CN1105422A - 地球/陀螺电力转换器 - Google Patents

Abstract

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。

Description

地球/陀螺电力转换器

地球储存的旋转惯性动能足以为世界以目前的使用率提供100,000,000年的动力。目前仅用于确定方位的陀螺仪可以被构成用来以与在法国西海岸以潮汐为动力的潮汐发电机相似的原理开发该能量。

尽管有相反的错误观点，但计算明确表明能量可以从地球动能直接转变成电能而不违反物理定理。这一系统看来似乎违反了能量和动量守恒定律，但不可争辩的事实是系统获得的能量是由地球旋转动能的减少(更长的地球日)来平衡的，并且旋转角动量的损失与轨道动量的增加平衡。这是通过与地球的旋转和地球的轨道运动，即：地球的直径和轨道增加距离共有的联接部件来实现的。

本发明的陀螺发电机系统类似于潮汐发电机，两个系统均把行星体的动能转变成电力，行星角动量按照它们各自的定律调整能量和动量两者的守恒。潮汐发电机以水电的方式从太阳/月亮引起的潮汐的特别高的涨潮和落潮来取得能量。但是传统的水电发电转换最终从太阳旋转来取得动力，而潮汐转换则从月亮轨道和地球以太阳为基准的旋转及月亮轨道来开发能量，并伴有因球体偏心能量和动力增加而产生的功能损失。

在1992年9月8日以地球/陀螺电力转换器的名称提出申请的、序列号为872,513，美国专利号为＿＿＿＿＿优先权文件中可以找到用已被接受的物理和陀螺公式的支持计算和详细的其它物体之间的能量和动量转换。

另一种与能量守恒有关的错误观点可能已经妨碍了用陀螺方式发电的发展。当一转矩作用于陀螺转子轴上时，为能产生电力，该转子转轴将进动(precess)，一直到与地球极轴(earth’s polar axis)成一直线，在该点上，陀螺处于“框架自锁”(gimbal lock)，并且不进一步进动(因此没有更多的能量产生)。因此，陀螺发电机的电力输出冲程仅限制在小于180度的范围，而且只有在进入系统用来对陀螺转子重新定位的能量大于动力冲程期间取得的能量时，从直觉上才认为过程是可以重复的。

用一种有效的方法来使转子复位以在一个完整的周期内产生净能量增益是可行的。施加于转子上的使转子返回通过动力冲程路径的强力将简单地把所有先前取得的输出能量用完，加上系统的损耗，结果系统处于负净能量输出。这种无效的动力产生原理仅是再使转子方位到初始位置的一种方法。

检查用于推导工作的矢量乘法(vector multiplication)的乘积可以发现获得能量有效转子还原冲量的成功方法的线索，并把它应用于陀螺仪动作中。能量等于力(或转矩)乘以其移动的距离，即E＝F×d(或者E＝T×Q)。功率等于力(或转矩)乘以施加的力的(或转矩)速度，即P＝F×V(或者T×dQ/dt)。等式中用于能量和功率的两个因素均为矢量，必须相互之间成一直线，或者有成为一直线的分量才能产生或消耗功率。等式中一个因素无论如何大，如果另一个为零，或者完全垂直于另一个因素，则无论是数学分析还是实验结果，均能量或功率被产生、转换或损耗。这一与陀螺仪进动运动和引起进动的转矩的单纯垂直关系关联的现象对实现转子在无能量输入的情况下重新定位是有用的。理论上，施加一个绕安装在地面上的陀螺的赤道平面内的轴的再定位转矩所消耗的能量很小，而转子能进动返回到其动力冲程的起始位置。

另一种开发陀螺发电机的障碍是如何对待陀螺动力输出的特性等式的性质。对于较小的陀螺，在实际可以实现的条件下该等式显示出负能量输出。但是因为在其它因素相同的情况下，潜在的动力输出与转子半径的十五次方成比例，所在较大陀螺的结果是完全不同的。

