專利名稱：一種永磁體驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種利用磁能的相互作用使之不斷運(yùn)轉(zhuǎn)、并能作功的永磁體驅(qū)動(dòng)裝置。
在能源日趨緊張的當(dāng)今世界，充分利用能源和開發(fā)能源的工作引起了全社會(huì)的高度重視。許多人為開發(fā)能源作了很大的努力，取得了好的效果。也有不少人把注意力集中在開發(fā)磁能的研究中，雖然花了很多的精力，投入了大量資金，但沒(méi)有取得好的效果。如有的人在研制磁能源的過(guò)程中，把許多大小相等的磁鐵塊安裝在類式電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子上，代替線圈，制作成僅依靠磁鐵塊本身磁性的相互作用，使轉(zhuǎn)子在定子中運(yùn)轉(zhuǎn)而能產(chǎn)生能源的發(fā)電機(jī)，試驗(yàn)中，卻沒(méi)有達(dá)到運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電、產(chǎn)生能源的目的。還有人把許多體積相等的磁鐵塊安裝在同一軸上的多層托盤上，做成類式電動(dòng)機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的磁機(jī)只能在外力作用下才能運(yùn)轉(zhuǎn)，不能依靠本身磁性發(fā)揮作用。諸如此類結(jié)構(gòu)的磁機(jī)很多，均無(wú)法用于生產(chǎn)實(shí)踐。
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述情況，設(shè)計(jì)的一種新型的、能利用磁性的相互作用，克服其運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的阻力，在不須任何外力作用的情況下而不斷旋轉(zhuǎn)作功的一種永磁體驅(qū)動(dòng)裝置。
本發(fā)明完成的方法是在能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤上，安裝一系列等體積、等磁場(chǎng)強(qiáng)度的永磁體。在安裝水磁體的圓盤的外側(cè)支架上，均布安裝等體積、等磁場(chǎng)強(qiáng)度的永磁體。利用支架上的永磁體與圓盤上的永磁體的磁性相互吸引或排斥力的作用，推動(dòng)圓盤運(yùn)轉(zhuǎn)。在同一軸上可以安裝許多層圓盤，裝上許多層永磁體在裝有永磁體的每層圓盤外側(cè)的支架上，同樣對(duì)應(yīng)安裝有永磁體。這樣能繞同一軸旋轉(zhuǎn)的永磁體就形成了類式電機(jī)的轉(zhuǎn)子，對(duì)應(yīng)安裝在支架上的永磁體就形成了類似電機(jī)的定子，轉(zhuǎn)子能在定子中作360度旋轉(zhuǎn)。這樣組成的旋轉(zhuǎn)體磁場(chǎng)，不另加能源，能使轉(zhuǎn)子在定子中運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)作功，產(chǎn)生能源。轉(zhuǎn)子之所以能在定子中旋轉(zhuǎn)作功，其特點(diǎn)有以下幾個(gè)方面一是采用了＂變量磁場(chǎng)＂的概念。根據(jù)永磁體薄的地方磁場(chǎng)弱，厚的地方磁場(chǎng)強(qiáng)的充磁特點(diǎn)，把永磁體做成厚(寬)、薄(窄)不同的半圓體，其磁場(chǎng)強(qiáng)度就會(huì)從大到小(或從小到大)，形成變量磁場(chǎng)，把這種具有變量磁場(chǎng)的永磁體安裝在能同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤上時(shí)，在支架上的永磁體的作用下，磁極相同的排斥力使圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)到它們之間排斥力最小的位置，磁極不同的吸引力使圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)到它們之間引力最大的位置，從而完成了圓盤上的永磁體在一定范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)。另外根據(jù)磁場(chǎng)強(qiáng)度所體現(xiàn)的排斥力與吸引力的大小，與磁極相互作用時(shí)的距離有直接關(guān)系的原理，改變磁場(chǎng)強(qiáng)度相等的半圓形永磁體在圓盤上的安裝位置，使之與支架上的永磁體的作用力的變化，同樣能形成變量磁場(chǎng)，圓盤上的永磁體在磁力作用下同樣能轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度。