重力动力永动车 所属技术领域:
本发明涉及一种依靠自身或负载的重力为动力的机械运动的方法和装置,尤其是一改往常负载只能是机械运动的阻力之状况,将负载重力变成驱动机械运行的动力,帮助或实现轮式机械在近地引力作用下,水平方向以硬质轨道为依托不间断运行的重力动力永动车。
背景技术:
目前,公知的运动机械,特别是陆路交通运输机械,多是由内燃机、电动机做动力实现能量转换,使机械装置在固定平台或陆地表面上轮式转动位移。但是,这样的运动势必要事先将化学能、电能转化为机械能,才能获得机械运动的动能。势必要消耗能源,造成污染。通常,能源不可再生,污染影响环境,有害生命健康。即便是风能和太阳能的无序利用,依然会存在空气污染和光污染的问题。所以,重力动力永动车的发明从根本上解决了能源再生和环境污染的问题。这是关乎人类社会文明进步,维护世界永恒的大事情,是千百年来“能量守恒”理论在技术上第一次突破性地加以应用。
发明内容:
为了克服机械运动装置中载重即为负荷,重力即为阻力的被动局面;解决机械运动依靠能源消耗的问题,从根本上杜绝环境污染。本发明技术不仅不依靠能源消耗,而且不通过重物的“向下”位移,就能变载重负荷为机械动力。即直接把重力势能转换成机械的动能,克服了“机械能守恒定律”关于重力必须依靠物体下滑或自由落体运动产生位移才能做功的困难。在提高物体高度,增加势能的同时,不改变重物在机械装置上的相对位置,而是改变机械装置的部分结构,借以打破了负载机械的重力平衡状态,使重物对承载平面的重力压变成正压力。只要正压力传导至行走轮轴的值大于轮缘与平台或轨道的摩擦阻力,并保证承载平面的位移不受限制,该重力自然促使其承载机械实现运动,并在机械能守恒的条件下周而复始永续运动。
本项发明中技术问题所采用的技术方案是:
以永动车的行走轮轴为轴,在一定半径内设置一个可承载重物的转动平面。该平面的轴向宽度以运动轨道或道路要求为限,径向长度以该平面转动后与行走平台或路面的角度不能小于或等于0度,不大于或等于90度为限。即与运动平台或路面必须保持相当距离,不与平台或地面接触。
考虑到空气阻力和物品的浮力,作为动能来源的重物的设置以体小质密的物品为宜。体积的大小以承载空间和固定在转动平面的近地端的容积为限;重量以行走轮轴、运动平台或路面的承载能力为限。该重物即为本发明的机械动力的能源。(图1)
由于地球的引力作用,重力向下的势能无处不在。根本的问题是如何保持承载机械运动的平台或道路的相对水平;如何调整或改变重物的离地高度,以增减重物的重力势能;如何改变重力势能、正压力及其方向,以破坏运动机械的重力平衡。一旦载重平面对轮轴形成迫挤(水平状态下除外),则行走轮缘就会向正压力的方向转动。设定承载平面与轮轴的垂足点及距离不变,将重物固定在承载平面的近地端,设法保持承载平面永不接触平台或地面,即保持重力不因平台或地面的直接支撑而改变重心使势能为“0”。这样,重力对承载平面的压迫力就永不竭止。(图2)
本发明最关键的技术问题是,如何解决重物承载平面与平台或地面而保持有效的角度,却不与之接触。一般情况下,本发明设置的重物位于承重平面的近地端,势必以行走轮轴为支点,从而打破承重平面的平衡,不接触平台或地面是不可能的。但是只要在承载平面的另一端施以压力,承载平面就会以轮轴为支点形成杠杆力,从而保持承载平面与平台或地面的距离。问题是如果在承载平面的另一端施以压力,势必抵消了重力对承载平面的正压力(驱动力),致使重力无法做功或做功抵消,再次陷入动能守恒的一般原理之中。
解决的方法是:按照相反的方向,把同样原理的另一台承重相对较小的机械与之连接,就可实现承载平面的远地端既获得压力,又保持重力势能不被抵消。即:使两台机械的承重平面的远地端轴向连接,使之可以上下左右四向同时联动,实现对机械及其负载重物的重心和位置的有机调控。一旦这两台机械的承重平面与地面的夹角和承重的比例被合理地拉大,重力大的一台就会推动重力小的一台向小的方向运动,这样本发明的方法和装置即告成功。具体表现为:重力比越大,动力越大,运动速度也越快;承载平面与运动平台或地面的角度必须在0>90度之间,角度越大,动力越大,速度也越快;若承重平面处在水平状态时,重力方向与地面垂直,重力不做功,动力为“0”,永动车会在载荷和摩擦阻力的作用下保持静止状态。因此,调控两个承载平面上下左右联动的四个方向,就能自由控制承载平面与运动平台或道路的角度,继而控制重力动力的大小和永动车的运动方向,实现有目的的可持续的运动。(图3)
