专利名称:机械能航空航天装置的利记博彩app
技术领域:
本发明涉及航空航天装置现有的航空航天装置有一重要不足之处;即运行需油需电,动力花费高。
本发明的目的是给出近无动力花费或低动力花费的机械能航空航天装置。
本发明为实现目的而采用的方案是机械能航空航天装置运行所需能量由生产机械能的机械力源供给。
此处所说的机械力源,是一种机械能生产装置,并且是一种生产机械能时近无动力花费的装置,实现这种装置,并将其直接或间接的迅速应用到生产或消费等各可能的领域中,驱动那些需动力方运行的装置,即可使其应用到的装置近无动力花费,使用该装置的用户即近无动力花费。
此处所说的生产机械能的机械力源可以是单纯的利用机械做功,生产机械能,即单纯的机械做功装置;也可以是机械做功为主,综合有燃油产生的热能或其它能源的综合式机械力源。机械力源结构上也不受任何约束,凡是用机械做功生产机械能的装置,均可视为可供给机械能的机械力源。机械力源可以是连续运转永动的,也可不是永动的,即间歇运转。也即可是连续的或间歇的生产机械能。
机械力源供给由其提供能量运行的装置的能量的方式可以是多样的,可以是直接供给,例如由机械力源的输出能量的轴直接驱动洗衣机的波轮转动。也可以是间接的,例如由机械力源驱动发电机,将机械能转为电能,经输电线路驱动可由电驱动的装置,使有了机械力源发电,即不再买电。当然,也可以将能量贮藏起来,例如贮于电池中,也可是将弹簧形变后锁住,将能量由弹簧贮存,等等,贮藏的能量可随时取用。所发的电可经长或短的输电线路传输。
机械力源对装置的供给能量可由人控制实现启动、运转与停止,也可以设控制装置实现,即自动控制。
此处所说的“装置运行”,既指车轮运转,机床主轴运转等人眼可见的运行,也指计算机运行,空调运行、电暖装置运行等人眼不可见的运行。
此处所说的“运行”,包括走动式装置位置的改变,以及装置上附设的各种装置的运行,例如走动的机器人的运行以及其上发电机的运行,冷却扇的运行;空调车的运行与车上空调的运行;食品加工装置的运行;等等。
这里所说的做功装置,不是热机中的曲柄连杆,也不是火力发电厂中的汽轮机等能量转换装置,而是经做功可将输入能量增升的做功装置。装置中可设机械零件或其它可实现机械做功的零部件。例如综合有电磁件与机械零部件的做功装置。
这儿所说的做功装置也不是简单机械做功装置,而是类似发动机的原动力装置,该原动力装置可连续也可间歇运动,可转动也可摆动或直线运动。它没有人的不断加入的力。而当人加入力时,人力将被放大。
可实现机械做功的装置,多种多样,可以是杠杆或可以组成各种做功机械的零件,例如各种转轮,如齿轮、带轮等,各种杆件,如二力杆、摇杆等;可是机械、电磁零件的组合;也可是转换件,如发电机发电驱电磁式零部件;也可是各种可贮能件,例如飞轮、弹簧、电池等,将能量贮藏后再释放出,进而推动可运动件运动做功,输出机械能。
做功方式也是多种多样,可以是电磁件配合机械零件,例如由电磁件驱动组成增力装置的机械零件实现机械做功。而电的来源,可以是机械力源输出的机械能驱发电机运转生产,也可是其它能源供给。可以是经过各种增力装置做功,例如被其它能量,如燃油爆发产生的热能,推动的杆件运动做功。也可是水力,风力,核能,太阳能等其它能源推动机械做功。“做功”与电磁转换驱动不同!实现机械做功的装置是多种多样的,可是设有各种增力零部件的装置;可以是现有各种增力装置,也可是未来的任一种实现增力或辅助增力的装置。机械做功的装置也可有完整的机器辅助,例如液压机、冲压机、气压装置等辅助机械做功。
装置的启动可以是使用人输入初始力触发,也可是设控制装置,例如计算机等微电子装置或其它大电流装置,由电触发,例如计算机控电磁阀打开微形锁扣(使予设的形变簧释放能量)或驱微增力机构动作。(例如每次推压簧,压缩一小段后即被锁住,多次后使压簧被压缩较大尺寸。从而给启动提供动力。)或是电机等启动。
装置的止动可以是使用人止动,例如小功率输出情况;也可以是设控制装置控制执行件止动,例如类似卷扬机的电磁式制动器,也可设多重制动,包括紧急制动。
装置的运行可以是低速,也可以是高速,也可是可变速的,可以是使用人控制也可设控制装置控制。例如用滑移轮变速或电调速等。运动件运动形式也可是多种多样,可以是不断转动,也可是不断的往复直线运动,等,也可是有控制的可变运动形式。
机械力源中可设传感装置,实现对整机的智能控制。例如?转速的检测与模糊控制。等等。
运动可以是单纯的机械作功运动,也可以是综合其它能源转化形式的运动,例如综合风力,热力,太阳能,或有贮电装置等,例如于热机内设机械做功装置,随时补偿热能或连续补偿。又例如,由水力供电的电动机不断地驱动机械做功装置,使输出的机械能在数量上大于输入的驱动电动机的电能。
自动控制的力源,可以用微电子控制装置,也可用大电流控制装置,或是二者的综合。也可设摇控装置,有线或无线的。
也可设输入输出力大小的调节装置,控制力的变化。
能量增升装置可设减振减噪件,例如紧固件、弹性件、密封件等等,以提高使用效果。
装置的润滑方式可以多种多样,例如稀油润滑,微型的可是自润滑,小型的可以是综合式,等。
对于需冷却的,冷却的方式也是多样的,例如风冷、水冷、油冷等。
力源的组成形式可是多变的,但其部有能量流动、能量变化的特征,可是纯机械零件组成也可是机电或机电仪综合的结构,封闭或开式框架支持,可是综合有热能,太阳能等,也可是力源与其它整机组成力源机组,例如与汽轮发电机或水轮发电机组成发电机组,与液压机组成液压机组。整个装置有质的变化。
能量增升装置结构上也不受任何约束,凡是使输入或本身循环传入能量增升的装置,均可视为能量增升装置。
力源的运用,可以是单运用,例如作为发动机,也可综合其它能源运用。
图面说明
图1至图71是机械力源实施例的附图图1是实施例1第1子例的结构图,也是图2中的Q1-Q1剖视图;图2是图1中的R1-R1剖视图;图3是图1中的S1-S1剖视图;图4是图2中的T1-T1剖视图;图5是图1中的V-V剖视图;图6是图4中的X-X剖视图;图7是图1中的U-U剖视图;图8是图4中的X1-X1剖视图;图9是图1中的V1-V1剖视图;图10是图2中的Y-Y剖视图;图11是图2中的Y1-Y1(拆下曲框17)剖视图;图12是图1中的Z1-Z1简化剖视图;图13是图1中的Z-Z简化剖视图;图14是图1中的W向视图;图15是图14中的K-K剖视图;(一部分)图16是图14中的P1向视图;图17是图14中的W1-W1剖视图;图18是图14中的P向视图;图19是图18中的K1-K1剖视图;图20是实施例1中的第2子例的机构运动简图;图21是图22的拆去上盖后俯视简图;图22是实施例1中的第3子例的机构运动简图;图23是实施例2的结构图,也是图24中的Q2-Q2剖视图;图24是图23中的R2-R2剖视图;图25是图23的拆去上盖简化俯视图;增补图1输出轴换向装置结构图;增补图2现有汽油机工作原理图;图26是图23中的T2向视图;图27是实施例3中第2子例的简化结构图;图28是实施例3中第1子例的简化结构图,
也是图29中的Q3-Q3剖视图;图29是图28的的左视简化图;图30是实施例3的第3子例的原理简图;图31是实施例3的第4子例的结构图;图32是实施例4的第1子例的结构图;图33是图32中的R4-R4剖视图;图34是图32中的俯视简图;图35是实施例4的第2子例简化结构图;图36是实施例4的第3子例简化结构图;图37是实施例5的结构图;也是图38中的Q5-Q5剖视图;图38是图37中的R5-R5剖视图;图39是图37中的S5-S5剖视图;图40是图37中的T5-T5剖视图;图41是图37中的U5向视图;图42是图41中的W5-W5剖视图;图43是实施例5的第2子例的结构简图;图44是实施例5的原理相似电路图;图45是实施例5的第3子例的原理简图;图46是图47中的Y5-Y5剖视图;图47是实施5的第4子例的结构图,也是图46中的X5-X5剖视图;图48是图37中的U5向视图;图49是图48中的Z5-Z5剖视图;图50是图48中的K5-K5剖视图;图51是图38中的V5-V5展开图;图52是实施例5第1子例的控制执行装置结构图;图53是图52中的P5-P5剖视图;图54是图52的简化俯视图;图55是图57中的U7-U7剖视图;图56是图58中I部分的移出图;图57是图56中的T7-T7剖视图;图58是实施例6的结构图,也是图59中的Q7-Q7剖视图;图59是图58中的R7-R7剖视图;图60是图59中S7-S7剖视图;图61是图60俯视图;图62是实施例7的第1子例结构,也是图66中的Q9-Q9剖视图;图63是图66中的R9-R9剖视图;图64是图65中的S9-S9剖视图;图65是图62的部分左视图;图66是图62拆去盖板后的俯视图;图67是图69中的V9-V9剖视图;图68是图69中的U9-U9剖视图;图69是图68中的T9-T9剖视图;也是实施例7的第2子例的结构简图;增补图3是例7第1子例的又一结构简图;也是补图4中的X9-X9剖视图;增补图4是增补图3中的W9-W9剖视图;图70是实施例1的控制计算机单板机的系统图;图71是实施例1的控制部分接口板电路图;图72是图107中自动倾斜器的组成与工作原理图;图73是图1066中接头的分解图;图74是本发明实施例1的第1子例外形图;图75是本发明实施例1的第2子例的组成与工作原理图;图76是本发明实施例1的第3子例的组成与工作原理图;图77是图76中的Q-Q剖视图的简化表达图;图78是图76中的R-R剖视图;图79是本发明实施例1的第4子例的组成与工作原理图;图80是图79的左视简化表达图;图81是本发明实施例1的第5子例的组成与工作原理图;图82是图81的俯视简图;图83是图81中的S-S剖视图;图84是本发明实施例1的第6子例的组成与工作原理图;图85是本发明实施例1的第7子例的组成与工作原理图;图86是计算机控制的电动机调速器控制执行装置结构图;图87是实施例2的第1子例的结构图;图88是图87中的S-S剖视图;增补图5是图87中的η-η剖视图;图89是图87中的T-T剖视图;图90是图87中的Z-Z剖视图;图91是图90中的δ向视图;图92是图87中的W-W剖视图;图93是图99中的ξ-ξ剖视图;图94是图99中的102号件放大并拆去外框75
