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機械能水資源開發(fā)裝置的制作方法

文檔序號:5236711閱讀:263來源:國知局
專利名稱:機械能水資源開發(fā)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及各種現(xiàn)行非機械能為動力直接或間接驅(qū)動實現(xiàn)運行的裝置。
現(xiàn)行的由動力驅(qū)動的裝置有一共同的因為買油或買電而動力花費高的弊病。
本發(fā)明的目的是給出近無動力花費或低動力花費的機械能水資源開發(fā)裝置。
本發(fā)明為實現(xiàn)目的而采用的方案是開發(fā)裝置運行所需的能量由生產(chǎn)機械能的機械力源供給。
此處所說的機械力源,是一種機械能生產(chǎn)裝置,并且是一種生產(chǎn)機械能時近無動力花費的裝置,實現(xiàn)這種裝置,并將其直接或間接的迅速應用到生產(chǎn)或消費等各可能的領(lǐng)域中,驅(qū)動那些需動力方運行的裝置,即可使其應用到的裝置近無動力花費,使用該裝置的用戶即近無動力花費。
此處所說的生產(chǎn)機械能的機械力源可以是單純的利用機械做功,生產(chǎn)機械能,即單純的機械做功裝置;也可以是機械做功為主,綜合有燃油產(chǎn)生的熱能或其它能源的綜合式機械力源。機械力源結(jié)構(gòu)上也不受任何約束,凡是用機械做功生產(chǎn)機械能的裝置,均可視為可供給機械能的機械力源。機械力源可以是連續(xù)運轉(zhuǎn)永動的,也可不是永動的,即間歇運轉(zhuǎn),也即可是連續(xù)的或間歇的生產(chǎn)機械能。
機械力源供給由其提供能量運行的裝置的能量的方式可以是多樣的,可以是直接供給,例如由機械力源的輸出能量的軸直接驅(qū)動洗衣機的波輪轉(zhuǎn)動。也可以是間接的,例如由機械力源驅(qū)動發(fā)電機,將機械能轉(zhuǎn)為電能,經(jīng)輸電線路驅(qū)動可由電驅(qū)動的裝置,使有了機械力源發(fā)電,即不再買電。當然,也可以將能量貯藏起來,例如貯于電池中,也可是將彈簧形變后鎖住,將能量由彈簧貯存,等等,貯藏的能量可隨時取用。所發(fā)的電可經(jīng)長或短的輸電線路傳輸。
機械力源對裝置的供給能量可由人控制實現(xiàn)啟動、運轉(zhuǎn)與停止,也可以設(shè)控制裝置實現(xiàn),即自動控制。
此處所說的“裝置運行”,既指車輪運轉(zhuǎn),機床主軸運轉(zhuǎn)等人眼可見的運行,也指計算機運行,空調(diào)運行、電暖裝置運行等人眼不可見的運行。
此處所說的“運行”,包括走動式裝置位置的改變,以及裝置上附設(shè)的各種裝置的運行,例如走動的機器人的運行以及其上發(fā)電機的運行,冷卻扇的運行;空調(diào)車的運行與車上空調(diào)的運行;食品加工裝置的運行等等。
這里所說的做功裝置,不是熱機中的曲柄連桿,也不是火力發(fā)電廠中的汽輪機等能量轉(zhuǎn)換裝置,而是經(jīng)做功可將輸入能量增升的做功裝置。裝置中可設(shè)機械零件或其它可實現(xiàn)機械做功的零部件。例如綜合有電磁件與機械零部件的做功裝置。
這兒所說的做功裝置也不是簡單機械做功裝置,而是類似發(fā)動機的原動力裝置,該原動力裝置可連續(xù)也可間歇運動,可轉(zhuǎn)動也可擺動或直線運動。它沒有人的不斷加入的力。而當人加入力時,人力將被放大。
可實現(xiàn)機械做功的裝置,多種多樣,可以是杠桿或可以組成各種做功機械的零件,例如各種轉(zhuǎn)輪,如齒輪、帶輪等,各種桿件,如二力桿、搖桿等;可是機械、電磁零件的組合也可是轉(zhuǎn)換件,如發(fā)電機發(fā)電驅(qū)電磁式零部件;也可是各種可貯能件,例如飛輪、彈簧、電池等,將能量貯藏后再釋放出,進而推動可運動件運動做功,輸出機械能。
做功方式也是多種多樣,可以是電磁件配合機械零件,例如由電磁件驅(qū)動組成增力裝置的機械零件實現(xiàn)機械做功。而電的來源,可以是機械力源輸出的機械能驅(qū)發(fā)電機運轉(zhuǎn)生產(chǎn),也可是其它能源供給??梢允墙?jīng)過各種增力裝置做功,例如被其它能量,如燃油爆發(fā)產(chǎn)生的熱能,推動的桿件運動做功。也可是水力,風力,核能,太陽能等其它能源推動機械做功?!白龉Α迸c電磁轉(zhuǎn)換驅(qū)動不同!實現(xiàn)機械做功的裝置是多種多樣的,可是設(shè)有各種增力零部件的裝置;可以是現(xiàn)有各種增力裝置,也可是未來的任一種實現(xiàn)增力或輔助增力的裝置。機械做功的裝置也可有完整的機器輔助,例如液壓機、沖壓機、氣壓裝置等輔助機械做功。
裝置的啟動可以是使用人輸入初始力觸發(fā),也可是設(shè)控制裝置,例如計算機等微電子裝置或其它大電流裝置,由電觸發(fā),例如計算機控電磁閥打開微形鎖扣(使予設(shè)的形變簧釋放能量)或驅(qū)微增力機構(gòu)動作。(例如每次推壓簧,壓縮一小段后即被鎖住,多次后使壓簧被壓縮較大尺寸。從而給啟動提供動力。)或是電機等啟動。
裝置的止動可以是使用人止動,例如小功率輸出情況;也可以是設(shè)控制裝置控制執(zhí)行件止動,例如類似卷揚機的電磁式制動器,也可設(shè)多重制動,包括緊急制動。
裝置的運行可以是低速,也可以是高速,也可是可變速的,可以是使用人控制也可設(shè)控制裝置控制。例如用滑移輪變速或電調(diào)速等。運動件運動形式也可是多種多樣,可以是不斷轉(zhuǎn)動,也可是不斷的往復直線運動,等,也可是有控制的可變運動形式。
機械力源中可設(shè)傳感裝置,實現(xiàn)對整機的智能控制。例如?轉(zhuǎn)速的檢測與模糊控制。等等。
運動可以是單純的機械作功運動,也可以是綜合其它能源轉(zhuǎn)化形式的運動,例如綜合風力,熱力,太陽能,或有貯電裝置等,例如于熱機內(nèi)設(shè)機械做功裝置,隨時補償熱能或連續(xù)補償。又例如,由水力供電的電動機不斷地驅(qū)動機械做功裝置,使輸出的機械能在數(shù)量上大于輸入的驅(qū)動電動機的電能。
自動控制的力源,可以用微電子控制裝置,也可用大電流控制裝置,或是二者的綜合。也可設(shè)搖控裝置,有線或無線的。
也可設(shè)輸入輸出力大小的調(diào)節(jié)裝置,控制力的變化。
能量增開裝置可設(shè)減振減噪件,例如緊固件、彈性件、密封件等等,以提高使用效果。
裝置的潤滑方式可以多種多樣,例如稀油潤滑,微型的可是自潤滑,小型的可以是綜合式,等。
對于需冷卻的,冷卻的方式也是多樣的,例如風冷、水冷、油冷等。
力源的組成形式可是多變的,但其都有能量流動、能量變化的特征,可是純機械零件組成也可是機電或機電儀綜合的結(jié)構(gòu),封閉或開式框架支持,可是綜合有熱能,太陽能等,也可是力源與其它整機組成力源機組,例如與汽輪發(fā)電機或水輪發(fā)電機組成發(fā)電機組,與液壓機組成液壓機組。整個裝置有質(zhì)的變化。
能量增升裝置結(jié)構(gòu)上也不受任何約束,凡是使輸入或本身循環(huán)傳入能量增升的裝置,均可視為能量增升裝置。
力源的運用,可以是單運用,例如作為發(fā)動機,也可綜合其它能源運用。
圖面說明(

圖14至17比例縮小)圖1至圖71是機械力源實施例的附圖 圖15是圖14中的K-K剖視圖;(一部分)圖1是實施例1第1子例的結(jié)構(gòu)圖,也是圖2中圖16是圖14中的P1向視圖;的Q1-Q1剖視圖; 圖17是圖14中的W1-W1剖視圖;圖2是圖1中的R1-R1剖視圖; 圖18是圖14中的P向視圖;(縮小視圖)圖3是圖1中的S1-S1剖視圖; 圖19是圖18中的K1-K1剖視圖;圖4是圖2中的T1-T1剖視圖; 圖20是實施例1中的第2子例的機構(gòu)運動簡圖;圖5是圖1中的V-V剖視圖; 圖21是圖22的拆去上蓋后俯視簡圖;圖6是圖4中的X-X剖視圖; 圖22是實施例1中的第3子例的機構(gòu)運動筒圖;圖7是圖1中的U-U剖視圖; 圖23是輸出軸換向裝置結(jié)構(gòu)圖;圖8是圖4中的X1-X1剖視圖;圖9是圖1中的V1-V1剖視圖; 圖24是現(xiàn)有汽油機工作原理圖;圖10是圖2中的Y-Y剖視圖; 圖25略;圖11是圖2中的Y1-Y1(拆下曲框17)剖視圖;圖12是圖1中的Z1-Z1簡化剖視圖;圖26略;圖13是圖1中的Z-Z簡化剖視圖; 圖27是實施例3中第2子例的簡化結(jié)構(gòu)圖;圖14是圖1中的W向視圖;圖28是實施例3中第1子例的簡化結(jié)構(gòu)圖,也是圖29中的Q3-Q3剖視圖;圖73是較大規(guī)模機械能裝置的控制圖112是例7另一種結(jié)構(gòu)的外形圖;圖29是圖28的左視簡化圖; 裝置簡圖;圖113是圖107調(diào)平衡部分的放大圖;圖30是實施例3的第3子例原理簡圖; 圖74是機械能壓縮機結(jié)構(gòu)圖,也是圖114是圖113的左視圖;圖31是實施例3的第4子例的結(jié)構(gòu)圖; 圖75中的R-R剖視圖; 圖115是前輪轉(zhuǎn)向系示意32是實施例4的第1子例的結(jié)構(gòu)圖; 圖75是圖73中的Q-Q剖視圖; 圖116是機械能裝置例8的原理示圖33是圖32中的R4-R4剖視圖; 圖76至79略; 意圖;圖34是圖32中的府視圖; 圖80是機械能裝置實施例1船中第2子 圖117是例8的第2子例裝置圖;圖35是實施例4的第2子例簡化結(jié)構(gòu) 例結(jié)構(gòu)簡圖,也是圖82中的Q-Q 圖118是圖117的左視圖;圖; 剖視圖; 圖119是機械能裝置例4第2子例外圖36是實施例4的第3子例簡化結(jié)構(gòu) 圖81是實施例1船中第3子例結(jié)構(gòu)簡圖, 形圖;圖; 也是圖83中的R-R剖視圖; 圖120是圖119的俯視圖;圖37是實施例5的結(jié)構(gòu)圖;也是38圖82是圖80的俯視圖; 圖121是機械能裝置實施例9的凈中Q5-Q5剖視圖; 圖83是圖81的俯視圖; 水部分結(jié)構(gòu)圖;圖38是圖37中的R5-R5剖視圖; 圖84是實施例1船的第4子例結(jié)構(gòu)簡圖122是圖121中的電元件俯視圖;圖39是圖37中的S5-S5剖視圖; 圖;也是圖86中的S-S剖視圖; 圖123是例9中的發(fā)電機組;圖40是圖37中的T5-T5剖視圖; 圖85是實施例1船的第1子例結(jié)構(gòu)簡圖124是例2的控制器接口電路圖;圖41是圖37中的U5向視圖; 圖,也是圖87中的T-T剖視圖; 圖125是機械能裝置例3接口板功圖42是圖41中的W5-W5剖視圖; 圖86是圖84的俯視圖; 率板部分;圖43是實施例5的第2子例的結(jié)構(gòu)圖; 圖87是圖85的俯視圖; 圖126是例5或6接口部分電路簡圖;圖44是實施例5的原理相似電路圖; 圖88是機械能裝置實施例2機械能水 圖127是例7接口簡圖;圖45是實施例5的第3子例的原理簡 中工作站的結(jié)構(gòu)簡圖,也是128是圖89裝置的電路圖;圖; 90中的R2-R2剖視圖; 圖129是機械能裝置的一種控制器圖46是圖47中的Y5-Y5剖圖;圖89是水平傾斜簡式檢測裝置; 框圖;圖47是實施5的第4子例的結(jié)構(gòu)圖, 圖90是圖88中的Q2-Q2的剖視圖; 圖130是機械能裝置的另一種控制也是圖46中X5-X5剖視圖; 圖91是圖92中的潛船右視圖; 器框圖;圖48是圖37中的U5向視圖; 圖92是機械能裝置實施例3機械能采 圖131是機械能裝置例2的水平動力圖49是圖48中的Z5-Z5剖視圖; 礦裝置圖; 平衡系統(tǒng)的電路圖;圖50是圖48中的K5-K5剖視圖; 圖93是圖88的俯視簡圖;圖132是機械能裝置例8第2子例系圖51是圖38中的V5-V5展開圖; 圖94是圖96中的R3-R3剖視圖;統(tǒng)圖;圖52是實施例5第1子例的控制執(zhí)行 圖95是圖92中的Q3-Q3剖視圖; 圖133是機械能裝置例10第1子例的裝置結(jié)構(gòu)圖; 圖96是圖92中的底部采掘裝置 系統(tǒng)圖;圖53是圖52中的P5-P5剖視圖; 放大圖; 圖134是機械能裝置第10例2子例的圖54是圖52的簡化府視圖; 圖97是機械能裝置實施例5的結(jié)系統(tǒng)圖;圖55至圖61略; 構(gòu)圖;圖135是力源中驅(qū)動電機的一種調(diào)圖62是實施例7的第一子例結(jié)構(gòu)圖, 圖98是圖97中的Q5-Q5剖視圖;速器線路圖;也是圖66中的Q9-Q9剖視圖;圖99是圖97的俯視圖; 圖136是力源中驅(qū)動小電機的另一圖63是圖66中的R9-R9剖視圖; 圖100是圖101中的Q6-Q6剖視圖; 種調(diào)速器線路圖;圖64是圖65中的S9-S9剖視圖; 圖101是機械能裝置實施例6的結(jié) 圖137是機械能裝置例10第3子例的圖65是圖62的部分左視圖; 構(gòu)圖;一種結(jié)構(gòu)圖;圖66是圖62拆去蓋板后的附視圖; 圖102是圖101中的R6-R6剖視圖; 圖137′是圖137中的R-R剖視圖;圖67是圖69中的V9-V9剖視圖; 圖103是圖機械能裝置實施例7的 圖138是機械能裝置例10第3子例另圖68是圖69中的U9-U9剖視圖; 結(jié)構(gòu)圖; 一種結(jié)構(gòu)圖;圖69是圖68中的T9-T9展開圖; 圖104是圖103中的R7-R7剖視圖; 圖139是例7配備的家用機器人結(jié)構(gòu)也是實施例7的第2子例的結(jié)構(gòu)簡圖; 圖105是圖103中的左視圖; 簡圖,其中右方輪式機器人是圖70是實施例1的控制計算機單板圖106是圖103中的Q7-Q7剖視圖; 圖141中的Q19-Q19剖視圖;機的系統(tǒng)圖; 圖107是圖103中的俯視圖; 圖140是圖139中8號件標號處由上向圖71是實施例1控制裝置的接口板圖108是圖103中門的放大圖; 下的縱向剖視圖;電路圖; 圖109是圖104中側(cè)翼部分放大圖;圖141是圖139中的Q21-Q21剖視圖;圖72是8031單片機作為力源控制裝 圖110是圖109的左既圖;圖142是圖139中的Q22-Q22剖視圖;置或機械能裝置控制裝置的線路圖。 圖111是圖103中尾舵處放大圖;有的圖中采用了省略畫法、拆卸畫法、簡化畫法,有的圖中的不可見投影僅表達了部分。個別處沒給剖面線。