本发明的装置克服了上述的困难，并且在连续的基础上从行星动能中提供有用的电力。在实践中，所描述的装置通常是装备有转换器的由地球提供动力、协作定向以提供不同断输出电压的陀螺的多个单元阵列之一，虽然间断输出如果有用的话，例如对电池充电，也可以用单个单元。

在运转时，陀螺仪的转子在很短的时间内完成一个周期，每个周期有两个状态。首先，在动力状态，转子为对发电机负载起作用，从起始方向进行到平行于地球极轴的方位，在该点上，转子进入稳态(支架自锁)，无进一步的进动反抗转矩。发电机(转换器)既引起转子进动，还被进动有效地驱动。

周期的第二状态是还原状态，在该期间，必须向系统返还少量能量以使转子返回到起始的与极轴不平行的方位，准备另一个动力输出冲程。

在构造上，陀螺具有传统的内、外支架和转子，安装在一固定的框架内。外支架被以平行于地球极轴的轴安装在框架内。在动力冲程期间，在外支架绕极轴作可以看见的相对于框架的运动时，在外支架和框架之间运转的转换器产生电力。

除了传统的内外支架外，本发明还定义了一个具有一个轴的中间支架，该轴始终位于赤道平面内。在还原冲程期间，安装在外支架的扭矩马达向内支架施加一个绕该轴的再生进动转矩。由扭矩马达施加的两个连续的、方向相反的绕中间支架轴的转矩，被一个从主电力转换器的反转工作产生的瞬态转矩及时分开，以推动转轴穿过支架自锁的赤道平面死区，再扰转子返回到起始方位，平稳地进入另一个动力冲程，并且重复上述周期。

从下面的描述和附图可以对本发明有更完全的了解。

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，示出了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，传送至内架轴上的力的作用；

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生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的系统的示意图。

典型的陀螺仪有四个基本部件，包括框架或构架、两个支架和内转子。除上述两个支架轴外，在此揭示的陀螺还有一个用于再生进动的中间支架轴。构架和支架互相嵌套，各构架和支架直接通过轴颈连接到(Journalled)其外部的架体上，同时，其内的架体亦通过轴颈连接到该架之上，而后者的轴线与该架本身的轴线相垂直。这种垂直轴链接的结果是转子轴有三维旋转自由度。转子在定位上完全与其周期的随机干扰无关，并且能使本身在与构架定位无关的空间内保持固定的方位。

对陀螺仪进行讨论所必不可少的两个参照系为“空间”参照系和“地球”参照系。由于地球在空间参照中既施转又沿轨道运行，尽管在地球参照系中地球本身被认为是稳定的和不旋转的，而空间坐标可能是空间的任意方向。由于转子被定向地固定在空间坐标上，而框架被固定在地球坐标上，因此随着地球的旋转，两者将连续地改变它们相互之间的方位。在外支架和框架之间夹有一转换器。当转子对抗下面的地球旋转时，外支架就驱动转换器，因此，陀螺系统就变成了发电机。

当一个干扰转矩垂直作用于转子轴时，转子绕垂直于被施加转矩的轴进动。实际上有关的转矩和运动机构形成旋转，因此确定了旋转轴。进动中的三轴为(1)进动转矩轴，(2)进动运动(motion)轴和(3)转子转轴，所有这些轴有相互垂直的分量。如果不存在三个垂直的矢量分量，则不会产生进动。转矩矢量引起绕垂直于被施加转矩矢量的轴运动(进动)，所以两个相互垂直的转矩和位移矢量的矢量积为零。因此，从理论上来说，极定位转轴(极轴)的赤道转转矩的再生进动不需要能量，可以使转子基本上不用能量就能返回起始位置。

该原理对本发明可工作的用陀螺的惯性能量产生系统是有用的。本发明利用了由地球的旋转惯性质量与速度表示的地球的惯性旋转能，与从陀螺进动转矩产生的反作用力矩一起，从地球和空间稳定指向的陀螺转子以及外支架的相对角动动中产生动力。在三步进动中，把转子回复到动力冲程起始位置，其中两步是基本上不需能量的进动冲程，第三步需要微小的能量输入。

