Гироскопическое устройство
Формула / Реферат
1. Способ
Т) создания вращения вокруг выходной оси (11), при этом согласно способу:
A) монтируют тело (2) для вращения относительно первой (4), второй (11) и третьей (16) оси, причем первая ось (4) ориентирована по отношению ко второй оси (11) под углом (q) наклона, вторая ось (11) составляет выходную ось (11) двигателя (1) и вращение тела (2) вокруг третьей оси (16) приводит к изменению угла (q) наклона;
B) вращают тело (2) вокруг первой оси (4) со скоростью вращения, большей заданного значения;
C) прикладывают крутящий момент к телу (2) относительно третьей оси (16) в направлении увеличения угла (q) наклона, когда первая ось (4) находится под выбранным углом (q) наклона относительно второй оси (11), который больше 0 и меньше 90°;
D) ограничивают вращение тела (2) вокруг третьей оси (16) в направлении уменьшения угла (q) наклона, которое иначе бы происходило в результате встречного крутящего момента, так что угол (q) наклона первой оси (4) по отношению ко второй оси (11) остается больше 0 и меньше 90°; чтобы тем самым инициировать или увеличивать скорость вращения тела (2) вокруг второй оси (11) для создания движущей силы.
2. Способ по п.1, в котором дополнительно обеспечивают добавочный внешний крутящий момент к телу (2) относительно выходной оси (11) двигателя (1), чтобы предотвращать временную задержку.
3. Способ по п.1, в котором дополнительно управляют источником движущей силы (12) так, чтобы вынуждать тело (2) вращаться вокруг первой оси (4) с упомянутой скоростью вращения большей, чем заданное значение.
4. Способ по п.1 или 3, в котором выбранный угол (q) наклона больше 10 и меньше 80°.
5. Способ по любому из пп.1-4, в котором дополнительно регулируют величину прикладываемого крутящего момента.
6. Способ по любому из пп.1-5, в котором вращение тела (2) вокруг третьей оси (16) ограничивают так, что угол (q) наклона первой оси (4) относительно второй оси (11) больше 10 и меньше 80°.
7. Способ по любому из пп.1-6, в котором дополнительно регулируют угол (q) наклона.
8. Способ по п.7, дополнительно содержащий этап, на котором выбирают желательную выходную скорость двигателя (1) и регулируют угол (q) наклона в зависимости от выбранной выходной скорости.
9. Способ по любому из пп.1-8, дополнительно содержащий этап, на котором выбирают желательный выходной крутящий момент двигателя (1) и регулируют угол (q) наклона в зависимости от выбранного выходного крутящего момента.
10. Способ по любому из пп.1-9, где на этапе ограничения предотвращают любое вращение тела (2) вокруг третьей оси (16) в направлении уменьшения угла (q) наклона.
11. Способ по любому из пп.1-10, в котором дополнительно используют некоторое количество создаваемой движущей силы, чтобы осуществлять этап вращения тела (2) вокруг первой оси (4) при режимном состоянии.
12. Способ по п.11, в котором величина движущей силы, используемой таким образом, достаточна, чтобы преодолевать потери энергии, возникающие в результате трения вследствие вращения тела (2) вокруг первой оси (4).
13. Способ изготовления транспортного средства, приводимого в движение способом по любому из пп.1-12.
14. Способ по п.13, в котором транспортное средство выполнено в виде дорожного транспортного средства.
15. Способ по п.13, в котором транспортное средство выполнено в виде воздушного судна.
16. Способ по п.13, в котором транспортное средство выполнено в виде плавающего средства.
17. Способ получения подачи чистой воды из атмосферы посредством охлаждения поверхности, которая подвергается воздействию атмосферы, используя конденсационный насос, приводимый в действие способом по любому из пп.1-12.
18. Способ удаления загрязнения из атмосферы, вынуждая воздух из атмосферы подвергаться прокачке через фильтр, используя насос, который приводится в действие способом по любому из пп.1-12.
19. Способ вырабатывания электричества с использованием способа по любому из пп.1-12.
20. Двигатель (1)
t) для создания вращения вокруг выходной оси (11), причем двигатель (1) содержит:
a) тело (2), смонтированное для вращения относительно первой (2), второй (11) и третьей (16) осей, причем первая ось (4) ориентирована по отношению ко второй оси (11) под углом (q) наклона, а вторая ось (11) составляет выходную ось (11) двигателя (1), при этом вращение тела (2) вокруг третьей оси (16) приводит к изменению угла (q) наклона; при этом
b) двигатель (1) выполнен с возможностью обеспечения соединения источника движущей силы (12) с телом (2), чтобы вынуждать его вращаться вокруг первой оси (4) со скоростью вращения большей, чем заданное значение;
c) средство (15) для прикладывания крутящего момента к телу (2) относительно третьей оси (16) в направлении увеличения угла (q) наклона, когда первая ось (4) находится под выбранным углом (q) наклона по отношению ко второй оси (11), который больше 0 и меньше 90°;
d) средство (15) для ограничения вращения тела (2) вокруг третьей оси (16) в направлении уменьшения угла (q) наклона, которое иначе бы происходило в результате встречного крутящего момента так, что угол (q) наклона первой оси (4) относительно второй оси (11) остается больше 0 и меньше 90°; чтобы тем самым инициировать или увеличивать скорость вращения тела (2) вокруг второй оси (11) для создания движущей силы.
