CN107208766A - 旋转动力增强装置、旋转式动力产生器及发电机 - Google Patents

旋转动力增强装置、旋转式动力产生器及发电机 Download PDF

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Abstract

本发明提供如下的旋转动力增强装置、具有旋转动力增强装置的旋转式动力产生器及具有旋转动力增强装置的发电机，即，上述旋转动力增强装置既可连续地产生电力，又可飞跃性提升借助旋转而获得的电力的发电效率。旋转动力增强装置包括：主轴，水平设置有中心轴；主旋转体，被主轴支撑，能够沿着主轴的中心轴的周围旋转；反弹力产生机构，设置于中心轴的周围，具有能够在中心轴的周围实现位移的反弹力产生部件，上述反弹力产生机构借助主旋转体的旋转使反弹力产生部件发生位移来产生反弹力，并旋转主旋转体。并且，旋转式动力产生器及发电机具有上述动力增强装置。

Description

旋转动力增强装置、旋转式动力产生器及发电机
技术领域
本发明涉及可产生电力的旋转动力增强装置、设有其的旋转式动力产生器及发电机。
背景技术
通常，作为通过轴输出将旋转的能量转换成电力的旋转动力增强装置，如专利文献1中所记载地，通过使滚动体包围旋转轴的周围来维持旋转速度。
并且，在专利文献2中记载了如下的重力式发电机，即，在滑轮中悬挂摆子，并利用通过重力而使摆子下降的力来旋转发电机(尤其，参照图1)。并且，在专利文献3中揭示了将双电层电容器作为动力电源的电磁阀。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本公开专利第2010-60124号公报
专利文献2：日本公开专利第2004-124860号公报
专利文献3：国际公开2009/122683号小册子
发明内容
技术问题
但是，虽然记载于专利文献1中的旋转动力增强装置将旋转力转换成电力，但其发电量仅达到所输入的旋转力以下，并且不会以超过所输入的旋转力的方式进行发电，因此在有效利用能量的方面不足。并且，在专利文献2中，若终止摆子的下降，则停止发电，因此很难作为连续发电机使用，从而存在无法成为稳定的电力源的问题。并且，在专利文献3的电磁阀中谋求使用于驱动的专用电源小型化以及实现节省空间，而且在提升发电效率或者作为稳定的电源使用的方面没有进行研究。
因此，本发明的目的在于，提供如下的旋转动力增强装置及具有其的旋转式动力产生器及发电机，即，上述旋转动力增强装置进一步提升通过旋转获得的电力的发电效率，并且作为稳定的电力供给源，可连续地产生电力。
解决问题的方案
为了解决上述技术问题，本发明的旋转动力增强装置的特征在于，包括：主轴，水平设置有中心轴；主旋转体，被上述主轴支撑，能够沿着上述主轴的上述中心轴的周围旋转；反弹力产生机构，设置于上述中心轴的周围，具有能够在上述中心轴的周围实现位移的反弹力产生部件，上述反弹力产生机构借助上述主旋转体的旋转使上述反弹力产生部件发生位移来产生反弹力，并旋转上述主旋转体。
在本发明的旋转动力增强装置中，上述主旋转体可具有能够沿着上述中心轴的周围进行旋转的至少1个配重。
在本发明的旋转动力增强装置中，上述反弹力产生机构可具有第一磁铁和第二磁铁，上述第一磁铁和第二磁铁作为上述反弹力产生部件，以相互同心的方式配置于上述主轴的上述中心轴的周围，借助上述主旋转体的旋转使上述第一磁铁和上述第二磁铁的相对位置向上述主旋转体的旋转方向进行位移，并通过在上述第一磁铁与上述第二磁铁之间产生的斥力来产生反弹力。
在本发明的旋转动力增强装置中，上述反弹力产生机构可具有作为上述反弹力产生部件的弹簧，借助上述主旋转体的旋转使上述弹簧进行位移，并通过产生位移的弹簧来产生反弹力。
本发明的旋转动力增强装置可包括：驱动齿轮，将上述主轴的上述中心轴作为中心来进行旋转；固定齿轮，固定于上述主轴；卫星齿轮，沿着上述主轴的上述中心轴和其它中心轴的周围进行旋转；配重，被由上述卫星齿轮的中心轴所支撑的配重臂支撑，上述配重沿着上述卫星齿轮的中心轴的周围进行旋转；以及齿轮壳，与上述驱动齿轮固定为一体，用于收容上述固定齿轮和上述卫星齿轮。
在本发明的旋转动力增强装置中，上述主旋转体可具有椭圆形状的球移动箱，在上述椭圆形状的球移动箱的内部具有划分弹簧，上述椭圆形状用于收容球摆。
在本发明的旋转动力增强装置中，上述主旋转体可具有用于收容球摆的弓形状的球摆动箱，在形成于弓形状的内部的凹部暂时保留支撑球摆。
并且，在本发明的旋转动力增强装置中，在上述主轴和其它副轴可具有螺旋弹簧。
本发明的旋转式动力产生器可具有上述旋转动力增强装置和旋转动力输出装置，上述旋转动力输出装置与上述主旋转体相连接，伴随上述主旋转体的旋转输出旋转动力。
本发明的发电机可具有上述旋转动力增强装置和发电装置，上述发电装置与上述主旋转体相连接，伴随上述主旋转体的旋转产生电力。
