CN115053437A - 切向致动的磁动量传输发电机 - Google Patents

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CN115053437A CN202080092424.9A CN202080092424A CN115053437A CN 115053437 A CN115053437 A CN 115053437A CN 202080092424 A CN202080092424 A CN 202080092424A CN 115053437 A CN115053437 A CN 115053437A
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Abstract

总体而言，提供了用于切向致动的磁动量传输发电机的装置和系统、以及其使用方法。在一个方面，提供了一种电力发电机，该电力发电机具有形成线圈的多匝电线、定位于线圈中的第一磁体、围绕线圈定位的至少一个聚焦磁体、以及可相对于第一磁体在与第一磁体的外表面相切的方向上移动的致动器。致动器可被配置为引起第一磁体的旋转，并且第一磁体的旋转和/或第一磁体与至少一个聚焦磁体和致动器磁体中的一个或多个的磁场的相互作用可感生出跨过多匝电线的第一终端和第二终端的电压。

Description

切向致动的磁动量传输发电机
相关申请的交叉引用
本申请要求美国临时专利申请序列号No.62/938,653的权益和优先权，该申请于2019年11月21日提交并且名称为“TANGENTIALLY ACTUATED MAGNETIC MOMENTUM TRANSFERGENERATOR”，其全部内容通过引用纳入本文。
技术领域
当前主题涉及一种切向致动的磁动量传输发电机。
背景技术
与该主题相关的切向速度是在与柱形旋转磁体的直径相切的任意点处测量的。旋转磁体的角速度ω与切向速度vt通过公式vt＝ωr相关。这里r是磁体的半径。切向速度也是在圆上的任何一个任意点处测量的沿该圆边缘的运动分量。顾名思义，切向速度描述了圆沿该点的切线的运动。
首先，计算角位移Q，它是物体在这个圆上勾画的弧线S的长度与其半径r的比值。角位移是从中心开始并与其端部相连的两条线之间弧线阴影下方的角度部分。它以弧度测量。物体的角位移的变化率被称为其角速度。角速度用ω表示，并且其标准单位是弧度/秒(rad/s)。角速度与线速度不同，因为它只涉及以圆周运动移动的物体。基本上，它测量的是如下速率，所述角位移以所述速率扫过。
V＝ΔS/Δt， (公式1)
这是滑块部件的线速度，该滑块部件具有已安置的和静止的、与滑块部件一起移动的磁体，该滑块部件与旋转磁体磁性耦接。
ω＝Δθ/Δt， (公式2)
是旋转磁体的角速度
S＝旋转磁体围绕其轴线的行进距离，该距离是由滑块部件运动(连同其磁体)造成的。
旋转磁体匀速圆周运动的线速度或切向速度的推导，θ＝S/r使得v＝r*Δθ/Δt或v＝r*ω。
角速度的线性分量被已知为线速度，它是一个物体的线位移的变化率。线位移就是上面引述的弧线S，即当磁体受到影响并被激励围绕其自身的旋转轴线运动时该磁体的旋转弧线的长度。半径r和角位移θ的乘积的时间变化率是物体的线速度，在针对本实施例的该情况下，它是滑块磁体经过安置在线圈中心内并自由旋转的旋转磁体的加速运动。半径被排除在运算之外，因为它是一个常数，并且线速度是物体的角速度和它所勾画的圆的半径的乘积。在圆中运动的物体的于任意点处测量的线速度就是切向速度。
另一种定义线速度的方法是在时间周期的方面。如果时间周期是物体绕圆周一圈所需的时间，那么它的速度就是s/t(距离/时间)。t的倒数被已知为频率并由f表示，这是每秒实现的循环数量。2πf的乘积被已知为角频率并且用ω表示。
线规(Wire Gauge)的影响
在电磁能量采集发电机中以及在所有其他类型的发电机中线圈线规的影响是由若干数学因子确定的。因此，考虑针对功率的欧姆定律；
P＝V2/Rl(感生电压平方除以负载电阻)，并且现在与法拉第定律相关； (公式.3)
P＝(-N d(B·A)/dt)2/Rl∝N2/Rl (公式4)
定义是：
N＝匝数，Rl＝负载电阻，B＝磁场的矢量强度，
A＝线圈横截面积。
进一步考虑，最大的功率传输是当线圈电阻等于负载电阻时。电线线圈的半径(r)越小，在长度和深度l上可以绕的匝数N就越多，以及p是线规的比电阻。
∴N∝1/r那么Rc＝Rcoil＝pl∝(1/r2)(πdN)∝(1/r3) (公式5)
Power(功率)∝N2/Rc∝(1/r)2/(1/r)3∝r (公式6)
然而，如所示，产生的电压随着电线半径减少：
Vcoil＝Nd(B·A)/dt∝1/r (公式7)
反立方律的数学推导
这个推导在理论上适用于当施加于点实体时服从反平方律的所有力。
静电力FP＝KQ1Q2/R2；K＝1/4πεo，Q＝电荷，R＝距离
磁力FP＝Um1m2/R2；U＝1/μ，m＝磁单极子强度，R＝距离
万有引力FP＝GM1M2/R2；G＝万有引力常数，M＝质量，R＝距离
因此，总体而言，FP＝kX1X2/R2 (公式8)
其中FP＝点实体的力大小，k＝常数，X＝实体单元，R＝实体之间的距离。
