[其他]定向力发生装置

说明书

本发明属于机械动力产生装置，特别是涉及一种定向力发生装置。

本发明基于下列构思，如果一台原动机（如：电动机）的转动部分的重心偏离转动轴线，转动时重心就要围绕转轴作圆周运动，轴承对其施以向心力，轴承也同时受到一个离心力F′的作用。重心每转一周，离心力的方向也旋转一周。假设原动机的轴是水平的，则离心力以与原动机轴相同的角速度ω在竖直平面内旋转。这个离心力的竖直分力F_y在时间t内有一个周期性的力即：F_yF′Sinωt。

有关该种因偏重引起的周期性离心力的应用，类似于已有的蛙式打夯机，这种打夯机主要部件是带有偏心重块的轮子，夯槽，当电动机经皮带轮减速带动轮子、离心力也随之产生。离心力的向上分力趋过轮子加偏心重块和夯槽总重时，夯槽便向上举起，当离心力的向上分力变成小于轮子加偏心重块和夯槽的总重时，夯槽便向下降落，当离心力为负值时这个力进一步迫使夯槽以极大的力量打击地面。而离心力的水平分力使夯槽向前，所以偏心重量在旋转中产生的离心力被用来提升夯槽打击地面和牵引打夯机蛙步前进。但蛙式打夯机只能周期性的对某一特定方向施加以力，而不能持续地产生定向力。日本特许（A）昭60-3487专利说明书，公开了一种应用离心力的推进装置专利。该装置在原动机的转子上连接了一个由旋转支架，支架两端装有重金属偏心重块，偏心重块在固定板上的曲面内运动。偏心重块的瞬时回转半径是不断变化的;原动机定子可转动地安装在固定板的一侧。定子外部有皮带轮，通过皮带传动带动另一轴上的旋转支架和装在该旋转支架两端的重金属偏心重块以与第一个旋转支架角速度相同方向相反的速度，在固定板上另一曲面内旋转，固定板上两个曲面的设计使偏心重块产生的离心力在垂直座标系内一个方向的分力互相抵销，另一方向的分力合成后产生朝向一个方向的定向力。与本发明在原理上有原则区别。

本发明试图把偏重产生的沿圆周各点的离心力设法诱导至一个方向，从而获得一种可资利用的定向力。

本发明的原理是在一只原动机（电动机、内燃机等）的输出轴上，固连一个偏心重块，原动机外壳为定位圆柱面与输出轴同轴线，将原动机外壳装入机座孔中，配合性质为滑动配合，可以自由旋转。安装传动装置使原动机外壳与机轴同角速度反方向旋转，旋转时，以外壳为参照系的系统中，偏心重块与原动机外壳是逆向旋转，而在以机座为参照系的系统中，由于偏心重块与原动机外壳是同角速度反方向旋转，偏心重块将处于静止状态。这样对于机座这个参照系来说就把偏心重块作圆运动所产生的沿圆周各点上方向不断变化的离心力诱导至一个固定方向上了。

附图为获得定向力的结构原理图

原动机3的外壳与其轴同轴线，是一个圆柱面。该圆柱面按滑动配合的性质装入机座4的支承孔中。原动机轴一端固连一偏心质量1，另一端固连锥齿轮7。原动机外壳左端经绝缘固连两个导电滑环9，以便在旋转中接通电源;原动机外壳右端固连锥齿轮8，齿轮齿数Z₇＝Z₈。Z₇、Z₈以锥齿轮6作介轮组成传动链。Z₆活套在支架5的轴上。

现在由导电滑环9接通电源，原动机轴开始旋转，经Z₇、Z₆、Z₈带动原动机外壳3，此时偏心质量1与原动机外壳3为等角速相反方向旋转，而偏心质量1相对机座4则为静止状态，偏心质量1产生的离心力相对机座4将恒指一个固定的方向。

本发明人做过如下计算：将该种定向力的发生装置固连于某一物体上，则物体受到一个定向力而沿力的方向产生运动。力的大小取决于下列公式：

F＝G/gRω²

其中，G为偏心重块重，g为重力加速度，R为偏心重重心至转轴线的距离，ω为角速度。力的方向取决于偏心重块重心所在的位置。

设G为98公斤，R为100mm，转速n＝1670转/分，离心力F应为

F＝98×100/9800（3.14×1670/30）²＝30552（公斤）

由此可见，在水平面内，该力可以使物体作相应方向的平移，在竖直方向，可以提起重物，也可以向物体施压，而且完全省去了中间传动环节。