的图;图95是图97中的r-r剖视图;图96是图95中的α-α剖视图;图97是图99中的门91′把放大图,也是图95中的β-β剖视图;图98是图87中的X-X剖视简化图;图99是图87中的Q-Q剖视图;图100是图87中的V向视图;图101是图99中的Y-Y剖视图;图102是图89中的U-U剖视图顺时转90°后的视图;图103是本发明实施例3的结构简图;图104是图103的俯视简图;图105是本发明实施例2第2子例的几种机械能飞机外形图;图106是图105中的由活塞式机械能航空发动机驱动的单旋翼机的手操纵部分;图107是图105中的图a)示单旋翼机操纵部分增补图;图108至图120是本发明实施例4的陆路行驶部分;图108是图87中车的液压制动装置简图,图下方是图中各标号件的名称;图109是图108所示装置工作原理图;图110是图108中的制动泵分解图,图下方是图中各标号件的名称;图111是图87中车可用的鼓式车轮制动器,图下方是图中各标号件的名称;图112是图87中车的盘式制动器;图113中图87中飞机作为陆路车使用的方向盘等转向装置的组成和工作原理简图;图下方是图中标号各件的名称;图114是图87中车的前轴与转向节分解图,图中有各标号件的名称;图115号是图113中转向器的分解图,图中有各标号件的名称;图116是图113中转向拉杆分解图,图中有各标号件名称;图117是图87中传动轴40的分解图,图中有各标号件名称;图118是图87中车的驱动桥结构图,图下方是图中各标号件的名称;图119是图87中车前后钢板弹簧组成图,图下力是图中各标号件名称;图120是图87中车轮与轮胎的构造,图下方是图中各标号件的名称;图121是图99中发电机80的一种线路图;图122是图99中发电机80的一种结构图;图123是图99中发电机80的拖动部分放大图,左双点划线门、上方风扇4与下方底脚8与9为附加部分,于图87中均省略;图124是图99中发电机及其固定件分解图;图125是机械力源中交流电动机调速器接线图;图126是机械力源中直流电动机调速器接线图;图127是机械力源中直流电动机调速器接线图;图128是奥斯汀小汽车发动机分解图。
有的图中采用了省略画法、拆卸画法、简化画法,有的图中的不可见投影仅表达了部分。个别处没给剖面线。
以下结合附图与实施例对本发明作进一步说明。首先给出生产机械能的机械力源实施例实施例1,补偿叠加式。本例有3个子例。
一、能量增升装置(机械做功装置)与其工作原理1、图1至图19是实施例1第一子例的结构图。本例设有形状尺寸相同的18个推簧板20。18个板均匀排布于360度圆周上,两两相隔20度,均由曲轴19带动。图12中取省略画法,简单表达了这18个推簧板。与此18个推簧板20相对,有18套沿曲轴19排布,且先后有秩序的推曲轴19转360/18=20度的,完全相同的机械增力装置。每套装置设有由各图中给出的力簧41与力簧经适应杆26驱动的牵轮板9,还设有利用滚动省力的轮33,走轮43以及牵轮板9经走轮槽10中的传杆69带动的力杆11与12,与传杆5带动的力杆3与4、力杆29与30,加上由力杆30驱动的斜杆39与使斜杆被推簧板20压仍运动省力的轮35。这些零部件通过以下方式驱动曲轴19,使之转动,输出能量。即(1)力杆4端部用栓72与销固联的小接头73当力杆3与4由传杆5带动于图2中向左行走至曲轴19上短杆40也带动力杆4转到使二力杆3与4成一直线且此直线不穿过曲轴19轴线时,与曲轴19上短杆40接触,并因传杆5继续驱二力杆3与4左行,小接头73拉短杆40使曲轴19左旋转动少许。这里,力杆3与4成一直线时,增力趋于无穷大,于二力杆3与4铰接点仅微力推即可带动曲轴19转动时输出力趋于无穷力,这即意味着力簧41给出的力经此装置作用后,有可能被放大至无穷大。在朱景梓主编的《机械原理与机械零件》高校教材中以及《现代机构手册》(孟宪源编)与其它的现有技术资料中均给出了该增力趋于无穷大的机构或应用装置。(2)、力杆11、12与力杆3、4不同处为,其铰接点由传杆69推动,力杆12与曲轴19上短杆74接触,并且,当曲轴19上短杆74带动力杆12运行至图2中位置时,因牵轮板9牵传杆69,使力杆11、12铰接点向左行,而使力杆12压短杆74使曲轴19转,力杆11、12向左行至一直线时,也增力趋于无究大。(3)力杆29与30于图2中成一直线位置,所以增力趋于无穷大,由牵轮板9用微力即可经传杆5驱动之,使力杆30上拉板36,进而经轮37驱斜杆39压推簧板20。
本子例由多套增力机构依次达到增力趋于无穷大,互相补偿当增力趋于无穷大之后机构增力的衰减,并且,将走轮43设于被力簧41牵下行的初始因走轮直径、淬火件滚动而产生的高数值增力补偿驱动各件初始运动较沉重,均为补偿法。
注各图只表达出18套能量增升装置中的一套,即图1中同步带轮23右侧,飞轮18左侧之间所夹部分,其余的17套,除各推簧板20均匀排布于曲轴19周围,凸轮6均匀排布于凸轮轴15周围360度圆周上外,各套装置的零部件形状尺寸相同,空间布置方面随图12中各杆40与杆74位置的变化而改变。图中省略了此17套装置的详细表达。
简单估算设图2中被拉伸开的簧41在释放时产生300克力。由于18套能量增升装置是有次序的先后各自驱动曲轴19转20度。各套装置中的3次增力趋于无穷大力在驱动曲轴19时是间隔曲轴转20/3≈7度,此时为各机构的增力劣势,由于各机构处于增力劣势时,恰有另一机构处于最佳的增力无穷大,所以,各套装置的增力劣势为曲轴转动约3.5度时,因20/3.5≈b,如设图2中的β角为30度,各机构增力劣势时,β≈30÷6=5度。当β=10度时各增力机构增力300ctg10=1680克。因图2中走轮43驱曲轴转20度后,又有另一走轮驱曲轴,sin20≈0.34,由牵轮板9与走轮43,轮33利用滚动摩擦与牵轮板9与水平线夹角实现二次增力,劣势时的增力约1680/0.34≈5千克。又力杆30驱动板36,经轮37压斜杆39向图左方转时,曲轴上推簧板20的下端被斜杆39压,进而由推簧板20推动曲轴19,可提高增力倍数,估算为2倍。(因为斜杆是被轮37滚动压转)可视为第3次增力,如将斜杆39增力也算在内,(显然此处动力臂值也较大)即有5×2=10千克(因为对力杆29,30组成的增力机构是第3次叠加增力)增力倍数10000/300≈30倍。
由簧41收缩时的加速与取β角为10度,而不是5度估算,加上飞轮动能可补偿簧收缩时力的衰减。
由于上述装置是不变速增力的,而且当装置增力趋于无穷大时,驱动曲轴的力仍有确定的力臂值,不是力臂趋于无穷小,上述装置为能量增升装置,且能量增升间歇趋于无穷大。
二、自补充恒定运行所需的能量由于曲轴上的推簧板20随曲轴19右旋转动时,推适应杆26,将驱动能量增升装置的簧41又向上推,使簧被拉伸形变,使之产生恢复力。(此情况将摆压驱推簧板20的斜杆39改为滑动摩擦驱动推簧板20,即由力杆30直接拉斜杆直线往返。另外推簧板20也改为图2中双点划线所示的近似直线形状)当推簧板20随曲轴转,而脱离适应杆26时,簧41因不再有阻挡,而向下恢复原形并牵引适应杆26与牵轮板9使上述能量增升装置运动,使曲轴19运转。当然,也可以是推簧板20将适应杆26推上去后,由锁轴7挡住,适当的时刻由凸轮6推锁轴图2中向右运动,使适应杆26上小轮27不被档,杆26被簧41牵下行。推簧板20转动时又推适应杆26向上,使挂适应杆26上的力簧41又被拉伸。而适应杆26走至图2中位置时,杆26上的小轮27推锁轴7斜端头使锁轴7右行,小轮27越过锁轴7后被有压簧复位的锁轴7挡住,处于图2示位置。
曲轴19与推簧板20作为能量传递件,使本力源实现了能量消耗自补充恒定运行。
自补充需力估算已设每个簧41形变到位时,产生300克恢复力,因每时刻1 8个簧,有一半要被驱形变,需力比300×18/2=2700克少,而推簧板20推簧端距曲轴19轴线的距离比适应杆26推动的轮43边缘距曲轴19的轴线距离略远,所以推簧板推簧力估为2700克×1.5≈4000克。设各套能量增升装置机械效率为0.7,即增力至10千克,机损后为10×0.7=7千克,所以可自补充运行所需能量且可外带负载约7000-4000克。
三、有次序的施加动力与不间断循环工作参图3,图14。人手转可取下把手66使轮47上孔m与指示符γ相对时,18个推簧板20中的第一个,即各图中所示的推簧板20处于各图所示位置,而第一套能量增升装置也恰于各图示位置。(这可由组装时后插入轮47实现。)再将可取下把手65转动,使同步轮62转至图14中把手65与指示角δ相对位置(此位置恰是图2中凸轮轴15所在的位置),因同步轮62所带动的固有18个形状尺寸相同的凸轮6的凸轮轴15上的18个凸轮6,与18套增力装置中的18个力杆4、18个力杆12各自驱动的曲轴19上的18个短杆40与短杆74,在空间布置上与18个推簧板20的布置相同,是18个凸轮6均匀排布于凸轮轴15周围360度圆周上,两两相隔20度,而18个短杆40与18个短杆74也是均匀排布于曲轴19周围360度圆周上,两两相隔20度,如图12与13所示,所以,图14所示的凸轮轴15的位置即是图2中凸轮轴15位置时,将图3中的紧急叉1左推,使轮63可推轮62后,转把手65,使凸轮轴15转,图2中的凸轮6推锁轴7右行,不挡适应杆26上的小轮27,图2中的力簧41牵适应杆26与牵轮板9下行,使图2中装置运行,驱动曲轴19转一个角度,曲轴19转,即使图3中同步带轮23转,经轮63、轮62又驱凸轮轴15转一个角度,使凸轮轴15上的第2个凸轮6,驱动相对第二套能量增升装置的第2号锁轴7右行,使第2号力簧41释放,牵第2套能量增升装置,驱动曲轴19又转一个角度,又经同步带轮23,轮63,轮62,使凸轮轴15转一个角度,释放下一个力簧41,下一套能量增升装置又被下一个力簧驱动。由于曲轴19转动时,固于其上的推簧板20将各释放下行的各力簧41又推上去,并由锁轴7锁住,凸轮6与短杆40、74均是前一个被驱运行后,下一个又被驱动,整机即是不间断循环工作。(对于不设凸轮轴15与锁轴7,凸轮6的机型,其循环运动由各推簧板20有次序推各簧41被拉伸又自行落下实现。)四、使用人控制与使用方法本机可以是推簧板20推适应杆26使簧41拉伸,当推簧板20脱离适应杆26时,簧41即释放恢复力,驱动曲轴,也可设图2中的锁轴7凸轮轴15等控制件,控制簧41的释放。
整机设有由人控制起动,细调速,粗调速(均可开机与制动),紧急锁四个操作装置。