发明的效果
根据本发明可提供如下的旋转动力增强装置、具有其的旋转式动力产生器及发电机，即，上述旋转动力增强装置既可连续地产生电力，又可飞跃性提升借助旋转而获得的电力的发电效率。
附图说明
图1为示出本发明第一实施方式的具有磁铁的旋转动力增强装置的图。
图2的(a)部分为示出第一实施方式的旋转动力增强装置中的在磁铁架内具有电磁铁的情况的结构的图，图2的(b)部分为在磁铁架内具有永久磁铁的情况的结构的图。
图3的(a)部分至图3的(c)部分为示出第一实施方式的旋转动力增强装置的转子的旋转的图。
图4为示出本发明第二实施方式的具有弹簧的旋转动力增强装置的图。
图5的(a)部分为示出第二实施方式的旋转动力增强装置中的卷绕弹簧的结构的图，图5的(b)部分为示出松开弹簧的结构的图。
图6为示出第二实施方式的旋转动力增强装置中的凸轮杆的结构的图。
图7为示出本发明的第三实施方式的具有重力齿轮的旋转动力增强装置的图。
图8为从箭头方向观看图7中所示的旋转动力增强装置的剖视图。
图9的(a)部分为示出第三实施方式的旋转动力增强装置的驱动原理的图，图9的(b)部分为示出通过配重的最大扭矩的位置的结构的图，图9的(c)部分为示出通过配重的最小扭矩的位置的结构的图。
图10的(a)部分为示出本发明第四实施方式的具有球摆移动箱的旋转动力增强装置的正面的图，图10的(b)部分为示出侧面的图。
图11的(a)部分至图11的(c)部分为示出第四实施方式的旋转动力增强装置的球摆和移动箱的动作原理的图。
图12的(a)部分为示出本发明第五实施方式的具有球摆摆动箱的旋转动力增强装置的正面的图，图12的(b)部分为示出侧面的图。
图13为示出第五实施方式的旋转动力增强装置的球摆摆动箱的结构的图。
图14的(a)部分至图14的(c)部分为示出第五实施方式的旋转动力增强装置的球摆和摆动箱的动作原理的图，图14的(d)部分为示出球摆的轨迹的图。
图15的(a)部分为从顶部观看第六实施方式的旋转动力增强装置的图，图15的(b)部分为从正面观看第六实施方式的旋转动力增强装置的图。
图16为示出螺旋弹簧的设置结构的图。
图17的(a)部分至图17的(b)部分为示出第六实施方式的旋转动力增强装置的动作原理的图。
图18为示出作为驱动马达而使用步进马达时的马达控制和配重的运动的图。
具体实施方式
以下说明本发明实施方式的旋转动力增强装置、具有上述旋转动力增强装置的旋转式动力产生器及发电机。
第一实施方式
图1示出本发明第一实施方式的旋转动力增强装置100。
第一实施方式的旋转动力增强装置100包括：主轴103；主旋转体106(以下，也称为“转子”)，沿着主轴103的周围旋转；多个配重111、115，被主轴103轴支撑，可沿着主轴103的周围旋转；磁铁130，设置于主旋转体106，可沿着主旋转体106旋转的中心轴的周围进行旋转；磁铁架126，以与使旋转体106旋转的中心轴呈同心圆形状的方式配置；以及磁铁121、123，设置于磁铁架126内。
相对于使主旋转体106旋转的中心轴，磁铁架126与磁铁130相同地以同心圆形状配置，以从两侧夹住磁铁130，上述磁铁架126固定于框架101。
第一实施方式的旋转动力增强装置100具有磁铁130和反弹力产生机构118，上述反弹力产生机构118通过在磁铁121或磁铁123之间产生的斥力来产生反弹力。
第一实施方式的旋转动力增强装置100利用配重的下降力矩和使反弹力产生机构118产生的磁铁的反弹力来使旋转动力扩增。
以下，对第一实施方式的旋转动力增强装置进行更详细的说明。
在第一实施方式的旋转动力增强装置100中，主轴103的中心轴经过轴承水平设置于框架101。主轴103可将其中心轴作为中心来进行旋转，并且为了向本实施方式的装置施加起动转矩或者取出轴输出而使用。旋转体106沿着与主轴103共同的旋转中心轴的周围旋转。由此，旋转体106沿着主轴103的周围旋转。
配重111、115为安装于配重臂112、116的前端的摆子。这种配重通过配重臂固定于主轴，并与主轴一同旋转。各配重臂的长度以互不相同地特定的长度设置。在本实施方式中，例如，针对配重A111的配重臂112和配重B115的配重臂116的长度，以配重A的臂的长度：配重B的臂的长度＝2：1设定。并且，配重可由具有重量的物质形成。在本实施方式中，例如，配重为铁质配重。
在配重臂112、116中，当各个配重臂112、116上升时，为了缓解妨碍主轴103的旋转力的现象，优选地，配重臂112、116以特定的开放角度TH1设置。在本实施方式中，例如，配重臂112、116的特定的开放角度TH1设定为110度。
然后，对通过磁铁的反弹力产生的反弹力产生机构118进行说明。
