一种低损耗动力机的制作方法

本发明涉及一种利用将两边中心距离不对称、将旋转的一部分物体重量转换为摩擦力的低损耗的动力机。

背景技术：

目前，公知的动力机，如发动机、发电机、蒸汽机、核动力机和电动机需要大量消耗其他物质，或者消耗电能，电池是一种储能设备，需要充电才可以储放电能，一直没有改变。地球上和宇宙中存在永恒的能量就是万有引力，地球上最大的万有引力就是重力，只有一个方向，相同重量的物体在万有引力的作用下，在不同角度，分解产生的重力和摩擦力不同，遵循能量也就是力矩等于作用力乘距离的能力守恒定律。

技术实现要素：

为了克服上述缺陷，本发明提供一种低损耗动力机，它包括：固定架、转盘、滑动体、动力轴和重物。其中，两侧相同的固定架通过底座相连接；固定架由连接体分别固定的外固定架和内固定架组成，内、外固定架之间形成滚动通道，内固定架的动力轴孔通过轴承与转盘的动力轴相连接；所述滚动通道的一侧为半圆形，另一侧为长半径为垂直方向且等于半圆半径、短半径为水平方向其半径小于半圆半径的椭圆形；转盘中心固定有动力轴，转盘周边有大小相同、呈中心对称、朝向中心的滑动通道；所述滑动体为滑动体轴的中部固定有滑动轴承、两侧固定有滚动轴承；所述转盘的滑动通道通过滑动体的滑动轴承和滑动体轴以及滑动体两侧的滚动轴承与两侧固定架的滚动通道相连接；所述滑动体的滑动体轴上固定有重物。

