CN107493006A - 永磁能连续输出装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁能连续输出装置。永磁能连续输出装置包括由环形永磁体、轮毂、转轴组成的转子，由板状永磁体、板状永磁体盒、板状永磁体盒安装座、板状永磁体角度控制器和安装臂组成的定子，由底盘、安装架、滑轨、定子位置控制器组成的安装基座，以及磁屏蔽罩。其特征在于：转子部件通过轴承安装于基座的安装架上；定子部件通过安装臂安装于安装基座上的滑轨和定子位置控制器上，外部安装磁屏蔽罩。通过定子位置控制器和板状永磁体角度控制器控制永磁能输出的大小，控制该装置的运行。

Description

永磁能连续输出装置

技术领域

本发明涉及一种将永磁能连续输出装置。

背景技术

目前，在理论上普遍认为永磁能在没有外部能量的辅助时，不能实现连续输出或重复输出。这种认识，与20世纪70年代以前认为水稻没有杂交优势的认识有些类似，是本领域存在的普遍认识。因此，政府部门及官方科研机构在这方面没有研究和开发项目，也没有研发投入。这也迫使永磁能连续输出或重复输出的探索主要在民间进行，发展缓慢，只是取得了一定的进展。我国国家知识产权局也对这方面的探索授予了多项相关发明专利和实用新型专利。但到目前为止，还没有永磁能连续输出或重复输出的相关产品面世。

通过合理的结构设计，实现永磁能连续输出或重复输出，是实现永磁能开发利用的第一步。如果取得成功，将打开永磁能开发利用的大门。在此基础上，如果通过进一步优化设计，使连续输出的能量达到较高的能量密度和较低的成本，则将成为继蒸汽机、内燃机之后的第三代原动力机，应用前景十分广阔。

发明内容

本发明为一种利用永磁体自身特征和彼此间相互作用特点，通过合理的设计实现永磁能连续输出的一种能量输出装置。永磁能连续输出动力装置的设计是基于以下实验现象：当1个沿厚度方向充磁的板状永磁体与另一个长度较大的、沿厚度方向充磁的板状永磁体的相同磁极以小于90度的较大锐角相互接近，构成“卜”字形时，如果保持两个永磁体的磁力中心线在一个平面上，这两个永磁体会发生以沿着磁力中心线方向为主的相对运动；如果用2个相同规格的板状永磁体按上述方式从两侧以对称的方式同时靠近1个长度较大的、沿厚度方向充磁的板状永磁体的两个磁极，形成“小”字形对称结构时，由于垂直作用于长板状永磁体上的互斥力相互抵消，永磁体间沿磁力中心线方向的相对运动现象更加突出；利用环形永磁体磁场均匀连续分布特点用环形永磁体代替长板状永磁体，在环形永磁体两侧安装多个板状永磁体时，则可以实现环形永磁体相对于板状永磁体的连续相对转动。通过结构设计，将这种环形永磁体相对于板状永磁体的连续相对转动能量转变为转轴的转动，达到永磁能连续输出的目的。

为达到上述目的，本项发明根据环形永磁体的充磁方式不同，设计有以下两种永磁能连续输出装置基本架构：当环形永磁体为轴向充磁时，板状永磁体以一一对应的方式、或总体轴向互斥力平衡方式分别安装于环形永磁体的磁极两侧，在特殊需要情况下，也可单独安装于环形永磁体磁极的一侧，组成永磁能连续输出的第一种基本架构；当环柱形永磁体为径向辐射充磁时，板状永磁体安装于环柱形永磁体的环内和环外两侧、或单独安装于环柱形永磁体外侧或内侧，组成永磁能连续输出的第二种基本架构。