有一个额外的参数δ的定义，在实践中该参数是形成单个偶极子的两点实体之间的短距离。距离R因此将定义偶极子中心和另一个点实体X之间更长的距离。
如图1所示，偶极子是由被距离δ所分隔开的两个相对的实体+x和-x组成，被点实体+X作用于更大的距离R。由于偶极子的负极部分被吸引到+X，偶极子将其自身定向为负极面朝向+X点实体。因此，如果我们测量从偶极子的中心点到+X点的距离R，我们发现从+X到+x的距离是R+δ/2并且从+X到-x的距离是R-δ/2。因此，由于+X和-x之间的距离比+X和+x之间的距离短，因此两个相对实体之间的力极性将支配偶极子相对于点实体的运动。对于相反的电荷和磁极，这意味着偶极子将总是向+X点移动，与X的极性无关。
作用于偶极子和点实体X之间的净力将是：
FD＝kXx/(R-δ/2)2-kXx/(R+δ/2)2 (公式9)
我们可以将上述内容改写成以下形式：
FD＝[kXx/R2]/(1-δ/2R)2-[kXx/R2]/(1+δ/2R)2 (公式10)
对于条件δ<<2R，这被设定为我们的假设之一，我们有理由应用二项式近似(1+x)n
≈1+nx，或1/(1+x)n (公式11)
≈1-nx，对x<<1有效，这就减少：
1/(1-δ/2R)2到1+δ/R，以及1/(1+δ/2R)2到1-δ/R (公式12)
因此，力场方程可以被近似为：
FD≈[kXx/R2]/(1+δ/R)-[kXx/R2]/(1-δ/R) (公式13)
FD≈[kXx/R2](1+δ/R-1+δ/R) (公式14)
FD≈2kXxδ/R3或简单地说FDα1/R3 (公式.15)
发明内容
提供了针对切向致动的磁动量传输发电机的方法、装置和系统。还描述了相关的设备、技术和物品。
在一个方面，电力发电机设置为可以包括形成线圈的多匝电线、定位于线圈中的第一磁体、围绕线圈定位的至少一个聚焦磁体，以及可相对于第一磁体在与第一磁体外表面相切的方向上移动的致动器。多匝电线可以包括第一终端和第二终端。第一磁体可具有旋转轴线，并且可以在线圈内围绕旋转轴线旋转。致动器可以被配置为使得，当致动器从致动器与第一磁体对正的第一位置移动到致动器与至少一个聚焦磁体对正的第二位置时，致动器引起第一磁体从第一静置位置旋转到由致动器和至少一个聚焦磁体建立的极限位置。第一磁体可以被配置为在达到于第二静置位置处静置之前振荡，借此第一磁体的旋转和/或第一磁体与至少一个聚焦磁体和致动器中的一个或多个的磁场的相互作用可以感生跨过第一终端和第二终端的电压。
以下特征中的一个或多个可以被包括在与本文描述和显示的本主题的任何实施方案和实施例的任何可行组合中。例如，至少一个聚焦磁体可以被配置为将致动器维持在第二位置。例如，致动器可以包括致动器磁体。例如，致动器可以包括致动器磁体，致动器磁体可具有第一磁极，第一磁极可具有第一定向，至少一个聚焦磁体可具有第二磁极，第二磁极可具有第二定向，并且第一定向可以与第二定向不同。例如，致动器磁体可以包括位于致动器磁体的第一表面的北极和位于致动器磁体的第二表面的南极，第二表面与第一表面相反，并且当致动器处于第一位置时，致动器磁体的第一表面可以面向第一磁体的南极。例如，致动器磁体可以包括位于致动器磁体的第一表面的北极和位于致动器磁体的第二表面的南极，第二表面与第一表面相反，并且当致动器处于第二位置时，致动器磁体的第一表面可以面向至少一个聚焦磁体的南极。例如，致动器磁体可以包括位于致动器磁体的第一表面的南极和位于致动器磁体的第二表面的北极，第二表面与第一表面相反，并且当致动器处于第一位置时，致动器磁体的第一表面可以面向第一磁体的北极。例如，致动器磁体可以包括位于致动器磁体的第一表面的南极和位于致动器磁体的第二表面的北极，第二表面与第一表面相反，并且当致动器处于第二位置时，致动器磁体的第一表面可以面向至少一个聚焦磁体的北极。例如，致动器可以被配置为使得，当致动器从第二位置移动到第一位置时，致动器引起第一磁体的重复振荡，借此第一磁体的旋转和/或第一磁体与至少一个聚焦磁体和致动器中的一个或多个的磁场的相互作用可以感生跨过第一终端和第二终端的电压。例如，电力发电机可以包括至少一个相对放置的聚焦磁体，其围绕线圈与至少一个聚焦磁体相对地定位。例如，致动器可以被配置为使得，当致动器从第二位置移动到第一位置，以及移动到致动器与至少一个相对放置的聚焦磁体对正的第三位置时，致动器引起第一磁体的重复振荡，借此第一磁体的旋转和/或第一磁体与至少一个聚焦磁体和致动器的一个或多个的磁场的相互作用可以感生跨过第一终端和第二终端的电压。例如，至少一个相对放置的聚焦磁体可以被配置为将致动器维持在第三位置。例如，致动器磁体可以包括位于致动器磁体的第一表面的北极和位于致动器磁体的第二表面的南极，第二表面与第一表面相反，并且当致动器处于第三位置时，致动器磁体的第一表面可以面向至少一个相对放置的聚焦磁体的南极。例如，第一磁体、至少一个聚焦磁体和至少一个相对放置的聚焦磁体可以在共同的平面内基本对正。例如，第一磁体和至少一个聚焦磁体可以在共同平面中基本对正。例如，多匝电线、第一磁体和至少一个聚焦磁体可以被安置在基体中，并且致动器可以被耦接至基体。例如，致动器可以包括至少一个凸块(nub)，所述凸块定位成与基体接触并减少在致动器从第一位置移动到第二位置时的摩擦。