保留磁铁130的转子106固定于主轴103，并与主轴103一同旋转。在保留于转子106的磁铁130中，例如，使用永久磁铁131。转子106以不妨碍配重臂112、116的旋转的方式配置。而且，磁铁130为永久磁铁131的情况下，存在多个永久磁铁131，这些多个永久磁铁131以相对主轴在同心圆上按均等间距整体上呈扇形的方式配置。优选地，永久磁铁131的扇形配置角度(两端部的永久磁铁131的各中心与中心轴形成的角度)与各配重臂112、116的开放角度TH1相同。还可将磁铁130作为电磁铁使用。
图2的(a)部分至图2的(b)部分为从图1的A方向观看的图。图2的(a)部分示出本实施方式的旋转动力增强装置中的在磁铁架内具有作为磁铁a121的电磁铁时的结构，图2的(b)部分示出在磁铁架内具有作为磁铁b123的永久磁铁时的结构。
如图1及图2的(a)部分至图2的(b)部分所示，当转子106旋转时，磁铁架126配置于从两侧夹住转子的位置。相对主轴103，配置磁铁架126的位置为，使配重A111和配重B115的各重力产生本实施方式的装置旋转方向和逆方向的旋转力矩的位置。具体地，在图1中，磁铁架126的位置优选为从表的0时至8时的位置。
在磁铁架126内配置作为电磁铁的磁铁a121或作为永久磁铁的磁铁b123。磁铁a121或磁铁b123按扇形等间距配置，以与作为永久磁铁的转子内的磁铁130形成同心圆。此时，当磁铁130通过磁铁架126内时，磁铁架126内的磁铁a121或磁铁b123分别被布置为面对与转子内的磁铁130相同的极。
如图2的(a)部分所示，当在磁铁架126内设置有作为电磁铁的磁铁a121时，优选地，转子106和磁铁架126被配置为相互平行地接近。
如图2的(b)部分所示，当在磁铁架126内设置作为永久磁铁的磁铁b123时，为了缓解在转子106内的永久磁铁旋转并接近时产生的反弹，优选地，磁铁架126相对主轴103配置为日本语中的“ハ”字形状，以使磁铁架126之间的距离随着远离主轴103变窄。当磁铁架126以日本语中的“ハ”字形状配置于主轴103时，优选地，磁铁b123和磁铁架126内的永久磁铁的相对的面也配置成平行。
参照图3的(a)部分至图3的(c)部分，对第一实施方式的旋转动力增强装置的动作进行说明。
对配重A111和配重B115向旋转方向均施加重力，在向旋转方向产生旋转力矩的位置中，通过施加于配重A111和配重B115的重力使旋转运动加速。
在与磁铁架126内的磁铁a121或磁铁b123相近的位置中，配重A111相对旋转方向具有最大值的旋转力矩，因此即使在转子内的磁铁与磁铁架内的磁铁之间产生斥力，转子内的磁铁131也可使转子106向旋转方向压入磁铁架126之间。(参照图3的(a)部分)
在配重A111产生旋转方向和逆旋转力矩的位置中，激励作为电磁铁的磁铁a121，以成为与转子106内的永久磁铁的面相同的极，由此可通过在磁铁a121与转子106内的磁铁130之间产生的斥力来维持旋转。此时，通过配重B115的惯性产生的力也鼓励旋转(参照图3的(b)部分)。
在配重B115产生旋转方向和逆旋转力矩的位置中，配重A111的配重臂112长于配重B115的配重臂116。由此，配重A111和配重臂112的旋转力矩与配重B115和配重臂116的旋转力矩的差值有助于维持旋转。(参照图3的(c)部分)
如上所述，第一实施方式的旋转动力增强装置可利用配重的下降力矩和磁铁的反弹力来扩增旋转动力。即，通过赋予较少的启动能量来几乎连续地进行发电，并且，可提供飞跃性提升通过旋转获得的电力的发电效率的旋转动力增强装置。
第二实施方式
图4示出本发明的第二实施方式的旋转动力增强装置200。
第二实施方式的旋转动力增强装置200以特定的配置包括：主轴203；主旋转体206，沿着主轴203的周围旋转，上述主旋转体206为旋转对象；配重211和配重臂212，被主轴203轴支撑，上述配重211和配重臂212构成主旋转体206的一部分，并沿着上述主轴203的周围旋转；齿轮a221，与上述配重211和配重臂212相同地被轴支撑；齿轮b222，以能够在上述中心轴203上进行自由旋转的方式设置；螺旋弹簧形状的弹簧231，设置于齿轮b222；凸轮机构250，以卷绕弹簧231的方式固定齿轮b222以及以开放弹簧231的方式松开齿轮b222；以及齿轮a’223和齿轮b’224，接收用于回绕弹簧231的旋转力。
即，第二实施方式的旋转动力增强装置具有反弹力产生机构230，上述反弹力产生机构230通过在卷绕后待返回的弹簧231来产生反弹力。
第二实施方式的旋转动力增强装置利用配重的下降力矩和通过反弹力产生机构230产生的弹簧的反弹力来扩增旋转动力。
以下，对第二实施方式的旋转动力增强装置进行更详细的说明。
主轴203可进行旋转，并且以使其旋转中心轴通过轴承204平行于框架201的方式设置。主轴203为了向本实施方式的装置施加起动转矩或者取出轴输出而使用。
