CN105142971B - 静态或运动物体的磁悬浮 - Google Patents
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Abstract
描述了一种磁性提升装置。磁性提升装置可以被配置为使用移动磁场在装置下导电衬底中产生涡电流效应以产生磁性提升。在一个实施例中,通过由发动机驱动的具有永磁体排列的转子可以产生移动磁场。在操作中,转子可以从静止加速转动到高于阈值速度,其使得磁性提升装置从导电衬底上升,在自由飞行中悬浮就位且从一个位置移动到另一个位置。在自由飞行时,磁性提升装置可以用于运载有效负载,例如人。
Description
相关申请的交叉参考
本专利申请要求享有于2013年10月15日提交的题为“静态或运动物体的磁悬浮”的未决美国专利申请US 14/069,359的优先权,其根据35 U.S.C§119(e)要求2013年3月15日提交的题目为“静态或运动物体的磁悬浮”的美国临时专利申请序列号61/799,695的优先权,这两者都是全文引入作为参考并用于所有目的。
技术领域
本发明一般涉及磁悬浮系统,尤其涉及通过产生感应磁场的物体的静态磁悬浮。
背景技术
众所周知,根据磁体的磁极如何对齐,两个永磁体将在近距离彼此吸引或排斥。当对准重力矢量时,排斥力可用于抵消重力并提升物体。为了提升物体,并且然后将其从一个位置移动到另一个位置,排斥力或者不稳定或者太稳定。特别地,相反的磁体可以对准成使得物体保持在适当位置,但是然后不能容易地移动到另一个位置或所述磁体可被对准成使得物体容易地移动但不会保留在原位,而不是两者都实现。
另一磁排斥作用与导电物体附近产生移动磁场有关。当永磁体移动到导电物体附近,例如金属物体时,涡电流在导电物体中建立,其产生相反的磁场。例如,当将永磁体落下并穿过铜管,产生相反的磁场,相比于非磁性物体跌落经过该管,该磁场明显减慢了磁体。这种效应已由楞次定律描述。
该涡电流效应已经被提议作为产生磁性提升的方法。例如,涡电流效应已经建议用在“Maglev(磁悬浮)”列车中(Maglev是磁悬浮的缩写)。在使用涡电流效应的磁浮列车应用中,耦合到所述列车车厢的永磁体的磁性阵列在导电轨道上移动。由磁性阵列产生的磁场运动在导电轨道感应出相反的磁场,这样可提升列车车厢。相比于采用两组磁体具有相反的磁场(例如在轨道和火车车厢的磁性阵列),这种方式的一个优点是只有该系统的一部分即列车车厢需要永磁体或其它机构用于有效地产生磁场。
在操作中,使用某些推进机构,磁性装备的列车从静止位置被加速,并且通过阈值速度。在此期间,导电轨道中感应的反向磁场不足以提升该列车车厢。然而,一旦列车车厢达到所述阈值速度,则通过涡电流效应在导电轨道感应出足够的反向磁场,使列车车厢在导电轨道上磁性地悬浮在一定高度。
由于列车车厢必须被移动来产生这种方式的磁性提升,所述系统不适合用于磁性地提升物体的同时保持在静止位置。鉴于上述,需要新的方法和装置用于产生磁性提升。特别是,需要如下的磁悬浮系统,其允许物体被磁性地提起,同时处于静止位置,同时从静止位置移动到另一个静止位置。
发明内容
描述了一种磁性提升系统。该磁性提升系统包括磁性提升装置和导电衬底。该磁性提升装置被设置用于产生移动磁场,该移动电场在导电衬底中感应出涡电流。该涡电流提供相反的磁场,该磁场产生磁性升力。磁性提升可在自由悬浮飞行中足以支撑磁性提升装置和有效负载。在一个实施方案中,磁性提升装置可以是悬浮板,其中有效负载为人。
在一个实施方案中,可以由一个或多个具有永磁体的排列的转子产生移动磁场。该转子可以由发动机驱动,例如电动机或内燃机。该发动机可包括内装动力源,例如电池或容纳可燃燃料的罐。
在操作中,通过发动机,一个或多个转子可以从静止加速转动到高于阈值速度,其导致磁性提升装置从导电衬底上升并在自由飞行中悬浮在适当位置。导电衬底可以包括一些类型的非铁磁导电金属。例如,导电衬底可以是铝或铜的薄片或栅格件。
虽然在所述衬底上悬浮,但所述磁性提升装置和有效负载可以机动地从一个位置到另一个位置。例如,个人可以按下装置从第一位置到另一个位置。当磁性提升装置定位在所需的位置中,转子可以转动下来,将磁性提升装置和有效负载从悬浮自由飞行位置移动到导电衬底上静止的所需位置。
这里描述的实施方案的一个方面一般可表征为磁性提升装置。该磁性提升装置可以包括转子,该转子具有永磁体的排列。磁体可设置成偏置磁场的强度,使磁场的强度在转子的一侧强于转子的相对另一侧。例如,磁体可以设置成Halbach阵列以产生该效果。为了驱动转子,发动机可耦合到转子。
该磁性提升装置可以包括被配置成接收有效负载的有效负载平台。在一个实施方案中,有效负载平台可以允许人站立在装置上,同时其悬浮在适当的位置。耦合到所述发动机的控制器可以配置为控制所述发动机以转动速度转动转子,其使磁性提升装置和有效负载在自由飞行中悬浮在导电衬底上方的高度。所述转子、所述发动机、所述有效负载平台和所述控制器可以结构性彼此连接。另外,壳体可以围绕发动机、转子和控制器的全部或部分。
在各种实施方案中,磁性提升装置可以包括多个不同的补充和/或支撑其运动的机构。例如,转轮或滚筒可以设置有磁性提升装置。转轮或滚筒可帮助磁性提升装置从一个位置移动到另一位置,例如但不限于当磁性提升不被产生时。此外,转轮或滚筒可作为起落架。在一个实施方案中,转轮可以耦合到发动机,以产生推进力用于将磁性提升装置从一个位置移动到另一个位置。在另一个实施方案中,产生推力的推进机构,例如涡轮或螺旋桨,可以被耦合到磁性提升装置。在另一个实施例中,陀螺仪或其他稳定机构可以被耦合到磁性提升装置,以稳定并控制其运动,例如在飞行期间。
附图说明
所包含的附图用于说明目的,并且只用于为公开的发明系统和方法提供可能结构和工艺步骤的例子。这些附图不以任何方式限制在不脱离本发明的精神和范围的情况下本领域技术人员可以对本发明进行的在形式和细节上的任何改变。
图1是根据所述的实施方案的包括悬浮板的磁性提升系统的图示。
图2是示出了根据所述的实施方案的产生磁性提升的方法的框图。
图3和4是示出根据所述的实施方案的磁性提升系统的操作的图。
图5是示出了根据所描述的实施方案的磁性提升装置的框图。
图6是根据所述的实施方案的使用转动磁场的磁性提升装置的图示。
图7是根据所述的实施方案的用于产生转动磁场的部件的图示。
图8是根据所述的实施方案的用于将磁场集中在特定方向的永磁体排列的图示。
图9是根据所述的实施方案的包括永磁体排列的圆形盘的图示。
图10是根据所述的实施方案的用以承载永磁体阵列的三个不同盘衬底的图示。
图11是根据所描述的实施方案的具有非平面配置的磁体的转动盘的顶部透视图和侧视图图示。
图12a和12b是根据所述实施方案的配置用以产生多个磁场配置的圆形盘的图示。
图13是根据所描述的实施方案的用于产生磁力提升的堆叠转子构造的图示。
图14是根据所述实施方案的包括两个可独立转动的具有磁性阵列的盘的提升装置的透视图。
图15是根据所描述实施方案的图11中磁性提升装置的分解轴向视图。
图16是根据所述实施方案的用于产生磁性提升的包括磁性阵列的两个连接和转动盘的俯视图图示。
图17和18是示出了根据所述实施方案的用于产生磁力提升的包括磁性阵列的四个可转动盘的两个不同设置的俯视图图示。
图19是根据所述的实施方案的用于产生磁性提升的包括三个可转动盘排列的磁性提升装置的俯视图图示,该可转动盘包括磁性阵列。
图20是根据所述实施方案的用于产生磁性提升的磁性提升装置的俯视图图示,该磁性提升装置包括四个转动盘的排列,该转动盘包括磁性阵列。
图21为根据所述实施方案的用于产生磁性提升的磁性提升装置的透视图图示,该磁性提升装置包括八个转动盘的排列,该盘包括磁性阵列。
图22是示出了根据所述实施方案的用于产生磁性提升的八个可转动盘的不同排列的顶视图,该盘包括磁性阵列。
图23和24是根据所述的实施方案的两个磁性提升系统的图示。
图25是根据所述的实施方案的磁性提升和加热系统的图示。
具体实施方式
本发明现在将参照附图来详细描述一些在附图中示出的优选实施方案。在下面的描述中,许多具体细节被阐述以提供对本发明的彻底的理解。然而,显然,对于本领域技术人员而言,可以在没有一些或全部具体细节的情况下实践本发明。在其它情况下,公知的工艺步骤和/或结构没有详细描述,以免不必要地模糊了本发明。
参考下文的附图和章节,描述了磁性提升系统及其操作。尤其是对于包含图1-6的第一章节,其标题为“磁性提升系统、组件和操作”,描述了磁性提升系统的可能部件、相关元件和它们的排列的一些一般例子以及操作的原理。在第二章节,其标题为“用于产生移动磁场的机构”,包含图7-13,描述了用于产生移动磁场的部件的排列。特别地,描述了具有耦合到发动机的永磁体的排列的转子。在第三章节,题目为“具有多个转动盘的磁性提升系统”,包括图14-20,描述了利用多个转动盘用于产生移动磁场的磁性提升装置的实施方案。特别地,对于具有两个、三个和四个转子的装置,描述了转动盘和发动机连接机构的不同设置。描述这些配置仅仅为了说明的目的,因为具有更多个转子的装置也是可能的。最后,在第四章节,标题为“磁性提升系统应用”,包括图21-25,描述了用于磁性提升装置的几种可能的应用和操作情况。
