CN102570922B - 磁电混合驱动方法及动力装置 - Google Patents

磁电混合驱动方法及动力装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种磁电混合驱动方法，还公开了采用该方法的动力装置，其包括触发控制电路、缸体、永磁体组、活塞组件和变极驱动线圈，活塞组件插设在缸筒内，永磁体组包括上永磁体及下永磁体，上永磁体设置在缸筒的顶部，下永磁体设置在活塞组件的上端面，变极驱动线圈设置在上永磁体的下端面上，并与触发控制电路相连；本发明提供的方法工艺简易，易于实现，成本低；本发明提供的动力装置结构设计合理，有效利用磁体同极相斥异极相吸的性质，将磁电混合并产生动力，节约能量，提高能源利用效率，利于缓解人类对传统能源的依赖，减少目前因大量使用传统燃料能源对环境的污染，而且整体结构巧妙、简单，制造成本低，有重大的市场推广价值。

Description

磁电混合驱动方法及动力装置
技术领域
本发明属于动力装置技术领域，具体涉及一种磁电混合驱动方法及动力装置。
背景技术
当今世界能源的消耗与日俱增，人类的生活、工作、娱乐均离不开能源。现有能源的主要供给形式是石油、煤炭、天然气、核能等，其中石油、煤炭、天然气属于地球资源，储量有限，而核能开发的安全性能不容忽视。目前，随着人口的增长、社会的进步，世界的能耗以每年2.7％的增长，据国际能源的预测，石油50年将枯竭，天然气60年将用完，煤炭200多年将用尽。所以，人类正在不懈地致力于提高已有动力设备技术，同时也更为积极地寻找新的能源，开发新的技术。
发动机(Engine)，又称为引擎，是一种能够把其它形式的能转化为另一种能的机器，通常是把化学能转化为机械能。(把电能转化为机器能的称为电动机)有时它既适用于动力发生装置，也可指包括动力装置的整个机器，比如汽油发动机，航空发动机。
现有各种原动力发动机如汽油机、柴油机、燃油蒸气机等已经广泛应用于工业、农业、交通、国防领域等诸多领域，这些机械的使用给人们带米方便的同时，也给社会埋藏了隐患；这些设备有的投资巨大，有的耗费燃料费用大，且废物拜排放、噪音等对环境污染严重。而且上述发动机采用的能源是以煤、油、等不可再生的资源，由于资源有限，能源消耗越来越被人们所重视，而且其能量转化过程复杂、成本高、效率低，并且对环境污染严重。
发明内容
针对上述的不足，本发明目的之一在于，提供一种工艺简易，成本低，易于实现的磁电混合驱动方法；
本发明目的之二在于，提供一种采用上述方法的动力装置，该动力装置结构设计合理、能源利用效率高，能缓解人类对传统能源的依赖，减少目前因大量使用传统燃料能源对环境的污染。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：
一种磁电混合驱动方法，其包括以下步骤：
(1)制备缸体，在该缸体上设有一个或多个缸筒；
(2)制备永磁体组，该永磁体组的数量与缸筒的数量一致，该永磁体组包括一上永磁体及一下永磁体，该上永磁体和下永磁体由蓄有磁能的永磁体材料制成；
(3)将上永磁体设置在缸筒的顶部；
(4)制备活塞组件，该活塞组件的数量与缸筒的数量一致，将活塞组件插入与其相对应的缸筒内，并将下永磁体设置在该活塞组件的上端面，且调整该下永磁体的极性，使其与上永磁体之间形成相斥的斥磁场；在该斥磁场的作用斥力下，能迫使活塞组件下行；
(5)制备变极驱动线圈，该变极驱动线圈的数量与缸筒的数量一致，将变极驱动线圈设置在上永磁体的下端面上，该变极驱动线圈在接通电源后能自动产生与下永磁体之间形成相吸的吸磁场，该吸磁场的作用引力大于斥磁场的作用斥力，在该吸磁场的作用引力下，能驱动活塞组件上行；