本机由使用人操作的方法是(1)手转图4给出的把手71,经锥轮70与可驱上下移螺旋34的轮,以及簧91牵力杆90、左转板59、传轴54、转板53、球头杆52、带动压槽76与轮77、并经左转板59、介板84压左转槽86、轮87,可调轮77、87对飞轮18的压力,即调摩擦阻力微调输出力矩的大小并辅助实现无级调速、防飞车与控制缓起动、以及制动飞轮18。(2)手转把手67,经轮68与螺旋驱限位板42上下行,以限定轮43下行的行程,实现粗调轮输出力大小,防飞车与缓起动,无级调速与制动。(3)使用人手握紧急叉把手1,紧急时将叉1右推于图1中所示位置,使驱锁轴7的凸轮轴15的动力传动件轮62与轮63分离,可防事故。(4)起动时,先转把手71,使小轮离开飞轮18,再转把手67,使轮68驱螺旋限位板42下行,然后转图3示把手65,提供当起动困难时,人的辅助起动。起动前,使用人可转摇柄66几周,使曲轴19转,从而将各力簧41拉伸形变并由锁轴7锁住。
五、其它问题1、平衡,曲轴19上有类似现有发动机曲轴上的平衡块。2、润滑、散热对于轻载,可用自润滑。机架16侧壁有孔散热,也可设风扇风冷。对于重载,可用稀油润滑,芯捻28将油底壳22内的油吸上并与力杆3、11、29接触。芯捻48是为整机立式使用时,从图3左侧的双点划线示油池46中吸油。本装置也可水冷,图1中轴瓦下方的半圆形水道21接机架16外水管,由电机或是从曲轴19输出轴处设传动件,驱水管内螺旋浆转,使水内外流动散热。3、制造各部分均取现有技术制造。4、组装首先曲轴19上各件组装好,将曲框17、飞轮18到位后,曲轴19的花健端穿过图1中机架16右侧已压入轴承的孔中,再将左侧压入轴承的端框24套曲轴19左端,用细棒从机架16侧缝中将芯捻28推入油底壳22内。对二走轮槽10内各件,是先入槽,再将槽10固机架上。
六、演变1、使整机的能量增升装置多于18套,且当整机设360套增力装置,实现一套增升装置动作一次曲轴转一度时有多次无穷大力的作用,整机的零部件种类变化不大,与现代发动机相比,零件数也不算多,而整机将输入能量增升至恒无穷大已接近定论(既使曲轴19转速比较低)即机械做功逼近最佳,能量增升逼近最佳,此时已接近可不计机械损失,且自给动力恒定运行已无可置疑。2、适当增加飞轮质量,利用趋于无穷大时刻的高动力,提高输出的动能值。3、适当提高曲轴转速。4、将一套能量增升装置再嵌套另一套。5、增加走轮43的直径,提高滚动摩擦件的硬度,用喷稀油润滑,并且用较多的走轮43与板9驱动曲轴,也可由全走轮43互相补偿下行时的力衰减,由一走轮43稍微下行,曲轴微转稍许,又有另一走轮43下行,后者补偿前者。平衡式FR=Nδ中的δ=0.001cm,当N=5千克时,如R=5cm,有F=0.001千克,增力约5/0.001=5000倍。而如取轮半径R=10cm,即有增力一万倍。
七、自动控制力源也可以设自动控制装置,实现自动控制。自动控制装置多种多样,可是机械装置,也可是电装置,或二者的综合。一般电装置设有电源供电或本机发电供电。图14中的计算机75示本例力源用计算机控制。所用机为单板机,其详细的电路图,整机结构安排、健盘,均不再详细给出,仅给出系统框图70与接口板电路图71。图18中给出的两层板的上层为继电器97,采用通用继电器,下层板为接口线路上的其它元件。单板机75与接口部分分设二处如图18示,采用屏蔽线传给信号。用二电源分别供电,由光电元件实现主机与接口部分的通讯,又将二者隔离开,图71中示有一个输入接线,多个输出信息接线。
本力源用单板机为TP801单板机,其操作按通行方法,不另叙述。本力源采用自动控制时,二手柄67与71以及锥轮68、70与其相应驱动的锥轮均拆除,而轮68、70驱动的锥轮带动的螺旋均改为长螺旋25与32,且设力源顶部的电机8、13,由这些电机经轮系驱螺旋25与32。本力源的自控过程是由中枢给起动电机2通电,经轮系使凸轮轴15被驱动,同时驱检测轮47,由轮47上的孔m发光元件49与光敏元件45组成的光电开关给中枢信号,如启动后定时达仍无光电信号输入,中枢即给电铃98通电、报警。如有信号输入,即正常启动。随后的光电开关单位时间内输入中枢的电脉冲数与所需曲轴19转数相对的光电开关应当输入的脉冲数的上下限值比较,如发现越限,由中枢控继电器97通电给调节电机13通电,使电机正或倒转,从而经螺旋32拉动簧91上或下行,使力杆90推转板59、53,经槽76、86使小轮77、87压飞轮18以调速。也可给起动步进电机2始终通电,调起动电机转速实现调速,制动。另一个驱螺旋25的电机8通电后,驱限位板42上下行,限走轮43行程,调速或制动。
也可用模糊控制,多用于要求较高场所,例如,当力源用于运载工具上作为发动机时,可将日立公司研制的模糊控制地铁机车自动运转系统的站间定速行驶控制规则略加修改,用于此处。当然,对于大型机,控制水冷阀门的开大或开小,也可以。力源的控制装置是IBM-PC等台式机也可以。显然与力源有联系的装置,共用力源的控制装置也可以。
各图中省略了走线表达。电源供电部分中的过流过压等保护部分也省略了表达。计算机由机旁自设电池自供电。执行元件由稳压电源供电。图中的继电器,四个是控电机正反转,一个给电铃98通电,另一作为机动。结构图中没表达步进电机的配套元件。
八、可靠性1、整机各件可拆可换。2、18套能量增升装置相互独立设置,且驱动曲轴19的零部件与曲轴为不固定接触,加上飞轮作用,一般个别零部件故障时,不影响整机运转。3、零部件单一,易形成标准化与集成制造。
力源可放大或缩小,结构可调整,放大时,其控制元件不放大,缩小时,一般不用同步带传动。但其不管怎么改变,都设有一个确定的型号,其长度为1997毫米,作为香港回归的纪念。
凸轮轴外伸段上的备用轮可作为用电机或其它件控制凸轮,进而控制整机运行速度用。
图14中双点划线所示的二大齿轮79与88表示也可将曲轴取为双端轴伸,将有光电检测元件一端的轴伸上固定轮88,将原小齿轮上的摇柄65套上的短把移至此轮88上,并将原一侧段有轴的小齿轮64改为双侧均锻有轴,且将轮79固于此轴上,并将轮63与轮62改为相应的减速传动,轮79、88组成传动齿轮付即可代替同步带传动。对需力簧41形变后恢复力较大的情况,可取此形式。
如取自动控制,对起动电机2也可改为大功率电机,且也可径蜗轮蜗杆驱轮47,带动同步带或经图14中双点划线所示的齿轮78、79、88带动曲轴19。
实施例2直轴式。图23至图26给出的是简单直轴式结构图,采用12套能量增升装置驱动直轴101。直轴101制造简,而同一段直轴的不同侧设驱动力簧120,可以压缩整机体积。由图示,本例是直轴101左侧为拉簧,右侧为压簧。每簧仍各驱一套能量增升装置。显然,实施例1也可如此排列,以压缩体积。本例的能量增升原理与例1相近,为3次增力迭加。将力簧120推形变的推簧板107作为被斜杆105压进而驱动直轴101的零件。自补充能量恒定运行原理同前例1,不另叙述。各图中也主要表达了一套能量增升装置(机械做功装置),其余的省略了表达。12个推簧板107与12个凸轮都是相邻的间隔360/12=30度,凸轮是均匀的排列于凸轮轴为中心的360度圆周上。推簧板是均匀的排列于直轴101为中心的360度圆周上。
图23中用有剖面线的一套装置左侧的3套装置所在槽各表达了该3套装置的一部分,且表达的这一部分恰是对有剖面线的这一套装置于图23中表达上的补充。
组装先将力杆102、103、摇杆113、轮112、力簧120斜杆105转板114、压轮115、小簧116固于托板108上,再将托板108插入机架110的槽中,直轴101穿过机架110与托板108上的轴承孔以及各推簧板107后,将各埋入销由镊子夹持从图24示机架110两侧孔放入到位。本机放大并负载较高时,推簧板107可改为与实施例1相同的结构,由健驱动。负载高时推簧板107用金属材料较好。
本例如也取自动控制,可将实施例1的光电检测元件改用于图26中大轮孔m5检测,其它自控制设施可原样移于本机,图26中大轮122由直轴101驱动,小轮121与图3中的齿轮47同轴,本例省略了齿轮63、62与紧急叉1的表达。
实施例3综合式。包括四个于例。图28给出将现有的热机改为综合有能量增升装置的结构图。活塞136、连杆137、轮144与摇杆142、力杆140、141组成的力源与前例中的相类似,此处也可取多套这样的力源迭加。图28是现有热机的气缸形变后的原理简图,此处改装的是四行程多缸发动机,将原机的各气缸中曲柄连杆由能量增升装置代替。图28中只表达了一个气缸,其余的省略表达。
改装后的发动机的工作方式、工作循环次序与现有的发动机相同,不另叙述,气缸体,油底壳等有形状、尺寸或材料上的改动。曲轴有位置上的移动。整个发动机的燃料系、润滑系、冷却系等各个部分基本保留,只是位置调整,装置结构、材料尺寸的调整,不再给详图。图28中a点的位置可据需要调整,设定较大接触面积,提高承载力。此处与汽车发动机相同,也设有飞轮,以飞轮惯性力平衡运动件惯性力,图中省略了飞轮的表达。由于各汽缸仍是依次点火,所以,各气缸中的连杆137是依次下行,各缸中的摇杆142,以及力杆140、141相互间位置上不同。
取图28示结构时,气缸下加长的一段槽145承载较高,此段槽145除有筋板,还内衬有淬火钢板,以提高耐摩与承载力。推板143由曲轴139带动,推连杆137将轮144与连杆137以及活塞136又推上去,并在推上去后,推板143脱离连杆137,此时,可控制点火。由活塞136推连杆137、摇杆142,带动力杆140、141压曲轴139转。推板可用承载较高材料制造。与一般汽车发动机相比,本机尺寸较大。
图27是水力或风力、火力、太阳能或电动,也可是核能等推动的轴132、曲柄131、杆130,摇杆134,力杆135组成的力源,可直接带动生产机械。也可由此力源的连杆130再驱图32中的摇杆,经力源驱发电机,即图27中的轴132可是水轮机或汽轮机等驱动发电机的轴。
据图28的简单估算国产东风牌EQ-140型运载车发动机10cm直径的气缸横截面积为πr2=π52cm2,燃油爆炸力产生压强高值为50kg/cm2,点火时产生爆炸力约π52×50≈4000千克,改为有能量增升装置的本实施例后,图28中的ξ角为10度时增力约5.7倍,4000/5.7≈710千克,设摇杆由点火焊炸力推动的初始位置为水平的双点划线所示位置,可使推动摇杆下行仅微力,当摇杆行至中途,整个力源的能量增升作用处于劣势。此时摇杆与水平线夹角约20度。摇杆偏角与走轮滚动增力约710/sin20≈710/0.34≈210千克,即此时用气缸燃油爆炸力不须是4000kg,而是210kg。这意味着燃油大减,压缩冲程负载也降,噪声的大幅度下降。装置排放废气,已可设吸收装置,实现基本消灭。