21. Двигатель (1) по п.20, дополнительно содержащий такой источник движущей силы (12), который соединен с телом (2) для того, чтобы вынуждать его вращаться вокруг первой оси (4) со скоростью вращения большей, чем заданное значение.
22. Двигатель (1) по п.21, дополнительно содержащий средство (17, 18, 19, 20) обратной связи для передачи движущей силы от движения тела (2) вокруг второй оси (11) к источнику движущей силы.
23. Двигатель (1) по п.22, в котором средство (17, 18, 19, 20) обратной связи выполнено с возможностью передачи достаточной движущей силы к источнику движущей силы (12), чтобы преодолевать потери энергии, возникающие в результате трения вследствие вращения тела (2) вокруг первой оси (4) при режимном состоянии.
24. Двигатель (1) по любому из пп.20-23, дополнительно содержащий средство для управления источником движущей силы (12), чтобы вынуждать тело (2) вращаться вокруг первой оси (4) с упомянутой скоростью вращения большей, чем заданное значение.
25. Двигатель (1) по любому из пп.20-24, в котором средство (15) прикладывания крутящего момента выполнено с возможностью прикладывания крутящего момента к телу (2), когда выбранный угол (q) наклона больше 10 и меньше 80°.
26. Двигатель (1) по любому из пп.20-25, дополнительно содержащий средство для регулирования величины крутящего момента, прикладываемого средством (15) прикладывания крутящего момента.
27. Двигатель (1) по любому из пп.20-26, в котором средство (15) ограничения выполнено с возможностью ограничения вращения тела (2) вокруг третьей оси (16) так, что угол (q) наклона первой оси (4) относительно второй оси (11) больше 10 и меньше 80°.
28. Двигатель (1) по любому из пп.20-27, дополнительно содержащий средство для регулировки угла (q) наклона.
29. Двигатель (1) по п.25, дополнительно содержащий средство для выбора желательной выходной скорости двигателя (1) и вынуждения средства регулировки регулировать угол (q) наклона в зависимости от выбранной выходной скорости.
30. Двигатель (1) по п.28 или 29, дополнительно содержащий средство для выбора желательного выходного крутящего момента двигателя (1) и регулировки угла (q) наклона в зависимости от выбранного выходного крутящего момента.
31. Двигатель (1) по любому из пп.20-30, в котором средство для прикладывания крутящего момента (15) содержит пружину.
32. Двигатель (1) по любому из пп.20-30, в котором средство для прикладывания крутящего момента (15) содержит одно или больше из: гидравлического цилиндра; пневматического цилиндра и электромагнитного цилиндра.
33. Двигатель (1) по любому из пп.20-32, в котором средство (15) ограничения выполнено с возможностью предотвращения любого вращения тела (2) вокруг третьей оси (16) в направлении уменьшения угла (q) наклона.
34. Двигатель (1) по любому из пп.20-33, в котором средство для прикладывания крутящего момента (15) дополнительно служит в качестве средства (15) ограничения.
35. Двигатель по любому из пп.20-33, в котором средство (15) ограничения содержит упор.
36. Двигатель (1) по любому из пп.20-35, в котором первая (4) и вторая (11) оси пересекаются.
37. Двигатель (1) по любому из пп.20-36, в котором первая ось (4) проходит, по существу, через центр масс тела (2).
38. Двигатель (1) по любому из пп.20-37, в котором вторая ось (11) проходит, по существу, через центр масс тела (2).
39. Двигатель (1) по любому из пп.20-35, в котором первая (4) и вторая (11) оси не пересекаются и угол (q) наклона определяется как острый угол между первой (4) и второй (11) осями, если смотреть вдоль направления самой короткой линии, соединяющей первую (4) и вторую (11) оси.
40. Двигатель (1) по любому из пп.20-39, в котором тело (2) является осесимметричным относительно первой оси (4).
41. Двигатель (1) по п.40, в котором тело (2) содержит цилиндр, толщина которого сужается от наибольшего значения, ближайшего к первой оси, к наименьшему значению у его периферии.
42. Двигатель (1) по любому из пп.20-41, в котором тело (2) выполнено из материала, имеющего высокий модуль упругости.
43. Двигатель (1) по п.42, в котором модуль упругости свыше 100 ГПа.
44. Двигатель (1) по любому из пп.20-43, дополнительно содержащий средство для монтажа двигателя (1) к основанию.
45. Двигатель (1) по любому из пп.20-44, дополнительно содержащий одну или больше уравновешивающих масс, установленных для вращения вокруг второй оси (11).
46. Блок двигателей, каждый из которых содержит двигатель (1) по любому из пп.20-45, в сочетании со средством для вынуждения каждого из двигателей вращаться, по существу, с одинаковой скоростью вращения, но при разных соответствующих фазовых углах, и средством для объединения выходной движущей силы двигателей.
47. Транспортное средство, приводимое в движение двигателем (1) или блоком двигателей по любому из пп.20-46.
48. Транспортное средство по п.47 в виде дорожного транспортного средства.
49. Транспортное средство по п.47 в виде воздушного судна.
50. Транспортное средство по п.47 в виде плавающего средства.
51. Генератор электричества, содержащий двигатель (1) или блок двигателей по любому из пп.20-46.
