CN105339707A - 磁驱动系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于通过从磁体传送的磁力的磁耦合传送连续的旋转运动或线性运动的磁耦合装置,这些磁体可操作地定位在位置足够靠近以形成该磁耦合的一个振荡组件和一个旋转组件上。被采用来传送来自从一个动力振荡组件传送的一个输入线性力的在一个旋转方向上的一个输出力,传送该力的该磁体的磁力在不同的极域中交替地压缩该耦合的椭圆体状磁场的体积,以便诱导一个平滑、混合的极连续性并且将一个连续的360度旋转力传送至与该磁耦合可操作地接合的一个旋转组件。可以使该输入力反向以便诱导一个往复组件的一个连续线性运动。
Description
技术领域
本申请要求于2013年5月13日提交的美国临时专利申请序列号61/822,714的优先权,并且该申请通过引用以其全部内容结合在此。
所披露的装置涉及驱动系统,这些驱动系统用于将在一个第一方向上传送的动力传送至在一个第二方向上的一个输出。更具体地说,它涉及一种磁耦合系统,该磁耦合系统用于将在一个第一方向上(如沿着一个轴线往复)传送的动力转换成一个第二方向(如圆周的)。通过这种磁耦合,在其间没有机械接触的情况下提供来自该动力的这种力在双向系统之间的传送。
背景技术
动力传送做功通常涉及所传送的动力方向上的变化,以便提供在一个具体用途可采用的一个方向上的力。例如,往复运动(reciprocatingmotion)(也称为往复运动(reciprocation))是一种重复的上下或前后的线性运动。它存在于广泛范围的机构中,包括往复式发动机和往复式泵。包括单个往复循环的两个相反运动被称为冲程。
一个曲柄可用于将圆周运动转换成往复运动,或相反地将往复运动转变成圆周运动。例如,在一个内燃发动机(一种类型的往复式发动机)的内部,气缸中燃烧燃料的膨胀周期性地向下推动活塞,该活塞通过连接杆转动曲轴。该曲轴的继续旋转驱动活塞向上返回,准备下一个循环。该活塞以一种往复运动的方式移动,该往复运动被转换成曲轴的圆周运动,该圆周运动最终推进车辆或做其他有用功。发动机运转时的振动感是活塞的往复运动的副作用。
用于改变(被采用来从一个源传送动力的)运动的方向或力以便例如做功的另一种装置是一种齿轮系。此类齿轮系装置是操作性地形成的接合齿轮,这些接合齿轮与一个支撑框架可操作地接合,这样使得这些齿轮的齿接合。齿轮齿被设计成确保接合齿轮的节圆在彼此上没有滑动地滚动。这提供旋转和动力从一个齿轮到下一个齿轮的平滑传输,并且允许转矩和/或速度或所传送动力的其他期望特征的齿轮传动以便做功。
用于使用齿轮传动装置或杆和轴承传送运动来递送动力并且改变所传送动力的方向的此类机械装置的一个令人烦恼的问题是摩擦和产热。摩擦导致传送动力的浪费,仅为了克服该系统上的摩擦阻力。常规地,此类系统需要显著的润滑并且从摩擦产生热。从另一方面来说,过量的热在达到损坏啮合齿轮或往复轴承的一个水平时,可能易于使该系统毁坏。
拉杜(Radu)的国际申请WO2011/054062传授采用用于耦合的磁力代替齿轮传动装置等的一个概念。拉杜装置传授使用圆形定位的磁体以便通过旋转将运动和动力从一组传送至另一组。对于该目的,存在其他技术。
相关领域的前述实例和与其相关的限制旨在是说明性的且不是排他性的,并且它们不暗示对在此所描述的和所要求的本发明的所披露装置和方法的任何限制。在阅读和理解以下说明书和附图后,相关领域的各种附加限制对本领域那些技术人员将变得显而易见。
本发明的一个目标是提供一种用于在不同的线性和旋转方向上传送动力的磁耦合或齿轮系。
本发明的另一个目标是将这种磁耦合提供在旋转系统与平移系统之间,这使所产生的热和摩擦最小化。
将从以下描述变得对于本领域技术人员显而易见的所披露的发明的本发明设备和方法的这些和其他目标、特征和优点以及其优于已有的现有技术的优点将通过在本说明书中描述的和以下在以下详细描述中描述的新颖改进来完成,该描述完全地披露了本发明,然而不应以任何方式被认为是对本发明的任何限制。
发明内容
所披露装置的示例性实施例大体涉及利用磁场的压缩来产生连续的旋转或往复运动的设备和方法。
在本说明书中通篇讨论磁极性。如在此所使用的,在此的系统和方法的各种描述中采用磁耦合,该磁耦合在旋转组件的磁场与一个振荡组件的磁场之间具有一个压缩关系。这种压缩关系具有来自与该旋转磁性部件和该振荡磁性部件接合的磁体的重叠磁场。另外,术语共同极性意指转子的至少一个磁场被定向成相对于一个相邻振荡磁场具有相同的极性。此外,反转极性(inversepolarity)意指转子或旋转部件的至少一个磁场相对于一个相邻的振荡磁场反转地或相反地定向。如在此描述的,在一些模式中,由旋转组件上的旋转磁体传送的磁场是相对于振荡组件的磁性部件的振荡磁场的极性而言的共同极性和反转极性的组合。在每种情况下,转子和振荡器的磁场彼此压缩。
通常已知的是,一个磁体具有一个椭圆体状场,该场具有一个横向短轴、一个纵向长轴、以及位于该长轴最末端的磁极。磁体将含铁物体,如铁、钢、镍和钴,吸引至通常被称为北极和南极的它们的极。相反磁极彼此吸引并且同名磁极排斥。天然磁体和制造磁体具有永久的磁特性。电磁体是由缠绕在一个铁芯上的绝缘铜线的一个线圈制成的暂时磁体。只有当电流在该线圈中流动时,电磁体才具有磁特性。磁体对于社会是至关重要的,并且具有许多的大小、形状和用途。
磁力集中在极处,这些极的极性相反,位于磁体的相反端部上,并且是不连续的。连续磁力的缺乏大大地限制了磁性的有用性。当前,不存在有效地组合磁力来产生连续的旋转或线性运动的一般实践。为了克服不连续磁力的缺点,本人发明了一种新颖的极连续性设备,该设备有效地整合磁力并且诱导连续的旋转或线性运动。
产生磁耦合的本披露装置的极连续性设备包括至少一个振荡组件和一个旋转组件。每个组件在其上具有提供磁场的磁性部件,由此这些组件被接合。这些椭圆体状磁场各自具有一个短轴、一个长轴、以及位于该长轴最末端的极。平衡位置居中位于这些极之间。每个场在远离平衡位置的任何方向上具有不平衡区域,这些区域限定由离该区域最近的极支配的极域(polardomain)。旋转组件的磁场横向且大体在短(短的)轴的方向上与振荡组件的磁场以压缩方式接合,由此诱导这些场主要穿过长(长的)轴扩展,从而使该旋转组件旋转。该振荡组件交替地且在不同极域中压缩椭圆体状磁场的体积,这引导磁场扩展力矢量,以便诱导平滑、混合的极连续性以及该旋转组件的连续的360度旋转或连续的往复线性运动。