显然,用电动机的轴代替图32中的前级力源的输出轴,用图32中的能量增升装置驱图28中的活塞或驱图32中后级的多级力源串起组成的力源,代替车辆发动机,由汽车发电机经蓄电池供电,可使运载工具完全不用燃料。不仅无环境污染,且装置简。
此情况对于东风车6缸发动机可能仍需另设供电电池,对于气缸多的发动机,由于会出现与实施例1相同的能量增升装置增加即图28中的ξ角减小,从而能量增升值增加现象,从而形成发电自给,能量消耗自补充的第一永动机,但不论是哪种情况,内燃机繁杂的燃油系,冷却系等因燃油而设的装置,都将省略,且此处的电动机,也不是现行电动车用的大功率电机而是小功率电机,省电。
本实施例涉及到的各种水力、风力、太阳能等综合式力源的起、停、调速,均可由控制原动机实现。
图30是另一种设有能量增升装置的内燃机原理图。该处的推板有着防连杆过行程的作用。
虽然本例的子例显示仍有热能或风能,太阳能等的加入,但此处由能量增升装置将输入的能量增倍的数值远远超过输入的能量,这由上述估算可以看出,4000/210≈20倍,是能量增升装置增升的能量为主,输入的能量为辅,与现有技术相比,有能量增升装置已使动力装置产生了质的飞跃,它将任一种输入的低值能量,变成了高值的机械能。火力发电厂、水力发电站以及核能、太阳能、风能等动力生产部门所用装置,均可增设能量增升装置(机械做功装置),可是设于原动机与发电机之间,或适当的位置,将能源实现质的变换,并增倍。
实施例4串联式图32至图36是多级串联式力源结构图。图示平面上2个实施例1力源串联而起的串联式力源。采用了变速轮151、165与164、152。当然也可如图35所示的不变速。图35中用1、2、3表示给出三级实施例1串联,与图36中用1、2、3、4表示四级实施例2串联的例子,给出的串联级数虽多,但其将前后级串起的装置与图32至图34给出的将二级串起的装置相同,所以均省略了表达,仅给出了换向锥轮167、168。
图32中前一个力源的输出轴经轮151轮165、传轴161,轮164,曲柄152,连杆153,摇杆154,力杆155,156,杠杆157,簧158,驱后一级力源的适应杆26,是杠杆157从图4适应杆26旁机架16上的孔插入。串取式力源将后级的力簧41与推簧板20以及锁轴,小轮,凸轮、传动带、带轮等均省略。只是前后二力源的结构相同时,后者的制造材料或尺寸使后者比前者负载高。当然也可是一个机上迭加多个增力装置,级级串联,前者驱后者。力源的输出轴均可再经曲柄再驱另一个力源,如此链接,几级以后,可使末级输出轴的输出功率更高,当然也可经带或其它件传动实现一个力源带动多个力源。
显然,串联可是任一种相同的,也可是几种不同的多个能量增升装置或力源的串联。串联时可变速。
串联式力源可用最初一级的控制部分,由人控制或控制装置控制起动,调速,紧急应对。对于用电动机、热机或水轮机,汽轮机作为第一级输入动力的,即不用实施例1的力簧。起动、调速、紧急应对可对输入动力装置控制,当然也可对后几级设自动控制装置。
串联式的自补给能量不间断运行的方式也是多种多样的。可以同实施例1,将簧释放后又由本装置将簧驱动形变,也可以由输出动力部分驱动发电机发电转驱电动机,由电动机轴驱最初一级力源,也可是由输出部分驱带轮转驱第一级力源等等。
串联后的能量增升倍效因为联系前后级的装置也是能量增升装置,即图3 2中所示装置也是力源,其可补偿传动损失。这里,18套图32示装置各自驱后一力源的18个相应适应杆26的下行时仍是有次序的,前后两套装置将各自驱动的适应杆26驱动时,后一套装置是在前一套装置将走轮43驱下行,使板9与水平线夹20度角时驱该套内的走轮开始下行。即18套装置工作间隔角为20度。
许多力源串联起或并联起时,可加有其它动力,可以是单纯的串或并,也可是串并结合。从串或并联的力源群中输出动力的方式也是多种多样,可以末级输出,也可是中部任一级输出。
前后力源之间的运动件的润滑可是稠油润滑或滴油润滑,低载可是自润滑。前后力源本身的润滑同例1。
二级自补给动力运行可同实施例1,由第1级力源本身将力簧形变。也可是由末级力源输出力再反馈至第1级力源,将各簧形变,增力高,串两级即可使初级力簧给出的力放大30×30=900倍前损失少。如用图32所示装置于后级力源输出轴处,再驱第一级的的各簧,还可进一步提高能量增值。图中前级向后级的传递装置可为末级驱初级时装置。
组装先将大槽163上各件组装好,并将图4示开有侧槽的后一个力源,由螺栓等联接件与大槽相固联,再用栓将大槽163由底板162与前级力源相固联,再将堵头小框166,锥轮151,165到位。
图32中用双点划线表达的推杆159与杠杆160由力杆156推动时,是将初级的适应杆26推上去,从而将初级设有的力簧41形变。对于这种返回驱初级力簧41的,在控制上应安排该被推动的簧41须于推该簧的杠杆160的推动适应杆半圆端下摆行程终点时释放,以防其止挡适应杆。图4的适应杆26处的双点划线是杠杆160。
控制得当,串联式不一定必须有力簧,由后级驱初级也可。并且串联式多级同时调速或制动也可以。
实施例5,触发选代式。图37至图54是本例的各结构图,本例中给出了4个子例。
图37至图42与图48至54是第一子例的结构图。本例设有相同的8套能量增升装置(机械做功装置),各套由曲柄178、连杆176、摇杆175,力杆181、188组成。图37中只给出了一套这样的装置,其余的省略,没画出。
图44是数字电路元件触发器的电路图,由二或非门组成,本例与其原理类似,故名“触发”。
本例自供给能量不断运行的原理人握图37中的把手183使曲轴转起后,图39所示的8套能量增升装置中的两两相隔360/8=45度的连杆74即依次推动本套装置中的摇杆175、走轮177、力杆181、188,由图38中的实线位置,走向双点划线所示的位置,或是由双点划线位置向实线所示位置运动。类似前面的估算,各套能量增升装置可将输入的能量增升10倍左右,图38中用双点划线示大轮172驱牙嵌轮171,而牙嵌轮171经图中的传轴174驱中间轮185与曲柄178,再驱连杆176,当曲轴180不驱外设备,即整机不带外负载时,如人手摇把手183,经轮172带动曲轴180,输入能量使图38中的连杆176产生1千克力,经能量增升装置即上升至约10千克,8套装置中仅4套中的连杆是处于推动摇杆175使力杆181驱动曲轴的工作状态,需消耗能量。4个连杆176如均是需1千克力,接近4千克。连杆176作用力经力杆181曲轴180轮171轮184与186、曲柄178、185传至另一连杆的传动效率,设为0.6,增升的能量为0.6×10=6千克,大于需输入的能量,加上增力趋于无穷大使飞轮贮能,整机的自给能量运行即是确定的。本例与前例不同处是它没有隔离性质的能量传递件,例如力簧。而是能量输入被增升后,又经大轮172、牙嵌轮171,传轴174等传给曲柄178、连杆176,使被增升的能量又被增升,不断翻转,类似触发器。只要巧妙安排,可使输入的能量不断迭代,翻转一次,迭代一倍,能量增升的极限是装置的承载极限,可与核能相比美。
显然,如将能量增升装置增至12套或更多,本例也可逼近能量增升最佳——时时有无穷大力的输出!能量迭代增升方式本例的能量增升方式多种多样。
1、升速增力偏心连杆机构与力杆181、182变力作用,使曲轴不断加速。速度的上升即是输出动能的增升。
2、渐渐挂上负载。
3、高动力拖动后,挂上负载同时拖动机脱离。
4、串联多个,然后末级向初级翻转,构成闭环传输。
限于篇幅,不再列举。
控制1、起动图中双点划线所示摇把183是设立给人手起动用。摇大轮172使飞轮179转动而具有动能。人握把手,可转曲轴180多转后将摇把183脱离大轮172。2、增力控制阅前述。3、减力调速、防飞车、制动图52示连杆211摇杆210是将图38示连杆176摇杆175形变取有导槽,形变成为可脱挂的多个摇杆211或全部摇杆。当图52示小轮208随角板209上短杆被连杆211推至右侧,压下行程开关,(注图中省略表达)使行程开关接通,而此时控制中枢控制继电器使与行程开关串联的另一开关接通,从而电磁铁206线路通电,将小架207上吸,带动小轮208,角板209沿固定电磁铁206框槽上行,使角板上短杆沿摇杆210槽子上行,脱离连杆211上的槽子。即使连杆211不再对摇杆210作用力,从而使曲轴180转速下降。图54示有两道走角板209的槽,即有多套这样的减力装置。多套同时用,即可迅速制动。如与外负载之间有类似汽车的离合器。可制动时将离合器分离,消除外负载装置的惯性力。电磁铁206如断电,簧205即拉小架207下行,连杆211运行中将簧205上顶少许,使角板209上短杆又进入连杆上槽如图52示。图48中将例1中的摩擦飞轮18的小轮77、87改为摩擦板201、202,也是为配合制动。4、紧急应对。图41、42示人手将定位板190转离牙嵌191,可另一手压转板195,将牙嵌194与牙嵌齿轮171脱离,而使大轮172仅驱牙嵌轮171空转,不可驱牙嵌194上键193带动传轴174,从而使曲柄178等各件停转。5、自动控制与实施例1近似,也可由计算机控制,不另详述。
对于本例用于初级是实施例1的串联式机,控制初级的力源。
制造与组装组装时先力杆188套入托架182空槽内并销固定,再播杆175力杆181套力杆188上,随后力杆181套放到位的曲轴180上。曲轴180上短杆可以焊固,也可整体锻出。
托架182上备件与走轮槽173上各件组装好,然后二部分一齐放入机架。各连杆相隔45度的保证由锻出的曲轴上的两两相隔45度的短杆,套各力杆181时保证。
各1/8轮184由销穿过,负载过高时,可改用配有自锁螺母的紧定钉或改为同实施例1的推簧板20相类似的对开齿轮,由键联接驱动,二对开齿轮的固定与推簧板20相同。
紧急转板组装时先将牙嵌齿轮171套传轴174上,键193到位,离合牙嵌194套传轴174上,小托189沿传轴的轴向套齿轮171与牙嵌194外,堵头196压入牙嵌后,点焊外部接触牙嵌部位。
各件的结构可调,制造方法也是多种多样的,例如对于负载较高的本机,应将各走轮槽上设托起传轴的轴承安装孔,各走轮槽的间隔也应加宽。
也可设类似实施例1的水冷散热通道。
