CN105024590A - 永磁动力机 - Google Patents

Abstract

永磁动力机，属于机械动力设备领域。其特征在于：所述的曲轴的连杆颈通过连杆（3）连接带动曲轴循环旋转的多组永磁动力机构，永磁动力机构包括绕有线圈的电磁铁（11）和永磁滑动机构（7）；永磁体（702）与连杆（3）固定连接，永磁体（702）的两极分别位于其圆环内圈和外圈，电磁铁（11）套装在永磁体（702）外侧，电磁铁（11）环绕设置在永磁体（702）径向外侧，改变电磁铁（11）的极性推动永磁体（702）轴向移动。本发明的永磁动力机构采用永磁体与绕有线圈的电磁铁套装组合的结构，电磁铁上线圈的电流变化导致电磁铁的极性间歇性发生变化，形成推动曲轴转动的驱动力，无需借助其他能源及动力，节能环保，结构简单。

Description

永磁动力机

技术领域

永磁动力机，属于机械动力设备领域。

背景技术

目前，随着社会及科技的迅速发展，资源也不断被开发利用，特别是，近年来人们开始不断研制开发节省能源，减少污染的动力机，如电能动力机等动力设备，但由于转换效率低，存在着能源浪费的问题。

永磁动力机，一种可以产生持续动力的机械类设备，它不使用煤炭、燃油等能源，即可产生源源不断的动力。可以解决由于汽车等大量使用烧油造成的严重的空气环境污染问题，其原理是使用永磁材料的永久磁力，并利用其斥力产生转动的力矩，形成永磁动力机，而且这种动力机可使用在任何地区。

但经实验证明，现有的电磁动力机多数存在结构复杂、制作成本高、动力不足、可控性差等缺点，仍不能大范围的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种的节能环保、结构简单、可控性高的永磁动力机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该永磁动力机，包括动力输出轴，动力输出轴为曲轴，曲轴主轴颈两端通过固定轴承转动设置，其特征在于：所述的曲轴的连杆颈通过连杆连接带动曲轴循环旋转的多组永磁动力机构，永磁动力机构包括绕有线圈的电磁铁和与电磁铁吸合或排斥的永磁滑动机构；永磁滑动机构包括轴向分布的至少两个永磁体，永磁体与连杆固定连接，永磁体为圆环状结构，永磁体的两极分别位于其圆环内圈和外圈，相邻两个永磁体的极性相反，电磁铁套装在永磁体外侧，电磁铁环绕设置在永磁体径向外侧，改变电磁铁的极性推动永磁体轴向移动。

在曲轴的下方采用永磁动力机构，通过给永磁动力机构通入不同方向和大小的电流控制曲轴多组连杆颈的转动，从而实现动力输出轴的往复旋转，达到动力输出的目的，永磁动力机构采用永磁体与绕有线圈的电磁铁套装配合的结构，电磁铁上线圈的电流变化导致电磁铁的极性间歇性发生变化，从而与永磁体之间保持相吸或相斥的作用力，形成推动曲轴转动的驱动力，使得曲轴在永磁动力机构的带动下发生向上或向下的直线移动，无需借助其他能源及动力，彻底做到了节能环保，而且结构简单，制作成本相对较低。

所述的永磁体为一体结构，设有上下叠加的三个，电磁铁同样为圆筒状的一体结构，电磁铁同轴套在永磁体的外侧，电磁铁上绕有电磁线圈。

所述的永磁体为一体结构，设有上下叠加的三个，电磁铁为工字型结构，包括内端的弧形部和与弧形部连接的绕组结构，弧形部为圆筒状的一体结构，在弧形部的外侧环形均布多个绕有电磁线圈的绕组结构。

所述的电磁铁设有至少两个，所述的永磁体设有上下叠加的两个，每个永磁体由两个及以上沿环向对称分布的磁钢构成，相邻磁钢的极性相反，电磁铁与磁钢一一对应，相邻电磁铁之间留有间隙。

所述的电磁铁为工字型结构，包括内端的弧形部和与弧形部连接的绕组结构，且绕组结构靠近弧形部的一端绕有电磁线圈。

所述的永磁滑动机构包括隔磁铁板、永磁体、滑动轴承和滑杆，永磁体上下两侧设有隔磁铁板，永磁体为圆环状结构，圆环内圈和外圈的极性相反，永磁体上下两端通过隔磁铁板套装在纵向设置且与之固定连接为一体的滑杆上，永磁体上下方的滑杆分别套装在滑动轴承内，滑动轴承通过轴承套固定在固定架上，滑杆顶部连接所述连杆。

所述的曲轴的输出端上装有角度检测机构，角度检测机构包括光电感应器和角度检测盘，角度检测盘套装在曲轴的端部，光电感应器设置角度检测盘一侧，且其端部与角度检测盘外圈感应接触。