磁性提升系统、部件和操作
在本章节中,描述了产生磁性提升的方法、用于产生磁性提升的部件、磁性提升系统及其操作。图1是磁性提升系统2的图示,其包括悬浮板8。如下描述,该悬浮板8可被配置为产生磁性提升。该磁性提升允许装置悬浮在导电衬底上方,如半管6。所产生的磁性提升可足以支撑人的重量,如人4。
在图1中,人4乘坐导电表面6之上的悬浮板8。导电表面6包括多个弯曲的部分。在2中,导电表面是半管形状。半管的底部可以是相对平的。在操作中,例如4的人,可使用悬浮板8在半管的侧面上下悬浮。下面将描述如系统2的磁性提升系统的细节,其允许人乘坐悬浮板。
图2是示出了根据所述实施方案的产生磁性提升的方法的方框图。在具体实施方案中,电磁涡电流效应用于产生磁性提升。该电磁涡电流效应与楞次定律相关联。楞次定律表明由于磁场改变引起的电路中的感生电流被引导以对抗磁通量中的变化或施加相反于运动的机械力。
使用涡电流效应的磁性提升系统15可包括主磁场发生器10,磁感应发生器12和导电物质14。该磁场发生器10产生主磁场。磁感应发生器12将运动传递给磁性提升系统中的一个或多个组件。该运动引起主磁场相对于导电物质14的运动,其在导电物质14感应出次要磁场18。
当磁感应发生器12工作时,次要磁场18在导电物质14中被感应。该次要磁场与主磁场相反。因此,当所述主磁场在系统15的第一部件中产生并且次要磁场在系统15的第二部件中产生时,在第一部件和第二部件之间可以产生相斥力16。
在具体实施方案中,可以设置第一部件和第二部件,使得全部或部分的相斥力16与作用在第一部件或第二部件的重力反向。抵消了重力的相斥力16部分可作为磁性提升。例如,包括永磁体的第一部件可在第二部件的导电物质表面上转动,其中所述表面垂直于重力矢量。该第一部件的转动造成与永磁体相关联的所述主磁场的运动,其在第二部件的导电物质中感应出次要磁场。然后,次要磁场使得第一部件上升到导电物质表面上方的一定高度。参考图3该效果被更详细地描述。
通常,主磁场可以保持静止并且该导电物质可相对于所述主磁场移动,或所述导电物质可以保持静止而所述主磁场相对于导电物质移动。也可以使主磁场与导电物质两个每个都能够处于运动,其中在两者之间有一定的相对运动。例如,可以通过选择性地发送电流到一组线圈中的不同线圈以感应导电物质中的次要磁场,在一组线圈中产生移动的主要磁场,该导电物质是静止的或移动的。作为另一个例子,一组永磁体可以相对于导电物质移动,该导电物质是静止或移动的,只要在导电物质和永磁体之间存在相对运动。作为又一个例子,导电物质可相对于一组静态永磁体移动。
在一些实施方案中,磁性提升系统15可包括组件25,该组件具有一个或多个永磁体,这些永磁体以一些类型的重复图案移动。在足够的速度下,永磁体在循环的模式中的运动引起导电物质14中的次要磁场,使得部件25被磁悬浮。磁体在重复图案中被移动时,磁性提升系统可以保持在地面之上相对恒定的高度而不引起物体相对于地面的平移运动,即物体可在静态位置悬浮。
在一个实施方案中,一个或多个永磁体可以沿着安装到衬底20的轨道移动。该轨道被设置成闭合回路,其可以是对称的或不规则形状。因此,磁体可环绕轨道在如搭接的重复图案中那样运动。一种装置,其导致磁体沿所述轨道移动且其电源还可耦合到衬底。例如,磁体可以耦合到皮带或链条,其中皮带或链条由发动机驱动。当永磁体被移动得足够快时,可以产生磁性提升。
在其他实施方案中,永磁体可安装于衬底22上,其绕某一轴转动。一种装置,例如发动机,可以耦合到衬底,其能够产生施加到衬底22的转动力。在一个实施方案中,衬底22可为盘形并且相对平坦。然而,在其它实施方案中,衬底可以是非平面和不规则形状。因此,盘的示例仅是出于说明的目的而给出,而不是限制性的。
在具体实施方案中,导电物质可以是导电金属,例如铜、铝、银或金。此外,导电性物质可以是液体,例如水。可以将水与盐或一些其它材料混合,这增加了其导电性。在另一实施方案中,导电物质可以是复合材料,例如导电混凝土。通常,该材料被选择为足够导电以允许足够强的涡电流形成。
当导电物质是液体、例如盐水时,除产生磁性提升外,还可以产生平移运动,并且液体可以通过磁性排斥移动。在一个实施方案中,这个效应可用于循环或抽吸液体。在另一实施方案中,这一效果可被用作推进装置,例如通过海洋推进船舶或潜艇。
接下来,将参考图3和图4描述使用感应涡电流的磁性提升系统的一些操作细节。在图3中,示出了在关断状态50a和开启状态50b的磁性提升系统。该磁性提升系统可以包括独立的磁性提升装置52。如以下将参照图5和6被更详细地描述,磁性提升装置52可包括产生主磁场并相对于导电物质54移动它的机构。在操作中,产生排斥力,其导致磁性提升装置52在导电物质上方悬空在静止位置。
当在50a系统关闭时,磁性提升装置52放置在导电物质54上。当在50b系统被开启时,磁性提升装置52配置成提供移动磁力线56。在一些实施方案中,当磁性提升装置足够轻时,磁场的位置变化与导电物质54相互作用时,产生排斥力,该力能使磁性提升装置52在所述导电物质54上方悬浮在相对静止的位置中。
该磁性提升装置52可以设计成满足重量约束条件,其中所述装置足够轻以产生足够的升力,以保持静态的悬浮。在一些实施方案中,磁性提升装置52可以用于运载有效负载。例如,在一个实施方案中,磁性提升装置52可以设置为提升高达300磅的重量,其允许装置提升大多数的人。在该示例中,重量限制是该磁性提升装置的重量和最大有效负载重量。
较大的有效负载是可能的。例如,单个磁性提升装置或多个磁性提升装置可以被配置为提升房屋,比如提升关于其地基提升房屋。不包括地基的典型房屋的重量可以为80,000-200,000磅,这取决于其尺寸、楼层数和建筑材料。使用一个或更多的提升装置有可能提升甚至更大重量的更多层建筑。
在图3和4中,磁性提升装置在顶部,导电物质54在底部。因此,当50b和60b中系统接通时磁性提升装置悬浮。然而,在其它实施方案中,磁性提升装置52可位于底部和停靠在地面上(或其它衬底)且所述导电物质54可放置在所述磁性提升装置52上。在这样的实施方案中,在系统开启时导电物质54可以悬浮。
该磁性提升作用可以不是即时的,即磁性提升装置可以在导电物质上保持静止一段时间期间,直到磁场56达到运动的阈值速率。达到该阈值速率的时间可以根据用于产生磁场的机构类型而改变。当达到阈值时,磁性提升装置52可以升高离开导电物质并达到一个静止位置,例如高度58。
排斥力可随高度的增加被耗散。因此,基于磁性提升装置的重量,所产生的磁场强度、磁场速度和导电物质的性质,可以达到某些平均平衡高度58。可能的是,磁性提升装置可摆动。因此,可将平衡高度规定为随时间变化的平均值。在一个实施方案中,平衡高度可以是大约4英寸或更小。
在具体实施方案中,磁性提升装置52可以包括控制系统,该系统使平均平衡高度58被变更。例如,磁性提升装置52可以包括允许所述主磁场的强度被增大或减小以使得平均平衡高度58被增加或减少的机构。作为另一个例子,主磁场的运动速度可以改变,由此影响平均平衡高度。
如上所述,可以提供一种机构,它提供相对主磁场的速率运动。该机构可被构造成加速磁场,该磁场处于静止或在低于提升磁性提升装置52所需的阈值或高于提升磁性提升装置52所需阈值的某速率运动。加速可发生在很短的时间内。例如,加速时间可以是大约0.5-1.0秒。在其他实施方案中,加速时间可以是大约0.1-0.5秒。在一些实施方案中,加速机构可以包括:分解电荷,动力学电容器、磁性加速装置“轨道枪”,机械能储存装置,内燃机,转动能量储存装置(例如飞轮),化学储能装置,势能储存装置,或上述任意组合。
作为加速机构的例子,发动机可以加速在静态或阈值之下一些RPM值的包括永磁体的盘到等于或大于所述阈值的RPM值。例如,发动机可以是电动机或内燃机。控制系统可被编程以经由发动机的控制产生转动RPM曲线,例如在某段期间上从0到阈值。产生的该RPM曲线可以包括线性部分和非线性部分。控制系统也可被编程为产生减速转动曲线,如高于阈值的RPM值到零或者低于阈值的某个RPM值。该RPM曲线可以被选择以提供所需的响应时间而不损坏发动机。在一个实施方案中,磁性提升装置可以包括一个或多个制动器以便减缓转动部件,例如摩擦制动器或磁力制动器。
加速转动曲线和减速转动曲线可以彼此不同。在加速转动阶段,磁性克服重力作用,重力限制了向上加速。然而,在减速转动阶段,可以控制磁性提升装置52以影响磁性提升装置击中地面(即,导电物质54)的困难程度。不同的有效负载可以比其它有效负载更敏感于接地作用。因此,可以基于有效负载的冲击灵敏度选择不同的减速转动曲线。
在具体实施方案中,控制系统可以配置成接受用户启动的输入信号。用户启动的信号可用来控制一个或多个所述提升装置52操作的方面。例如,输入机构可以设置为允许用户一次或多次开启装置,关闭装置,使它从静止状态转到悬浮状态,导致其从悬浮状态转到停止状态,改变悬浮高度或从一个位置移动至另一个位置,改变发动机的转动速度等。
