CN103904952A

CN103904952A - 一种磁能动力装置

Info

Publication number: CN103904952A
Application number: CN201410161985.6A
Authority: CN
Inventors: 陈刚
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-04-21
Filing date: 2014-04-21
Publication date: 2014-07-02

Abstract

一种磁能动力装置属于动力机械领域，解决多个磁能-动能转换单元复合对外动力输出；具有原动电机(2)，通过传动机构带动磁能-动能转换单元中的小曲轴(8)从而带动其上的小曲拐(10)运动，进而带动动隔磁铁(12)上、下行运动，从而使由两块定磁铁(14)及一块动磁铁(15)组成的磁场发生交变，并以交变磁力推动动磁铁(15)水平往复运动，从而带动水平动架(7)水平往复运动，并通过相应的曲柄机构共同推动动力输出大曲轴(6)转动，对外输出动力：具有增力效果，能维持和增加动力输出功率；结构简单，易制作、安装，成本低，占用空间小，运行平稳可靠。

Description

一种磁能动力装置

技术领域

本发明属于动力机械领域，涉及一种磁能动力装置。

背景技术

现有技术中的磁能动力装置，就整机对外动力输出的结构而言，大都设置两组直接相互作用的磁场组合，对外具有一根动力输出转轴，因此，均可视其为一个磁能-动能转换单元，共同的不足之处在于，难以用多个磁能-动能转换元复合在一起，以并联(或串联)的方式按需提高输出功率，原因在于：1、结构复杂，制作安装多有不便，成本高，2、磁能-动能转换单元复合在一起的结构不易合理配设，并因此会影响其运行稳定性，3、多个磁能-动能转换单元复合在一起，整体体积会明显加大，不利于应用。

发明内容

解决的技术问题：

提供一种磁能动力装置，能克服现有技术中存在的不足，能按需要，将多个磁能-动能转换单元复合在一起，并联装在同一根动力输出转轴上，磁能-动能转换单元结构新颖，多单元复合结构配设合理，运行可靠，结构简单，易制作、安装，成本低，整体紧凑，占用空间小。

采用的技术方案：

一种磁能动力装置，具有机架、原动电机及相应传动机构，磁能-动能转换单元及相应的动力传动系统，以及动力输出大曲轴，其特征在于：装在机架的一端上的原动电机通过装在其通轴的两端上的传动齿轮及配套链条，分别带动位于动力输出大曲轴两侧的各磁能-动能转换单元中的动力齿轮转动，磁能-动能转换单元规则排组式复合于动力输出大曲轴的两侧，并且分别通过水平动架与动力输出大曲轴上的大曲拐配套式曲柄结构型铰接在一起，动力输出大曲轴轴承式装在机架上；

磁能-动能转换单元的结构为，具有带两个有一定间距且互成反向180度的小曲拐的小曲轴轴承式装在机架上，小曲轴的外端装有动力齿轮，两个小曲拐分别通过小曲柄各铰接着一块规格、性能-致的动隔磁铁，并且在小曲轴的下方具有与动隔磁铁配套对应并垂直装在机架上的对开口式滑道，动隔磁铁在小曲轴的带动下，能周而复始的在对开口式滑道中上、下限位滑动；在两条对开口式滑道的中央线y-y’为对称的外侧的机架上分别规则的装有规格、性能一致，并且与动隔磁铁匹配的定磁铁，两块定磁铁的磁极方向在水平方向上一致；另有一块在水平方向上与两块定磁铁配套对应、磁极方向反置的动磁铁位于两条对开口式滑道的中间，动磁铁固装在水平动架的两条相互平行的滑动边上，滑动边能水平往复滑动式通过滑动轴承装在机架上，两条滑动边通过位于左侧定磁铁的外侧的横档固连为一体，横档上固装有连杆，其活动端通过大曲柄铰接在动力输出大曲轴的大曲拐上，连杆能水平往复滑动式通过大轴承装在机架上；水平动架的水平往复运动即驱动动力输出大曲轴转动，对外动力输出；