虽然把本发明应用于汽车可能受到行星体运动速度V_s的大的用速度的防碍，但通过把本发明安装在方向稳定的平台的一个轴上就可以克服这一困难。由于外支架极轴的不重合灵敏度为余弦函数，因此可以证明把单轴平面仅固定在弧形方向并在与地球表面相切的平面内旋转是足够的。用跟踪平台方向的方法，通过地球磁场传感器按照公知的技术来驱动伺服控制的平台来伺服控制工作台。通过由控制单元140来监测输出功率和调节输出功率幅度，以把负载和随之产生的进动速率限制在可接受的值来避免加载在本发明基座上的转矩过大。

现在参见本发明的结构，假设感兴趣的用户已经通晓陀螺仪构造和技术资料，或者知道如何查找这种信息。所以在此涉及的材料不包括工程详图。虽然那些文件比增加构造的详图更详细地阐述了理论和数学分析，但还可以再参考美国原始专利中更详尽的分析。

如图4所示，陀螺仪10具有固定在地球30上的外构加12。位于构架12内、可绕平行于地球极轴的轴旋转的是一个外支架14，外支架14由轴承16和32支承。外支架本身支承着在轴承66和86上绕轴59旋转的内支架83。转子52通过其传动轴53的轴颈固定在内支架上。可以用合适的驱动装置来驱动转子，通常是一个由系统输出供电的小功率电动机。内支架83由支承在外支架14上的轴承内的传动轴18可旋转地支承。外支架14被安装得能在合适的轴承16和32内借助传动轴34和36作旋转运动。

轴承16和32包括保持架衬套，用以使外支架14和构架12端壁之间留有空隙，并且把主动力齿轮20设置在传动轴34上。主动力齿轮用键固定在传动轴34上以随传动轴34一起旋转。付齿轮22与齿轮20连接，以使转换器26的传动轴旋转。

安装在内支架传动轴68动力端的是固定在套管64上的动力输出齿轮60，套管64通过键固定到传动轴68上，所以齿轮随轴承66内的传动轴旋转。被驱动齿轮84与齿轮60啮合，并且驱动一个象发电机那样的转换器58。转换器58是一个可与主转换器26互换的转换器，它通过导电线56连接到汇流环38和40上，通过导线39输出电力。在本发明的另一实施例中，该转换器还可用抵销和调节通过转矩产生器57作用于内支架上的转矩，在该实施例中，陀螺用作速率陀螺，转轴基本上只有一维自由度，即在赤道平面上进动。

安装在外支架14内的是的图4所示的扇形开关装置82，图8示出了其示意图。旋转触头109固定在传动轴68上，并且依次旋转与开关触头段100、102、104和106接触，这些触头段构成扇环形开关82，它把反映转轴方位的内支架角方位信号通过导线85汇流环组件40和外部导线39提供给控制线路。

陀螺的转动顺序由触头绕扇形开关运动来自动进动地控制。各开关段与筒形线圈控制开关118、124、122和126之一相连。

在周期开始阶段和动力冲程起始阶段，旋转触头109与导体1(或100)接触，筒形线圈开关118通过导线107受激励，该导线107通过筒形线圈连接到正28伏电源线114上。这把从转换器26和58之一或者两者来的发电机输出120连接到负载116上。开关的这段扇形表示动力冲程。当接上负载时，与陀螺转子的进动相反的转换器逆转矩引起进动。

旋转触头109继续以陀螺仪进动同相旋转，由于图4所示扇形开关82的安装位置，反映了极轴和赤道平面相对的瞬时转轴方位。当旋转触头离开扇形段1移动到扇形段2时，它退出周期的动力冲程，把发电机与负载16断开，进入还原冲程的第一步。扇形开关通过导线108上的开关124驱动导线136上的扭矩电动机46，通过导线130激励控制器，该控制器通过导线136驱动马达46，使它进入还原冲程的第一步。