优选的，滚动通道和滑动通道的通道面固定有永磁体，滑动体轴在通道相对应处为四方体，与通道的相对应面固定有磁性相斥的永磁体。

本发明的优点是：通过优化设计，利用将两边中心距离不对称，将一边的物体重量部分转化为摩擦力而扭矩减少，而另一边保持圆周运动不变，可在固件损耗很小的情况下提供动力。

附图说明

图1为固定架侧视图。

图2为转盘侧视图。

图3为滑动体正视图。

图4为仅有滚动轴承的固定架和转盘结合侧视图。

图5为8个滑动通道45度角受力分析图。

图6为8个滑动通道45度角受力分析图。

图7为8个滑动通道80.6度角受力分析图。

图8为8个滑动通道80.6度角受力分析表。

图9为双层固定架侧视图。

图10为双层转盘侧视图。

图11为双层固定架和双层转盘结合侧视图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行详细描述。

图1到图4示出了本动力机的整体结构。如图所示，两侧相同的固定架（1）通过底座（4）相连接，这样两边形成一个整体；固定架（1）由在外侧的连接体（2）分别固定的外固定架（1a）和内固定架（1b）组成，外固定架（1a）、内固定架（1b）之间形成滚动通道，这样滑动体（9）的滚动轴承（10）可以分别接触外通道面（3）和内通道面（3a）转动，当然外固定架（1a）和内固定架（1b）固定方式有多种，如果有多排固定架（1）并联，则可以是外固定架（1a）通过底座（4）和侧板以及顶板固定，内固定架（1b）可以通过不影响滑动体（9）滑动的地方通过固定杆相连接，最后在外侧与外固定架（1a）相连接；内固定架（1b）的动力轴孔（5）通过动力轴承（10c）与转盘（6）的动力轴（8）相连接，这样可以使转盘（6）转动；所述滚动通道的一侧为半圆形，另一侧为长半径是垂直方向且等于半圆半径、短半径为水平方向其半径小于半圆半径的椭圆形，这样半圆形的滚动通道为下降段，力矩相对大，为动力段，椭圆形为上升段，力矩相对比较小，为阻力段，当然动力轴孔（5）与半圆形的圆心在同一条水平线上；当然阻力段不一定的椭圆形，可以是椭圆形加倒圆角加直线，或者圆形加直线，可以是圆形加倒圆角等多种形状，只要其任意一点离动力轴孔（5）圆心的距离不大于动力段的半径，以便滑动体（9）的滚动轴承（10）顺利的滑动即可，否则可能会产生噪声以及很大的阻力，影响动力的产生。转盘（6）中心固定有动力轴（8），这样动力轴（8）可以向外供应动力；当然，这里转盘（6）与固定架（1）的连接方式也可以是两侧固定架（1）固定动力轴而转盘通过动力轴承与动力轴相连接并通过滑动体（9）两侧外接供应动力，也可以是两侧固定架（1）固定动力轴而转盘通过发电机与动力轴相连接来供应电能。滑动体（9）为滑动体轴（8a）的中间部分固定有滑动轴承（10b）有利于滑动，两侧固定有滚动轴承（10）有利于滚动，在滚动通道的侧面使用侧板防止滑动；必要时两侧顶端固定有防侧滑轴承（10a）防止滑动体（9）侧滑，这时候的连接体（2）则为呈“凹”字形的滚动轨道；可滑动体（9）固定有重物（11），以增加重量，这里的重物（11）的重心与滑动体轴（8a）的重心在同一条水平线上；转盘（6）上有大小相同、呈中心对称、朝向中心的滑动通道（7），滑动通道通常是跑道形，一般情况下为偶数，也可以为奇数，可以使滑动体（9）通过，滑动通道（7）可以用加宽的挡板；另外，滑动通道（7）的形状可以是在动力段水平方向时，其与滑动体（9）的滑动轴承（10b）相对应的末端有一个朝下的半圆形槽，整体呈倒下的“q”字形，朝向圆心方向需要倒一个小圆角，这样在动力段，滑动体（9）的滑动轴承（10b）可固定于这个槽内，可以减少摩擦力，到了上升段则可通过小圆角重新滑入滑动通道（7），这样内固定架（1b）上端只需要超出5到20度角的范围即可直接连接到底端，可减少内固定架（1b）的材料用量；转盘的滑动通道通过滑动体（9）的轴承和滑动体轴（8a）以及滑动体（9）两侧的轴承与两侧固定架（1）的滚动通道相连接，这样，滑动体（9）可以在转盘（6）的滑动通道（7）内朝圆心方向回来滑动、以及在固定架（1）的滚动通道滚动，从而产生力矩变化而产生动力。在数年到数十年长期转动中，轴承、固定架（1）和转盘（6）等会产生损耗而加大摩擦力导致不能运行，因此是一种低损耗的动力机。该装置已做出实物成品。