为实现永磁能在第一种基本架构下的连续输出，本项发明永磁能连续输出装置由以下部件构成：由环形永磁体、轮毂、转轴为主组成的转子，由板状永磁体、板状永磁体盒、板状永磁体盒安装座、板状永磁体角度控制器为主组成的定子；由底盘、滑轨、定子位置控制器、安装架、轴承、磁屏蔽罩等为主组成的安装基座。其特征在于，环形永磁体通过轮毂固定于转轴上组成转子部件，并通过轴承安装于安装基座的安装架上。板状永磁体一端沿宽度方向安装转轴，另一端安装转动控制杆，控制杆沿着弧形滑动缝伸出板状永磁体盒外，与板状永磁体角度控制器相连，通过板状永磁体角度控制器控制板状永磁体与环形永磁体之间的夹角。板状永磁体盒安装座内部为圆柱状、外部主体为多棱柱状，远离环形永磁体一端为圆形，柱面两侧各有一对安装臂，其中一对安装臂与安装基座上的滑轨相连，另一对安装臂与位于安装基座上的定子位置控制器相连，板状永磁体角度控制器为环形，安装于板状永磁体盒安装座外侧环形部分，通过叉形板与伸出板状永磁体盒外的转动控制杆相连，通过旋转，控制板状永磁体的角度。板状永磁体、板状永磁体盒、板状永磁体盒安装座、板状永磁体角度控制器共同组成定子部件。安装基座由底盘、安装架，滑轨、轴承、磁屏蔽罩和定子位置控制器为主组成。定子位置控制器为平行于转子转轴的可旋转螺杆，通过旋转带动定子运动。每个转子部件通常配有两个定子部件，呈对称状；在特定情况下，也可只配有一个定子部件。磁屏蔽罩安装于转子、定子外侧，与永磁体保持一定距离，用于屏蔽内部磁场、保护整个机体、并防止对内部各永磁体的磁场产生明显干扰。

为实现永磁能在第二种基本架构下的连续输出，本项发明永磁能连续输出装置由以下部件构成：由环柱形永磁体、轮毂、转轴为主组成转子；由板状永磁体、板状永磁体盒、板状永磁体盒安装座、板状永磁体角度控制器为主组成定子；基座、轴承、板状永磁体位置控制器、滑轨、磁屏蔽罩。其特征在于，环柱形永磁体的一端通过轮毂固定于转轴上组成转子部件，并通过轴承安装于基座的上。板状永磁体一端沿宽度方向安装转轴，另一端安装转动控制杆，控制杆沿弧形滑动缝伸出板状永磁体盒外，与板状永磁体角度控制器相连，通过板状永磁体角度控制器控制板状永磁体与环柱形永磁体之间的夹角。板状永磁体盒安装座为环形，上、下各有一对安装臂，其中下部安装臂与基座上的滑轨相连，上部安装臂与位于基座上的定子位置控制器相连，板状永磁体角度控制器为环形，安装于板状永磁体盒安装座外侧，通过叉形板与伸出板状永磁体盒外的控制杆相连，通过旋转，控制板状永磁体的角度。板状永磁体、板状永磁体盒、板状永磁体盒安装座、板状永磁体角度控制器共同组成定子部件。基座由底座、安装架，滑轨、轴承和定子位置控制器为主组成。定子位置控制器为平行于转子转轴的可旋转螺杆，通过旋转带动定子运动。每个转子部件通常配有两个定子部件；在环柱状永磁体内径较小等特定情况下，也可只配有一个定子部件。磁屏蔽罩安装于转子、定子外侧，与永磁体保持一定距离，用于屏蔽内部磁场、保护整个机体、并防止对内部各永磁体的磁场产生明显干扰。

本项发明永磁能连续输出装置的转子、定子、磁屏蔽罩和安装基座等部件中，环形永磁体和板状永磁体采用高矫顽力强磁体材料制作，磁屏蔽罩采用多层纯铁等具有磁屏蔽功能的材料制作，轮毂、转轴、轴承、板状永磁体安装座、板状永磁体角度控制器、定子位置控制器等距离永磁体较近的零部件，如果位于永磁体磁力影响范围内，要采用不锈钢、铝、铜及其合金等非铁磁性材料或非金属材料制作。

本项发明永磁能连续输出装置通过调整板状永磁体与环形永磁体之间的距离和夹角控制转子转动，当多对板状永磁体与环形永磁体同磁极相对、距离缩小、并形成较大的锐角时，环形永磁体相对于板状永磁体向两者间形成的锐角方向转动，并带动整个转子转动，实现能量输出；通过调整板状永磁体与环形永磁体之间的距离及角度的大小，改变输出能量的大小；当两者间距离加大时，磁力相互作用减弱，相对运动停止，能量输出停止；当环形永磁体与板状永磁体之间的夹角逐步增大为钝角时，环形永磁体与板状永磁体之间转变为异极相对，吸引力占主导，相对运动停止，连续的能量输出也停止。

