一種運動單磁鐵磁力線對鐵粉作用的設(shè)計方法，其技術(shù)領(lǐng)域是屬于磁力學(xué)領(lǐng)域，動力學(xué)領(lǐng)域，智能控制領(lǐng)域，混沌學(xué)和渦流學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，主要的技術(shù)是通過智能控制電機的運動，使安裝在主運動電機轉(zhuǎn)動軸上的磁鐵按照設(shè)定的軌跡運動并可調(diào)節(jié)速度和旋轉(zhuǎn)方向，磁鐵的形狀可以按照需求設(shè)計，磁鐵可以換，磁鐵的磁力對鐵粉產(chǎn)生吸引，構(gòu)成磁場分布，電機使磁鐵發(fā)生運動，鐵粉也跟著磁鐵運動，可以調(diào)節(jié)磁鐵離鐵粉的高度，也可以前后左右運動和自轉(zhuǎn)，所以就可以使上面的鐵粉產(chǎn)生千變?nèi)f化的運動現(xiàn)象，這樣就構(gòu)成一個十分復(fù)雜的運動狀態(tài)。

背景技術(shù)：

磁力線，即磁感線，在磁場中畫一些曲線，用（虛線或?qū)嵕€表示）使曲線上任何一點的切線方向都跟這一點的磁場方向相同（且磁感線互不交叉），這些曲線叫磁感線。磁感線是閉合曲線。規(guī)定小磁針的北極所指的方向為磁感線的方向。磁鐵周圍的磁感線都是從N極出來進入S極，在磁體內(nèi)部磁感線從S極到N極混沌現(xiàn)象極為復(fù)雜，假設(shè)把小磁針放在磁鐵的磁場中，小磁針受磁場的作用，靜止時它的兩極指向確定的方向。在磁場中的不同點，小磁針靜止時指的方向不一定相同。這個事實說明，磁場是有方向性的，我們約定，在磁場中的任意一點，小磁針N極的受力方向，為那一點的磁場方向。磁感線的概念是著名物理學(xué)家法拉第最先發(fā)明并引入的。在電場中可以用電場線形象地描述各點的電場方向，在磁場中也可以用磁感線 形象地描述各點的磁場方向，磁感線是在磁場中畫出而實際不存在的一些有方向的曲線，這些曲線上每一點的切線方向都和這點的磁場方向一致。磁感線是為了形象地研究磁場而人為假想的曲線，并不是客觀存在于磁場中的真實曲線。我們把磁鐵放在一邊，中間放一張紙，把鐵粉放在另一邊，這樣就十分清楚的看到鐵粉就像刺猬一樣的立起來，按磁力線進行分布，如果移動磁鐵，鐵粉也跟著運動，如果把磁鐵遠離或靠近鐵粉，鐵粉的狀態(tài)馬上發(fā)生改變，如果把磁鐵的旋轉(zhuǎn)起來鐵粉也跟著旋轉(zhuǎn)，并且這旋轉(zhuǎn)有一個非常好玩的現(xiàn)象，里外切換，這些現(xiàn)象我們都看見過，在學(xué)校我們也做過實驗，這是最基本的自然現(xiàn)象，我們沒有對它進行定量的研究分析，更沒有通過運動磁鐵對鐵粉的分布進行分析和研究，更沒有讓磁鐵進行可控的運動起來，來研究磁力線的變化，和鐵粉的運動規(guī)律，給科學(xué)家進行研究，也沒有制造出這樣的玩具，讓全人類十分直觀的看見，了解這種神奇的現(xiàn)象，特別是對混沌學(xué)的研究，渦流學(xué)的研究，多體相互作用的研究，對運動磁力線的研究，進行定量的可調(diào)的可控的研究。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了給研究人員制造一個直觀可控定量的對混沌現(xiàn)象，磁力線相互作用現(xiàn)象，渦流現(xiàn)象，多體相互作用現(xiàn)象，流動力學(xué)現(xiàn)象的研究，并且給全世界所有人制造出一個對復(fù)雜的運動現(xiàn)象的直觀認(rèn)識，特別是學(xué)生對這些復(fù)雜的運動現(xiàn)象產(chǎn)生好奇，促使他們對科學(xué)產(chǎn)生興趣，對自然界奇妙的現(xiàn)象有所了解，也為人類發(fā)明了一種十分好玩好奇的玩具。