專利名稱：地球/陀螺電力轉換器的制作方法
地球儲存的旋轉慣性動能足以為世界以目前的使用率提供100,000,000年的動力。目前僅用于確定方位的陀螺儀可以被構成用來以與在法國西海岸以潮汐為動力的潮汐發電機相似的原理開發該能量。
盡管有相反的錯誤觀點，但計算明確表明能量可以從地球動能直接轉變成電能而不違反物理定理。這一系統看來似乎違反了能量和動量守恒定律，但不可爭辯的事實是系統獲得的能量是由地球旋轉動能的減少(更長的地球日)來平衡的，并且旋轉角動量的損失與軌道動量的增加平衡。這是通過與地球的旋轉和地球的軌道運動，即地球的直徑和軌道增加距離共有的聯接部件來實現的。
本發明的陀螺發電機系統類似于潮汐發電機，兩個系統均把行星體的動能轉變成電力，行星角動量按照它們各自的定律調整能量和動量兩者的守恒。潮汐發電機以水電的方式從太陽/月亮引起的潮汐的特別高的漲潮和落潮來取得能量。但是傳統的水電發電轉換最終從太陽旋轉來取得動力，而潮汐轉換則從月亮軌道和地球以太陽為基準的旋轉及月亮軌道來開發能量，并伴有因球體偏心能量和動力增加而產生的功能損失。
在1992年9月8日以地球/陀螺電力轉換器的名稱提出申請的、序列號為872,513，美國專利號為＿＿＿＿＿優先權文件中可以找到用已被接受的物理和陀螺公式的支持計算和詳細的其它物體之間的能量和動量轉換。
另一種與能量守恒有關的錯誤觀點可能已經妨礙了用陀螺方式發電的發展。當一轉矩作用于陀螺轉子軸上時，為能產生電力，該轉子轉軸將進動(precess)，一直到與地球極軸(earth’s polar axis)成一直線，在該點上，陀螺處于“框架自鎖”(gimbal lock)，并且不進一步進動(因此沒有更多的能量產生)。因此，陀螺發電機的電力輸出沖程僅限制在小于180度的范圍，而且只有在進入系統用來對陀螺轉子重新定位的能量大于動力沖程期間取得的能量時，從直覺上才認為過程是可以重復的。
用一種有效的方法來使轉子復位以在一個完整的周期內產生凈能量增益是可行的。施加于轉子上的使轉子返回通過動力沖程路徑的強力將簡單地把所有先前取得的輸出能量用完，加上系統的損耗，結果系統處于負凈能量輸出。這種無效的動力產生原理僅是再使轉子方位到初始位置的一種方法。
檢查用于推導工作的矢量乘法(vector multiplication)的乘積可以發現獲得能量有效轉子還原沖量的成功方法的線索，并把它應用于陀螺儀動作中。能量等于力(或轉矩)乘以其移動的距離，即E＝F×d(或者E＝T×Q)。功率等于力(或轉矩)乘以施加的力的(或轉矩)速度，即P＝F×V(或者T×dQ/dt)。等式中用于能量和功率的兩個因素均為矢量，必須相互之間成一直線，或者有成為一直線的分量才能產生或消耗功率。等式中一個因素無論如何大，如果另一個為零，或者完全垂直于另一個因素，則無論是數學分析還是實驗結果，均能量或功率被產生、轉換或損耗。這一與陀螺儀進動運動和引起進動的轉矩的單純垂直關系關聯的現象對實現轉子在無能量輸入的情況下重新定位是有用的。理論上，施加一個繞安裝在地面上的陀螺的赤道平面內的軸的再定位轉矩所消耗的能量很小，而轉子能進動返回到其動力沖程的起始位置。
另一種開發陀螺發電機的障礙是如何對待陀螺動力輸出的特性等式的性質。對于較小的陀螺，在實際可以實現的條件下該等式顯示出負能量輸出。但是因為在其它因素相同的情況下，潛在的動力輸出與轉子半徑的十五次方成比例，所在較大陀螺的結果是完全不同的。