所述的角度检测盘盘面均分成两等份或两份以上的偶数等份扇形盘面，且对间隔设置的多份扇形盘面的外缘边进行环形切割，形成半数的扇形盘面外缘直径小于另一半数的扇形盘面。

所述的多组永磁动力机构之间设有隔磁板。

所述的多组永磁动力机构分别设置在动力输出轴轴向的多个位置上且径向成环形设置。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：

1、在曲轴的下方采用多组永磁动力机构，通过给多组永磁动力机构通入不同方向和大小的电流控制曲轴多组连杆颈的转动，从而实现动力输出轴的往复旋转，达到动力输出的目的，永磁动力机构采用永磁体与绕有线圈的电磁铁套装配合的结构，电磁铁上线圈的电流变化导致电磁铁的极性间歇性发生变化，从而与永磁体之间保持相吸或相斥的作用力，使得永磁体在电磁铁内部发生向上或向下的直线移动，形成推动曲轴转动的驱动力，无需借助其他能源及动力，彻底做到了节能环保，而且结构简单，制作成本相对较低。

2、在动力输出轴的一端安装可控制其转动方向及转动角度的角度检测机构，通过光电感应器的感光特性，简单的实现转动角度的统计及控制，从而轻松的实现了动力输出轴的转动可控性。

3、结构形式灵活多样，可有多种不同的组合形式，满足不同的动力需要，即可采用永磁体一体式，也可采用多层叠加式，还可采用多块弧形结构拼组的形式，灵活多变，不局限于一种结构。

附图说明

图1为永磁动力机实施例1内部结构局部剖视示意图。

图2为图1的侧视图示意图。

图3为角度检测盘的结构示意图。

图4为实施例2的永磁动力机构与电磁铁连接关系俯视图示意图。

图5为实施例3的永磁动力机构与电磁铁连接关系俯视图示意图。

图6为图5的主视图示意图。

图7为实施例4的主视图示意图。

图8为实施例5的侧视图示意图。

图9为实施例6的永磁体与电磁铁连接关系俯视图示意图。

其中，1、箱体  2、动力输出轴  3、连杆  4、固定轴承  5、光电感应器  6、固定架  7、永磁滑动机构  701、隔磁铁板  702、永磁体  703、滑动轴承  704、滑杆  8、角度检测盘  801、遮光部  802、入光部  9、二分之一永磁体  10、四分之一永磁体  11、电磁铁  1101、弧形部  1102、绕组结构  1103、电磁线圈  12、隔磁板。

具体实施方式

图5~6是本发明的最佳实施例，下面结合附图1~9对本发明做进一步说明。

实施例1

参照附图1：永磁动力机，包括箱体1、动力输出轴2、连杆3、固定轴承4、光电感应器5、固定架6、永磁滑动机构7、角度检测盘8和电磁铁11，箱体1内横向设置有动力输出轴2，动力输出轴2为曲轴，曲轴主轴颈两端通过固定轴承4横向固定在箱体1内上部，且动力输出轴2输出端伸出箱体1一侧，曲轴的连杆颈下方通过连杆3连接带动曲轴循环旋转的永磁动力机构，永磁动力机构设有多组，通电后，多组永磁动力机构上方连接的曲轴连杆颈分别处于不同的高度；箱体1内动力输出轴2的下方横向设有用于安装固定的固定架6。

永磁动力机构包括绕有电磁线圈1103的电磁铁11和与电磁铁11吸合或排斥的永磁滑动机构7，电磁铁11固定安装在箱体1内的固定架6上，且电磁铁11内设有纵向的通孔，永磁滑动机构活动套装在电磁铁11的通孔内，永磁滑动机构7顶部连接连杆3。

永磁体702为中心处带有内通孔的一体结构的圆柱形结构，永磁体702内圈为同一极性，外圈为同一极性，内圈与外圈的极性相反，电磁铁11同样为圆筒状的一体结构。如图1~2所示，永磁体702设有上下叠加的三个，三个永磁体702相接触的一端极性相反，由此，电磁铁11与永磁体702在滑杆704上升或下降的过程中单程可发生两次换向，永磁滑动机构7包括隔磁铁板701、永磁体702、滑动轴承703和滑杆704，永磁体702上下两侧设有隔磁铁板701，隔磁铁板701和永磁体702内部共同套装在纵向设置且与之固定连接为一体的滑杆704上，永磁体702上下方的滑杆704分别套装在滑动轴承703内，滑动轴承703通过轴承套固定在固定架6上，滑杆704顶部连接连杆3。