磁能-动能转换单元规则排组式复合的结构为，动力输出大曲轴的左、右两侧各有一列数量相等并且对称设置的磁能-动能转换单元，动力输出大曲轴上规则设置有整体加工而成，并与磁能-动能转换单元配套的大曲拐，每个大曲拐上分别通过两根大曲柄同时铰接着左、右两列中对称设置的两个磁能-动能转换单元中的相应的水平动架，动力输出大曲轴的动力输出端上还装有飞轮；左、右两列中的各相邻的两个磁能-动能转换单元之间及左、右两列的上、下排头、排尾的磁能-动能转换单元的外侧均装有固定隔磁板。

有益效果：

本发明采用合理可靠的复合式结构，能按需将多个磁能-动能转换单元并联式复合在同一根动力输出大曲轴上对外输出动力，对原动电机输入的动力具有增力效果，能维持和增加动力输出功率；各磁能-动能转换单元结构新颖、简单并相同，便于标准化、易制作，整体成本低，易安装维护，占用空间小，运行可靠而平稳。

附图说明

图1、总体结构平面示意图；

图2、磁能-动能转换单元平面放大图；

图3、按图2中所示的A向视图；

图4、大曲拐21规则设置结构(a)第一种，(b)第二种示意图；

图5、大曲柄20与大曲拐21铰接图，(c)俯视图，(d)按(c)中所示A-A剖图；

图6、大曲拐21规则设置为两种结构时，小曲轴8相应的安装结构(e)为第一种、(f)为第二种示意图；

具体实施方式

结合附图进一步详加说明，

如图1～3所示，一种磁能动力装置，具有机架、原动电机及相应传动机构，磁能-动能转换单元及相应的动力传动系统，以及动力输出大曲轴，其特征在于：装在机架1的一端上的原动电机2通过装在其通轴3的两端上的传动齿轮4及配套链条5，分别带动位于动力输出大曲轴6两侧的各磁能-动能转换单元中的动力齿轮9转动，磁能-动能转换单元规则排组式复合于动力输出大曲轴6的两侧，并且分别通过水平动架7与动力输出大曲轴6上的大曲拐21配套式曲柄结构型铰接在一起，动力输出大曲轴6轴承式装在机架1上；

磁能-动能转换单元的结构为，具有带两个有一定间距且互成反向180度的小曲拐10的小曲轴8轴承式装在机架1上，小曲轴8的外端装有动力齿轮9，两个小曲拐10分别通过小曲柄11各铰接着一块规格、性能一致的动隔磁铁12，并且在小曲轴8的下方具有与动隔磁铁12配套对应并垂直装在机架1上的对开口式滑道13，动隔磁铁12在小曲轴8的带动下，能周而复始的在对开口式滑道13中上、下限位滑动；在两条对开口式滑道13的中央线y-y’为对称的外侧的机架1上分别规则的装有规格、性能一致，并且与动隔磁铁12匹配的定磁铁14，两块定磁铁14的磁极方向在水平方向上一致；另有一块在水平方向上与两块定磁铁14配套对应、磁极方向反置的动磁铁15位于两条对开口式滑道13的中间，动磁铁15固装在水平动架7的两条相互平行的滑动边16上，滑动边16能水平往复滑动式通过滑动轴承17装在机架1上，两条滑动边16通过位于左侧定磁铁14的外侧的横档18固连为一体，横档18上固装有连杆19，其活动端通过大曲柄20铰接在动力输出大曲轴6的大曲拐21上，连杆19能水平往复滑动式通过大轴承25装在机架1上；水平动架7的水平往复运动即驱动动力输出大曲轴6转动，对外动力输出；

磁能-动能转换单元规则排组式复合的结构为，动力输出大曲轴6的左、右两侧各有一列数量相等并且对称设置的磁能-动能转换单元，动力输出大曲轴6上规则设置有整体加工而成，并与磁能-动能转换单元配套的大曲拐21，每个大曲拐21上分别通过两根大曲柄20同时铰接着左、右两列中对称设置的两个磁能-动能转换单元中的相应的水平动架7，动力输出大曲轴6的动力输出端上还装有飞轮26；左、右两列中的各相邻的两个磁能-动能转换单元之间及左、右两列的上、下排头、排尾的磁能-动能转换单元的外侧均装有固定隔磁板22。