所披露的极连续性设备是由迈克尔·法拉第(MichaelFaraday)在1831年首创的电磁感应的逆推。法拉第的发现在场之间旋转一个电枢以便感应交流电(振荡电流)。本发明的极连续性设备使邻近旋转场的磁场振荡以便诱导旋转运动。参照该方法及其装置的以上描述,在详细解释在此披露的磁驱动系统和方法的至少一个优选实施例之前,应当理解的是,本发明在其申请中不限于构造的细节并且不限于在以下描述或在附图中示出的所披露的装置和方法的部件的安排,也不限于该方法中的步骤。在此描述的本发明能够具有其他实施例并且能够以在阅读本披露后将对本领域那些技术人员显而易见的各种方式实践并执行。并且,应当理解的是,在此所采用的措辞和术语是为了说明的目的而不应视为限制性的。
同样地,本领域的那些技术人员将理解的是,本披露所基于的概念可容易地利用为设计用于执行在此的本披露设备和方法的接合和若干目的的其他磁驱动结构、方法和系统的基础。因此,重要的是,在它们不背离本发明的精神和范围的前提下,权利要求被视为包括此类等效物结构和方法论。
本发明的磁驱动装置和方法的一个示例性模式被适配成整合磁性的单向极性力,以便提供简单的、廉价的旋转和线性运动,用于向有用设备提供动力以有益于人类。所披露装置的另一个披露的示例性模式被适配成提供一种用于更好地理解科学和磁性的教育工具。本发明的极连续性设备和方法的其他特征和优点在考虑随后的描述、附图、以及权利要求的过程中将变得显而易见。
附图说明
图1是极连续性设备和椭圆状磁场接合的全视图。通过旋转构件的对应移动来描绘渐进振荡的5、10、15和20度视图。
图2是穿过两个椭圆体状磁场的截面图,图解了由接合诱导的力矢量。
图3是图2的这些椭圆体状磁场中的一个的视图,图解了一种改变由接合诱导的纵向力矢量的强度和方向的方法。
图4描绘在来自与一个转子接合的磁性部件的磁场与来自与如在此描述的振荡器接合的磁性部件的磁场之间获得的磁耦合中的一个压缩关系,并且在命名为V1、V2、以及V3的阴影区域的重叠场中示出该振荡器和转子场的压缩体积,从而图解说明了这些力矢量的平滑、混合的传递。
图5是穿过椭圆体状磁场的另一个安排的截面图,并且示出由接合诱导的力矢量。
图6是示出永久或电磁部件的一个阵列的一个旋转组件的顶视图。
图7是在图6的线7-7处截取的截面图,并且示出永久或电磁部件的一个振荡和旋转组件。
图8是在图6的线8-8处截取的穿过椭圆体状磁场的截面图,并且示出通过与磁场的接合诱导的使该旋转组件旋转的力矢量。
图9是在图6的线9-9处截取的穿过椭圆体状磁场的截面图,并且示出通过与磁场的接合诱导的使该旋转组件旋转的力矢量。
图10是与一个旋转组件接合的一个振荡组件的截面侧正视图。
图11是在图10的线11-11处截取的截面图,示出该旋转组件的磁性部件的一个安排。
图12是在图10的线12-12处截取的截面图,示出该振荡组件的磁性部件的一个安排。
图13是图11的磁性部件的另一个安排,示出一种用于增加的强度的使磁场成形的方法。
图14是与各种振荡组件接合的一个旋转组件的磁性部件的另一个安排的截面侧正视图。
图15是用于连续往复线性运动的磁性部件的一个安排的截面侧正视图。
图16描绘示出与该振荡组件接合的磁体的移动的截面图。
图17示出该装置的一个代表性模式的另一个截面图。
图18示出操作性地接合在一个壳体内的该装置的一个有利模式的透视图。
图19示出图18的该装置的另一个透视图,其中将该壳体和一些支撑部件移除,以用于观察在这些部件之间的相互作用。
图20示出图19的该装置的侧视图,其中将壳体和支撑部件移除,以便允许观察操作部件。
图21描绘图20的该装置的端部透视图,将附加的支撑结构移除,以便提供相互作用的旋转和振荡组件以及磁性部件的更好观察。
图22示出在本说明书中详细描述的一个旋转磁性部件的描绘。
具体实施方式
现参考图1-22的附图,这些附图描绘了在此用于实现和采用磁耦合的装置10和方法的多个优选模式,但不应以任何方式被认为是限制性的。在图1和相关附图中可以看出在此披露的方法和装置10的一个示例性模式,其中包括至少一个振荡组件43和一个旋转组件41,其中各自具有提供磁场的相应磁性部件,由此这些组件被接合用于操作。如所描绘的,这些椭圆体状场各自具有一个短轴、一个长轴、以及位于该长轴最末端的极。平衡位置居中位于这些极之间。每个磁场在远离平衡位置的任何方向上具有不平衡区域,这些区域限定由离该区域最近的极各自支配的极域。
在操作中,旋转组件41的磁场操作性地成形,并且横向且大体在短(短的)轴的方向上与振荡组件43的磁场以压缩方式接合。这种配置诱导这些场主要穿过长(长的)轴扩展,从而使旋转组件41旋转。振荡组件43交替地在相异极域中压缩椭圆体状磁场的体积,这引导磁场扩展力矢量以便诱导平滑的磁耦合和混合的极连续性以及旋转组件41的连续的360度旋转或一个往复组件的连续的线性运动,这取决于操作模式。
旋转组件和振荡组件各自具有至少一个磁性部件,或优选地产生磁场的一群相配的形状和大小的磁性部件。这些磁性部件彼此相邻地安装,其中磁场处于各种程度的压缩和扩展相互作用。以此方式,磁场密度增加并且这些场被增强、成形并且有利地改变。磁场在特定位置处形成为高强度突出部、凸起以及伸长,以增强在这些组件之间的磁耦合,以便以类似于齿轮齿的方式传送动力,并且进一步增加该旋转组件的速度和转矩或降低振荡转矩需求。
在旋转组件与振荡组件的磁场之间的压缩接合在这些组件之间诱导磁耦合,该磁耦合在它们之间传送动力,但是没有物理材料接合。这些组件中任一个的动力移动传递至其相应接合的磁性部件,并且其后通过其间的磁耦合诱导另一组件的对应移动。另外,旋转组件41的一部分动能通过所形成的磁场耦合传送至振荡组件43。在所发射的相应磁场之间的磁耦合消除了在两个组件之间的机械连接和所导致的物理零件磨损、以及在通电和需要动力的部件的物理连接中极为常见的摩擦损失。
如在示例性附图中所描绘的,振荡组件43的一个模式枢转或平移地接合至一个框架或其他支架,以便在振荡移动过程中从接合场的一个极域至另一个极域交替地转移磁场体积压缩。振荡组件43可通过任何标准联接件(如与一个马达或发动机或用于工作的其他动力源可操作地接合的一个滑块曲柄、苏格兰轭、或凸轮机构)联接到一个通电驱动上。因此处于在此示出的模式的振荡组件43驱动与输入力的装置可操作地接合,该力来自从一个可调速AC或DC电动马达传送的动力,然而,可任选地采用其他等效物,如气动式、液压式、或电动线性致动器驱动。
旋转组件41被适配用于传送可由设备和装置(如一个泵或发电机)采用来做功的动力旋转。由旋转组件41驱动的通电设备的输出的一部分优选被路由以便有助于给振荡器驱动的振荡提供动力。由旋转组件41驱动的一个发电机的输出电流的一部分例如可通过一个开关被路由至该振荡器驱动。