以下結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。首先給出生產(chǎn)機械能的機械力源實施例
實施例1補償疊加式。本例有3個子例。
一、能量增升裝置(機械做功裝置)與其工作原理1、圖1至圖19是實施例1第一子例的結(jié)構(gòu)圖。本例設(shè)有形狀尺寸相同的18個推簧板20。18個板均勻排布于360度圓周上,兩兩相隔20度,均由曲軸19帶動。圖12中取省略畫法,簡單表達了這18個推簧板。與此18個推簧板20相對,有18套沿曲軸19排布,且先后有秩序的推曲軸19轉(zhuǎn)360/18=20度的,完全相同的機械增力裝置。每套裝置設(shè)有由各圖中給出的力簧41與力簧經(jīng)適應桿26驅(qū)動的牽輪板9,還設(shè)有利用滾動省力的輪33,走輪43以及牽輪板9經(jīng)走輪槽10中的傳桿69帶動的力桿11與12,與傳桿5帶動的力桿3與4、力桿29與30,加上由力桿30驅(qū)動的斜桿39與使斜桿被推簧板20壓仍運動省力的輪35。這些零部件通過以下方式驅(qū)動曲軸19,使之轉(zhuǎn)動,輸出能量。即(1)力桿4端部用栓72與銷固聯(lián)的小接頭73當力桿3與4由傳桿5帶動于圖2中向左行走至曲軸19上短桿40也帶動力桿4轉(zhuǎn)到使二力桿3與4成一直線且此直線不穿過曲軸19軸線時,與曲軸19上短桿40接觸,并因傳桿5繼續(xù)驅(qū)二力桿3與4左行,小接頭73拉短桿40使曲軸19左旋轉(zhuǎn)動少許。這里,力桿3與4成一直線時,增力趨于無窮大,于二力桿3與4鉸接點僅微力推即可帶動曲軸19轉(zhuǎn)動時輸出力趨于無窮力,這即意味著力簧41給出的力經(jīng)此裝置作用后,有可能被放大至無窮大。在朱景梓主編的《機械原理與機械零件》高校教材中以及《現(xiàn)代機構(gòu)手冊》(孟憲源編)與其它的現(xiàn)有技術(shù)資料中均給出了該增力趨于無窮大的機構(gòu)或應用裝置。(2)、力桿11、12與力桿3、4不同處為,其鉸接點由傳桿69推動,力桿12與曲軸19上短桿74接觸,并且,當曲軸19上短桿74帶動力桿12運行至圖2中位置時,因牽輪板9牽傳桿69,使力桿11、12鉸接點向左行,而使力桿12壓短桿74使曲軸19轉(zhuǎn),力桿11、12向左行至一直線時,也增力趨于無究大。(3)力桿29與30于圖2中成一直線位置,所以增力趨于無窮大,由牽輪板9用微力即可經(jīng)傳桿5驅(qū)動之,使力桿30上拉板36,進而經(jīng)輪37驅(qū)斜桿39壓推簧板20。
本子例由多套增力機構(gòu)依次達到增力趨于無窮大,互相補償當增力趨于無窮大之后機構(gòu)增力的衰減,并且,將走輪43設(shè)于被力簧41牽下行的初始因走輪直徑、淬火件滾動而產(chǎn)生的高數(shù)值增力補償驅(qū)動各件初始運動較沉重,均為補償法。
注各圖只表達出18套能量增升裝置中的一套,即圖1中同步帶輪23右側(cè),飛輪18左側(cè)之間所夾部分,其余的17套,除各推簧板20均勻排布于曲軸19周圍,凸輪6均勻排布于凸輪軸15周圍360度圓周上外,各套裝置的零部件形狀尺寸相同,空間布置方面隨圖12中各桿40與桿74位置的變化而改變。圖中省略了此17套裝置的詳細表達。
簡單估算設(shè)圖2中被拉伸開的簧41在釋放時產(chǎn)生300克力。由于18套能量增升裝置是有次序的先后各自驅(qū)動曲軸19轉(zhuǎn)20度。各套裝置中的3次增力趨于無窮大力在驅(qū)動曲軸19時是間隔曲軸轉(zhuǎn)20/3≈7度,此時為各機構(gòu)的增力劣勢,由于各機構(gòu)處于增力劣勢時,恰有另一機構(gòu)處于最佳的增力無窮大,所以,各套裝置的增力劣勢為曲軸轉(zhuǎn)動約3.5度時,因20/3.5≈6,如設(shè)圖2中的β角為30度,各機構(gòu)增力劣勢時,β≈30÷6=5度。當β=10度時各增力機構(gòu)增力300ctg10=1680克。因圖2中走輪43驅(qū)曲軸轉(zhuǎn)20度后,又有另一走輪驅(qū)曲軸,sin20≈0.34,由牽輪板9與走輪13,輪33利用滾動摩擦與牽輪板9與水平線夾角實現(xiàn)二次增力,劣勢時的增力約1680/0.34≈5千克。又力桿30驅(qū)動板36,經(jīng)輪37壓斜桿39向圖左方轉(zhuǎn)時,曲軸上推簧板20的下端被斜桿39壓,進而由推簧板20推動曲軸19,可提高增力倍數(shù),估算為2倍。(因為斜桿是被輪37滾動壓轉(zhuǎn))可視為第3次增力,如將斜桿39增力也算在內(nèi),(顯然此處動力臂值也較大)即有5×2=10千克(因為對力桿29,30組成的增力機構(gòu)是第3次疊加增力)增力倍數(shù)10000/300≈30倍。
由簧41收縮時的加速與取β角為10度,而不是5度估算,加上飛輪動能可補償簧收縮時力的衰減。
由于上述裝置是不變速增力的,而且當裝置增力趨于無窮大時,驅(qū)動曲軸的力仍有確定的力臂值,不是力臂趨于無窮小,上述裝置為能量增升裝置,且能量增升間歇趨于無窮大。
二、自補充恒定運行所需的能量由于曲軸上的推簧板20隨曲軸19右旋轉(zhuǎn)動時,推適應桿26,將驅(qū)動能量增升裝置的簧41又向上推,使簧被拉伸形變,使之產(chǎn)生恢復力。(此情況將擺壓驅(qū)推簧板20的斜桿39改為滑動摩擦驅(qū)動推簧板20,即由力桿30直接拉斜桿直線往返。另外推簧板20也改為圖2中雙點劃線所示的近似直線形狀)當推簧板20隨曲軸轉(zhuǎn),而脫離適應桿26時,簧41因不再有阻擋,而向下恢復原形并牽引適應桿26與牽輪板9使上述能量增升裝置運動,使曲軸19運轉(zhuǎn)。當然,也可以是推簧板20將適應桿26推上去后,由鎖軸7擋住,適當?shù)臅r刻由凸輪6推鎖軸圖2中向右運動,使適應桿26上小輪27不被檔,桿26被簧41牽下行。推簧板20轉(zhuǎn)動時又推適應桿26向上,使掛適應桿26上的力簧41又被拉伸。而適應桿26走至圖2中位置時,桿26上的小輪27推鎖軸7斜端頭使鎖軸7右行,小輪27越過鎖軸7后被有壓簧復位的鎖軸7擋住,處于圖2示位置。
曲軸19與推簧板20作為能量傳遞件,使本力源實現(xiàn)了能量消耗自補充恒定運行。
自補充需力估算已設(shè)每個簧41形變到位時,產(chǎn)生300克恢復力,因每時刻18個簧,有一半要被驅(qū)形變,需力比300×18/2=2700克少,而推簧板20推簧端距曲軸19軸線的距離比適應桿26推動的輪43邊緣距曲軸19的軸線距離略遠,所以推簧板推簧力估為2700克×1.5≈4000克。設(shè)各套能量增升裝置機械效率為0.7,即增力至10千克,機損后為10×0.7=7千克,所以可自補充運行所需能量且可外帶負載約7000-4000克。
三、有次序的施加動力與不間斷循環(huán)工作參圖3,圖14。人手轉(zhuǎn)可取下把手66使輪47上孔m與指示符γ相對時,18個推簧板20中的第一個,即各圖中所示的推簧板20處于各圖所示位置,而第一套能量增升裝置也恰于各圖示位置。(這可由組裝時后插入輪47實現(xiàn)。)再將可取下把手65轉(zhuǎn)動,使同步輪62轉(zhuǎn)至圖14中把手65與指示角δ相對位置(此位置恰是圖2中凸輪軸15所在的位置),因同步輪62所帶動的固有18個形狀尺寸相同的凸輪6的凸輪軸15上的18個凸輪6,與18套增力裝置中的18個力桿4、18個力桿12各自驅(qū)動的曲軸19上的18個短桿40與短桿74,在空間布置上與18個推簧板20的布置相同,是18個凸輪6均勻排布于凸輪軸15周圍360度圓周上,兩兩相隔20度,而18個短桿40與18個短桿74也是均勻排布于曲軸19周圍360度圓周上,兩兩相隔20度,如圖12與13所示,所以,圖14所示的凸輪軸15的位置即是圖2中凸輪軸15位置時,將圖3中的緊急叉1左推,使輪63可推輪62后,轉(zhuǎn)把手65,使凸輪軸15轉(zhuǎn),圖2中的凸輪6推鎖軸7右行,不擋適應桿26上的小輪27,圖2中的力簧41牽適應桿26與牽輪板9下行,使圖2中裝置運行,驅(qū)動曲軸19轉(zhuǎn)一個角度,曲軸19轉(zhuǎn),即使圖3中同步帶輪23轉(zhuǎn),經(jīng)輪63、輪62又驅(qū)凸輪軸15轉(zhuǎn)一個角度,使凸輪軸15上的第2個凸輪6,驅(qū)動相對第二套能量增升裝置的第2號鎖軸7右行,使第2號力簧41釋放,牽第2套能量增升裝置,驅(qū)動曲軸19又轉(zhuǎn)一個角度,又經(jīng)同步帶輪23,輪63,輪62,使凸輪軸15轉(zhuǎn)一個角度,釋放下一個力簧41,下一套能量增升裝置又被下一個力簧驅(qū)動。由于曲軸19轉(zhuǎn)動時,固于其上的推簧板20將各釋放下行的各力簧41又推上去,并由鎖軸7鎖住,凸輪6與短桿40、74均是前一個被驅(qū)運行后,下一個又被驅(qū)動,整機即是不間斷循環(huán)工作。(對于不設(shè)凸輪軸15與鎖軸7,凸輪6的機型,其循環(huán)運動由各推簧板20有次序推各簧41被拉伸又自行落下實現(xiàn)。)四、使用人控制與使用方法本機可以是推簧板20推適應桿26使簧41拉伸,當推簧板20脫離適應桿26時,簧41即釋放恢復力,驅(qū)動曲軸,也可設(shè)圖2中的鎖軸7凸輪軸15等控制件,控制簧41的釋放。
整機設(shè)有由人控制起動,細調(diào)速,粗調(diào)速(均可開機與制動),緊急鎖四個操作裝置。
本機由使用人操作的方法是(1)手轉(zhuǎn)圖4給出的把手71,經(jīng)錐輪70與可驅(qū)上下移螺旋34的輪,以及簧91牽力桿90、左轉(zhuǎn)板59、傳軸54、轉(zhuǎn)板53、球頭桿52、帶動壓槽76與輪77、并經(jīng)左轉(zhuǎn)板59、介板84壓左轉(zhuǎn)槽86、輪87,可調(diào)輪77、87對飛輪18的壓力,即調(diào)摩擦阻力微調(diào)輸出力矩的大小并輔助實現(xiàn)無級調(diào)速、防飛車與控制緩起動、以及制動飛輪18。(2)手轉(zhuǎn)把手67,經(jīng)輪68與螺旋驅(qū)限位板42上下行,以限定輪43下行的行程,實現(xiàn)粗調(diào)輪輸出力大小,防飛車與緩起動,無級調(diào)速與制動。(3)使用人手握緊急叉把手1,緊急時將叉1右推于圖1中所示位置,使驅(qū)鎖軸7的凸輪軸15的動力傳動件輪62與輪63分離,可防事故。(4)起動時,先轉(zhuǎn)把手71,使小輪離開飛輪18,再轉(zhuǎn)把手67,使輪68驅(qū)螺旋限位板42下行,然后轉(zhuǎn)圖3示把手65,提供當起動困難時,人的輔助起動。起動前,使用人可轉(zhuǎn)搖柄66幾周,使曲軸19轉(zhuǎn),從而將各力簧41拉伸形變并由鎖軸7鎖住。