在另一个方面，电力发电机被提供并且可以包括具有第一终端和第二终端的纳米材料基体、定位于纳米材料基体中的第一磁体、围绕纳米材料基体定位的至少一个聚焦磁体、以及可相对于第一磁体在与第一磁体的外表面相切的方向上移动的致动器。纳米材料基体可具有第一终端和第二终端。第一磁体可具有旋转轴线，并可在纳米材料基体内围绕旋转轴线旋转。致动器可以被配置为使得，当致动器从致动器与第一磁体对正的第一位置移动到致动器与至少一个聚焦磁体对正的第二位置时，致动器引起第一磁体从第一静置位置旋转到由致动器和至少一个聚焦磁体建立的极限位置。第一磁体可以被配置为在达到于第二静置位置处静置之前振荡，借此第一磁体的旋转和/或第一磁体与至少一个聚焦磁体和致动器中的一个或多个的磁场的相互作用可以感生跨过第一终端和第二终端的电压。
在另一个方面，电力发电机被提供并且可以包括形成线圈的多匝电线、定位于线圈中的第一磁体、以及可相对于第一磁体在与第一磁体的外表面相切的方向上移动的致动器。多匝电线可以包括第一终端和第二终端。第一磁体可具有旋转轴线，并且可以在线圈内围绕旋转轴线旋转。致动器可以被配置为使得，当致动器从致动器与第一磁体对正的第一位置移动到致动器不与第一磁体对正的第二位置时，致动器引起第一磁体在第一静置位置和极限位置之间旋转。第一磁体可以被配置为在达到于第二静置位置处静置之前振荡，借此第一磁体的旋转和/或第一磁体与致动器的磁场的相互作用可以感生跨过第一终端和第二终端的电压。
本文所述主题的一个或多个变化的细节在附图和下面的描述中列出。本文所述主题的其他特征和优点将从说明书和附图以及权利要求中显而易见。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中可以更充分地理解上述的实施例。附图不打算按比例绘制。为了清楚起见，并非每张图中的每一个部件都会被标示。在附图中：
图1是示意图，说明本文详细描述的反立方率；
图2是切向致动的磁动量传输发电机的示例性实施例的立体图；
图3是图2中切向致动的磁动量传输发电机的各个部件的分解立体图；
图4A是本主题的示例性实施例的分解立体图，包括安置在线圈绕组以外的单个静止磁体；
图4B是本主题的示例性实施例的分解立体图，包括在线圈绕组的相反两端的双重且分离的静止磁体；
图4C是本主题的示例性实施例的分解立体图，该实施例不包括安置在线圈绕组以外的任何静止磁体；
图5是根据本主题的示例性实施例带有电线压痕凹口(wire indent notch)的矩形线圈绕线器的立体图；
图6A是本主题的示例性实施例的侧视图，演示了滑块磁体在旋转磁体上方移动并经过，并进一步移动到静止磁体上的初始动作期间的位置变化；
图6B是本主题的示例性实施例的侧视图，演示了滑块磁体的位置变化，其中滑块磁体被反向移动到旋转磁体上方的位置；
图6C是本主题的示例性实施例的侧视图，演示了滑块磁体的位置变化，其中滑块磁体从第一静止磁体上方的位置，移动经过旋转磁体，并移动到与第一静止磁体相反的第二静止磁体上方的位置；
图6D是本主题的示例性实施例的侧视图，该实施例表征为单个、偏移的静止磁体，其极性定向相对于滑块磁体的极性定向偏移90度，并演示了滑块磁体的位置变化，其中滑块磁体在旋转磁体上方的位置和单个静止磁体上方的位置之间移动；
图7A是示意图，演示了当滑块磁体被定位于旋转磁体上方时，由图4A所示实施例的磁体产生的模型磁场线；
图7B是示意图，演示了当滑块磁体以任意旋转磁体的角位置定位于静止磁体上方时，由图4A所示实施例的磁体产生的模型磁场线；
图7C是示意图，演示了当滑块磁体被定位于旋转磁体上方时，由图4B所示实施例的磁体产生的模型磁场线；
图7D是示意图，演示了当滑块磁体以任意旋转磁体的角位置定位于其中一个静止磁体上方时，由图4B所示实施例的磁体产生的模型磁场线；
图8A是示例性的滑块导向器的立体图，该滑块导向器可用于本主题的一些实施方案，并包括四个插入突起；
图8B是图8A的滑块导向器的附加立体图；
图9A是示例性的滑块机构的立体图，该滑块机构可用于本主题的一些实施方案；
图9B是图9A的滑块机构的附加立体图；
图10A是示例性的发电机基底底座的立体图，该发电机基底底座可用于本主题的一些实施方案；
图10B是图10A的发电机基底底座的附加立体图；
图11包括示例性的旋转中心磁体的三视图，该旋转中心磁体可用于本主题的一些实施方案，并包括非磁性的金属轴杆；
图12A是根据本主题的一些实施方案，在发电机的状态变化期间输出的波形的第一示波器描迹；以及
图12B是根据本主题的一些实施方案，在发电机的状态变化期间输出的波形的第二示波器描迹。
具体实施方式
现在将描述特定示例性实施例，以提供对本文所公开的装置和方法的结构、功能、制造和使用原理的总体理解。这些实施例的一个或多个示例在附图中得到说明。本领域的技术人员将理解，本文具体描述的和附图中说明的装置和方法是非限制性的示例性实施例，并且本发明的范围仅由权利要求书限定。与一个示例性实施例有关的说明或描述的特征可以与其他实施例的特征相结合。这样的修改和变化是旨在被包含在本发明的范围内。
此外，在本公开内容中，各实施例的同名部件总体上具有类似的特征，因此在特定的实施例中，不必对每个同名部件的每个特征进行充分阐述。此外，就在所公开的系统、装置和方法的描述中使用了线性或圆形尺寸而言，这种尺寸并不是为了限制可以与这种系统、装置和方法结合使用的形状类型。本领域的技术人员将认识到，对于任何几何形状，都可以很容易地确定与这种线性和圆形尺寸相当的尺寸。