存在许多可能的输入装置,其可用于输入控制输入信号到磁性装置。这些输入装置可以包括但不限于机械开关、机械按钮、触摸屏界面按钮、可被转动或倾斜的机构、转轮、操纵杆、键盘、滚动球、触摸垫、脚踏板、杠杆臂、节气门、用于输入语音命令的麦克风、用以输入手势命令的相机等。通常,人机界面可被提供给操作装置。
在各种实施方案中,一个或多个输入装置可直接耦合到磁性提升装置上,例如壳体上的开关或耦合到壳体的机械臂或者手柄上的油门,所述手柄连接到臂,臂耦合到所述壳体。在另一个实施方案中,控制接口上可设置输入面板,其与装置分离。该输入面板可以经由无线或有线连接耦合到装置52。
此外,装置52可以包括用于测量该装置操作状态的多种机构。例如,可以提供传感器,该传感器测量发动机的RPM、磁性提升装置的速度、功率消耗速率、剩余电池水平、可承受的负载量、方向、悬浮高度、温度等。来自传感器的信息可以被输出作为人机接口的一部分。例如,视频显示面板和/或各种规格,例如温度计、速度计、转速计、照明装置和音频装置可被设置用于输出交通工具状态信息。用于显示与所述装置相关联的状态信息52的输入机构、输出装置,可定位在装置上,远离其装置或组合。
在图3中,磁性提升装置52的底部表面开始在与导电物质54上表面接触的位置。在其它实施方案中,如图4所示,磁性提升装置52可以包括一个或多个机构,当系统关闭时该机构提供初始基准高度。在60a的示例中,磁性提升装置52包括支柱,例如64。在其它实施方案中,滚动球单元或转轮可以被用来代替或结合所述支柱。
在图4中,在60a中静止,磁性提升装置置于支柱64。由支柱64提供的基准高度62小于所述平衡高度58。当磁性提升装置52在60b中被打开时,该装置52上升到平衡高度58,其高于初始高度62。在其它实施方案中,由例如支柱64的机构提供的该基准高度62,可以大于基准高度62。例如,支柱64可伸长,从而使支柱开始的长度最初就大于基准高度62,然后被缩短为小于基准高度62。
在图4的实施方案中,支柱64是可伸缩的。因此,包括枢转接合头,其允许支柱从垂直位置移动到水平位置并返回。垂直和水平之间其它定向也是可能的,这些位置仅仅是为了举例说明的目的而提供的。发动机和控制系统可用于控制支柱的位置,例如在起飞和从水平到垂直着陆期间从垂直到水平。在一个实施方案中,如在前面段落所述,支柱可包括伸缩部分,该部分允许所述支柱长度被调节。使用伸缩机构,不必随支柱转动。
在本发明的另一个实施方案,支柱,例如64,可在起飞后向上推入磁性提升装置的壳体中。例如,当支柱保持在水平位置时,支柱可以缩回到装置52的壳体中。作为另一个例子,支柱,诸如64、可被配置成在相反方向枢转,如图4所示,以使支柱折起到磁性提升装置52的壳体中。
在其他实施方案中,可以提供初始基准距离,该距离大于平衡高度58。例如,支柱64的长度可以大于所述平衡高度。该支柱的末端可以包括转轮。在操作中,磁性提升装置52可被启动。然后,支柱64可以从其垂直位置向外移动使升力产生器52从上方接近平衡高度。当达到平衡高度时,磁性提升装置52可保持在平衡高度,而支柱继续缩回。
在其它实施方案中,当磁性提升装置52卸下时,所述支柱可被配置为脱离或以其它方式滑落。例如,支柱可以某种方式耦合到所述导电物质54或其他衬底,使得所述支柱在上升时被拉离磁性提升装置52。在另一个实施方案中,磁性提升装置52可以包括导致支柱分离的机构。
在其他实施方案中,支柱或一些其它基准机构可被连接到固定取向的磁性提升装置52。例如,支柱62可固定在垂直位置。在另一个实施方案中,转轮可以连接到所述提升装置52。该转轮可使磁性提升装置即使在发动机不开启时也能被转动。
在一些情况下,磁性提升装置52可以构造成仅支持有效负载的部分重量。例如,有效负载可以被放置在磁性提升装置52的顶部。磁性提升装置52可以包括转轮。当磁性提升装置52翻转时,有效负载的部分重量可以被减少,同时该转轮保持在地面上。减少有效负载的重量使得有效负载能够更容易地在转轮上滚动并移动到另一个位置。
接下来,描述了磁性提升装置的附加细节。图5是磁性提升装置100的框图。根据一些实施方案的磁性提升装置100可以包括一个或多个传感器102。例如,可以提供检测该装置的坡度和转动的传感器,如3轴加速度计。在另一实例中,传感器可被配置为检测在地面之上的磁性提升装置的高度。所述传感器可以被设置在多个位置以提供相对于地面的磁性提升装置100定位的一些指示。如上所述,磁性提升装置可以倾斜或摆动。
在另一示例中,磁性提升系统可以包括传感器,用于测量来自一个或多个与该装置相关联的发动机的速度或功率输出。在又一示例中,磁性提升装置可包括在一个或多个位置的一个或多个温度传感器。该温度传感器可用于检测磁性提升装置100的底部表面的温度和/或导电物质的顶部表面以及磁性提升装置100的内部组件的温度。
该磁性提升装置100可加热导电物质。如果导电物质会变得太热,那么它和/或磁性提升装置100可能被损坏。在一些实例中,装置可以配置为关闭或减慢以减少对应于从温度传感器接收的温度读数的热量。在另一种情况下,磁性提升装置100可以被配置成自动改变其位置或通知用户来改变它的位置以响应于高温探测。例如,磁性提升装置自身可以移动到导电物质之上的不同位置,该位置没有当前位置热。
在另一个实施方案中,内部冷却机构可以被触发,例如风扇,其改变了受影响区域上方的气流以降低温度。如下面将更详细地描述,该磁性提升装置100可以包括一个或多个转子和用于驱动该转子的机构。在一些实施方案中,转子可以成形和/或包括多个部件来移动空气用于冷却目的。
该磁性提升装置100可包括传动系统104。在一个实施方案中,该传动系统可以用来移动所述主磁场。例如,如上所述,可以使用该发动机以转动盘,该盘包括一个或多个永磁体。该传动系统104可包括齿轮和皮带,其机械地耦合转子到它驱动的某种机构。在一个实施方案中,该传动系统可以被配置为从外部源接收机械能。例如,转子包括可连接到踏板或手动曲柄的主磁体从而使得人们可以输入能量,该能量导致转子转动,因此主磁场移动。
该磁性提升装置可包括有效负载系统106。有效负载系统106可以用来支撑、固定和/或机械地耦合有效负载到磁性提升装置。例如,有效负载系统可包括配置成接收有效负载和一个或多个紧固件的平台,其允许所述有效负载固定在平台上。
该磁性提升装置100可以包括控制系统108。该控制系统108,其可以包括控制器,以编程控制磁性提升系统的操作的各种方面。该控制器可以具有处理器和存储器并配置以执行编程指令。例如,控制系统108可以在起飞和着陆期间控制发动机的功率输出曲线。作为另一示例,磁性提升装置100可包括推进系统,该系统可用来影响定向或平移位置变化。该控制系统108可使用推进系统构造以实现输入定向或平移位置的改变。
在一个实施方案中,装置100可包括用于调节其飞行期间斜度和坡度的机构。例如,该装置100可以包括一个或多个陀螺仪和传感器用于测量装置相对于某一参考平面的方位。在另一个实施方案中,机构可以设置用于调节各个转动元件的斜度和/或坡度,如耦合到磁性阵列的转动杆的斜度和/或坡度,其中两者都一致地或倾斜的运动和/或是仅转动的磁性阵列。各个转动元件的斜度或坡度可被调整以改变装置100的斜度或坡度。该控制系统108可被配置为使用传感器数据操作所述斜度和坡度的机构,使得装置100的某些所需的方向被保持,例如相对平行于导电物质的平面,其悬浮或移动或相对于垂直于重力方向的参考平面。
该磁性提升装置100可以包括动力系统110。动力系统可以用来驱动车载系统,例如发动机。在一个实施方案中,动力系统可以包括能量存储机构,例如一个或多个电池。在其它实施方案中,动力系统110可以被配置为从外部源接收功率。例如,磁性提升系统可以包括:用于接收来自AC电源的电力插头和用于将AC电力转换成一个或多个DC电压的电压调节电路。在其他实施方案中,动力系统可以包括内燃机和相关联的用于容纳可燃燃料的燃料箱。该内燃机可以与发动机耦合进行发电。
在一个实施方案中,该系统可以利用再生制动,其沉积能量到能量存储机构。例如,包括主磁体的转动盘的角动量可输送到发动机。转动盘能驱动发动机以使其充当发电机。从发动机产生的电力可以用于为电池充电。该电池随后可用来驱动发动机,该发动机转动包括主磁体的盘。
该磁性提升装置100可以包括结构系统112。该结构系统可以包括壳体和支撑件,用于结构性连接所述装置的各种部件。此外,结构系统112可以包括护罩或衰减元件。例如,护罩可以包括绝缘体用于减少噪声,防止热能或磁能的传播。例如,可以使用磁护罩以从所产生的涡电流效应遮蔽非有效负载或机载电子装置。Mu金属是可用于磁护罩目的的材料的一个例子。
另外,结构系统112可以包括用于减小振动和提高结构刚度的组件。另外,此结构系统可以包括热管理部件如散热器或风扇,用于冷却或传递热能离开或朝向各种位置。例如,部件可以被提供用于将由发动机产生的热量输送到另一个位置。
该磁性提升装置100可包括磁场发生器114。在一个实施方案中,磁场发生器可以是一个或多个永磁体,例如钕磁体。在一些实施方案中,采用了钕(NdFeB)N40强度永磁体。所述系统可以被构建为根据负载的要求使用不同长度的磁体。例如,N52磁体提供了更大的磁场强度。