另外,该振荡器驱动被适配成连接到有用的设备和装置上。通过形成的磁耦合返回振荡组件41的旋转组件41的动能可有助于驱动连接到振荡组件43上的有用设备。
可操作地接合至一个或多个磁性部件的至少一个线性梭动件被任选地采用来在一个极连续性部件中穿梭磁场,类似于振荡组件43的运动。该梭动件可由任何常见的线性运动装置驱动,如一个线性致动器、螺线管、气压缸、或液压缸。该线性梭动件在相反的极域中交替地提供磁场压缩,从而诱导磁场扩展力矢量,这些力矢量使该披露装置的极连续性部件中的旋转组件41旋转。
该披露装置的磁场部件优选为永磁体、电磁体、或各自的组合。电磁体可在旋转过程中通过连接到旋转组件41上的一个滑动装置接收电流。供应至这些电磁体的电流通过一个控制器顺序地激活或去激活,以便向磁场供能,以诱导和引导用于连续旋转或线性运动的扩展力矢量。在在此披露的装置10和方法的振荡和旋转组件中,电磁体任选地与永磁体结合使用。
在此的系统和方法的旋转组件41和振荡组件43在所有模式中处于任何方向取向,并且被适配成可调节地朝向或远离彼此,以便增大或减小在这些组件之间的磁场耦合的强度。
来自测试的经验数据证实,使振荡组件43循环所需的力保持基本上相同,无论附接到旋转组件41上的负载如何,最高至在两者之间产生磁耦合的磁场的强度。这个测试确立了磁场穿过长(长的)轴的体积扩展限定用于驱动旋转组件41的装置。使振荡组件43循环所需的力随着旋转组件41的速度增加而减少,这是由通过在它们之间的场的磁耦合从旋转组件41转移至振荡组件43的动能造成的。
如在附图的图1中进一步示出的,极连续性的概念性原理连同在此披露的装置10和方法的一个示例性模式的基本部件一起描绘,该示例性模式被适配成用于引导磁场扩展力矢量,以便诱导部件的磁耦合中的连续旋转运动。如图1所示,各自具有用于产生椭圆体状磁场6和8的一个形状的一个旋转组件41和一个振荡组件43被可操作地定位,以用于由投射磁场与另一个投射磁场的联通或压缩造成的磁耦合。椭圆体状场6和8为清楚起见横截面示出为椭圆形,但是形状可以从大体椭圆变化。磁性部件5和7将被成形以便产生此类椭圆场,并且当前被定位在旋转组件41上,它们的长轴彼此垂直,或如果不垂直,那么至少使得轴线横越彼此延伸。
图1的旋转组件41具有发射相应的旋转磁场6和8的相邻的磁性部件5和7。磁性部件5和7安装在一个支架11上,该支架包括可联接到一个需要动力的装置12(如一个泵或发电机)上用于做功的一个旋转接合的输出轴11a。旋转磁场6和8可操作地定位,以便以彼此排斥极性的联通或压缩方式使它们相应的磁场联通,这形成凸出的高强度区域9。压缩增加旋转磁场6和8的密度,这促进这些场的力量和强度。此外,在旋转磁场6与8之间的压缩和扩展关系的组合用于改变这些场的形状,以便增强在旋转组件场6与8之间实现的磁耦合,其中所描绘的磁耦合阶段中的振荡组件磁场2在操作上类似于齿轮齿在部件之间传送动力。此外,增加的强度提供旋转组件41的速度和转矩的成比例增加。旋转磁场意指从在一个支座上与一个旋转组件41接合的一个磁性部件发射的磁场,并且振荡磁场2意味着,从接合至一个振荡组件43的一个磁性部件发射的磁场。
振荡组件43具有提供磁场2的一个或优选多个磁性部件1。磁性部件1彼此相邻地安装,它们相应的振荡磁场2处于联通或压缩用于增加强度。磁性部件1任选地被安装处于排斥和吸引极性二者的安排,以便增强这些场的形状和进一步增加场强度。磁性部件1与用于枢转移动的装置,如与两个轴3接合。这些轴3中的一个由一个振荡驱动4驱动。振荡组件43被适配成具有约束旋转运动的支架(为清楚起见在图1中未示出)。
如图所示,旋转组件41的椭圆体状磁场6、8和振荡组件43的椭圆体状磁场2各自具有一个短轴、一个长轴、以及位于该长轴最末端的极。平衡位置居中处于该长轴的最末端之间。平衡位置居中处于这些极之间。
每个磁场在远离这个平衡点的任何方向上具有不平衡区域,这些区域限定各自由离该区域最近的极支配的极域。旋转组件的磁场横向且大体在短(短的)轴的方向上与振荡组件43的磁场以压缩方式接合,由此诱导这些场主要穿过长(长的)轴扩展,从而使该旋转组件41旋转。振荡组件43在不同的极域中交替地压缩椭圆体状磁场的体积,这引导磁场扩展力矢量,以便诱导在这两个磁场之间的磁耦合和一个平滑、混合的极连续性以及该旋转组件的连续的360度旋转。
图1进一步示出5、10、15、以及20度的振荡组件移动以及从顶部看逆时针的对应的45、90、135、以及180度的旋转组件移动。在20度振荡和180度旋转位置处,振荡组件43倒转方向且返回0度起始位置,在该过程中,旋转组件41继续在从顶部看逆时针180度的方向上推进,完成旋转组件41的360度旋转。
振荡与旋转的前述比率是已经发现是由于这些场的椭圆形状造成的一个实际测试结果,这些场的椭圆形状提供压缩(通过短(短的)轴的方式)与扩展(通过长(长的)轴的方式)相比的一个有利比例。压缩距离“X”与扩展距离“Y”的比较在图2中给出。此外,这些场被安排成诱导与场扩展一致的旋转组件41的扭转移动或转矩。比较压缩与扩展的一个详细的磁场力矢量图在图2、3、5和整个说明书中提供。
引导磁场扩展力矢量以便诱导极连续性的分析在图4中给出,该图描绘了在转子的磁场与振荡器的磁场之间的一个压缩关系。如在此描述的,在命名为V1、V2、以及V3的阴影区域的重叠场中,图4示出振荡器和转子磁场的压缩体积,这些压缩体积以所描绘的方式导致在形成的磁耦合中的力矢量的平滑、混合的传递。
处于其磁耦合中的振荡组件和旋转组件各自优选安装在轴承上并且被适配成具有支架,这些支架提供一个组件朝向或远离另一个组件的调节,以便在操作过程中增加或减小这些磁场的压缩程度。该可调节支架和定位在本领域中是众所周知的,并且通过连接到这些组件中的一个上以用于在操作过程中线性调节的沟槽连接、键槽、导轨、轴、螺纹螺钉、凸轮、线性致动器、气压缸、液压缸等来完成。在本领域中众所周知的轴承和线性调节在图1中未示出,这是出于清楚起见并且因为本领域的技术人员非常熟悉用于旋转或振荡部件的可调节定位的许多装置且不需要进行描绘。图10示出轴承和一种线性调节这些组件中的一个的简单方法。
优选的是,振荡组件43的磁场相对于旋转组件41的磁场被定向成彼此排斥。然而,这些磁场的吸引和排斥极性的混合物可被有利地采用,以便改变相应投射磁场的形状和强度以及推进旋转组件41。
在此用于磁耦合的装置10和方法中的相互作用的运动和力矢量的方向一起在图2和4中示出。在图2中示出在振荡磁场2与旋转磁场6之间的共同极性。在这种情况下,这些场处于一个压缩-排斥关系。磁场方向箭头23进一步描绘振荡磁场2和旋转磁场6的排斥。在这种情况下,通过一个轴承构件、端部止挡件等提供来自压缩-排斥磁场关系的释放的转子和振荡器的纵向约束。