总体而言，提供了用于切向致动的磁动量传输发电机的装置和系统以及其使用方法。在一个方面，提供了线圈绕组中感生电压的产生，其因果关系是由安置在移动的滑块部件内并静止的磁体的向前和反向切向速度确定的，其中磁体和滑块部件二者一致地双向移动。这种切向速度(运动)，通过磁动量传输影响了在感应线圈内居中安置的可旋转磁体的旋转运动。此外，在与中心线圈和可旋转磁体相对的第一端，安置静止磁体，该静止磁体被极化，以激励在滑块部件的外力(如施加的手指动作)引起的第一运动后，可移动的滑块部件的磁体被磁性吸引至静止磁体；并且这种吸引引起第一位置状态变化，该第一位置状态变化保持滑块部件在线圈中心的第一端处静止，直到外力(如施加手指动作)产生第二位置状态变化。一旦施加了第二外力，状态变化的作用现在会使滑块部件在线圈中心内于可旋转磁体上方静置。因此，任何位置状态的变化都会引起在线圈终端处感受到的电压脉冲，并且这个电压对于即时电能而言在确定的持续时间内可用，以用于任何有用的应用。
切向致动的磁动量传输发电机引起至少两种能量产生机制；一种是磁性耦接致动器的切向速度引起旋转构件的角速度，根据法拉第定律该角速度直接对电磁感应负责，其中角速度与能量输出有直接关系，并且来自这种旋转构件的动能表现出惯性，被这种切向致动加速到弧度速度，从而这种动能可以以围绕终端静置角平衡位置的角振荡的形式出现，该终端静置角平衡位置经历了来自从距终端静置平衡位置的任何角位移的基于磁性的其他恢复力。
图2示出了能量收集发电机300的示例性实施例的立体图，并且图3示出了能量收集发电机300的分解立体图。如图所示，能量收集发电机300包括与具有电线绕组305的线圈绕线器303耦接的底座基体301。线圈绕线器303具有中心矩形通孔，所述中心矩形通孔围绕中心突起325(图3中所示)，所述中心突起被配置为保持和封围旋转磁体321以及在旋转磁体321的左侧319A和相反的右侧319B处突出的中心通轴x1(见图11，下文将进一步详细讨论)。滑块导向器311安装在线圈绕线器303上方，并安置在左静止磁体隔室301L和相反的右静止磁体隔室301R上。滑块导向器具有一个端部拱座壁311，其被配置为用作对与滑块导向器311耦接的滑块315的止动限制，并且包含固定盘磁体317。尽管固定盘磁体317在此显示为盘，但在本主题的一些实施方案中，其他磁体的形状(正方形、矩形、椭圆形等)是可能的，并且在本公开的范围内被考虑。如上所述，有两个静止磁体隔室位于装置的相反两端：即第一左侧隔室301L，用于保持第一静止条形磁体327(如图3所示)，以及第二右侧隔室301R，用于保持第二静止条形磁体307。在本主题的一些实施方案中，第一左侧隔室301L和第二右侧隔室301R可以各自包括分别安置在固定盘磁体317与第一和第二静止条形磁体327、307之间的盖。在本主题的其他实施方案中，第一左侧隔室301L和第二右侧隔室301R被省略，留下第一和第二静止条形磁体327、307独立(free-standing)于底座基体301上。在本主题的一些实施方案中，第一和第二静止条形磁体327、307被贴附在底座基体301上。在本主题的一些实施方案中，代替第一静止条形磁体327和第二静止条形磁体307，可旋转磁体可以放置在第一左侧隔室301L和第二右侧隔室301R以内。此外，还可以考虑使用其他类型的磁体配置来代替第一静止条形磁体327和第二静止条形磁体307。两个暴露的线圈终端305A和305B可用于与电气负载电连接以用于任何有用目的。
如图3所示，其为能量收集发电机的示例性实施例的分解立体图302exp，已将底座基体301安装有安置好的线圈绕线器303及其电线绕组305，并且线圈绕线器303具有其中心矩形通孔，所述中心矩形通孔围绕中心突起325，其目的是保持和封围旋转磁体321及其中心通轴319，所述中心通轴在左侧319A和相反右侧319B处突出。同样安装在线圈绕线器303上方并维持在左侧静止磁体隔室301L和相反的右侧静止磁体隔室301R上的是滑块导向器311。滑块导向器具有一个端部拱座壁311W，所述端部拱座壁是针对滑块315与其安置和固定的盘磁体317的止动限制。在相反的两端，有两个静止磁体隔室；即第一左侧隔室301L用于保持第一静止条形磁体327，以及第二右侧隔室301R用于保持第二条形磁体307。自由旋转的磁体321连同其突出的通轴319A和319B被安置在旋转磁体护罩突起325内，并通过带有两个相反端轴支撑突起(即第一支撑突起309A和第二支撑突起309B)的下盖309被保持在护罩突起325内。两个暴露的线圈绕组305的端部终端305A和305B可用于与电气负载电连接，以用于任何有用的目的。
在一些实施方案中，能量收集发电机可具有一个静止磁体。图4A示出了能量收集发电机的示例性实施例的分解立体图302x1，该能量收集发电机包括图2和图3所示和上文描述的能量收集发电机300的部件，但不同的是，该能量收集发电机可以仅包括安置在线圈绕组305以外的一个静止条形磁体327。然而，在一些实施方案中，如图2和图3所示和上文所述的那个实施方案，能量收集发电机可以既包括第一静止条形磁体327又包括与第一静止条形磁体327相反安置的第二静止条形磁体307。图4B示出了能量收集发电机的分解立体图302x2，其示出了第一静止条形磁体327和第二静止条形磁体307。在一些实施方案中，能量收集发电机可以不具有静止磁体。图4C示出了能量收集发电机的示例性实施例的分解立体图302x3，该能量收集发电机包括图2和图3中所示和上文描述的能量收集发电机300的部件，但不同的是，该能量收集发电机不包括安置在线圈绕组305以外的静止条形磁体327、307中的任何一个。