本發明的裝置克服了上述的困難，并且在連續的基礎上從行星動能中提供有用的電力。在實踐中，所描述的裝置通常是裝備有轉換器的由地球提供動力、協作定向以提供不同斷輸出電壓的陀螺的多個單元陣列之一，雖然間斷輸出如果有用的話，例如對電池充電，也可以用單個單元。
在運轉時，陀螺儀的轉子在很短的時間內完成一個周期，每個周期有兩個狀態。首先，在動力狀態，轉子為對發電機負載起作用，從起始方向進行到平行于地球極軸的方位，在該點上，轉子進入穩態(支架自鎖)，無進一步的進動反抗轉矩。發電機(轉換器)既引起轉子進動，還被進動有效地驅動。
周期的第二狀態是還原狀態，在該期間，必須向系統返還少量能量以使轉子返回到起始的與極軸不平行的方位，準備另一個動力輸出沖程。
在構造上，陀螺具有傳統的內、外支架和轉子，安裝在一固定的框架內。外支架被以平行于地球極軸的軸安裝在框架內。在動力沖程期間，在外支架繞極軸作可以看見的相對于框架的運動時，在外支架和框架之間運轉的轉換器產生電力。
除了傳統的內外支架外，本發明還定義了一個具有一個軸的中間支架，該軸始終位于赤道平面內。在還原沖程期間，安裝在外支架的扭矩馬達向內支架施加一個繞該軸的再生進動轉矩。由扭矩馬達施加的兩個連續的、方向相反的繞中間支架軸的轉矩，被一個從主電力轉換器的反轉工作產生的瞬態轉矩及時分開，以推動轉軸穿過支架自鎖的赤道平面死區，再擾轉子返回到起始方位，平穩地進入另一個動力沖程，并且重復上述周期。
從下面的描述和附圖可以對本發明有更完全的了解。
圖1用圖解的方式示出了陀螺儀轉子、框架旋轉軸和支架旋轉軸與地球的方位關系；圖2示意性地表示了陀螺運轉的一個完整的周期；圖3是負載感應轉矩和施加的進動轉矩在360度周期上的曲線圖；圖4是陀螺組件的側視剖面圖；圖5是沿圖4線5-5的剖視圖，詳細地示出了再生進動轉矩發送器；圖6是與圖4相似的視圖，示出了外支架和中間支架之間把再生進動轉矩在控制單元的控制下，傳送至內架軸上的力的作用；圖7是圖4的部分放大圖，一部分被略去，以圖示轉子方位調整；圖8示出了輸出和控制電路的接線圖；圖9用圖解的方式示出了動力輸入/輸出進動感應轉矩和施加的轉子再定位再生進動轉矩起作用時的轉子轉動矢量角方位；圖10是支撐在方向穩定的平臺上安裝在汽車上的系統的示意圖。
典型的陀螺儀有四個基本部件，包括框架或構架、兩個支架和內轉子。除上述兩個支架軸外，在此揭示的陀螺還有一個用于再生進動的中間支架軸。構架和支架互相嵌套，各構架和支架直接通過軸頸連接到(Journalled)其外部的架體上，同時，其內的架體亦通過軸頸連接到該架之上，而后者的軸線與該架本身的軸線相垂直。這種垂直軸鏈接的結果是轉子軸有三維旋轉自由度。轉子在定位上完全與其周期的隨機干擾無關，并且能使本身在與構架定位無關的空間內保持固定的方位。
對陀螺儀進行討論所必不可少的兩個參照系為“空間”參照系和“地球”參照系。由于地球在空間參照中既施轉又沿軌道運行，盡管在地球參照系中地球本身被認為是穩定的和不旋轉的，而空間坐標可能是空間的任意方向。由于轉子被定向地固定在空間坐標上，而框架被固定在地球坐標上，因此隨著地球的旋轉，兩者將連續地改變它們相互之間的方位。在外支架和框架之間夾有一轉換器。當轉子對抗下面的地球旋轉時，外支架就驅動轉換器，因此，陀螺系統就變成了發電機。