图43示的封闭串联触发迭代式,是于前一级输出轴用前述例4串联式图32中的曲柄152链杆153中的连杆用于图38中牵引后级的摇杆。图38右上方双点划线即是该连杆153。第3,第4级也是,所以,仅初级设大齿轮172与各1/8轮184,中间轮185,齿轮186,其它级不设。
对于图43示又循环至第1级的情况,于第1级设图52至54示可脱挂摇杆,可脱挂连杆。实现可控。
图45是第3子例,它与第1子例不同处仅是摇杆与走轮的省略,图46与图47是第4子例,由布于框四周的轮200经板199牵曲轴。此处均省略了类似于子例1的大轮172等能量传递装置的表达。
实施例6机械能机器人(广义机器人)。图58与59给出的机械能机器人中有串并联式机械力源演变的实例。图1的外形图曾于本人先前有关家用机器人的专利申请文件(申请号96117091.3)中给出。现公开其自给动力以实现无动力花费装置部分以及部分结构。
本机器人用了两个力源。由螺栓等联接件固定于托架上,是作为机器人的动力源,即机器人上设有能量增升装置(机械做功装置)与能量传递件。当然,力源作为机器人的真它使用也可以,例如,改用电动机固托架上为动力源,而力源仅作为切换执行件。图55至57给出了小臂上的力源的内部结构,图57中用1、2、3示力源由2个触发迭代式加初级的一个补偿迭加式力源串联而成,图中省略了所有的与图32相同一的将前后级串起的装置的表达。图55中的3个传动轮221由起动电机223驱动,实现启停、调速控制。图60至61所给力源也是3级串联,于图59上方用,1、2、3表示。图中也省略了与图32所给前后级之间装置相同的部分的表达。此力源前2级是补偿迭加式,第3级是触发迭代式,起动电机244与调节电机245均由计算机控制。
二对开半圆板227将锥轮牙嵌226悬挂起又不妨其转动。可移动的二对开半圆板230移动时夹持离合牙嵌229动作。
二侧电磁铁225任一个驱其同侧的离合牙嵌229与牙嵌锥轮226接合后,计算机控制力源内的起动步进电机244运转,使力源起动并经轮240、226与传轴232带动机器人大臂转动至指定角度后,电磁铁237、225先后动作,后者是断电,由恢复簧231驱离合牙嵌229与锥轮牙嵌226分离,前者是通电驱力杆238运动,经杠杆239压抱闸块与同蜗轮同轴的摩擦轮接合后,经与蜗杆同轴的轮与固于大臂转轴上的大轮240,锁住大臂。小臂上力源驱锥轮235绕固定于大臂上的锥轮236转,实现小臂的摆动。
小臂力源取可双向转的力源,换向参说明书附图第3页的增补图,由电磁件驱叉123往返,(取下固定栓)可实现输出轴转动的换向。将大臂转并定于某个位置,加上小臂摆动的二自由度机器人,于手部固定喷枪,已可对运动中的零件喷漆,代替人的此项工作。
此处仅述一种机器人,当然,力源设于任一种机器人上都可作为动力源或切换装置。
本例说明串并联式机械力源的演变是无穷的。图中用双点划线给出的仿人7自由度臂与仿人21自由度5指手,即28个自由度的仿人手臂结构将于后公开。(草图整理需时间)实施例7电磁式图31是本例主图,图62至69中给出图31中左方力源的2子例,图62至66是第1例,图66中用“1、2……5、6、7”表示本子例由7个力源串联而成。电动机273经图64所示的减速部分驱长轴250带动与图32相同的串前后级装置(图中省略了表达),使第1级力源运行。而第1、2、3、4级均是用输出轴,驱带或链传动部分,也经与图32相同的串起前后级装置驱动下一级。仅将图32中的锥轮换向传动改为此处的带或链传动。图66中每个带或链轮旁的轮都是曲柄。
前几级力源可是触发迭代式,也可是补偿迭加式,或二者综合,第6、7级全为触发迭代式。图62示第6至第7级的能量传递部分。第6级输出轴,经轮263轮264带动中段是椭圆截面的传轴271驱动两两相隔45度的8个曲柄261上的8个连杆259,驱8个摇杆256带动8付增力杆254、255依次到达增力无穷大,图66中仅给出简化的摇杆256,其余省略没画出。第5向第6级的传动与第6向第7级的传动类似,参图63、66。
图中电动机273如取转速3000rpm,单相或3相或直流,功率1KW,经传递效率η=0.9的减速系后,降速为120rpm减速系输出力矩为T=9550×(P/n)η=9550×(1/120)×0.9≈80(N·m)=800kgcm。由此驱动50个各负载1kgcm或2kgcm阻力矩的图32中所示的曲柄152连杆153力杆155、156装置,可留有足够的力储备。此处设电机273经图32所示的曲柄连杆、力杆驱动初级中的适应杆26带动牵轮板9。或经图32所示的曲柄连杆作为图38上方的双点划线所示的连杆驱摇杆175时,均类似实施例1,使曲轴转动的力臂,设为约1cm。驱动力取1kg。
据前例1与例4、例5,考虑各级机械传动损失后,各级能量增升装置可将输入力增升约10倍左右。图中于第4第5级间设加速3倍的加速轮,第5第6级之间设加速10倍的加速轮,如初级输出轴转速为120rpm,第6级输出轴即为3600rpm,而初级输入为1kgcm力矩,输出可为10kgcm,据例1估算,此处第2级力源轴输出约100kgcm,第3级输出约1000kgcm,第4级时加速3倍,力由增10倍降为约增3倍输出,为3000kgcm至第5级输出时加速10倍抵消增力的10倍,传动效率取0.5,加速轮第1级负载仍是增了10倍的力,按30000kgcm的负载校算,至第6级输出时不加速,增力约10倍为3000×0.5×10=15000kgcm,又此时驱曲轴力臂增为10cm以上,第7级输出15000×100×0.5=750000kgcm=7500kgm左右。因为输出轴如降为120rpm的转速,输出力将上升为7500kgm×3600/120=225000kgm,考虑加速装置效率约0.9,225000×0.9=199000kgm是80Nm≈8kgm的约19000/8≈24000倍,是所用1KW电动机运行所需能量的24000倍,用这些能量驱图31中的发电机发电,足以供应图62中的电动机273运行所需电量,使图62所示整个装置自供给能量运行。以上估算中将前后级力源传递时的机械损失由图32所示的能量增升装置补偿。但是,第5向第6级与第6向第7级之间没设,所以取传递效率为0.5。
本例所用给电动机供电的发电机可以是图31示的转速较高的同步发电机,例如汽轮发电机。也可是转速较低的,例如水轮发电机。如用汽轮发电机,也可增加速器,如用水轮发电机,可坐于水轮发电机的下方,驱动水轮发电机的靠背轮。图31中,联轴筒148将力源146与发电机联起。图中右下方交待了发电机组成零部件,图中箭头示风冷走风方向,励磁机22与发电机配套。图中没表达变电部分,可用现有技术,配套得当,发电机可直接给电动机供电。图中给出的不靠近中部的穿出机框的轴,可据需要定取舍。
组装用宽度小于机框下部开口宽度的垫板托最底部的第6级力源,由下向上各部分都组装好后,将机框推套上,电动机部分组装好。长传轴250与减速轮274对接。
电磁式使控制整个装置变速起停改为控制初始力源电动机,整个系统的初始力源既不是弹性件形变贮能,也不是飞轮起转后的贮能,而是电力。
图62与65中用双点划线示经传动件251、252可将末级输出又转传返回初级,驱动由电动机273经减速系驱动的长轴250的另一种结构,这使电动机273可间歇通电,或仅是初始触发或是防止负载波动,可基本不用电,显示出第一永动机的可行性!当本例的机械力源取为较大型装置时,例如其按比例1比50放大,可将机框结构改变,各部结构也可调整。当然本例如缩小,其结构也可调整。但不管怎么调整,它都有一个型号采用确定的尺寸1997毫米长,1997毫米高,这是为庆祝香港回归而确定的纪念尺寸。
图67至图69是全用触发式力源串联的高速电磁式力源。
图中示电动机281取用3000rpm,3KW单相交流或3相交流(或直流)电机,即T=9550×(P/n)n=9550×(3/3000)×0.9=8.5 Nm=850Ncm=85Kgcm由此驱动50个1Kgcm阻力矩的装置,仍留有储备。此子例的电动机281经不变速轮驱长轴时不减速。
各图中显示,前级对后级的传递上,可用带传动,也可用轮传动等其它形式。图69中有“1、2……8、9”示本力源由9个触发式力源串起。
本子例所给力源也可是图31中左方的力源。即本例所给图是图31中力源的另一种结构图。
图中各力源除机框有形状上的微少变动,其余部分与触发式力源的结构基本相同,所以图中只对末级力源以机构运动简图给出连杆287摇杆284与力杆285,其余各级仅给出长传轴与其驱动轮,以及各长传轴上的各轮驱动的曲柄。末级曲柄286端面上锻出轴推动套于轴上的连杆287。
本例用触发式力源时,不用图52至图54的触发式单机控制装置,而是控制电动机281。例如,由使用人或没自动控制装置控制电动机281转速,也即控制初始力源的输入力。人可手转类似控电风扇的电抗器,使电动机降压降速。自动控制可用现有的马达控制系统实现。(参潘新民编著的《计算机控制》或其它有关技术文献。
各图的机框没给剖面线,表示机框为夹层机框,其中可有流动的水,机框上开的散热孔也省略了表达。风扇283是冷却用。各图较图31中力源尺寸略有放大。
初级力源也可设有小飞轮。为控制初级电动机配合用。
显然,本例中各力源的串联方式多种多样,中转件也是多种多样,例如可取凸轮代替图中的曲柄推有复位簧的摇杆。整个装置不为尺寸限定,例如可取图示装置是比例1比50或其它比例作图,图中大曲柄连杆的托起装置即可为多种形式。初始电动机的功率也可调大于3千瓦。串联的力源可多于10极。
本例既是力源的实施例,同时也是发电机组。图31中省略了变电部分的表达,可取现有技术。如采用230V的同步发电机,可以直接对220V单相交流电动机273或281供电。
前述各例也可变为直线往复或摆动往复。能量增升装置,或整个力源的结构的变化是无穷的,图20、图22用机构运动简图简化给出了另两个结构,图20中的弹簧是压簧,棘轮轴是直轴,为输出轴。图22中的传轴100转驱另3付力杆。其它的可能的结构不再给出,可用计算机推理出机械力源的多数可能结构。
下面给出航空航天装置实施例暂给出包含有11个实例的4个实施例。
实施例1机械能航空发动机。本例包含有多个子例。