如图4及图5的(a)部分至图5的(b)部分所示，齿轮a221和齿轮a’223具有相同的节圆直径和模块，齿轮b222和齿轮b’224具有相同的节圆直径和模块，并且它们的厚度不同。齿轮a221以固定于主轴203的方式设置。另一方面，齿轮b222以相对主轴203进行旋转的方式设置。
如图5的(a)部分至图5的(b)部分(图5为从图4的Z方向观看的图)所示，在齿轮b222上设置齿轮b销242，在主轴203上设置主轴销241。以如下的方式配置弹簧231，即，使弹簧231的端部保留在齿轮b销242和主轴销241，使弹簧231的螺旋部的中心与主轴203相一致。
参照图4，若展示弹簧231，则在齿轮b222设置弹簧231，以使螺旋部的中心与主轴203相一致。
图6示出凸轮机构250的结构。如图6所示，凸轮251固定于主轴203。并且，在齿轮b222中相对主轴203以同心圆形状穿孔有用于收容凸轮杆253的孔254。在配重A211向旋转方向产生有效的旋转力矩的位置中，通过作用于配重A211的重力鼓励配重A211的旋转。并且，在该位置中，齿轮b222经过凸轮251并通过凸轮杆253固定于主轴203上，因此弹簧231由主轴销241卷绕。在本实施方式中，例如，弹簧231卷绕180度。
在配重A211产生对旋转方向不利的旋转力矩的位置中，通过凸轮251从齿轮b222拔出凸轮杆253，因此齿轮b222借助弹簧231的开放力并通过齿轮销向旋转方向获得旋转力。
在本实施方式中，凸轮杆253通过止推轴承256和向心止推轴承257设置于框架201。止推轴承256向止推方向移动，另一方面，向心止推轴承257承受副轴261的旋转力及向轴方向的推力负荷。如此，向轴承方向止推副轴261，由此使齿轮b222及齿轮a’223相啮合。在配重A211产生不利于旋转方向的旋转力矩的位置中，通过凸轮251移动副轴261，由此以使齿轮b222和齿轮a’223相啮合的方式移动。插入凸轮251的槽的凸轮销252使凸轮杆253移动(在图5中，向左右移动凸轮杆253)，由此使齿轮相互啮合或者开放。
齿轮a’223和齿轮b’224均固定于副轴261。并且，齿轮b’224和主轴203上的齿轮a221以始终相啮合的方式设置。因此，使齿轮a221和齿轮a’223的旋转同步。若适当地设置凸轮251的槽，则在通过凸轮251从齿轮b222脱离凸轮杆253时，齿轮b222和齿轮a’223相啮合。由此，弹簧231的开放力通过齿轮b222传递至齿轮a’223，并且可获得向旋转方向提升配重211的力。
如此，在第二实施方式的旋转动力增强装置中，在配重A向旋转方向产生有效的旋转力矩的位置中，通过作用于配重A的重力，在配重A产生不利于旋转方向的旋转力矩的位置中，可通过弹簧的伸缩反力旋转配重来获得有效的旋转力。
如上所述，第二实施方式的旋转动力增强装置可利用配重的下降力矩和弹簧的伸缩反力来扩增旋转动力。即，通过赋予低启动能量来几乎连续地进行发电，并且，可提供飞跃性提升通过旋转获得的电力的发电效率的旋转动力增强装置。
第三实施方式
图7示出本发明第三实施方式的旋转动力增强装置300。
第三实施方式的旋转动力增强装置300包括：齿轮壳323，固定于沿着主轴303的周围旋转的作为旋转对象的旋转体；1个齿轮，固定于主轴，并设置于沿着主轴的周围旋转的齿轮壳323内；卫星齿轮328，设置于齿轮壳323内，沿着主轴303和其它卫星齿轮轴的周围旋转；以及配重311，沿着卫星齿轮轴的周围旋转。
第三实施方式的旋转动力增强装置利用配重的下降旋转力矩和齿轮的组合在产生旋转力的有利的位置中旋转配重，从而持续旋转。
在第三实施方式的旋转动力增强装置300中，驱动齿轮321和齿轮壳323形成一体，在向装置施加起动转矩的情况下或者从装置取出轴输出的情况下使用驱动齿轮321。
主轴303通过固定金属部件水平地固定于框架301。在齿轮壳323内以组合的方式设置固定齿轮324、惰轮325(齿轮)及卫星齿轮328。旋转主轴的周围的驱动齿轮321、齿轮壳323及固定齿轮324固定于主轴，由此构成沿着主轴的周围旋转的主旋转体306(转子)。
固定齿轮324与卫星齿轮328的节圆直径及模块相同。并且，优选地，固定齿轮324与卫星齿轮328的厚度也相同。惰轮325与不同模块的齿轮相一致。
然后，参照图9的(a)部分至图9的(c)部分，对第三实施方式的旋转动力增强装置的动作和产生驱动力的结构进行说明。
图9的(a)部分为示出第三实施方式的旋转动力增强装置的配重311和配重臂312的旋转动作的1周期的各位置。
卫星齿轮328固定于卫星齿轮轴341，并将这种卫星齿轮轴341作为中心轴来进行旋转。而且，在固定卫星齿轮328的卫星齿轮轴341固定配重臂312，并将卫星齿轮轴341作为配重臂312的旋转中心轴来使配重臂312和设置于配重臂312的前端的配重311旋转。