图5示出了发电机300的线圈绕线器303的立体图304A，该线圈绕线器既具有顶部集中凹口又具有底部集中凹口323w，用于对线圈绕组的端部终端进行电线引导。在利用线圈绕组的本实施例中，使用了线圈绕线器，但线圈实施例本身并不限于线圈绕线器；有的线圈类型不具有可利用的物理绕线器结构，并且该类型仅由绕组电线构成，没有绕线器。在本主题的一些实施方案中，可以用带有导电纳米材料的基底代替绕组电线以实现类似效果。
图6A示出了本主题的一些实施方案中使用的滑块磁体(例如上述的固定盘磁体317的初始动作)的说明。如图所示，包含盘磁体317的滑块315从其第一初始状态，在具有其中心轴线x1和相反端部319A和319B的磁性固定、可旋转的柱形磁体321上方的中心位置315C1处被推动，并沿方向m1移动到第二远端静置位置315L1，在该第二远端静置位置滑块315及其盘磁体317被安置在静止磁体(例如第一静止磁体327)上方。在这个动作期间，中心可旋转的磁体321在移动的盘磁体317的南北极相互吸引的磁场影响下，通过朝向第一静止磁体327的恒定向前方向运动m1的速度特征矢量对柱形旋转磁体321产生旋转扭矩，该速度矢量特征值立刻线性变化并确定柱形磁体321的逆时针旋转动作的速度速率和持续时间。柱形磁体321围绕其中心轴线x1的这种旋转作用使南极r1和北极r2从南极向上的上下位置分别重新排列到角度逆时针越来越大的位置，该位置接近南北极的旋转反转。在可旋转的磁体321以其轴319A和319B围绕中心轴线x1旋转的时间内，可旋转磁体321的磁通线给予线圈中磁通量的时间速率变化，并在线圈中立刻感生出在线圈的端部终端连接处感觉到的电压。这个将滑块315从中心位置315C1立刻移动到停止位置315L1的第一个动作的结果是产生了盘磁体317和旋转磁体321相互耦合磁场的场力，该场力以它们相关的吸引磁极之间的距离的立方反比而减少。当滑动盘磁体317到达其最终位置315L1处时，滑动盘磁体317和第一静止磁体327对旋转磁体321的结合和磁力作用建立了旋转磁体321的新平衡角静置位置。由于旋转磁体321有质量且因此有惯性矩，旋转磁体321的角速度所引起的动能引起围绕最终平衡位置的衰减交替振荡作用，直到最后来到图6A所示的静置平衡状态，其中旋转磁体321的南极，用“S”表示，是向下定向的。线圈终端处的感生电压将是类似于旋转磁体321的衰减振荡角运动的衰减振荡波形。
图6B示出如图6A所示滑块磁体315的第二个动作的说明，其中滑块315从其初始位置315L2(可对应于图6A所示的315L1)被推动，该初始位置远离带有其中心轴线x1和相反端部319A和319B的中心旋转磁体321，并沿方向m2移动到静置位置315C2，在该静置位置滑块315及其盘磁体317安置在旋转磁体321上方。在这个动作期间，中心可旋转的磁体321在移动的m2盘磁体317的南北极相互吸引的磁场影响下，通过朝向旋转磁体321的恒定向后方向运动m2的速度特征矢量对柱形旋转磁体321产生旋转扭矩，该旋转磁体速度矢量特征值立刻线性变化并确定了柱形磁体321的顺时针旋转动作的速度和持续时间。柱形磁体321围绕其相反端轴319A和319B的这种旋转作用引起北极r2和南极r1从南极朝下的上下位置重新排列到角度顺时针越来越大的位置，其接近南极朝上的旋转上下位置。在可旋转的磁体321以其轴319A和319B围绕中心轴线x1旋转的时间内，可旋转的磁体321的磁通线以直角通过线圈，引起线圈中的磁通量的时间速率变化，并立刻在线圈中感生出在线圈的端部终端连接处感觉到的电压。将滑块315从位置315L2移动到位置315C2的这个第二个反向动作的结果是产生了盘磁体317和旋转磁体321相互耦合磁场的场力，该场力以它们相关的吸引磁极之间的距离的立方反比而减少。随着滑动盘磁体317处于315C2的位置，彼此处于紧密接近度的滑动盘磁体317和旋转磁体321之间的磁性吸引在对第一静止磁体327的磁性影响上占主导地位。该强力的相互吸引建立了针对旋转磁体321的平衡角静置位置。由于旋转磁体321有质量且因此有惯性矩，由旋转磁体321的角速度所引发的动能引起围绕最终平衡位置的衰减交替振荡作用，直到最后来到图6B所示的静置平衡状态，其中旋转磁体321的南极，用“S”表示，是朝向滑动盘磁体317定向的。线圈终端处的感生电压将是类似于旋转磁体321的衰减振荡角运动的衰减振荡波形。