图74是本例第1子例星型活塞式机械能航空发动机的外形图。其内部结构与前述力源实施例3相近,此处可设燃油废气吸收装置,供油以及与供油配套的冷却系、润滑系等不省略,且发动机的控制仍取现有的控制加油等技术。附图第4页上的增补图2是现有的四冲程活塞式航空发动机的原理图,电力源的例3给图比较该图,本发明给出的能量增升装置比现有装置仅增个别零部件,且前述力源实施例3处已述增零部件后需采取的相应的技术手段,故此处不再叙述。显然,X型、V型、H型、直列式等活塞式航空发动机均可内设力源而飞跃为能量增升机。(运用现有技术,活塞式发动机也可自动控制。)图75是本例第2子例的组成与原理图。改不换热式原子涡轮螺旋浆发动机的原子反应堆部分为前述机械力源实施例7中第2子例所述机械力源拖动的机械能发电机组(力源的驱动电动机有配套发电机(图123)或配套蓄电池)与电加热装置,发电机部分不再给详图。对发电机组的控制可是人或现有技术的计算机交(直)流电机调速系统对力源中电动机转速的控制,图中省略了表达。如用小功率直流电动机,图126或127给出人使用的调速器。图126调速器是改变接头电机电压,图127调速器是旋转变阻器R改变电动机电压(发电机供电)加于电动机上的电压改变,即可改变电动机转速,变力源输出力。力源可由9级串联改为10级等。图127中的开关K1接通备用电池也可使力源中电动机转动。所用电热装置可取现有技术,例如电阻炉等,也可是后述的子例中给出的电加热装置,例如电热铜管也可是热交换处理装置等。此处的螺旋浆也可由串联式机械力源直接驱动。如用图125示的风扇电机与其操作电抗器调速,机械力源由人用摇把驱动起动,使力源驱发电机发电后给交流电动机供电,以不断驱动力源。或是人力起动图121至124示小力源发电机,小发电机给力源中电动机供电。图125示调速器可购市售风扇配套的。图127可购市售变阻器,均省略了表达。
图76是本例第3子例机械能火箭发动机的结构图。
类似前述机械力源实施例7第2子例的机械力源与发电机组成的机械能发电机组5由螺栓固定或焊底座固定在中部,给电热装置3与9供电,力源与发电机内部结构不再详细表达。反射热并起隔离作用的套2设于框8与锅炉4之间,套10有类似作用。座7与11托起金属管式电热装置9。简化表达的机械力源驱动的泵6将锅4内的沸水打入电热装置9后变为蒸汽经尾管12喷出产生推力。锅4内的水是火箭起动前予热至沸腾。机械力源与发电机的型号尺寸重量据需要而定。机械力源中的电动机的功率与转速也据需要而定,不一定是3KW与3000rpm,起动前开始发电,除保持给锅炉加热的电热元件,例如电热丝,通电,也给由座7上绝缘层隔离开的金属管群9通电,且是分层通电,先将外层予热至所需温度。显然,于大气层内使用时,图中锅炉4与其加热部分以及泵6也可省略。省略了设于机械能致冷的冷却装置中的机械力源的控制装置以及整机走线与接线装置的表达。机上设有给机械力源中的较大功率的电动机供电的蓄电池与电池充电装置。对驱动力源的电动机的调速是采用现有技术的直流调速系统。也可取有逆变装置的交流调速系统。图中省略了表达。必要时,人也可直接操纵该发动机中的力源。使力源变速,即可改变发电机给出的电压值。
本机如取返回式,可是配上一级将宇航装置送入轨道的小型的相同发动机,(该小型发动机也有可能返回)其余的机械力源借重力或加热水、空气返回于水中或沙丘上。(分离后)管群9两端无堵塞,中心管取耐高温材料制造或控制各管所加电压。
图79是机械能航空发动机第4子例。固于机壳上的与前述机械力源例4相同的串式机械力源27经轮28驱动风扇20。固于中部类似前述力源实施例7第1或第2子例的机械力源与发电机组成的机械能发电机组26给两个座25上的两个金属管式电加热装置23供电。隔离且起反射作用的套22罩于23外部。电极24接发电机。机械力源发电机组可直接给电加热装置供电,并可同时给发动机上电池充电。采用现有技术,由计算机据程序或指令经直流调速系统自动控制力源中电动机或由操作人员操作调速器控制所用力源的起、停、调速,由控力源调速实现调电加热装置两电极间所加电压,可实现调发动机输出力,即调所驱飞行器的飞行速度。驱风扇20的力源27的调速也可起到相同作用。调速装置也可用图126所示的对力源例7中电动机不连续调速的装置。即也可以此处的力源是图126或127有供电的低电压小功率电机,较易控制。可将前述机械力源第7例所给力源增加串联的级数,例如将9个力源串联改为11个或14个等等。本例也可如上第2子例,用图121至图124所示的小发电机给小电动机供电。由图125交流调速器控制时,小交流电动机可用市售电风扇电动机与其调速器,此处也省略了表达。用图127示的直流电动机驱动力源时,可用市售可变电阻器,此处也省略调速器结构的表达。驱动力源的电动机的选择与电动配套调速器的拟定,均采用现有技术。图86中的调速器126可是计算机控电动机123正倒转实现调速器126旋钮的正倒转。该调速器126既可是图125中的调速开关6,也可是图127中的可变电阻R。据需控制的力源内的电动机是交流电动机还是小直流电动机定。图86由计算机控制的执行装置可为本发明的一种实现自动控制的装置。图86中的电动机可由力71中示继电器切变其线路。
图中箭头示气流走向,并示发动机有提高热利用率的夹层。两个双点划线所示的小门21微开,上方进入微气流,下方小门因机框挡住气流,即将发动机上方室内贮藏的水下喷,也可设喷撒头。下喷的水进入电加热装置变为蒸汽后喷。即本发动机为机械能风扇式又为机械能电动喷气式(冲压式),且可为大气层内的火箭发动机。因为力源操纵装置一般不设于发动机中,例如调速器或操纵杆、传动摇柄,所以此处省略表达。装置与图99中的近似,可参照下述例2。
图81至图83是本例第5子例的结构简图。机械力源第7实施例第1子例即图中力源33,直接驱动整机中部的旋翼45。另外4个上部小旋翼45由4个小机械力源33直接驱动。小力源33用前述力源第4实施例的第2子例。与前述力源实施例7发电机组相同的机械能发电机组37给下部气流通道上的设有隔离与反射件39的金属板式电加热装置38供电,并采用现有技术给机上蓄电池充电。由电池给力源中电动机供电。各机械力源的控制同前航空发动机的第2或第4子例。也由直流调速系统直接控制或人操纵电动机调速器。机两侧气流出入口处的螺旋浆30,由机械力源33经锥轮31驱动。各电机34经轴35驱动各与轴35固联的门3 2,从而改变门32允许通过的气流量。螺旋42与44均为由电机驱动。是改变发动机形状的装置。风扇43也由前述力源第4例第2子例直接驱动。显然,各机械力源与电机的启停可控,且力源可调速即可改变发动机对某个方向空气的作用力,即本机为可变式机械能航空发动机。图中省略了机械力源、发电机、机械力源控制装置以及电池充电装置的详细表达。图121至图124所示的发电装置。也可小交(直)流电动机驱动机械力源。即可由电风扇电动机驱动机械力源发电机组,由人或计算机控制调速器使用小直流电动机也可以。均用前例的控制方法。
图84是本例第6子例的组成与原理图。改换热式原子涡轮螺旋浆发动机的核反应堆为前述机械力源第7实施例中第2子例所述的机械力源驱动的机械能发电机组与电加热装置,(可直接加热或经热交换装置加热介质,如空气。)改换后的装置不另表达,其控制由控制力源实现。可同前第4子例,由计算机控执行件或使用人操纵图125或图127所示的调速器,实现对机械力源例7中电动机的控制。图中的螺旋浆与风扇也可由单设的机械力源驱动。泵也可改为机械力源驱动的机械能泵。装置中也包括给力源中电动机供电的装置。
图85是本例第7子例的组成与原理图。改在涡轮后面对空气补充加热的原子涡轮喷气发动机的反应堆为前述力源第7实施例第2子例机械力源驱动的机械能发电机组与电加热装置。(直接加热或经热交换装置加热空气)。图中的泵也可改为机械能泵。与前相同,对机械力源实现控制也即对整机实现控制,用与前第2或第4子例相同的控制方法,不另叙述。装置中也包括给力源中电动机供电的装置。
如机械力源采用非电磁式的,例如10个前述力源实施例1串起,即可如前述力源例1的计算机控制方法或人控制法,操纵力源。人操纵是操作摇把或力源内电动机调速器的旋钮。此情况对上述各发动机均适用。对于自动控制,可各转速相对的光电检测脉冲数下下限值存于计算机存贮器内,据遥控指令或操纵人给的指令,计算机执行指令所定力源转速相对的控制程序。计算机是控制图71中继电器,使执行电动机正倒转,直接驱动力源或是经图86中电动机123驱调速器126的旋钮。图86装置可焊接或铆固于发动机或飞行器上低温的封闭室中。上述发动机的控制装置的实物图均因装置多设于飞行器上且均用现有技术而省略了表达。均可类似下述机械能飞机的图99中的91、99等各开关与调速器的装置图所示,由人操纵。也可是设于类似的装置中,由计算机控制图86中的执行装置中电机123的切变继电器,即图71中继电器,经电动机123驱调速器126。自动控制的发动机中设立的类似图87中的切变电磁件13或46,也用现有技术,经图71中示切变继电器控制。继电器均可设于类似图19的装置中,不另给图。
以上第3至第5子例于本人在前申请的包括电动式航空发动机的“绿色可变式航空发动机”(申请号97235783.1)专利申请文件中曾给出过。该申请日后提出的电动式航空发动机与本发明新颖性不抵触。
实施例2机械能飞机图87是一种机械能飞机的结构图。飞机飞行所需的能量由机械力源45供给。与前机械力源实施例7子例或第2子例相同的电磁式机械力源45底座焊固于机中部的托架上。力源内电动机用小功率电动机(直流或交流),采用电动机控制件由人实现机械力源45的操纵。图99中的调速器99即是力源内驱动电动机的控制元件。开关93将力源离合电磁铁(或者电机)13通电,电磁铁13即驱螺母板17携套于其中部的离合牙嵌71下行,与牙嵌结合。使力源45驱键14带动牙嵌与离合牙嵌71,使有外椭圆截面可被有内椭圆截面的离合牙嵌71驱动的管15转动。(参图88′)从而使力源轴带动可于翼槽9中伸缩以改变旋翼尺寸的浆叶10转,驱空气下行,产生将整机向上拉起力,使整机可垂直升起。当操作调速器99,使力源45内的驱动电动机变速时,力源转速变快或慢,从而浆叶10转速变快或慢,以升起或降落整机。开关93控电磁铁13线路换向可实现电磁铁断电,使电磁铁13中的复位簧驱螺母板17携离合牙嵌与牙嵌分离,从而使机械力源轴与驱动旋翼的管15脱离。起落架62可吸收整机降落时的部分冲击。
图99中的调速器99是对直流电动机调速的图127所示的变阻器R,可连续调力源内驱动电动机两端电压从而变力源的转速。可购市售的有旋钮的可变电阻。图127所示调速器各元件以及配套电动机取用均为现有技术,调速器内部结构不再表达。起动时,驾驶员先将图127中的K1开关,也即图99中的旋钮101左方开关推动,随后将K1切断,由发电机80给整机提供交流电。也可是人手摇发电机80,使其给出驱图125或127中电动机转动的电压,使力源45被拖动起转。