左、右两块动隔磁铁12的右、左侧面之间的间距S，比动力输出大曲轴6的大曲拐21的迴转直径与动磁铁15的长度L之和大2～6mm，动隔磁铁12的高度h₁、宽度m₁与定磁铁14相当，动隔磁铁12的厚度δ，基于定磁铁14及动磁铁15的规格、性能而决定；本申请中，动隔磁铁12以铁磁体材料制作，其作用是，当其中一块动隔磁铁12下行直至到位时，能将位于其外侧的定磁铁14邻近一端的磁场与其内侧隔开，同时，处于两块动隔磁铁12之间的动磁铁15，因另一块动隔磁铁12上行直至到位，故动磁铁15与所述另一块动隔磁铁12对应的另一块定磁铁14之间，隔磁效果全无，因而受斥力，则动磁铁15趋向下行到位的动隔磁铁12，直至接近下行到位的动隔磁铁12的内侧的同时，也因磁化使二者受吸力作用相吸在一起(保持一定间隙n)；当下行到位的动隔磁铁12上行(所需力远小于动隔磁铁12与定磁铁14及与动磁铁15之间的吸力之和)直至到位后，则隔磁效果全无，而此时另一动隔磁铁12又下行直至到位，于是，动磁铁15再受斥力，反向运动；动磁铁15的水平往复运动带动水平动架7水平往复运动，并通过连杆19、大曲柄20推动动力输出大曲轴6转动而输出动力；在定磁铁14及动磁铁15的规格、性能确定下，动隔磁铁12的隔磁效果有临界厚度范围值，小于临界最小厚度δ₀时，无隔磁效果，随厚度增加隔磁效果增加，大于临界最大厚度δ₁时，隔磁效果不再变化。

动磁铁15的高度h、宽度m及长度1与定磁铁14相当，并且h∶m∶1＝1.5∶1∶2，动磁铁15在水平动架7上的位置，应满足其以两对开口式滑道13的中央线y-y’为对称左、右往复运动至终点时，动磁铁15的左、右两侧面分别与相应下滑到位的左、右两块动隔磁铁12的右、左侧面相距n等于1～3mm；

当左、右两块动隔磁铁12分别周期性于开口式滑道13中下行到位时，左、右两块动隔磁铁12的相应左、右侧面分别与相应的左、右两块定磁铁14的相应的右、左侧面之间的间距e等于1～3mm。

如图4所示，动力输出大曲轴6上的大曲拐21的规则设置结构为(a)示为，第一种相间隔一者相互同向，并且相邻者相互反向互成180度；或者为(b)示为，第二种相间隔一者相互反向，并且相互成180度，同时相邻者相互垂直成90度。

如图5所示，每个大曲拐21上分别通过两根大曲柄20同时铰接着左、右两列中对称设置的磁能-动能转换单元中的相应的水平动架7的铰接结构为，其中一根大曲柄20以其端头部位的单夹板23式与大曲拐21铰接在一起，另一根大曲柄20以其端头部位的双夹板24式与大曲拐21铰接在一起，两根大曲柄20的轴线Z-Z’位于同一个迴转平面内。

本申请中所述的磁能-动能转换单元既可以独单元应用，也可以各单元复合在一起应用，最好是“4”以上的偶数个单元复合应用。

如图6所示，图中箭头示为运动方向；(e)示为，当动力输出大曲轴6上的大曲拐21的规则设置结构为所述第一种时，左、右各列中的磁能-动能转换单元中的各小曲轴8的安装，对于左、右各列而言，必须保证，各小曲轴8的轴线x-x’相互等高并平行，并且，分别位于相邻两根小曲轴8的同侧(依轴线x-x’左或右侧)的两个小曲拐10，互成反向180度；对于与动力输出大曲轴6上的各大曲拐21同时相关联，并分别位于左、右两列中且对称设置的两个磁能-动能转换单元中的两根小曲轴8而言，必须保证，相关联的两根小曲轴8的轴线x-x‘相互重合，并且分别位于相关联的两根小曲轴8的同侧(依轴线x-x’左或右侧)的两个小曲拐10同向；