图6C是第三种动作的说明，其中如图6A所示的滑块磁体315从位于旋转磁体321上方的初始位置315C3被推动并沿着方向m3移动到静置位置315R1，在该静置位置滑块315及其盘磁体317被安置在第二静止磁体307上方。在这个动作期间，中心可旋转的磁体321在移动的m3盘磁体317的南北极相互吸引的磁场影响下，通过朝向第二静止磁体307的恒定向前方向运动m3的速度特征矢量，对柱形旋转磁体321产生旋转扭矩，其速度矢量特征值立刻线性变化并确定柱形磁体321的顺时针旋转动作。旋转磁体321围绕其中心轴线x1的这种旋转作用使南极r1和北极r3从南极向上的上下位置重新排列到角度顺时针越来越大的位置，该位置接近南北极分别的旋转倒置。在可旋转的磁体321以其轴319A和319B绕参考轴线x1旋转的时间内，可旋转的磁体321的磁通线以直角通过线圈，引起线圈中磁通量的时间变化率，并在线圈中立刻感生出在线圈的端部终端连接处感觉到的电压。将滑块从位置315C3立刻移动到静置位置315R1的这个第一动作的结果是产生了滑动盘磁体317与旋转磁体321的相互耦合磁场的场力，该场力减小到它们相关的吸引磁极之间距离的立方反比。当移动盘磁体317到达其最终位置315R1时，滑动盘磁体317、第二静止磁体307和第一静止磁体327对旋转磁体321的组合和磁力作用，为旋转磁体321建立了新的平衡角静置位置。由于旋转磁体321具有质量并且因此具有惯性矩，由321的角速度所引发的动能引起围绕最终平衡位置的衰减交替振荡作用，直到最后来到图6C所示的静置平衡状态，其中旋转磁体321的南极，用“S”表示，基本上朝下定向。线圈终端处的感生电压将是类似于旋转磁体321的衰减振荡角运动的衰减振荡波形。
图6A至图6C中所示和本文描述的磁体的极性由图6A至图6C中所示的“N”和“S”符号表示。每个磁体的北极由每个磁体表征为“N”的区域表示，而每个磁体的南极由每个磁体表征为“S”的区域表示。如图6A所示，当滑块315处于位置315C1时，滑动盘磁体317的北极基本上朝向旋转磁体321定向，而滑动盘磁体317的南极则基本上背离于旋转磁体321定向。如图所示，当滑块315处于位置315L1时，滑动盘磁体317的北极基本上朝向第一静止磁体327定向，滑动盘磁体317的南极基本上背离于第一静止磁体327定向，第一静止磁体327的北极基本上背离于滑动盘磁体317定向，而第一静止磁体327的南极基本上朝向滑动盘磁体317定向。如图6B所示，当滑块315处于位置315C2时，旋转磁体321的南极基本上朝向滑动盘磁体317定向，旋转磁体的北极基本上背离于滑动盘磁体317定向，滑动盘磁体317的北极基本上朝向旋转磁体321定向，而滑动盘磁体的南极基本上背离于旋转磁体321定向。如图6C所示，当滑块315处于位置315R1时，第二静止磁体307的北极基本上背离于滑动盘磁体317定向，第二静止磁体307的南极基本上朝向滑动盘磁体317定向，滑动盘磁体317的北极基本上朝向第二静止磁体307定向，而滑动盘磁体317的南极基本上背离于第二静止磁体307定向。在本主题的一些实施方案中，图6A至图6C中所示并且在本文中描述的第一静止磁体327(如果在实施方案中存在)、第二静止磁体307(如果在实施方案中存在)、滑动磁体317和旋转磁体321中的一个或多个磁体的磁极可以在各种组合中颠倒或倒置(例如，从北到南，以及从南到北)。
如图6A至图6C所示，第一和第二静止磁体327、307和滑动盘磁体317的磁极性具有相对于彼此基本上相同的定向。然而，在一些实施方案中，静止磁体327、307和滑动盘磁体317中的一个或多个的极性的定向可以被修改，以使得所述磁体中的一个或多个磁体的磁极不具有相对于彼此基本上相同的定向。图6D示意性地描述了本主题的示例性实施方案，其特征是静止磁体具有这种修改的磁极性。图6D所示的实施例基本上类似于本文所述并在图2至图4B中所示的能量收集发电机300的实施例，并且可以纳入提供给本文所述的能量收集发电机300中使用的一些或全部部件。然而，如图所示，图6D的实施例利用静止磁体327′，其具有相对于滑动盘磁体317偏移90度的磁极。在这个示例性配置中，静止磁体327′的南极基本上朝向旋转磁体321定向，而静止磁体327′的北极基本上背离于旋转磁体321定向。在第一状态下，其中滑块315和滑动盘磁体317处于位置315C1，在该位置滑动盘磁体317和滑块315安置在旋转磁体321上方，滑动盘磁体317的北极基本上朝向旋转磁体321的南极定向，滑动盘磁体317的南极基本上背离于旋转磁体321定向，而旋转磁体的北极基本上背离于滑动盘磁体317定向。当滑块315在位置315C1和位置315L1之间移动时(在所述位置315L1，滑动盘磁体317被安置在静止磁体327′上方)，由滑动盘磁体317和旋转磁体321产生的磁场的相互作用引起旋转磁体321沿逆时针方向旋转，以使得旋转磁体321的南极开始变为朝向静止磁体327′的南极定向，从而产生排斥力，该排斥力相对于由滑动盘磁体317的运动所产生的排斥力对旋转磁体321施加相反的扭矩。当这种情况发生时，由旋转磁体321和静止磁体327产生的磁场的相互作用，使旋转磁体321在滑动盘磁体317继续向左横贯至315L1时以快动作(snap action)沿顺时针方向旋转，使得旋转磁体321的北极开始被327的南极吸引并提供占主导的磁通耦合。当滑动盘磁体317成为以315L1位置处于静置时，旋转磁体321和第一静止磁体327的相互作用占主导地位，并且它们将如图6D所示对正，其中旋转磁体321如图所示在角平衡位置处静置。由于旋转磁体321具有质量并且因此具有惯性矩，由321的角速度引发的动能引起围绕最终平衡位置的衰减交替振荡作用，直到最后来到图6D所示的静置平衡状态。在这一由于滑块315(和滑动盘磁体317)移动至315L1而重新定位的过程中，旋转磁体321的角速度将在安置在旋转磁体321周围的线圈的终端(例如线圈绕组305和第一和第二终端305A、305B)处感生出电压。线圈终端处的感生电压是衰减振荡波形，其对应于旋转磁体321在行进过程中的速度和在其达到静置时的衰减振荡角运动。