一種運動單磁鐵磁力線對鐵粉作用的設(shè)計方法，其特征是，外面是一個透明的大圓筒組成，這個圓筒一共分成5部分組成，從上到下，第一部分是一個透明的蓋子，第二部分是一個透明的鐵粉在里面運動的存放盒，第三部分是運動執(zhí)行單元，第四部分為智能控制系統(tǒng)，第五部分為底蓋，第一部分透明蓋的作用是蓋住下面的鐵粉不會被拋出來，而且能看見里面的鐵粉是如何運動的，可以打開更換里面鐵粉數(shù)量，第二部分是用來存放鐵粉的，根據(jù)研究需求，放進按設(shè)定直徑和數(shù)量的鐵粉，存放盒的底部把鐵粉和下面的磁鐵隔離開，并且存放盒的底部材料是沒有磁性，也不會被磁鐵吸引的材料，鐵粉根據(jù)下面磁場的變化進行運動的，并且是透明的，這樣可以在不同角度觀看鐵粉的運動，第三部分這里安裝了十分復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，主要能使磁鐵可以順時針旋轉(zhuǎn)或逆時針旋轉(zhuǎn)，上下運動，前后運動，左右運動，并且可以更換上面的磁鐵，磁鐵可以制成各種形狀，活動軸可以在下面的固定軌道上前后運動，主運動私服電機是安裝在活動軸上，主運動私服電機可以在活動軸上左右運動，活動軸安裝在下面的固定軌道上，固定軌道是固定死在下面的底蓋上，這樣就可以通過智能控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計要求進行智能控制，讓磁鐵按照設(shè)定的各種各樣的軌跡進行運動，就會觀察到混沌運動，漩渦運動，運動磁力線的變化，多體相互作用，流體運動等被直觀的表現(xiàn)出來，第四部分是智能控制系統(tǒng)，主要是設(shè)定各種參數(shù)，自動控制上面各個電機轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)數(shù)和轉(zhuǎn)動速度，轉(zhuǎn)動時間和轉(zhuǎn)動方向的參數(shù)，第五部分是一個底蓋把它蓋上構(gòu)成一個完整的整體，并且上面的固定軸是固定上面的，所以要十分結(jié)實，并且可以取下來更換上面的磁鐵。其中運動單元采用如下設(shè)計，運動單元由4部分構(gòu)成，第一部分是磁鐵，第二部分是私服電機，第三部分是能前后運動的活動軸，第四部分是固定軌道，最上面一層是磁鐵，磁鐵可以做成很多種形狀，這是根據(jù)設(shè)計的要求進行設(shè)計，它可以中間是空的，磁鐵可以設(shè)計成任何想要的形狀并且里面可以設(shè)計任何形狀的空穴，這樣它的磁力線分布就極為復(fù)雜，使整個系統(tǒng)的運動狀態(tài)更加的千變?nèi)f化，磁鐵是安裝在主運動私服電機的轉(zhuǎn)動軸上，并且上面的磁鐵可以更換，當(dāng)需要什么形狀的磁鐵就換上什么形狀的磁鐵，在下面的固定軌道上安裝活動軸，活動軸是由安裝在活動軸和固定軌道之間的前后推動私服電機進行前后推動，主運動私服電機后面連上一條固定的軸，主運動私服電機和活動軸結(jié)合，由安裝在這2者之間的左右推動私服電機讓他們做左右運動，主運動私服電機后面的固定軸和下面的上下推動私服電機套在活動軸上，使主運動私服電機能做上下運動，這樣磁鐵就可以順時針轉(zhuǎn)動或逆時針轉(zhuǎn)動，可以上下運動，前后運動，左右運動，加上上面的磁鐵可以制成想要的形狀，可以使上面的鐵粉產(chǎn)生無窮無盡的運動狀態(tài)，下面的固定軌道是固定死在下面的底盤上，活動軸在電機的推動下在固定軌道上前后運動。其中智能控制系統(tǒng)采用如下設(shè)計，智能控制系統(tǒng)用來控制上面各個私服電機的運動，通過按鍵或觸摸屏輸入，控制上面各個電機，可以使磁鐵產(chǎn)生順時針轉(zhuǎn)動或逆時針轉(zhuǎn)動，向上或向下運動，向前或向后運動，向左或向右運動，同時可以控制電機的轉(zhuǎn)動速度和工作時間，并且可以同時調(diào)節(jié)各個電機的參數(shù)，磁鐵會讓鐵粉產(chǎn)生十分復(fù)雜的運動軌跡，設(shè)計出無窮無盡的運動現(xiàn)象，會產(chǎn)生千姿百態(tài)的奇特現(xiàn)象，這樣的設(shè)計對混沌學(xué)的研究，運動磁力線對鐵粉作用的研究，漩渦學(xué)的研究，動力學(xué)的研究，流體力學(xué)的研究，會產(chǎn)生不可估量的作用，讓科技人員可以直觀的看見它們的運動規(guī)律。