當一個干擾轉矩垂直作用于轉子軸時，轉子繞垂直于被施加轉矩的軸進動。實際上有關的轉矩和運動機構形成旋轉，因此確定了旋轉軸。進動中的三軸為(1)進動轉矩軸，(2)進動運動(motion)軸和(3)轉子轉軸，所有這些軸有相互垂直的分量。如果不存在三個垂直的矢量分量，則不會產生進動。轉矩矢量引起繞垂直于被施加轉矩矢量的軸運動(進動)，所以兩個相互垂直的轉矩和位移矢量的矢量積為零。因此，從理論上來說，極定位轉軸(極軸)的赤道轉轉矩的再生進動不需要能量，可以使轉子基本上不用能量就能返回起始位置。
該原理對本發明可工作的用陀螺的慣性能量產生系統是有用的。本發明利用了由地球的旋轉慣性質量與速度表示的地球的慣性旋轉能，與從陀螺進動轉矩產生的反作用力矩一起，從地球和空間穩定指向的陀螺轉子以及外支架的相對角動動中產生動力。在三步進動中，把轉子回復到動力沖程起始位置，其中兩步是基本上不需能量的進動沖程，第三步需要微小的能量輸入。
雖然把本發明應用于汽車可能受到行星體運動速度Vs的大的用速度的防礙，但通過把本發明安裝在方向穩定的平臺的一個軸上就可以克服這一困難。由于外支架極軸的不重合靈敏度為余弦函數，因此可以證明把單軸平面僅固定在弧形方向并在與地球表面相切的平面內旋轉是足夠的。用跟蹤平臺方向的方法，通過地球磁場傳感器按照公知的技術來驅動伺服控制的平臺來伺服控制工作臺。通過由控制單元140來監測輸出功率和調節輸出功率幅度，以把負載和隨之產生的進動速率限制在可接受的值來避免加載在本發明基座上的轉矩過大。
現在參見本發明的結構，假設感興趣的用戶已經通曉陀螺儀構造和技術資料，或者知道如何查找這種信息。所以在此涉及的材料不包括工程詳圖。雖然那些文件比增加構造的詳圖更詳細地闡述了理論和數學分析，但還可以再參考美國原始專利中更詳盡的分析。
如圖4所示，陀螺儀10具有固定在地球30上的外構加12。位于構架12內、可繞平行于地球極軸的軸旋轉的是一個外支架14，外支架14由軸承16和32支承。外支架本身支承著在軸承66和86上繞軸59旋轉的內支架83。轉子52通過其傳動軸53的軸頸固定在內支架上?？梢杂煤线m的驅動裝置來驅動轉子，通常是一個由系統輸出供電的小功率電動機。內支架83由支承在外支架14上的軸承內的傳動軸18可旋轉地支承。外支架14被安裝得能在合適的軸承16和32內借助傳動軸34和36作旋轉運動。
軸承16和32包括保持架襯套，用以使外支架14和構架12端壁之間留有空隙，并且把主動力齒輪20設置在傳動軸34上。主動力齒輪用鍵固定在傳動軸34上以隨傳動軸34一起旋轉。付齒輪22與齒輪20連接，以使轉換器26的傳動軸旋轉。
安裝在內支架傳動軸68動力端的是固定在套管64上的動力輸出齒輪60，套管64通過鍵固定到傳動軸68上，所以齒輪隨軸承66內的傳動軸旋轉。被驅動齒輪84與齒輪60嚙合，并且驅動一個象發電機那樣的轉換器58。轉換器58是一個可與主轉換器26互換的轉換器，它通過導電線56連接到匯流環38和40上，通過導線39輸出電力。在本發明的另一實施例中，該轉換器還可用抵銷和調節通過轉矩產生器57作用于內支架上的轉矩，在該實施例中，陀螺用作速率陀螺，轉軸基本上只有一維自由度，即在赤道平面上進動。
安裝在外支架14內的是的圖4所示的扇形開關裝置82，圖8示出了其示意圖。旋轉觸頭109固定在傳動軸68上，并且依次旋轉與開關觸頭段100、102、104和106接觸，這些觸頭段構成扇環形開關82，它把反映轉軸方位的內支架角方位信號通過導線85匯流環組件40和外部導線39提供給控制線路。
陀螺的轉動順序由觸頭繞扇形開關運動來自動進動地控制。各開關段與筒形線圈控制開關118、124、122和126之一相連。