固定齿轮324与卫星齿轮328的轮齿的结构相同，因此不受惰轮325的节距圆的影响。由此，相对作为卫星齿轮328的中心轴的卫星齿轮轴341，即使使齿轮壳323位于任一旋转位置也不会改变配重臂312的长度方向与水平面形成的角度。即，即使使齿轮壳323位于任一旋转位置也不会改变相对于卫星齿轮轴341的配重臂312的长度方向水平面的设置角度，相对于卫星齿轮轴341的配重臂312的长度方向水平面保存初始设定的设置角度。
如图9的(a)部分所示，在第三实施方式的旋转动力增强装置中，当配重311和齿轮壳323进行旋转时，配重311沿着配重重心轨迹353旋转。
如上所述，即使使齿轮壳323位于任一旋转位置，也不会改变相对于卫星齿轮轴341的配重臂312的长度方向水平面的设置角度，相对于卫星齿轮轴341的配重臂312的长度方向水平面保存初始设定的设置角度。
由此，保留相对配重臂312的长度方向水平面的角度，因此将主轴303作为基准来使配重311及配重臂312的旋转力矩相对旋转方向成为0或正值。
图9的(b)部分示出配重311相对齿轮壳323的旋转方向产生最大的旋转力矩的位置。
并且，图9的(c)部分示出配重311相对齿轮壳323的旋转方向产生最小的旋转力矩的位置。即使位于产生最小的旋转力矩的位置，也不会使相对旋转方向的旋转力矩的值成为负值。因此，在本实施方式的旋转动力增强装置中，相对主轴303，不会产生使配重311产生旋转方向和逆方向的旋转力矩的现象。
如上所述，在配重重心轨迹353的各个位置中，从主轴心303(主轴)方面来说，配重311位于相对旋转方向旋转力矩成为0或正数的位置。由此，齿轮壳323和驱动齿轮321可获得优秀的旋转效率。
如上所述，第三实施方式的旋转动力增强装置可利用配重下降力矩和齿轮的组合来扩增旋转动力。即，通过赋予较少的启动能量来几乎连续地进行发电，并且，可提供飞跃性提升通过旋转获得的电力的发电效率的旋转动力增强装置。
第四实施方式
图10的(a)部分至图10的(b)部分示出本发明第四实施方式的旋转动力增强装置400。
第四实施方式的旋转动力增强装置400包括：圆盘状转子406，在作为旋转对象的旋转体的中心轴403的位置被轴支撑；球摆移动箱411，固定于圆盘状转子406，用于收容球摆415；以及划分弹簧412，设置于球摆移动箱411的内部。
在第四实施方式的旋转动力增强装置400中，在内部具有划分弹簧412的球摆移动箱411内收容球摆415，可通过利用球摆415的重力和离心力来扩增旋转动力。
在第四实施方式的旋转动力增强装置400中，成为中心轴的主轴403通过轴承404水平地设置于框架401。主轴403为了向本实施方式的装置施加起动转矩或者取出轴输出而使用。
球摆415以球形状由具有重量的物质形成。在本实施方式中，例如，球摆415为铁球。
球摆移动箱411由可承受球摆415的移动的材料形成。从图10的(a)部分的正面观看时，球摆移动箱411呈椭圆形状。球摆415可沿着上下方向容易地进行移动。并且，如图10的(b)部分所示，在前后方向中，可减少球摆移动箱411的壁面和球摆415的间隙。
如图10的(a)部分所示，在椭圆形状的球摆移动箱411的曲率温和的椭圆形内表面固定划分弹簧412。划分弹簧412由即使通过球摆415施加重复荷载也可承受的材料形成。优选地，划分弹簧412的前端部分的弹簧反弹力以小于划分弹簧412的固定根部的弹簧反弹部分的方式形成。在本实施方式中，例如，划分弹簧412由不锈钢弹簧材料形成。
根据图11的(a)部分至图11的(b)部分，对第四实施方式的旋转动力增强装置的球摆415和球摆移动箱411的动作进行说明。
如图11的(a)部分所示，当圆盘状转子406沿着旋转方向旋转时，在圆盘状转子中心铅垂线421的附图右侧，球摆移动箱411内的球摆415在图11的(a)部分的位置A通过重力及离心力向球摆移动箱411的壁面施加压力。而且，圆盘状转子406进行进一步旋转，若球摆415从圆盘状转子中心铅垂线421的附图左侧进入，球摆在图11的(a)部分的位置B中在被划分弹簧412完成提升后向球摆移动箱411的壁面下方下降。然后，球摆415在图11的(a)部分的位置C中通过重力和惯性力沿着球摆移动箱411的壁面移动，并与圆盘状转子406一同进行旋转。
图11的(c)部分示出第四实施方式的旋转动力增强装置中的球摆415地轨迹。
如图11的(c)部分的球摆415的轨迹所示，施加于球摆415的主轴403的旋转力矩的圆盘状转子中心铅垂线421的附图右侧大于附图左侧。由此，在第四实施方式的旋转动力增强装置中，可通过适当地选择旋转球摆415的重力有效作用的旋转数，由此提高圆盘状转子406的旋转效率，并且大幅度扩增圆盘状转子406的旋转动力。
第五实施方式
图12的(a)部分至图12的(b)部分示出本发明第五实施方式的旋转动力增强装置500。
第五实施方式的旋转动力增强装置500包括：圆盘状转子506，在作为旋转对象的旋转体的中心轴503的位置被轴支撑；球摆摆动箱511，固定于圆盘状转子506，用于收容球摆515，在球摆摆动箱511的内部具有球摆收容部514。