附圖說明

圖1是運動單磁鐵磁力線對鐵粉作用的結(jié)構(gòu)原理圖，1-1代表透明的蓋子，1-2代表存放鐵粉的透明盒，1-3代表安裝磁鐵運動系統(tǒng)的圓筒，1-4代表隔離板，把上面的鐵粉和下面的運動系統(tǒng)隔離開，并且這板不帶磁性也不能被磁鐵吸引，1-5代表鐵粉，1-6是代表主活動私服電機，1-7是代表磁鐵，1-8 ,1-9代表滑輪，使活動軸在固定軌道上前后運動，1-10是代表活動軸，1-11, 1-12是代表固定軌道，它是固定在底蓋上，1-13, 1-14是代表使活動軸前后推動的伺服電機及相關(guān)設(shè)備，它能推動橫活動軸前后運動，1-15是代表使主運動私服電機做左右運動的私服電機及相關(guān)設(shè)備，1-16是代表使主活動私服電機做上下推動的私服電機及相關(guān)設(shè)備，1-17是代表智能控制系統(tǒng)，它能控制各個伺服電機的運動狀態(tài)，1-18是代表電源，電源可以是鋰電池或從外面直接接入，1-19是代表底蓋。圖2是代表各種磁鐵的構(gòu)型，2-1是代表圓筒形的磁鐵，2-2是代表多邊形磁鐵，2-3是代表多菱形磁鐵，2-4是代表心形磁鐵，中間有一個空的圓柱和一個空的三角型的磁鐵，磁鐵可以根據(jù)實驗需要，可以進行任何形狀的設(shè)計。

實施方案

先要打開電源開關(guān)，然后根據(jù)實驗需要設(shè)定每一個電機的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)動的方向，重復(fù)的次數(shù)和轉(zhuǎn)動的時間，建立上面參數(shù)對時間的函數(shù)，就能控制各個電機的運動軌跡，把這些參數(shù)設(shè)計好以后，按下啟動開關(guān)，各個電機就會按照設(shè)定的軌跡運動，這樣電機可以使磁鐵上下，左右，前后，順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)運動，磁鐵會吸引住鐵粉，因此鐵粉也會跟著磁鐵運動，由于磁鐵的運動軌跡和轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向是根據(jù)實驗設(shè)計隨時可以改變的，這樣當(dāng)磁鐵順時針旋轉(zhuǎn)，這些鐵粉也跟著順時針旋轉(zhuǎn)，磁鐵逆時針旋轉(zhuǎn)，這些鐵粉也逆時針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)磁鐵從順時針突然改變?yōu)槟鏁r針，鐵粉也會突然發(fā)生改變，并且運動是很復(fù)雜美觀的，當(dāng)磁鐵上下運動，鐵粉和磁鐵的距離發(fā)生改變，這樣磁鐵對鐵粉的吸引力也會發(fā)生改變，鐵粉的分布也發(fā)生改變，磁鐵和鐵粉距離短時，鐵粉集中的聚在磁鐵極上，并且堆的很高，如果離鐵粉距離比較遠時，鐵粉會排在一個面積比較大的范圍，分布比較均勻，當(dāng)磁鐵前后左右運動時，這些鐵粉也跟著前后左右運動，運動的狀態(tài)，就像一個不停和鐵粉進行交換帶著尾巴的小蝌蚪在游，如果這磁鐵邊旋轉(zhuǎn)邊運動，這樣的作用就更加的復(fù)雜美觀，使鐵粉產(chǎn)生無窮無盡奇妙的運動狀態(tài)，如果磁鐵的運動軌跡和轉(zhuǎn)速隨機變化時，那么這樣的運動狀態(tài)更加的復(fù)雜更加的奇妙，這些運動現(xiàn)象可以幫助科研人員研究，磁力線對鐵粉作用運動規(guī)律的研究，也可以幫助混沌學(xué)的研究，也可以幫助多體相互作用的研究，也可以幫助流動力學(xué)的研究，也可以幫助渦流學(xué)的研究等等，并且這樣的設(shè)備可以小型化，制造成玩具，可以幫助人類對這十分奇妙現(xiàn)象的欣賞，讓人們可以直觀的看見最基本的自然現(xiàn)象，讓他們直觀的看見無窮無盡的奇妙的運動狀態(tài)，提高他們的好奇心，對科學(xué)產(chǎn)生好奇，對自然科學(xué)產(chǎn)生興趣。