开关周期的剩下的两步比较明显，当扇形开关触头109继续绕扇形转到扇形段3时，它把转换器输出用导线110上的筒状线图开关122连接到+28伏电源上，这使发电机26的功能相反，通过导线121把电压供给发电机出线，使其暂时用作扭矩马达。这给转子以动力，使转子穿越赤道带，在该点上扭矩马达再次在扇形段4处被以反向极性驱动，该反转转矩使转子进动通过还原冲程的剩余部分。这是通过导线112使开关126动作以通过导线128向控制单元140提供信号来完成的，这时为负信号，比与还原周期的第一和第二步转轴时动相同的几何方向继续再生进动冲程的第二步，这需要与第一步相反方向的扭矩马达转矩。

图8所示的电力装置用于图示电力控制功能，并不是设计图，具有相同目的功能的固态控制装置，几乎适应所有可以想象到的装置。

转到进动控制的物理方面，在内支架83的另一侧(见图4、5、6和8)，传动轴68的端头穿过轴承86。轴承86安装到垂直槽88内(见图4和图5)，可以在内支架传动轴/转轴68端头的外支架14内进行端运动。用合适的衬套或轴承与传动轴68外端相连的是平板78，该平板有一侧面元件或耳板72，该耳板72车有螺纹以接纳螺钉70，由例如千斤顶螺旋马达46的转矩装置提供动力，该千斤顶螺旋马达46自身通过连接50固定到外支架14一侧，并使内支架轴以90所指示的方向移动。这种结构通过允许转子轴绕垂直于内外支架轴的轴53有角偏移来构成用于图示目的“中间支架”，它并不受图示的机构限制，其目的也可以用更传统的支架(即，与其相似的完整的环)来完成。与转子碰巧位于图4的瞬时位置时的转子轴53平行的中间支架轴为再进动转矩轴，千斤顶螺旋马达通过再生进动转矩的三个再生进动相中的两个相使转子、轴绕该轴旋转。

在该马达再生进动期间，控制电路140把合适的控制电压作用于马达46上，以保持传动轴68与极轴垂直。垂直度的偏差往往会产生绕不希望的轴的进动。与传感检测器76相连的位置传感器54通过导线42向控制电路输出位置信号，该控制信号通过导线44、39和汇流环40送回到马达46。虽然对于本发明来说这一操作并非必要，但因为再生进动扭矩马达46的存在这调节特征能很容易地被加入。控制器完成这调节作用的详细过程对于本技术领域的熟练人员来说是显然的，因此，在此就不再详述。轴68的另一端被定位在球形轴承66内，使传动轴68能在槽58内作旋转运动。

参见图10，地球/陀螺电力转换组件12安装在方向稳定平台170上，在该平台上还安装有地球磁场传感器171。从该传感器来的方向偏离信号通过导线172传送到汇流环组件173，从该组件再通过导线174传送到控制单元140进行放大和整形。输出伺服控制信号通过导线175传送到平台方位控制伺服马达176。平台的物理角定位是通过伺服马达的主传动齿轮177驱动平台齿轮178来实现的。运转中：

该装置连续地重复上述周期，参照图9可以从几何观点来最好地理解这一点。动力冲程在图9的位置148开始，转子与近极(near-polar)对准，但并不与箭头所指的地球旋转矢量平行。一负载加到转换器26上，阻止转子保持自身的尝试，外支架固定在与地球旋转无关的参照空间内，使转轴进动，经过142位置的90度到达刚好扫过180度的如144指示的对准极轴线附近。转轴越接近极轴线，转轴在赤道平面上的分量越小，它提供给转换器的转矩越小，一直到扇形开关把负载接近转换器上，并且激励扭矩马达46使之转过进动的还原冲程的第一个90(几乎是)度范围。

在动力冲程期间，在转子轴进动到支架自锁时，系统自动输出能量且无需控制信号。然而，进动的再生是通过控制系统来谐调的。在还原冲程的第一状态期间，扭转马达施加一绕垂直于两个支架轴的、且位于赤道平面内的中间支架轴的再生进动转矩。这将引起转轴从近极准线进动通过近90度的弧线，在图9 146所指的该点上，转子轴接近赤道平面，并且成为支架自锁的由千斤螺旋马达施加的相向转矩。