给图127或图125示装置供电的发电机80设于前座椅旁,力源45经加速带轮47、带动发电机80发电,给整机前部中部、后部的电池90、76、105、83充电,充电可是飞机不运行时,也可是飞行时,对分立电池逐个充电。发电部分与图121至124所给小型发电部分近似,不另给详细说明,电路也相近。图123中的1号发电机于图122中分解开,图124给出发电机外形图与其固定件1a分解图。图123中机械力源6经带传动驱发电机。图123中的调速器3即是图121右上方的3号框部分。图121中的开关K闭合时,从交流插座2中引出交流电的电压较高,K打开,可对电池充电。上述电池90等给整机部分电器供电。上述本机用的各双向开关由放大图94给出。塑料走动块85下方嵌有凹槽的铜片,推走动85块于图94中位置时,不导电,推于左或右位置时,使被控电器正向接通或倒向接通,实现双向控制。触头为导体,且有弹性。
从整机起动平稳出发,也可于图127中开关K1线路上设可调的分压电阻,使K1接通后,图右方示电动机的端电压四分压电阻上有压降而减小,从而电动机转速低,也即力源45的初始转速低,随后驾驶员缓缓旋转分压电阻旋钮,使力源45转速随电动机转速的上升而上升。
从普及使用出发,本机的旋翼部分不设图72给出的现有技术的自动倾斜器,即不用改变浆叶角以使整机前倾向前飞行或整机左右倾以向左或右飞行的现有技术,而是改用有固定浆叶角的浆叶10,变力源45转速,调浆叶10转速,使整机升落。整机的向前飞行由图89示布置于上部二侧与底部的电动式航空发动机实现。该发动机综合了实施例1第4第5子例所给发动机。图上部二侧的发动机的气流通道上设有风扇107电机108与电加热的有圆铝座的铝板73。图89给出铝板座上下有二电极74,分别与电路图121中的交流插座2接通。调速开关100经现有技术的电压调节装置,例如图125中的变电抗调速器6,改变电机108与风扇107转速或变加热铝板电压大小,以改变通过发动机气流通道的气流运行速度,调节发动机对整机的推动力。改变飞行器飞行速度。底部发动机也是设有可调速电动风扇51与电加热铝板68,原理与顶部发动机的原理相同,由前述开关100同时控制。也可取功率高的发电机发电或多发电机。风扇也可由力源驱动。飞机的空中换向,由调节图87示机尾35上电动机29驱动的螺旋浆36的转速实现。螺旋浆36与图107示现有直升机尾螺旋浆相同。换向用图127中变阻器R,或图125示电抗器,据电机是直流或交流电动机而定。图99中给出连续调节的调速器101,调速器101于操纵台75上的中部,转动调速器101,使电机29电压略低,驱螺旋浆36转速略降低。尾浆平衡转动的旋翼使整机转动的力矩即减少,从而整机由旋翼转动产生的反作用力矩带动机身转向。转至所需方向后,将调速器101转至原位置,电机29恢复原转速,使整机停止转向。转向前可操作调速器99,将上下电动式发动机内的风扇电机108与电加热装置73均断电。所述采用电动推进与尾浆换向,不用调浆叶角以使整机倾斜前进与换向,可提高整机的平稳,从而降低对驾驶员以及乘坐人的要求。电机35′驱螺旋32经块33推拉二侧尾翼34绕轴28转。可适应飞行要求。对于驾驶技术较高的驾驶员,可先展机翼97,并风扇电机108、51与铝板73、68通电,推动飞机前行后,推开关93将旋翼管15与力源45轴脱离,并按座椅旁开关给电机19通电,驱蜗杆带动杆89将旋翼管15推至图98中位置,使二浆叶10对气流的阻挡面减少,整机作为近喷气式机单向飞行。电机37经锥轮、齿轮螺母、驱螺旋81上下行,带动展翼97绕轴转可变展翼迎气流角,以增减气流对整机的托起力。此时整机同图105的e)处所示的非直升机。此类机可由力源直接驱动风扇等。电动机29也可是较大功率的机械力源。
二电机63经蜗杆驱蜗轮64,二电机110经蜗杆驱蜗轮109带动弹性杆62转至图87中双点划线所示位置时,整机可以垂直降落。起飞后,电机63与110也可将弹性杆62又驱至图87示位置。弹性杆62与地面接触段上可分设米级与毫米级的红外线接近传感元件66,以使整机降落时可随时掌握四弹性杆62接近地面情况,又可据接近觉同时给出较好的低空性能。如控制力源45的计算机也于本机上运用,可提高整机驾驶水平。由前给力源例1电路图70、71可以看出,此处仅增部分执行元件与检测元件,即可控制力源内的电动机的通断电。当然计算机可以改用性能较强的,计算机可固于机前仪表室内。除了与燃料发动机有关的仪表,现有飞机的仪表一般保留,不再给详细说明。整机的门自锁,嵌固的玻璃窗、前后灯等均用现有技术,不再详细表达。作为单一飞机使用,不于陆地或水中使用时,可伸缩,且有微锥外形与可伸缩锥形锁钩锁定的机尾35,也可焊固于机身上部的框槽处。利用浆叶槽9端部与浆叶10端部配合的防脱出结构,浆叶10可伸出浆叶槽9,且受转动时的离心力作用时,不脱出槽9。当本机群体于一处时,可推浆叶10入槽9,减少整机所占空间,例如居民楼顶平台或饭店楼顶平台上,将降落后的本机的浆叶10与机尾35收起,群机聚一处,仅用平台的一个角落升降,设多层停机库,可提高空间利用率。
图105给出了实施例2第2子例的几种飞机,其中的直升机均改为图87所示的由机械力源驱动旋翼的机械能直升机,一般设有图72所示的自动倾斜器。(图e)是一般的机械力源驱动的非直升、有螺旋浆飞机。图a)直升机用活塞式机械能航空发动机驱动,其它图b)、c)等中的飞机一般用前述力源例7电磁式机械力源驱动。对于活塞式机械能发动机驱动的飞机,其操纵与现有的活塞式发动机驱动的相近。参图106、107 。对于其它类型的由电磁式机械力源驱动的飞机,其操纵与第1实施例以及本实施例2第1子例相近,一般是操纵力源或电机。或是操纵摇把、紧急叉等。显然,各种飞机,飞艇均可由机械力源供给运行所需的能量而升华为无动力花费且无环境污染的机械能飞机。
本机也可利用跑道降落(收起弹性架62后)制动可操作控制上下发动机中的风扇双向开关使风扇电机倒转,电加热装置断电,由空气倒流实现空中制动。力源的调速同前述。
电路图由于设于前部与前座椅后各飞行检测显示装置均取用现有技术,可由电池供电,力源45内驱动电动机的调速器线路于图125或图127中以及发电机线路中已给出。此处仅增驾驶员控制的开关与电源导线,其它电器。例如旋翼脱挂电磁铁,也是开关接通电源,各电器的保护电路均可用现有技术,所以此处不再给出详细电路,各图中也省略了导线的走线表达。如图87示飞机用8个前机械力源第1实施例串联组成的串式力源,其可由人操纵播把控制,或是计算机控制,线路图是图70与71。图71中的MQZ是电磁铁。
对于本机的机械力源发动机,也可飞轮外移,内部的上轴承内移于曲轴的中段,这样可增加各传动齿轮的尺寸,提高输出力。润滑可同单力源的润滑,即稀油芯捻吸上循环或油壶滴油,也可稠油润滑。冷却是机框上下开孔散热与上下二风扇散热。如用力源第7例第2子例,也可取水冷。
也可取发动机内机械力源的布置为横向布置,如增补图3与4,这样可增传动件尺寸,提高输出力,当发动机是综合式机械力源,也加入其它能量的,例如燃油的机械力源,这种类型的机械力源显然因其有能量增升装置而使产生的机械能远高于热能或电能,但其散热应取水冷等现有方式。
补充说明1、旋翼接头16与管15的螺纹联接处有台阶,使接头16按螺纹旋向越转越紧,但不可过台阶,且有销防接头16与管15脱离。管15组装时与机顶框一齐下插。2、前后起落架62的升落装置相同,都是蜗轮蜗杆驱动,也都是焊固于车架上,且蜗轮64从上向下放入小框中后,方将轴、电机63与胶粘顶盖到位。所以后起落架62的升落装置没有详细表达。3、不设自动倾斜器的浆叶,其固定偏角的大小。浆叶尺寸用材料均为据整机需要而定。主要据升起时的负载。4、力源用小功率电机驱初级力源外部力杆群,一般情况下,仅控制此电机,已可调速、制动,此电机也可是步进电机。5、远红外距离探测器66为毫米级的近距离探测与几米的远距离探测同时设有多个。6、驾驶舱也可设双人座,但平衡物重量要考虑适当增加,以减少不平衡。7、可移动电池83由电机82经螺旋49驱动,兼作左右平衡整机的重物。机尾框上的二可移动电池105由二电机106经螺旋驱动,兼作整机前后方向平衡重物。设平衡物,可使整机重心基本不变。当然,对于图105所示的有自动倾斜器的直升机一般情况下可不设,特殊情况例外(例如有较大重物于飞行中增减的。)当然,有自动倾斜器又有平衡调节更好。也可用一般的金属重物为平衡物。8、图102用双点划线示可以另增二发动机,并于增设的二发动机内也设风扇与电加热装置。显然,整机前端也可增设螺旋浆。9、整机省略了导线的走线表达。各调速器的固定也省略表达。10、滑动轴承均可改为滚动轴承。11、图87中省略了接头16处摩擦减摆器的详细表达。12、图87所示的飞机也可增设图72所示的自动倾斜器,增设时,变浆叶角操纵杆可从驾驶员座椅上方或后方走至椅前方。该种机型不另给详图,仅生产时给出。13、图90中的左右二螺旋的旋向相反。图87中的离合牙嵌71与二半圆对焊组成的螺母板17之间有间隙,离合牙嵌可于螺母板17中自由转动。
实施例3机械能空间工作站图103是工作站的结构简化表达图。中部机械力源8驱动中部的旋翼14,下方以及外侧的力源驱各小螺旋浆9与11。俯视图104中拆去了各力源下方的螺旋浆11。中部底层设有电加热装置7,例如同前各例所述的有电极铝板,电热装置与各螺旋浆9与11共同给整站上升与悬停空中提供举升力。调节外侧驱螺旋浆11的力源的转速,可平衡气流对整站的作用力。与前力源实施例7第2子例相类似的机械力源发电机组13供给整站用电。
俯视图104中只对上下两层螺旋浆9与11各表达了一个,其余省略表达。整站飞行推动发动机与实施例1所给发动机的第5子例可变式发动机相近,也是调节气流通道上门的开大或开小与调节气流通道上的风扇或螺旋浆转速,进而改变飞行器的推力与适应气候变化,例如风暴、气漩等。发动机内部不再详细表达,图103中仅用虚线给出站下部的飞行器飞行方向上的气流通道,通道上的风扇6与驱风扇6的力源5,电加热装置10。图右侧简化表达了驾驶室4,仪表室于驾驶室内。本站如由人驾驶,类同实旋例2,仅操作控制台3上的按钮与键盘或旋钮,控制各类同例2机械能飞机上的力源的起、停、调速。调速与控制件及其线路均类同例2,此处不再详述。本站力源功率较大,是将例2用力源串联级数增加或增加力源第1级力簧的释放力实现。不再给详图。无人驾驶可采用现有的遥控遥测技术,此处主要说明机械能部分,其余不再详述。