(6)制备触发控制电路，该触发控制电路与所述变极驱动线圈相连，并能根据活塞组件的工作状态，相应使变极驱动线圈断开或接通电源；
(7)初始状态，活塞组件在斥磁场的作用下处于远离上永磁体的下止位置；
(8)触发控制电路使变极驱动线圈接通电源，变极驱动线圈产生吸磁场，在该吸磁场的作用引力下，驱动活塞组件上行，直至上止位置；
(9)触发控制电路使变极驱动线圈断开电源，变极驱动线圈停止产生吸磁场，与此同时，下永磁体在其与上永磁体之间形成的斥磁场的作用斥力下，迫使活塞组件下行，直至下止位置；
(10)重复步骤(7)～(9)，使所述活塞组件重复下行、上行的循环运动，实现输出动力。
所述步骤(4)具体包括以下步骤：
(4.1)制备活塞体；
(4.2)制备连杆；
(4.3)制备曲轴；
(4.4)将连杆的上端与所述活塞体相连接，连杆的下端与曲轴相连接，制得活塞组件。
所述的活塞组件还包括一保持惯性的飞轮，该飞轮设置在所述曲轴上。
所述步骤(6)具体包括以下步骤：
(6.1)制备感应器，该感应器能感应活塞组件的工作状态，并相应发出下行或上行信号；
(6.2)制备A/D转换器；
(6.3)制备手动或自动电流控制器；
(6.4)制备控制器，该控制器能对感应器所发出的下行或上行信号进行分析处理，并相应使变极驱动线圈断开或接通电源；
(6.5)将感应器、A/D转换器、控制器依次相连接，将该变极驱动线圈、手动或自动电流控制器、控制器依次相连接，制得触发控制电路。
其还包括以下步骤：
(11)对所述的上永磁体和/或下永磁体补充磁能。
一种采用上述方法的动力装置，其包括触发控制电路、设有一个或多个缸筒的缸体及与该缸筒相应数量的永磁体组、活塞组件和变极驱动线圈，所述活塞组件插设在缸筒内，所述永磁体组包括一上永磁体及一下永磁体，所述上永磁体设置在缸筒的顶部，所述下永磁体设置在活塞组件的上端面，所述变极驱动线圈设置在上永磁体的下端面上，并与所述触发控制电路相连。
所述活塞组件包括活塞体、连杆和曲轴，所述连杆的上端与所述活塞体相连接，连杆的下端与曲轴相连接。
所述的活塞组件还包括一保持惯性的飞轮，该飞轮设置在所述曲轴上；所述上永磁体和下永磁体由蓄有磁能的永磁体材料制成。
所述触发控制电路包括感应器、A/D转换器、控制器和手动或自动电流控制器，所述感应器、A/D转换器、控制器依次相连接，所述变极驱动线圈、手动或自动电流控制器、控制器依次相连接。
所述感应器包括感应线圈、下止位置磁体和上止位置磁体，所述感应线圈设置在飞轮一侧，所述上止位置磁体和下止位置磁体对应感应线圈的位置对称设置在飞轮上；所述控制器包括预存有控制程序指令的IC、脉冲放大器、耦合变压器和可控硅，所述IC、脉冲放大器、耦合变压器和可控硅依次相连。
本发明的有益效果为：本发明提供的方法工艺简易，易于实现，成本低；本发明提供的动力装置结构设计合理，有效利用磁体同极相斥异极相吸的性质，将磁电混合并产生动力，节约能量，提高能源利用效率，利于缓解人类对传统能源的依赖，减少目前因大量使用传统燃料能源对环境的污染，而且整体结构巧妙、简单，制造成本低，有重大的市场推广价值。
在实际运行中，也需要间歇性的对上永磁体和/或下永磁体进行充磁，来维持本发明技术方案的持续运行，依靠不断补充的磁能，经转化后持续输出机械能。
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明。
附图说明
图1是本发明的结构示意图1；
图2是本发明的结构示意图2；
图3是本发明的双缸结构示意图。
具体实施方式