Текст
Озтурк Мустафа Наджи (TR) Представитель: Настоящее изобретение относится к двигателям, а конкретнее к поворотным двигателям, которые могут подавать выходную движущую силу относительно выходной оси в ответ на входную поворотную силу относительно другой оси. Двигатель (1) содержит колесо (2), смонтированное на валу (3) для вращения вокруг первой оси (4). Вал (3) дополнительно смонтирован для вращения вокруг как оси (16) наклона, так и выходной оси (11) двигателя (1).(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ЭРКЕ ЭРКЕ АРАШТЫРМАЛАРЫ ВЕ МЮХЕНДИСЛИК А. Ш. (TR) 014602 Изобретение относится к двигателям, а конкретнее к поворотным двигателям, которые могут подавать выходную движущую силу вокруг выходной оси в ответ на входную поворотную силу вокруг другой оси. Когда на вращающееся тело действует крутящий момент вокруг оси, перпендикулярной оси вращения, это вынуждает саму ось вращения вращаться вокруг дополнительной оси, которая перпендикулярна как оси прикладываемого крутящего момента, так и оси вращения. Это правило хорошо известно. Изобретатели настоящего изобретения обнаружили, что, когда ось вращения тела (именуемая ниже как первая ось) вынуждена вращаться вокруг (а) второй оси (именуемой ниже как выходная ось), которая расположена под острым углом к оси вращения тела, и (b) третьей оси (именуемой ниже как ось наклона), которая расположена по существу перпендикулярно и к первой и второй осям, прикладывание крутящего момента вокруг оси наклона в направлении таком, чтобы увеличивать острый угол, заставляет первую ось вращаться вокруг выходной оси. Когда скорость вращения тела превышает определенное критическое значение, этот прикладываемый крутящий момент порождает реактивный крутящий момент большей величины, чем у прикладываемого крутящего момента, и который направлен вокруг оси наклона, но в противоположном направлении. Этот реактивный крутящий момент вынуждает первую ось вращаться вокруг оси наклона в направлении таком, чтобы уменьшать угол наклона. Однако, если это вращение вокруг оси наклона ограничено, например, механическим средством, тогда скорость вращения тела вокруг выходной оси увеличивается, таким образом, порождая полезный источник движущей силы. Следует понимать, что с такой системой средство, которое используется, чтобы ограничивать это вращение, не требует источника энергии и, таким образом, повышает коэффициент полезного действия двигателя. Чтобы понять эти эффекты, полезно рассмотреть положение, когда тело вынуждено вращаться при разных скоростях. В тривиальной ситуации, в которой тело совсем не вращается вокруг первой оси, прикладывание крутящего момента вокруг оси наклона в таком направлении, чтобы увеличивать величину острого угла, приводит просто к соответствующему вращению первой оси вокруг оси наклона в таком направлении, чтобы увеличивать угол наклона. Если тело вынуждено вращаться со скоростью вращения,которая меньше критического значения, то есть два результирующих вращения первой оси: есть не только вращение первой оси вокруг оси наклона в направлении таком, чтобы увеличивать угол наклона, как со случаем неподвижного тела, но есть также вращение первой оси вокруг выходной оси. По мере того как скорость вращения тела увеличивается, скорость вращения первой оси вокруг оси наклона уменьшается, тогда как скорость вращения первой оси вокруг выходной оси увеличивается. Когда скорость вращения тела достигает критического значения, все еще существует вращение первой оси вокруг выходной оси, но теперь больше нет никакого вращения первой оси вокруг оси наклона. При скоростях вращения выше критической скорости вновь существует два вращения первой оси, т.е. как вокруг выходной оси,так и оси наклона, но в этом случае вращение вокруг оси наклона в направлении таком, чтобы уменьшать угол наклона. Только тогда, когда скорость вращения тела выше критической скорости, двигатель способен создавать полезную движущую силу. Поскольку существует задержка между временем, при котором прикладывают крутящий момент, и временем, при котором это приводит к желаемой скорости вращения первой оси вокруг выходной оси двигателя вследствие инертности тела, в некоторых обстоятельствах предпочтительно сокращать эту задержку, прикладывая дополнительный внешний крутящий момент к телу вокруг выходной оси двигателя с тем, чтобы инициировать или ускорять это вращение. Это могло бы быть достигнуто, например,вращением физически выходного вала двигателя либо вручную, либо посредством дополнительного двигателя. Было обнаружено, что критическое значение скорости вращения тела изменяется в зависимости от размера тела, плотности материала тела, угла наклона, величины крутящего момента и определенных условий окружающей среды, таких как температура внешней среды и влажность. Настоящие изобретатели экспериментально обнаружили, что входная движущая сила, подаваемая к телу, чтобы вынуждать его вращаться, используется, чтобы создавать выходную движущую силу в виде вращения тела вокруг этой выходной оси с чрезвычайно высоким коэффициентом полезного действия, и что двигатель, выполненный в соответствии с этим правилом, был бы, поэтому, особенно полезен. Таким образом, согласно первому аспекту настоящего изобретения обеспечен двигатель для создания вращения вокруг выходной оси, причем двигатель содержит: тело, смонтированное для вращения относительно первой, второй и третьей осей, причем первая ось ориентирована по отношению ко второй оси под углом наклона, а вторая ось