二是運(yùn)用磁極錯(cuò)位法克服“死點(diǎn)”。在同一圓盤上安裝的兩個(gè)半圓形變量磁場(chǎng)永磁體，在圓盤外側(cè)均布的四個(gè)磁場(chǎng)強(qiáng)度相同的永磁體的作用下，圓盤不能作360度旋轉(zhuǎn)，關(guān)鍵在于兩半圓形永磁體的兩端相接處，形成磁極力量不能克服的“死點(diǎn)”，當(dāng)多層圓盤安裝在同一軸上時(shí)，尤為突出，采取層與層之間的接口錯(cuò)位的安裝方法，層數(shù)越多，錯(cuò)位的角度越小，反之角度增大，有效的解決了不正常運(yùn)轉(zhuǎn)的問(wèn)題，如在同一軸上的k1-K6等六層(或更多層)圓盤的磁作用力偶中，由于相互錯(cuò)位，只有K3圓盤里有一對(duì)磁極處在“死點(diǎn)”位置，而其它的磁極均處在作功狀態(tài)，這時(shí)，K1+K2+K4+K5+K6+K3/2＞K3，作功的磁極相加的扭轉(zhuǎn)力之和大大超過(guò)了K3的鎖定力，所以，能實(shí)現(xiàn)軸的不斷旋轉(zhuǎn)并能輸出功率。三是磁極“死點(diǎn)”緩沖法。為減少永磁體在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中克服“死點(diǎn)”的功率消耗，增大輸出功率，采用了“過(guò)渡極靴”的過(guò)渡緩沖法和機(jī)械結(jié)構(gòu)型式的緩沖法。所謂過(guò)渡極靴是在每個(gè)變量磁極的磁頭部制成一個(gè)突出的尖塊，使之與另一變量磁極尾部的銜接處留出一定間隙，再用外側(cè)軟磁包片的方法，使同極性的磁塊在銜接處產(chǎn)生的磁塊磁場(chǎng)強(qiáng)度之和的反斥力均勻過(guò)渡消隱，進(jìn)一步使處于“死點(diǎn)”位置磁極對(duì)得到緩沖。機(jī)械結(jié)構(gòu)型式的緩沖結(jié)構(gòu)是依據(jù)磁場(chǎng)作用力的大小與兩磁極間距離大小成平方反比關(guān)系，在裝置有變量磁場(chǎng)磁塊的圓盤邊緣處設(shè)置凸塊或通過(guò)主軸和分配軸，在分配軸上設(shè)置的凸塊強(qiáng)制移開固定磁極，使兩磁體之間的距離增大，能較明顯的減小通過(guò)“死點(diǎn)”時(shí)所消耗的功率。四是磁阻尼恒速調(diào)速法。根據(jù)物理學(xué)——電磁學(xué)中“渦流效應(yīng)”原理，金屬體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，金屬體內(nèi)部產(chǎn)生的一種渦電流，轉(zhuǎn)換成一種對(duì)抗磁場(chǎng)的勢(shì)能，這種對(duì)抗勢(shì)能與運(yùn)動(dòng)速度成正比，中心部分線速度小，邊緣部分線速度大，速度越快，阻尼越強(qiáng)，反之則弱，通過(guò)調(diào)節(jié)阻尼磁塊移向中心和移向邊緣的位置，可以達(dá)到永磁旋轉(zhuǎn)體調(diào)速和恒速的目的。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易，安裝使用方便，壽命長(zhǎng)，無(wú)噪音，無(wú)污染，維修費(fèi)用少，原材料來(lái)源充足，價(jià)格便宜，用在各種圓周運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合作功，開發(fā)的能源成本低，適用面廣，有極好的市場(chǎng)前景。
附

圖1為本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為主體結(jié)構(gòu)的側(cè)面剖視圖，圖3為永磁體在圓盤上的安裝位置的改變形成變量磁場(chǎng)的示意圖，圖4為磁極錯(cuò)位示意圖，圖5為過(guò)渡極靴緩沖裝置示意圖，圖6為安裝有變量磁場(chǎng)磁塊的圓盤邊緣處設(shè)置凸塊的緩沖裝置示意圖，圖7為強(qiáng)制移開固定磁塊緩沖機(jī)構(gòu)示意圖，圖8為磁阻尼恒速調(diào)速機(jī)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明的最佳實(shí)施例是輸出主軸[6]的兩頭分別裝配在軸承[7]內(nèi)，兩軸承分別安裝在前軸承蓋[4]和后軸承蓋[9]上，兩軸承蓋固定在外殼[2]的兩端，裝有變量磁場(chǎng)(極)[5]的圓盤[11]安裝在輸出主軸上，緩沖裝置凸塊[1]設(shè)置在圓盤的邊緣上，與變量磁場(chǎng)(極)配用的固定磁極(塊)[3]安裝在緩沖支架[12]上，緩沖支架安裝在外殼內(nèi)，緩沖支架與外殼之間裝有彈簧[13]。