反转极性类似于图2中描绘的那种,除了在振荡磁场2与相邻的旋转磁场6之间的极性是相反的,并且旋转磁场6的方向箭头从图2所示的取向转动180度。在这种情况下,振荡磁场2和旋转磁场6处于一个压缩-吸引关系,并且具有与先前针对共同极性所讨论的类似的力矢量相互作用。
反转极性和共同极性的组合已经在实验中显示是发动机设计中的一个有效优点。这个创新通过推动处于排斥极性的磁场同时牵拉处于吸引极性的磁场来提供转子推进。旋转磁场6的共同极性和反转极性的这种组合以及转子纵向约束已经在在此的装置10和方法中成功测试。相对于振荡磁场2,具有排斥极性的两个旋转磁性部件以及具有吸引极性的两个旋转磁性部件与旋转组件41接合。两个吸引磁场替换了正方形配置中的两个铜平衡物,如在附图中可以看出以及在此随后讨论的。
如可以看出的,图2是一个力矢量图,并且图4是一个磁场图。图2是穿过两个椭圆体状磁场截取的截面图,这两个磁场被示出为振荡磁场2和旋转磁场6,也如图1中所示。图2图解由将振荡器组件43的振荡磁场2压缩到来自与旋转组件41接合的磁性部件的可旋转或旋转磁场6中得到的力矢量18和19,并且示出诱导的扩展力矢量20和21。振荡组件43磁场2被示出相对于旋转组件磁场6以一个任意角度振荡,类似于图1所示的在20度振荡和180度旋转位置处的关系。由将振荡组件43和振荡磁场2压缩到从与旋转组件41接合的磁性部件发射的旋转磁场6中导致的耦合分别通过力矢量18和19示出,并且为了清楚起见未以重叠椭圆示出。图4示出从分别与一个振荡组件43和一个旋转组件41接合的磁性部件传送的磁场椭圆,以及在3个振荡阶段处它们的压缩阶段,为清楚起见未示出力矢量。
振荡组件43磁性部件25在振荡组件43的任何振荡过程中传送具有一个短轴15的振荡磁场2,该短轴居中位于北极与南极之间,并且穿过该场横向延伸,从而限定平衡位置。另外,振荡磁场2具有一个长轴16,该长轴居中位于短轴的极限点之间,并且纵向延伸至该场的最末端。旋转组件41已经接合磁性部件24,这些磁性部件在旋转组件41的旋转过程中传送或发射类似地具有短轴13和长轴14的一个旋转磁场6。振荡磁场2的振荡导致短轴13和15彼此偏移一个短距离,以便诱导这些磁场的不平衡力。
短轴13和15的偏移方向确定旋转方向以及合力矢量22的方向。振荡磁场2和旋转磁场6被定向处于排斥关系,如通过北极和南极标志以及场方向箭头23所示。相应的振荡磁场2和旋转磁场6通过振荡器力矢量17压缩在一起,该振荡器力矢量大致地在输入力矢量18和19的长度上将这些场挤压到彼此中。这些场的压缩使能量致密,这诱导这些场大体平行于它们的长轴14和16扩展,从而诱导不平衡力矢量20和21。产生投射振荡磁场2的振荡器磁性部件25被侧向约束,这提供对于由这些场的扩展诱导的力的一个固定反作用力,并且引导力矢量20和21以便使该旋转组件旋转。振荡场2和旋转磁场6朝向平衡位置的纵向扩展由这些场的压缩和被约束的振荡器组件的该固定反作用力引导。
通过比较图2与图4进一步阐明力矢量20和21。参考图4的标有“结束第一振荡冲程”的视图,每个场的压缩体积V1和V2同时扩展以便驱逐旋转磁场6。振荡磁场2的扩展反作用于其侧向约束件,从而诱导力矢量21,该力矢量在图2的合成矢量22的方向上驱逐旋转磁场6。同时,旋转场6的扩展反作用于受约束的振荡磁场2,从而诱导力矢量20,该力矢量在图2的合成力矢量22的方向上驱逐旋转磁场6。
因此,形成磁耦合的每个相应磁场的能量通过到平衡位置最直接的路径被引导至接合的旋转组件,该路径是通过这些场的长轴的方式。另外,图2示出多个力矢量26,这些力矢量被示出以便展示所诱导的磁场扩展与压缩力矢量19同时发生。力矢量19和26的同时作用是一个重要特征,该特征有利于提供平滑、混合的极连续性以及由所披露的装置和方法的设备产生的磁耦合。
图3示出穿过大体椭圆体的旋转磁场6的两个截面图。这些截面中的一个示出如先前在图2中讨论的具有压缩力矢量19和纵向扩展力矢量20的旋转磁场6。另一个截面图示出旋转磁场6的扩展力矢量的强度、形状以及方向的改变。这些改变通过将磁场159选择性地压缩到旋转磁场6中来获得,这改变该场的平衡位置且产生强烈凸出区域160。平衡位置的变化改变了纵向扩展矢量20的方向,从而导致它变成如所示的被引导偏离该纵向轴线大约30度的一个新的力矢量161。磁场的强化和引导力矢量的能力在本披露装置的极连续性设备中是有用组成部分。图4是由振荡组件的振荡导致的振荡磁场2在所形成的磁耦合中相对于旋转磁场6的3个振荡位置的磁场图。
图4通过图1来阐明,该图1也示出振荡磁场2和旋转磁场6。如先前所讨论的,振荡磁场2和旋转磁场6被示出处于以压缩方式接合的磁耦合中。图4的3个视图各自具有一个振荡磁场2、一个旋转磁场6、短轴13和15、以及长轴14和16。起始振荡视图示出如图2所描述的引导磁场扩展力矢量的标记为V1和V2的压缩体积。极偏移位置示出关于短轴大约相等的压缩磁场体积V3。极偏移位置清楚地示出极连续性设备中的磁极整合。
图1示出在10度振荡和90度旋转处的极偏移位置。结束第一振荡冲程视图在图1中示出为在20度振荡和180度旋转处。这个视图示出相对于起始振荡视图反转的压缩体积V1和V2。因此,振荡组件43在不同极域中交替地压缩处于其相应耦合中的椭圆体状磁场的体积,这引导场扩展力矢量以便诱导平滑、混合的极连续性以及该旋转组件的连续的360度旋转。
图5为类似于图2的力矢量图,除了图5模式利用上下振荡组件43以及接合的磁性部件的搭配。图5示出结合作用以便诱导合力矢量36且向旋转组件41提供动力的7个椭圆体状磁场。具有被适配成诱导可在所披露装置的极连续性设备中采用的磁耦合的扩展的场的磁性部件的形状、大小、以及数量的任何适合的组合可被采用。
图5示出具有一个上旋转磁场6以及一个下场27的一个中间磁性部件24,这些场在合力矢量36的方向上被推进。上振荡组件43具有两个磁性部件37,这些磁性部件具有场38,这些场与场6通过振荡力矢量39以压缩方式振荡到大约矢量40的深度。场38和传送旋转磁场6的压缩诱导扩展矢量20,该扩展矢量反作用于侧向约束的磁性部件37的场,并且有助于在合成矢量36的方向上推进可操作地接合的旋转组件。下振荡组件43具有磁性部件32,该磁性部件具有场34,该场与场27通过振荡力矢量33以压缩方式振荡到大约矢量28和30的深度。