图5到图8示出了本动力机不同位置的分析线。如图所示，首先，绘制图形可以通过二维或者三维制图软件绘制，并且方便计算；这里使用的是608轴承，规格内径8毫米、外径22毫米、高度7毫米，在动力段的滚动轨道的内侧轨道面（3a）的半径是300毫米、外侧轨道面（3）的半径为322毫米，也就是轴承实际运行半径为311毫米，阻力段水平方向的实际运行距离设定为一半，也就是155.5毫米，使用大圆加倒圆角，大圆内侧轨道面（3a）的半径是431mm、外侧轨道面（3）的半径为453mm毫米，两个圆倒圆角，倒圆角的内侧轨道面（3a）的半径为52.5mm，倒圆角的外侧轨道面（3）的半径为74.5mm，倒圆角的半径有正负0.2毫米以内的误差，在制图时可以使用剪切的方式去除多余部分，然后画上相对应的角度线以及角度线上的滚动轨道内相对应的位置画上半径为11毫米的圆代表滚动轴承（10），以圆心垂直向下画50毫米，以对应50公斤重量，作为直角三角形的斜边，作用力线和摩擦应力线分别是两个直角边，在动力段只需要通过重量线（13）末端“垂直”角度线（14）方式，画出动力线（12），再通过“垂直”动力线（12）方式画出摩擦应力线（16），这里的摩擦应力线（16）与角度线（14）在同一条直线上，但是可以分开来画，通过测量，就可以得知它们的数据；在阻力段，通过轴承圆心画一条朝向大圆的圆心的线，此即为摩擦应力线（16a），也是轴承与滚动轨道的接触点，阻力段使用椭圆形的，可以使用剪切方式去掉轴承圆的一半，从圆心连接端点即可，再通过重量线（13a）末端“垂直”摩擦应力线（16a）方式，画出阻力线（13a），再通过延长阻力线，动力轴孔（5）圆心垂直阻力线（13a），为阻力距离线（14a），通过测量，就可以得知它们的数据。这里的摩擦应力为摩擦应该有的力量，包括重量以及压力等，再乘以摩擦系数，就是真正的摩擦力了。这里的阻力段的滑动体重量垂直于摩擦应力所产生的力量即为阻力，当然也可以再把阻力分解成为朝向动力轴孔（5）圆心方向和垂直于动力轴孔（5）圆心方向的阻力，这样阻力的距离会增加，阻力会变小，阻力矩可能会有一点变化，但是变化不会很大，不会影响到结果。当然，或许还可以任意位置的重量线到动力轴孔（5）圆心的水平距离为作用力距离，这样可以直接量距离线长度，再相加减起来就可以了。动力段，动力需要减去摩擦力才是最终动力，而阻力段，阻力需要加上摩擦力才是最终阻力；另外滑动轴承与滑动轨道之间也有摩擦力，还有动力轴的轴承的摩擦力，因此每个滑动体的轴承按照4个计算，实际上3个就可以了，轴承的摩擦系数一般在0.1%到0.2%，这里按照0.15%计算。表中数据相对应的精确到小数点后面0到2位，四舍五入。表中是按照第一种算法进行计算的，如果按照最后一种算法，45度角方向的，两个动力段的距离为219.9mm加一个311mm，两个阻力段的距离为139mm加一个155.5mm，再加减摩擦力，能够产生150牛米左右的动力矩，差距更大；按照每个滑动体为50公斤，转盘为8个滑动通道，第一个表为在45度角的，能够产生约123.3牛米左右的动力矩，分析数据如图6；第二个为在80.6度方向的，能够产生144.6牛米左右的动力矩，分析数据如图8；根据表中两个数据相加得平均数，其产生的动力扭矩为134.9牛米左右，总共400公斤重量，相当于每公斤重量可以产生0.337牛米左右的扭矩，当然转速不是很快，总输出功率没有计算，这里的重量为滑动体（9）及其固定的重物（11）的总重量。为什么是80.6度，因为在这个角度是转弯点，是产生阻力矩最大的角度，除摩擦力外动力矩和阻力矩相同的点是在±57.9度±0.2度在位置，±57.9度分别到±90度的区间为阻力矩大于动力矩，而±57.9度之间的区间为动力矩大于阻力矩，当然，其他方法的滚动通道的相同点的角度会有所不同。

图7到图9示出了双层动力机的结构。如图所示，双层的动力机的固定架分有外固定架（1c）、中固定架（1d）和内固定架（1e）通过连接体固定组成，分别形成外滚动通道和内滚动通道，分别有外通道面（3b）、中外轨道面（3c）、中内轨道面（3d）和内轨道面（3e），内固定架（1e）有动力轴孔（5a），而转盘（6a）有大小相同、呈中心对称、朝向中心的内滑动通道（7b）和外滑动通道（7a），转盘中心固定有动力轴（8c），滑动体的结构都是相同的，只是数量不同，这样，就可以产生双倍、甚至多倍的动力；当然，还可以3层到50层及以上，只要能够支撑得住。其中，外滑动通道（7a）的长度随着层数的增加会逐渐加长；外滑动通道（7a）可以镶嵌在内滑动通道（7b）之间，相同数量的可以直接在中间部位偏外侧，如果外滑动通道（7a）数量呈倍数增加，则可均匀布置，分别是相邻两个内滑动通道（7b）的圆弧段等分2倍的倍数段，分别布置在奇数段的位置上，所谓奇数段为从端点开始计算为奇数段数的、远离端点方向线段终点的位置；只要两个滑动体不碰撞，可以按照最小的半径布置，以提高动力密度。

另外，以上的所述的一层和双层及以上层数的动力机，可以在固定架滚动通道的通道面以及转盘滑动通道的通道面固定有永磁体，滑动体相对应的位置固定有相对应的、相排斥的永磁体，它们的厚度和宽度相同，这样不容易消磁，比如方向相同的从一侧到另一侧的轨道面、滑动体、另一个轨道面它们的永磁体磁极依次是ns、sn、ns，反之亦然，这样可以大大减少摩擦力，只不过做功的永磁体会在2到5年左右消磁，因此需要在滑动体固定有轴承和在通道侧有相对应的轨道，防止消磁以后不能运行。因此，它是一种低损耗的动力机。

此发明适用于生活及其他需要动力的领域。