在另一个实施方案中,可以通过电磁体产生磁场,其中磁场由通过如电线的导体的电流运动产生。在永磁体的情况下,可以采用另一个机构移动磁体并产生移动磁场。具有电磁体配置的情况下,电流可随时间输送给不同位置以便产生移动磁场或由像永磁体的另一机构物理地移动电磁体。
该磁性提升装置100可以包括推进系统116。可提供推进系统116以改变磁性提升装置的方向或平移位置。例如,可以提供陀螺仪以围绕一个或多个轴线转动所述磁性提升装置。作为另一个例子,可以设置风扇用于产生推进力,类似于空气推进艇。
在另一个实施方案中,可以提供这样的机构,该机构被配置成使磁性提升装置在特定方向倾斜,使得部分磁性提升装置,至少暂时地在更接近导电物体高度且一部分更远离导电物质。该高度不均衡导致力不平衡,其能够使得平移力在特定方向产生。
在另一个实施方案中,磁场的运动和/或磁场的强度可以被局部地改变。例如,磁场可以被部分地遮蔽,以减少其在特定位置的强度。作为另一实例,可使用多个具有磁性阵列的转动盘(例如参见图14或17-20),其中转动盘以不同的速度被驱动。所述主磁场的强度中的局部不平衡和/或磁场的移动速度可用于产生作用力,该力传输平移速度给磁性提升装置。
最后,如以上关于图4的描述,磁性提升装置100可以包括起飞和着陆系统118。该起飞和着陆落系统118可包括支撑体,如支柱、转轮或传送球单元,其运输所有或一些处于静止的磁性提升装置的重量。在一个实施方案中,所述支撑体可以被调整,使得支撑体的定向根据磁性提升装置的状态改变。例如,如图4所示,支撑体可以在用于起飞和着陆的垂直位置,然后在水平位置,而所述磁性提升装置悬浮。
接下来,描述了使用具有永磁体排列的转子的磁性提升装置的例子。图6示出了具有两种不同设置130a和130b的磁性提升装置130。该转子136为圆形。发动机132被耦合到所述转子的中心轴136。转动能量通过杆146从发动机132发送到所述转子。该转子包括永磁体的排列(未示出)。发动机与转子的耦合细节将参考图6描述如下。使用在转子上的磁体配置的细节参考图7和10描述。
该发动机132可以配置为从能量存储装置134或用于产生能量的燃料接收能量,例如可燃燃料或用在燃料单元用于发电的燃料。在一个实施方案中,能量存储装置可包括一个或多个电池。壳体140可围绕并至少部分地包围发动机132,转子136和电源132。装置130顶上的平台144被配置为接收有效负载142。有效负载平台144可以包括一个或多个连接点,用于紧固件和/或结构,例如升起壁,其将有效负载142固定到平台并且可防止其在平台上移动位置。图8中所示的平台占地面积仅仅是为了说明的目的,因为具有更小或更大占地面积的平台可以用在这里所描述的装置上。
在一个实施方案中,壳体140a围绕但不完全封住该转子136。当系统关闭或者在为装置130a获得足够的磁性提升以悬浮前,壳体140a的底部表面,其可以是圆形环,放置在导电物质148上。间隙物例如球形轴承135可以被放置在所述转子的中心轴136。在其它实施方案中,可以使用在转子的不同位置上的多个轴承。例如,可使用传送球单元,其允许静态起飞并且控制的着陆。
该转子136稍在导电物质148的顶面上提升。在起飞或着陆期间该轴承135可帮助防止转子136接触导电物质148的顶面。球形形状可以最小化表面148上轴承的接触,以减少转动阻力和摩擦加热。
在另一个实施方案中,转子130被完全密封在壳体140b中。壳体140b的底部表面靠在导电物质148上。壳体140b和相关结构可以包括加强件和其它支撑结构,以最小化杆146相对于壳体140b的运动并防止转子136接触所述壳体的内部同时它在转动。另外,也可以使用轴承以确保转子136与壳体140b之间保持最小间隔。在操作中,转子136可以由发动机及装置130加速转动,有效负载142可以在平均高度悬浮在导电物质之上一段时间。
产生移动磁场的机构
接下来参照图7描述发动机与转子耦合用于产生移动磁场的细节。该转子被配置为容纳永磁体的排列。因此,当所述转子与所述发动机转动时产生移动磁场。该转子可包括用于接收磁体的排列。参考图8-11将更详细的描述转子衬底,包括其形状、用于衬底的磁体排列以及转子的组装过程。参考图12a和12b,示出了具有可变磁场的分布。最后,参考图13,描述了每个转子产生移动磁场的转子堆叠。
图7示出了包括发动机202和盘210的组件200,盘210用于产生转动磁场。该发动机202和盘通过管线中的齿轮箱耦合到杆206上。发动机202可以配置成以每分钟特定转数(RPM)转动该盘210,其中RPM是可控制的。在操作期间数千RPM的转动速率可用于配置中。
在一些实施方案中,发动机为圆柱形。该圆柱体的高度可以根据发动机设计而变化。发动机的一部分延伸通过上部壳体205。发动机的一部分延伸通过下部壳体215,该下部壳体耦合到上部壳体205。
在一个实施方案中,发动机202可以是无刷的直流(DC)发动机。另外,发动机202可以具有10,000瓦特的额定功率,施加DC电流每伏特每分钟167转动的转动速度输出。根据应用,可使用不同的发动机,例如具有不同功率输出和不同形式因素的发动机,并且上面的实施方案仅是为了举例说明的目的而提供的。
杆206包括安装板204,用于耦合发动机202到杆206和转动盘210。在一个实施方案中,杆206直接连接到发动机的轴(未示出)。在另一个实施方案中,杆206可通过如离合器的机构,耦合到发动机杆。在200中,杆206通过安装板208被耦合到盘210。可以利用紧固件来固定盘210和安装板组件。脚轮212,其包括突出半球,可以提供初始基准距离,当盘210从静止状态被加速转动时该距离可以减小摩擦阻力。
在图7中,盘210、杆206和发动机202的方向相对于彼此固定。在其它实施方案中,组件200可以包括一个或多个接合点,一个或多个这些部件相对于彼此的定向改变。例如,在发动机202和杆206之间的界面2附近具有一些数量的自由度的接合点,可以使杆206与盘210的角度相对于发动机202来改变。在另一示例中,在盘210和轴之间的界面附近206具有一定数量的自由度的接合头可以使盘相对于杆206的方向改变。一个或多个致动器可以用来影响这些部分之间的方向变化。在又一示例中,结构环绕组件200可以包括使得整个组件以某种方式相对于环绕结构转动的机构。
部件202、206和210之间方向的变化可引起在邻近盘210的导电物质中产生不同强度的涡电流。在一个实施方案中,在所产生的涡电流中的不平衡,可用于产生平移力以在特定水平的方向推进磁性提升装置,而所述磁性提升装置在特定高度悬浮。接下来参考图8和9讨论用于产生主磁场的磁体配置的细节。
在一个实施方案中,可以从长方盒状永磁体的排列,例如钕磁体产生主磁场。然而,也可以使用其它的形状并且矩形作为例子被提供,因为其为一般可以获得的形状。例如,在一个实施方案中,可以利用常规的楔形磁体。
专门名称可以用于描述与磁体相关联的磁场磁力线的取向。如图7所示,与磁体相关联的磁场磁力线的方向可以用箭头所示,箭头例如是上箭头226a和下箭头226。可以将磁体的磁极由“X”符号222表示,表示箭头或南极的底部、且圆形符号224表示箭头或北极的点。
对于单个永磁体,磁场磁力线通过磁极并且通常在每个极的上方和下方对称。当永磁体阵列彼此相对布置时,磁场磁力线可以在特定的方向被偏置用于进行一些配置,因此磁场磁力线密度变大且在特定方向上磁场的强度比另一方向更强。这一效应可被用于接近单极磁体。用于偏置磁场磁力线的方向的磁体这种结构的一个实例,可用于本文的各个实施方案,可被称为Halbach阵列。在一种实施方案中,这一效果可通过使用高导磁性材料(如钼金属)被放大其中减少的磁力线(228b)进一步减小,并集中或聚焦,以放大所需磁场228a的强度和区域。这可允许增加悬浮高度和/或有效负载。
为了通过涡电流效应在导体衬底感应产生次要磁场,需要具有朝向导电衬底方向尽可能多的磁场磁力线偏置。在220,示出了五个磁体的布置,其中与设置228b之上的磁通量磁力线相比,在设置220之下的磁通量磁力线228a较大。当用于磁性提升装置时,其被设计为放置在导电衬底,希望在磁体220的布置之下具有最强的磁场。
图9是根据所述的实施方案包括永磁体排列的圆形盘210。该磁体布置在圆形盘210上。如上述图7所示,盘210可耦合到发动机。发动机将转动力提供给盘210,该转动盘包括磁体,从而产生用于磁性提升的移动磁场。
在一个实施方案中,磁体沿从盘210中心轴线径向延伸的线布置在盘210上。磁体装置开始于与中心轴线第一径向距离242并延伸至盘210边缘附近的第二径向距离244。在第一径向距离242中,盘210包括各种结构和孔,用于将所述盘固定到轴,如图7所示。
在磁体之间示出了径向线240。所述径向线240表示磁场磁力线最大的位置。作为例子,在图8中,磁场磁力线的最大值发生在位置225。垂直于径向线240,磁场磁力线的强度降低。这种效应也如图8所示。类似磁场磁力线分布还在下面参考图12a描述。
该第一径向距离240和第二径向距离244是可变的,并且图9的例子是为了举例说明的目的而提供的,且不意味着是限制性的。例如,在其它实施方案中,该第二径向距离244,其标记为磁性阵列的外半径,可以不延伸到接近于所述盘210的边缘。此外,磁性阵列可以延伸得更靠近盘的中心轴238。