在周期開始階段和動力沖程起始階段，旋轉觸頭109與導體1(或100)接觸，筒形線圈開關118通過導線107受激勵，該導線107通過筒形線圈連接到正28伏電源線114上。這把從轉換器26和58之一或者兩者來的發電機輸出120連接到負載116上。開關的這段扇形表示動力沖程。當接上負載時，與陀螺轉子的進動相反的轉換器逆轉矩引起進動。
旋轉觸頭109繼續以陀螺儀進動同相旋轉，由于圖4所示扇形開關82的安裝位置，反映了極軸和赤道平面相對的瞬時轉軸方位。當旋轉觸頭離開扇形段1移動到扇形段2時，它退出周期的動力沖程，把發電機與負載16斷開，進入還原沖程的第一步。扇形開關通過導線108上的開關124驅動導線136上的扭矩電動機46，通過導線130激勵控制器，該控制器通過導線136驅動馬達46，使它進入還原沖程的第一步。
開關周期的剩下的兩步比較明顯，當扇形開關觸頭109繼續繞扇形轉到扇形段3時，它把轉換器輸出用導線110上的筒狀線圖開關122連接到+28伏電源上，這使發電機26的功能相反，通過導線121把電壓供給發電機出線，使其暫時用作扭矩馬達。這給轉子以動力，使轉子穿越赤道帶，在該點上扭矩馬達再次在扇形段4處被以反向極性驅動，該反轉轉矩使轉子進動通過還原沖程的剩余部分。這是通過導線112使開關126動作以通過導線128向控制單元140提供信號來完成的，這時為負信號，比與還原周期的第一和第二步轉軸時動相同的幾何方向繼續再生進動沖程的第二步，這需要與第一步相反方向的扭矩馬達轉矩。
圖8所示的電力裝置用于圖示電力控制功能，并不是設計圖，具有相同目的功能的固態控制裝置，幾乎適應所有可以想象到的裝置。
轉到進動控制的物理方面，在內支架83的另一側(見圖4、5、6和8)，傳動軸68的端頭穿過軸承86。軸承86安裝到垂直槽88內(見圖4和圖5)，可以在內支架傳動軸/轉軸68端頭的外支架14內進行端運動。用合適的襯套或軸承與傳動軸68外端相連的是平板78，該平板有一側面元件或耳板72，該耳板72車有螺紋以接納螺釘70，由例如千斤頂螺旋馬達46的轉矩裝置提供動力，該千斤頂螺旋馬達46自身通過連接50固定到外支架14一側，并使內支架軸以90所指示的方向移動。這種結構通過允許轉子軸繞垂直于內外支架軸的軸53有角偏移來構成用于圖示目的“中間支架”，它并不受圖示的機構限制，其目的也可以用更傳統的支架(即，與其相似的完整的環)來完成。與轉子碰巧位于圖4的瞬時位置時的轉子軸53平行的中間支架軸為再進動轉矩軸，千斤頂螺旋馬達通過再生進動轉矩的三個再生進動相中的兩個相使轉子、軸繞該軸旋轉。
在該馬達再生進動期間，控制電路140把合適的控制電壓作用于馬達46上，以保持傳動軸68與極軸垂直。垂直度的偏差往往會產生繞不希望的軸的進動。與傳感檢測器76相連的位置傳感器54通過導線42向控制電路輸出位置信號，該控制信號通過導線44、39和匯流環40送回到馬達46。雖然對于本發明來說這一操作并非必要，但因為再生進動扭矩馬達46的存在這調節特征能很容易地被加入?？刂破魍瓿蛇@調節作用的詳細過程對于本技術領域的熟練人員來說是顯然的，因此，在此就不再詳述。軸68的另一端被定位在球形軸承66內，使傳動軸68能在槽58內作旋轉運動。