(f)示为，当动力输出大曲轴6上的大曲拐21的规则设置结构为所述第二种时，以按序依次排列的1^#→2^#→3^#→4^#任意四个大曲拐21为例，左、右各列中的磁能-动能转换单元中的各小曲轴8的安装，对于左、右各列而言，必须保证，各小曲轴8的轴线x-x’相互等高并平行，并且分别位于相间隔-的两根小曲轴8的同侧的两个小曲拐10互成反向180度，当相间隔一的两个大曲拐21，如1^#与3^#，或2^#与4^#相对应的两个磁能-动能转换单元中的动磁铁15分别左、右运行到位时，相关对应的另一组相间隔-的两个大曲拐21，如2^#与4^#，或1^#与3^#相对应的两个磁能-动能转换单元中的动磁铁15均应居中处在两条对开口式滑道13的中央线y-y’上；对于与动力输出大曲轴6上的各大曲拐21同时相关联，并分别位于左、右两列中且对称设置的两个磁能-动能换单元中的两根小曲轴8而言，同于大曲拐21的规则设置结构为所述第一种时的要求。

固定隔磁板22，以铁磁材料制作，起隔磁作用，能使磁能-动能转换单元间互不影响，从而能减少占用空间，同时利于整机运行；固定隔磁板22装在机架1上，高度不超过小曲轴8，宽度以完全可靠遮档定磁体14即可，厚度依实测隔磁效果而定。

原动电机2最好采用可调速电机，以便于按需调节其转速，即调节其输出功率；动力输出大曲轴6输出的动力，可用以带动发电机发电，或其他机械传动装置。

运行原理：

1、启动原动电机2，并通过相应的运动传递机构带动各磁能-动能转换单元中的各小曲轴8转动；

2、小曲轴8带动其上的两个小曲拐10转动，并分别通过小曲柄11带动分别位于对开口式滑道13中的两块动隔磁铁12规则交替式上、下行限位运动；

3、当轴线x-x’左、右任一侧小曲柄11带动相应动隔磁铁12依相应对开口式滑道13下行直至到位时，由于隔磁作用，该动隔磁铁12的外侧相对应的定磁铁14与动磁铁15之间基本无力的相互作用，但该动隔磁铁12的内侧因磁化作用与动磁铁15之间相互吸引，与此同时，另一块动隔磁铁12依相应对开式滑道13上行直至到位时，由于隔磁效果全无，于是，动磁铁15受斥力进行水平运动而趋向下行到位的动隔磁铁12，直至接近下行到位的动隔磁体12；当下行到位的动隔磁体12上行直至到位，同时，另一块上升到位的动隔磁体12下行直至到位，动磁铁15受力与前述反向，则其进行反向水平运行，如此周而复始。

4、动磁铁15周而复始的水平往复运动带动水平动架7周而复始往复运动，进而通过连杆19、大曲柄20推动动力输出大曲轴6转动而输出动力。

5、原动电机2输入的动力经中间传递，直至动隔磁铁12于对开口式滑道13中上、下行运动，并因此而产生了规则的交变磁场，交变磁场作用结果产生了方向交变的力并作用于水平动架7，使其发生水平往复运动，并以并联复合式结构对外输出动力；所述“原动电机2输入的动力”主要消耗在动隔磁铁12上、下行运动用力，实验表明，此处用力远小于因磁场交变而产生并推动动磁铁15水平往复运动，进而推动水平动架7水平往复运动的力，因此，本申请对原动电机2输入的动力具有增力效果，能维持和增加动力输出功率；