在图9中,磁体沿三十六个径向线布置。沿每条线的磁性取向是恒定的。例如,示出了朝上的方向为沿线230,示出右方位是沿线232,示出了向下方向为沿线234且示出了左方向为沿线236。示出了五个同心环。可以利用更多或更少的环且五个环仅是为了举例说明的目的而提供的。
该上、右、下、左方位环绕盘210重复。该三十六个径向线允许图案被重复九次。在一些实施方案中,所述多个径向线的数量可以是图案中多个磁体取向,例如两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个等等。在图9的示例中,该图案长度是四,而最多为九个。因此,提供了三十六个径向线。在其它实施方案中,图案中多个磁体的方向可以不同。例如,三个磁体取向的重复图案可以使用或者可以使用五个磁体定向的重复图案。
在各种实施方案中,盘210上的磁体可以被接触。使用具有定制尺寸的磁体可使磁体能够更靠近地配置。在其它实施方案中,磁体可以通过某种机构被分隔。磁体之间的空间机构可用于简化组装过程。
在图9的例子中,重复图案可设置成从环到环,使得沿每个径向线的取向是恒定的。在其它实施方案中,每个环可以使用相同的模式而图形可以从环到环变换,使得定向不沿径向线对齐。在其他实施方案中,重复图案对于每个环可以不相同。例如,重复图案的三个磁体取向可用于第一环,四个磁体的方向的重复图案可以用于第二环且六个磁体定向的重复图案可以用于第三环。
在图9中,使用了五个同心环。在其它实施方案中,可以使用多于或少于五个同心环。不包含同心环的其它的图案也是可能的,并且环的例子只是为了举例说明的目的而提供的。例如,2×2,3×3、4×4、5×5等磁体的平面(2-D)阵列可以被使用,其中该阵列图案围绕所述盘(例如,5×5磁性阵列的五次重复可设置成环绕盘210)被重复多次。通常,包括两个或多个磁体的任何磁体组,可以设置为圆周方向上围绕盘数次。此外,可利用偶极磁体的3-D设置。
在一个实施方案中,永磁体可以是立方体形状和相等的尺寸。在其它实施方案中,可使用不同尺寸的磁体。例如,可以使用更小磁体更靠近轴线并且可以使用更大的磁体远离该轴线。此外,每个环中所述磁体的数量可以从环到环变化。例如,在最内部环中可以使用36个磁体,而四十个磁体可用于最外环。
在图9的例子中,磁体定向的图案提供了磁通量线图案,该图案在盘的一面上更密集。此外,在每个同心圆之间的磁通量是小的。磁体设置的效率的测量可表征为相对于所用的磁体重量产生的磁性提升量。每磁体重量产生更多用来产生磁场的磁性提升的设置可认为比产生较少磁性提升的类似重量更有效。
在具体实施方案中,实现了提供磁性提升量与磁体重量比至少为10的设置(例如十磅的磁体产生至少一百磅的提升)。在操作中该比率可被定义在某一点,例如当磁体在某一阈值或更大速度下运动时,因为当磁场处于静止状态时提升量可以是零,所以不产生涡电流。磁性提升装置可以提升离开地面的最大有效负载,可以近似为最大磁性提升重量减去磁性提升装置重量。
该最大磁性提升重量被确定为磁体重量乘以磁性提升与磁体重量比,其中该比值可以根据所用的磁体设置,磁体的材料特性,如密度、以及磁体的固有强度变化。在一个实施方案中,磁性提升与磁体重量比可通过称量磁性提升装置,称重使用的磁体确定,然后当磁性提升装置工作时,用重量荷载它,直到它不再能够悬浮在适当的位置以确定最大提升重量。
在其它实施方案中,已经实现了提供磁性提升量与磁体重量比至少为15或更多的装置配置和磁体设置。在其他实施方案中,已经实现了提供磁性提升量与磁体重量比至少为20或更多的装置配置和磁体设置。在另外的实施方案中,已经实现装置的结构和布置,其提供一定量磁性升力与磁体的重量比至少为20或更多。在另外的实施方案中,已经实现了提供磁性提升量与磁体重量比至少为20或更多的装置配置和磁体设置。在另外的实施方案中,已经实现了提供磁性提升量与磁体重量比至少为30或更多的装置配置和磁体设置。
接着,描述了用于接收磁体设置的转动盘配置的细节。图18示出了三个不同的盘衬底250、260和270,用于支撑永磁性阵列。通常,转动盘可以是任何形状。然而,希望在转动期间盘平衡以减小振动。此外,该盘可以是固体,例如,如图9所示,或者可以包括一个或多个去除的部分如250、260和270所示。
在250中,转动配置250包括一个轮毂部分252和多个臂,例如254,从臂延伸。在260中,臂经由边缘部分262接合在其尖端附近。所述边缘部分262可以被加入以提高盘的整体强度和/或减少与臂相关的振动。
相比于实心盘或一般的固体衬底,具有除去部分的衬底可以更轻并且具有更低的转动惯量。较轻重量可导致更高的有效负载重量,因为盘的重量可用来替代有效负载。此外,较小的和低功率的发动机可用于驱动具有更低的转动惯量的衬底,这还可以减小重量和增加有效负载重量。另外,较小的和低功率的发动机可汲取较少的功率。因此,当电池被用来给发动机供电时,对于给定尺寸的电池,电池寿命可以延长或电池可使用较小的重量因为发动机的功率汲取降低了。
总之,需要最小化磁性提升装置的重量且许多这些重量折衷是可能的,且并不局限于这些实施方案。例如,磁体朝向盘边缘的设置,这增加了转动惯量,可以相对于在转动下的盘产生磁性提升的效果被平衡。如果将磁体放置在边缘附近增加了磁性提升,即使转动惯量增加,可能也希望使用这一配置。然而,如果转动惯量的效应导致使用更大发动机以驱动所述盘且在该设置中所产生的磁性提升量基本上不增加,则可能希望使用较小半径具有较低转动惯性的盘,或布置磁体更靠近较大盘上的转动轴。
示出了三个磁体沿其中一个臂排列。在一个实施方案中,一组磁体可设置成沿径向线以形成磁场,该磁场在特定方向被偏置,诸如盘250上方较弱和盘250下方较强。例如,磁体256可以在径向方向上被布置成Halbach阵列以用这种方式偏置磁场。
如上所述,经由在圆周方向上的布置多个磁体可设置成偏置合成磁场的方向。当如254的臂彼此距离足够近时,经由不同臂上磁体之间的相互作用相邻臂上的磁体可以被配置成产生偏置效果。然而,在其它实施方案中,臂之间的距离可以被选择以限定设置在每个臂上的磁体之间的相互作用。
在该配置中(即,当所述臂之间的相互作用被限制),则磁场磁力线成一直线,使得该强度在轴向方向上上升和下降。在圆周方向,可形成某些恒定强度的磁场磁力线的环(见图12B的相似结构)。在图9和12A中,某些恒定强度的磁场的磁力线以恒定的半径形成在径向方向上和在圆周方向上,形成重复峰的图案,其中强度在每个径向线之间增加和减小。
在其它实施方案中,经由在圆周方向上和径向方向上的设置,磁体可以被布置成产生磁场方向偏置效果。例如,磁体,如276,可以在圆周方向上布置成Halbach阵列。另外,磁体可设置成沿臂,例如,278,在径向方向上设置,以生成磁偏置效果。
在一个实施方案中,枢转接合头可以放置在毂252和一个或多个臂,例如254之间。该枢转接合头允许臂转动并改变沿臂设置的磁体的磁场的方向。这种效应可以用于调节向下投射的磁场强度以控制磁性提升车辆的悬空高度。例如,臂的转动,例如254,可以使磁性提升车辆在自由飞行中悬浮在不同高度。
在另一个实施方案中,可以提供一种机构,其允许臂,例如254,围绕毂252的圆周滑动。因此,在一种配置中,臂254,就能够平均分布在毂252周围。然而,在另一配置中,臂之间的空间可以某种方式变化。
在特定实施方案中,盘衬底的部分,例如臂254,可成形为流线型。该形状可被选择成减少与盘衬底相关的气动阻力。较低的空气动力学阻力可以减小在特定速度下驱动盘所需的功率量。气动阻力与转动速度非线性地增加。因此,阻力相对生成磁性提升量所需的转动速度是一种折衷,其中可以在具有转子的磁性提升装置设计中考虑。
在各种实施方案中,用于保持磁体的盘衬底可由不同材料形成。在一个实施方案中,盘可以由聚碳酸酯塑料形成。在其它实施方案中,盘可以由金属材料形成。在其它实施方案中,盘可由复合材料形成,比如碳复合材料。
由一种以上材料形成的衬底可以包括孔或沟槽,用以容纳磁体排列,例如方形沟槽,用以容纳立方形状的磁体。一种制造工艺可以包括形成盘,然后将磁体放置在衬底中。根据孔或槽是如何形成的,磁体可以单独地或以预定设置组放置。例如,孔可以形成用于保持单个永磁体或者用于保持两个或多个磁体相互接触。
在一个实施方案中,磁体可以以某种方式粘合在衬底上,例如经由使用粘结剂(例如,胶)。在另一实施方案中,盘结构可以设置在两个磁体之间,在该位置处,所述磁体强烈相互吸引。在磁体之间的吸引力可以在磁体之间的所述衬底上施加力并因此支撑磁体的衬底。在其它实施方案中,在衬底中磁体引力和粘合剂的组合可以用于将磁体固定就位。
在另外的实施方案中,磁体可以被密封在衬底内。例如,可形成衬底芯,例如具有孔口的盘,用于接收磁体。可以将磁体放置在期望的结构的所述芯中。然后,一层可以形成于该衬底覆盖层的顶部和底部以在芯中密封磁体。例如,一种材料可沉积在圆形盘衬底顶部和底部上或两个圆形覆盖层可连接到盘衬底的每侧以在衬底芯中密封磁体。在另一实施方案中,衬底可包括配置成接收磁体的凹部。可以将磁体放置在凹部内,然后,在将其布置在凹部后,在磁体上可以沉积一层或者可以放置覆盖层。