曲轴伸出箱体1的输出端上装有角度检测机构，角度检测机构包括光电感应器5和角度检测盘8，角度检测盘8套装在曲轴的端部，光电感应器5设置在箱体1外侧，且其端部与角度检测盘8外圈感应接触。角度检测盘8盘面均分成两等份或两份以上的偶数等份扇形盘面，且对间隔设置的多份扇形盘面的外缘边进行环形切割，形成半数的扇形盘面外缘直径小于另一半数的扇形盘面。如图3所示，角度检测盘8盘面分成八等份，其中有间隔设置的四等份的扇形外直径小于另外四等份，由此，在整个角度检测盘8上留有四个光线射入空隙，光电感应器5通过该空隙感光。如图中所示，扇形面积较大的部分为可挡住光电感应器5的遮光部801，扇形面积较小的部分为可容许光线射入的入光部802。

角度检测盘8盘面分成两等份，动力输出轴2两端安装的固定轴承4均为单向轴承。

工作原理与工作过程：

本电磁动力机的工作原理主要是通过控制电磁铁11上的电磁线圈1103上的电流方向及大小使得电磁铁11上的极性不间断的发生变化，从而使其与套装在其内部通孔中的永磁体702间不断的产生相斥或相吸的变化，从而形成永磁体702向上或向下的驱动力。

具体的，给绕在电磁铁11上的电磁线圈1103通电，并在通电过程中多次改变电磁线圈1103内电流的方向及大小，使得电磁铁11上的极性随电流的变化而发生转变，电磁铁11上下两端的极性不同，从而与套装在其内部通孔中的永磁体702间不断的产生相斥或相吸的变化，永磁体702通过隔磁铁板701带动套装在滑动轴承703内的滑杆704向上或向下移动，从而通过连杆3带动其上方连接的曲轴连杆颈向上或向下转动，由于动力输出轴2为曲轴，且曲轴设有多组连杆颈，相应的多组连杆颈下又连接多组永磁滑动机构，因此，最终实现动力输出轴2的往复转动。

此外，在动力输出轴2转动的过程中，在动力输出轴2伸出箱体1的一端部设有角度检测机构，在其角度检测盘8随动力输出轴2一起转动的同时，角度检测盘8上间隔设置的遮光部801和入光部802陆续经过安装在箱体1外侧的光电感应器5，实现光电感应器5的感光或遮光。当需要设置动力输出轴2的转动角度时，可通过设置角度检测盘8上遮光部801和入光部802的数量来控制。

如图1和图2所示，永磁滑动机构设有并排的四组，当动力输出轴2的转动角度以90度为一个转动单元，且为顺时针旋转时，图中四组永磁滑动机构的电磁线圈1103电流切换时序：

从0度转到90度，正、负、正、负；

从90度转到180度，正、负、负、正；

从180度转到270度，负、正、负、正；

从270度转到360度，负、正、正、负。

当动力输出轴2的转动角度以90度为一个转动单元，且为逆时针旋转时，图中四组永磁滑动机构的电磁线圈1103电流切换时序：

从0度转到90度，正、负、负、正；

从90度转到180度，正、负、正、负；

从180度转到270度，负、正、正、负；

从270度转到360度，负、正、负、正。

当动力输出轴2的转动角度以180度为一个转动单元时，图中四组永磁滑动机构的电磁线圈1103电流切换时序：

从0度转到180度，正、负、正、负；

从180度转到360度，负、正、负、正。

实施例2

参照附图4：电磁铁11为工字型结构，包括内端的弧形部1101和与弧形部1101连接的绕组结构1102，且绕组结构1102靠近弧形部1101的一端绕有电磁线圈1103。如图多个工字型电磁铁11可拼组为围绕在永磁体702外圈的环形结构。每个永磁体702径向分成两等份，如图中所示的两个二分之一永磁体9，两等份的极性相反，这种结构的永磁体702设有上下叠加的两个，对应的电磁铁11与之相对应的对称设有等份的两个，两个电磁铁11两端部之间留有间隙，电磁铁11与永磁体702相靠近的部分极性相反。其他设置与工作原理与实施例1相同。

实施例3

参照附图5和6：永磁体702径向分成环形均布的多等份，且相邻的两等份的极性相反，对应的电磁铁11与之相对应的环形均布多份，相邻的两电磁铁11之间均留有间隙，电磁铁11与永磁体702相靠近的部分极性相反。如图中所示，永磁体702径向分成四等份，分成四个四分之一永磁体10，相邻的两等份的极性相反，其他设置与工作原理与实施例2相同。

实施例4

参照附图7：如图所示，永磁动力机构设有多组，且为偶数组，其中每两组为一个单元，每两组共同连接同一连杆3，即两组永磁动力机构共同带动同一连杆3上下移动。其他设置与工作原理与实施例1相同。