在第五实施方式的旋转动力增强装置500中，可在形成于球摆摆动箱511的内部的弓形状的弦、弧、弦与弧交叉的交点附近的凹部形状内收容球摆515，并利用球摆515的重力和离心力来扩增旋转动力。
在第五实施方式的旋转动力增强装置500中，成为中心轴的主轴503通过轴承504水平设置于框架501。主轴503为了向本实施方式的装置施加起动转矩或者取出轴输出而使用。
球摆515以球形状由具有重量的物质形成。在本实施方式的旋转动力增强装置中，例如，球摆515为铁球。
球摆摆动箱511由可承受球摆515的移动的材料形成。当从图12的(a)部分的正面观看时，球摆515可沿着上下方向容易地进行移动。并且，如图12的(b)部分所示，在前后方向中，可减少球摆摆动箱511的壁面和球摆515的间隙。
如图13所示，在本实施方式的旋转动力增强装置的球摆摆动箱511中，在弓形状的弦与弧交叉的交点，即，在球摆摆动箱511的内周部512和外缘部513的交点的一侧附近具有凹部。这种凹部为用于暂时保留支撑球摆的球摆收容部514。
对第五实施方式的旋转动力增强装置中的球摆和球摆移动箱的动作进行说明。
如图14的(a)部分至图14的(c)部分所示，圆盘状转子506向旋转方向进行旋转。此时，如图14的(b)部分所示，球摆动箱511内的球摆515在圆盘状转子中心铅垂线521的附图右侧通过重力及离心力向球摆动箱511的外缘部513的弧形状壁面施加压力。而且，若圆盘状转子506进一步进行旋转来使球摆515从圆盘状转子中心铅垂线521的附图左侧进入，则如图14的(c)部分所示，球摆515倾斜至球摆动箱511的球摆收容部514，并与转子506一同旋转。如此，在第五实施方式的旋转动力增强装置中，球摆515沿着图14的(d)部分所示的球摆地轨迹移动。
如图14的(d)部分的球摆的轨迹所示，作用于球摆515的主轴的旋转力矩的圆盘状转子中心铅垂线521的附图右侧大于附图左侧。由此，在第五实施方式的旋转动力增强装置中，可通过适当地选择时球摆515的重力有效作用的旋转数来提高圆盘状转子506的旋转效率，并且大幅度扩增圆盘状转子506的旋转动力。
第六实施方式
图15的(a)部分为从顶部观看本发明第六实施方式的旋转动力增强装置600的图，图15的(b)部分为从正面观看第六实施方式的旋转动力增强装置600的图。
第六实施方式的旋转动力增强装置600包括：作为旋转对象的中心轴603；配重611，被上述中心轴603轴支撑，上述配重611可进行旋转；主轴齿轮607，与配重611相同地被中心轴603轴支撑；副轴齿轮626，被副轴625轴支撑，上述副轴齿轮626与主轴齿轮607相啮合来传递副轴625的旋转力；弹簧壳631及弹簧壳齿轮632，被副轴625轴支撑，并沿着副轴625的周围自由地旋转；以及螺旋弹簧634，固定于副轴625及弹簧壳齿轮632。弹簧壳631借助驱动马达651并通过驱动传动齿轮628及速度调节齿轮629断断续续地旋转。
第六实施方式的旋转动力增强装置600通过配重611的下降力及旋转力卷绕螺旋弹簧634，并将使弹簧634待返回的旋转力作为配重611的上升力的结构来扩增旋转动力，并且通过连续地发电电力来提高通过旋转获得的电力的发电效率。
以下，对第六实施方式的旋转动力增强装置进行更详细的说明。
在第六实施方式的旋转动力增强装置600中，成为旋转体600的中心轴的主轴603通过轴承水平设置于框架601。在主轴603轴支撑有配重611、配重臂612及主轴齿轮607。主轴603为了向本实施方式的装置施加起动转矩或者取出轴输出而使用。
配重611由具有重量的物质形成。在本实施方式中，例如，配重611为铁质配重。
主轴齿轮607与轴支撑于副轴625的副轴齿轮626相啮合。副轴625通过轴承b622水平设置于框架601。
图16示出螺旋弹簧634的设置结构。螺旋弹簧634收容于弹簧壳631。螺旋弹簧634的中心部固定于副轴625，螺旋弹簧634的外周端部固定于弹簧壳631。并且，弹簧壳631及弹簧壳齿轮632被设置为可通过轴承623将副轴625作为中心轴来进行自由旋转。
弹簧壳齿轮632借助驱动马达651并通过驱动传动齿轮628及速度调节齿轮629断断续续地旋转。驱动马达651与马达控制箱661相连接。并且，检测主轴603的旋转的旋转传感器663也与马达控制箱661相接触。
图17的(a)部分至图17的(b)部分示出第六实施方式的旋转动力增强装置的动作原理。图17的(a)部分示出弹簧壳齿轮632与配重611同步旋转的状态，图17的(b)部分示出在停止弹簧壳631后卷绕设置于弹簧壳631内的螺旋弹簧634的状态。
在第六实施方式的旋转动力增强装置600中，启动时的配重611的位置优选为弹簧壳齿轮632与配重611同步旋转的状态下的图17的(a)部分所示的配重611的位置。优选地，弹簧壳631通过驱动马达651旋转卷绕1次至2次，并在向螺旋弹簧634蓄积反弹力的状态下进行启动。