составляет выходную ось двигателя, при этом вращение тела вокруг третьей оси приводит к изменению угла наклона, при этом двигатель выполнен с возможностью соединения источника движущей силы с телом, чтобы вынуждать его вращаться вокруг первой оси со скоростью вращения большей, чем заданное значение; средство для прикладывания крутящего момента к телу относительно третьей оси в направлении увеличения угла наклона, когда первая ось находится под выбранным углом наклона относительно второй оси, который больше 0 и меньше 90, чтобы тем самым создавать встречный крутящий момент вокруг третьей оси в направлении уменьшения угла наклона; и средство для ограничения вращения тела вокруг третьей оси в направлении уменьшения угла наклона,-1 014602 что иначе бы происходило в результате встречного крутящего момента так, что угол наклона первой оси по отношению ко второй оси остается больше 0 и меньше 90, чтобы посредством этого инициировать или увеличивать скорость вращения тела вокруг второй оси для создания движущей силы. Настоящие изобретатели обнаружили, что с такой компоновкой коэффициент полезного действия двигателя чрезвычайно высок. Кроме того, средство прикладывания крутящего момента легко действует в качестве переключателя, который делает возможным создание выходной движущей силы. Как упомянуто выше, поскольку средство ограничения вращения не движется, оно может быть составлено чисто механическим средством, которое не требует источника энергии, тем самым внося вклад в высокий коэффициент полезного действия двигателя. Средство ограничения выполнено с возможностью предотвращения любого вращения тела вокруг третьей оси в направлении уменьшения угла наклона. Источник движущей силы может быть соединен с телом для того, чтобы вынуждать его вращаться вокруг первой оси со скоростью вращения большей, чем заданное значение. Как вариант, вращение могло бы создаваться вручную. Двигатель предпочтительно содержит средство обратной связи для передачи движущей силы от движения тела вокруг второй оси к источнику движущей силы. Таким путем возможно отдавать обратно,по меньшей мере, долю выходной мощности в двигатель. Средство обратной связи предпочтительно выполнено с возможностью передачи достаточной движущей силы к источнику движущей силы, чтобы преодолевать потери энергии, возникающие в результате трения вследствие вращения тела вокруг первой оси при режимном состоянии. Средство предпочтительно предусмотрено для управления источником движущей силы, чтобы вынуждать тело вращаться вокруг первой оси с упомянутой скоростью вращения большей, чем заданное значение. Было обнаружено, что имеется оптимальный угол наклона, который зависит от различных факторов, включающих в себя: требуемый крутящий момент двигателя и скорость вращения двигателя. Таким образом, когда угол наклона близок к 0 градусов, выходной крутящий момент двигателя находится у минимума, а скорость вращения двигателя - у максимума. Наоборот, когда угол наклона близок к 90 градусам, выходной крутящий момент находится у максимума, а скорость вращения - у минимума. Так как выходная мощность двигателя является результатом выходного крутящего момента и выходной скорости вращения, отсюда следует, что, для доведения до максимума выходной мощности, будет необходимо выбрать угол наклона, для которого результат выходного крутящего момента и выходной скорости вращения доведен до максимума. Таким образом, двигатель предпочтительно дополнительно содержит средство для регулировки угла наклона. В этом случае, может быть предусмотрено средство для выбора желательной выходной скорости и/или желательного крутящего момента двигателя и регулировки угла наклона соответственно. Средство прикладывания крутящего момента предпочтительно выполнено с возможностью прикладывания крутящего момента, когда выбранный угол наклона находится в пределах диапазона от 10 до 80. Также предпочтительно, чтобы средство ограничения было выполнено с возможностью ограничения вращения тела вокруг третьей оси так, что угол наклона первой оси относительно второй оси больше 10 и меньше 80. Средство для прикладывания крутящего момента может содержать пружину или в качестве варианта одно или больше из гидравлического цилиндра; пневматического цилиндра и электромагнитного цилиндра. Средство для прикладывания крутящего момента может служить, дополнительно, в качестве средства ограничения. Как вариант, средство ограничения может содержать отдельный упор. Предпочтительно предусмотрено средство для контролирования величины крутящего момента,прикладываемого средством прикладывания крутящего момента. В первом варианте осуществления первая и вторая ось пересекаются, и либо одна, либо обе из первой и второй осей предпочтительно проходят по существу через центр масс тела. Во втором альтернативном варианте осуществления первая и вторая оси не пересекаются, в таком случае угол наклона определяется как острый угол между первой и второй осями, если смотреть вдоль направления самой короткой линии, соединяющей первую и вторую оси. Альтернативный путь выражения этого геометрического взаимного расположения состоит в том, чтобы рассмотреть точку на первой оси и рассмотреть воображаемую линию, которая проходит через эту точку и которая параллельна второй оси. Угол наклона тогда определяется как острый угол, под которым первая ось пересекает эту воображаемую линию. Тело предпочтительно является осесимметричным относительно первой оси и может содержать цилиндр, который имеется в двигателе, как заявлено в п.11, при этом тело содержит цилиндр, толщина которого сужается от наибольшего значения, ближайшего к первой оси, до наименьшего значения у его периферии.