实施例：参见图1至图3，本实施例提供了一种磁电混合驱动方法，其包括以下步骤：
(1)制备缸体1，在该缸体1上设有一个或多个缸筒；
(2)制备永磁体组2，该永磁体组2的数量与缸筒的数量一致，该永磁体组2包括一上永磁体21及一下永磁体22，该上永磁体21和下永磁体22由蓄有磁能的永磁体材料制成；
(3)将上永磁体21设置在缸筒的顶部；
(4)制备活塞组件3，该活塞组件3的数量与缸筒的数量一致，将活塞组件3插入与其相对应的缸筒内，并将下永磁体22设置在该活塞组件3的上端面，且调整该下永磁体22的极性，使其与上永磁体21之间形成相斥的斥磁场；在该斥磁场的作用斥力下，能迫使活塞组件3下行；
(5)制备变极驱动线圈4，该变极驱动线圈4的数量与缸筒的数量一致，将变极驱动线圈4设置在上永磁体21的下端面上，该变极驱动线圈4在接通电源后能自动产生与下永磁体22之间形成相吸的吸磁场，该吸磁场的作用引力大于斥磁场的作用斥力，在该吸磁场的作用引力下，能驱动活塞组件3上行；
(6)制备触发控制电路5，该触发控制电路5与所述变极驱动线圈4相连，并能根据活塞组件3的工作状态，相应使变极驱动线圈4断开或接通电源；
(7)初始状态，活塞组件3在斥磁场的作用下处于远离上永磁体21的下止位置；
(8)触发控制电路5使变极驱动线圈4接通电源，变极驱动线圈4产生吸磁场，在该吸磁场的作用引力下，驱动活塞组件3上行，直至上止位置；
(9)触发控制电路5使变极驱动线圈4断开电源，变极驱动线圈4停止产生吸磁场，与此同时，下永磁体22在其与上永磁体21之间形成的斥磁场的作用斥力下，迫使活塞组件3下行，直至下止位置；
(10)重复步骤(7)～(9)，使所述活塞组件3重复下行、上行的循环运动，实现输出动力。
所述步骤(4)具体包括以下步骤：
(4.1)制备活塞体31；
(4.2)制备连杆32；
(4.3)制备曲轴33；
(4.4)将连杆32的上端与所述活塞体31相连接，连杆32的下端与曲轴33相连接，制得活塞组件3。
所述的活塞组件3还包括一保持惯性的飞轮6，该飞轮6设置在所述曲轴33上。
所述步骤(6)具体包括以下步骤：
(6.1)制备感应器51，该感应器51能感应活塞组件3的工作状态，并相应发出下行或上行信号；
(6.2)制备A/D转换器52；
(6.3)制备手动或自动电流控制器53；
(6.4)制备控制器54，该控制器54能对感应器51所发出的下行或上行信号进行分析处理，并相应使变极驱动线圈4断开或接通电源；
(6.5)将感应器51、A/D转换器52、控制器54依次相连接，将该变极驱动线圈4、手动或自动电流控制器53、控制器54依次相连接，制得触发控制电路5。
其还包括以下步骤：
(11)对所述的上永磁体21和/或下永磁体22补充磁能。
一种采用上述方法的动力装置，其包括触发控制电路5、设有一个或多个缸筒的缸体1及与该缸筒相应数量的永磁体组2、活塞组件3和变极驱动线圈4，所述活塞组件3插设在缸筒内，所述永磁体组2包括一上永磁体21及一下永磁体22，所述上永磁体21设置在缸筒的顶部，所述下永磁体22设置在活塞组件3的上端面，所述变极驱动线圈4设置在上永磁体21的下端面上，并与所述触发控制电路5相连。
所述活塞组件3包括活塞体31、连杆32和曲轴33，所述连杆32的上端与所述活塞体31相连接，连杆32的下端与曲轴33相连接。
所述的活塞组件3还包括一保持惯性的飞轮6，该飞轮6设置在所述曲轴33上；所述上永磁体21和下永磁体22由蓄有磁能的永磁体材料制成。