由金屬圓盤[10]、V型阻尼磁鐵[15]、絲桿[16]和調(diào)節(jié)手輪[8]組成的磁阻尼恒速調(diào)速機(jī)構(gòu)，其金屬圓盤固定在輸出主軸上，絲桿安裝在外殼上，V型阻尼磁鐵裝在絲桿的內(nèi)端，與金屬圓盤配用，調(diào)節(jié)手輪安裝在絲桿的外端。由變量磁極[5]、固定磁極(塊)[3]、同步輪[17]、分配軸[18]、凸輪[19]、回位彈簧[13]組成的強(qiáng)制移開固定磁塊機(jī)構(gòu)中，兩同步輪安裝在外殼上，凸輪安裝在與同步輪同步運(yùn)轉(zhuǎn)的分配軸的軸端，凸輪壓迫主軸一端的回位彈簧，在主軸中間支點(diǎn)的作用下，能使連接在主軸另一端的固定磁極(塊)與變量磁極之間的距離拉大，實(shí)現(xiàn)用機(jī)械方式緩沖變量磁場(chǎng)通過(guò)死點(diǎn)時(shí)所消耗的功率。另一種過(guò)渡極靴緩沖裝置是由磁塊頭部有突出尖塊的過(guò)渡極靴[23]、A磁極頭部[20]、B磁極尾部[21]和軟磁包片[22]組成。在磁作用力偶中，由K1、K2、K3、K4、K5、K6所示變量磁極圓盤安裝在同一輸出主軸上的磁極錯(cuò)位情況，其中的K3有一對(duì)磁極處于“死點(diǎn)”鎖定，其余的磁極均在作功狀態(tài)，用磁極錯(cuò)位方法，能實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)力大于鎖定力，輸出主軸旋轉(zhuǎn)并輸出功率的目的。
權(quán)利要求
1.一種永磁體驅(qū)動(dòng)裝置，包括磁鐵塊、軸承、輸出主軸、圓盤，其特征在于輸出主軸[6]的兩頭分別裝配在軸承[7]內(nèi)，軸承分別安裝在前后軸承蓋[4]、[9]上，軸承蓋固定在外殼[2]的兩端，裝有變量磁極[5]的圓盤[11]安裝在輸出主軸上，緩沖裝置凸塊[1]設(shè)置在圓盤的邊緣上，與變量磁極配用的固定磁極(塊)[3]安裝在緩沖支架[12]上，緩沖支架安裝在外殼[2]內(nèi)，磁阻尼恒速調(diào)速機(jī)構(gòu)中的金屬圓盤[10]固定在輸出主軸上，絲桿[16]安裝在外殼上，與金屬圓盤配用的V型阻尼磁鐵[15]裝在絲桿的內(nèi)端，調(diào)節(jié)手輪[8]安裝在絲桿的外端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于變量磁極包括用永磁體做成的厚度(或?qū)挾?從厚至薄(從寬至窄)的半圓體，以及改變磁場(chǎng)強(qiáng)度相等的半圓形永磁體與固定磁極間的距離從大至小(或從小至大)的安裝位置之結(jié)構(gòu)形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于安裝在輸出主軸上的多層圓盤上的變量磁極的接口錯(cuò)位，且層數(shù)越多，錯(cuò)位角度越小，反之越大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于磁極死點(diǎn)緩沖裝置有由變量磁極[5]、固定磁極(塊)[3]、同步輪[17]、分配軸[18]、凸輪[19]、回位彈簧[13]組成的強(qiáng)制移開固定磁極機(jī)構(gòu)，以及由過(guò)渡極靴[23]、A磁極頭部[20]、B磁極尾部[21]和軟磁包片[22]組成的過(guò)渡極靴緩沖裝置組成。
全文摘要
一種永磁體驅(qū)動(dòng)裝置，由安裝在輸出主軸上的裝有多層磁極錯(cuò)位變量磁極的圓盤、安裝在緩沖支架上的與變量磁極配用的固定磁極、安裝緩沖支架的外殼，以及磁阻尼恒速調(diào)速機(jī)構(gòu)、軸承等部件組成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝使用方便、無(wú)噪音、無(wú)污染、價(jià)格便宜、開發(fā)的能源成本低、運(yùn)用面廣、市場(chǎng)前景極好等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02N11/00GK1147724SQ9511247
公開日1997年4月16日 申請(qǐng)日期1995年10月10日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月10日
發(fā)明者趙平國(guó) 申請(qǐng)人:趙平國(guó)