-2 014602 Тело предпочтительно выполнено из материала, имеющего высокий модуль упругости, который предпочтительно выше 100 ГПа. Материал тела выбран таким, что его плотность соответствует требуемой выходной движущей силе двигателя. Таким образом, если необходима высокая выходная движущая сила, то может быть использован материал с высокой плотностью, такой как сталь. Однако придавать стали желательную форму может быть трудным и поэтому дорогостоящим, и поэтому, если требуется низкая выходная мощность,могут быть альтернативно использованы термопластичные материалы. При таком двигателе, возможно, что от неуравновешенных сил в двигателе могли бы происходить нежелательные вибрации, как результат (а) недостатка симметрии компонентов двигателя относительно выходной оси и (b) составляющей реактивного крутящего момента, которая направлена перпендикулярно выходной оси. Эта проблема могла бы быть решена посредством монтажа двигателя жестко к основанию. Как вариант, или в дополнение, одна или больше уравновешивающих масс могли бы быть смонтированы для вращения вокруг выходной оси, чтобы, по меньшей мере, частично компенсировать это,уменьшая недостаток симметрии и создавая центростремительную силу, которая уравновешивает реактивный крутящий момент. Дополнительный вариант, который мог бы использоваться либо сам по себе,либо совместно с одним или обоими вышеупомянутыми решениями, состоял бы в том, чтобы обеспечить множество таких двигателей, которые можно смонтировать вместе и заставить действовать с по существу одинаковой частотой, но при разных соответствующих фазах. В этом случае любые такие вибрации сведены к минимуму, если фазы двигателей равномерно распределены. Таким образом, для системы из четырех двигателей фазы были бы: 0, 90, 180 и 270. Настоящее изобретение, таким образом, распространяется на блок двигателей вышеупомянутого типа в сочетании со средством для вынуждения каждого из двигателей вращаться с по существу одинаковой частотой, но при разных соответствующих углах фаз, и средством для объединения выходной движущей силы двигателей. В таком случае предпочтительное количество двигателей - четыре, и двигатели могут быть преимущественно размещены в схеме расположения 22. Изобретение распространяется на транспортное средство, приводимое в движение двигателем, как определено выше, как, например, дорожное транспортное средство, воздушное судно или плавающее средство. Изобретение дополнительно распространяется на генератор электричества, содержащий двигатель,как определено выше. По второму аспекту настоящего изобретения обеспечен способ создания вращения вокруг выходной оси, причем способ содержит: монтаж тела для вращения относительно первой, второй и третьей осей, причем первая ось ориентирована по отношению ко второй оси под углом наклона, вторая ось составляет выходную ось двигателя, и вращение тела вокруг третьей оси приводит к изменению угла наклона; вращение тела вокруг первой оси со скоростью вращения большей, чем заданное значение; прикладывание крутящего момента к телу относительно третьей оси в направлении увеличения угла наклона, когда первая ось находится под выбранным углом наклона относительно второй оси, который больше 0 и меньше 90, чтобы тем самым создавать встречный крутящий момент относительно третьей оси в направлении уменьшения угла наклона; и ограничение вращения тела вокруг третьей оси в направлении уменьшения угла наклона, которое иначе бы происходило в результате встречного крутящего момента,такое, что угол наклона первой оси по отношению ко второй оси остается большим 0 и меньшим 90,чтобы посредством этого инициировать или увеличивать скорость вращения тела вокруг второй оси для создания движущей силы. Способ предпочтительно содержит дополнительно регулировку угла наклона в зависимости от желательной скорости вращения выходной оси двигателя. В этом случае могут быть выбраны желательные выходная скорость и/или желательный выходной крутящий момент двигателя, и угол наклона отрегулирован соответственно. Способ предпочтительно дополнительно содержит использование некоторого количества создаваемой движущей силы, чтобы осуществлять этап вращения тела вокруг первой оси. В таком случае величина силы, используемой таким образом, предпочтительно достаточна, чтобы преодолевать потери энергии, возникающие в результате трения вследствие вращения тела вокруг первой оси. Настоящее изобретение распространяется на способ изготовления транспортного средства, приводимого в движение способом, как определено выше. Транспортное средство может быть выполнено в виде дорожного транспортного средства и воздушного судна или плавающего средства. Изобретение распространяется на способ получения подачи чистой воды из атмосферы посредством охлаждения поверхности, которая подвергается воздействию атмосферы, используя конденсационный насос, приводимый в действие способом, как определено выше. Изобретение дополнительно распространяется на способ удаления загрязнения из атмосферы путем прокачки воздуха из атмосферы через фильтр, используя насос, который приводится в действие способом, как определено выше.