本发明永磁能连续输出装置的创新之处在于，当环形永磁体为轴向充磁时，板状永磁体以一一对应的方式、或总体轴向互斥力平衡方式分别安装于环形永磁体两侧，或单独安装于环形永磁体一侧，组成永磁能连续输出的第一种基本架构；通过板状永磁体安装盒、板状永磁体角度控制器、板状永磁体安装座位置控制器的作用，调整板状永磁体与环形永磁体间的角度和位置，控制环形永磁体相对于板状永磁体间的相对连续转动速度，控制能量输出的大小。当环柱形永磁体为半径方向辐射充磁时，板状永磁体安装于环柱形永磁体的环内和环外两侧、或单独安装于环形永磁体内侧或外侧，组成永磁能连续输出的第二种基本架构；通过相应控制装置调整板状永磁体与环柱形永磁体间的角度和位置，控制环柱形永磁体相对于板状永磁体间的相对连续转动速度，控制能量输出的大小。

本发明永磁能连续输出装置的基本结构设计所依据的是通过反复实验取得的永磁体间同磁极以较大锐角相对接近、构成“卜”字形或“小”字形时，永磁体间的相对运动规律，原理清楚；依据以上原理，并结合环形永磁体磁场连续均匀分布的特点，设计出了永磁能连续输出的两种基本架构，其中第一种基本架构所采用的轴向充磁的环形永磁体易于加工，整个永磁能输出装置部件少，结构简单；第二种基本架构所采用的半径方向辐射充磁的环形永磁体，其充磁技术要求高，整个永磁能输出装置的结构相对前一种方式略显复杂。以上述两种基本结构为基础设计的永磁能输出装置均运行可靠，维护简便。

永磁能连续输出装置作为能量输出装置，可以为各种动力装置提供能量来源。

附图说明

图1为本发明实施例1，按第一种基本架构的设计的永磁能连续输出装置去掉屏蔽罩后的侧视图。

图2为本发明实施例1的转子立体图。

图3为本发明实施例1的板状永磁体盒结构图。

图4为本发明实施例1的定子立体图。

图5为本发明实施例1的屏蔽罩立体图。

图6为本发明实施例2，按第二种基本架构的设计的永磁能连续输出装置横剖面图。

图7为本发明实施例2的转子立体图。

图8为本发明实施例2的板状永磁体盒结构图。

本发明实施例1图中各标号表示：

1、轴向充磁环形永磁体；10、轮毂；11、转轴；2、板状永磁体盒；20、板状永磁体；21、板状永磁体转轴；22、板状永磁体转动控制杆；23、板状永磁体盒安装孔；24板状永磁体安装底座；25、滑动缝；3、板状永磁体盒安装座；30、安装臂；31、板状永磁体角度控制器；32、叉形控制板；4、基座；40基座底板；41、安装架；42、定子滑轨；43、定子位置控制器；44、定子位置控制器转动盘；45、屏蔽罩。

本发明实施例2图中各标号表示：

5、转子；50、辐射充磁环柱形永磁体；51、轮毂；52、转轴；6、板状永磁体盒；60、板状永磁体；7、板状永磁体盒安装座；70、板状永磁体角度控制器；71、叉形控制板；8、安装基座；80、基座底板；81、滑轨；82、定子位置控制器；83、磁屏蔽罩。

具体实施方式

现结合附图，对本发明永磁能连续输出装置作进一步说明；

实施例1：

如图1至图5所示，按第一种基本架构的设计的永磁能连续输出装置，由1、转子，2、板状永磁体盒，3、板状永磁体盒安装座及板状永磁体角度控制器，4、安装基座和磁屏蔽罩为主构成。其特征在于：以轴向充磁的环形永磁体为主构成的转子安装于基座上，以板状永磁体为主组成的定子分别安装于转子两侧，通过安装臂分别安装于基座的滑轨和定子位置控制器上，并尽量保证环形永磁体的磁力中心线的切线与板状永磁体的磁力中心线在一个平面上，通过角度控制器和位置控制器控制板状永磁体与环形永磁体之间的距离和角度。当板状永磁体的位置与环形永磁体的位置逐步接近，在小于2毫米左右时，调整板状永磁体与环形永磁体同磁极间夹角，当夹角在85度～60度时，环形永磁体开始转动，并带动转轴转动，通过转轴的转动，实现永磁能连续输出。逐渐加大板状永磁体与环形永磁体之间的锐角，直至变为钝角时，转动停止；逐渐加大板状永磁体与环形永磁体之间的距离时，转动能量减小直至停止。

