專利名稱：用于產(chǎn)生有向運動的驅(qū)動裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生有向運動的驅(qū)動裝置和一種相應的方法。
背景技術：
至今的尤其交通工具的驅(qū)動如下實現(xiàn)，即充分利用交通工具被一種介質(zhì)推斥(Abstoβen)，以便產(chǎn)生推進。陸上交通工具例如通過路面的推斥而被驅(qū)動，水上交通工具(只要是機動的)通過與水的相互作用獲得推進。另外有一些驅(qū)動裝置，它們將旋轉(zhuǎn)脈沖(Drehimpuls)轉(zhuǎn)化成有向運動并且因此產(chǎn)生推進。但是它們構造得極其復雜。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提出一種用于產(chǎn)生有向運動的簡單機械，它結構簡單并且不必被一種外部介質(zhì)推斥。
這個目的通過權利要求1的特征或通過權利要求9的方法解決。有利的實施形式在從屬權利要求中給出。
按本發(fā)明在牽引方向(Vorzugsrichtung)即沿被驅(qū)動的系統(tǒng)應該運動的方向在飛輪質(zhì)量重心外面施加一個力。因此飛輪質(zhì)量實施一個逆著牽引方向的移動運動和一個轉(zhuǎn)動運動。在飛輪質(zhì)量的轉(zhuǎn)動運動期間，一個第二力作用在飛輪質(zhì)量的重心上，因此該第二力僅影響飛輪質(zhì)量的移動運動并且因此在數(shù)值上小于第一力。因此由于“作用＝反作用(actio-reactio)”原理由于不完全抵消的第一和第二力，有一個引起系統(tǒng)沿牽引方向有向運動的力作用到需要驅(qū)動的系統(tǒng)(例如交通工具)上。
下面借助于在圖1至3中示意的實施例詳細解釋本發(fā)明，其中在附圖中僅示出本發(fā)明原理的一種可能的實施形式。
圖1 一個按本發(fā)明的驅(qū)動裝置的實施例在一個第一工作位置上的視圖，
圖2 圖1中實施例在一個第二工作位置上的視圖，圖3 圖1中實施例在一個第三工作位置上的視圖。
具體實施例方式
在圖1中示例地示出一個采用本發(fā)明原理的驅(qū)動裝置。該驅(qū)動裝置安裝在需要驅(qū)動的系統(tǒng)(交通工具等)上。在所示實施例中設有一個殼體G，其內(nèi)安裝一個大致半月形的飛輪質(zhì)量m，在此也可以考慮用于飛輪質(zhì)量m的其它形狀。有利的是，殼體G適配于飛輪質(zhì)量m的形狀。飛輪質(zhì)量m可繞一條軸線A轉(zhuǎn)動地支承，其中有利的是，軸線A通過一個支承在殼體G內(nèi)的軸W構成。飛輪質(zhì)量m除了這樣獲得的轉(zhuǎn)動自由度之外還具有一個用于移動的自由度。該移動自由度在于牽引方向R，即系統(tǒng)借助于驅(qū)動裝置應該運動的方向。另外有利的是，軸線A或軸W在殼體G內(nèi)的一個沿牽引方向R延伸的導向機構F內(nèi)導引。當然，飛輪質(zhì)量m的移動導向也可以按其它方式進行。
飛輪質(zhì)量m的圖中右側(cè)的側(cè)腿S1在圖1中位于一個處在殼體G中的腔室R1內(nèi)。通過一個第一驅(qū)動機構在圖中右側(cè)的側(cè)腿S1上并且從而在飛輪質(zhì)量m的重心外面施加一個力F1，飛輪質(zhì)量m沿箭頭P的方向繞著軸線A轉(zhuǎn)動。
優(yōu)選流體(即氣態(tài)或液態(tài)介質(zhì))的膨脹作為驅(qū)動機構，但是也可以考慮其它適用于使飛輪質(zhì)量m按本發(fā)明的方式運動的驅(qū)動機構，例如一個電磁的驅(qū)動裝置等。