-3 014602 Изобретение дополнительно распространяется на способ вырабатывания электричества, используя способ, как определено выше. Это могло быть достигнуто посредством спаривания выходного вращения двигателя с динамо-машиной. Предпочтительный не ограничивающий вариант осуществления настоящего изобретения далее будет описан со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых: на фиг. 1 проиллюстрирован схематический вид двигателя согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения; фиг. 2 - схема, иллюстрирующая относительную ориентацию осей вращений компонентов двигателя согласно фиг. 1; и фиг. 3 - схема, иллюстрирующая направление, в котором прикладывается крутящий момент, чтобы создавать выходную движущую силу двигателя согласно фиг. 1. Как показано на фиг. 1, двигатель 1 содержит тело в форме цельного цилиндрического колеса 2, которое установлено соосно на вал 3 вращения для вращения с ним вокруг первой оси 4. Вал 3 вращения установлен во внутренней раме 5 посредством внутренних подшипников 6. Внутренняя рама 5 установлена во внешней раме 7 для ограниченного вращения вокруг оси, именуемой ниже как ось наклона, посредством внешних подшипников 8, и вторая рама 7, в свою очередь, установлена в каркасе 9 посредством подшипников 10 каркаса так, что она может вращаться относительно каркаса 9 вокруг второй оси 11,составляющей выходную ось двигателя 1. Вал 3 вращения колеса 2 вынужден вращаться вокруг первой оси 4 посредством электрического двигателя 12 или другого источника входной движущей силы. Электрический двигатель 12 может приводиться в действие батареей. Вал 3 вращения смонтирован под угломнаклона относительно выходной оси 11 двигателя 1, который больше 0 и меньше 90. Это можно более четко увидеть на фиг. 2. Колесо 2 смонтировано так, что первая ось 4 и вторая ось 11 пересекаются в центре масс колеса 2. На фиг. 2 указана плоскость 13, чтобы иллюстрировать более ясно расположение колеса 2 в пространстве, и куб 14 показан исключительно для иллюстрации относительной ориентации осей. Гидравлический цилиндр 15 служит, чтобы прикладывать крутящий момент к валу 3 вращения и тем самым также к колесу 2 вокруг третьей оси 16, определенной как ось наклона, которая перпендикулярна как первой оси 4, так и второй оси 11, и направлен в направлении увеличения угланаклона. Это приводит к вращению первой оси 4 относительно второй, выходной оси 11 двигателя 1. Гидравлический цилиндр 15 служит дополнительно для того, чтобы предотвращать вращение угланаклона первой оси 4 в направлении, противоположном направлению прикладываемого крутящего момента. При работе двигателя 1 колесо 2 сначала вынуждают вращаться вокруг первой оси 4 до тех пор, пока оно не превысит заданную критическую скорость вращения. Затем приводится в действие гидравлический цилиндр 15, чтобы прикладывать крутящий момент к колесу 2 опосредованно через внутренние подшипники 6 и вал 3 вращения вокруг оси 16 наклона и в направлении увеличения угланаклона. Это приводит к вращению первой оси 4 относительно выходной оси 11. Однако вследствие вращения колеса 2 свыше критической скорости вращения вокруг первой оси 4 создается реактивный крутящий момент,который имеет составляющую также вокруг оси 16 наклона, но в противоположном направлении, т.е. уменьшения угланаклона. Этот реактивный крутящий момент вынуждает первую ось 4 вращаться дополнительно вокруг оси 16 наклона в направлении таком, чтобы сокращать уголнаклона. Однако этому движению впоследствии препятствует гидравлический цилиндр 15, который действует в качестве упора. В результате, скорость вращения колеса 2, вала 3 вращения, первой рамы 5 и второй рамы 7 вокруг выходной оси 11 увеличивается. На этом этапе к выходу двигателя 1 может быть приложена нагрузка. Работа гидравлического цилиндра 15 регулируется блоком 17 управления, который снабжается позиционными сигналами от датчика (не показан), который установлен на гидравлическом цилиндре 15. Управляющие сигналы, создаваемые блоком 17 управления в ответ на позиционные сигналы, воздействуют на гидравлическое давление в гидравлическом цилиндре 15 с тем, чтобы вынуждать внутреннюю раму 5 вращаться относительно внешней рамы 7 до желательного угланаклона. Блок 17 управления предоставляет управляющие сигналы для регулирования скорости вращения колеса 2, угланаклона и величины прикладываемого крутящего момента. Как указано выше, уголнаклона регулируется посредством гидравлического цилиндра 15. Управляя этими параметрами, возможно регулировать выходную скорость вращения двигателя 1. Механизм обратной связи в виде ремня 18, генератора 19 переменного тока, электрической проводки 20 и блока 17 управления служит, чтобы подавать долю выходной движущей силы от двигателя 1 обратно к электрическому двигателю 12. Ориентация оси наклона, вокруг которой прикладывается крутящий момент, и направление крутящего момента проиллюстрированы на фиг. 3, на которой можно увидеть, что колесо 2 вращается вокруг первой оси 4, которая находится под угломнаклона по отношению ко второй, выходной оси 11. Крутящий момент, прикладываемый гидравлическим цилиндром 15, прикладывается в направлении, указан-4 014602 ном стрелками, пронумерованными 21, и результирующий реактивный крутящий момент возникает в направлении, указанном стрелкой, пронумерованной 22. Хотя в предпочтительном варианте осуществления первая ось 4 и вторая ось 11 пересекаются в центре масс колеса 2, предусматриваются альтернативные расположения, в которых первая и вторая оси не пересекаются, в таком случае каждая, или фактически ни одна, из первой и второй осей может проходить через центр масс колеса. Должно быть понятно, что, хотя двигатель предпочтительного варианта осуществления проиллюстрирован с его выходной осью, расположенной горизонтально, двигатель работал бы с его выходной осью, расположенной в любой желательной ориентации. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ Т) создания вращения вокруг выходной оси (11), при этом согласно способу:A) монтируют тело (2) для вращения относительно первой (4), второй (11) и третьей (16) оси, причем первая ось (4) ориентирована по отношению ко второй оси (11) под угломнаклона, вторая ось(11) составляет выходную ось (11) двигателя (1) и вращение тела (2) вокруг третьей оси (16) приводит к изменению угланаклона;B) вращают тело (2) вокруг первой оси (4) со скоростью вращения, большей заданного значения;C) прикладывают крутящий момент к телу (2) относительно третьей оси (16) в направлении увеличения угланаклона, когда первая ось (4) находится под выбранным угломнаклона относительно второй оси (11), который больше 0 и меньше 90;D) ограничивают вращение тела (2) вокруг третьей оси (16) в направлении уменьшения угланаклона, которое иначе бы происходило в результате встречного крутящего момента, так что уголнаклона первой оси (4) по отношению ко второй оси (11) остается больше 0 и меньше 90; чтобы тем самым инициировать или увеличивать скорость вращения тела (2) вокруг второй оси (11) для создания движущей силы. 2. Способ по п.1, в котором дополнительно обеспечивают добавочный внешний крутящий момент к телу (2) относительно выходной оси (11) двигателя (1), чтобы предотвращать временную задержку. 3. Способ по п.1, в котором дополнительно управляют источником движущей силы (12) так, чтобы вынуждать тело (2) вращаться вокруг первой оси (4) с упомянутой скоростью вращения большей, чем заданное значение. 4. Способ по п.1 или 3, в котором выбранный уголнаклона больше 10 и меньше 80. 5. Способ по любому из пп.1-4, в котором дополнительно регулируют величину прикладываемого крутящего момента. 6. Способ по любому из пп.1-5, в котором вращение тела (2) вокруг третьей оси (16) ограничивают так, что уголнаклона первой оси (4) относительно второй оси (11) больше 10 и меньше 80. 7. Способ по любому из пп.1-6, в котором дополнительно регулируют уголнаклона. 8. Способ по п.7, дополнительно содержащий этап, на котором выбирают желательную выходную скорость двигателя (1) и регулируют уголнаклона в зависимости от выбранной выходной скорости. 9. Способ по любому из пп.1-8, дополнительно содержащий этап, на котором выбирают желательный выходной крутящий момент двигателя (1) и регулируют уголнаклона в зависимости от выбранного выходного крутящего момента. 10. Способ по любому из пп.1-9, где на этапе ограничения предотвращают любое вращение тела (2) вокруг третьей оси (16) в направлении уменьшения угланаклона. 11. Способ по любому из пп.1-10, в котором дополнительно используют некоторое количество создаваемой движущей силы, чтобы осуществлять этап вращения тела (2) вокруг первой оси (4) при режимном состоянии. 12. Способ по п.11, в котором величина движущей силы, используемой таким образом, достаточна,чтобы преодолевать потери энергии, возникающие в результате трения вследствие вращения тела (2) вокруг первой оси (4). 13. Способ изготовления транспортного средства, приводимого в движение способом по любому из пп.1-12. 14. Способ по п.13, в котором транспортное средство выполнено в виде дорожного транспортного средства. 15. Способ по п.13, в котором транспортное средство выполнено в виде воздушного судна. 16. Способ по п.13, в котором транспортное средство выполнено в виде плавающего средства. 17. Способ получения подачи чистой воды из атмосферы посредством охлаждения поверхности, которая подвергается воздействию атмосферы, используя конденсационный насос, приводимый в действие способом по любому из пп.1-12. 18. Способ удаления загрязнения из атмосферы, вынуждая воздух из атмосферы подвергаться про-5 014602 качке через фильтр, используя насос, который приводится в действие способом по любому из пп.1-12. 19. Способ вырабатывания электричества с использованием способа по любому из пп.1-12. 20. Двигатель (1)t) для создания вращения вокруг выходной оси (11), причем двигатель (1) содержит:a) тело (2), смонтированное для вращения относительно первой (2), второй (11) и третьей (16) осей,причем первая ось (4) ориентирована по отношению ко второй оси (11) под угломнаклона, а вторая ось (11) составляет выходную ось (11) двигателя (1), при этом вращение тела (2) вокруг третьей оси (16) приводит к изменению угланаклона; при этомb) двигатель (1) выполнен с возможностью обеспечения соединения источника движущей силы (12) с телом (2), чтобы вынуждать его вращаться вокруг первой оси (4) со скоростью вращения большей, чем заданное значение;c) средство (15) для прикладывания крутящего момента к телу (2) относительно третьей оси (16) в направлении увеличения угланаклона, когда первая ось (4) находится под выбранным угломнаклона по отношению ко второй оси (11), который больше 0 и меньше 90;d) средство (15) для ограничения вращения тела (2) вокруг третьей оси (16) в направлении уменьшения угланаклона, которое иначе бы происходило в результате встречного крутящего момента так,что уголнаклона первой оси (4) относительно второй оси (11) остается больше 0 и меньше 90; чтобы тем самым инициировать или увеличивать скорость вращения тела (2) вокруг второй оси (11) для создания движущей силы. 21. Двигатель (1) по п.20, дополнительно содержащий такой источник движущей силы (12), который соединен с телом (2) для того, чтобы вынуждать его вращаться вокруг первой оси (4) со скоростью вращения большей, чем заданное значение. 