文摘以提高能源利用率为目的,设计了一种摆-球"永动"器。为了减少能量损失,使单摆来回摆动的时间尽量长,在轨道的选择上,通过对摆线轨道、抛物线轨道和圆弧轨道的效率计算发现,若小球由曲线轨道一侧的最高点开始下落,计算小球经过最低点后回复到轨道的另外一侧的最高点的高度值,摆线轨迹、抛物线轨迹和圆弧轨迹分别为0.88、0.77和0.61。考虑到三个数值相差不大,通过对加工经济性的分析发现,摆线加工难度大,费用高,圆弧轨道使用普通机床即可达到较好的效果。因此,最终确定圆弧轨道方案。在碰撞过程中为实现能量交换,根据完全弹性碰撞的条件,采用质量相等的两小球。V型槽与小球的接触面积小,能量损失小,小球运动也更加稳固。通过比较摆杆和摆线,发现摆杆的计算误差较大,而选择摆线连接摆球还可以避免使用轴承。实物模型中,当摆球初始速度为0,以摆拉到水平位置为起始位置下落时,摆球碰撞次数为4次,来回摆动时间为12.8 s.
