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单力臂二维力矩结构应用装置

阅读：88发布：2020-05-13

专利汇可以提供单力臂二维力矩结构应用装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且由输入与输出传动轮、传动活塞缸体、传动活塞、传动杆、单曲轴、单力臂二维力矩利用结构组件，功率输入传动轮与活塞缸体外壳机械螺杆固定连接，传动活塞上连杆与作用力输入传动轮边体铰链连接，传动活塞下连杆与单力臂力矩利用结构组件的作用力F点铰链连接，单力臂二维力矩效应利用结构组件的两个支点轴固定在设计定位的传动活塞缸体内的轴孔内，其重力G点与传动活塞缸体外壳上功率输出传动轮的单曲轴活动链接，最后传动活塞缸体与外壳整体固定在底坐上，发明的实质应用结构为单力臂二维力矩结构应用装置力学原理，就可实现高端节能之目的。，下面是单力臂二维力矩结构应用装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.由输入与输出传动轮、传动活塞缸体、传动活塞、传动杆、单曲轴、单力臂二维力矩利用结构组件，功率输入传动轮与活塞缸体外壳机械螺杆固定连接，传动活塞上连杆与作用力输入传动轮边体铰链连接，传动活塞下连杆与单力臂力矩利用结构组件的作用力F点铰链连接，单力臂二维力矩效应利用结构组件的两个支点轴固定在设计定位的传动活塞缸体内的轴孔内，其重力G点与传动活塞缸体外壳上功率输出传动轮的单曲轴活动链接，最后传动活塞缸体与外壳整体固定在底坐上，虽然单力臂二维力矩利用结构的作用力点是在90°内上下运动，但输入轮与输出轮则同是在180°内作功后返程180°而全程360°圆周运动，重点是两轮直径相同则输入与输出速度相同，故输出效果是：G＝1.5F，明显所增加的0.5F 扭矩力，就是实现的高端节能指标，发明的实质应用结构为单力臂二维力矩结构应用装置力学原理，就可实现高端节能之目的。
2.根据权利要求1所述的单力臂二维力矩效应结构，其特征是：该单力臂二维力矩效应结构独立应用就能实现节能目的，而一旦与机械系统匹配应用，它的适用扩展必同常规杠杆一样广泛，则必可替代常规杠杆而实现更广义的机械系统之高效节能目的，故凡涉及二维力矩方法原理的力矩节能都为本产权内容。
3.根据权利要求1所述的单力臂二维力矩效应结构，其特征是：该单力臂二维力矩效应结构是由机械结构创新而突破了对抗力能量深层次应用技术，其实本发明所称抗力实质为转矩力，但因在现有能量利用中，对抗力利用还未列入主流体系，故此为填补空白创新，因此凡涉及利用二维力矩方法扩展到对转矩力能量转换应用的，也内敛在本产权之内。
4.根据权利要求1所述的单力臂二维力矩效应结构，其特征是：该单力臂二维力矩效应结构虽结构简单，但它功能原理所涉及的物理深层次基础理论的创建与应用较多，所以在对涉及用二维力矩效应全方位利用抗力能量的方法发明都属性本案产权之内。
5.根据权利要求1所述的单力臂二维力矩结构应用装置，其特征是：该单力臂二维力矩结构应用装置独立应用就能实现节能目的，特别是多台单力臂二维力矩应用装置串连应用，当两台串连，设抗力＝G，则G＝1.52F，如六台串连应用则G＝1.56F，为指数增量关系，故称为更高端节能目的发明装置不为过，它将拉动较多机械系统巨大的节能效益，此特性为本发明的更深层次应用之产权内容。
6.根据权利要求1所述的单力臂二维力矩结构应用装置，其特征是：明显本应用装置是可以与现有发动机的每个单汽缸内组合为一体，则每个单汽缸即可节能50％，如六个汽缸的节能效益则是六个50％之和，故本发明适用于动力领域就可实现发动机结构高端节能特性都在本发明产权内。