6、多个磁能-动能转换单元并联复合，以合力推动动力输出大曲轴6转动而输出动力，对外做功：飞轮26能以惯性维持磁能-动能转换装置的稳定运行。

磁能-动能转换单元中所涉构件及相应的定位附件应以非磁化材料制作，如：不锈钢、铜、铝等。

所述小曲拐10的方向是指其偏离小曲轴8的轴线x-x’向外成拐而偏出的方向；大曲拐21的方向是指其偏离动力输出大曲线6的轴线0-0’向外成拐而偏出的方向。

Claims

1.一种磁能动力装置，具有机架、原动电机及相应传动机构，磁能-动能转换单元及相应的动力传动系统，以及动力输出大曲轴，其特征在于：装在机架的一端上的原动电机通过装在其通轴的两端上的传动齿轮及配套链条，分别带动位于动力输出大曲轴两侧的各磁能-动能转换单元中的动力齿轮转动，磁能-动能转换单元规则排组式复合于动力输出大曲轴的两侧，并且分别通过水平动架与动力输出大曲轴上的大曲拐配套式曲柄结构型铰接在一起，动力输出大曲轴轴承式装在机架上；

磁能-动能转换单元的结构为，具有带两个有一定间距且互成反向180度的小曲拐的小曲轴轴承式装在机架上，小曲轴的外端装有动力齿轮，两个小曲拐分别通过小曲柄各铰接着一块规格、性能一致的动隔磁铁，并且在小曲轴的下方具有与动隔磁铁配套对应并垂直装在机架上的对开口式滑道，动隔磁铁在小曲轴的带动下，能周而复始的在对开口式滑道中上、下限位滑动；在两条对开口式滑道的中央线y-y’为对称的外侧的机架上分别规则的装有规格、性能一致，并且与动隔磁铁匹配的定磁铁，两块定磁铁的磁极方向在水平方向上一致；另有一块在水平方向上与两块定磁铁配套对应、磁极方向反置的动磁铁位于两条对开口式滑道的中间，动磁铁固装在水平动架的两条相互平行的滑动边上，滑动边能水平往复滑动式通过滑动轴承装在机架上，两条滑动边通过位于左侧定磁铁的外侧的横档固连为一体，横档上固装有连杆，其活动端通过大曲柄铰接在动力输出大曲轴的大曲拐上，连杆能水平往复滑动式通过大轴承装在机架上；水平动架的水平往复运动即驱动动力输出大曲轴转动，对外动力输出；

2.根据权利要求1所述的一种磁能动力装置，其特征在于：左、右两块动隔磁铁(12)的右、左侧面之间的间距S，比动力输出大曲轴(6)的大曲拐(21)的迴转直径与动磁铁(15)的长度1之和大2～6mm，动隔磁铁(12)的高度h₁、宽度m₁与定磁铁(14)相当，动隔磁铁(12)的厚度δ，基于定磁铁(14)及动磁铁(15)的规格、性能而决定；

动磁铁(15)的高度h、宽度m及长度1与定磁铁(14)相当，并且h∶m∶1＝1.5∶1∶2，动磁铁(15)在水平动架(7)上的位置，应满足其以两对开口式滑道(13)的中央线y-y’为对称左、右往复运动至终点时，动磁铁(15)的左、右两侧面分别与相应下滑到位的左、右两块动隔磁铁(12)的右、左侧面相距n等于1～3mm；

当左、右两块动隔磁铁(12)分别周期性于开口式滑道(13)中下行到位时，左、右两块动隔磁铁(12)的相应左、右侧面分别与相应的左、右两块定磁铁(14)的相应的右、左侧面之间的间距e等于1～3mm。

3.根据权利要求1或2所述的一种磁能动力装置，其特征在于：每个大曲拐(21)上分别通过两根大曲柄(20)同时铰接着左、右两列中对称设置的磁能-动能转换单元中的相应的水平动架(7)的铰接结构为，其中一根大曲柄(20)以其端头部位的单夹板(23)式与大曲拐(21)铰接在一起，另一根大曲柄(20)以其端头部位的双夹板(24)式与大曲拐(21)铰接在一起，两根大曲柄(20)的轴线z-z’位于同一个迴转平面内。

4.根据权利要求1或2所述的一种磁能动力装置，其特征在于：动力输出大曲轴(6)上的大曲拐(21)的规则设置结构为，第一种相间隔一者相互同向，并且相邻者相互反向互成180度；或者为，第二种相间隔一者相互反向，并且相互成180度，同时相邻者相互垂直成90度。

5.根据权利要求3所述的一种磁能动力装置，其特征在于：动力输出大曲轴(6)上的大曲拐(21)的规则设置结构为，第一种相间隔一者相互同向，并且相邻者相互反向互成180度；或者为，第二种相间隔一者相互反向，并且相互成180度，同时相邻者相互垂直成90度。