然而，转子轴被转换器轻轻推动着穿过赤道平面，转换器如扭矩马达一样被输入能量并绕极轴驱动，这对使当时与赤道成一直线的转子轴进动是完全有效的。

一旦转轴已经扫过表示赤道死区的约10度弧线，与第一状态相反工作的扭矩马达将转子轴再生进动约90度进入148的起始方位。这样选择进动方向，以使前半周期光滑连续地无任何突变和进动方向反转地进动到后半周期。

材料和部件构造的可能变化很多。不是三个而是一个支架可以用于速率陀螺工具上，在该工具中，转子仅有一个自由度。也可以构成更复杂的控制系统，并且对控制和能量输出的多种变化的实验、平衡两个转换器上的负载以控制进动的实验和使转换器负载一致以抵消例如弹簧59的转矩弹簧的应力的实验可以得到有益的结果，并增加系统的运转知识。然而，如在此描述和权利所要求的，系统包括有多个支架的陀螺仪和与地面固定的构加，所以构架和其它部件之间存在相互运动，并且转换器插在构架和支架或者两个支架之间。

虽然，似乎陀螺系统的摩擦和机械条件完全消耗了能够获取的少量的能量，但数学分析得出令人吃惊的相反的结果。事实上，所有理论分析研究的最有意义的结果可能是发现了在所有其它参数保持常数时，从陀螺仪获得的能量与转子半径的十五次方成正比。

分析结果如下：

E_o＝T_pθ_E

P_o＝T_pdθ_E/dt

T_o＝T_p

T_p＝H_rΩ_p

H_r＝I_rω_r

T_p＝I_r(ω_rΩ_p

I_r＝M_r(γ_r)²如果转子所有三个特征量(半径、轮缘宽度和轮缘厚度)用一些常数作一致性换算，并且所有三个特征量：半径、宽度和厚度用相同的常数作变换，那么，

M_r＝K_r(r_r)³

因此，我们得到下式

I_r＝K_r(r_r)³(r_r)²

  ＝K_r(r_r)⁵

T_o＝K_r(r_r)⁵ω_rΩ_p

E_o＝K_r(r_r)⁵ω_rΩ_pθ_E

P_o＝K_r(r_r)⁵ω_rΩp_dθ_E/dt

在除转子半径以外的所有参数保持常数的范围内，半径每加倍一次，输出能量和功率增加32倍。如果半径增加，则输出的增加量为5乘以半径增加的百分率。例如，如果Δr_r＝10％，则ΔP_o＞50％。即使当离心力/向心力的有害的方向变成与正比于r²ω²＝(rω)²的“暴发力”关联，但该有害的潜能可以用相应减少ω_r，把半径功率系数降低于其四分之一来消除。这将导致半径每增加一倍，动力产生潜能增加到16倍而不是32倍，而提供的进动率保持不变。

虽然在如上面暴发力分析假设中，在转子半径整个变化范围内保持所有其它常数不变是不现实的，甚至基本上所有参数都变化，但可从大直径陀螺仪中取得的有用的功率仍然是巨大的。人们习惯于把陀螺误认为只是测量仪器。但在这一不同的使用模式中，它们显示了与水电装置相似的重型结构的、大功率产生系统。

一般，在陀螺设计中，转子对准中心，在内支架上增加静态平衡锤，保持完全的平衡。因为打算使该设备长时间运转，因此，使用了用动态、实时、遥控机械控制的平衡锤172，电控制线通过内外支架轴上的汇流环通到控制器140。