压缩场34诱导扩展矢量31,该扩展矢量反作用于侧向约束的磁性部件32,并且在合成矢量36的方向上推进场27。压缩场27诱导扩展矢量29,该扩展矢量反作用于侧向约束的场34,并且在合成矢量36的方向上推进场27。每个磁场扩展力矢量因此有助于推进该旋转组件。因此,通过该披露装置的极连续性设备中的磁性部件的形状和大小的搭配,磁场压缩和诱导的扩展在多个方向取向中同时使用。图6为通过图7的截面正视图阐明的该披露装置的一个旋转组件的顶视图。
图6和7特别适用于通过所披露的磁耦合来电磁推进旋转组件41。然而,这个模式适用于永久磁性部件或每个的组合。一个开关连接或断开到电磁部件的电流,以便以选择的间隔激活或去激活磁场,以诱导极连续性和一个旋转组件的连续旋转。当电磁场以类似于图2和4的场关系的方式重叠时被激活,这些电磁场产生力矢量和扩展。相反地,电磁场被去激活以便以类似于从振荡获取间隙的方式在这些场之间提供用于旋转的间隙。
在图6和7中,与永久磁场结合的电磁场被定位成在与图2所示的输入力矢量18和19以及图4的场相同的方向上和大约相同的深度上彼此重叠。图7示出以距离P与场63重叠的电磁场180。这些电磁场被选择性地激活,以便诱导这些场的扩展,其后它们被去激活,以便在场之间提供间隙,用于使该旋转组件旋转。图7的电磁场63和180的重叠距离P阐明约束旋转的在场之间的干扰。通过以适当间隔通过振荡在约束场上方的场去激活这些电磁场或通过转动彼此歪斜的场用于间隙来获得间隙。
图6具有也在图7中示出的8个电磁部件46。每个电磁部件46被支撑在中心附接至一个中空输出轴45的一个中空管状臂47上。每个电磁部件46通过一个制动螺钉50和夹板49支撑,邻近一个垂直支架48。每个旋转电磁部件配备有电路线51,这些电路线被路由通过其支撑在上面的中空臂47,并且通过中空轴45到一个弹簧加载的电触点58上,该电触点优选拧入轴45的壁中并且焊接就位以便抵抗振动。每个电触点58的尖端被适配用于在弹簧压力下在导电环59的内径上滑动。导电环59通过非导电的隔离器71彼此电隔离。每个导电环59被适配用于接收电路60,该电路被路由至一个选择性开关61,该开关通过一个导体和插头62被供应电流。导电环59和隔离器71被附连至框架54。电磁体46、中空臂47、中空轴45以及电触点58在轴承55和56以及止推轴承57上旋转。该旋转组件配备有多个电传感器52,这些电传感器通过电路51、60、184、185、以及69与一个固定电传感器53、选择性开关61、上电磁部件181以及下永磁体致动器68协同通信。传感器52和53传送电磁场或永久磁场相对于彼此的取向,并且选择性地激活电流以流动通过电路至环59、触点58、以及电磁部件,以便激活或去激活电磁场或致动在该披露装置的一个极连接性设备中的一个振荡器组件。
图7的右上部分示出一个固定臂182,该固定臂支撑电磁部件181与旋转组件磁性部件46处于适当的取向,以便产生如先前描述的极连续性。传感器52和53发信号通知选择性开关61连接或断开通过电路69的电流,这激活或去激活电磁场180并且以适当间隔引发输入力矢量183。一个上电磁部件181在图7中示出;然而,相对于该极连续性设备中的旋转组件场可定位多个。
图7的左上部分示出具有一个支撑臂64的一个振荡器组件,该支撑臂64围绕枢轴65移动,并且由一个电动线性致动器68、螺线管、气压缸或液压缸提供动力。臂64支撑提供磁场67的一个永磁体66。传感器52和53发信号通知开关61将电流连接至致动器68,该致动器68以适当间隔将磁场67振荡到旋转组件磁场63中,并且引发输入力矢量70。不平衡的力70诱导这些场纵向扩展,这有助于使该旋转组件旋转。包括64、65、66、以及68的一个上振荡器组件在图7中示出;然而,相对于在该披露装置的极连续性设备中的旋转组件场定位具有永久或电磁部件的多个。
图8和9为分别在线8-8和9-9处截取的截面正视图,示出该旋转组件的磁性部件46和场63。图8示出在该场的短轴左侧上的输入力矢量71,该输入力矢量诱导促成合成矢量75的扩展矢量72,该合成矢量使该旋转组件从顶部看逆时针旋转。图9示出在该场的短轴右侧上的输入力矢量73,该输入力矢量诱导促成合成矢量76的扩展矢量74,该合成矢量与矢量75一起工作以便使该旋转组件从顶部看逆时针旋转。
图10为在极连续性设备中与一个振荡器组件接合的一个旋转组件的一个优选模式的截面侧正视图。该旋转组件通过在图10的线11-11处截取的图11进一步阐明。图11示出4个磁性部件77,这些磁性部件以共同极性或吸引极性的方式成对堆叠用于增加磁场的强度,这些对在相对于彼此大约90度的两个位置处并且被定位离一个中心取向的输出轴85大体相同的距离。优选具有铜或黄铜材料的两个非磁性平衡物79被定位与相对于彼此大约90度的磁性部件77相对,并且被定位离轴85与磁体77大体相同的距离。平衡物79和磁体77形成一个正方形配置,该正方形配置以轴85为中心且围绕该轴处于旋转平衡。一个正方形是优选的;然而,广泛范围的几何形状,如圆形、三角形、矩形、长方形、或规则的凸面或复杂的多边形在该披露装置的极连续性设备中是起作用的。
每个磁体77和平衡物79被支撑在一个管80内并且利用优选具有非磁性材料的螺钉81夹持在其中。4个管80各自安装在通过一个连接板84附接至输出轴85的一个水平臂82和一个垂直壁83的最末端附近。臂82和83以轴85为中心且围绕该轴平衡,并且向外延伸以便支撑管80。输出轴85被适配成在由框架构件87支撑的轴承86中纵向滑动。轴承86或框架87任选地被适配用于该旋转组件的纵向调节。
输出轴85直接连接到一个有用的装置如一个泵或发电机88上,或该连接是许多常用联接件(如带、链、或齿轮驱动传输)中的一个。轴85在其端部邻接抵靠一个线性致动器175的输出端,该线性致动器在操作过程中相对于该振荡器组件纵向滑动该旋转组件,以便调节在被示作RA的旋转组件磁场与被示作OA的振荡器组件磁场之间的压缩程度。线性致动器175任选地是安装在一个支撑板、一个气压缸、或一个液压缸中的一个螺纹螺钉。在操作过程中调节在这些磁场之间的距离调控在该两个组件之间的磁力,并且是该披露装置的极连续性设备中的一个期望特征。
磁场自然延伸基本上超过它们所来源的磁性部件的物理边界。通过安装具有处于各种压缩和扩展程度的延伸场的磁性部件,这些场被成形、强化、以及有利地改变,从而形成类似于齿轮齿和间隙的增强接合的高强度突出部、凸起以及伸长,并且进一步增加该旋转组件的速度和转矩。通过永磁体和电磁体或每个的组合来获得磁场强化。