恶劣环境的应变力由于本站下方各力源的调速即调螺旋浆转速而提高。整站上部也可设调节气流通道调节门与调节装置。下雨时也可顶部施翼减速,提高底部电加热装置7的电压。可站内设电暖装置防冻。整站飞行的换向由调气流通道上的气流实现。同前述发动机例5。
图103示站上第二层备有多个前实施例2给出的飞机。当然也可是其它类型的飞机,站上可有其它备用装置,例如水面上救援装置。图中给出第二层备用飞机旁有空中机器人2,多机器人的设立可提高整站全自动化的水平,这当然也包括驾驶。机器人运行所需能量也由机械力源提供。
本站长期于空中飞行航道上,相隔不远即设一个,可实现空中救护,本站用于森林救火,是长期载水于森林上空,可卫星或地面遥控,自行侦察,自行前往,自控扑火(运送机补给水。或机械能泵经水管向上吸水)用于地震或水灾可是救起灾民,运送救急物。对于海上,本站也可各种救急运用。例如,长期于海上航线的空中,急救海上遇难船。空间工作站取巡一游式的,也可以是改现有的运输机的发动机为力源,实现长期空中巡游。近地面(或大气层)空间工作站是否于天气变化时转移,其抵抗风暴的能力,有待实践做结论。空间工作站是机械力源驱动的一般飞机时,也可盘旋于某处或某个区域,不定期于空中航线上往返等等,也可是空水多用,必要时转于水中,以水平推进的风扇为螺旋浆推水前进,原于空中调节气流的门改为调节水流,借以使整机换向。实现水中救援,空中救缓。
实施例4机械能空地多用飞行机。
图87示飞机当取可伸缩浆叶10与可伸缩机尾35与可收放的降落弹性架62时,排除了整机于陆地公路上行驶妨碍交通的问题,可为空地两用。其空中飞行部分与前实施例2相同。以下对其陆路行走部分说明。图87示飞机,底部航空发动机外壳兼作陆地车大梁。双向开关92接通,可使电磁铁46通电,从而使离合牙嵌44与牙嵌锥轮43接合,力源45可经牙嵌锥轮43带动图87中双点划线所示的传动轴的与驱动桥39。图87给的传动轴与驱动桥部分均采用现有汽车的现有技术。整机的陆地换向是操纵与现有汽车相同的转向系的方向盘实现。图87中双点划线表示的步讲电机60经蜗轮蜗杆控制方向盘轴58,是为计算机与人同时驾驶设立,控制步进电机的计算机与步进电机的配套元件可设于机首。浆叶10与机尾35的收缩,可是整机落地后人推收起,也可是人按开关,给电机19通电驱推杆89,实现转浆叶10至图98示位置,再人走出机舱推前浆叶10后缩入浆叶槽9中。按开关91,给电磁铁3通电,使复位簧推力杆2携上下锁杆离开机尾35移动槽上的孔。推动机尾35向机首滑动至前座椅上方小锁7处,将小锁7下拉,再推机尾35,前行至图87示小锁7由簧推入机尾上的孔中,由锁7与22锁住机尾35。机尾35在前移时,将另一个浆叶10随带推入了浆叶槽9。浆叶入槽与机尾前移也可自动实现。电磁铁8通电驱杆6,可将固有电机4与电机驱动的摩擦轮5的小托架举起,给电机4通电并由双向开关102控电机4正或倒转,可驱浆叶10进入或走出浆叶槽9。电磁铁27与簧经力杆30、驱钩31带动另一浆叶,随机尾35的后伸而走出浆叶槽,并当钩31拉不动浆叶时停下,电磁铁27断电,簧牵力杆30、钩31脱离浆叶。电机20驱蜗轮21带动卷绳轮可牵机尾前移,另一电机25驱蜗杆23轮94可带动卷绳轮,将机尾后推,卷线筒26与现有吸尘器上的卷起导线的筒装置相同,是导线卷起装置,不另给图。
将各处采用贴软胶板类密封件后,本机又可为空地水多用。此时,底部发动机提供推动力。密封电机50驱动的风扇即为推水螺旋浆,可增设力源或电机驱动的水中尾舵。(也可是人掌的尾舵)本机旋翼部分增设图72给的自动倾斜器部分,可提高整机的机动性。
对于货物运输本机尺寸增大,且用多个大功率的力源或电动机以及较大的平衡重物,可机身前后与二侧增货箱,运输货物。也可用多翼机或非直升机作为空地水多用。陆路制动可取现有技术,也可是配合有发动机中风扇的倒转。
安全问题1、机上电器除了发动机,其余为安全电压电器。2、取整体式框架,防坠落时的滚翻。3、机内杜绝可燃爆物。4、也可设驾驶员水平磁卡检测,自动定允许整机飞行高度,低水平驾驶员限为较低空飞行。对于有自动倾斜器的飞机,驾驶员训练加强。给出几级空中高度限定航道,最低空为载人运输,大风时不许飞行。机上设有五级缓冲,提高低空迫降时的安全,即起飞即张开的弹性架62、充足气的轮胎79、103、弹性悬架、座椅导槽中的弹簧、座椅内的弹簧。座椅上有安全带,防机滚翻。也可增设类奥斯汀小汽车的液气缓冲系统。少许离地,先调平衡物,再升高。调平衡部分可由计算机或人控制快速调节(据机上所设的水平检测仪)有公路航线可利用的,给出自动航线辨识系统,限于公路上方,或附近飞行。也可是给出计算机视觉装置,设于机首,掌握航向,以利于随时降落。自动驾驶或人驾驶或人机共同驾驶时也是尽量靠近陆地公路,均可使整机有预定的导航条件,且降落时有较好的地面条件。也可设双旋翼与双力源,有一套作为冗余件备用,防故障。3、陆地行驶安全为现有技术,也可增计算机视觉等高速反应装置。
以下对陆路行驶部分补充说明图87示兼作航空发动机外壳的整机车架52近似X型的轿车车架。图113是作为陆路轿车行驶时转向系示意图,转向系工作原理类同于现有车辆的转向系,但由于本车驾驶员座椅居中部,将驱图87中转向垂臂59的轴改为较长的轴。图114给是车前轴与转向节的分解图。本车采用国产CA10B型汽车的转向器,如分解图115所示。也可用现有小汽车的车齿条换向装置。本机对原陆路车的离合器,变速器均省略,改由控机械力源45启停,变速实现。图116是图88中54与70二件的分解图。图117给万向转动轴的分解图中的各件的说明附于图的下方。本车驱动桥取用红旗轿车的驱动桥。图118是驱动桥的结构图,下方是图中各件说明。桥壳中的差速器原理与现有技术相同。由所给发动机可见,此处桥壳中的减速轮也可以省略。图128是奥斯汀车发动机的分解图,本机采用活塞式航空发动机时,其结构与该机相近,也可增气缸致。也可增设类似标致车的废气处理装置。电铃或者喇叭为对外信息工具。图中车轮用简化表达。车轮的轮毂部分取用现有车技术。关于陆路行驶车辆部分,可参阅现有的驾驶员教材或车辆说明书,车辆设计书等,此处不再详述。陆地行驶的前后灯、侧灯、顶灯,图中均简化表达。各种仪表不再详细表达。线路联接取单线制,各电设并联连接,电流表能测蓄电池电流,均装有防短路的设备,为突出重点,多省略了表达。
活塞式机械能航空发动机的制造与组装采用现有技术。当图87所示的空地水多用机采用活塞式机械能航空发动机驱动旋翼时,可取用单排星型或直列式或H型等小型发动机。详图不另给出。对于空地水多用飞机,其电动式航空发动机也可于飞机陆路、水路行驶时,加热空气或水流,作为产生推动力的装置。图87中的陆路驾驶方向盘58部分采用现有技术,其详细结构图不再表达。以上各例有用到机械力源实施例7第1子例的,均将图62右方轴伸出段减短。
机械能航空航天用装置的制造、组装、润滑、密封、减振、隔噪、防松等有关整体装置实现的问题均可参考现有技术解决,也可参照前述机械力源的解决方法。
本发明与现有技术相比有如下显著进步1、本发明开始了全面机械能航空航天装置时代。
2、机械能为动力的航空航天装置具有噪声低、造价低、简洁等一系列优点。
3、具有自产机械能自给动力能力的机械能航空航天装置实现了近无动力花费的奇迹与梦想。它也使大气层中飞行装置的能源补充问题彻底解决,无须再为中途空中加油问题而绞尽脑汁,且飞行器无燃料用尽而迫降的事故。大气层内的飞行器从此飞行里程不受限定。实现低耗最佳的近无动力花费装置生命无限,它使航空航天技术产生了质的飞跃!4、产生长期于大气层中的空间工作站。
5、不用燃料装置与无燃爆可能的装置彻底消除了大气层中飞行装置因用燃料而造成的燃爆等事故。(火箭可以偿试不自毁,而是改于大气中飞行并返回于水中。)6、绿色装置,对环境保护,人类自身保护产生深远影响。
7、自产机械能,不燃油装置为人类节省资源。
8、空地水多用装置将缓解陆路交通堵塞现象。且减轻空中的运输压力,无须加油使其空地水行驶里程均不受限制。
9、空运量将随着机械能航空航天装置的诞生而大大增加,从而缓解陆路水路运输紧张现象。
10、机械能返回式卫星,机械能航天飞机等将由于自产能量自给动力而更灵活。
11、将产生低噪高动力等性能优良的特种空中与飞行装置,例如空中楼阁、航空航天模拟实验装置、家用微型携吸取器除虫的飞行机器人。管道内飞行且可液体中推进的飞行机器人等等。本发明同时也开始了近无动力花费航空航天装置时代,它将带来彻底抛除燃料等方面航空航天技术的一场革命,它将对人类进步有深远影响。
本发明涉及产品为公开使用,并且对国外保密将使涉及本发明的产品不可国外出售,从加速进步出发,本发明要求提前公开。
权利要求
1.机械能航空航天装置,其特征是航空航天装置运行所需能量由生产机械能的机械力源供给。
2.机械能航空发动机,其特征是航天飞机运行所需能量由生产机械能的机械力源供给。
3.机械能飞机,其特征是飞机运行所需能量由生产机械能的机械力源供给。
4.机械能空地多用飞行机,其特征是飞行机运行所需能量由生产机械能的机械力源供给。
5.机械能空间工作站,其特征是工作站运行所需能量由生产机械能的机械力源供给。
6.根据权利要求1所述的航空航天装置,其特征是装置中设有控制装置控制机械力源。
7.根据权利要求1至6所述的航空航天装置,其特征是机械力源与航空航天装置共用同一套控制装置。
8.根据权利要求2所述的航空发动机,其特征是发动机是机械力源发电机组供电的电动式发动机。
9.根据权利要求2或8所述的发动机,其特征是发动机上设有改变机械能发动机结构的装置。
10.根据权利要求3与4所述的飞机,其特征是机上设有可改变机械力源驱动的机翼所占空间大小的装置。
全文摘要
机械能航空航天装置。属航空航天技术领域。解决近无动力花费或低动力花费的航空航天装置的实现问题。所用方案是:航空航天装置运行所需能量由生产机械能的机械力源供给。给出了完整的机械力源(包括第一永动机)与机械能航空发动机、飞机、空间工作站、空地水多用机。
文档编号B64D27/00GK1193588SQ97107118
公开日1998年9月23日 申请日期1997年9月11日 优先权日1997年9月11日
发明者朱天赉 申请人:朱天赉