五、其它問題1、平衡,曲軸19上有類似現(xiàn)有發(fā)動機曲軸上的平衡塊。2、潤滑、散熱對于輕載,可用自潤滑。機架16側(cè)壁有孔散熱,也可設(shè)風扇風冷。對于重載,可用稀油潤滑,芯捻28將油底殼22內(nèi)的油吸上并與力桿3、11、29接觸。芯捻48是為整機立式使用時,從圖3左側(cè)的雙點劃線示油池46中吸油。本裝置也可水冷,圖1中軸瓦下方的半圓形水道21接機架16外水管,由電機或是從曲軸19輸出軸處設(shè)傳動件,驅(qū)水管內(nèi)螺旋漿轉(zhuǎn),使水內(nèi)外流動散熱。3、制造各部分均取現(xiàn)有技術(shù)制造。4、組裝首先曲軸19上各件組裝好,將曲框17、飛輪18到位后,曲軸19的花健端穿過圖1中機架16右側(cè)已壓入軸承的孔中,再將左側(cè)壓入軸承的端框24套曲軸19左端,用細棒從機架16側(cè)縫中將芯捻28推入油底殼22內(nèi)。對二走輪槽10內(nèi)各件,是先入槽,再將槽10固機架上。
六、演變1、使整機的能量增升裝置多于18套,且當整機設(shè)360套增力裝置,實現(xiàn)一套增升裝置動作一次曲軸轉(zhuǎn)一度時有多次無窮大力的作用,整機的零部件種類變化不大,與現(xiàn)代發(fā)動機相比,零件數(shù)也不算多,而整機將輸入能量增升至恒無窮太已接近定論(既使曲軸19轉(zhuǎn)速比較低)即機械做功逼近最佳,能量增升逼近最佳,此時已接近可不計機械損失,且自給動力恒定運行已無可置疑。2、適當增加飛輪質(zhì)量,利用趨于無窮大時刻的高動力,提高輸出的動能值。3、適當提高曲軸轉(zhuǎn)速。4、將一套能量增升裝置再嵌套另一套。5、增加走輪43的直徑,提高滾動摩擦件的硬度,用噴稀油潤滑,并且用較多的走輪43與板9驅(qū)動曲軸,也可由全走輪43互相補償下行時的力衰減,由一走輪43稍微下行,曲軸微轉(zhuǎn)稍許,又有另一走輪43下行,后者補償前者。平衡式FR=Nδ中的δ=0.001cm,當N5千克時,如R=5cm,有F=0.001千克,增力約5/0.001=5000倍。而如取輪半徑R=10cm,即有增力一萬倍。
七、自動控制力源也可以設(shè)自動控制裝置,實現(xiàn)自動控制。自動控制裝置多種多樣,可是機械裝置,也可是電裝置,或二者的綜合。一般電裝置設(shè)有電源供電或本機發(fā)電供電。圖14中的計算機75示本例力源用計算機控制。所用機為單板機,其詳細的電路圖,整機結(jié)構(gòu)安排、健盤,均不再詳細給出,僅給出系統(tǒng)框圖70與接口板電路圖71。圖18中給出的兩層板的上層為繼電器97,采用通用繼電器,下層板為接口線路上的其它元件。單板機75與接口部分分設(shè)二處如圖18示,采用屏蔽線傳給信號。用二電源分別供電,由光電元件實現(xiàn)主機與接口部分的通訊,又將二者隔離開,圖71中示有一個輸入接線,多個輸出信息接線。
本力源用單板機為TP801單板機,其操作按通行方法,不另敘述。本力源采用自動控制時,二手柄67與71以及錐輪68、70與其相應驅(qū)動的錐輪均拆除,而輪68、70驅(qū)動的錐輪帶動的螺旋均改為長螺旋25與32,且設(shè)力源頂部的電機8、13,由這些電機經(jīng)輪系驅(qū)螺旋25與32。本力源的自控過程是由中樞給起動電機2通電,經(jīng)輪系使凸輪軸15被驅(qū)動,同時驅(qū)檢測輪47,由輪47上的孔m使發(fā)光元件49與光敏元件45組成的光電開關(guān)給中樞信號,如啟動后定時達仍無光電信號輸入,中樞即給電鈴98通電、報警。如有信號輸入,即正常啟動。隨后的光電開關(guān)單位時間內(nèi)輸入中樞的電脈沖數(shù)與所需曲軸19轉(zhuǎn)數(shù)相對的光電開關(guān)應當輸入的脈沖數(shù)的上下限值比較,如發(fā)現(xiàn)越限,由中樞控繼電器97通電給調(diào)節(jié)電機13通電,使電機正或倒轉(zhuǎn),從而經(jīng)螺旋32拉動簧91上或下行,使力桿90推轉(zhuǎn)板59、53,經(jīng)槽76、86使小輪77、87壓飛輪18以調(diào)速。也可給起動步進電機2始終通電,調(diào)起動電機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)調(diào)速,制動。另一個驅(qū)螺旋25的電機8通電后,驅(qū)限位板42上下行,限走輪43行程,調(diào)速或制動。
也可用模糊控制,多用于要求較高場所,例如,當力源用于運載工具上作為發(fā)動機時,可將日立公司研制的模糊控制地鐵機車自動運轉(zhuǎn)系統(tǒng)的站間定速行駛控制規(guī)則略加修改,用于此處。當然,對于大型機,控制水冷閥門的開大或開小,也可以。力源的控制裝置是IBM-PC等臺式機也可以。顯然與力源有聯(lián)系的裝置,共用力源的控制裝置也可以。
各圖中省略了走線表達。電源供電部分中的過流過壓等保護部分也省略了表達。計算機由機旁自設(shè)電池自供電?;蚺涮纂娫垂╇姟?zhí)行元件由穩(wěn)壓電源供電。圖中省略了穩(wěn)壓電源的表達。圖中的繼電器,四個是控電機正反轉(zhuǎn),一個給電鈴98通電,另一作為機動。結(jié)構(gòu)圖中沒表達步進電機的配套元件。
八、可靠性1、整機各件可拆可換。2、10套能量增升裝置相互獨立設(shè)置,且驅(qū)動曲軸19的零部件與曲軸為不固定接觸,加上飛輪作用,一般個別零部件故障時,不影響整機運轉(zhuǎn)。3、零部件單一,易形成標準化與集成制造。
力源可放大或縮小,結(jié)構(gòu)可調(diào)整,放大時,其控制元件不放大,縮小時,一般不用同步帶傳動。
凸輪軸外伸段上的備用輪可作為用電機或其它件控制凸輪,進而控制整機運行速度用。
圖14中雙點劃線所示的二大齒輪79與88表示也可將曲軸取為雙端軸伸,將有光電檢測元件一端的軸伸上固定輪88將原小齒輪上的搖柄65套上的短把移至此輪88上,并將原一側(cè)段有軸的小齒輪64改為雙側(cè)均鍛有軸,且將輪79固于此軸上,并將輪63與輪62改為相應的減速傳動,輪79、88組成傳動齒輪付即可代替同步帶傳動。對需力簧41形變后恢復力較大的情況,可取此形式。
如取自動控制,對起動電機2也可改為大功率電機,且也可徑蝸輪蝸桿驅(qū)輪47,帶動同步帶或經(jīng)圖14中雙點劃線所示的齒輪78、79、88帶動曲軸19。
實施例2略。
實施例3綜合式。包括四個子例。圖28給出將現(xiàn)有的熱機改為綜合有能量增升裝置的結(jié)構(gòu)圖?;钊?36、連桿137、輪144與搖桿142、力桿140、141組成的力源與前例中的相類似,此處也可取多套這樣的力源迭加。圖28是現(xiàn)有熱機的氣缸形變后的原理簡圖,此處改裝的是四行程多缸發(fā)動機,將原機的各氣缸中曲柄連桿由能量增升裝置代替。圖28中只表達了一個氣缸,其余的省略表達。
改裝后的發(fā)動機的工作方式、工作循環(huán)次序與現(xiàn)有的發(fā)動機相同,不另敘述,氣缸體,油底殼等有形狀、尺寸或材料上的改動。曲軸有位置上的移動。整個發(fā)動機的燃料系、潤滑系、冷卻系等各個部分基本保留,只是位置調(diào)整,裝置結(jié)構(gòu)、材料尺寸的調(diào)整,不再給詳圖。圖28中a點的位置可據(jù)需要調(diào)整,設(shè)定較大接觸面積,提高承載力。此處與汽車發(fā)動機相同,也設(shè)有飛輪,以飛輪慣性力平衡運動件慣性力,圖中省略了飛輪的表達。由于各汽缸仍是依次點火,所以,各氣缸中的連桿137是依次下行,各缸中的搖桿142,以及力桿140、141相互間位置上不同。
取圖28示結(jié)構(gòu)時,氣缸下加長的一段槽145承載較高,此段槽145除有筋板,還內(nèi)襯有淬火鋼板,以提高耐摩與承載力。推板143由曲軸139帶動,推連桿137將輪144與連桿137以及活塞136又推上去,并在推上去后,推板143脫離連桿137,此時,可控制點火。由活塞136推連桿137、搖桿142,帶動力桿140、141壓曲軸139轉(zhuǎn)。推板可用承載較高材料制造。與一般汽車發(fā)動機相比,本機尺寸較大。
圖27是水力或風力、火力、太陽能或電動,也可是核能等推動的軸132、曲柄131、桿130,搖桿134,力桿135組成的力源,可直接帶動生產(chǎn)機械。也可由此力源的連桿130再驅(qū)圖32中的搖桿,經(jīng)力源驅(qū)發(fā)電機,即圖27中的軸132可是水輪機或汽輪機等驅(qū)動發(fā)電機的軸。
實施例4串聯(lián)式圖32至圖36是多級串聯(lián)式力源結(jié)構(gòu)圖。圖示平面上2個實施例1力源串聯(lián)而起的串聯(lián)式力源。采用了變速輪151、165與164、152。當然也可如圖35所示的不變速。圖35中用1、2、3表示給出三級實施例1串聯(lián),與圖36中用1、2、3、4表示四級實施例2串聯(lián)的例子,給出的串聯(lián)級數(shù)雖多,但其將前后級串起的裝置與圖32至圖34給出的將二級串起的裝置相同,所以均省略了表達,僅給出了換向錐輪167、168。
圖32中前一個力源的輸出軸經(jīng)輪151輪165、傳軸161,輪164,曲柄152,連桿153,搖桿154,力桿155,156,杠桿157,簧158,驅(qū)后一級力源的適應桿26,是杠桿157從圖4適應桿26旁機架16上的孔插入,串聯(lián)式力源將后級的力簧41與推簧板20以及鎖軸,小輪,凸輪、傳動帶、帶輪等均省略。只是前后二力源的結(jié)構(gòu)相同時,后者的制造材料或尺寸使后者比前者負載高。當然也可是一個機上迭加多個增力裝置,級級串聯(lián),前者驅(qū)后者。力源的輸出軸均可再經(jīng)曲柄再驅(qū)另一個力源,如此鏈接,幾級以后,可使末級輸出軸的輸出功率更高,當然也可經(jīng)帶或其它件傳動實現(xiàn)一個力源帶動多個力源。
顯然,串聯(lián)可是任一種相同的,也可是幾種不同的多個能量增升裝置或力源的串聯(lián)。串聯(lián)時可變速。
串聯(lián)式力源可用最初一級的控制部分,由人控制或控制裝置控制起動,調(diào)速,緊急應對。對于用電動機、熱機或水輪機,汽輪機作為第一級輸入動力的,即不用實施例1的力簧。起動、調(diào)速、緊急應對可對輸入動力裝置控制,當然也可對后幾級設(shè)自動控制裝置。
串聯(lián)式的自補給能量不間斷運行的方式也是多種多樣的。可以同實施例1,將簧釋放后又由本裝置將簧驅(qū)動形變,也可以由輸出動力部分驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電轉(zhuǎn)驅(qū)電動機,由電動機軸驅(qū)最初一級力源,也可是由輸出部分驅(qū)帶輪轉(zhuǎn)驅(qū)第一級力源等等。
串聯(lián)后的能量增升倍數(shù)因為聯(lián)系前后級的裝置也是能量增升裝置,即圖32中所示裝置也是力源,其可補償傳動損失。這里,18套圖32示裝置各自驅(qū)后一力源的18個相應適應桿26的下行時仍是有次序的,前后兩套裝置將各自驅(qū)動的適應桿26驅(qū)動時,后一套裝置是在前一套裝置將走輪43驅(qū)下行,使板9與水平線夾20度角時驅(qū)該套內(nèi)的走輪開始下行。即18套裝置工作間隔角為20度。
許多力源串聯(lián)起或并聯(lián)起時,可加有其它動力,可以是單純的串或并,也可是串并結(jié)合。從串或并聯(lián)的力源群中輸出動力的方式也是多種多樣,可以末級輸出,也可是中部任一級輸出。
前后力源之間的運動件的潤滑可是稠油潤滑或滴油潤滑,低載可是自潤滑。前后力源本身的潤滑同例1。
二級自補給動力運行可同實施例1,由第1級力源本身將力簧形變。也可是由末級力源輸出力再反饋至第1級力源,將各簧形變,增力高,串兩級即可使初級力簧給出的力放大30×30=900倍前損失少。如用圖32所示裝置于后級力源輸出軸處,再驅(qū)第一級的的各簧,還可進一步提高能量增值。圖中前級向后級的傳遞裝置可為末級驅(qū)初級時裝置。
組裝先將大槽163上各件組裝好,并將圖4示開有側(cè)槽的后一個力源,由螺栓等聯(lián)接件與大槽相固聯(lián),再用栓將大槽163由底板162與前級力源相固聯(lián),再將堵頭小框166,錐輪151,165到位。
圖32中用雙點劃線表達的推桿159與杠桿160由力桿156推動時,是將初級的適應桿26推上去,從而將初級設(shè)有的力簧41形變。對于這種返回驅(qū)初級力簧41的,在控制上應安排該被推動的簧41須于推該簧的杠桿160的推動適應桿半圓端下擺行程終點時釋放,以防其止擋適應桿。圖4的適應桿26處的雙點劃線是杠桿160。
