CN113809900A - 电磁铁永久磁铁混合吸斥动力机 - Google Patents

Abstract

一种电磁铁永久磁铁混合吸斥动力机，涉及一种机械动力装置，是一种现有电机等动力机械的换代产品，主要由机体、磁铁板、连杆曲轴机构组成，磁铁板有交替设置的永久磁铁板和电磁铁板，以及伸缩架、滑轨、半圆凸轮等构成，利用磁铁的同性相斥异性相吸的特性，使本发明能直接利用磁铁的磁力，实现旋转输出动力的目的，具有节能无排放的优点。

Description

电磁铁永久磁铁混合吸斥动力机

技术领域

本发明涉及一种机械装置，特别涉及动力装置，是一种现有电机等动力机械的换代产品。

背景技术

动力机械有内燃机、电动机等，广泛用于各行业和各种设备。本发明与电动机近似，利用了磁铁和电。电动机利用了线圈电流和磁场的作用使转子产生旋转，现有电动机都需要接入直流电或交流电来实现旋转，耗电大。直接采用永久磁铁的吸力和斥力实现转动的电动机未见，而完全采用永久磁铁，利用磁铁永久存在的磁力来输出能量的动力机械还未有过。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用永久磁铁构成的电磁铁永久磁铁混合吸斥动力机。

本发明的技术方案是，主要由机体、磁铁板、连杆曲轴机构组成，磁铁板有永久磁铁板和电磁铁板，永久磁铁板由永久磁铁构成，电磁铁板由有铁芯的电磁铁构成，外面有铁外壳，永久磁铁板和电磁铁板水平相对交替设置，位于最上的一块磁铁板固定在机体的上部，在磁铁板侧面有平行四边形构成的伸缩架，伸缩架的每一节分别依次与永久磁铁板和电磁铁板连接，能使各磁铁板距离相等的均匀伸开或收缩，磁铁板的磁极位于上下两个面，永久磁铁板的磁极极性是异性磁极相对，电磁铁板的磁极在伸开时与相邻对应的永久磁铁板为相同极性，在收缩时与相邻对应的永久磁铁板为相异极性，伸缩架上有滑动头，机体上有滑轨，滑动头和滑轨对应，能沿着滑轨上下直线运动，电磁铁板中电磁铁的电磁线圈引线与滑动头上的动触点电连接，滑轨上有导电条，动触点与导电条能接触并可导通电流，位于最下的一块磁铁板下面连接有连杆，连杆的另一端连接曲轴，曲轴通过轴承及轴承座固定在机体上，曲轴的输出轴经传动机构连接有发电机，能带动发电机运转发电，发电机为直流发电机，发电机的电输出连接到一个点触开关上，曲轴上有半圆凸轮，半圆凸轮与点触开关的控制端接触，能控制点触开关导通或断开，控制发电机的电输出线路的通断，在磁铁板上止点位置开始至下止点的180度范围接通发电机的电输出线路，在磁铁板下止点位置开始至上止点180度范围断开发电机的电输出线路，在导电条上，有电池通过导线与其电连接，并有开关控制电池线路的通断。

曲轴的一端为动力输出端，另一端设有半圆形凸轮和发电机。曲轴旋转能带动凸轮和发电机同步运转，发电机发出的电通过导线连接在调节器总开关上。总开关上还接有电池。打开总开关，发电机能给电池充电，接通调节器经导线连通凸轮触点开关，导电条，动触奌给电磁铁线圈供电。调节器可控制电磁铁线圈电流大小。凸轮触点开关的控制端触点与半圆形凸轮配合完成导通或断开。半圆形凸轮和曲轴同步旋转可导通活动板的上止点至下止点180度区域供电，断开下止点至上止点180度区域供电。