接下来,描述了非平面衬底。图11示出了根据所描述的实施方案具有非平面配置的磁体的转动衬底285的顶视图280a、立体图280b、侧视图280c。如上所述,转动衬底可组装有永磁性阵列。该阵列可转动以产生移动磁场,该磁场被用于产生磁性提升。
在280a,磁体例如282被示出为布置成直径增加的多个圆。磁体尺寸从内部圆形向边缘增加。在一个实施方案中,所述双极磁体的方向被布置为在圆周方向上相对以沿特定方向偏置磁场强度,例如衬底285顶侧上较弱且衬底285底侧较强。
如280b和280c所示,衬底285在底部上基本上是平的。衬底285包括厚度从内径到外径增加的部分。具体地,多个台阶形成在所述衬底上,其中所述台阶的高度增加。因此,包括磁体的圆形排的尺寸,例如284、286和288,在接近边缘的高度增加。在外部行对内部行中使用具有更大高度的磁体,该效果还可以被实现或被增强。例如,具有最大高度的磁体而非台阶,可以放置在外部行,然后具有越来越小的高度的磁体可以放置在行上移向盘的中心轴。
在图11所示的例子中,如280c所示,衬底285的底侧是平坦的。在另一实施方案中,底部可以是弯曲的。例如,衬底285可以是碗形的底部,并从中心轴到所述外部边缘向上弯曲。曲率可以变化以产生较浅的碗或更深的碗。在另一个实施方案中,衬底可以布置成球形。在又一实施方案中,衬底可以布置成圆柱体形状,其中磁体被布置为围绕所有或部分弯曲部分圆周,圆柱体顶面和/或底面。在一个实施方案中,圆柱体的配置可以围绕中心轴转动运行通过圆柱体顶部平坦部分到圆柱体的底部平坦部分。也可以是许多不同的形状,这些是仅出于说明的目的而给出,而不意味着是限制性的。
图12a和12b示出了配置以产生多个磁场通量线结构的圆形盘602。在导电衬底604上该盘602可沿顺时针方向转动606。在圆形盘602边缘的速度610在两个位置示出。如上所述,该圆形盘602也可以平移速度移动,例如608。在下文论述了相关与转动速度相结合的平移速度的一些效果,该效果影响所产生的磁性提升量。
在600,圆形盘602上的磁体是这样布置的:使磁场磁力线峰值强度与径向线对齐,如614。其效果参照612所示,其显示了径向线峰值和用于三个径向线的线之间的谷的图案。尽管没有示出,但是该图案在圆周方向上环绕整个盘602延伸。
可以在径向方向上改变峰值的最大值,如果需要,采用不同强度的磁体。例如,相对内边缘,峰在外部边缘附近更大。然而,具有不同强度值的所述峰仍可与径向线对齐,如612所示。
在620,圆形盘602上的磁体被设置成使得磁场的磁力线的峰值强度与圆周对齐,例如线618。沿着每个圆周线,磁场磁力线的强度可以稍微恒定。然而,磁力线的强度可以从圆周线到圆周线变化或者它可以从圆周线到圆周线相对恒定。
在616中,对每个圆周线而言,磁力线的强度被示为相对恒定,如线618。在圆周线之间,磁力线的强度降低。因此,在620,磁力线强度中的一系列峰和谷形成在峰和谷发生在径向方向的地方,相对于600中示出的圆周方向。
在一个实施方案中,圆形盘602可包括转换磁体设置位置的机构,使得磁场的磁力线的图案从600的图案变化到620中的图案。其他图案也是可能的,并且这些仅仅是为了举例说明的目的而提供的。在620中,由于磁场强度沿圆周线相对恒定,与600中的布置相比,在盘602转动期间几乎不产生磁性提升。因此,通过改变600和620之间磁体的设置,可以改变由盘602产生的磁性提升量。
如上所述,圆形盘602可以平移速度移动,如608。如图12A和12B所示,在盘602的一侧上,盘602的速度相对于导电物质604增加且盘602的另一侧上盘602的速度相对于导电物质降低。如果平移速度和转动速度的幅度是相似的,则磁性提升量从盘的一面602到盘的另一侧602可显著的变化。
在620,由于因转动所产生的磁性提升在该配置中被最小化,与600中的设置相比,平移速度部件不会导致磁性提升量从602的一侧变到盘602的另一侧。然而,在620,当平移速度是有效幅度时,由于盘602的平移运动可产生磁性提升。当盘602转动或不转动时,这种效果都可出现。
在600中,盘602高速转动时,由于盘602的平移运动所产生的磁性提升量可以是小的,而由于转动的磁性提升量可以很大。然而,随着盘602被减慢转动并停止,由于转动运动的磁性提升量将降低,且平移运动的磁性提升量提高。当平移速度足够大时,在600所示的配置中静态转动,从平移运动产生的磁性提升可替代转动运动产生的磁性提升。
因此,在一些实施方案中,物体的转动速率,如盘602、可变化以使不同磁性提升量从相对平移速度的转动速度被采集。类似地,物体磁场磁力线的图案,例如圆形盘602,可被变化,以使不同磁性提升量从相对平移速度的转动速度被采集。例如,如上所述,可提供引起物体上的磁体的排列被改变的机构,使得物体的磁场磁力线的图案被改变。
图13示出用于产生磁力提升的堆叠转子设置650。在650中,两个转子,所述转子中的每一个都包括磁体的设置,654和656被示出耦合到杆652。杆652可以一定速率转动,例如662。根据转子654和656耦合到杆652的方式,转子可以与杆相同的速率或与杆不同的速率转动。此外,每个转子都可以相对彼此相同的速度或以不同的速率进行转动。
转子654和656可以堆积形状安置。示出两个转子彼此上下叠放。然而,在替换实施方案中,多于两个转子可以配置成堆叠结构。因此,该实例仅是出于说明的目的而给出而并不意图是限制性的。
该转子分别设置在导电物质为658和660的上方,其中导电物质在不同的水平。作为例子,该配置可以是轨道的一部分。该配置允许每个转子、654和656,与导电物质相互作用并产生磁性提升。通过堆叠配置,例如650,可产生与具有较大直径的单个转子等量的磁性提升。在一些情况中,需要减少磁性提升装置径向区域,在这种情况下堆叠的转子设置是有用的。
在其它实施方案中,轨道可以是弯曲的。例如,轨道可以是封闭管,其中装置在管内部或该装置在该管的外部部分上移动。在另一个例子中,轨道可以包括弯曲部分,例如弯曲槽。如上所述,在各种实施方案中,转子可以包括弯曲的衬底。例如,转子可以是球形的。可以使用弯曲衬底以便更好地使转子贴合弯曲轨道。例如,弯曲衬底可以使转子更贴合轨道,该轨道包括弯曲槽,即在该槽内配合。作为另一个例子,当耦合到在管内移动的装置上时,弯曲衬底可以允许转子更好地贴合管内部。
具有多个转动盘的磁性提升系统
在本节中,参考图14-20描述了包括多个转动盘的磁性提升装置的实施方案。特别地,描述了多个盘从配置到配置变化的驱动配置的细节。例如,参考图14、15和16描述了两个盘配置。然而,参考图17-20描述了具有三个和四个盘的配置。
图14是透视图,显示了包括具有磁性阵列308的两个可独立转动盘的提升装置300且图15是装置300的分解图。该装置300包括两个发动机302用于驱动转动盘310。发动机302通过两个杆,例如306被耦合到转子310。
该装置300包括两个刚性构件312,该构件在结构上连接两个发动机302和转子310的组件彼此。平台304被配置为置于两个刚性构件312上。该平台304包括两个孔用于接收发动机的杆。这些孔的直径可以小于发动机杆302的直径,但是足够大以容纳发动机杆。因此,发动机302的杆306可以通过这些微孔延伸,而发动机依靠在顶部的平台304。
安装板308可被耦合到每个杆306。该结构构件312能够靠在安装板308的顶部并可以被夹在平台304和安装板之间。在一个实施方案中(未示出),底部平板可位于结构构件的突出部分。该平台304,该刚性结构构件和底部平板可以形成壳体。在另一个实施方案中,可以不包括底部面板且壳体的底部平板可以是开放的。
用于驱动装置300的电源和电路包括发动机302,该电源和电路可定位在平台304之下且耦合到刚性构件和/或平台304。在一个实施方案中,电源可以是一个或多个电池或燃料电池。在另外的实施方案中,可以使用耦合到燃料箱的内燃机。在另一实施方案中,装置300可从外部驱动,例如通过AC电压源,且功率变换器可位于此区域中,其将AC电压转换成由发动机所使用的功率并且其它电路包括在装置300中。
装置的尺寸约为18英寸宽50英寸长9英寸高。该装置重为70磅。利用一个磁体结构,该装置可以提升约250磅的有效负载,即,该装置的重量和有效负载的重量约为320磅。因此,所述负载的装置(320磅)的重量与未负载的装置(70磅)的重量之比为大于四的倍数。具有不同负载参数的其它配置是可能的,并且提供这些例子仅是为了说明的目的。在另一个实施方案中,尺寸为14英寸×40英寸×4英寸高,重70磅,其中装置可以提升500磅的有效负载。
在操作中,有效负载可被置于平台304上。例如,人可站在平台304上,而装置300悬浮在适当的位置。在一个实施方案中,装置能够悬浮高达250磅的有效负载。在另一个实施方案中,装置能够悬浮高达300磅的有效负载。护罩314可防止物体妨碍盘304,例如人站在盘上或有效负载从所述有效负载平台上掉落并打到盘308。
可包括再充电电池组,该电池组驱动装置300高达20分钟。在另一个实施方案中,电池组可驱动装置300长达1/2小时。在又一实施方案中,所述电池可以驱动装置300一小时或更长时间。