本发明的有益效果是:
不用外设能源,不用化学能、电能向机械动能转化。单靠机械自身设置或承载重物的重力势能转换,就可获得机械运动的驱动力,实现机械的持续运动。本发明的技术和装置,可广泛适用于人们在近地的相对水平的硬质轨道、平台或平原地区陆路交通运输环境下的生产生活的各个领域。从根本上解决了交通运输的能源消耗,环境污染,资源匮乏,经济成本居高不下的问题。本发明技术和装置的原理、结构及其简单。其重力能源随处可得,稍有一点自然常识的人,一经实践即可掌握,易于推广使用。小到家居生活的杂货运输,大到土方石料建材的负载货运,甚至可以实现有轨列车的“无动力”运输,重力作用下的工业发电,农业灌溉等行业。若结合永动车动能与电能的转化与储存,实为混合动力实现“0”成本、“0”污染、“0”消耗的,完全可以永续开发利用的动力能源的新领域。
附图说明:
图1-左 永动车轴向侧视图(后半幅)。(1)永动车行走轮,“O”点为轮轴中心,虚线表示轴与支撑平面径向连接。轴与平面距离的长短和行走轮半径的大小,决定并调整重物的离地高度及重力势能的大小。重力势能对支撑平面产生的正压力就是通过轴与平面的支撑传递给轮轴的。(2)重物承载平面,标线箭头所指方向分别为远地端和近地端。(3)方框表示承载重物,此乃本发明的重力和动力来源。“α”表示承载平面与地面或运动平台的夹角,根据车轮半径大小和承载平面近地端与轮轴距离的长短,O<α>90°重力做功。“h”为承载平面近地端与地面或运动平台必须保持的距离即h≠0。
图1-右永动车的重力动力原理,即重力的分解与合成。(4)承载平面的远地端,“mg”为重力势能,“f1”为下滑力,“f2”为支撑平面与重物之间的摩擦阻力,“N”为重物对载重平面的正压力,即本发明由重力势能直接转化为机械运动动能的动力。
图2永动车动力的大小,取决于承载重物的重量的多少;取决于承载平面的容积大小;取决于承载平面与运动平台或地面的倾斜度(夹角)的大小;取决于重物的离地高度及其载重平面与轮轴垂足点的远近,即重物在近地端对于轮轴形成杠杆力的大小。三个方框表示3倍于(3)的重物,远地端的指示箭头表示本发明的承载平面必须能随远地端压力(调控力)的大小自由地轴向转动,以此保证近地端与地面或运动平台的距离“h”不为“0”,即保证重力势能不被地面的直接支撑而抵消,保证其向重力动能转化形成对承重平面的正压力传导给轮轴并迫使轮缘转动不受限制。
图3永动车侧视图(全图)。(5)永动车前车载重平面近地端,及其与地面的夹角“α
1”。(6)永动车后车载重平面近地端。及其与地面的夹角“α
1”。(7)永动车前车与后车的连接点。“β”为前车远地端连接后,两个载重平面形成的夹角的补角。当人为地调整“β”角度时,势必带动前后车的载重平面实现α
1、α重物(8)及重物(9)的联动。从而调整了前后车的重心位置和离地高度,调整车载重物的重心相对位移,从而打破永动车的重力平衡状态,控制重力对轮轴支撑的反作用力的大小和方向。当后车所载重物(9)的重量远大于前车所载的重物(8)的重量时(本图表示的是4倍),后车轮轴所受的向前的压迫力势必大于前车轮轴所受的向后的压迫力。一旦这种压迫力克服了前车的轮缘与地面或运动平台的摩擦阻力且不受限制时,则该装置就会朝重量小的前车方向持续运动,即实现本发明装置的永续运动。
注:本发明仅限在近地引力环境里,相对水平的硬质性固定平台上,或相对水平的陆路道路上实现永续运动。空气、水、液体等流体介质或远离地球引力的平台上不适用;陆路运行时,非水平的道路的上坡启动,泥泞环境等复杂路面需要电动机等其它动力辅助支持,属于重力动力二次型转换的混合型动力车的适用技术。