在飛輪質(zhì)量m轉(zhuǎn)動運動的同時，飛輪質(zhì)量m逆著牽引方向R移動運動，在此轉(zhuǎn)動軸線A相應地移置。在所示實施例中，通過軸W在導向機構F內(nèi)的導引實現(xiàn)所述移置。按所示的方式施加力F1的同時在與驅(qū)動裝置連接的系統(tǒng)上作用一個相同大小的反力F1′并且該反力用于沿牽引方向R推進所述系統(tǒng)。
飛輪質(zhì)量m由于其慣性沿箭頭P方向運動，因此飛輪質(zhì)量m的左側(cè)的側(cè)腿S2朝左側(cè)腔室R2的方向運動。同時飛輪質(zhì)量m逆著牽引方向R運動，使得它在其運動的大約一半處填滿腔室R3。這種情況在圖2中描述。在此飛輪質(zhì)量m相對于力F1的方向移動運動，其中，飛輪質(zhì)量m的轉(zhuǎn)動軸線或軸W從位置A′轉(zhuǎn)移到A。
在飛輪質(zhì)量m因其慣性繼續(xù)沿箭頭方向P運動的點上，現(xiàn)在通過一個第二驅(qū)動機構(它與第一驅(qū)動機構一樣構成為膨脹的流體或者例如可以通過一個電磁的驅(qū)動裝置實現(xiàn))施加一個力F2到飛輪質(zhì)量m上，而且該力作用在重心上，使得該力不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩到飛輪質(zhì)量m上，而是僅影響飛輪質(zhì)量m逆著牽引方向R的移動運動。力F2因此“拉回”飛輪質(zhì)量m，此時飛輪質(zhì)量繼續(xù)轉(zhuǎn)動。
因為力F2作用而沒有轉(zhuǎn)矩施加到飛輪質(zhì)量上，對于力的大小適用F2＜F1。因此通過力F2引起的施加到系統(tǒng)上的反力F2′小于那個通過F1引起的反力F1′。力F1與F2或F1′與F2′相加時還剩余一個沿牽引方向R的、用于推進所述系統(tǒng)的分力。
這個過程按本發(fā)明重復進行，因此實現(xiàn)沿牽引方向R持續(xù)驅(qū)動所述系統(tǒng)。在所示實施例中，飛輪質(zhì)量m實行一個擺動運動，飛輪質(zhì)量在腔室R1和R2之間往復擺動。
這在所示實施例中如下實現(xiàn)，即當飛輪質(zhì)量m的第二側(cè)腿S2因其慣性到達腔室R2時，力F1又施加到飛輪質(zhì)量m上，但是該力此時作用在第二側(cè)腿S2上，使得飛輪質(zhì)量m沿箭頭P方向運動。這在圖3中示出。然后又通過施加力F2如在圖2的關系中實現(xiàn)飛輪質(zhì)量m的移動的“拉回”。交替施加力F1的過程一次在飛輪質(zhì)量m的左側(cè)的側(cè)腿S2上，一次在其右側(cè)的側(cè)腿S1上，并且一次在其間在飛輪質(zhì)量m重心上施加與F1相反的力F2，這最終用于所述系統(tǒng)的連續(xù)驅(qū)動以及系統(tǒng)沿牽引方向R的運動。
為了改變飛輪質(zhì)量m的轉(zhuǎn)動慣量，飛輪質(zhì)量m可以(優(yōu)選在殼體G外面)還配備附加的輔助質(zhì)量。
為了提高“平靜運轉(zhuǎn)”或者降低因飛輪質(zhì)量m的轉(zhuǎn)動引起的施加到系統(tǒng)上的旋轉(zhuǎn)脈沖，有利的是，一個被驅(qū)動的系統(tǒng)具有多個按本發(fā)明的驅(qū)動裝置。這些驅(qū)動裝置這樣連接，使得各飛輪質(zhì)量m的轉(zhuǎn)動運動互相反向地進行。
權利要求
