发明名称 地球/陀螺电力转换器
摘要 一种陀螺仪系统,从地球储存的旋转惯性能量中获取有用的电力。当地球旋转时,固定框架的陀螺仪的转子进动,驱动安装在作相对运动的陀螺仪部件之间的发电机。在每个动力冲程之后,用极小的能量输入使再生进动装置把转子重新定位到起始状态,平滑地进入下一个动力冲程,产生正的净能量输出。
申请公布号 TW228621 申请公布日期 1994.08.21
申请号 TW082107224 申请日期 1993.09.03
申请人 保罗.E.汉佛莱;罗杰.C.芬华德 发明人 保罗.E.汉佛莱;罗杰.C.芬华德
分类号 H02K57/00 主分类号 H02K57/00
代理机构 代理人 赖经臣 台北巿南京东路三段三四六号白宫企业大楼一一一二室
主权项 1.一种行星惯性电源,包含(a)陀螺仪,包含(i)具有转子轴的转子;(ii)具有一内支架轴的内支架件,连接所述转子使之绕所述转子轴旋转;(iii)一在空间角度上固定的外支架外,连接所述内支架件使之绕所述内支架轴旋转,所述外支架件具有一与所述内支架轴垂直的外支架轴;(b)定位地固定到地面上的框架件,使外支架轴基本上平行于地球极轴,并连接所述外支架使之绕所述外支架轴旋转;(c)连接在所述部件中的两个之间的电力转换器,空间旋转的地球和空间固定的外支架之间的相对运动产生陀螺进动的反作用转矩,驱动所述电力转换器产生输出电力;和(d)再生进动装置,向赤道平面内的轴和极轴提供再定位转矩。2.如申请专利范围第1项的结构,其中所述电力转换器连接在所述外支架和所述框架件之间。3.如申请专利范围第1项的结构,其中所述电力转换器连接在所述内支架件和外支架件之间。4.如申请专利范围第1项的结构,其中包括两个电力转换器,其中一个连接在所述外支架件和所述框架之间,一个连接在所述支架件之间。5.如申请专利范围第1项的结构,其中还包括固定装置,把所述框架固定在地面上,当地球转动时,地球的角偏移引起所述转子因所述转换器产生的转矩而进动,并使所述转换器输出电力。6.如申请专利范围第5项的结构,其中所述固定装置把所述框架件与以基本上平行于地球的旋转轴的方位建立的外支架固定,这样由垂直于所述外支架轴和平面确定的无限的平行赤道平面的平行平面基本上平行于由地球赤道确定的平面。7.如申请专利范围第6项的结构,其中在所述转子进动从电力输出冲程起始方位到电力输出冲程结束方位的近180度的输出电力发生弧度间通间时,是转子轴进动功率的输出冲程期,这期间,所述转换器有效地输出电力,所述再生进动装置适用于把所述转子轴从所述电力输出冲程终端方位进动到所述电力输出冲程起始方位。8.如申请专利范围第7项的结构,其中所述再生进动装置包含安装在所述陀螺仪内的再生进动转矩马达以使所述转子轴绕在所述赤道平面内的轴扭转。9.如申请专利范围第9项的结构,其中再生进动转矩马达连接在所述支架件之间。10.如申请专利范围第9项的结构,必须把所述转子再生进动通过超过180度的再生进动弧线,所述再生进动转矩马达为双向马达,所述内支架件可以以基本上相应于所述再生进动弧线第一和第二半弧的正向和反向扭转。11.如申请专利范围第10项的结构,其中所述电力转换器包含一发电机,通过把电力输入到所述发电机的输出端可使其作为马达工作,以使所述外支架件相对于所述框架件扭转,这样转子在转换期间从转子轴矢量的极向分量准直线的一个极性扭转到转子轴矢量准直线的相反的极性,从而实现再生进动。12.如申请专利范围第11项的结构,其中还包括安装在所述支架件之间的角位置传感器,检测所述转子轴相对于外支架件的角位置,还包括控制系统,当所述转子周期重复通过所述电力输出弧线和再生进动弧线时控制所述转换器和转矩马达。13.如申请专利范围第12项的结构,其中所述角位置传感器包括安装的绕另一个所述支架件的轴旋转的所述支架件上的分段的环,并具有电刷,安装在另一个所述支架件上与所述分段环摩擦接触,所述控制系统与所述马达、电力转换器、电刷和分段环用导线相接,以向控制系统提供信号,适当地对运转周期的电力输出/进动/再生进动状态的起始和终止进行定时。14.一种惯性电源,包括:(a)陀螺仪,具有可旋转地安装所述转子的支架机构和安装所述支架机构的框架件,所述支架机械包括一固有的、空间角度上固定的外支架;(b)所述框架刚性地固定到地面上,以防止相对角偏移;(c)机械电力转换装置,连接在所述支架机构和所述框架之间,输出电力和能量;(d)再生进动装置,提供在赤道平面内的轴的再生定位转矩,和提供绕极轴和转矩的装置,使再生进动轴转换越过赤道平面,以避免支架自锁。