说明书全文

单力臂二维力矩结构应用装置

所属技术领域

[0001] 本发明是一种单力臂二维力矩结构应用装置，尤其是创新机械结构则决定首创功能而实现能源消耗工艺中的高端节能。

背景技术

[0002] 针对当今能源与生态双重危机之如何破解？经多年研究证实：人类对万物的认知有简单与复杂之分且是相对而言，简单是因有人破解了复杂的天机，而复杂则无人破解天机，人类科学历程是此道，而万众创新也必同此道，但重要的关键点是：破解天机之术就内敛在人们司空见惯但又极易忽略的简单细节之中。例如人类近代几百年对能源消耗工艺都是沿用燃燒燃料换取动力与电力，但燃燒換力法同刀耕火种有何差异？而当今的用风力与光热力換电力才是人类走出原始燃燒法的开端，其实被人类忽略的反向作用力才是能源消耗工艺中可直接换取能量的自然动力之海，只可惜人类虽熟用机枪反座力之类反向作用力作正功，但未再向前深入而止步！！忽略了对反向作用力本质的深层次研究，则细节决定了当今生态危机的必然。

[0003] 所以本发明经研究发现：“凡作用力与抗力共点不共线作用，则必形成互为角度的共点力系，该力系满足平行四边形法则且具有合力特性，而当用一单力臂替代合力线并连接一支点时，则该合力必经单力臂的支点合力之抗力方向叠加到正反两力的共点中，该支点合力之抗力与作用力叠加大小是由单力臂与抗力线之间的夹角大小所决定。”本发现首先揭示的是：“反作用力本质除了平衡力与相互作用力特性外，它最广义的本质是物体结构固有的抗破坏与抗位移之抗力，由强度、刚度、抗裂度三要素组成，但关键点是该抗力绝不是第三定律的正反两力成对产生，且只可同时产生，但因固有性则不是同时消失，而科学利用抗力后应称为反向作用力定义。”例如汽车动力一个作用力则产生了载重量阻力与不同路面的摩擦抗力及逆风阻力等多个抗力，但在顺风与下坡反向作用力条件下，该多种抗力则为能量降耗本质，说明自然界中固有的抗力，在有条件前提下是可科学利用的，而第三定律中的反作用力在普遍生产实践中的本质实为抗力，故人类绝不可忽略能源消耗工艺中对抗力的科研课题，这就是本发现中为什么称“作用力与抗力共点不共线作用”就是为了严格区分反作用力与抗力之本质，因“牛顿之反作用力”概念太原始泛僵化，极易乱套用众多原始定律而颠倒黑白，况且“力”与能量理论有论不淸的关系，例如既视动力中的反作用力＝能源消耗，但又忽略反作用力是否可科学利用之细节？才是能源消耗工艺僵化而造成能源与生态双重危机的祸首，而最高境界的创新必遵守“结构决定功能与细节决定成败”之自然法则，故能源消耗工艺革命才是当务之急。

[0004] 相对本单力臂二维力矩结构应用装置发明而言，所称单力臂正是利用了发现成果中当作用力与抗力共点不共线作用时，将该合力线用一单力臂代替，从而获得正反两力合功效应且实现高端节能目的。而所称二维力矩效应结构应用装置发明，是指在正反两力共点不共线条件下该合力线用一单力臂替代作圆周运动时，在其该悬空抗力点垂直向下至单力臂的轴心点间距长度，竟形成了一隐形重力臂长度，且它与常现杠杆的重力臂功能相同，所以，表象有形的单力臂效应实质具有二维力矩效应，即有形与无形两个力臂都是在同一轴点向不同圆周方向同时作用，并且将该单力臂二维力矩结构设计应用于装置内，就实现了既增加输出扭矩力又速度不变。公知，“力矩在物理学里是指作用力使物体绕着转动轴或支点转动的趋向。起源于阿基米德对杠杆的研究。转动力矩又称为转矩或扭矩，即力对物体产生转动作用的物理量。”因此，本发明虽有形是单力臂，但实质效果是双力臂作用效果，为了对比于常规杠杆一维力矩本质的区别，则确定为：单力臂二维力矩效应结构应用装置。而本发明是将单力臂二维力矩效应结构经增加辅助杆和第二支点后的应用装置，所以，本发明的主要技术属原创性理论成果，故此次申报名称只用单力臂二维力矩结构应用装置，目的就是将复杂的理论成果，用最简单的方式实现易求证且具适用广义性特征定位。