在具体实施方案中,该发动机可被独立控制允许转子308以不同速率转动。在一些操作模式中,期望以相同的速率来转动盘308。在特定的实施方案中,盘可以是以某种方式耦合,以使盘以相同的速率转动。在一个实施方案中,盘308可设置成相反转动以限制装置300的整体转动。在这样的结构中,盘可以不同速度来驱动以引起装置的整体转动。
在替换实施方案中,单个发动机可以用于驱动多个转子,例如308。例如,为了驱动两个转子308,单个发动机可耦合到皮带或链条,皮带或链条耦合到每一根杆306。为了平衡的目的,发动机可位于平台304的中心。而且,单个发动机可偏心设置,以平衡其它物体的重量,如电池组,像平衡跷跷板。
为了在特定方向上推进装置,人可以用一只脚站在装置上并利用另一只脚推出。在另一个实施方案中,人可倾斜该装置以暂时减小一部分车辆上的悬浮高度并在另一部分上增加它。形成的暂不平衡,可能导致车辆沿着特定方向移动。构件312可以包括一些弯曲,作为控制的方式,使发动机和转子组件相对另一个改变定向。在一个实施方案中,枢轴或一些接合头可以布置在沿每个构件312的位置以提供额外的弯曲。
在另一个实施方案中,具有手柄的长杆可耦合到装置300。在操作中,有效负载可以放置在装置300上。然后,通过长杆,人可以拉或推装置300与有效负载。例如,装置300可用来代替运输车上的转轮,其中运输车由人拉动或推动。
在图14和15中,发动机在平台304上方延伸。在其他实施方案中,发动机可定位在平台304下方,例如在壳体内封装。在图14和15中,转子被暴露,使得底部可以碰撞地面而每个转子308的侧面被暴露。在其它实施方案中,壳体可以向下延伸,如从护罩314,以覆盖所述转子的侧面。如上所述,在其它实施方案中,壳体可以在转子308下方延伸,使得转子底部部分被封闭或封闭整个转子。
接下来某些附加的转子结构参考图16-20被描述。图16示出两个连接的和可转动的盘322和324的俯视图320,包括用于产生磁性提升的磁性阵列。盘322和324包括齿326和磁体328。在转动期间,齿被设置成互锁。
在具有互锁齿的情况下,盘322和324以相同速率转动。但是,盘以相反方向转动以消除其角动量。在盘的操作中,322和324可以由单个发动机或多个发动机供电。例如,单个发动机可耦合到与每个转子的中心轴对齐的驱动杆并以某种方式耦合到每个转子,例如通过皮带系统。作为另一个例子,单个发动机可包括杆,该杆耦合到第一转子,使得所述第一转子由发动机转动,第二转子经由两个转子之间的互锁齿接口转动。
接下来,参照图17和18,四个转子构造被描述。图17和18示出了包括用于生成磁性升降的磁性阵列344、346、348和350的四个可转动盘的两个不同结构的顶视图。因此,在一些实施方案中,两个转子沿第一方向转动并且两个转子在与第一方向相反的第二方向转动,例如顺时针和逆时针。四个转子可由结构342包围,其支持和结构上连接所述转子。
该转子344、346、348和350可以由单个发动机、两个发动机、三个发动机、四个发动机、五个发动机等驱动。例如,单个发动机可包括通过转子中心经由皮带连接到杆的杆。发动机可位于四个转子之间用于平衡。然后,四个转子可相互连接以便转动一个转子则转动所有四个转子。作为另一个例子,两个发动机,每个发动机都在两个转子的顶部,如346和348,可用于驱动四个转子。作为一个例子,可以使用三个发动机,其中一个是耦合到两个转子且两个各自耦合到单个转子。在另一示例中,四个转子均可以驱动单个转子。
图18示出了包括具有磁性阵列364a、364b、364c与364d的转子的另一四个转子结构。这四个转子由壳体372包围。这四个转子、364a、364b、364c和364d每个都包括齿轮362a、362b、362c和362d。齿轮362b和362c耦合到传动带370,该传动带连接齿轮366和368。类似的引导和皮带提供给转子364a和364d,但在不同的高度,以避免互相干扰。引导和转子可以对称地布置成如角度374所示,该角度可以改变。
在一个实施方案中,齿轮366和368可作为链370的引导。在另一个实施方案中,发动机可以耦合到一个或两个齿轮366和368。单个发动机或多个发动机可以平移皮带370,随后其转动齿轮362b和362c,就使转子转动。在另一个实施方案中,发动机可以位于每个转子362b和364c顶部且包括耦合到所述转子的杆。
接下来,描述了三个和四个转子串联配置。图19显示的是磁性提升装置400的俯视图,该装置包括三个可转动的盘设置,该盘包括用于生成磁性提升的盘阵列、402、404、406。图17显示了磁性提升装置450的顶视图,该装置包括四个可转动的盘452、454、456和458的设置,该盘包括用于产生磁性提升的磁性阵列。装置400和装置450分别由壳体408和460所环绕。
这三个和四个转子沿通过它们中心轴的单线排列。这三个和四个转子示出的每一个都具有相同的大小。在其它实施方案中,转子可以是不同的大小。例如,转子402和406可以小于转子404。在又一个实施方案中,该三个转子402、404和408可以排列成三角形配置。而且,该磁性性能,如沿特定方向的磁场强度可以从转子到转子改变。沿特定方向的磁场强度通过使用从转子到转子变化的磁体布置可以被变化。
此外,可以使用单个或多个发动机。例如,每个转子可以与发动机相关联,其允许转子被独立驱动。在装置400的三转子设置中,两个转子可在一个方向加速转动,而另一个转子可以沿相反方向转动。所述两个转子和单个转子可以以不同的速度驱动。这三个转子都可转动地耦合,使得所有转子以相同的速率转动,两个转子可转动地耦合,同时可以以不同的速度转动第三转子或每个转子可以独立于彼此的不同速度转动。
在450的四个转子的配置中,两个转子可沿一个方向转动,同时两个转子转动方向相反以抵消角动量。在一个实施方案中,每个转子可以以不同速率转动。然而,用于转子的速率可选择成使得所有转子的角动量和被抵消。在另一个实施方案中,根据过量的角动量,速率可以选择为不抵消而引起所述装置在特定方向以一定速率的转动。
在其他实施方案中,两对转子每个都可以相同的速度转动,其中每对转子之间的速率是变化的。在另外的实施方案中,三个转子各自可以第一速率转动并且第四转子以第二速率转动。例如,三个转子可以彼此耦合,而第四转子不耦合到其它三个转子,因此可以不同速率转动。在另一示例中,所有四个转子可以相互耦合以便所述转子所有转动都以相同的速率。
磁性提升系统应用
接着,参照图21、22、23、24和25描述了所述磁性提升装置的一些应用。该应用被提供是用于说明的目的,而不意味着是限制性的。
图21示出了磁性提升装置470的透视图,该磁性提升装置470包括八个转动盘的设置,该盘包括用于产生磁性提升的磁性阵列。这八个可转动的盘被分成两组,每组四个盘474a和474b。多个电池组476在这些盘之间。
壳体472封闭该转动盘和电池组476。在一个实施方案中,转动盘各自由分开的无刷发动机独立驱动。该无刷发动机,每个都配置成从电池组476接收功率。在一个实施方案中,八个1英寸立方体NdFeB磁体,如478,被包括在每个可转动盘中以形成与每个盘相关联的磁性阵列。装置470可以配置成承载重达500磅。
在一个实施方案中,连接臂和手柄可以耦合到壳体472。例如,连接臂可以垂直地从壳体472的上表面延伸或者可以一定角度被安装到壳体474的顶部表面。连接臂和手柄可由站在装置470的人使用以稳定自身,或可由靠近装置470的人使用以拉或推装置470。
图22示出了八个可转动盘不同的排列方式480a-480f的俯视图,该盘包括用于产生磁力提升的磁性阵列。在一个实施方案中,八个可转动盘可以在不同转动方向被驱动,以使净转矩为零。在每一实施方案480a-480f中,八个可转动盘均可设置成在多个不同方加速转动,如箭头所示的一个接一个的圆,表示所述磁性阵列。如图所示,磁性阵列可以布置成多种不同的图案,其中所述净转矩为零。
在一个实施方案中,为了特定磁体构造,可转动盘可以是彼此足够接近,使得可转动盘互相吸引。转动盘之间的吸引力可有助于保持每一个相邻盘之间恒定的转动速度。实质上,吸引力可以用作虚拟正齿轮,其模仿了实际正齿轮的效果,例如图17所示的齿轮。
该八个可转动盘的转动配置可以导致装置,例如,480a-480f具有不同的控制特性。例如,在480a,当人正站在装置480a位置482a和484a时,相比484a,更多重量移位到位置482a,可导致装置在486a方向上移动。相反地,相比位置482a,更多重量移位到位置484a,能够导致装置在488a方向上移动。
在480b中,与480a相比,使用不同的转动结构,480b中装置的定向响应相反于480a。特别地,当有人站在装置480b的位置482b和484b上时,相比于位置484b,更多的重量移位到位置482b,可导致装置在488a方向上移动。相反地,相比位置482b,更多的重量移位到位置484b,可使装置在486a的方向上移动。
图23和24示出了根据所述实施方案的两个磁性提升系统。该系统500和520a,包括一个或多个产生磁性提升的磁性提升装置和产生涡电流效应用于磁性提升目的导电衬底。