在图11的配置中还示出一个磁场强度区域78,该区域通过将磁体77的场安装在一起且在它们的相交的相邻拐角处于压缩中而形成。另外示出以当前模式工作良好的由铜形成的平衡物79。然而,应当指出的是,尽管图11的所描绘配置示出以极性堆叠的磁体77和平衡物79的这种模式,近期实验已经表明,除了是铜或黄铜或其他非铁金属之外,平衡物79也可由磁体形成、也以极性堆叠,但所处的极性与相对侧上的磁体77的堆叠极性的极性相反。实验已经表明这种配置提供一种更平滑的磁耦合,其中这些堆叠磁体77投射与齿轮上的齿相似地起作用的一个场,并且被定位替代平衡物79的相对堆叠的磁体以类似于齿轮上的齿之间的凹部的方式在磁耦合中起作用。
图13示出一个高强度磁场区域78A,该区域是图11的磁场区域78的强度的进一步改变。高强度区域18A通过以吸引或排斥极性邻近磁体77安装附加的磁性部件109和110来产生,以便改变形状、增加压缩、以及放大每个磁场的强度。
图10的振荡器组件通过图12进一步阐明,该图12是在线12-12处从图10截取的截面图。该振荡器组件由多个磁性部件89、90、以及91组成,这些磁性部件以压缩方式彼此相邻地堆叠和挤压在一起以便强化磁场强度。磁性部件89、90、以及91以压缩方式保持在一个外壳95中,这防止这些磁体从该设备破裂出来。这些磁性部件与隔件92和93一起被定位在外壳95内用于最大强度。外壳95围绕枢轴94顺时针振荡大约20度且逆时针振荡大约20度,从而大体相等地接合这些磁场。振荡将两个组件的磁场压缩在一起,从而产生诱导图2和4中描述的扩展力矢量的输入力矢量。图10和11的平衡物79提供一个非磁性区域,该区域允许在磁场之间的间隙,以用于该旋转组件的自由移动。参考图1、10以及11,20度的顺时针振荡诱导180度的旋转,并且随后的20度的逆时针振荡诱导该旋转组件在相同方向上的第二个180度的移动。图1示出一个振荡压缩冲程,该冲程诱导磁场扩展并且推进典型的是图10和11中所示模式的旋转组件。图1、10以及11是磁性部件的优选安排;然而,如用磁体替代平衡物79或通过机构和电气装置收缩磁体的其他安排在该披露装置的极连续性设备的范围内。
图10的振荡器通过一个典型的滑块曲柄机构驱动,该机构由支撑在安装在框架100上的一个轴承97内的一个联接件96组成。联接件96通过一个带肩螺钉将外壳95连接至一个旋转构件98。该旋转构件驱动外壳95围绕枢轴94振荡,类似于一个标准的滑块曲柄设备。一个苏格兰轭、凸轮、或一个线性致动器机构是任选的。旋转构件98被支撑在安装在框架100中的两个轴承99上。旋转构件98优选地通过一个可变速电动马达101驱动,该电动马达通过一个带103以及滑轮102和104联接至构件98。
一个发电机88安装在该极连续性设备的输出轴85上并且连接至一个开关106,该开关协同地连线至马达101且通过线107和插头108连线至一个电源。开关106通过107和108将马达101连接至一个电源或连接至发生器88的电力输出端。另外,一个发电机或其他设备105直接安装或联接至旋转构件98。
图14是示出多个振荡器组件的磁场与一个旋转组件的场的接合的截面侧正视图。两个旋转组件磁性部件114被示出安装在保持器116中,这些保持器由管113支撑,在平面图中类似于图6所示的管47。管113中心支撑在于一个轴承112中旋转的一个枢转轴111上。该旋转组件的磁性部件提供磁场117,这些磁场117由6个振荡器组件的磁场接合。每个振荡器组件具有一个振荡臂123、至少一个磁性部件124、以及一个振荡驱动125,该振荡驱动是一个线性致动器、螺线管、气缸、凸轮、滑块曲柄等。振荡器组件磁场2以如图2和4中所示的关系包封旋转组件场6,其中这些场的压缩振荡或场之间的往复压缩提供输入力矢量126,该输入力矢量诱导推进该旋转组件的场的纵向扩展。往复压缩线性地挤压和收缩这些磁场以便诱导这些场的纵向扩展。每个振荡器组件的驱动125以有序的顺序激活,以便促进该旋转组件的旋转运动。处于顺序压缩和扩展的多个磁场的接合增加该旋转组件的转矩,这是图14的极连续性设备的一个优点。
管121加载有弹簧122,以便示出该披露装置的极连续性设备中的磁性部件的另一个收缩和前进模式。在场扩展完成后,弹簧122将磁性部件114和场117延伸至压缩冲程的起始处。
图15是磁性部件的一个模式的截面侧正视图,该模式产生可采用用于连续的往复线性运动的磁耦合,而不是如其它模式中所指出的那样传送力以便产生旋转运动。如图所示,该往复组件包括一个往复磁性部件137,该往复磁性部件保持在一个保持器138中,该保持器支撑在附接至具有辊141的一个滑架140的一个柱139上。滑架140被引导在具有一个狭槽143以及端部止挡件156和157的一个容器(containment)142中。振荡磁性部件127提供场130,并且被保持在具有侧向约束件129的一个保持器128中。振荡磁场130和往复磁场145分别被定位处于与图2和4所描述的类似的关系。振荡力矢量135压缩场130和145,从而产生输入力矢量147和148,这些输入力矢量诱导扩展矢量146和149,这些扩展矢量在力矢量154的方向上平移被示出为滑架140和输出杆144的往复部件,直到该滑架到达端部止挡件157,完成向前冲程。
用于使该平移反向的装置可通过一个弹簧或其他偏置装置或通过定位在前向平移的端部处的一个第二振荡组件来提供,以便使移动的方向反向并且使滑架140返回到邻近端部止挡件156的起始位置。该第二振荡组件由磁性部件131组成,该磁性部件提供场134并且被保持在具有侧向约束件133的保持器132中。振荡磁场134和往复磁场145分别类似于场130和场145定位,除了每个场的相反极域用于如图所示在相反方向上诱导这些场的扩展和运动。在适当的操作顺序下,振荡力矢量136压缩场134和145,从而产生输入力矢量151和152,这些输入力矢量诱导扩展矢量150和153,这些扩展矢量在力矢量155的方向上推进滑架140和输出杆144,直到该滑架到达邻近端部止挡件156的起始位置,完成返回冲程。在多个方向取向上的另外的磁性部件和磁场被装配,以便在该披露装置的极连续性设备中诱导各种长度和区段的往复线性运动。另外,用这些磁场的压缩振荡(类似于图2和4)、或线性挤压和收缩这些场的往复压缩来诱导往复线性运动。
线性运动用于在一个极连续性设备中将一个磁性部件组件的磁场压缩到一个旋转组件的磁场中。该线性运动通过一个线性致动器、螺线管、气缸等提供。单个线性运动致动器从一个磁场极域移动至相邻的极域,从而压缩和释放磁场以便如图2和4中所述产生输入力矢量并且诱导场扩展。任选地,类似于该披露装置的振荡组件和旋转组件的磁场的相互作用,两个线性运动致动器在相邻极域中协同压缩和释放磁场。
多个旋转组件与该披露装置的对应的振荡组件一起协同联接至一个共同轴,以用于输出转矩的进一步增加。附图的图16和17分别为本发明的一个设备的平面图和正视图,示出被接合用于增加的输出转矩、最小摩擦损失、以及顺序的磁场扩展的多组旋转和振荡组件。如可以看出的,图16和17示出在具有旋转脚211的一个框架210中的组件。