实施例2：

如图6至图8所示，按第二种基本架构的设计的永磁能连续输出装置，由5、转子，6、板状永磁体盒，7、板状永磁体盒安装座及板状永磁体角度控制器，8、安装基座和磁屏蔽罩主构成。其特征在于：以径向辐射充磁的环柱形永磁体为主构成的转子安装于基座上，以板状永磁体为主组成的定子安装于转子外侧，通过安装臂分别安装于基座的滑轨和定子位置控制器上，并尽量保证环柱形永磁体磁力中心线与板状永磁体的磁力中心线在一个平面上。通过角度控制器和位置控制器控制板状永磁体与环柱形永磁体之间的距离和角度。当板状永磁体的位置与环柱形永磁体的位置逐步接近，在小于2毫米左右时，调整板状永磁体与环形永磁体同磁极间夹角，当夹角在85度～60度时，环柱形永磁体开始转动，并带动转轴转动，通过转轴的转动，实现永磁能连续输出。逐渐加大板状永磁体与环形永磁体之间的锐角，直至变为钝角时，转动停止；逐渐加大板状永磁体与环形永磁体之间的距离时，转动能量减小直至停止。

以上只是本发明的2个实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的两种基本架构的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或改变为同等变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明两种基本架构的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (3)

1.永磁能连续输出装置架构：当环形永磁体为轴向充磁时，板状永磁体以一一对应的方式、或总体轴向互斥力平衡方式分别安装于环形永磁体两侧，或单独安装于环形永磁体一侧，组成永磁能连续输出的第一种基本架构；当环柱形永磁体为径向辐射充磁时，板状永磁体安装于环形永磁体的环内和环外两侧、或单独安装于环形永磁体外侧或内侧，组成永磁能连续输出的第二种基本架构。

2.根据权利要求1所述的第一种基本架构的设计的永磁能连续输出装置，由轴向充磁的环形永磁体、轮毂、转轴为主组成的转子，由板状永磁体、板状永磁体安装盒、板状永磁体角度控制器、板状永磁体安装盒安装座为主组成的定子，由底板、滑轨、板状永磁体安装盒安装座位置控制器、安装架、磁屏蔽罩等为主组成的安装基座等几部分组成；当板状永磁体的位置与环形永磁体的位置逐步接近，在小于2毫米左右时，调整板状永磁体与环形永磁体同磁极间夹角，当夹角在85度～70度时，环形永磁体开始转动，并带动转轴转动，通过转轴的转动，实现永磁能连续输出；逐渐加大板状永磁体与环形永磁体之间的锐角，直至变为钝角时，转动停止；在逐渐加大板状永磁体与环形永磁体之间的距离时，转动能量减小直至停止。

3.根据权利要求2所述的第二种基本架构的设计的永磁能连续输出装置，由径向辐射充磁的环柱形永磁体、轮毂、转轴为主组成的转子，由板状永磁体、板状永磁体安装盒、板状永磁体角度控制器、板状永磁体安装盒安装座为主组成的定子，由底板、滑轨、板状永磁体安装盒安装座位置控制器、安装架、磁屏蔽罩等为主组成的安装基座等几部分组成；当板状永磁体的位置与环柱形永磁体的位置逐步接近，在小于2毫米左右时，调整板状永磁体与环形永磁体同磁极间夹角，当夹角在85度～70度时，环形永磁体开始转动，并带动转轴转动，通过转轴的转动，实现永磁能连续输出；逐渐加大板状永磁体与环柱形永磁体之间的锐角，直至变为钝角时，转动停止；逐渐加大板状永磁体与环柱形永磁体之间的距离时，转动能量减小直至停止。