參見圖10，地球/陀螺電力轉換組件12安裝在方向穩定平臺170上，在該平臺上還安裝有地球磁場傳感器171。從該傳感器來的方向偏離信號通過導線172傳送到匯流環組件173，從該組件再通過導線174傳送到控制單元140進行放大和整形。輸出伺服控制信號通過導線175傳送到平臺方位控制伺服馬達176。平臺的物理角定位是通過伺服馬達的主傳動齒輪177驅動平臺齒輪178來實現的。運轉中該裝置連續地重復上述周期，參照圖9可以從幾何觀點來最好地理解這一點。動力沖程在圖9的位置148開始，轉子與近極(near-polar)對準，但并不與箭頭所指的地球旋轉矢量平行。一負載加到轉換器26上，阻止轉子保持自身的嘗試，外支架固定在與地球旋轉無關的參照空間內，使轉軸進動，經過142位置的90度到達剛好掃過180度的如144指示的對準極軸線附近。轉軸越接近極軸線，轉軸在赤道平面上的分量越小，它提供給轉換器的轉矩越小，一直到扇形開關把負載接近轉換器上，并且激勵扭矩馬達46使之轉過進動的還原沖程的第一個90(幾乎是)度范圍。
在動力沖程期間，在轉子軸進動到支架自鎖時，系統自動輸出能量且無需控制信號。然而，進動的再生是通過控制系統來諧調的。在還原沖程的第一狀態期間，扭轉馬達施加一繞垂直于兩個支架軸的、且位于赤道平面內的中間支架軸的再生進動轉矩。這將引起轉軸從近極準線進動通過近90度的弧線，在圖9 146所指的該點上，轉子軸接近赤道平面，并且成為支架自鎖的由千斤螺旋馬達施加的相向轉矩。
然而，轉子軸被轉換器輕輕推動著穿過赤道平面，轉換器如扭矩馬達一樣被輸入能量并繞極軸驅動，這對使當時與赤道成一直線的轉子軸進動是完全有效的。
一旦轉軸已經掃過表示赤道死區的約10度弧線，與第一狀態相反工作的扭矩馬達將轉子軸再生進動約90度進入148的起始方位。這樣選擇進動方向，以使前半周期光滑連續地無任何突變和進動方向反轉地進動到后半周期。
材料和部件構造的可能變化很多。不是三個而是一個支架可以用于速率陀螺工具上，在該工具中，轉子僅有一個自由度。也可以構成更復雜的控制系統，并且對控制和能量輸出的多種變化的實驗、平衡兩個轉換器上的負載以控制進動的實驗和使轉換器負載一致以抵消例如彈簧59的轉矩彈簧的應力的實驗可以得到有益的結果，并增加系統的運轉知識。然而，如在此描述和權利所要求的，系統包括有多個支架的陀螺儀和與地面固定的構加，所以構架和其它部件之間存在相互運動，并且轉換器插在構架和支架或者兩個支架之間。
雖然，似乎陀螺系統的摩擦和機械條件完全消耗了能夠獲取的少量的能量，但數學分析得出令人吃驚的相反的結果。事實上，所有理論分析研究的最有意義的結果可能是發現了在所有其它參數保持常數時，從陀螺儀獲得的能量與轉子半徑的十五次方成正比。
分析結果如下Eo＝TpθEPo＝TpdθE/dtTo＝TpTp＝HrΩpHr＝IrωrTp＝Ir(ωrΩpIr＝Mr(γr)2如果轉子所有三個特征量(半徑、輪緣寬度和輪緣厚度)用一些常數作一致性換算，并且所有三個特征量半徑、寬度和厚度用相同的常數作變換，那么，Mr＝Kr(rr)3因此，我們得到下式Ir＝Kr(rr)3(rr)2＝Kr(rr)5To＝Kr(rr)5ωrΩpEo＝Kr(rr)5ωrΩpθEPo＝Kr(rr)5ωrΩpdθE/dt在除轉子半徑以外的所有參數保持常數的范圍內，半徑每加倍一次，輸出能量和功率增加32倍。如果半徑增加，則輸出的增加量為5乘以半徑增加的百分率。例如，如果Δrr＝10％，則ΔPo＞50％。即使當離心力/向心力的有害的方向變成與正比于r2ω2＝(rω)2的“暴發力”關聯，但該有害的潛能可以用相應減少ωr，把半徑功率系數降低于其四分之一來消除。這將導致半徑每增加一倍，動力產生潛能增加到16倍而不是32倍，而提供的進動率保持不變。