6.根据权利要求4所述的一种磁能动力装置，其特征在于：当动力输出大曲轴(6)上的大曲拐(21)的规则设置结构为所述第一种时，左、右各列中的磁能-动能转换单元中的各小曲轴(8)的安装，对于左、右各列而言，必须保证，各小曲轴(8)的轴线x-x’相互等高并平行，并且分别位于相邻两根小曲轴(8)的同侧的两个小曲拐(10)，互成反向180度；对于与动力输出大曲轴(6)上的各大曲拐(21)同时相关联，并分别位于左、右两列中且对称设置的两个磁能-动能转换单元中的两根小曲轴(8)而言，必须保证，相关联的两根小曲轴(8)的轴线x-x’相互重合，并且分别位于相关联的两根小曲轴(8)的同侧的两个小曲拐(10)同向；

当动力输出大曲轴(6)上的大曲拐(21)的规则设置结构为所述第二种时，以按序依次排列的1^#→2^#→3^#→4^#任意四个大曲拐(21)为例，左、右各列中的磁能-动能转换单元中的各小曲轴(8)的安装，对于左、右各列而言，必须保证，各小曲轴(8)的轴线x-x’相互等高并平行，并且分别位于相间隔-的两根小曲轴(8)的同侧的两个小曲拐(10)互成反向180度，当相间隔一的两个大曲拐(21)，如1^#与3^#，或2^#与4^#相对应的两个磁能-动能转换单元中的动磁铁(15)分别左、右运行到位时，相关对应的另一组相间隔-的两个大曲拐(21)，如2^#与4^#，或1^#与3^#相对应的两上磁能-动能转换单元中的动磁铁(15)均应居中处在两条对开口式滑道(13)的中央线y-y’上；对于与动力输出大曲轴(6)上的各大曲拐(21)同时相关联，并分别位于左、右两列中且对称设置的两个磁能一动能换单元中的两根小曲轴(8)而言，同于大曲拐(21)的规则设置结构为所述第一种时的要求。

7.根据权利要求5所述的一种磁能动力装置，其特征在于：当动力输出大曲轴(6)上的大曲拐(21)的规则设置结构为所述第一种时，左、右各列中的磁能-动能转换单元中的各小曲轴(8)的安装，对于左、右各列而言，必须保证，各小曲轴(8)的轴线x-x’相互等高并平行，并且分别位于相邻两根小曲轴(8)的同侧的两个小曲拐(10)，互成反向180度；对于与动力输出大曲轴(6)上的各大曲拐(21)同时相关联，并分别位于左、右两列中且对称设置的两个磁能-动能转换单元中的两根小曲轴(8)而言，必须保证，相关联的两根小曲轴(8)的轴线x-x’相互重合，并且分别位于相关联的两根小曲轴(8)的同侧的两个小曲拐(10)同向；

当动力输出大曲轴(6)上的大曲拐(21)的规则设置结构为所述第二种时，以按序依次排列的1^#→2^#→3^#→4^#任意四个大曲拐(21)为例，左、右各列中的磁能-动能转换单元中的各小曲轴(8)的安装，对于左、右各列而言，必须保证，各小曲轴(8)的轴线x-x’相互等高并平行，并且分别位于相间隔-的两根小曲轴(8)的同侧的两个小曲拐(10)互成反向180度，当相间隔一的两个大曲拐(21)，如1^#与3^#，或2^#与4^#相对应的两个磁能-动能转换单元中的动磁铁(15)分别左、右运行到位时，相关对应的另一组相间隔-的两个大曲拐(21)，如2^#与4^#，或1^#与3^#相对应的两上磁能-动能转换单元中的动磁铁(15)均应居中处在两条对开口式滑道(13)的中央线y-y’上；对于与动力输出大曲轴(6)上的各大曲拐(21)同时相关联，并分别位于左、右两列中且对称设置的两个磁能-动能换单元中的两根小曲轴(8)而言，同于大曲拐(21)的规则设置结构为所述第一种时的要求。