在500中,有效负载502搁置在托盘504上。托盘504放在导电衬底506上。该托盘504提供净空高度,其允许磁性提升装置508在托盘504下面滑动。
在一个实施方案中,磁性提升装置508可在托盘下方滑动,同时不产生磁性提升。例如,磁性提升装置508可以包括转轮,该转轮允许它在装置下滚压。在该磁性提升装置508放在有效负载下面后,它被打开并且可以产生磁性提升。然后,有效负载502和托盘504可提升脱离地面,而磁性提升装置508悬浮在适当位置。
在另一个实施方案中,磁性提升装置508可被打开并达到第一平衡高度。在第一平衡高度,所述磁性提升装置可以在托盘下方滑动504,同时它在悬浮。在磁性提升装置508处于托盘504下方后,磁性提升装置508的悬浮高度可以被增加,使得它提升托盘504和有效负载502,同时悬浮在第二平衡高度。
在该例子中,人可使用手柄510输入力,以移动磁性提升装置508,托盘504和有效负载502到另一个位置。当托盘处于需要的位置时,磁性提升装置508的悬浮高度可以被降低,以使托盘504再次接触导电衬底506。然后,磁性提升装置508可以从托盘504下方滑出。
在传统的具有转轮的提升装置中,例如具有圆柱形转轮的托盘提升器,提升装置的机动性被限制,因为转轮通常根据所述轮被指向方向提供运动的优选方向,即,摩擦在一个方向上大于另一个方向。该限制有时使得它难以在有限的间隙的位置中操纵托盘提升器。利用本文所述的磁性提升装置,而该装置悬浮,在任何方向上的移动是同样可行的,因为没有一个方向相对于另一方向更多的摩擦。因此,在狭小空间操纵磁性提升装置,比当使用转轮装置时更容易。
在图24中,示出了靠近有效负载524的磁性提升装置522a,522b,522c和522d的主视图520a和俯视图520b。有效负载是矩形盒子。有效负载524可以放在某些表面上。该表面不一定是能够保持涡电流的导电表面。因此,导电轨道,如526a和526b,可设置在有效负载524的一侧。然后,一个或多个磁性提升装置能够被移到导电轨道上。所述一个或多个磁性提升装置可以某种方式耦合到有效负载,然后导通以提升有效负载524。虽然悬浮时,有效负载524可沿着轨道被引导。
在该实施方案中,四个分开的磁性提升装置522a,522b,522c和522d被操作到轨道上。在其它实施方案中,磁性提升装置可以在结构上彼此相连。例如,磁性升降装置可通过“U”形结构连接,以形成具有四个用于产生磁力提升的部件的单个装置。通常,磁性提升装置可以包括一个或多个部件,用于产生磁性提升。“U”形结构可以允许磁性提升装置经由其开口端在有效负载的侧面周围滑动。在一个实施方案中,“U”侧面之间的距离可以调节以使侧面更接近所述有效负载。
在一个实施方案中,可以使用多个轨道部件对。该轨道可以被配置为部分地重叠以使磁性提升装置和有效负载524从第一轨道对,例如526a和526b,滑动到第二轨道对526c与526d上。然后,第一轨道对,526a和526b可以被提升并放置在第一轨道对前面且有效负载可以从第二轨道对移动到所述第一轨道对。该过程可以被重复,直到有效负载被移动到其所需的位置上。
在具体实施方案中,所述导电轨道,例如526a和526b,可以包括引导。该引导可以在一个或多个升起的边缘。该升起边缘的高度可被选择以防止磁性提升装置滑落导电轨道的一侧。
图25表示了根据所述的实施方案的磁性提升和加热系统540。该提升和加热系统可以包括用于产生磁性提升的部件544。如上所述,在一个实施方案中,该部件可以是具有磁体设置的可转动的盘。该部件可以布置在壳体544中。壳体542可以包括用于约束容器的引导552,如圆柱罐550。
该容器550可包括导电部件546。在操作中,部件544可以被转动。该转动可导致涡电流在导电部件546中形成。可选择部件544中的磁体设置使得磁场在部件上比在部件下更强。来自所产生的涡电流的能量扫描引起热从导电部件546被消散。所耗散的热量可以加热在容器550中的物质548,例如液体。例如,水可以被加热并可能煮沸以杀灭细菌。当磁性提升足够时,所述容器还可以在此过程中悬浮。
在一个实施方案中,部件544可以由发动机转动。发动机可以是电力的且插入外部源,该外部源由电池供电、太阳能供电或它们的组合。在另一个实施方案中,构件544可以包括其由手动曲柄转动的机构。
本发明的实施方案进一步涉及计算机可读介质,其包括可执行程序指令,用于控制磁性提升系统。该介质和程序指令可以是专门设计和构造用于本发明的、或任何已知或计算机软件领域的技术人员可获得的。当由处理器执行时,这些程序指令适用于任何实施的方法和技术,以及其部件,如上所述。计算机可读介质的示例包括,但不限于:磁介质,例如硬盘、半导体存储器、诸如CD-ROM盘之类的光介质;磁光介质,例如光盘;以及专门配置成存储程序指令的硬件器件,诸如只读存储器(ROM)、闪速存储器、EEPROM、EPROM等,以及随机存取存储器(RAM)。程序指令的示例既包括机器代码,例如由编译器产生,还包含更高级代码的文件,由计算机使用译码器来执行。
前面的描述,为了解释的目的,利用具体术语来提供对本发明的透彻理解。然而,显然对于本领域的技术人员来说,不需要具体细节来实践本发明。因此,本发明的具体实施方案的上述描述是为了说明和描述的目的。它们不旨在穷举或将本发明限制为所公开的精确形式。显然,对于本领域的普通技术人员,在上述教导下可以进行许多修改和变化。
尽管这些实施方案已经根据几个具体实施方案被描述,但存在改变、置换、和等同方式,其落入这些总体构思的范围。还应指出有许多备选方式可实现本发明实施方案的方法和装置。因此,所附权利要求应解释为包括落入所描述的实施方案的真实精神和范围的所有这些变更、置换和等同方式。
Claims (22)
1.一种磁性提升装置,包括:
转子,其包括永磁体的排列,其中当所述磁性提升装置设置在导电衬底时转子的转动引起磁性提升的产生;
其中所述永磁体以一个或多个同心环排列;且
其中所述永磁体的排列包括一个或多个Halbach阵列;
电动机,其耦合到所述转子;
耦合到所述电动机的电池;
有效负载平台,被配置成接收有效负载;
控制器,其耦合到所述电动机,用于控制所述电动机在转动速度下转动所述转子,该转动速度使磁性提升装置和有效负载在自由飞行中悬空在导电衬底上方的高度,同时所述磁性提升装置相对于所述导电衬底保持静态;
其中所述转子、所述电动机、所述电池、所述有效负载平台和所述控制器结构上相互连接。
2.如权利要求1所述的磁性提升装置,其中所述有效负载的重量超过200磅。
3.如权利要求1和2中任一项所述的磁性提升装置,其中所述有效负载平台被配置成接收站立的人。
4.如权利要求1和2中任一项所述的磁性提升装置,其中所述转子是盘状的。
5.如权利要求1和2中任一项所述的磁性提升装置,其中所述永磁体的排列基本上是平坦的。
6.如权利要求1和2中任一项所述的磁性提升装置,其中所述永磁体的排列是三维的。
7.如权利要求1和2中任一项所述的磁性提升装置,其中所述转子包括第一侧和与第一侧相对的第二侧并且其中所述永磁体的排列引起在第一侧比在第二侧更大的磁场强度,并且其中所述第一侧面对所述导电衬底。
8.如权利要求1和2中任一项所述的磁性提升装置,其中所产生的磁性提升的量大于所述永磁体的重量的10倍。
9.如权利要求1和2中任一项所述的磁性提升装置,其中产生的磁性提升的量大于所述永磁体的重量的二十倍。
10.如权利要求1和2中任一项所述的磁性提升装置,其中所述永磁体为大致相等大小的钕磁体。
11.如权利要求1所述的磁性提升装置,进一步包括电源接口,该电源接口耦合到所述电动机,所述电动机被配置为接收远离磁性提升装置的源的电功率。
12.如权利要求1和2中任一项所述的磁性提升装置,其中所述磁性提升装置设置为悬浮的高度达到3英寸。
13.如权利要求1和2中任一项所述的磁性提升装置,其中在零和阈值转动速度之间的转动速度,磁性提升装置放置在所述导电衬底上,并且其中所述磁性提升装置升起离开所述导电衬底并以高于所述阈值转动速度开始悬浮。
14.如权利要求1和2中任一项所述的磁性提升装置,其中所述控制器被配置为控制所述电动机,使得所述磁性提升装置提升从放置在导电衬底上离开,上升到悬浮高度,然后下降回到所述导电衬底。
15.如权利要求1和2中任一项所述的磁性提升装置,进一步包括多个转子,每个转子包括永磁体的排列。
16.如权利要求15所述的磁性提升装置,其中第一转子在第一方向转动且第二转子在相反的方向转动。
17.如权利要求15所述的磁性提升装置,其中所述多个转子被配置成在共同转动速度下转动。
18.如权利要求15所述的磁性提升装置,其中所述多个转子被配置成允许所述多个转子的两个或更多个以不同的转动速度转动。
19.如权利要求15所述的磁性提升装置,其中单个电动机用来驱动所述多个转子。
20.如权利要求15所述的磁性提升装置,其中多个电动机用于驱动所述多个转子。
21.如权利要求15所述的磁性提升装置,其中所述多个转子被布置为堆叠构造。
22.如权利要求1和2中任一项所述的磁性提升装置,进一步包括壳体和连接臂以及耦合到所述壳体的手柄。
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