雖然在如上面暴發力分析假設中，在轉子半徑整個變化范圍內保持所有其它常數不變是不現實的，甚至基本上所有參數都變化，但可從大直徑陀螺儀中取得的有用的功率仍然是巨大的。人們習慣于把陀螺誤認為只是測量儀器。但在這一不同的使用模式中，它們顯示了與水電裝置相似的重型結構的、大功率產生系統。
一般，在陀螺設計中，轉子對準中心，在內支架上增加靜態平衡錘，保持完全的平衡。因為打算使該設備長時間運轉，因此，使用了用動態、實時、遙控機械控制的平衡錘172，電控制線通過內外支架軸上的匯流環通到控制器140。
在下面的權利要求書中，權利要求1到27是原美國專利的權利要求。術語匯編對用于本發明的幾個術語和詞語進行解釋對于讀者來說可能有用角動量守恒定律在一(受限制或被隔絕的)系統中總角動量保持常數。
地球(參照)坐標或地球(參照)系參照地球的一組坐標，在該坐標中假設地球是固定不動的。
赤道平面任何與地球赤道平面平行或與之共面的平面；除非所參照的平面平行于地球赤道平面，如用外支架那樣，否則永遠不會涉及轉子或支架的“赤道”。
自由陀螺在該陀螺儀中，支架運動是自由的(除了支架自鎖)，并且進動運動軸的角偏移受到施加于軸上的轉矩大小和持續時間的乘積的限制。
支架可將某一帶有轉軸的結構用軸頸固定的框架，并且框架本身亦被連接到有文中的第一軸垂直的軸的上層結構內。
中間支架用軸頸連接在與內支架軸垂直的軸上的外支架內的支架，它(中間支架)通過軸頸連接三個互相垂直的支架軸。
極軸在所揭示的文本中，平行于地球極軸。與“轉軸”不是同一個意義。
進動軸或進動運動軸空間中的一根線，由進動引起的轉矩的應用而得出的，它垂直于轉子軸，陀螺儀轉子和內支架一起繞該線旋轉。
進動轉矩軸引起進動運動的轉矩施加于該軸上。
再生進動實際上為“進動”，但其結果使轉子返還到起始方位。
空間坐標涉及不可移動的空間的三根相互垂直的數學線。
旋轉矢量由有長度和方向的空間中的線組成的數學結構，對應于旋轉角速度的方向。
轉矩旋轉力矩，用數字方位定義成垂直于旋轉半徑施加的力乘以該力到旋轉軸的徑向距離。
轉矩軸力矩環繞其作用的一根軸線。
數學符號表符號參數單位d 距離ftE 能量ft-lb，KWHF 力 1bH 角動量 sl-ft2/sI 慣性力矩sl-ft2K 比例常數系數M 動量sl-ft2/sm 質量slP 功率ft-lb/s，KWr 半徑ftT 轉矩lb-ftt 時間秒v 速度ft/sΔ 變化增量無單位θ 角偏移 弧度Ω 角速度(主要指標)弧度/秒ω 角速度(次要指標)弧度/秒ω/r對時間的微分
下標A(A) 實際的 r(r) 轉子O(o) 輸出 i(i) 輸入E(E) 地球 t(t) 理論上P(P) 進動 m(m) 機械上e(e) 電力 T(TT) 轉矩
權利要求
1.一種行星慣性電源，包含(a)陀螺儀，包含(i)具有轉子軸的轉子；(ii)具有一內支架軸的內支架件，連接所述轉子使之繞所述轉子軸旋轉；(iii)一在空間角度上固定的外支架外，連接所述內支架件使之繞所述內支架軸旋轉，所述外支架件具有一與所述內支架軸垂直的外支架軸；(b)定位地固定到地面上的框架件，使外支架軸基本上平行于地球極軸，并連接所述外支架使之繞所述外支架軸旋轉；(c)連接在所述部件中的兩個之間的電力轉換器，空間旋轉的地球和空間固定的外支架之間的相對運動產生陀螺進動的反作用轉矩，驅動所述電力轉換器產生輸出電力；和(d)再生進動裝置，向赤道平面內的軸和極軸提供再定位轉矩。
2.按照權利要求1的結構，其特征在于所述電力轉換器連接在所述外支架和所述框架件之間。
3.按照權利要求1的結構，其特征在于所述電力轉換器連接在所述內支架件和外支架件之間。