15.如申请专利范围第14项的结构,其中所述支架机构包含安装在所述框架件内的内支架件和外支架件,所述机械电力旋转装置连接在所述件的两个之间。16.如申请专利范围第15项的结构,其中所述机械电力转换装置连接在所述框架件和所述外支架之间。17.如申请专利范围第16项的结构,其中所述框架固定在地面上,所述外支架的旋转轴平行于地球的旋转轴,并且,地球的旋转作用发生力距由转矩发生器反作用于进动转而产生。18.如申请专利范围第17项的结构,其中所述转矩产生器包含转矩产生弹簧。19.如申请专利范围第17项的结构,其中所述转矩产生器包含扭矩马达。20.如申请专利范围第17项的结构,其中还包括一静态转矩发生器,提供绕极轴的极轴连续进行输出转矩,产生一短暂的进动运动和稳定的进动偏移,结果形成连续的中断的电力输出,而无需再生进动。21.一种从利用地球旋转的陀螺系统中取得能量的方法,包含:(a)把具有至少一个固有的空间角度上固定的支架件的陀螺仪用轴连接到框架件上,把所述框架件角不可偏移地固定到地面上,这样当地球旋转时,陀螺转子转轴上的进动转矩引起所述至少一个支架件在所述框架件内进动;(b)把机构能转换器连接在所述件的两个之间,将其间的相对运动和进动产生的转矩转换成电力和能量,从系统输出净正能量。22.如申请专利范围第22项的方法,其中所述陀螺仪包括内支架件和外支架件,所述转换器为支架-框架转换器,连接在所述外支架件和所述框架件之间,步骤(b)包括从所述支架-框架转换器转换电力和能量。23.如申请专利范围第22项的方法,其中所述陀螺仪有一转子,在地球旋转时,所述转子从起始方位扫过动力输出冲程到终止方位,所述方法还包括再生进动步骤,包含向再生进动转矩轴施加转矩,使所述转子再生进动,基本上返回到所述起始方位,准备另一个动力冲程。24.如申请专利范围第23项的方法,其中所述动力冲程近似于所述转子轴进动扫描180的角度偏移范围,所述再生进动步骤包含在超过180的范围内使转子矢量旋转。25.如申请专利范围第24项的方法,其中所述再生进动步骤包括在所述转子处于其动力输出冲程终止方位时,将其绕基本上垂直于所述转子轴的轴扭转。26.如申请专利范围第23项的方法,其中所述再生进动步骤包含下列步骤:(a-1)当转子处于动力输出冲程终止方位时,使其绕垂直于转子轴极分量的起始再生进动转矩轴扭转通过相当于90的第一再生进动弧线到达转子轴几乎与在平行于地球赤道面的平面内的转矩轴准直在点上,由此形成起始再生进动支架自锁条件;(a-2)在(a-1)完成后,提供一个基本上垂直于赤道平面的转矩,通过第二再生进动弧线,一直到转子转轴基本上退出所述起始再进动支架自锁条件;(a-3)使转子绕步骤(a-1)的转子扭转,但通过反转步骤(a-1)的转矩,以反转方向施加的再生进动转矩从转子动力输出冲程终止方位通过相当于正好超过180的第二再生进动弧线。27.如申请专利范围第26项的方法,其中所有步骤按顺序重复,无限循环地产生至少是间断连续的电力。28.如申请专利范围第21项的方法,其中所述陀螺仪系统包括陀螺仪安装于其上的方向稳定的平台,该平台安装在汽车上,步骤(b)包含使所述稳定的平台至少在与地球表面相切的平面内保持方向固定。29.如申请专利范围第1项的结构,其中把所述电源构成得适用于汽车,并包括在汽车上的使所述电源至少在与地球相切的平面内方向固定的稳定平台。图1用图解的方式示出了陀螺仪转子、框架旋转轴和支架旋转轴与地球的方位关系;图2示意性地表示了陀螺运转的一个完整的周期;图3是负载感应转矩和施加的进动转矩的在360度周期上的曲线图;图4是陀螺组件的侧视剖面图;图5是沿图4线5-5的剖视图,详细地示出了再生进动转矩发送器;图6是与图4相似的视图,示出外支架和中间支架之间把再生进动转矩在控制单元的控制下,传送至内架转上的力的作用;图7是图4的部分放大图,一部分被略去,以图示转子方位调整;图8示出了输出和控制电路的接线图;图9用图解的方式示出了动力输入/输出进动感应转矩和施加的转子再定位再动进动转矩起作用时的转子转动矢量角方位;图10是支撑在方向稳定的平台上安装在汽车上
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