本发明的运转过程和原理是，初始状态是各磁铁板为收缩位置，磁铁板位于上止点，启动有两种方式，和一般的内燃机类似，可以是机械式人力带动机械开始运转来启动，也可以电动方式来启动。机械式驱动，拉动磁铁板向下运动或转动曲轴旋转，两种方式是等效的，这时，曲轴驱动与其传动连接的发电机发电，同时驱动与其传动连接的半圆凸轮控制点触开关接通发电机的输出线路，给电磁铁板的电磁铁供电，使电磁铁产生的磁极与相邻对应的永久磁铁板的磁极相同，因此，各磁铁板因同性相斥而伸开，当曲轴旋转到下止点时，半圆凸轮控制点触开关断开发电机的输出线路，即断开了电磁铁的电流，电磁铁板不再因有电流而呈现磁性，却因相邻的永久磁铁板的磁化成相异而相吸，各磁铁板因相吸的磁力而收缩，完成一个循环，之后，无需外加启动，在惯性作用下进入下一个循环，整个动力机即运转起来。电启动时，用电池启动，电池只需给电磁铁供电，是更加方便和省力的方式，当位于初始收缩位置时，打开电池到导电条的开关，电磁铁得电，其设置的磁极磁性如上述与相邻对应永久磁铁板的磁性相同，各磁铁板相斥伸开，推动曲轴旋转，并带动发电机发电，发电机的电流如上述给电磁铁供电，之后本动力机如上述运转，当启动运转起来后，即可断开电池线路的开关，以本动力机自带的发电机在伸开的半周向电磁铁供电，如此往复，本动力机即能够一直运转下去。本发明还有一种启动方式，就是低速不停机状态，启动后可保持低速一直运转，使用时加速并接入负载，这也算一种启动方式或类似电器的待机状态，可以方便使用。

名称永久磁铁就是永久向外输出磁场。磁场本人认为是有能量的，能使铁块克服阻力运动一段距离，将铁块吸在高空让铁块永久具有势能。

已知现在应用永久磁铁和电磁相互作用获得动力的电机很多，其永久磁铁的磁极表面积只有部分得到了应用，效率不高。今提供一种电磁铁永久磁铁混合吸斥动力机，其磁极表面积达到百分百得到应用，特点好比三极管放大，只用少量电，激发大量的永久磁铁的磁力输出，故耗费的电能少，输出的动能很多。

本动力机结构与内燃机类似，有曲轴、连杆，没有气缸筒，另设置滑轨，赋予活动的磁铁往复运动导向，并有平行四边形结构的伸缩架来确保每块活动磁铁板的间距在往复运动中相等、平行、正时，磁铁板有永久磁铁、电磁铁，且构成的磁铁形状大小相同，依次为永久磁铁、电磁铁、永久磁铁、电磁铁……等，在曲轴一端装有两个半圆形凸轮和小发电机。

本动力机类似内燃机，通过连杆、曲轴把和活塞一样功能的活动磁铁板的往复运动转为圆周运动，在连杆曲轴以后部分的机械结构、要求等，与现有内燃机一样。

当电流通过半圆形凸轮接通，这时电流通过导线、滑轨上固定的铜片、滑动触点流进电磁铁线圈，正好电磁铁产生的强磁磁极和正对的永久磁铁磁极相同，同极相斥，各个活动磁板在磁斥力作用下向下止点移动，推动曲轴旋转180度，在此过程中，由四个伸缩架中间轴连接于活动磁板，使活动磁板在移动中保持导向不变，间距相等，大面磁板平行，还有滑轨更进一步确保导向，到下止点由半圆凸轮断开电路，线圈电磁铁磁场消失，这时永久磁铁磁化电磁铁内芯及表面的铁，产生吸引力，拉动曲轴又旋转半圈180度，各活动磁板规律的回到上止点，完成一次工作循环。该机构多电磁铁为并联，串联也行，接通另一凸轮通电，原凸轮不通电，是上面不通电的180度区域，动力机反转，工作原理相同。我们知道线圈生强磁耗电很小，有公式与匝数成正比，大磁极面正对，相吸相斥磁力很大，增加磁板，活动磁板行程长，曲轴拐半径长，曲轴扭力很大，又有曲轴转一周只有半圈供电，另半圈不供电也输出动力，故耗电很少，输出动力很大，本电磁铁永久磁铁混合吸斥动力机的特点，自带小发电机实现永动，是很实用理想的动力机。