在第六实施方式的旋转动力增强装置600中，优选地，将齿轮基准节距圆直径设置成弹簧壳齿轮632>副轴齿轮626>主轴齿轮607来产生轮轴效果，由此减少向驱动马达651施加的负载。
在第六实施方式的旋转动力增强装置中，在旋转多次配重的过程中，按加速区域、等速区域及减速区域的顺序控制驱动马达，并且，终止驱动马达的旋转并同时使通电最小化。在图15至图18所示的实施例中，例如，在旋转2次配重611的过程中，按加速区域、等速区域及减速区域的顺序控制驱动马达651。而且，在随后的配重611的第三次旋转过程中，终止驱动马达651的旋转并同时使通电最小化。在本实施方式的旋转动力增强装置中，驱动马达651反复进行如此的循环来进行动作。
图18示出作为驱动马达651使用步进马达的情况下的马达控制和配重的运动。并且，虽然在此使用作为驱动马达651而使用步进马达的例子，但驱动马达651也可使用伺服马达。
图17的(a)部分所示的弹簧壳齿轮632与配重611同步旋转的状态表示图18中所示的马达和配重的运动的等速区域653。图17的(b)部分所示的弹簧壳静止状态表示图18中所示的马达和配重的旋转停止通电最低状态655。
在驱动马达651的旋转停止区域655中，根据配重611的下降的旋转力矩优选与最有效的区域同步。
从驱动马达651的减速区域654到旋转停止区域655中，根据旋转速度差异卷绕螺旋弹簧634。在根据配重611的旋转力矩不利于主轴旋转的区域中，通过螺旋弹簧634的反弹力和驱动马达651的加速区域652中的旋转力地合力来鼓励配重611的旋转。
并且，在主轴603的周围可设置旋转传感器663。为了调整配重611及主轴603的旋转数和弹簧壳齿轮632的旋转，可通过安装于马达控制箱661的程序来控制驱动马达651的旋转。
如上所述，在配重产生不利于旋转方向的旋转力矩的位置中利用弹簧的伸缩反力。并且，在驱动马达的静止区域中，使根据配重611的下降的旋转力矩与大区域同步，从而在不存在从驱动马达651的输入的状态下可使配重611维持旋转力。因此，在本实施方式的旋转动力增强装置中，在主轴的连续旋转的过程中，使旋转力矩与大区域同步，由此即使在不存在从驱动马达的输入的状态下也可使配重维持旋转力，从而可达成更有效的发电效率。
可通过任意组合本发明的第一实施方式至第六实施方式的旋转动力增强装置来获得提高主旋转体的旋转效率以及大幅度扩增主旋转体的旋转动力的旋转动力增强装置。即，通过赋予较少的启动能量来几乎连续地进行发电，并且，可提供飞跃性提升通过旋转获得的电力的发电效率的旋转动力增强装置。
可通过具有本发明的实施方式的旋转动力增强装置的结构来获得从主旋转体取出旋转式动力的旋转式动力产生器。
可通过具有本发明的实施方式的旋转动力增强装置的结构来获得从主旋转体取出输出并进行发电的发电机。
附图标记的说明
100：旋转动力增强装置
101：外壳(框架)
103：主轴
104：轴承
106：主旋转体(转子)
111：配重A
112：配重臂
115：配重B
116：配重臂
118：反弹力产生机构
121：磁铁a
123：磁铁b
126：磁铁架
127：磁铁架支架
130：设置于主旋转体(转子)的磁铁
131：永久磁铁
TH1：配重臂之间的设置角度
200：旋转动力增强装置
201：外壳(框架)
203：主轴
204：轴承
206：主旋转体
211：配重
212：配重臂
221：齿轮a
222：齿轮b
223：齿轮a’
224：齿轮b’
230：反弹力产生机构
231：弹簧
241：主轴销
242：齿轮b销
250：凸轮机构
251：凸轮
252：凸轮销
253：凸轮杆
254：凸轮杆收容孔
256：止推轴承
257：向心止推轴承
261：副轴
262：副轴销
263：副轴销引导件
300：旋转动力增强装置
301：外壳(框架)
303：主轴
306：主旋转体(转子)
311：配重
312：配重臂
321：驱动齿轮
323：齿轮壳
324：固定齿轮
325：惰轮
326：惰轮轴
328：卫星齿轮
331：轴承
332：主轴固定金属部件
341：卫星齿轮轴
351：主轴中心铅垂线
352：卫星齿轮中心轨迹
353：配重重心轨迹
400：旋转动力增强装置
401：外壳(框架)
403：主轴
404：轴承
406：圆盘状转子
411：球摆移动箱
412：划分弹簧
415：球摆
421：圆盘状转子中心铅垂线
422：圆盘状转子外缘(真圆)
500：旋转动力增强装置
501：外壳(框架)
503：主轴
504：轴承
506：圆盘状转子
511：球摆摆动箱
512：球摆摆动箱内周部
513：球摆摆动箱外缘部
514：球摆收容部
515：球摆
521：圆盘状转子中心铅垂线
522：圆盘状转子外周圆(真圆)
600：旋转动力增强装置