图7A是使用名为“Vizimag”的程序创建的计算机模拟的二维图示，该模拟是基于在磁动量传输的本主题的示例性实施例中使用的典型高斯强度的相关磁体之间的距离的静态(例如。没有滑块磁体317的运动)磁场图案的计算机模拟，该实施例利用第一静止磁体327、旋转的柱形磁体，该旋转的柱形磁体在直径上/相反地(diametrically)磁化并在其轴(319A和319B，如图11所示)上围绕其轴线x1自由旋转。除了这个磁体组合之外，还有可滑动磁体317，它被显示在其静置位置(例如，在被触发之前)317a。如图6A至图6C所示，可滑动磁体317被安置在滑块部件内(如图9B所示)，并且一旦滑块315被启动该可滑动磁体就可以沿着滑块导向器311(如图8A-8B所示)自由滑动，并且滑动动作是由双滑块流道导轨339s(如图9A-9B所示)和流道导向通道331(如图8A-8B所示)之间的机械通信所激励的。
在示例性的预初始化实施例的这种静态状态下，滑块磁体317在旋转磁体321上方近侧定位处于静置，并且这两个磁体之间的磁性吸引极排列提供了强大的集中磁力场MF1，所述集中磁力场以这些近端磁体位置存在。还有许多渗透和围绕线圈305的磁力线。在这种配置中，磁场线在这些区域FA1a和FA2a中是静态的(例如，没有磁体运动)，并且本质上是三维体积。对于静态不动的磁力线，惯例是将其称为磁势力场线，并且当力线处于运动时，它们被称为磁动力的磁通线。
在图7A中，所示的示例性实施例的特征是单个静止磁体327，它与旋转磁体321一起在整个线圈绕组中建立了涵盖的磁场FA1a和FA2a。在非移动的静态状态下，在对滑块机构315连同其被定位于旋转磁体321x上方近端的安置好的盘磁体317发生任何推动动作之前，建立的磁场FA1a和FA2a维持静态，并且整个线圈绕组没有变化的磁通力线的电磁作用，因此没有产生电力。
图7B是使用“Vizimag”创建的计算机模拟的二维图示，其为对发电机在代表装置“ON”状态的状态下的磁场图案的计算机模拟。(如果本主题被用作无电池和无线遥控开关)，其中滑块315(见图9A)及其安置的盘磁体317b(见图9B)被(通过外力)向前推动，以安置在静止磁体327上方。存在强大的集中吸引磁场MF2，该集中吸引磁场使滑块和磁体在静止磁体327上方近端维持平衡状态，直到有推力将其反向移动回到中心位置，并且这代表了OFF状态(如果本主题被采用作为无电池和无线遥控开关)。
图7B说明了一种状态，在这种状态下，采用单个静止磁体327的示例性实施例已被外力推动，以触发在整个线圈绕组305中创建变化的磁通量FA1b和FA2b并使旋转磁体321y逆时针旋转作为变化的磁通量FA1b和FA2b背后机制的动作，并且滑动磁体317移动到静止磁体327上方的近端位置，并借助于静止磁体327和滑动盘磁体317的相互集中吸引磁场MF2维持静止。这个动作现在将滑动磁体317置于远离旋转磁体321。滑动磁体317平移到图7B所示的位置引起旋转磁体321的振荡，所述振荡建立了在线圈绕组305的端部终端305A和305B处感觉到的电压。
图7C是使用“Vizimag”创建的计算机模拟的二维图示，其为对发电机的另一实施例的磁场图案的计算机模拟，其中存在安置在线圈绕组305的第一端部处的第一静止磁体327和安置在线圈305的相反端部处的附加第二静止磁体307。如图所示，在这种配置中，在位于可旋转的柱形磁体321上方位置317a处存在可移动的盘磁体317，该柱形磁体可在其轴319A和319B上围绕其轴线x1旋转(参考图11)，并且其在可旋转的柱形磁体321x和安置在滑块315内的盘磁体317之间的相互吸引磁场(如图11中所示)。在所描述的预触发(未被任何力推动)状态下，在盘磁体317a和可旋转的柱形磁体321x之间存在强大的相互吸引的磁力场MF1，该磁力场在直径上被磁化并可在其轴(图11中所示的319A和319B)上围绕其轴线x1自由旋转。还有一些渗透并围绕线圈305的磁力线，其中在这些区域FA1a和FA2a中，磁场线是静态的(例如，没有运动)，它们本质上是三维体积的。对于静态不动的磁力线，惯例是将其称为磁势力的场线，而当力线处于运动状态时，它们被称为磁动力的磁通线。因此，在静态期间，没有运动，也没有渗透通过线圈绕组的磁场区域FA1a和FA2a的任何变化，并且因此没有在线圈绕组端部305A和305B(如图3所示)处建立的感生电压。
在图7C中，所示的示例性实施例是，其特征是两个相反的静止磁体327和307位于线圈绕组305的相反侧，并且两者在它们各自的磁性吸引极上靠近线圈绕组305，并远离彼此的磁性吸引极。在非触发状态下(没有施加推动的外力)，盘磁体317在旋转磁体321上方近端，并且在盘磁体317和旋转磁体321之间存在强大的集中磁场，并且旋转磁体的磁极排列是南极朝上且其北极朝下，它被吸引至盘磁体317的相同磁极排列，该磁极排列为南极朝上且北极朝下。由于没有状态变化，所以在输出终端305A和305B处没有磁通量变化和感生电压。