有调节器控制线圈电流大小就控制了曲轴扭力大小，高速旋转时断电保持滑行，反转供电，会陡降速而反转，反转供电电流小会慢降速而慢加速反转，由于活动磁板、连杆往复运动损耗能量，高转速曲轴扭力会变小。两个半圆凸轮和点触开关、两个变阻器、倒顺开关、由调速器控制两个变阻器和倒顺开关，完成动力机灵活的倒顺转动、加速、减速、限速。

本发明中，滑轨有四根，位于磁铁板的前后左右四侧，固定在机体上，滑动头和滑轨对应配合在滑轨上运动，类似火车的车轮在铁路轨道上的运动，其中两个滑轨上的导电条可以分别通过滑动头上的动触点接到电磁铁线圈的两端，类似电气火车顶上的电线和受电弓，也类似电动机电刷的作用，来给运动的电磁铁供电。伸缩架利用了平行四边形保持等距和能保持垂直或水平的直线移动的特性。

由于本发明采用永久磁铁、电磁铁交替设置，并有平行四边形的伸缩架导向和保持间距，利用磁铁的同性相斥异性相吸的特性，使本发明能直接利用磁铁的磁力，实现旋转输出动力的目的，具有节能无排放的优点。

附图说明

图1是本发明的原理结构示意图。

图2是本发明侧视原理结构示意图。

具体实施方式

实施例1，如图1、图2所示，一种电磁铁永久磁铁混合吸斥动力机，主要由机体1、磁铁板、连杆曲轴机构组成，磁铁板有永久磁铁板2和电磁铁板3，永久磁铁板2由永久磁铁构成，电磁铁板3由有铁芯的电磁铁构成，外面有铁外壳，永久磁铁板2和电磁铁板3水平相对交替设置，位于最上的一块磁铁板固定在机体1的上部，在磁铁板侧面有平行四边形构成的伸缩架4，伸缩架4的每一节分别依次与永久磁铁板2和电磁铁板3连接，能使各磁铁板距离相等的均匀伸开或收缩，磁铁板的磁极位于上下两个面，永久磁铁板2的磁极极性是异性磁极相对，电磁铁板3的磁极在伸开时与相邻对应的永久磁铁板2为相同极性，在收缩时与相邻对应的永久磁铁板2为相异极性，伸缩架4上有滑动头5，机体1上有滑轨6，滑动头5和滑轨6对应，能沿着滑轨6上下直线运动，电磁铁板3中电磁铁的电磁线圈引线与滑动头5上的动触点电连接，滑轨6上有导电条7，动触点与导电条7能接触并可导通电流，位于最下的一块磁铁板下面连接有连杆8，连杆8的另一端连接曲轴9，曲轴9通过轴承及轴承座10固定在机体1上，曲轴9的输出轴经传动机构连接有发电机11，能带动发电机11运转发电，发电机11为直流发电机，发电机11的电输出连接到一个点触开关12上，曲轴9上有半圆凸轮13，半圆凸轮13与点触开关12的控制端接触，能控制点触开关12导通或断开，控制发电机11的电输出线路的通断，在磁铁板上止点位置开始至下止点的180度范围接通发电机11的电输出线路，在磁铁板下止点位置开始至上止点180度范围断开发电机11的电输出线路，在导电条7上，有电池14通过导线与其电连接，并有开关控制电池线路的通断。

本发明中的半圆凸轮13可以设置两个，对应的点触开关12也是两个，其相位相差180度，一个可以使本动力机顺时针旋转，另一个逆时针旋转，运行及原理相同。半圆凸轮13就是类似一般的内燃机凸轮，内燃机凸轮是在圆轮上有一个小的凸起，半圆凸轮13就是凸起的部分有半个圆周，使得其和开关的作用达到180度范围。

附图1中有五个磁铁板，自上而下依次为永久磁铁板2、电磁铁板3交替布置，实际可以根据需要调整数量等，原理不变。

永久磁铁板2由永久磁铁构成，采用强磁铁，外用铁质板材包裹，形成整体和增强强度，并便于保护磁铁和安装其他部件，其内可用一块永久磁铁，也可用多块，以设备大小需要确定。电磁铁板3内为电磁铁，有铁芯增强磁性，外面也有铁质板材，和永久磁铁板2相似。本例类似单缸内燃机，也可根据需要设置成多组，类似多缸内燃机。