1.一種用于產(chǎn)生沿牽引方向(R)的有向運動的驅(qū)動裝置，包括一個飛輪質(zhì)量(m)，該飛輪質(zhì)量可沿牽引方向運動地并且可繞一條軸線(A)轉(zhuǎn)動地支承，其中設有一個第一驅(qū)動機構，它設計成使它在飛輪質(zhì)量(m)的重心外面將一個具有至少一個平行于牽引方向(R)的分力的第一力(F1)施加到該飛輪質(zhì)量上，并且設有一個第二驅(qū)動機構，它將一個與第一力(F1)相反指向的、作用在飛輪質(zhì)量重心上的第二力施加到飛輪質(zhì)量(m)上。
2.按權利要求1所述的驅(qū)動裝置，其特征在于該驅(qū)動裝置具有一個用于容納飛輪質(zhì)量(m)的殼體(G)。
3.按權利要求1或2所述的驅(qū)動裝置，其特征在于所述飛輪質(zhì)量(m)涉及一個大致半月形的物體，它在中心可轉(zhuǎn)動地支承在一根軸(W)上。
4.按權利要求2或3所述的驅(qū)動裝置，其特征在于在殼體(G)內(nèi)設有一個沿牽引方向(R)延伸的用于容納軸(W)的導向機構(F)。
5.按權利要求3或4所述的驅(qū)動裝置，其特征在于在所述軸(W)上除了飛輪質(zhì)量(m)之外必要時在殼體(G)外面設置至少一個另外的輔助質(zhì)量。
6.按上述權利要求之一所述的驅(qū)動裝置，其特征在于所述第一和/或第二驅(qū)動機構是一種膨脹的氣體。
7.按權利要求1至6之一所述的驅(qū)動裝置，其特征在于所述第一或第二驅(qū)動機構是一個電磁的驅(qū)動裝置。
8.一種驅(qū)動系統(tǒng)，它包括至少兩個按上述權利要求之一所述的驅(qū)動裝置。
9.一種用于借助于至少一個特別按權利要求1至7之一所述驅(qū)動裝置產(chǎn)生一個物體尤其是一輛交通工具沿牽引方向(R)的有向運動的方法，其特征在于交替地實施以下步驟在朝至少一個平行于牽引方向(R)移動地并且還可繞一條軸線(A)轉(zhuǎn)動地支承的飛輪質(zhì)量(m)的重心外面施加一個第一力(F1)到所述飛輪質(zhì)量上，使得飛輪質(zhì)量(m)實施一個移動運動和一個轉(zhuǎn)動運動；在所述飛輪質(zhì)量的重心上施加一個與第一力(F2)相反指向的第二力(F2)到飛輪質(zhì)量上，使得飛輪質(zhì)量(m)實施一個移動運動。
10.按權利要求9所述的方法，其特征在于使用至少兩個按權利要求1至7之一所述的驅(qū)動裝置，其中，這樣進行力的施加，使得各飛輪質(zhì)量(m)的轉(zhuǎn)動運動相互反向地進行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生沿牽引方向(R)的有向運動的驅(qū)動裝置，包括一個飛輪質(zhì)量(m)，該飛輪質(zhì)量可沿牽引方向運動地并且可繞一條軸線(A)轉(zhuǎn)動地支承。其中設有一個第一驅(qū)動機構，它設計成使它在飛輪質(zhì)量(m)的重心外面將一個具有至少一個平行于牽引方向(R)的分力的第一力(F1)施加到該飛輪質(zhì)量上。另外設有一個第二驅(qū)動機構，它將一個與第一力(F1)相反指向的、作用在飛輪質(zhì)量重心上的第二力施加到飛輪質(zhì)量(m)上。
文檔編號F16H35/00GK1862057SQ200610068039
公開日2006年11月15日 申請日期2006年3月24日 優(yōu)先權日2005年3月24日
發(fā)明者托爾斯滕·拉施, 施特菲·拉施 申請人:托爾斯滕·拉施, 施特菲·拉施