22. Двигатель (1) по п.21, дополнительно содержащий средство (17, 18, 19, 20) обратной связи для передачи движущей силы от движения тела (2) вокруг второй оси (11) к источнику движущей силы. 23. Двигатель (1) по п.22, в котором средство (17, 18, 19, 20) обратной связи выполнено с возможностью передачи достаточной движущей силы к источнику движущей силы (12), чтобы преодолевать потери энергии, возникающие в результате трения вследствие вращения тела (2) вокруг первой оси (4) при режимном состоянии. 24. Двигатель (1) по любому из пп.20-23, дополнительно содержащий средство для управления источником движущей силы (12), чтобы вынуждать тело (2) вращаться вокруг первой оси (4) с упомянутой скоростью вращения большей, чем заданное значение. 25. Двигатель (1) по любому из пп.20-24, в котором средство (15) прикладывания крутящего момента выполнено с возможностью прикладывания крутящего момента к телу (2), когда выбранный уголнаклона больше 10 и меньше 80. 26. Двигатель (1) по любому из пп.20-25, дополнительно содержащий средство для регулирования величины крутящего момента, прикладываемого средством (15) прикладывания крутящего момента. 27. Двигатель (1) по любому из пп.20-26, в котором средство (15) ограничения выполнено с возможностью ограничения вращения тела (2) вокруг третьей оси (16) так, что уголнаклона первой оси(4) относительно второй оси (11) больше 10 и меньше 80. 28. Двигатель (1) по любому из пп.20-27, дополнительно содержащий средство для регулировки угланаклона. 29. Двигатель (1) по п.25, дополнительно содержащий средство для выбора желательной выходной скорости двигателя (1) и вынуждения средства регулировки регулировать уголнаклона в зависимости от выбранной выходной скорости. 30. Двигатель (1) по п.28 или 29, дополнительно содержащий средство для выбора желательного выходного крутящего момента двигателя (1) и регулировки угланаклона в зависимости от выбранного выходного крутящего момента. 31. Двигатель (1) по любому из пп.20-30, в котором средство для прикладывания крутящего момента (15) содержит пружину. 32. Двигатель (1) по любому из пп.20-30, в котором средство для прикладывания крутящего момента (15) содержит одно или больше из: гидравлического цилиндра; пневматического цилиндра и электромагнитного цилиндра. 33. Двигатель (1) по любому из пп.20-32, в котором средство (15) ограничения выполнено с возможностью предотвращения любого вращения тела (2) вокруг третьей оси (16) в направлении уменьшения угланаклона. 34. Двигатель (1) по любому из пп.20-33, в котором средство для прикладывания крутящего момента (15) дополнительно служит в качестве средства (15) ограничения. 35. Двигатель по любому из пп.20-33, в котором средство (15) ограничения содержит упор. 36. Двигатель (1) по любому из пп.20-35, в котором первая (4) и вторая (11) оси пересекаются. 37. Двигатель (1) по любому из пп.20-36, в котором первая ось (4) проходит, по существу, через центр масс тела (2).-6 014602 38. Двигатель (1) по любому из пп.20-37, в котором вторая ось (11) проходит, по существу, через центр масс тела (2). 39. Двигатель (1) по любому из пп.20-35, в котором первая (4) и вторая (11) оси не пересекаются и уголнаклона определяется как острый угол между первой (4) и второй (11) осями, если смотреть вдоль направления самой короткой линии, соединяющей первую (4) и вторую (11) оси. 40. Двигатель (1) по любому из пп.20-39, в котором тело (2) является осесимметричным относительно первой оси (4). 41. Двигатель (1) по п.40, в котором тело (2) содержит цилиндр, толщина которого сужается от наибольшего значения, ближайшего к первой оси, к наименьшему значению у его периферии. 42. Двигатель (1) по любому из пп.20-41, в котором тело (2) выполнено из материала, имеющего высокий модуль упругости. 43. Двигатель (1) по п.42, в котором модуль упругости свыше 100 ГПа. 44. Двигатель (1) по любому из пп.20-43, дополнительно содержащий средство для монтажа двигателя (1) к основанию. 45. Двигатель (1) по любому из пп.20-44, дополнительно содержащий одну или больше уравновешивающих масс, установленных для вращения вокруг второй оси (11). 46. Блок двигателей, каждый из которых содержит двигатель (1) по любому из пп.20-45, в сочетании со средством для вынуждения каждого из двигателей вращаться, по существу, с одинаковой скоростью вращения, но при разных соответствующих фазовых углах, и средством для объединения выходной движущей силы двигателей. 47. Транспортное средство, приводимое в движение двигателем (1) или блоком двигателей по любому из пп.20-46. 48. Транспортное средство по п.47 в виде дорожного транспортного средства. 49. Транспортное средство по п.47 в виде воздушного судна. 50. Транспортное средство по п.47 в виде плавающего средства. 51. Генератор электричества, содержащий двигатель (1) или блок двигателей по любому из пп.2046.
МПК / Метки
МПК: F03G 3/08, G01C 19/00, B64C 17/06
Метки: гироскопическое, устройство
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/9-14602-giroskopicheskoe-ustrojjstvo.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Гироскопическое устройство</a>
Предыдущий патент: Спускное устройство со спуском двух объёмов воды
Следующий патент: Противоопухолевая, антибактериальная и антивирусная фармацевтическая композиция (варианты)
Случайный патент: Производные пролина, обладающие сродством к альфа-2-дельта субъединице кальциевого канала