动力放大器 【技术领域】
本发明涉及到机械，特别涉及到输出动力可以大于输入动力的机械。
背景技术
目前，人们认为能量不能产生也不能消灭，是因为人们还没能找到一种使能量产生或消灭的方法。
能量是可以产生或消灭的，并且有特定的可遵循的规律。
关于能量的产生或消灭的物理论文将向物理学报投稿，论文中将有较详细的理论分析、逻辑推理和计算。
【发明内容】
本发明提供一种动力放大器，在不计摩擦损失的情况下，它可以使输出的动力不等于输入的动力，输出动力大于输入动力，放大倍数大于1，输出动力小于输入动力，放大倍数小于1，输出动力等于输入动力，放大倍数等于1。也就是它可以使输出的能量不等于输入的能量，输出能量大于输入能量就是能量的产生，输出能量小于输入能量就是产生了负的能量，即能量的消灭。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
动力放大器包括往复运动机构、变速机构、同步机构、双曲柄机构或转动导杆机构，双曲柄机构或转动导杆机构的机架杆长度是可变的。
往复运动机构联接双曲柄机构或转动导杆机构机架杆的可动端，可改变机架杆的长度。
变速机构的输出转速可周期性变化，其输出构件联接双曲柄机构或转动导杆机构的主动轴。
同步机构使双曲柄机构或转动导杆机构的转速变化周期与机架杆长度变化周期相同。
变速机构的输入构件或往复运动机构的输入构件或者变速机构的输入构件和往复运动机构的输入构件可与外部动力联接。
本发明运转时，双曲柄机构或转动导杆机构在变速机构输出构件的作用下作变速转动，往复运动机构使双曲柄机构或转动导杆机构机架杆的可动端移动，改变其机架杆长度，同步机构使双曲柄机构或转动导杆机构的转速变化周期与其机架杆长度变化周期相同。在特定情况下，其工作循环可以分为四个过程，下面以双曲柄机构为例简要介绍。
连杆的质量重心越接近主动曲柄，其动力放大效能越弱，越接近从动曲柄其动力放大效能越强。从动曲柄的质量重心越接近从动曲柄的心轴，其动力放大效能越弱，越接近连杆，其动力放大效能越强。为便于叙述，现假定动力放大器质量集中在连杆与从动曲柄的铰接处，并且与真实动力放大器等效，称之为等效质量。其他构件的质量没有动力放大效能，假定其质量等于零。
一.在机架杆长度等于零并保持不变的情况下，将双曲柄机构的回转速度由零开始升高，此过程，等效质量动能的增量等于外部动力对它的作功。
二.双曲柄机构回转速度保持不变，机架杆长度由零开始变大，此过程，往复运动机构对外作功，同时等效质量动能增加，动能增加量等于往复运动机构对外的作功。
三.在机架杆长度不变的情况下，将双曲柄机构回转速度减小至零速，此过程，等效质量动能的减少量等于双曲柄机构对外的作功。该过程双曲柄机构对外的作功大于过程一外部动力对双曲柄机构的作功，多出的部分等于过程二中等效质量动能的增加量。
四.在双曲柄机构的回转速为零并保持不变的情况下机架杆长度由大变小直至等于零，此过程是过程二的逆过程，因双曲柄机构回转速度等于零，本过程没有能量的消耗或输出。
上述四个过程为一个循环，每个循环双曲柄机构的输出都较输入有特定能量的增加，增加量等于过程二中等效质量动能增加量的两倍，动力的放大倍数大于1，实现了能量的产生。上述循环的逆循环可有特定能量的减少，动力的放大倍数小于1，实现能量的消灭。
上述四个过程是一理想过程，实际上过程一和过程三，机架杆长度并非必须保持不变，双曲柄机构的最小回转速度也不一定为零，过程二和过程四，双曲柄机构的回转速度也并非必须保持不变，机架杆最小长度并不一定为零。非理想过程可以认为是无穷多个理想过程的总和，因此，非理想过程同样也可以放大动力。在曲线图上，如果以纵坐标表示双曲柄机构的回转速度，以横坐标表示机架杆长度，则一个循环中曲线的运转方向、所围面积的大小、曲线地位置与动力的放大倍数是相关的。曲线顺时针方向运转，动力放大倍数大于1，曲线逆时针方向运转，动力放大倍数小于1。双曲柄机构的最高回转速度相同，曲线所围面积越大，动力放大倍数与1的差的绝对值越大。曲线的形状和面积不变，位置右移，动力放大倍数与1的差的绝对值增大，位置上移，动力放大倍数与1的差的绝对值减小。
本发明的有益效果是，可以利用较小的动力输入获得较大的动力输出，节约能源。当被放大后的动力只消耗一部分，而将其余动力再次传送到双曲柄机构继续放大，可以不需额外输入动力而获得连续的动力输出。
【附图说明】
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明一例的组成部分图。
图2是本发明又一例的部分结构示意图。
图中1.外部动力，2.变速机构，3.同步机构，4.往复运动机构，5.双曲柄机构或转动导杆机构，其机架杆长度是可变的，6.连杆，7.从动杆，8.凸缘，9.心轴，10.重块。
【具体实施方式】
图1例中，同步机构(3)一端联接变速机构(2)，另一端联接往复运动机构(4)，变速机构(2)的输入构件可联接外部动力(1)。也可以不设置变速机构(2)与外部动力联接，而设置往复运动机构(4)的输入构件具备联接外部动力的功能。另外，变速机构和同步机构也可分别用其输入构件与同一个外部动力联接。前述结构较变速机构和同步机构分别用其输入构件与两个外部动力联接更为简化。