控制得當,串聯(lián)式不一定必須有力簧,由后級驅(qū)初級也可。并且串聯(lián)式多級同時調(diào)速或制動也可以。
實施例5,觸發(fā)選代式。圖37至圖54是本例的各結(jié)構(gòu)圖,本例中給出了4個子例。
圖37至圖42與圖48至54是第一子例的結(jié)構(gòu)圖。本例設(shè)有相同的8套能量增升裝置(機,械做功裝置),各套由曲柄178、連桿176、搖桿175,力桿181、188組成。圖37中只給出了一套這樣的裝置,其余的省略,沒畫出。
圖44是數(shù)字電路元件觸發(fā)器的電路圖,由二或非門組成,本例與其原理類似,故名“觸發(fā)”。
本例自供給能量不斷運行的原理人握圖37中的把手183使曲軸轉(zhuǎn)起后,圖39所示的8套能量增升裝置中的兩兩相隔360/8=45度的連桿74即依次推動本套裝置中的搖桿175、走輪177、力桿181、188,由圖38中的實線位置,走向雙點劃線所示的位置,或是由雙點劃線位置向?qū)嵕€所示位置運動。類似前面的估算,各套能量增升裝置可將輸入的能量增升10倍左右,圖38中用雙點劃線示大輪172驅(qū)牙嵌輪171,而牙嵌輪171經(jīng)圖中的傳軸174驅(qū)中間輪185與曲柄178,再驅(qū)連桿176,當曲軸180不驅(qū)外設(shè)備,即整機不帶外負載時,如人手搖把手183,經(jīng)輪172帶動曲軸180,輸入能量使圖38中的連桿176產(chǎn)生1千克力,經(jīng)能量增升裝置即上升至約10千克,8套裝置中僅4套中的連桿是處于推動搖桿175使力桿181驅(qū)動曲軸的工作狀態(tài),需消耗能量。4個連桿176如均是需1千克力,接近4千克。連桿176作用力經(jīng)力桿181曲軸180輪171輪184與186、曲柄178、185傳至另一連桿的傳動效率,設(shè)為0.6,增升的能量為0.6×10=6千克,大于需輸入的能量,加上增力趨于無窮大使飛輪貯能,整機的自給能量運行即是確定的。本例與前例不同處是它沒有隔離性質(zhì)的能量傳遞件,例如力簧。而是能量輸入被增升后,又經(jīng)大輪172、牙嵌輪171,傳軸174等傳給曲柄178、連桿176,使被增升的能量又被增升,不斷翻轉(zhuǎn),類似觸發(fā)器。只要巧妙安排,可使輸入的能量不斷迭代,翻轉(zhuǎn)。
控制1、起動圖中雙點劃線所示搖把183是設(shè)立給人手起動用。搖大輪172使飛輪179轉(zhuǎn)動而具有動能。人握把手,可轉(zhuǎn)曲軸180多轉(zhuǎn)后將搖把183脫離大輪172。2、增力控制閱前述。3、減力調(diào)速、防飛車、制動圖52示連桿211搖桿210是將圖38示連桿176搖桿175形變?nèi)∮袑Р?,形變成為可脫掛的多個搖桿211或全部搖桿。當圖52示小輪208隨角板209上短桿被連桿211推至石側(cè),壓下行程開關(guān),(注圖中省略表達)使行程開關(guān)接通,而此時控制中樞控制繼電器使與行程開關(guān)串聯(lián)的另一開關(guān)接通,從而電磁鐵206線路通電,將小架207上吸,帶動小輪208,角板209沿固定電磁鐵206框槽上行,使角板上短桿沿搖桿210槽子上行,脫離連桿211上的槽子。即使連桿211不再對搖桿210作用力,從而使曲軸180轉(zhuǎn)速下降。圖54示有兩道走角板209的槽,即有多套這樣的減力裝置。多套同時用,即可迅速制動。如與外負載之間有類似汽車的離合器??芍苿訒r將離合器分離,消除外負載裝置的慣性力。電磁鐵206如斷電,簧205即拉小架207下行,連桿211運行中將簧205上頂少許,使角板209上短桿又進入連桿上槽如圖52示。圖48中將例1中的摩擦飛輪18的小輪77、87改為摩擦板201、202,也是為配合制動。4、緊急應對。圖41、42示人手將定位板190轉(zhuǎn)離牙嵌191,可另一手壓轉(zhuǎn)板195,將牙嵌194與牙嵌齒輪171脫離,而使大輪172僅驅(qū)牙嵌輪171空轉(zhuǎn),不可驅(qū)牙嵌194上鍵193帶動傳軸174,從而使曲柄178等各件停轉(zhuǎn)。5、自動控制與實施例1近似,也可由計算機控制,不另詳述。
對于本例用于初級是實施例1的串聯(lián)式機,控制初級的力源。
圖43示的封閉串聯(lián)觸發(fā)送代式,是于前一級輸出軸用前述例4串聯(lián)式圖32中的曲柄152鏈桿150中的連桿用于圖38中牽引后級的搖桿。圖38右上方雙點劃線即是該連桿153。第3,第4級也是,所以,僅初級設(shè)大齒輪172與各1/8輪184,中間輪185,齒輪186,其它級不設(shè)。
對于圖43示又循環(huán)至第1級的情況,于第1級設(shè)圖52至54示可脫掛搖桿,可脫掛連桿。實現(xiàn)可控圖45是第3子例,它與第1子例不同處僅是搖桿與走輪的省略,圖46與圖47是第4子例,由布于框四周的輪200經(jīng)板199牽曲軸。此處均省略了類似于子例1的大輪172等能量傳遞裝置的表達。
實施例6略。
實施例7電磁式圖31是本例主圖,圖62至69中給出圖31中左方力源的2子例,圖62至66是第1例,圖66中用“1、2……5、6、7”表示本子例由7個力源串聯(lián)而成。電動機273經(jīng)圖64所示的減速部分驅(qū)長軸250帶動與圖32相同的串前后級裝置(圖中省略了表達),使第1級力源運行。而第1、2、3、4級均是用輸出軸,驅(qū)帶或鏈傳動部分,也經(jīng)與圖32相同的串起前后級裝置驅(qū)動下一級。僅將圖32中的錐輪換向傳動改為此處的帶或鏈傳動。圖66中每個帶或鏈輪旁的輪都是曲柄。
前幾級力源可是觸發(fā)迭代式,也可是補償?shù)邮?,或二者綜合,第6、7級全為觸發(fā)迭代式。圖62示第6至第7級的能量傳遞部分。第6級輸出軸,經(jīng)輪263輪264帶動中段是橢圓截面的傳軸271驅(qū)動兩兩相隔45度的8個曲柄261上的8個連桿259,驅(qū)8個搖桿256帶動8付增力桿254、255依次到達增力無窮大,圖66中僅給出簡化的搖桿256,其余省略沒畫出。第5向第6級的傳動與第6向第7級的傳動類似,參圖63、66。
圖中電動機273如取轉(zhuǎn)速3000rpm,單相或3相或直流,功率1KW,經(jīng)傳遞效率η=0.9的減速系后,降速為120rpm減速系輸出力矩為T=9550×(P/n)η=9550×(1/120)×0.9≈80(N·m)=800kgcm。由此驅(qū)動50個各負載1kgcm或2kgcm阻力矩的圖32中所示的曲柄152連桿153力桿155、156裝置,可留有足夠的力儲備。此處設(shè)電機273經(jīng)圖32所示的曲柄連桿、力桿驅(qū)動初級中的適應桿26帶動牽輪板9。或經(jīng)圖32所示的曲柄連桿作為圖38上方的雙點劃線所示的連桿驅(qū)搖桿175時,均類似實施例1,使曲軸轉(zhuǎn)動的力臂,設(shè)為約1cm。驅(qū)動力取1kg。圖62與66中用雙點劃線示經(jīng)傳動件251、252可將末級輸出又轉(zhuǎn)傳返回初級,據(jù)前例1與例4、例5,考慮各級機械傳動損失后,各級能量增升裝置可將輸入力增升約10倍左右。圖中于第4第5級間設(shè)加速3倍的加速輪,第5第6級之間設(shè)加速10倍的加速輪,如初級輸出軸轉(zhuǎn)速為120rpm,第6級輸出軸即為3600rpm,而初級輸入為1kgcm力矩,輸出可為10kgcm,據(jù)例1估算,此處第2級力源軸輸出約100kgcm,第3級輸出約1000kgcm,第4級時加速3倍,力由增10倍降為約增3倍輸出,為3000kgcm至第5級輸出時加速10倍抵消增力的10倍,傳動效率取0.5,加速輪第1級負載仍是增了10倍的力,按30000kgcm的負載校算,至第6級輸出時不加速,增力約10倍為3000×0.5×10=15000kgcm,又此時驅(qū)曲軸力臂增為10cm以上,第7級輸出15000×100×0.5=750000kgcm=7500kgm左右。因為輸出軸如降為120rpm的轉(zhuǎn)速,輸出力將上升為7500kgm×3600/120=225000kgm,考慮加速裝置效率約0.9,225000×0.9=199000kgm是80Nm≈8kgm的約19000×8≈24000倍,是所用1KW電動機運行所需能量的24000倍,用這些能量驅(qū)圖31中的發(fā)電機發(fā)電,足以供應圖62中的電動機273運行所需電量,使圖62所示整個裝置自供給能量運行。以上估算中將前后級力源傳遞時的機械損失由圖32所示的能量增升裝置補償。但是,第5向第6級與第6向第7級之間沒設(shè),所以取傳遞效率為0.5。
本例所用給電動機供電的發(fā)電機可以是圖31示的轉(zhuǎn)速較高的同步發(fā)電機,例如汽輪發(fā)電機。
圖67至圖69是全用觸發(fā)式力源串聯(lián)的高速電磁式力源。
圖中示電動機281取用3000rpm,3KW單相交流或3相交流(或直流)電機,即T=9550×(P/n)n=9550×(3/3000)×0.9=8.5 Nm=850Ncm=85Kgcm由此驅(qū)動50個1Kgcm阻力矩的裝置,仍留有儲備。此子例的電動機281經(jīng)不變速輪驅(qū)長軸時不減速。
各圖中顯示,前級對后級的傳遞上,可用帶傳動,也可用輪傳動等其它形式。圖69中有“1、2……8、9”示本力源由9個觸發(fā)式力源串起。
本子例所給力源也可是圖31中左方的力源。即本例所給圖是圖31中力源的另一種結(jié)構(gòu)圖。
圖中各力源除機框有形狀上的微少變動,其余部分與觸發(fā)式力源的結(jié)構(gòu)基本相同,所以圖中只對末級力源以機構(gòu)運動簡圖給出連桿287搖桿284與力桿285,其余各級僅給出長傳軸與其驅(qū)動輪,以及各長傳軸上的各輪驅(qū)動的曲柄。末級曲柄286端面上鍛出軸推動套于軸上的連桿287。
本例用觸發(fā)式力源時,不用圖52至圖54的觸發(fā)式單機控制裝置,而是控制電動機281。例如,計算機控制。
本例既是力源的實施例,同時也是發(fā)電機組。圖31中省略了變電部分的表達,可取現(xiàn)有技術(shù)。如采用230V的同步發(fā)電機,可以直接對220V單相交流電動機273或281供電。
前述各例也可變?yōu)橹本€往復或擺動往復。能量增升裝置,或整個力源的結(jié)構(gòu)的變化是無窮的,圖20、圖22用機構(gòu)運動簡圖簡化給出了另兩個結(jié)構(gòu),圖20中的彈簧是壓簧,棘輪軸是直軸,為輸出軸。圖22中的傳軸100轉(zhuǎn)驅(qū)另3付力桿。其它的可能的結(jié)構(gòu)不再給出,可用計算機推理出機械力源的多數(shù)可能結(jié)構(gòu)。
以下給出水資源開發(fā)裝置實施例。
實施列1機械能船。包括各種由機械力源直接或間接驅(qū)動的船。本例有幾個子例。
第一子例一船機械能船。簡圖85示船的中部二側(cè)與尾部舵27的二側(cè)設(shè)有力源24與26,采用前述機械力源第1或第7例。使用人操作計算機開關(guān),給計算機29通電,即使計算機29控制各力源26按控制程序設(shè)定速度運行。用步進電機或直流電機等電機驅(qū)動的力源,均設(shè)有前述力源例1中給出的光電檢測元件,當光電元件輸入計算機的單位時間內(nèi)的光電脈沖數(shù)不符合控制程序設(shè)定的數(shù)目時,計算機29即控制力源內(nèi)的驅(qū)動電機低速或高速運轉(zhuǎn),從而使力源變速。也可用成套的裝置測力源轉(zhuǎn)速,例如碼盤等。計算機控制電機變速或穩(wěn)速為現(xiàn)有技術(shù),不再詳述。圖75中示力源26驅(qū)動的小發(fā)電機25給計算機等電器供電,小發(fā)電機可用小同步發(fā)電機,為現(xiàn)有技術(shù)。取用230V或110的小同步發(fā)電機時,經(jīng)LQ-1600打印機(內(nèi)有單片機控制)穩(wěn)壓電源,向計算機供電。穩(wěn)壓電源設(shè)電柜30中。此類機械能船的控制電路可用前述圖70示計算機系統(tǒng),僅圖71示接口板電路中的Z80-PIO擴展為兩片,可將圖71中示電機8雙向運轉(zhuǎn)線路控制的電機8,改為另一力源中的驅(qū)動電機,而向圖71中PIO的A口輸入光電檢測信號的線路再增一套,檢測電機8驅(qū)動的力源的轉(zhuǎn)速,這樣,兩片PRO即可控制兩個力源24與兩個力源26??刂七^程可以是輪流測各力源轉(zhuǎn)速,輪流調(diào)速。計算機部分已于前述力源例1處詳述。