图16和17示出与一个第一振荡组件204接合的一个第一旋转组件200,该第一振荡组件联接至与一个第二振荡组件205接合的一个第二旋转组件201。第一组组件包括一个旋转组件200,该旋转组件具有来自磁体202的至少一个磁场,该至少一个磁场以一个压缩的不平衡关系与振荡组件204的磁场接合。旋转组件200和201的前视图类似于附图的图11。非磁性平衡物示出为203。
第二组组件包括一个旋转组件201,该旋转组件具有以一个压缩的不平衡关系与振荡组件205的磁场接合的至少一个磁场。
第一旋转组件200和第二旋转组件201分别安装在由轴承209支撑的一个共同输出轴208上。第一振荡组件204和第二振荡组件205分别各自由锚定在上支架和下支架207中的上销和下销206枢转地支撑。
在第一旋转组件和第一振荡组件的磁场之间的该压缩的不平衡关系诱导在这两个组件之间的磁场扩展,从而在力矢量#1的方向上压迫旋转组件200和输出轴208。类似地,在第二旋转组件和第二振荡组件的磁场之间的该压缩的不平衡关系诱导磁场扩展,从而在力矢量#2的方向上压迫第二旋转组件201和输出轴208。
第一组组件和第二组组件的磁场是等效的。因此,力矢量#1和#2彼此偏移,从而导致输出轴208的纵向平衡,而无需使用产生摩擦损失的止推轴承或轴端部止挡件。以此方式,磁场扩展的纵向力包含在输出轴208内,从而提供增加的输出转矩。
此外,在旋转组件与振荡组件之间的磁场的增加的压缩导致这些磁场的椭圆体形状的能量渗透更深,从而诱导增加的磁场扩展和更大的旋转输出转矩。
矛盾的是,在如类似于图16和17安排的没有磁场的零件之间的增加的压缩导致更大的摩擦损失和减少的输出转矩。
图16示出两个联接件215,这两个联接件各自连接到这些振荡组件中的一个上,用于将围绕枢转销206的振荡运动通过耦合216、凸轮从动件214、气缸凸轮213以及输入轴212传递至振荡组件204和205。
本发明中的顺序磁场扩展有利于均匀的输出转矩,很像内燃发动机的活塞点火次序的作用。图16示出本发明中的磁场的该压缩的不平衡关系的一种顺序安排,该安排顺序地诱导磁场的扩展。第一组旋转和振荡组件200、202、以及204被示出处于在提供磁场的部件之间的间隙的大小比第二组旋转和振荡组件201、202以及205更大的一个压缩阶段。因此,磁场扩展在输出轴208的每个旋转过程中渐进地发生,从而有助于均匀的转矩。
另外,通过将第一和第二旋转组件定向成彼此稍微不对准来获得本发明中的顺序磁场扩展。通过使第一和第二振荡组件相对于它们相应的旋转组件的取向交错来获得类似的结果。
通过安装至该轴的一个标准飞轮来增强输出轴208的均匀旋转。该飞轮在这些图解中未示出。
图18示出操作性地接合在一个壳体250内的该装置的一个有利模式的透视图。示出旋转组件41,该旋转组件使用壳体250可操作地支撑并且具有旋转磁性部件24,该旋转磁性部件可操作地定位成靠近与振荡组件43接合的振荡磁性部件25。
图19示出图18的装置的另一个透视图,其中将壳体250和一些支撑部件移除,以用于观察在这些部件之间的相互作用。在装置10的这个操作模式中描绘的是处于磁耦合的靠近振荡磁性部件25的旋转磁性部件24。一个枢轴252被示出为支撑振荡磁性部件25的振荡移动。到振荡组件43的动力移动可通过旋转轴254递送,该旋转轴接合具有平移振荡组件43的一个从动器的凸轮256。装置10的这个模式具有在两端上形成的磁耦合。
图18的装置的另一个视图在图20的侧视图中示出,其中可以看到在支撑壳体250的两端处形成磁耦合260的磁性部件。示出形成耦合260充分靠近旋转磁性部件24和振荡磁性部件25。
图21描绘图20的装置的端部透视图,将附加的支撑结构移除,以便提供相互作用的旋转组件41和振荡组件43的部件的更好观察。
最后,图22示出一个旋转磁性部件25的描绘,示出以上在本说明书中详细描述的磁体的安排。
上文是被建造、测试且是操作性的所披露的极连续性设备的详细描述。另外,建造了本发明的极连续性设备的一个掌上(hands-on)工作模型并且可用于科学演示。手动振荡该掌上模型以用于感觉这些磁场的收缩和扩展的个人体验,并且用于所导致的360度旋转的视觉演示。因此,电磁感应的逆推有效地传达给理工科学生。
如所指出的,任何不同的配置和部件可以与在此示出和描述的任何其他配置或部件一起采用,以便形成该装置或采用在此的方法。另外,虽然已经参考该设备和方法的具体实施例在此描述了本发明,但是一定范围的修改、各种改变以及替代预期在上述披露内容中,并且应理解的是,在不偏离如在以下权利要求书中阐述的本发明的范围的情况下,在某些情况中,一些部件、或配置、或形成时的步骤和/或本发明的使用可被采用,而无需对应地使用其他部件。如本领域的技术人员将想到的所有的此类变化、改变和修改被认为在如在所附权利要求书中宽泛地限定的本发明的范围之内。
此外,本说明书的任何摘要的目的在于,使得美国专利和商标局、不熟悉专利或法律术语或措辞的一般技术人员,特别是本领域的科学家、工程师以及从业者能够通过粗略审查便迅速确定本申请的技术披露的本质和精髓。任何这种摘要既不旨在限定由权利要求书衡量的本申请的发明,也不旨在以任何方式限制本发明的范围。
Claims (18)
1.一种用于改变通过其传送的一个力的方向的磁驱动系统,该系统包括:
发射一个第一磁场的至少一个第一磁性部件;
发射一个第二磁场的至少一个第二磁性部件;
所述第一磁性部件与一个振荡组件可操作地接合;
所述第二磁性部件与一个旋转组件可操作地接合;
所述第一磁性部件被定位充分靠近所述第二磁性部件,由此所述第一磁场与所述第二磁场处于磁耦合;
一个动力振荡将所述力的一个输入从所述振荡组件传送至所述第一磁性部件,通过所述磁耦合传送所述力,以将在一个旋转方向上的所述力输出至所述旋转组件;并且
一个动力旋转将所述力的一个输入从所述旋转组件传送至所述第二磁性部件,通过所述磁耦合传送所述力,以将作为所述力的一个振荡输出的一个振荡移动赋予所述振荡组件。
2.如权利要求1所述的磁驱动系统,另外包括:
与所述振荡组件可操作地接合的一个侧向约束件;并且
所述侧向约束件被配置用于防止所述振荡组件的一个运动,其中所述运动与所述旋转组件的所述旋转一致。
3.如权利要求1所述的装置,其中处于所述耦合中的所述第一磁场和所述第二磁场各自从一个相应的平衡变形,在所述磁耦合内处于一个压缩或扩展关系。