4.按照權利要求1的結構，其特征在于包括兩個電力轉換器，其中一個連接在所述外支架件和所述框架之間，另一個連接在所述支架件之間。
5.按照權利要求1的結構，其特征在于還包括固定裝置，把所述框架固定在地面上，當地球轉動時，地球的角偏移引起所述轉子因所述轉換器產生的轉矩而進動，并使所述轉換器輸出電力。
6.按照權利要求5的結構，其特征在于所述固定裝置把所述框架件與以基本上平行于地球的旋轉軸的方位建立的外支架固定，這樣由垂直于所述外支架軸和平面確定的無限的平行赤道平面的平行平面基本上平行于由地球赤道確定的平面。
7.按照權利要求6的結構，其特征在于在所述轉子進動從電力輸出沖程起始方位到電力輸出沖程結束方位的近180度的輸出電力發生弧度間通過時，是轉子軸進動功率的輸出沖程期，這期間，所述轉換器有效地輸出電力，所述再生進動裝置適用于把所述轉子軸從所述電力輸出沖程終端方位進動到所述電力輸出沖程起始方位。
8.按照權利要求7的結構，其特征在于所述再生進動裝置包含安裝在所述陀螺儀內的再生進動轉矩馬達以使所述轉子軸繞在所述赤道平面內的軸扭轉。
9.按照權利要求8的結構，其特征在于再生進動轉矩馬達連接在所述支架件之間。
10.按照權利要求9的結構，必須把所述轉子再生進動通過超過180度的再生進動弧線，所述再生進動轉矩馬達為雙向馬達，所述內支架件可以以基本上相應于所述再生進動弧線第一和第二半弧的正向和反向扭轉。
11.按照權利要求10的結構，其特征在于所述電力轉換器包含一發電機，通過把電力輸入到所述發電機的輸出端可使其作為馬達工作，以使所述外支架件相對于所述框架件扭轉，這樣轉子在轉換期間從轉子軸矢量的極向分量準直線的一個極性扭轉到轉子軸矢量準直線的相反的極性，從而實現再生進動。
12.按照權利要求11的結構，其特征在于還包括安裝在所述支架件之間的角位置傳感器，檢測所述轉子軸相對于外支架件的角位置，還包括控制系統，當所述轉子周期重復通過所述電力輸出弧線和再生進動弧線時控制所述轉換器和轉矩馬達。
13.按照權利要求12的結構，其特征在于所述角位置傳感器包括安裝在繞另一個所述支架件的軸旋轉的所述支架件上的分段的環，并具有電刷，安裝在另一個所述支架件上與所述分段環摩擦接觸，所述控制系統與所述馬達、電力轉換器、電刷和分段環用導線相接，以向控制系統提供信號，適當地對運轉周期的電力輸出/進動/再生進動狀態的起始和終止進行定時。
14.一種慣性電源，包括(a)陀螺儀，具有可旋轉地安裝所述轉子的支架機構和安裝所述支架機構的框架件，所述支架機械包括一固有的、空間角度上固定的外支架；(b)所述框架剛性地固定到地面上，以防止相對角偏移；(c)機械電力轉換裝置，連接在所述支架機構和所述框架之間，輸出電力和能量；(d)再生進動裝置，提供在赤道平面內的軸的再生定位轉矩，和提供繞極軸和轉矩的裝置，使再生進動軸轉換越過赤道平面，以避免支架自鎖。
15.按照權利要求14的結構，其特征在于所述支架機構包含安裝在所述框架件內的內支架件和外支架件，所述機械電力旋轉裝置連接在所述件的兩個之間。
16.按照權利要求15的結構，其特征在于所述機械電力轉換裝置連接在所述框架件和所述外支架之間。
17.按照權利要求16的結構，其特征在于所述框架固定在地面上，所述外支架的旋轉軸平行于地球的旋轉軸，并且，地球的旋轉作用發生力矩由轉矩發生器反作用于進動軸而產生。
18.按照權利要求17的結構，其特征在于所述轉矩產生器包含轉矩產生彈簧。
19.按照權利要求17的結構，其特征在于所述轉矩產生器包含扭矩馬達。