圖80為本例第2子例噴氣式船的結(jié)構(gòu)簡圖。船上機械力源發(fā)電機組8給電熱裝置4供電,加熱力源3驅(qū)動的風扇壓入的空氣,經(jīng)噴管2噴出,用反作用力推動船只行駛,必要時,可增舵5旁的力源6驅(qū)螺旋漿,提高推進力。圖80中的機械力源發(fā)電機組8可是前述力源第3或第7例(易自控),當然,也可是其它力源例驅(qū)動發(fā)電機組成的發(fā)電機組。機組中的發(fā)電機也可是220V同步發(fā)電機,也可是電壓較高的,但是經(jīng)柜9中的穩(wěn)壓電源,例如上述船第一子例打印機電源,給計算機供電時,可不設(shè)變壓器等變電裝置。圖80中的電熱裝置4取金屬管或板,直接加電壓于管或板上設(shè)的電極上時,托起管或板的裝置與管或板之間有絕緣件隔離。電熱裝置如取熱交換裝置,采用現(xiàn)有技術(shù)。力源與力源發(fā)電機采用風扇自冷或水冷,例如,就近取循環(huán)水裝置。此機械能噴氣式船也可于圖80示管2的進氣口處增設(shè)一級電加熱裝置形成二次空氣加熱,提高推動力。如取熱交換裝置加熱空氣,機房可單設(shè)。取力源發(fā)電機組中的力源為前述第7例時,本例的控制類似第一子例,不再詳述。對發(fā)電機也可增運行狀況檢測裝置,安全保護裝置。向計算機7供電穩(wěn)壓電源設(shè)電柜9中。控制電路可用圖70計算機系統(tǒng)。
圖81是本例第3子例機械能噴流式船的結(jié)構(gòu)簡圖。本例與第2子例基本相同,僅是電熱裝置14設(shè)于船底,加熱由進水通道進入的水,由尾部噴出,通道中的機械力源12驅(qū)螺旋漿推水加壓。機械力源發(fā)電機組(機械能發(fā)電機)11設(shè)中部,同上第2子例,也由計算機控其內(nèi)部機械力源中的小電機的轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)機械力源的穩(wěn)速。計算機13與電柜16均可如本例第1子例。此處如取計算機13也控力源變速,可控發(fā)電機組11給出的電能值,從而改變船推進力,(也是反作用力)變船速。
圖84、86是本例第4子例;機械能綜合式船,為上述2與3兩個子例的綜合,原理不再敘述。圖中的計算機20與電柜21及柜中元件,與上類似,只是單板機20為兩套,相應的柜21中也有兩套穩(wěn)壓電源等電器。
后述的潛水器與水中工作站底部均設(shè)有機械力源驅(qū)動或力源發(fā)電機發(fā)電,經(jīng)電動機驅(qū)動螺旋漿或電熱裝置加熱流體,為機械能浮起式船的例子,本例不管是作為哪一種船,其舵,如圖81中的舵15,圖80中的舵5,均可由人操縱。也可是自控的。如上述機械能船上的機械力源取為前述力源第7例,并且力源中的小電機采用市售的變電阻調(diào)速器,可使用人轉(zhuǎn)調(diào)速器變電機端電壓,使電機變速,進而力源變速,此情況設(shè)有供電電池。各圖中船上的供食水等等配套設(shè)備均省略表達。
實施例2機械能水中工作站,圖88至圖90是工作站的簡圖,分布于站四周的機械力源15與水通道上的力源10以及電熱裝置12等構(gòu)成機械能動力定位系統(tǒng)與行駛系統(tǒng)。由人操縱力源或計算機控制力源或二者綜合,實現(xiàn)站于水中行駛的駕駛。一般行駛時,圖中右側(cè)以點劃線表達的船首可伸縮錐形板5伸開對著行進方向,減阻力。下方水通道中的密封的力源10驅(qū)螺旋漿,推水向左方經(jīng)電熱裝置12加熱后噴出,產(chǎn)生工作站行駛推力。站左方機房中設(shè)有機械力源發(fā)電機組9,采用前述力源發(fā)電機組,由設(shè)于右方駕駛室中的計算機控制。本站的安全設(shè)備是可使站升空或浮起于水面上方的上部力源2驅(qū)動的旋翼1,8個均勻排布于底部的力源11驅(qū)動的螺旋漿,以及中部下方的電加熱裝置8,三者同時作用產(chǎn)生的氣墊,使本站既可浮于水面上,也可陸地上浮起。站上設(shè)有后述圖123示凈水裝置,后述例7示家用機器人。站底部料庫中貯存生活用品如糧、菜,設(shè)有冷芷室。底部力源11除提供浮起整站的力,且可平衡整站因布置不勻造成的傾斜,即水平動力平衡系統(tǒng)。平臺上方的小直升機3是運輸補給糧、菜等用品以及緊急撤離備用裝置,站上方緊靠小直升機室是工作人員臥室,臥室下方與駕駛室同一層有餐廳,工作室、實驗室、娛樂室,這些部分以及駕駛室與各室的窗下方的貯芷室、浴室、廁所等,均省略表達其詳細結(jié)構(gòu),可取現(xiàn)有技術(shù)。站上可設(shè)各種現(xiàn)有的水中用裝置配備的儀器設(shè)備與潛水器或其它工作裝置。雙點劃線示的可伸縮臺板6為直升機升降用。上部臥室梯與直升機室門7均省略表達,小直升機3漿葉是可伸縮的。人從側(cè)門或后門13進出站。電熱裝置8與12是兩端有電接線柱的金屬板,或是熱交換裝置。
控制本例的發(fā)電機組9、8個力源11組成的水平動力平衡系統(tǒng)以及動力定位,動力行駛部分均可是人操縱力源,使其驅(qū)螺旋漿或使其驅(qū)發(fā)電機供電。也可是自控,多個前述的圖70、71示計算機系統(tǒng)與圖129、130示多機系統(tǒng),均可為其控制系統(tǒng)。此處的控制仍是力源的起?;蜃兯俜€(wěn)速,如力源均用前述力源第7例,由小電機驅(qū)動,此處即是控制小電機的啟、停、變速。電機控制為現(xiàn)有技術(shù)。不再詳述。本站自控裝置取3套,第一套是圖129或130加上圖124示接口部分。圖124中的省略號代表沒畫出的與其上方電路相同的電路。
圖124是水中工作站接口部分的簡化線路圖,圖中的8155即圖129或130中的8155芯片。圖中的“光耦”指光電耦合傳輸信號部分,元件購市售的?!肮怦睢碧幭蛳录^表示輸出8155信號。左下方的線路測發(fā)電機溫度。由熱敏電阻Rt檢測。熱敏電阻粘固于發(fā)電機組中適當處,例如機殼上或電樞僥組處。圖124中右上方“1”、“2”、“3”是力源中小電機的編號,下方是力源轉(zhuǎn)速檢測線路,同圖71中左方的光電檢測部分。第2套是圖131示水平動力平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)。圖中右下方“8個力源轉(zhuǎn)速”檢測線路取與圖124右下方線路相同;“8個方向傾斜檢測”由圖89示裝置實現(xiàn)。容器18所盛電解液當平臺向某側(cè)傾斜時,緊靠的二電極19即導通,并經(jīng)圖128線路給中樞信息。用浮子推開關(guān)實現(xiàn)檢測也可。軟件系統(tǒng)監(jiān)控程序于主8031單片機存貯器2732中,子8031單片機控制主流程是當中樞據(jù)檢測信號知某方向傾斜,即經(jīng)8155給該處力源中小電機通電。主8031機主控流程是當該方向的力源應該啟動而沒有啟動的信號時,經(jīng)圖131右上方示裝置,驅(qū)該力源處電鈴響,報警,而子8031機即啟動該力源的備用電機。圖131中主8031機下方有4套子8031單片機,各控8個方向的力源中相鄰近的2個力源。每套8031單片機也經(jīng)8155接收此二力源轉(zhuǎn)速檢測與此二力源所在處的站傾斜檢測信號4個。力源轉(zhuǎn)速檢測線路即是圖124中右下方線路。本工作站第3套自控裝置是動力定位與行駛系統(tǒng),取圖131示系統(tǒng)也可以,但傾斜檢測改為定位信息輸入。上述的系統(tǒng)的穩(wěn)壓電源對有IBM-PC機的取用現(xiàn)有的IBM-PC機配套電源加LQ-1600打印機電源。8031單片機由LQ-1600打印機電源供電。力源內(nèi)小驅(qū)動電機如取步進電機,電機電源取市售的。電力來源是發(fā)電機組9供給。駕駛室中柜7為自控裝置柜。對于人操縱站上動力裝置的,是操縱駕駛室中的控制臺上或嵌于壁板上的旋鈕4,即圖135中示調(diào)速旋鈕6。實現(xiàn)整站行駛是給圖中示力源10、15中小電機以及電熱裝置12通電。行駛換向是圖90中左上方力源與下方力源,一側(cè)加速,一側(cè)減速。力源減速可變行駛速度。工作站于水中是否移位的檢測可取現(xiàn)有技術(shù),于江河中也可據(jù)岸邊物為參照物,由操縱人調(diào)節(jié)圖90中各力源15的轉(zhuǎn)速,移動整站,自定位。圖90示不同位置的力源15,配有螺旋漿,可于其所在位置,排水產(chǎn)生推力。本站取密封結(jié)構(gòu),也可潛入水中。本站的制造多為焊接。各圖中也省略導線走線表達。
本站不僅可作為疏浚河道、救護、打撈、海上鉆井??疤接?。增散熱裝置與變電裝置為浮式電站,擴大體積為浮式機場,且可為浮式工廠,又可為水下工作站。
實施例3機械能采礦裝置,包括所有機械力源提供運行所需能量的采礦裝置??墒顷懙厣系幕蛩械摹1纠龝航o兩個子例。第一子例是水中的采用小噸位潛水器采礦裝置。圖92中示水底的潛水船取直接從水底挖取礦,并往返于水底水面時,其從水底挖取的礦物可帶有水。可圖示船上的泵18接吸取短管,從水底吸上多金屬軟泥時,另附設(shè)一加水泵,另增攪拌器,將金屬軟泥邊稀釋,邊吸取。泵18為機械力原直接驅(qū)動。驅(qū)潛水船行進的動力由機械力源驅(qū)螺旋漿提供時,為直接式機械能采礦裝置;當泵與螺旋漿由電動機驅(qū)動,由機械力源發(fā)電機組,例如圖92中的機組7,提供電力,此為間接式機械能采礦裝置。圖示潛水船或潛水器的制造為現(xiàn)有技術(shù),例如,可直接取用現(xiàn)有的潛水器的殼體或框架,于上焊固機械力源。采礦船可由人操縱,也可自控。自控閱后潛水器部分。本例的第2子例是圖92示的裝置。圖示裝置中的機械力源全用前述力源第7例。圖中耐壓輸料管9旁的側(cè)管中有動力電纜8。通訊纜與細調(diào)節(jié)管2與牽引水下潛水器的牽引纜一起。水面船11設(shè)有發(fā)電機組7,是前述力源驅(qū)動的發(fā)電機組,給整個裝置中的電器供電。水底潛水船上攜帶的采集裝置上的探輪21觸水底后,由雙點劃線位置轉(zhuǎn)于實線示位置,并推開關(guān)30給出信息,水面操作人或自控裝置6給卷輸水底表面礦泥的傳輸帶23的力源26中小電機通電,同時給驅(qū)烘烤金屬帶17的力源27與經(jīng)曲柄連桿驅(qū)粉碎烘干礦物的篩14動作的力源15中的小電機通電運轉(zhuǎn),使力源運轉(zhuǎn)。傳輸帶23上的礦物經(jīng)電元件加熱的烤帶蒸發(fā)水份后,落篩14上被粉碎,由離心泵10經(jīng)輸料管9吸上。有傾斜角度的頂棚使蒸發(fā)的蒸汽冷凝水向排水泵18一側(cè)聚,與現(xiàn)有水下機器人上的進水檢測器相同的裝置傳給水面信號或給自控中樞信息,水面人控或自控裝置控泵18運轉(zhuǎn),將冷凝水壓出水下船或經(jīng)調(diào)節(jié)管2吸水于水面上。圖91中用虛線示走蒸發(fā)水的頂棚。當驅(qū)傳輸帶力源26運轉(zhuǎn)后,圖96中的封口板31被力源22驅(qū)動,打開進料口,同時潛水器與水面船只同向微行。使礦泥入卷帶23。絞盤1與12可收放纜索,由人或力源驅(qū)動。電熱元件19有反射板。泵18取保證密封的泵,如有了調(diào)節(jié)管吸上冷凝水,泵18即不用。密封的離心泵10所在容器可壓入空氣,配合纜索,與船11上的止動塊,加上力源16驅(qū)潛船向上,共同平衡管9重量。(除去浮力)必要時增水面船11底部力源驅(qū)螺旋漿,產(chǎn)生平衡力。除圖示裝置上的力源外,其它裝置采用現(xiàn)有技術(shù)制造。如采用長金屬管下沉至水底,上吸水底表面礦,可用現(xiàn)有技術(shù),例如德國2000米管道上吸采礦裝置。也可同時用其震動篩技術(shù)。圖92中的機器人20可是后述例7中給出的機器人,用于水下臨時維修與現(xiàn)場狀況監(jiān)視,其頭部可配攝像機。潛水船的門可取于側(cè)旁,圖中力源13可間歇將繩卷輪上,掀篩14去渣。