601：外壳(框架)
603：主轴
607：主轴齿轮
611：配重
612：配重臂
621：轴承a
622：轴承b
623：轴承
625：副轴
626：副轴齿轮
628：驱动传动齿轮
629：速度调节齿轮
631：弹簧壳
632：弹簧壳齿轮
633：弹簧壳盖
634：螺旋弹簧
641：主轴齿轮基准节距圆
642：副轴齿轮基准节距圆
643：弹簧壳齿轮基准节距圆
644：驱动传动齿轮基准节距圆
645：速度调节齿轮基准节距圆
651：驱动马达
652：加速区域
653：等速区域
654：减速区域
655：旋转停止·通电最低
656：同时旋转配重和弹簧壳齿轮
657：仅旋转配重
661：马达控制箱
663：旋转传感器

Claims (17)

1.一种旋转动力增强装置，其特征在于，包括：
主轴，水平设置有中心轴；
主旋转体，被上述主轴支撑，能够沿着上述主轴的上述中心轴的周围旋转；
反弹力产生机构，设置于上述中心轴的周围，具有能够在上述中心轴的周围实现位移的反弹力产生部件，上述反弹力产生机构借助上述主旋转体的旋转使上述反弹力产生部件发生位移来产生反弹力，并使上述主旋转体旋转。
2.根据权利要求1所述的旋转动力增强装置，其特征在于，上述主旋转体具有能够沿着上述中心轴的周围进行旋转的至少1个配重。
3.根据权利要求1或2所述的旋转动力增强装置，其特征在于，上述反弹力产生机构具有第一磁铁和第二磁铁，上述第一磁铁和第二磁铁作为上述反弹力产生部件，以具有相同圆心的方式配置于上述主轴的上述中心轴的周围，借助上述主旋转体的旋转使上述第一磁铁和上述第二磁铁的相对位置向上述主旋转体的旋转方向进行位移，并通过在上述第一磁铁与上述第二磁铁之间产生的斥力来产生反弹力。
4.根据权利要求3所述的旋转动力增强装置，其特征在于，上述第一磁铁以在上述中心轴的同心圆上呈扇形的方式设置于上述主旋转体，上述第一磁铁与上述主轴一同沿着规定方向进行旋转，当上述第一磁铁沿着规定方向进行旋转并到达产生与上述主旋转体的旋转力矩之间的逆旋转力矩的规定位置时，上述第二磁铁在中间隔着上述第一磁铁的位置上以在上述中心轴的同心圆上呈扇形的方式配置于磁铁架。
5.根据权利要求3或4所述的旋转动力增强装置，其特征在于，上述第一磁铁为永久磁铁，上述第二磁铁为电磁铁。
6.根据权利要求3或4所述的旋转动力增强装置，其特征在于，上述第一磁铁和上述第二磁铁均为永久磁铁。
7.根据权利要求1或2所述的旋转动力增强装置，其特征在于，上述反弹力产生机构具有作为上述反弹力产生部件的弹簧，借助上述主旋转体的旋转使上述弹簧进行位移，并通过产生位移的弹簧来产生反弹力。
8.根据权利要求7所述的旋转动力增强装置，其特征在于，上述反弹力产生机构具有螺旋弹簧，上述螺旋弹簧以螺旋部的中心与上述主轴的上述中心轴相一致的方式配置。
9.根据权利要求8所述的旋转动力增强装置，其特征在于，上述反弹力产生机构具有凸轮机构，用于卷绕或松开上述螺旋弹簧。
10.根据权利要求9所述的旋转动力增强装置，其特征在于，上述凸轮机构具有齿轮、凸轮以及凸轮杆。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的旋转动力增强装置，其特征在于，包括：
驱动齿轮，将上述主轴的上述中心轴作为中心来进行旋转；
固定齿轮，固定于上述主轴；
卫星齿轮，沿着上述主轴的上述中心轴和其它中心轴的周围进行旋转；
配重，被由上述卫星齿轮的中心轴所支撑的配重臂支撑，上述配重沿着上述卫星齿轮的中心轴的周围进行旋转；以及
齿轮壳，与上述驱动齿轮固定为一体，用于收容上述固定齿轮和上述卫星齿轮。
12.根据权利要求11所述的旋转动力增强装置，其特征在于，上述固定齿轮和上述卫星齿轮的轮齿的结构相同，
即使上述齿轮壳位于任意位置，也不会改变相对于上述卫星齿轮的中心轴的配重臂的设置角度。
13.根据权利要求1至10中任一项所述的旋转动力增强装置，其特征在于，上述主旋转体具有椭圆形状的球移动箱，在上述椭圆形状的球移动箱的内部具有划分弹簧，用于收容球摆。
14.根据权利要求1至10中任一项所述的旋转动力增强装置，其特征在于，上述主旋转体具有用于收容球摆的弓形状的球摆动箱，在形成于弓形状的内部的凹部暂时保留支撑球摆。
15.根据权利要求1至10中任一项所述的旋转动力增强装置，其特征在于，在上述主轴和其它副轴设置有螺旋弹簧。
16.一种旋转式动力产生器，其特征在于，包括：
根据权利要求1至15中任一项所述的旋转动力增强装置；以及
旋转动力输出装置，与上述主旋转体相连接，伴随上述主旋转体的旋转来输出旋转动力。
17.一种发电机，其特征在于，包括：
根据权利要求1至15中任一项所述的旋转动力增强装置；以及
发电装置，与上述主旋转体相连接，伴随上述主旋转体的旋转来产生电力。
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