发明内容

[0005] 为了改变目前能源消耗工艺中节能技术的低端现状，本发明提供一种单力臂二维力矩结构应用装置就可实现能源消耗工艺中的高端节能。

[0006] 本发明解决其技术问题的技术方案是：由输入与输出传动轮、传动活塞缸体、传动活塞、传动杆、单曲轴、单力臂二维力矩利用结构组件，功率输入传动轮与活塞缸体外壳机械螺杆固定连接，传动活塞上连杆与作用力输入传动轮边体铰链连接，传动活塞下连杆与单力臂力矩利用结构组件的作用力F点铰链连接，单力臂二维力矩效应利用结构组件的两个支点轴固定在设计定位的传动活塞缸体内的轴孔内，其重力G点与传动活塞缸体外壳上功率输出传动轮的单曲轴活动链接，最后传动活塞缸体与外壳整体固定在底坐上。虽然单力臂二维力矩利用结构的作用力点是在90°内上下运动，但输入轮与输出轮则同是在180°内作功后返程180°而全程360°圆周运动，重点是两轮直径相同则输入与输出速度相同，故输出效果是：G＝1.5F，明显所增加的0.5F扭矩力，就是实现的高端节能指标，发明的实质应用结构为单力臂二维力矩结构应用装置力学原理，就可实现高端节能之目的。

[0007] 本发明的创新点是：

[0008] 1、本单力臂发明结构产生首创的功能是；在单力臂链接轴心点垂直向上至悬空抗力点的间距长度，竞产生了单力臂的隐形重力臂长度，且该隐形重力臂与常规中间支点的一维杠杆功能无异，说明看似简单至极的细节，有可决定某一项科技的兴衰。

[0009] 2、本单力臂发明结构创新为二维力矩效果，则重点应是突破与填补了力矩结构的物理维度效应创新，它与多力矩合力概念不同的是；多力矩是有多力臂，而本发明只有一单力臂，故悬空的隐形重力臂定位只可用二维平面概念认定，也从物理本质上区别于常规力矩认定，从杠杆定义角度区别，常规杠杆因直线结构为一维空间，因本发明单力臂二维力矩结构内敛了杠杆特性则应为二维平面物理，故创新二维力矩是一个判断、评价和确定一个事物的多方位、多角度、多层次定位，且依据常规力矩定义“即力对物体产生转动作用的物理量”。但“如在一个力臂结构内又产生了一个不同方位隐形力臂且可对物体产生转动叠加合力作用的物理量”则应定义为“单力臂二维力矩结构”。

[0010] 3、本发明不但将单力臂创新为二维力矩效果，并且将理论结构设计与实验成果，成功获得了适用于高端节能的应用装置，该装置首创了将二维力矩增力倍数与输出同步运动的整体机构，重点是在输入和输出等速条件下实现了增加扭矩力，它就为更深入的应用提供了坚实的技术保证，并由同时申报的实用新型专利：单力臂二维力矩结构应用装置串连应用，证实其效果是：当两台装置串连，设抗力＝转矩力G，则G＝1.52F＝2.25F，如六台装置串连应用则G＝1.56F＝11.39F，为指数增量关系，故称为更高端节能目的发明装置不为过。

[0011] 本发明的有益效果是，通过创新机械结构而实现全新的高端节能方法，应为填补能源消耗工艺中高端节能空白领域技术创新，仅用一单力臂二维力矩结构应用装置，结构简单，适用广义。附图说明

[0012] 附图1是单力臂二维力矩效应结构的作用力运动方向图。

[0013] 附图2是单力臂二维力矩效应结构用两个拉力计实验数据求证图。

[0014] 附图3是单力臂二维力矩效应结构力学原理和受力分析图。

[0015] 附图4是由单力臂二维力矩效应结构从90°至30°内的多个实验数据点连接出的转矩力增量线性规律和导出物理方程关系式的曲线座标图，横座标为转矩力增量，纵座标为轴心方位角，导出的方程式为：设转矩力为G＝2(F-Fsin a)+F。