实施例5

参照附图8：如图所示，永磁动力机构设有多组，多组永磁滑动机构7分别设置在动力输出轴2轴向的多个位置上且径向成环形设置。即从轴向上设有多组，多组分别与动力输出轴2的水平中心轴线之间处于不同的夹角。其他设置与工作原理与实施例1相同。

实施例6

参照附图9：如图所示，永磁体702为中心处带有内通孔的一体结构的圆柱形结构，永磁体702内圈为同一极性，外圈为同一极性，内圈与外圈的极性相反。电磁铁11为工字型结构，包括内端的弧形部1101和与弧形部1101连接的绕组结构1102，且绕组结构1102靠近弧形部1101的一端绕有电磁线圈1103。弧形部1101为套装在永磁体702外圈的一体式结构的环形筒状结构。其他设置与工作原理与实施例2相同。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.永磁动力机，包括动力输出轴（2），动力输出轴（2）为曲轴，曲轴主轴颈两端通过固定轴承（4）转动设置，其特征在于：所述的曲轴的连杆颈通过连杆（3）连接带动曲轴循环旋转的多组永磁动力机构，永磁动力机构包括绕有线圈的电磁铁（11）和与电磁铁（11）吸合或排斥的永磁滑动机构（7）；永磁滑动机构（7）包括轴向分布的至少两个永磁体（702），永磁体（702）与连杆（3）固定连接，永磁体（702）为圆环状结构，永磁体（702）的两极分别位于其圆环内圈和外圈，相邻两个永磁体（702）的极性相反，电磁铁（11）套装在永磁体（702）外侧，电磁铁（11）环绕设置在永磁体（702）径向外侧，改变电磁铁（11）的极性推动永磁体（702）轴向移动。

2.根据权利要求1所述的永磁动力机，其特征在于：所述的永磁体（702）为一体结构，设有上下叠加的三个，电磁铁（11）同样为圆筒状的一体结构，电磁铁（11）同轴套在永磁体（702）的外侧，电磁铁（11）上绕有电磁线圈（1103）。

3.根据权利要求1所述的永磁动力机，其特征在于：所述的永磁体（702）为一体结构，设有上下叠加的三个，电磁铁（11）为工字型结构，包括内端的弧形部（1101）和与弧形部（1101）连接的绕组结构（1102），弧形部（1101）为圆筒状的一体结构，在弧形部（1101）的外侧环形均布多个绕有电磁线圈（1103）的绕组结构（1102）。

4.根据权利要求1所述的永磁动力机，其特征在于：所述的电磁铁（11）设有至少两个，所述的永磁体（702）设有上下叠加的两个，每个永磁体（702）由两个及以上沿环向对称分布的磁钢构成，相邻磁钢的极性相反，电磁铁（11）与磁钢一一对应，相邻电磁铁（11）之间留有间隙。

5.根据权利要求4所述的永磁动力机，其特征在于：所述的电磁铁（11）为工字型结构，包括内端的弧形部（1101）和与弧形部（1101）连接的绕组结构（1102），且绕组结构（1102）靠近弧形部（1101）的一端绕有电磁线圈（1103）。

6.根据权利要求1所述的永磁动力机，其特征在于：所述的永磁滑动机构（7）包括隔磁铁板（701）、永磁体（702）、滑动轴承（703）和滑杆（704），永磁体（702）上下两侧设有隔磁铁板（701），永磁体（702）上下两端通过隔磁铁板（701）套装在纵向设置且与之固定连接为一体的滑杆（704）上，永磁体（702）上下方的滑杆（704）分别套装在滑动轴承（703）内，滑动轴承（703）通过轴承套固定在固定架（6）上，滑杆（704）顶部连接所述连杆（3）。

7.根据权利要求1所述的永磁动力机，其特征在于：所述的曲轴的输出端上装有角度检测机构，角度检测机构包括光电感应器（5）和角度检测盘（8），角度检测盘（8）套装在曲轴的端部，光电感应器（5）设置在角度检测盘（8）一侧，且其端部与角度检测盘（8）外圈感应接触。

8.根据权利要求7所述的永磁动力机，其特征在于：所述的角度检测盘（8）盘面均分成两等份或两份以上的偶数等份扇形盘面，且对间隔设置的多份扇形盘面的外缘边进行环形切割，形成半数的扇形盘面外缘直径小于另一半数的扇形盘面。

9.根据权利要求1所述的永磁动力机，其特征在于：所述的多组永磁动力机构之间设有隔磁板（12）。

10.根据权利要求1所述的永磁动力机，其特征在于：所述的多组永磁动力机构分别设置在动力输出轴（2）轴向的多个位置上且径向成环形设置。