在下面的权利要求书中，权利要求1到27是原美国专利的权利要求。术语汇编：

对用于本发明的几个术语和词语进行解释对于读者来说可能有用：

角动量守恒定律：在一(受限制或被隔绝的)系统中总角动量保持常数。

地球(参照)坐标或地球(参照)系：参照地球的一组坐标，在该坐标中假设地球是固定不动的。

赤道平面：任何与地球赤道平面平行或与之共面的平面；除非所参照的平面平行于地球赤道平面，如用外支架那样，否则永远不会涉及转子或支架的“赤道”。

自由陀螺：在该陀螺仪中，支架运动是自由的(除了支架自锁)，并且进动运动轴的角偏移受到施加于轴上的转矩大小和持续时间的乘积的限制。

支架：可将某一带有转轴的结构用轴颈固定的框架，并且框架本身亦被连接到有文中的第一轴垂直的轴的上层结构内。

中间支架：用轴颈连接在与内支架轴垂直的轴上的外支架内的支架，它(中间支架)通过轴颈连接三个互相垂直的支架轴。

极轴：在所揭示的文本中，平行于地球极轴。与“转轴”不是同一个意义。

进动轴或进动运动轴：空间中的一根线，由进动引起的转矩的应用而得出的，它垂直于转子轴，陀螺仪转子和内支架一起绕该线旋转。

进动转矩轴：引起进动运动的转矩施加于该轴上。

再生进动：实际上为“进动”，但其结果使转子返还到起始方位。

空间坐标：涉及不可移动的空间的三根相互垂直的数学线。

旋转矢量：由有长度和方向的空间中的线组成的数学结构，对应于旋转角速度的方向。

转矩：旋转力矩，用数字方位定义成垂直于旋转半径施加的力乘以该力到旋转轴的径向距离。

转矩轴：力矩环绕其作用的一根轴线。

                  数学符号表

符号    参数                  单位

d       距离                    f_t

E       能量                    ft-lb，KWH

F       力                      1b

H       角动量                  sl-ft²/s

I       惯性力矩                sl-ft²

K       比例常数                系数

M       动量                    sl-ft²/s

m       质量                    sl

P       功率                    ft-lb/s，KW

r       半径                    ft

T       转矩                    lb-ft

t       时间                    秒

v       速度                    ft/s

Δ             变化增量                无单位

θ             角偏移                  弧度

Ω             角速度(主要指标)        弧度/秒

ω             角速度(次要指标)        弧度/秒

        ω/r对时间的微分       

                下标A(_A)      实际的     r(_r)      转子O(_o)      输出       i(_i)      输入E(_E)      地球       t(_t)      理论上P(_P)      进动       m(_m)      机械上e(_e)      电力       T(T_T)     转矩

Claims (29)

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.按照权利要求1的结构，其特征在于所述电力转换器连接在所述外支架和所述框架件之间。

3.按照权利要求1的结构，其特征在于所述电力转换器连接在所述内支架件和外支架件之间。

4.按照权利要求1的结构，其特征在于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，另一个连接在所述支架件之间。

5.按照权利要求1的结构，其特征在于还包括固定装置，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.按照权利要求5的结构，其特征在于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.按照权利要求6的结构，其特征在于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过时，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.按照权利要求7的结构，其特征在于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.按照权利要求8的结构，其特征在于再生进动转矩马达连接在所述支架件之间。

10.按照权利要求9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.按照权利要求10的结构，其特征在于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.按照权利要求11的结构，其特征在于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.按照权利要求12的结构，其特征在于所述角位置传感器包括安装在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.按照权利要求14的结构，其特征在于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.按照权利要求15的结构，其特征在于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.按照权利要求16的结构，其特征在于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矩由转矩发生器反作用于进动轴而产生。

18.按照权利要求17的结构，其特征在于所述转矩产生器包含转矩产生弹簧。

19.按照权利要求17的结构，其特征在于所述转矩产生器包含扭矩马达。

20.按照权利要求17的结构，其特征在于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，从系统输出争正能量。

22.按照权利要求22的方法，其特征在于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.按照权利要求22的方法，其特征在于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.按照权利要求23的方法，其特征在于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。

25.一种按照权利要求24的方法，其特征在于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.按照权利要求23的方法，其特征在于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.按照权利要求26的方法，其特征在于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.按照权利要求21的方法，其特征在于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.按照权利要求1的结构，其特征在于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。

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