所述触发控制电路5包括感应器51、A/D转换器52、控制器54和手动或自动电流控制器53，所述感应器51、A/D转换器52、控制器54依次相连接，所述变极驱动线圈4、手动或自动电流控制器53、控制器54依次相连接。
所述感应器51包括感应线圈511、下止位置磁体512和上止位置磁体513，所述感应线圈511设置在飞轮6一侧，所述上止位置磁体513和下止位置磁体512对应感应线圈511的位置对称设置在飞轮6上；所述控制器54包括预存有控制程序指令的IC、脉冲放大器、耦合变压器和可控硅，所述IC、脉冲放大器、耦合变压器和可控硅依次相连。
本发明提供的方法工艺简易，易于实现，成本低；本发明提供的动力装置结构设计合理，有效利用磁体同极相斥异极相吸的性质，将磁电混合并产生动力，节约能量，提高能源利用效率，利于缓解人类对传统能源的依赖，减少目前因大量使用传统燃料能源对环境的污染，而且整体结构巧妙、简单，制造成本低，有重大的市场推广价值。
工作时，初始状态，参见图1，活塞组件3在斥磁场的作用下处于远离上永磁体21的下止位置；飞轮6上的下止位置磁体512正对感应线圈511，感应线圈511感应产生出一脉冲电流形成一下行信号，该下行信号经A/D转换器52传送至控制器54，该控制器54对该下行信号进行分析处理，并使变极驱动线圈4接通电源，变极驱动线圈4产生吸磁场，在该吸磁场的作用引力下，驱动活塞组件3上行，直至上止位置；参见图2，飞轮6上的上止位置磁体513正对感应线圈511，感应线圈511感应产生出一脉冲电流形成一上行信号，该上行信号经A/D转换器52传送至控制器54，该控制器54对该上行信号进行分析处理，并使变极驱动线圈4断开电源，变极驱动线圈4停止产生吸磁场，与此同时，下永磁体22在其与上永磁体21之间形成的斥磁场的作用斥力下，急速迫使活塞组件3下行，直至下止位置；重复上述动作，使所述活塞组件3重复下行、上行的循环运动，实现输出动力。
使用过程中，可以通过手动或自动电流控制器53来调控流向变极驱动线圈4的电流大小，以控制动力装置的转速和功率大小。本实施例中，采用手动电流控制器，其它实施例中，可根据需要来选用自动电流控制器。
在长时间使用后，也需要间歇性的对上永磁体21和/或下永磁体22进行充磁，来维持本发明技术方案的持续运行，依靠不断补充的磁能，经转化后持续输出机械能。
参见图3，为本发明的双缸结构设计；另外还可以根据所需的功率来相应设置三缸或多缸的结构设计。然后相应设定永磁体组2、活塞组件3和变极驱动线圈4的数量及其工作规律即可。
如本发明上述实施例所述，采用与其相同或相似技术特征而得到的其它驱动方法及装置，均在本发明保护范围内。

Claims (6)

1.一种磁电混合驱动方法，其特征在于，其包括以下步骤：
(1)制备缸体，在该缸体上设有一个或多个缸筒；
(2)制备永磁体组，该永磁体组的数量与缸筒的数量一致，该永磁体组包括一上永磁体及一下永磁体，该上永磁体和下永磁体由蓄有磁能的永磁体材料制成；
(3)将上永磁体设置在缸筒的顶部；
(4)制备活塞组件，该活塞组件的数量与缸筒的数量一致，将活塞组件插入与其相对应的缸筒内，并将下永磁体设置在该活塞组件的上端面，且调整该下永磁体的极性，使其与上永磁体之间形成相斥的斥磁场；在该斥磁场的作用斥力下，能迫使活塞组件下行；所述的活塞组件还包括一保持惯性的飞轮，该飞轮设置在曲轴上；
(5)制备变极驱动线圈，该变极驱动线圈的数量与缸筒的数量一致，将变极驱动线圈设置在上永磁体的下端面上，该变极驱动线圈在接通电源后能自动产生与下永磁体之间形成相吸的吸磁场，该吸磁场的作用引力大于斥磁场的作用斥力，在该吸磁场的作用引力下，能驱动活塞组件上行；