20.按照權利要求17的結構，其特征在于還包括一靜態轉矩發生器，提供繞極軸的極軸連續進行輸出轉矩，產生一短暫的進動運動和穩定的進動偏移，結果形成連續的中斷的電力輸出，而無需再生進動。
21.一種從利用地球旋轉的陀螺系統中取得能量的方法，包含(a)把具有至少一個固有的空間角度上固定的支架件的陀螺儀用軸連接到框架件上，把所述框架件角不可偏移地固定到地面上，這樣當地球旋轉時，陀螺轉子轉軸上的進動轉矩引起所述至少一個支架件在所述框架件內進動；(b)把機構能轉換器連接在所述件的兩個之間，將其間的相對運動和進動產生的轉矩轉換成電力和能量，從系統輸出爭正能量。
22.按照權利要求22的方法，其特征在于所述陀螺儀包括內支架件和外支架件，所述轉換器為支架-框架轉換器，連接在所述外支架件和所述框架件之間，步驟(b)包括從所述支架-框架轉換器轉換電力和能量。
23.按照權利要求22的方法，其特征在于所述陀螺儀有一轉子，在地球旋轉時，所述轉子從起始方位掃過動力輸出沖程到終止方位，所述方法還包括再生進動步驟，包含向再生進動轉矩軸施加轉矩，使所述轉子再生進動，基本上返回到所述起始方位，準備另一個動力沖程。
24.按照權利要求23的方法，其特征在于所述動力沖程近似于所述轉子軸進動掃描180°的角度偏移范圍，所述再生進動步驟包含在超過180°的范圍內使轉子矢量旋轉。
25.一種按照權利要求24的方法，其特征在于所述再生進動步驟包括在所述轉子處于其動力輸出沖程終止方位時，將其繞基本上垂直于所述轉子軸的軸扭轉。
26.按照權利要求23的方法，其特征在于所述再生進動步驟包含下列步驟(a-1)當轉子處于動力輸出沖程終止方位時，使其繞垂直于轉子軸極分量的起始再生進動轉矩軸扭轉通過相當于90°的第一再生進動弧線到達轉子軸幾乎與在平行于地球赤道面的平面內的轉矩軸準直在點上，由此形成起始再生進動支架自鎖條件；(a-2)在(a-1)完成后，提供一個基本上垂直于赤道平面的轉矩，通過第二再生進動弧線，一直到轉子轉軸基本上退出所述起始再進動支架自鎖條件；(a-3)使轉子繞步驟(a-1)的轉子扭轉，但通過反轉步驟(a-1)的轉矩，以反轉方向施加的再生進動轉矩從轉子動力輸出沖程終止方位通過相當于正好超過180°的第二再生進動弧線。
27.按照權利要求26的方法，其特征在于所有步驟按順序重復，無限循環地產生至少是間斷連續的電力。
28.按照權利要求21的方法，其特征在于所述陀螺儀系統包括陀螺儀安裝于其上的方向穩定的平臺，該平臺安裝在汽車上，步驟(b)包含使所述穩定的平臺至少在與地球表面相切的平面內保持方向固定。
29.按照權利要求1的結構，其特征在于把所述電源構成得適用于汽車，并包括在汽車上的使所述電源至少在與地球相切的平面內方向固定的穩定平臺。
全文摘要
一種陀螺儀系統從地球儲存的旋轉慣性能量中獲取有用的電力。當地球旋轉時，固定框架的陀螺儀的轉子進動，驅動安裝在作相對運動的陀螺儀部件之間的發電機。在每個動力沖程之后，用極小的能量輸入使再生進動裝置把轉子重新定位到起始狀態，平滑地進入下一個動力沖程，產生正的凈能量輸出。
文檔編號G01C19/00GK1105422SQ9311721
公開日1995年7月19日 申請日期1993年9月8日 優先權日1992年9月8日
發明者R·C·芬伏爾特, P·E·亨弗利 申請人:R·C·芬伏爾特, P·E·亨弗利
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