本例的檢測水下潛船內(nèi)壓與潛船內(nèi)有無水均據(jù)現(xiàn)有技術(shù),不再詳述;潛深檢測是據(jù)纜繩長;溫度檢測取與例2相同的熱敏電阻測溫,開關(guān)量輸入中樞;力源轉(zhuǎn)速檢測,可是仍用圖71示電路。本例的控制分水上下兩組,加水上的發(fā)電部分,共有3部分需控制。簡化的接口板線路框圖125中的“1”、“2”、“3”、示此三組力源中的驅(qū)動力源小電機部分。小電機也可用步進電機或直流電機等。此處各力源多是取前述力源的第7例。本例的控制器也可用圖73表達的幾個8031單片機組成的系統(tǒng),可由一片控水上發(fā)電力源中的驅(qū)動小電機,由力源產(chǎn)電給小電機供電,也可設(shè)蓄電池供電,由發(fā)電機給蓄電池充電。其它的驅(qū)力源穩(wěn)速的方法與前述第一例機械能船的控制穩(wěn)速程序相同,也是設(shè)測力源轉(zhuǎn)速裝置,與給定值比較,越限即調(diào)。圖73中右下方的MC1416七非門驅(qū)動的繼電器經(jīng)接觸器給水下組的潛船中的泵與電加熱裝置等通斷電,另一片8155控制的電機,也指潛船中力源中的驅(qū)動小電機??刂扑聺摯糠值?031單片機加上控潛船行駛的各有多套,如圖73示,與管理8031單片機之間為全雙工串行通訊。水上的控制船行駛等部分的控制與前機械能船相近似,只是圖73中省略了圖71中的光電檢測部分的表達。采礦工作的控制過程前已簡述,圖73中繼電器下方接觸器與泵等電器的開關(guān)取省略表達,也省略了走線表達。水中采礦裝置多種多樣,此處僅簡舉2例。水面船只上的附屬設(shè)施如食、宿設(shè)施等均取現(xiàn)有技術(shù),不再詳述。圖92中的吸礦粉管9也可取細,也可多用幾根,也可經(jīng)調(diào)節(jié)管向水下潛水器內(nèi)通入冷氣,加速熱蒸汽冷凝。本例的組裝可是船載各部分到達位置后,潛船對接密封管一段后,排氣泵排氣下沉水中,由纜索船緩放纜索實現(xiàn),然后是各段管子對接上。本裝置非自控是使用人據(jù)各種現(xiàn)有技術(shù)的檢測儀表的示數(shù),操作圖135與圖136所示的調(diào)速器旋鈕,調(diào)力源中小電機轉(zhuǎn)速實現(xiàn)的。圖72示8031單片機小系統(tǒng)是前述力源的另一種控制裝置,圖中右方的框2示前述力源第1例電機8的繼電控制,框3是電機13的雙向繼電控制部分,框4是同圖71的光電輸入部分。圖72示小系統(tǒng)可加入圖73較大系統(tǒng),為其中子系統(tǒng),控各力源轉(zhuǎn)速。力源3、5、24、25、29等構(gòu)成動力行駛系統(tǒng)。
限于篇幅,陸地上采礦用的機械能鉆,提升機等不再詳述。
實施例4機械能潛水裝置。本例給出幾個子例,圖92示采礦裝置的水底船為有纜潛水裝置,是第1子例。該裝置也可增攝像機,向水面?zhèn)餍畔?。也可拋去采礦的傳輸帶23等裝置,封閉傳輸帶出口處,改泵18為排氣泵,改為單純潛水器,增設(shè)例1駕船裝置,如舵、發(fā)電機、計算機等,作為水下養(yǎng)殖,種植的配套設(shè)備,例如防水下動物襲擊。也可由人駕駛。該潛水器取現(xiàn)有國產(chǎn)“探索者號”潛水器的動力分配結(jié)構(gòu),拋去纜索、采礦裝置,封閉傳輸帶入口處,增設(shè)導航設(shè)備如陀螺儀、磁羅盤、水聲設(shè)備等,設(shè)計算機,例如“探索者號”的計算機控制系統(tǒng),即為第2子例無纜潛水器。此二子例也可改為球體形狀,推進器改為坦德姆推進系統(tǒng)。也可外部設(shè)機械手,例如后述第7例中給出的機械手。此近似母型設(shè)計法,當然,也可推廣到其它潛水器上,如國產(chǎn)金魚1號潛水器。采用母型設(shè)計法時,須注意力源取前述例1、例7較易控制,此處控制的是小電機,所以計算機控制裝置的接口板,功率板部分可適當?shù)恼{(diào)整。
圖119為第3子例結(jié)構(gòu)簡圖。是一種簡式潛水推進器。由鉚固腰帶上的二小力源2驅(qū)螺旋漿3,產(chǎn)生推力,力源2取串式力源且第1級為前述力源第1例。使用人推密封軟塑套內(nèi)的叉4,即啟動或停轉(zhuǎn)力源;(也可轉(zhuǎn)螺旋漿輔助起動)其原理如前力源例1處所述。力源2于密封殼體中,軸伸段有類似洗衣機波輪軸的密封裝置,圖中左側(cè)力源給出軸伸的簡化部分剖視。此潛水裝置上也可設(shè)小發(fā)電機與照明燈。顯然,于潛水衣夾層內(nèi)設(shè)類似電熱毯的電熱裝置,由隨衣小力源發(fā)電機發(fā)電,可制成保暖潛水衣,各種保暖衣墊、毯等。
實施例5機械能養(yǎng)殖裝置。包括陸地養(yǎng)殖,水中養(yǎng)殖。圖97至圖99是本例的一種結(jié)構(gòu)。該裝置可是人直接操作使用,也可是全自控裝置。圖97是于水中的剖面圖。左側(cè)船上飼料加工裝置1是取現(xiàn)有飼料加工裝置,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不再表達。其旁的水處理裝置4,取現(xiàn)有的,也可用后述例9所述裝置。此二處裝置由右側(cè)船20上的機械能發(fā)電機組9供電,于通風室內(nèi)的發(fā)電機組取前述機械力源第3或第7例采用220V同步發(fā)電機,由計算機控制。同室內(nèi)設(shè)配電盤。裝置中部上方是青飼料種植室6。頂部設(shè)棚式種植室引入陽光。機械能泵5將淡化后的海水或湖水或江河水吸上澆灌。種植室向下是家禽養(yǎng)殖室,均可是多層的人工或自動養(yǎng)殖,由機械能發(fā)電機供電的燈7給室內(nèi)照明。燈固定用現(xiàn)有技術(shù)。家禽養(yǎng)殖室下方是家畜養(yǎng)殖室。也由船上力源發(fā)電機供電。該室下方是水產(chǎn)養(yǎng)殖室14,排水泵12可經(jīng)常將室內(nèi)水排出,換水。各養(yǎng)殖室的飼料與水可用自動輸送裝置從左船上向各處輸送,也可由人經(jīng)跳板、扶梯13輸送,各室有門19,使各室相互連通。紫外燈光源間歇殺菌。由左船上力源2驅(qū)動的風扇與右船上力源2′驅(qū)動的風扇運轉(zhuǎn)時,一方面實現(xiàn)內(nèi)拉風,另一方面實現(xiàn)外排風,經(jīng)通風管道10,使需通風的養(yǎng)殖室通風。風扇的外側(cè)有過濾網(wǎng)8。上部力源11、16驅(qū)螺旋漿,與下部力源15驅(qū)螺旋漿,可使整個裝置動力定位或遷移。頂住某個方向的水流動力時,可由俯視圖89示的同一平面的四力源11、16與中的某兩個運動實現(xiàn),整個裝置遷移時的換向也可如此實現(xiàn)。上述力源均用前串式力源或第3例。整個養(yǎng)殖裝置也可是單一養(yǎng)殖,例如僅養(yǎng)禽畜或水產(chǎn)。水產(chǎn)的溫控上食,養(yǎng)禽的取產(chǎn)卵與養(yǎng)兔、羊的剪毛擠奶等,均取現(xiàn)有技術(shù),不另詳述,冬日通風扇的吸入風扇改為電熱風扇,夏日對必需的設(shè)空調(diào)裝置。整個裝置也可增設(shè)自動繁殖室。人工是定時給禽畜水產(chǎn)上食上水,也可設(shè)檢測食水有無裝置。整個裝置的控制室設(shè)在左船上。傳感部分主要檢測各室的室溫與濕度,必要的也設(shè)音響檢測。圖126中(1、2、3、4)代表通風、發(fā)電、行駛、加工各組力源中的小電機。使用人食宿于左船上。二船上的蓋板21掀起,人可沿梯下入船底。船與養(yǎng)殖室聯(lián)接的通風管是軟管10,大風浪時裝置可遷至岸邊錨繩拉住,裝置多的可用鏈群體鎖住。
可增設(shè)環(huán)境監(jiān)視裝置,防水下動物襲擊。本裝置的制造采用焊接或鉚聯(lián)接等法。養(yǎng)殖也可是箱體養(yǎng)殖,由水下機器人定時上食水與調(diào)溫。
實施例6機械能水中種植裝置。本例有水底、水中、水面幾例,圖101與102是本例的結(jié)構(gòu)圖。水中剖視圖101中左船上有圖121示海水淡化裝置右面船有機械力源發(fā)電機組2,用前述力源第3或第7例力源。本裝置與例5養(yǎng)殖裝置多處相同,不同處是例5的養(yǎng)殖室于此處是種植室,室內(nèi)設(shè)澆水籠頭,打開籠頭掌握水管給植物澆水。圖100上肥管截面圖,由機械能泵將稀釋的肥料壓入管中,各管埋于搭起架子上的土壤中,土壤里可種蔬菜與糧食等作物。圖102示底層如與水底接觸時,有向多方向開辟的種植棚6,棚里的通風、紫外燈4與澆水施肥與上述近似,不再詳述。于海中使用本裝置,水籠頭3經(jīng)水管接海水淡化裝置1,給植物澆淡水。也船上增設(shè)青肥加工肥料加工裝置與周圍設(shè)防水中動物襲擊裝置。本裝置如下潛,可中層密封室5抽出空氣。如又需上浮,可再充入空氣。本裝置的制造采用薄板焊接等現(xiàn)有技術(shù)。使用本裝置也可用無土栽培的新技術(shù)。用戶使用本裝置可以是先種蔬菜,迅速回收裝置成本。當有風浪時,不沉入底的本裝置遷至岸邊,錨繩保護。沉入水底的于四周設(shè)錨繩。水底停頓利用水底沃土種植的可經(jīng)常遷移。整個裝置隨入水深度的增加,材料、尺寸相應改變,以抵抗水壓的增加。本例的機械力源的操作與控制與前述各例相似,可是人控或自控,圖101顯示本裝置所用的遷移力源與通風扇驅(qū)動力源與上例養(yǎng)殖裝置所用的實現(xiàn)同一功能的力源可相同,發(fā)電力源也可相同,所控制主要是溫濕度(也可增上肥上水),所以此處控制裝置可與上例相同,也可使用人手控制旋鈕,不再詳述。
電路框圖126是機械能種植裝置與養(yǎng)殖裝置二例的通用接口板框圖,圖130是此二類裝置的通用控制系統(tǒng)框圖,此處僅是將各8031單片機子系統(tǒng)分控養(yǎng)殖裝置各子部分,例如一8031單片機控制養(yǎng)殖裝置的水面船上的機械力源發(fā)電機通風力源2與2′,另一片控制船上力源11、水下力源15,一片8031單片機控制水面泵5,再增一片8031控下方養(yǎng)殖室內(nèi)的紫外燈與上食水裝置。接口部分用圖73右方線路,不再詳細表達。圖中所示溫濕度檢測包括養(yǎng)殖室發(fā)電機組等,可用圖124左方的熱敏電阻Rt測溫,用現(xiàn)有的檢測裝置測食水有無,圖示元件給出的檢測信號是開關(guān)信號經(jīng)光耦元件輸入8155,當然,也可設(shè)A/D,將檢測信號輸入中樞。對于種植,相類似。對于系統(tǒng)中的溫濕度調(diào)節(jié)的控制過程,可是控制中樞據(jù)檢測信息控制機械力源中的驅(qū)動小電機的轉(zhuǎn)速,進而控制力源轉(zhuǎn)速,如前力源第7例所述,使船上通風扇變速,如用市售的電熱風扇,配合室內(nèi)撒水,即可調(diào)各室溫度、濕度。使用人操作控制裝置是圖97中懸掛控制板上的旋鈕3,圖101中省略類似元件的表達,轉(zhuǎn)旋鈕3,即給計算機通電,使其按設(shè)定的控制程序運行,圖97中示旋鈕3如取為人手轉(zhuǎn)的市售風扇的調(diào)速器,且嵌旋鈕3的元件板上設(shè)各室溫顯示,人可手轉(zhuǎn)旋鈕3,使驅(qū)風扇力源中的類市售風扇用的小交流電機變速,從而使被驅(qū)動的力源變速,使通風量改變。此為不用自控裝置的人控制情況。
