心力传递到臂或连接到输出轴杆的系统，从而提供输出扭矩或力。在一个实施方案中，扭矩系统使用物体中的一个或多个质量元件的旋转运动来产生驱动质量元件径向地向外的离心力，以使离心力以一角度作用在臂上，从而提供大量的扭矩以旋转扭矩系统的输出轴杆。连接元件和臂之间的角度决定了用于扭矩产生的有效力的大小。在一个实施方案中，力系统使用物体的一个或多个质量元件的旋转运动来产生驱动质量元件径向地向外的离心力，且离心力被改变方向以提供使外部结构或力系统以线性运动(向前或向后)的方式来移动的巨大力。

扭矩系统的物体——特别是其质量元件——被设计成机械地驱动扭矩系统的臂。力系统的物体——特别是其质量元件——被设计成以线性运动来驱动力系统。在一个实施方案中，物体可具有可调节的连接元件或连接元件构型，以使物体给臂传递能量，以旋转扭矩系统或提供以线性运动来推动或拉动力系统或外部系统的力。在扭矩系统中得到的扭矩可通过调节由物体产生的离心力的大小来控制。在力系统中得到的力可通过调节由物体产生的离心力的大小来控制。

扭矩系统或力系统可在开放式空间中运行或被封闭。系统构型、物体构型、物体质量、连接位置、质量体到旋转轴线的位置、扭矩臂长度和离心力的角度的多种考虑都是可被调制以实现高性能的设计参数。例如，由扭矩系统产生的扭矩可被用来驱动输出轴杆的旋转运动。由力系统产生的力可被用来驱动外部结构或力系统本身的线性运动。

依据对下文详细描述的考虑并结合附图可更好地理解本发明。

附图简述

图1示意性地显示了根据本发明的一个实施方案的在非运行构型中的扭矩系统100。