外部输入动力的一部分经变速机构的输出构件输出周期性变化的转动，并驱动双曲柄机构或转动导杆机构转动。
双曲柄机构可采用多个机构并联方式设置，并且所有主动曲柄为对称布置。并联的双曲柄机构越多，运转越平稳。非对称布置的双曲柄机构，例如单一的双曲柄机构，其主动曲柄和从动曲柄均以设置有平衡块为佳。
转动导杆机构既可以将曲柄设置为主动构件，又可以将导杆设置为主动构件。同双曲柄机构一样，设置为主动构件的多个曲柄或导杆应对称布置，非对称布置时最好设置平衡块。
外部输入动力的另一部分经同步机构(3)带动往复运动机构(4)的主动构件运转。往复运动机构的输出构件驱动双曲柄机构或转动导杆机构机架杆的可动端，配合双曲柄机构或转动导杆机构的转动不断地改变机架杆的长度。图中的箭头表示动力的传送方向。外部动力被传送到双曲柄机构或转动导杆机构放大后再反向传送到外部。
变速机构可以是各种变速器或具有变速性能的装置，以运转速度高，速度变化范围大，速度变化周期短为佳。例如：1.行星齿轮机构，以一个构件输入定速转动，一个构件为输出，第三个构件不断地改变转动速度和转动方向。2.一对全等偏心圆齿轮传动或一对全等偏心椭圆齿轮传动。3.椭圆齿轮与卵形齿轮传动。4.变速电机。
变速机构的外部动力输入构件上设置飞轮和起动装置，可以在动力放大器起动后无需继续输入外部动力而带动负载连续运转。此时，被放大后的动力一部分被负载消耗，一部分被再次传送到双曲柄机构或转动导杆机构继续放大，从而源源不断地为负载提供动力。起动装置可以是手动装置或机动装置。
同步可以是电气同步或机械同步。电气同步可以利用位置检测器检测往复运动机构的运行位置，通过信号放大器、驱动器、执行器等控制双曲柄机构或转动导杆机构的运转速度。机械同步可以是齿轮传动方式，也可是链轮、连杆等传动方式。例如：1.行星齿轮机构，以一个构件输入定速转动，一个构件为输出，第三个构件不断地改变转动速度和转动方向，应使第三个构件的速度变化周期与往复运动机构的往复周期相同。2.一对全等偏心圆齿轮传动或一对全等偏心椭圆齿轮传动，应使主动齿轮每转一周的时间与往复运动机构的往复周期同。3.偏心圆齿轮或偏心椭圆齿轮与非圆齿轮共轭传动，且以偏心圆齿轮或偏心椭圆齿轮为主动轮，应使偏心圆齿轮或偏心椭圆齿轮每转一周的时间与往复运动机构的往复周期相同。3.非偏心椭圆齿轮与非圆齿轮共轭传动，且以椭圆齿轮为主动轮，应使椭圆齿轮每转一周的时间等于往复运动机构往复周期的两倍。无论何种同步方式，都应使双曲柄机构或转动导杆机构的转速变化周期等于往复运动机构的往复周期。
往复运动机构的往复轨迹可是直线、弧线或曲线。直线轨迹可是曲柄滑块机构、多连杆的直线运动机构或近似直线运动机构、液压油缸。弧线轨迹可是往复摆动机构。曲线轨迹可是多杆平面连杆机构。
调整双曲柄机构和往复运动机构之间的工作相位，可以调整动力放大器的放大倍数，能够将动力放大倍数从大于1调整到等于1直到小于1。另外，将双曲柄机构和往复运动机构的工作相位保持在较有利于动力放大的相位(通常，在机架杆的长度增加速度最快时，双曲柄机构或转动导杆机构的转速也达到或接近最高速，并且在机架杆的长度减小速度最快时，双曲柄机构或转动导杆机构的转速也达到或接近最低速，就可以得到较大的动力放大倍数)并保持不变，利用行程可变的往复运动机构并调节其行程，可将动力放大倍数从大于1调整到等于1，但不能调整到小于1，反过来也只能将动力放大倍数从小于1调整到等于1，而不能调整到大于1。
对于有效质量以正圆形轨迹运动的动力放大器，假定工作于理想循环，且机架杆长度变化分别等于有效质量轨道半径的0.3、0.5、0.8、1倍，则对应的动力放大倍数约为1.1、1.27、1.8、3。
对于有效质量以心脏线轨迹运动的动力放大器，假定工作于理想循环，且机架杆的长度变化分别等于动圆圆心轨道半径的0.25、0.5、0.75、1倍，则对应的动力放大倍数约为1.3、1.73、2.27、3。
上面给出的数据仅供参考。由于结构上的原因，最高放大倍数不可能实现。另外，考虑到循环并非理想循环，再加上摩擦损耗，实际达到的动力放大倍数要小于上面给出的参考数据。
图2是双曲柄机构的一种变形，主动曲柄变形为中空结构，其内部空间对称地铰接有四个连杆(6)。与连杆数量相同的从动杆(7)一端与连杆(6)铰接，另一端对称地铰接于凸缘(8)。此种设置使动力放大器的机构自由度数比原动件数大1，按照常规，机构应该没有确定的运动。但是，在本发明中，连杆(6)、从动杆(7)的离心力也应被看作是原动力，所以动力放大器仍有可遵循的运动规律。另外，也可以利用传动机构使凸缘(8)与主动曲柄同步转动，只是结构要复杂许多。此种设置的优点是各从动杆(7)被设置在一个截面内，可以缩短机构的轴向长度。凸缘(8)可以与心轴(9)固定联接，也可以用转动副与心轴(9)联接。后一种联接方式有利于增加心轴的抗疲劳寿命。图中的(10)是重块，可以设置在连杆(6)、从动杆(7)的铰接处，也可以设置在其铰接处附近，用以增加系统质量，达到增加负荷能力的目的。