實施例7機械能居室(世外桃源)。本例有水中、陸地、空中幾子例?!熬邮摇笨墒侨后w,也可是單體,可浮動,也可設(shè)走輪或足,使其可于陸地上走動,也可陸上居住,也可是自動化水平較高的智能居室,其上均設(shè)有生活必需品。本例不是運輸工具,但其可作少量運輸;不是潛水作業(yè)的潛水器,但其可潛入水內(nèi),以擴大人類的活動空間。本裝置也可為游艇,不潛入水內(nèi),僅水面上浮動。圖103至115是本例的附圖。圖中示本裝置由居室殼體、驅(qū)旋翼力源3與旋翼4、驅(qū)走輪力源17與走輪19、11,用反作用力推動整個裝置的力源2與螺旋漿2′等組成。在殼體里,臥室里有床20,餐廳里有家用機器人52與烹調(diào)裝置16,桌子44,駕駛室里有方向盤8、座椅10、各操作開關(guān)與旋鈕50,以及各種儀表7。殼內(nèi)二側(cè)是洗臉間32與廁所41,冷庫54,包括水籠33。居室下方是機械力源發(fā)電機組14,采用前述力源第3例或第7例,發(fā)電機組給整個居室電器供電??杀浑姍C經(jīng)螺旋驅(qū)動的蓄電池13,可兼作平衡調(diào)節(jié)重物,調(diào)節(jié)裝置省略了表達。電池的充電方法用現(xiàn)有技術(shù)。力源17驅(qū)與現(xiàn)有車輛萬向軸相同的軸18帶動橋殼里的差速器,使后輪轉(zhuǎn),從而居室于陸地上時可行走。橋殼與其內(nèi)的差速器取用與現(xiàn)有車輛相同的。圖103中的方向盤8,即是圖115示現(xiàn)有車輛轉(zhuǎn)向裝置中的方向盤1,即“居室”的前輪換向部分取現(xiàn)有技術(shù)。圖103中的尾翼1可以伸縮。當水中或空中裝置與“住宅”趨于密集時,本裝置可增避障快速運動裝置。本“居室”初始可多戶一齊出售,相伴居住??膳涮自O(shè)水中與空中維修站。家用機器人52是為高檔的智能居室配置,一般的也可不配備。整個居室可放大也可縮小,結(jié)構(gòu)上可調(diào)整,例如略掉工作室,僅餐廳、駕駛室與臥室,改雙軸雙旋翼為共軸雙旋翼,也可取圖112示的尾上取旋翼結(jié)構(gòu),并且取可收縮漿葉。居室上也可設(shè)外加工裝置,由主人或家用機器人操作,或二者配合工作。于水中的本居室當有風浪時遷至陸地,水中時,也可后伸尾舵。圖111中的密封膠板75于焊外殼上的槽框70中,由栓74先將外罩上的小堵頭73緊固,再旋上側(cè)栓72,后緊栓71,將尾舵1伸縮口密封。泵60供排氣用,為下潛入水的居室配備,取現(xiàn)有技術(shù)。本裝置不設(shè)空中或水中停留裝置,即為陸地用子例,力源17配有圖23示力源輸出軸換向裝置。如僅設(shè)空中用裝置,至陸地為短時停留,即為空中用子例。對于僅陸地用的居室,不設(shè)水中與空中用的裝置配備的儀表。本居室也可為空地兩用式。圖23中右方力源軸當電磁鐵123′通電時,錐輪對傳動,如圖23示,可使力源輸出軸倒轉(zhuǎn),當電磁鐵斷電時,簧作用使叉123攜錐輪左行,使柱輪對嚙合,力源輸出軸又正轉(zhuǎn),圖103中的力源17配有圖23示裝置,以實現(xiàn)后輪倒轉(zhuǎn),居室倒向行。圖23中的輪124是雙用輪。圖106中右方駕駛室里有使圖23中電磁鐵123′通電的開關(guān)50,供駕駛員操作使用。本居室底盤與陸地汽車比較,略去了離合器、變速器,且懸架、車輪等部分與現(xiàn)有車輛均相同,省略詳細表達。考慮空中平衡,本居室設(shè)單人駕駛室,所以圖115示前輪換向系中的A桿比現(xiàn)有相近外形尺寸的車輛上換向系中的此桿要長一些。圖115中,方向盤1、軸2、蝸桿3、搖臂4、轉(zhuǎn)向垂臂5、直拉桿6、轉(zhuǎn)向節(jié)臂7、立銷8、轉(zhuǎn)向節(jié)臂9、左梯形臂10、橫拉桿11、前軸12、右梯形臂13、右轉(zhuǎn)向節(jié)14、是圖103中省略表達的前輪換向系的各零部件。本居室陸地行駛的變速、起停,是駕駛?cè)瞬僮餍o群50中控制圖103中力源17的旋鈕,該旋鈕即是圖135中的旋鈕6,即本居室所用的驅(qū)后輪力源17是采用的前述力源第7例,且力源中的驅(qū)動電機購市售的配有電抗調(diào)速器的小交流單相電機。本居室上的其它力源也用此類型,以使操縱人易操作,所以駕駛室中的旋鈕等簡化表達。圖109示本居室于空中或水中行駛時張開的側(cè)翼31可由鉤66鎖定,該處也可設(shè)減隙緊定栓。右轉(zhuǎn)圖109中的鉤66可使側(cè)翼31于雙點劃線位置。圖105中的筏35是水中備用裝置。其上的推進力源40配有螺旋漿與可以代舵的短漿37。居室于水中時的密封,參圖103,是焊或用有膠板襯墊密封,由螺栓聯(lián)起的殼子板形成的不透水整體外殼。圖中右端的玻璃前窗取材為較可靠的,對接處也是嵌入結(jié)構(gòu)或外夾膠板密封。泵60處的虛線示其抽取密封的底室內(nèi)的氣體的管路。居室下潛后可暫不發(fā)電。圖中底室門51處有密封栓將門51嵌緊。圖108是圖103中門5處放大圖,由旋緊固栓61,帶動可轉(zhuǎn)小槽板62,將門上下與左方壓緊于軟膠板上,栓63將右邊邊角板與門右側(cè)角板拿緊,夾中間的軟膠板,以實現(xiàn)密封。下潛的居室,配備氧氣供給裝置與排除二氧化碳等有害氣體的裝置。圖107、113顯示密封力源78經(jīng)輪77驅(qū)螺旋57實現(xiàn)平衡重物24的往返移動。力源78配有圖23示倒運轉(zhuǎn)輸出軸裝置。本居室于水中的航行可是離岸不遠,由沿岸指示導航。旋翼4可使本居室升空與下潛入水后再浮起。圖中對旋翼部分的鉸接接頭,限動凸緣,摩擦減震器等現(xiàn)有技術(shù)部分省略表達。自動傾斜器也沒表達,表示本居室也可不設(shè)自動傾斜器,而是采用有固定漿葉角的漿葉,由力源3驅(qū)動,使居室升空或浮起于水面上。整個居室于空中或水中的推進,由對稱布置的上下各4個力源2與6以及15等驅(qū)動螺旋漿2′、6′、30、39排空氣或水形成反作用力實現(xiàn)。居室于空中或水中的換向,由同一水平面內(nèi)的四個驅(qū)螺旋漿力源變速實現(xiàn)??墒且粋?cè)加速,另一側(cè)減速。各圖中表達的漿葉是示意性的,實際漿葉的尺寸、漿葉角的大小,以及力源3的功率等均據(jù)需要定。對于設(shè)自動傾斜器的居室,可增設(shè)操縱件,驅(qū)動件。圖103右方示有一觀察密封窗比椅10低,駕駛員從窗可以看到下面陸地公路,借助公路導航。圖中省略了窗戶嵌裝密封結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的電動刮水器的表達。駕駛員操縱整機飛行,主要是操縱駕駛室內(nèi)旋鈕群50中控制力源2、6、15以及3的旋鈕。圖106中示椅10右方也有旋鈕,也是控制力源轉(zhuǎn)速的人操作旋鈕。居室上力源中小電機由電池13供電的,采用圖135示的簡式變電阻調(diào)速器也可以。圖中示的旋鈕均粘嵌于控制臺上的槽中,也可是栓固定結(jié)構(gòu)。人轉(zhuǎn)動控制力源3的旋鈕,由圖135與136可見,力源中小電機將通電或斷電或因端電壓改變而變速,這即使力源3驅(qū)動的旋翼4起轉(zhuǎn)或停轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速改變,從而使整機起升或下降。同法使力源2、6、15的起、停、變速、將使其所驅(qū)螺旋漿起、停、變速使居室起停變速。發(fā)電機組14中力源取前述力源第7例時,取圖70、71示計算機系統(tǒng)控制。計算機設(shè)駕駛室內(nèi)。計算機操作同前述。圖127與圖129示裝置合并,增設(shè)計算機視覺部分,本居室也可為自動駕駛裝置,也可由機器人駕駛。
以下對圖139至圖142所示家用機器人的原理與圖中各零件部件簡介。圖139方是走動式的(家用)機器人的部分結(jié)構(gòu)圖,有左方雙點劃線示碼盤組件的電機18經(jīng)蝸桿16、輪17、軸76以及錐輪付驅(qū)動手臂15上各件。上下左右對稱的電磁鐵73、79盤64、離合盤70、桿71、74、75、輪71、桿78、68、是實現(xiàn)左右的槽框77′與軸76脫掛離合從而實現(xiàn)手臂15與主傳動鏈脫掛離合的裝置。電磁鐵34、桿27、28、輪25、導鍵26、上輪23、大輪24實現(xiàn)上框20部分對電機29的脫掛。電機36驅(qū)后輪35,電機29使前輪30′換向。卷線筒37是輔助件,吸塵器30為清掃工具。桿31、31′、32、33可由電磁鐵83′驅(qū)動,鎖止輪24。曲柄83、錘82、桿80、81是檢測走輪30′位置裝置。襯21、連板22使上下二部分聯(lián)接。插坐1與1′配電盤2與2′、桿68、電磁鐵4、4′為配電元件。廚具3盒8料架9、貯室41為烹調(diào)工具,裝置51、50、分割件45、為洗刷切碎用,開關(guān)49、定針48、簧47、電磁鐵46走桿44、為輔助件。盤5、料盒6、框7、電機63、螺旋11、卷線筒38、蝸桿60′、輪61、帶纜62、螺母62′、指示63為運料組件。磁帶機10、柜12內(nèi)計算機、風扇13、槽板14、開關(guān)40、64等電元件為輔件?;?3、電磁鐵42為開貯料室門工具。電機65、螺旋56、板57可掀料盒,彈片59為輔助定位用。其它詳細部分省略。(本家用機器人已另行公開。)實施例8機械能水利用裝置。包括各種由機械力源提供運行所需能量的水中化學元素提取裝置、凈水純水裝置、海水淡化裝置等。本例第1子例是海水綜合利用裝置。圖116中機械力源直接驅(qū)動生產(chǎn)或太陽能、核能、水流能、燃油熱能等其它能量少量加入,采用前述力源第3例所述方法,由機械力源生產(chǎn)的機械能是機械能發(fā)電站的動力來源。電站中控制室0內(nèi)設(shè)有電控設(shè)備,可是人操作的設(shè)備也可是自控設(shè)備。人操作的設(shè)備可是防力源飛車或調(diào)節(jié)力源轉(zhuǎn)速設(shè)備,例如采用前述力源第1例為第1級的力源第7例為發(fā)電機組動力源時,操作人員操作前述例1圖1中的緊急叉,離合動力傳遞鏈,也可操作力源例5的防飛車裝置與力源例7的驅(qū)動電機的調(diào)速裝置,以及串式力源的任一前后級銜接處的傳動件處設(shè)離合裝置,人操縱離合傳動件。這些設(shè)備于各圖中多已給出,圖116中即省略了表達。自控設(shè)備可是計算機,例如多個圖70、71示的計算機系統(tǒng),分控多個前述力源發(fā)電機組,圖116中也不再詳細給出。發(fā)電機組中的發(fā)電機可用給出電壓是230V或380V等與用電裝置所需電壓配套的同步發(fā)電機,以盡量減少變電裝置,所以圖中也沒有變電壓裝置的表達。所用的開關(guān)等電器均用現(xiàn)有技術(shù)配套與組裝。圖116示機械能發(fā)電站供給圖示海水處理裝置所需電力。圖116為原理示意圖。塔1中的海水是機械能泵打入。打開閥2或泵輸送,可使海水進入膜法制淡水裝置,例如反滲透法制淡水裝置。裝置2′是機械能加壓加熱裝置。圖116中示機械能電站生產(chǎn)輸送的電力也用于海水中提取溴等方面,例如給加熱供電等。同時也供給從除去淡水后的濃鹽水庫3中的濃鹽水中提取鹽、堿提煉鎂、鉀等元素所需能量,圖116下方是多級閃急蒸餾制淡水原理簡圖。閥9打開,塔10中海水入加熱裝置8后,將閥9關(guān)閉。電站給加熱裝置供電,加熱后的海水當閥7′打開時進入由機械力源驅(qū)動或電機驅(qū)動的排氣泵7減壓裝置作用而成真空低壓的采集室5的下方有孔管道中,使加熱后的海水于真空低壓環(huán)境中快速蒸發(fā)。此室右方是第2級加熱室,由泵將采集室5下方已蒸發(fā)一次的海水打入第2級加熱室,圖中省略了此泵的表達。二次加熱的海水再入低壓室,再蒸發(fā)。圖示采集室內(nèi)有出冷凝水的管道6。最后的濃鹽水也提取鹽、堿、鎂、鉀等。
圖116中的“鹽”、“堿”、“鉀”、“鎂”、“鋰”、文字加上外框,代表從水中提取這些元素的裝置,省略了從水中提取鈾、氘、碘等元素的裝置的表達,這些裝置有加熱裝置、變壓裝置等等,均可取現(xiàn)有的,所以不再詳細表達,參各現(xiàn)有技術(shù)資料,例如樹脂法富集溴裝置、蒸發(fā)結(jié)晶法從鹵水中提取鋰裝置、蒸餾法生產(chǎn)重水裝置、采用吸附劑從水中提取鈾裝置、電解氯化鎂制鎂裝置、沸石法制鉀裝置等等。圖116中的機械能發(fā)電站中的機械力源第3例或前述串式力源發(fā)電機組,組合控制裝置與上述提取水中化學元素裝置時可自控,例如圖116示控制室11中設(shè)控制裝置,如圖129示IBM-PC計算機系統(tǒng)或圖73示的多8031單片機系統(tǒng),由多路傳感器采集現(xiàn)場工藝參數(shù),經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D輸入中樞,與標準值或予定值進行數(shù)字PID運算后,得到寬度可調(diào)的脈寬信號,控力源中驅(qū)動電機調(diào)速或經(jīng)可控硅控制電加熱裝置。(圖73中省略了現(xiàn)有的單片機經(jīng)可控硅控制電熱裝置部分)圖73中右方的七非門MC1416驅(qū)動的繼電器可控制圖116中原理示意圖中閥門,對于大功率元件,由接觸器通斷線路。圖73中的8155芯片控制的電機即是發(fā)電站中的機械力源中的小驅(qū)動電機,對電機的控制采用現(xiàn)有技術(shù),如前力源例1。據(jù)整個水利用裝置的規(guī)模,定圖73中右方的8031單片機子系統(tǒng)的個數(shù)。此子系統(tǒng)中的元件數(shù)也可適當增減。當然也可多個圖70、71示系統(tǒng)控制工藝裝置,僅將圖71中右方示繼電器改控制此處閥門。整個水利用裝置的自控過程即控制主程序一般是整體上按上述的上水→加熱→變壓等順控的過程,在具體的加熱溫控,變壓中的壓力控制等等,是閉環(huán)控制力源中電機轉(zhuǎn)速或可控硅導通狀況、閥門啟閉等。控制裝置可用現(xiàn)有技術(shù)設(shè)機柜內(nèi),所以只給出其線路圖或框圖。