[0016] 附图5是公知传统杠杆举例。

[0017] 附图6是单力臂二维力矩效应结构与公知杠杆对比求证图，只要保证单力臂长度与常规杠杆力臂相同，且抗力作用线与单力臂夹角a＝48°36′，则作用力F的效应必与常规杠杆值大17％，明显单力臂二维力矩效应利用结构节能17％。

[0018] 附图7是单力臂二维力矩结构经增设辅助杆与第二支点后的应用图。

[0019] 附图8是单力臂二维力矩结构应用装置原理剖面图。其中：1、作用力输入传动轮。2、传动活塞。3、活塞上下传动连杆。4、单力臂力矩效应利用结构组件。5、功率输出传动轮。
6、传动活塞缸体。
具体实施方案

[0020] 附图2中的实施例：用两只拉力计按附图所示；设抗力＝转矩力G，拉动作用力拉力计主动作用F点保持1kg不变，由单力臂90°位移至30°与被动转矩力平衡时，其效果是被动转矩力G由1kg增大至2kg，在本实验中强调“主动力”与“被动力”定义目的是凸显“被动力”之抗位移转矩力量变效果，以上两个实验必注意两点，一是F方向始终与力臂垂直90°，二是保持抗力作用线始终平行，此是为了限定两个变量，求证其于变量而设定，因为抗力线是否平行决定增力角a的大小变化，作用力F线是否与力臂垂直又决定a角增力规律的特性变化，故本发明是限定条件下的科学利用抗力中易忽略之细节创新。

[0021] 附图6中实施例：因本单力臂二维力矩绕支点运动时，产生了隐形重力臂，故与传统杠杆重力臂与力臂关系相同。参看图5的普通杠杆，设力臂R＝10公分，重臂r＝7.5公分，得到转矩力虽省了10-7.5＝2.5的力，可转矩力G的速度也降了无节能效果。而图6发明的单臂二维力矩用同样的R＝10，r＝7.5组成如图示的结构后，因角sin a＝48°36’，用拉力计实验转矩力G＝1.5F，代入方程G＝2(F-Fsin a)+F计算同样转矩力G＝
1.5F，实验线性可查，这个结果实施人员可在书面按尺寸模拟认定。显然，虽本单力臂的速度也降了但效果是G＝1.5F，而1.5-1.33＝0.17F，则是另增加了17％的力矩。而据传统杠杆与单力臂二维力矩效应F点和G点运动轨迹相比，则F点可视为大轮，G点可视为小轮，当作用力F用功率代替，则单力臂二维力矩效应则增加了17％的扭矩功率，具有明显节能效果。
说明本发明是将单力臂创新为具有二维力矩特性的首创结构才获得的效果，而常规杠杆无论支点在中间或在一端，都是直线一维特性则省力不省工。

[0022] 附图7实施例：因增加辅助杆和第二支点结构，是为了保证a角固定在sin a＝48°36’左右不变，则G＝1.5F也不变，但F点向下运动90°的距离与G点向下运动的距离相等，则输入与输出的速度相同，那么本发明应用结构则增加的0.5F转矩力就是节能效率值，明显比未增设辅助杆和第二支点结构的单力臂二维力矩结构多节能33％，因无降速则0.5-0.17＝0.33F。

[0023] 附图8实施例：附图2与附图6的实施是求证了发明结构创新后获得的节能功能，而附图8装置只是将节能结构与功能适合于高效应用，因为沒有尺寸标注而无法直观看出活塞体上下连杆运动，是否与单曲轴运动为同步，但明显做到输入轮与输出轮同步运动并不是难亊，本装置结构就有详细的机械设计尺寸图，一目了然。所以，对附图8的实施只要认定附图2和附图6的结构与功能，就没有技术难点了，因输入与输出两轮直径相等则运动速度也必相等，也就保证了单力臂二维力矩利用结构装置的适用性价值。特别是当两台串连应2 6
用，设抗力＝转矩力G，则G＝1.5F，如六台串连应用则G＝1.5F，为指数增量关系，故称为更高端节能目的发明装置不为过。

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