附图1中，永久磁铁板2的磁极均为上S下N，电磁铁板3在伸展时均为上N下S，在设置时就使所有电磁铁的线圈呈该极性，所有磁铁板均因此相斥使磁铁板伸展开，附图1为伸展开一半距离的示意，当收缩时，电磁铁没有电流而无磁性，电磁铁板3在其相邻的永久磁铁板2磁化下形成相吸的磁极，所有磁铁板均相吸而收缩，从而带动曲轴9旋转。永久磁铁板2的磁极可以和附图不一样，但原理一样。本发明巧妙设置永久磁铁板2的磁极为顺序排列，夹在两永久磁铁板2之间的电磁铁板3可随运转同步变换磁极，正好达到相斥伸开和相吸收缩，使本发明能够循环往复运转。滑轨6上的导电条7至少有一根应当与滑轨6绝缘。

附图中，为方便表明和利于看清楚原理和结构，有些部件如机体1、伸缩架4等仅以线条表示，电气部件和线路以方框图和线条表示，曲轴9、半圆凸轮13、发电机11等部件和安装均为常规技术，机电领域普通工人就可做到，附图省略。整个装置的生产装配均按普通机电设备要求即可。附图为清楚表现，未按比例绘制，点触开关12、发电机11、电池14等电气线路，为方便清楚看图和理解绘制在一个附图2中，有的绘在机体1外，实际均固定安装在机体1内适当位置。附图近似于揭开外壳去除有干扰部分后的原理示意图。

本发明的机械部件和结构，加工、安装均按常规机械要求进行即可，电气器件和线路等，均为常规现有技术，按常规要求装配。

Claims (1)

1.一种电磁铁永久磁铁混合吸斥动力机，主要由机体(1)、磁铁板、连杆曲轴机构组成，其特征在于：磁铁板有永久磁铁板(2)和电磁铁板(3)，永久磁铁板(2)由永久磁铁构成，电磁铁板(3)由有铁芯的电磁铁构成，外面有铁外壳，永久磁铁板(2)和电磁铁板(3)水平相对交替设置，位于最上的一块磁铁板固定在机体(1)的上部，在磁铁板侧面有平行四边形构成的伸缩架(4)，伸缩架(4)的每一节分别依次与永久磁铁板(2)和电磁铁板(3)连接，能使各磁铁板距离相等的均匀伸开或收缩，磁铁板的磁极位于上下两个面，永久磁铁板(2)的磁极极性是异性磁极相对，电磁铁板(3)的磁极在伸开时与相邻对应的永久磁铁板(2)为相同极性，在收缩时与相邻对应的永久磁铁板(2)为相异极性，伸缩架(4)上有滑动头(5)，机体(1)上有滑轨(6)，滑动头(5)和滑轨(6)对应，能沿着滑轨(6)上下直线运动，电磁铁板(3)中电磁铁的电磁线圈引线与滑动头(5)上的动触点电连接，滑轨(6)上有导电条(7)，动触点与导电条(7)能接触并可导通电流，位于最下的一块磁铁板下面连接有连杆(8)，连杆(8)的另一端连接曲轴(9)，曲轴(9)通过轴承及轴承座(10)固定在机体(1)上，曲轴(9)的输出轴经传动机构连接有发电机(11)，能带动发电机(11)运转发电，发电机(11)为直流发电机，发电机(11)的电输出连接到一个点触开关(12)上，曲轴(9)上有半圆凸轮(13)，半圆凸轮(13)与点触开关(12)的控制端接触，能控制点触开关(12)导通或断开，控制发电机(11)的电输出线路的通断，在磁铁板上止点位置开始至下止点的180度范围接通发电机(11)的电输出线路，在磁铁板下止点位置开始至上止点180度范围断开发电机(11)的电输出线路，在导电条(7)上，有电池(14)通过导线与其电连接，并有开关控制电池线路的通断。

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