4.如权利要求1所述的装置,其中所述第一磁场和第二磁场各自从所述相应的平衡变形而处于所述压缩或所述扩展关系,至少一个外部磁场与所述磁耦合联通。
5.如权利要求1所述的装置,其中所述第一磁体和所述第二磁体各自包括来自包括永磁体和电磁体的一组磁性部件的一个磁性部件。
6.如权利要求1所述的装置,其中所述振荡组件包括传送以下项中的一个至所述磁耦合的至少一个梭动件:一个枢转振荡移动、一个线性往复移动、或每个的组合,以便从而传送所述第一磁场和所述第二磁场的一个不平衡关系,其中所述关系在相应的磁场极域之间是交替的。
7.如权利要求1所述的装置,其中所述力从所述振荡组件传送至所述第一磁性部件,所述振荡组件与将所述动力振荡传送至其的一个可调速驱动处于一个可操作接合,由此,所述力通过所述磁耦合在一个旋转方向上输出至所述旋转组件。
8.如权利要求1所述的装置,其中所述第二磁性部件包括多个所述第二磁性部件,所述多个形成以下中的一个:所述多个所述第二磁性部件的一个多边形配置、所述多个第二磁性部件的一个圆形配置、或所述多边形配置和所述圆形配置的组合,并且接合至一个中心定位构件的一个端部处的一个基座;以及
包括在部件的所述多边形配置中的一个平衡物。
9.如权利要求1所述的装置,该装置进一步包括:
各自具有发射一个相应的所述第一磁场的至少一个所述第一磁性部件的多个振荡组件;
各自具有与相应的一个或多个旋转构件的一个第一端部可操作地接合的至少一个第二磁性部件的多个所述旋转组件,并且所述第二磁性部件中的每一个发射一个相应的第二磁场;
所述一个或多个旋转构件中的每一个在所述旋转构件的与在其上的所述第二磁性部件相反的一个相应的端部处与一个单个旋转轴可操作地接合;
一个振荡轴,该振荡轴沿所述振荡轴的一个轴线与所有的所述振荡组件接合;
所述振荡轴与向其传送作为一个动力振荡的所述力的所述输入的一个振荡驱动马达接合;
由此所述振荡轴的所述动力振荡通过在来自其的所述多个的一个相应的所述第一磁性部件与来自其的所述多个的一个相应的第二磁性部件之间的一个相应的磁耦合将所述力的一部分传送至所述旋转构件中的每一个;并且
所述旋转构件各自在所述旋转方向上同时将所述力的一个相应的所述部分传送至所述单个旋转轴。
10.如权利要求9所述的装置,该装置进一步包括:
被成形以便发射形状为椭圆体的一个所述第一磁场的每个所述第一磁体部件;以及
被成形以便发射形状为椭圆体的一个所述第二磁场的每个所述第二磁体部件。
11.如权利要求9所述的装置,该装置进一步包括:
在其上具有多个的至少两个所述第二磁性部件的所述多个所述旋转组件中的每一个;
具有沿其一个最长尺寸延伸通过的一个相应轴线的所述多个的两个所述磁性部件中的每一个;以及
基本上横越另一个延伸的每个相应的所述轴线。
12.如权利要求9所述的装置,该装置进一步包括:
用于防止所述旋转组件和所述振荡组件在处于所述磁耦合中的它们相应的磁场的一个吸引或一个排斥过程中远离或朝向彼此移动的装置,所述磁耦合通过接合至一个共同的旋转轴的所述多个旋转组件中的每一个提供,从而相对于所述振荡组件将所述旋转组件固定就位。
13.一种用于改变通过其传送的一个力的方向的磁驱动系统,该系统包括:
一个振荡组件;
与所述振荡组件接合的一个第一磁性部件;
通过赋予其的一个力的一个输入诱导的所述振荡组件的一个振荡将一个振荡赋予所述第一磁性部件;
所述第一磁性部件的所述振荡从其传送一个振荡磁场;
一个旋转组件;
与所述旋转组件接合的一个第二磁性部件;
所述第二磁性部件从其投射一个第二磁场;
所述第一磁性部件被定位充分靠近所述第二磁性部件,从而形成所述振荡磁场与所述第二磁场的磁耦合;并且
所述磁耦合将在一个旋转方向上的所述力输出至所述旋转组件,由此所述旋转组件与需要在所述旋转方向上的所述力的一个部件可接合以便做功。
14.如权利要求13所述的装置,其中所述第一磁性部件和/或所述第二磁性部件是来自包括永磁体、电磁体、以及所述永磁体与所述电磁体的组合的一组磁性部件的磁性部件。
15.如权利要求13所述的磁驱动系统,另外包括:
与所述振荡组件接合的所述第一磁性部件是一个第一电磁体;
与所述旋转组件接合的所述第二磁性部件是一个第二电磁体;
一个约束件,其中所述第一振荡组件被约束而不能进行与该旋转组件的旋转一致的运动;以及
一个电磁部件顺序激活控制器,处于所述磁耦合中的所述第一磁场与所述旋转组件的该第二磁场处于一个不平衡的关系;
所述第一磁性部件和所述第二磁性部件与该电磁部件顺序激活控制器协同连接,并且
其中所述电磁部件顺序激活控制器导致每个所述振荡组件和所述旋转组件的该相应的第一磁场和该第二磁场的激活或去激活,在磁场极域之间顺序地交替,由此处于所述磁耦合中的一个合成磁场扩展诱导该旋转组件的连续旋转。
16.一种用于在一个往复组件与一个振荡组件之间传送力的磁耦合,包括:
一个振荡组件;
与所述振荡组件接合的一个第一磁性部件;
通过赋予其的一个力的一个输入诱导的所述振荡组件的一个振荡将一个振荡赋予所述第一磁体部件;
所述第一磁体部件的所述振荡从其传送一个振荡磁场;
与一个安装架接合用于在其上进行一个往复线性平移的一个往复组件;
与所述往复组件接合的一个第二磁体部件;
所述第二磁体部件从其投射一个第二磁场;
所述第一磁体部件被定位充分靠近所述第二磁体部件,从而形成所述振荡磁场与所述第二磁场的磁耦合;并且
所述磁耦合输出从所述振荡组件传送的所述力,以便引起所述往复组件从一个第一位置在一个第一方向上平移一个距离;以及
用于使所述往复组件的所述平移反向回到所述第一位置的装置。
17.如权利要求16所述的磁耦合,另外包括:
用于使所述往复组件的所述平移反向进行所述距离回到所述第一位置的所述装置包括位于所述平移末端处的一个第二振荡组件,所述第二振荡组件可定位以便获得一个第二磁耦合来传送所述力,以便使所述平移反向进行所述距离并且使所述往复组件移动回到所述第一位置。
18.一种用于配置磁耦合的方法,该磁耦合用于将来自在一个第一方向上的一个第一部件输入的动力在一个第二方向上传送至一个第二部件,该方法包括以下步骤:
将发射一个第一磁场的至少一个第一磁性部件与一个振荡组件接合;
将发射一个第二磁场的至少一个第二磁性部件与一个旋转组件接合;并且
将所述第一磁性部件定位成充分靠近所述第二磁性部件,以便获得在所述第一磁场与所述第二磁场之间的所述磁耦合,并且
采用所述磁耦合来将所述动力从所述旋转组件或所述振荡组件中的任一个传输至来自所述旋转组件或所述振荡组件中的另一个的一个接收部件,由此通过所述磁耦合传送所述力,从而在一个可采用的方向上赋予移动,以便给该接收部件提供动力。
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