也可以是工作人員據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場檢測傳至,由儀表顯示的溫度、壓力等有關(guān)參數(shù),操作圖135與圖136中示的旋鈕6與變阻器R的旋轉(zhuǎn)把手,改變力源中驅(qū)動小電機的端電壓,使力源變速。操作閥門啟閉開關(guān)與變電開關(guān)等。此情況下,開關(guān)與旋鈕與把手也可粘嵌于掛式控制板上,如例5圖97示,此處不再表達,對于間接式機械能水利用裝置,即是調(diào)節(jié)發(fā)電機械力源的轉(zhuǎn)速等;對于既有機械力源發(fā)電供電,又有機械力原直接拖動的裝置,例如圖74、75所示的裝置,于系統(tǒng)中提供水利用裝置運行所需能量的混合式機械能裝置,操作人也是據(jù)工藝流程的需要,操作旋鈕、把手等,變力源轉(zhuǎn)速從而變供電電壓或壓縮機的轉(zhuǎn)速等等。當然也包括操作閥門與操作變電裝置等。
圖132示反滲透法水處理裝置是本例第2子例,可用于海水淡化或淡水凈化,該裝置膜法處理水的工藝流程與現(xiàn)有技術(shù)相同,不再詳述。圖132中的機械力源發(fā)電機組1內(nèi)的變電部分是采用現(xiàn)有技術(shù),現(xiàn)有的變電裝置也省略了表達。圖132中的機械力源發(fā)電機組1是前述串式力源發(fā)電機組。對于加入其它微能量發(fā)電的前述機械力源第3例,例如加入核能,由于機械力源一般設(shè)在汽輪機等裝置與發(fā)電機之間,所以利用核能等的主體裝置不變,其運行采用現(xiàn)有技術(shù)。當然利用熱能、水流能、風能的裝置也不須大的變動,可取現(xiàn)有的。圖116、132中機械力源發(fā)電機組以及各種裝置為簡化表達,與機械力源的組合是通電導線的相聯(lián)系,所以走線不詳細表達。圖132中的控制柜2內(nèi)是圖73或圖129示裝置對于力源直接驅(qū)動的裝置,圖74、75為一代表例。以下對圖74、75示裝置簡介機械力源12經(jīng)雙點線示的小帶輪、傳動帶,與大帶輪6,拖動曲柄8。經(jīng)連桿6′,拉輪8′、二次桿5,驅(qū)動兩個力桿9′與7′。從而使活塞4往復運動,實現(xiàn)將氣體進氣閥10吸入氣缸體3,又將氣體經(jīng)排氣閥2壓出氣缸,使之進入管道。可設(shè)氣體予處理裝置11,將吸入缸3的氣體予加工。對于需壓入管內(nèi)的氣體產(chǎn)生的壓力較高的,可設(shè)多級壓縮。圖示機械力源12是據(jù)壓縮機使用要求定其類型。圖75中的旋鈕13是當取力源為前述力源第7例時,由人操縱的給力源12內(nèi)驅(qū)動電機調(diào)速的圖135示的調(diào)速器。
本例的第3子例是圖117、118示的水中提鹽裝置,圖118中的管2內(nèi)部有電熱絲,被加熱的金屬管2散發(fā)熱量,加速鹽水蒸發(fā),反射罩1可提高熱利用率。裝置設(shè)于支架3上。管2內(nèi)的電熱絲也由機械力源發(fā)電機組供電,圖中省略了發(fā)電機組的表達。適當控制圖示加熱蒸發(fā)裝置給出的能量,不妨鹽田生物的存活與作用,一般裝置取沿東西方向布置,不妨鹵水對太陽能的吸取。鹽田的其它裝置可不變的組合上,也可對鹽田內(nèi)或下層設(shè)加熱裝置,當然也可是單設(shè)的煮沸提取鹽裝置。
實施例9機械能小型水處理裝置。圖121示前述機械力源第3或第7例力源10拖動小同步發(fā)電機9發(fā)電。蒸發(fā)室6內(nèi)放入海水或需凈化的江河湖水。水籠頭2將煮沸蒸發(fā)后剩下的濃鹽水或廢水排出。水管5將沿錐形鍋蓋下行聚于外桶4內(nèi)的蒸餾水取出。圖122示電熱元件3套有無毒木塊7(木塊7桶外段套塑料螺栓管)是隔離件。桶外有一層隔離絕緣套。機械力源發(fā)電機組的人操縱或計算機控制仍如前述。本裝置也可增一抽氣泵,另增一可引出加熱水的有孔管道,用如前例8所述的閃急蒸餾法取淡水。
實施例10機械能化工裝置包括由機械力源提供運行所需能量的任一種化工裝置,例如攪拌混合裝置、傳熱裝置與工業(yè)爐、氣體吸收裝置、離子交換裝置、液固分離裝置、磨碎裝置、萃取裝置等等。圖133示裝置是機械能蒸發(fā)裝置代表例。由機械力源發(fā)電機組1、控制器0、料塔1′、進料螺桿2、離心式薄膜蒸發(fā)器3、噴射泵4、水池5、水泵6、濃液罐7、螺桿泵8以及管道等組成。泵2、4、6、8、均可經(jīng)聯(lián)軸器由機械力源直接驅(qū)動或由力源發(fā)電機組1提供泵配套電機所需的電力。如為后者,整套裝置為間接式機械能裝置。如為前者,整個裝置為直接與間接混合的混合式機械能裝置。此處的力源發(fā)電機組1為前述力源發(fā)電機組,即力源第3或第7例或串式力源驅(qū)發(fā)電機的發(fā)電機組。對于僅發(fā)電以供電的間接式,控制裝置0取用圖73示單片機系統(tǒng),圖73中右方的MC1416部分取為通斷泵2、4、6、8的動力電動機的電路,以及外通入蒸汽的電加熱鍋爐的通電。結(jié)構(gòu)圖與控制線路圖中省略了機械力源發(fā)電機組供電的外加熱鍋爐的表達。此處設(shè)多套8031單片機控制裝置,分控發(fā)電機組與蒸發(fā)裝置。系統(tǒng)控制軟件是于2732中的監(jiān)控程序。整個裝置的控制過程一般是順序控制與巡回監(jiān)控,加有濃度檢測的閉環(huán)控制。從上料到各泵起動,通蒸汽的閥門打開為順控,起動后即監(jiān)視各泵運行狀況,圖73中右方圖省略了檢測驅(qū)泵電機轉(zhuǎn)速裝置與各測出液裝置,例如圖124右下方光電檢測裝置,以及用折光法或重度法、溫測法測圖133右方出料口處濃縮液濃度的裝置的表達,可取現(xiàn)有技術(shù),不再詳述。當然,濃度檢測不一定必須有,例如果汁的濃縮等,有經(jīng)驗的人檢測也可輸入控制中樞現(xiàn)場信號。力源發(fā)電機組的控制前已敘述。
本例第2子例是圖134示色譜吸附分離裝置。由進料注入系統(tǒng),產(chǎn)品分級收集系統(tǒng)與監(jiān)視記錄控制系統(tǒng)三部分組成。壓縮循環(huán)載氣的壓縮機的結(jié)構(gòu)與圖74、75中給出結(jié)構(gòu)近似,并由機械力源驅(qū)動或電機驅(qū)動。裝置的控制部分增設(shè)機械力源部分的控制。
第3子例圖137是綜合式機械力源簡化結(jié)構(gòu)圖,由燃油等方法提供的能量推動燃汽輪機1,由燃汽輪機經(jīng)軸197推動機械力源,再由機械力源推動壓縮機或泵、風機或發(fā)電機等裝置。圖示的力源可取前述任一種串式力源。圖138是另一種綜合式機械力源的簡化結(jié)構(gòu)圖,由燃煤或油等方法提供的能量推動汽輪機。圖137中由燃汽輪機經(jīng)前述圖32類似裝置驅(qū)前述任一種串式力源,例如經(jīng)聯(lián)軸器聯(lián)接的圖47下方軸帶動的齒輪198與類同圖32中的曲柄152以及連桿,由連桿推或拉圖47中的輪200,從而使輪200帶動桿199與中部曲軸,再由力源軸帶動壓縮機或發(fā)電機等。圖137與138中的軸197、輪198、輪200實即前圖47中的軸197、輪198、輪200,只是圖47中沒有圖137、138中的曲柄2、連桿3,此處的曲柄2、連桿3即是圖32中的曲柄152與連桿。汽輪機也可是用此法帶動力源,由力源驅(qū)動發(fā)電機等。圖27中的軸132可視為此處的軸197,圖中的曲柄131連桿130可驅(qū)動壓縮機等裝置。
第4子例機械能海水綜合利用裝置,即前例8的第1、第2子例,此處不再詳述。
機械力源用于生產(chǎn)上,有許多問題要解決,例如實現(xiàn)自控,即有工藝分析、硬件軟件設(shè)計等一系列問題,這些問題應迅速解決,以加速事物進步。
為壓縮說明書篇幅,其它實施例,如各種吸附裝置各種直接或間接的機械能磨機等等不再一一舉例。
上述各裝置中所用機械力源的飛輪質(zhì)量對于自控要求高的系統(tǒng),不取過大。串聯(lián)式力源的級數(shù)據(jù)需要定。以上各裝置中運轉(zhuǎn)件的潤滑密封,減振減噪均可取現(xiàn)有技術(shù),圖135示電機與配套調(diào)速器購市售的,圖136示可變電阻R也購市售的有旋鈕的,此二調(diào)速器的結(jié)構(gòu)于圖中均省略詳細表達。例7中家用機器人手臂的詳細結(jié)構(gòu)也不再給出。各例中所用機械力源是力源第3例的,其操縱方法與現(xiàn)有技術(shù)相同,例如燃油發(fā)動機的點火等。各電路圖中均省略了電源、時鐘等等公知部分的表達。各控制裝置中的計算機配套穩(wěn)壓電源均取有單片機的LQ-1600打印機配套電源,圖72、129、130、131、各框圖示系統(tǒng)取2套或多套這樣的電源,也可圖129系統(tǒng)取IBM-PC/AT機電源與LQ-1600打印機電源各一套。據(jù)需要定。采用有電機驅(qū)動的力源時,電機也配現(xiàn)有的驅(qū)動電源,例如用小步進電機,即購少步進電機的配套驅(qū)動電源。有的電器也可市售交流電供電。各電機也可用成套的集成電路控制。圖23示裝置也可配備減速裝置,使車輛倒行安全。圖135、136示調(diào)速器可用于前述任一種控力源的人操縱防飛車。上述各自控裝置的軟件部分均簡述其自控過程,即控制主流程。詳細的程序流程圖,與用指令給出的源程序均不再詳述。電路圖中的2732等EPROM存貯器一般是存放控制程序,6116等RAM一般存放數(shù)據(jù)等。圖73中的省略號代表省略表達的其旁線路表達的相同的部分。有的較大的系統(tǒng)將2732改為2764或用多個圖72示系統(tǒng)時改2732為27256等(主8031單片機)也可。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下顯著進步1、它開始了機械能水資源開發(fā)裝置時代,同時開始了水資源開發(fā)裝置近無動力花費時代。
2、它使水中續(xù)航裝置從此航程不受限定。
3、它將為人類開拓廣闊的良田、水田、養(yǎng)殖場。
4、它將使高投入的海洋采礦與其它某些海洋工程大幅降低造價。
5、它將使水運工具出現(xiàn)前所未有的高速、高功率,并使水運船只加速自控步伐。
6、它將使海水淡化,淡水凈化大幅降低造價,它將使海水淡化與從海水中提取化學元素的年產(chǎn)量大幅上升。
7、它將使人類部分住宅多用,使水中“高層”住宅不為水動力影響,可隨時撤離的機動性能,不怕惡劣氣候與海嘯的襲擊。配有家用機器人,使人類智能居室邁上一個新臺階。
8、浮式工廠與其隨時可浮起水面的性能,使未來的工廠向廣闊水域轉(zhuǎn)移有了條件。
9、本發(fā)明將帶來水資源開發(fā)裝置拋去燃料的一場革命。它將對人類進步、未來生存產(chǎn)生深遠影響。
本專利申請文件由發(fā)明人本人撰寫,發(fā)明人聲明本發(fā)明的產(chǎn)品作為減少排放物以減少水污染空氣污染等,為非回收有盈利性保護環(huán)境使用時,使用人不必交付專利費用。
權(quán)利要求
1.機械能水資源開發(fā)裝置,其特征是裝置運行所需的能量由生產(chǎn)機械能的機械力源供給。
2.機械能潛水裝置,其特征是裝置運行所需的能量由生產(chǎn)機械能的機械力源供給。
3.機械能居室,其特征是裝置運行所需的能量由生產(chǎn)機械能機械力源供給。
4.機械能采礦裝置,其特征是裝置運行所需的能量由生產(chǎn)機械能的機械力源供給。
5.機械能水中工作站,其特征是裝置運行所需的能量由生產(chǎn)機械能的機械力源供給。
6.機械能種殖裝置,其特征是裝置運行所需的能量由生產(chǎn)機械能的機械力源供給。
7.機械能養(yǎng)殖裝置,其特征是裝置運行所需的能量由生產(chǎn)機械能的機械力源供給。
8.機械能船,其特征是裝置運行所需的能量由生產(chǎn)機械能的機械力源供給。
9.機械能水利用裝置,其特征是裝置運行所需的能量由生產(chǎn)機械能的機械力源供給。
10.機械能化工裝置,其特征是裝置運行所需的能量由生產(chǎn)機械能的機械力源供給。
全文摘要
機械能水資源開發(fā)裝置。解決近無動力花費水資源開發(fā)裝置的實現(xiàn)問題。采用方案是:裝置運行所需能量由生產(chǎn)機械能的機械力源供給。給出多種機械力源機械能養(yǎng)殖裝置、種植裝置、采礦裝置、船與工作站、以及潛水裝置、水利用裝置、化工裝置、機械能居室。
文檔編號F03G7/00GK1263210SQ9811126
公開日2000年8月16日 申請日期1998年4月24日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月24日
發(fā)明者朱天賚 申請人:朱天賚
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