(6)制备触发控制电路，该触发控制电路与所述变极驱动线圈相连，并能根据活塞组件的工作状态，相应使变极驱动线圈断开或接通电源；
(6.1)制备感应器，该感应器能感应活塞组件的工作状态，并相应发出下行或上行信号；其中所述感应器包括感应线圈、下止位置磁体和上止位置磁体，所述感应线圈设置在飞轮一侧，所述上止位置磁体和下止位置磁体对应感应线圈的位置对称设置在飞轮上，所述飞轮上的下止位置磁体正对感应线圈，感应线圈感应产生出一脉冲电流形成一下行信号，所述飞轮上的上止位置磁体正对感应线圈，感应线圈感应产生出一脉冲电流形成一上行信号；
(6.2)制备A/D转换器；
(6.3)制备手动或自动电流控制器；
(6.4)制备控制器，该控制器能对感应器所发出的下行或上行信号进行分析处理，并相应使变极驱动线圈断开或接通电源；
(6.5)将感应器、A/D转换器、控制器依次相连接，将该变极驱动线圈、手动或自动电流控制器、控制器依次相连接，制得触发控制电路；
(7)初始状态，活塞组件在斥磁场的作用下处于远离上永磁体的下止位置；
(8)触发控制电路使变极驱动线圈接通电源，变极驱动线圈产生吸磁场，在该吸磁场的作用引力下，驱动活塞组件上行，直至上止位置；
(9)触发控制电路使变极驱动线圈断开电源，变极驱动线圈停止产生吸磁场，与此同时，下永磁体在其与上永磁体之间形成的斥磁场的作用斥力下，迫使活塞组件下行，直至下止位置；
(10)重复步骤(7)～(9)，使所述活塞组件重复下行、上行的循环运动，实现输出动力。
2.根据权利要求1所述的磁电混合驱动方法，其特征在于，所述步骤(4)具体包括以下步骤：
(4.1)制备活塞体；
(4.2)制备连杆；
(4.3)制备曲轴；
(4.4)将连杆的上端与所述活塞体相连接，连杆的下端与曲轴相连接，制得活塞组件。
3.根据权利要求1所述的磁电混合驱动方法，其特征在于，其还包括以下步骤：
(11)对所述的上永磁体和/或下永磁体补充磁能。
4.一种采用权利要求1-3任一所述磁电混合驱动方法的动力装置，其特征在于，其包括触发控制电路、设有一个或多个缸筒的缸体及与该缸筒相应数量的永磁体组、活塞组件和变极驱动线圈，所述活塞组件插设在缸筒内，所述永磁体组包括一上永磁体及一下永磁体，所述上永磁体设置在缸筒的顶部，所述下永磁体设置在活塞组件的上端面，所述变极驱动线圈设置在上永磁体的下端面上，并与所述触发控制电路相连，所述触发控制电路包括感应器、A/D转换器、控制器和手动或自动电流控制器，所述感应器、A/D转换器、控制器依次相连接，所述变极驱动线圈、手动或自动电流控制器、控制器依次相连接；所述的活塞组件还包括一保持惯性的飞轮，该飞轮设置在所述曲轴上；所述上永磁体和下永磁体由蓄有磁能的永磁体材料制成，所述感应器包括感应线圈、下止位置磁体和上止位置磁体，所述感应线圈设置在飞轮一侧，所述上止位置磁体和下止位置磁体对应感应线圈的位置对称设置在飞轮上，所述飞轮上的下止位置磁体正对感应线圈，感应线圈感应产生出一脉冲电流形成一下行信号，所述飞轮上的上止位置磁体正对感应线圈，感应线圈感应产生出一脉冲电流形成一上行信号，所述控制器对感应器所发出的下行或上行信号进行分析处理，并相应使变极驱动线圈断开或接通电源。
5.根据权利要求4所述的动力装置，其特征在于，所述活塞组件包括活塞体、连杆和曲轴，所述连杆的上端与所述活塞体相连接，连杆的下端与曲轴相连接。
6.根据权利要求4所述的动力装置，其特征在于，所述控制器包括预存有控制程序指令的IC、脉冲放大器、耦合变压器和可控硅，所述IC、脉冲放大器、耦合变压器和可控硅依次相连。
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