图7D是使用“Vizimag”创建的计算机模拟的二维图示，其说明了滑块315(见图2)在第二静止磁体307的方向上已被推动的状态。滑块315及其已安置盘磁体317运动的触发动作改变了整个线圈绕组的磁通密度和方向，并且线圈体积部的样本封围区域具有以直角穿过线圈绕组的磁通线，因此根据法拉第定律，感生了由绕组的匝数和磁通量密度变化的时间导数在数学上确定的电压。(法拉第定律Vinduced＝-NΔΦ/Δt，认为并且当磁通量在时间Δt内变化ΔΦ时，感生电压(电动势)与匝数和磁通量Φ的时间导数成正比，磁通量Φ是矢量。如果在线圈中感生出电压(emf-电动势)，N是线圈匝数。减号是指电压(emf-电动势)在闭合回路中创建电流I，其产生磁场B，与磁通量的变化ΔΦ相对立，这种相对立被已知为伦茨定律)。
图7D说明，将滑动磁体317(借助外力)推到旋转磁体321的右边(如图所示)，并引起柱形磁体321的旋转的动作。滑动磁体317至图7D所示位置的平移运动引起旋转磁体321的振荡，该振荡在线圈终端305A和305B处建立电压。
图7D说明了如下状态，在该状态中采用两个静止磁体327、307的发电机的示例性实施例的盘磁体317已被移动至位于第二静止磁体307上方。发电机部件的运动包括盘磁体317从近端中心位置(在图7C中看到盘磁体317和可旋转的柱形磁体321之间存在强力的相互吸引的磁场MF1)立刻移动到右端，在所述右端处盘磁体317远离旋转的柱形磁体321并位于第二静止磁体307上方，在那里现在存在强力的吸引磁场MF2。在这种状态变化期间，在渗透穿过线圈305的磁通线FA1b和FA2b中存在显著变化，并根据法拉第定律感生出在线圈终端305A和305B处感觉到的电压。
图8A示出了滑块导向器311的立体图306A，其中细长的结构313已经安置了滑块315(及其已安置的盘磁体317)，并且沿着侧轨导向器331自由滑动，并且拱座壁311W是用于在滑块315的推动运动期间在其行程的末端将滑块315止动。
图8B是滑块导向器311的底侧视角的立体图306B，其中在滑块的相反两端有一对突起329p，用于插入线圈绕线器303顶部的轨道。这两对突起329p中的每一对都被配置为卡入两个相反端静止磁体封围部301L和301R的匹配孔中。
图9A示出了滑块315的顶部立体图308A。如图所示，滑块315包括用于施加手指推动的加高表面343s、内表面导向间隙凸片337r和337l，如图所示，所述内表面导向间隙凸片与图8A至图8B中所示流道轨道导向器的下部内表面333机械地连通。如图所示，滑块315还包括安置在位于滑块315相反两侧的侧凸片341上的顶部凸块335t，所述顶部凸块可与封围盖接触，以减少滑块315运动期间的摩擦，而不是增加摩擦的更庞大体积构造。
图9B说明了滑块315的底部立体图308B。如图所示，滑块315包括安置在盘磁体317左右的底侧表面区域上的减少摩擦的凸块335u布置结构，该布置结构减少在沿(在图8A至图8B上)细长结构313滑动期间的摩擦。侧轨道339s适配于移动，并安置在图8A至图8B中所示的流道轨道侧导向器331的两侧上。
图10A示出了用于发电机的底座基体345T的顶部立体图310A，该底座基体由平坦的底座平面301和左、右静止磁体封围部301R和301L构成，每个静止磁体封围部都有两个f用于(如图8B所示)流道轨道配件329p的通孔329s。有一个实心居中的矩形突起325，该矩形突起带有矩形通孔325w以及封围区域，封围区域的体积小于居中的矩形实心突起325的体积。线圈绕线器303(如图2所示)被插到矩形实心突起中并附在矩形实心突起上，以提供支持，并允许在本文描述和显示的示例性实施例中利用任一个或两个磁体时，最大限度地接近静止磁体327和307。
图10B示出了底座基体345B的底部立体图310B，示出了通孔化突起325w的底侧，该通孔化突起包含两个盲板挤出部325c1和325c2，旋转柱形磁体321的两个相反端轴319A和319B安置在其中，以允许柱形磁体321(图11所示)自由旋转360度的旋转角度。如图10B所示，底座基体345B具有两个通孔391A和391B，分别供线圈绕组305的端部终端电线305A和305B通过，并且还有两个挤出部393A和393B，分别作为用于线圈终端电线305A和305B的电线导向器。
在图11中示出了可旋转的磁体321的多个视图，其中包括前视图312A、侧视图312B和立体图312C。如柱形磁体321的前视图312A所示，磁体321是钕柱形磁体，其具有实心的非磁性金属杆319，所述非磁性金属杆沿着柱形磁体的轴线x1安置并穿过柱形磁体中心，并且非磁性金属杆319等同地延伸超出柱形磁体的长度(该柱形磁体穿过其直径在直径上被极化)，因此存在两个相反端旋转支撑轴319A和319B。如图11进一步所示，侧视图312B示出了直径上极化的柱形磁体321的磁极；并且在还包含在图11中的立体图312C中，具有其内置轴319A和319B的柱形磁体是存在的，没有单独的封围部来支撑缺乏旋转轴线的磁体。包含安置好的非磁性金属杆319可以使生产技术更快，并可以提供磁体和线圈绕组305之间的更靠近的近距离；因为磁场变化至线圈与磁体分离(在空气中)距离的反立方，从而优化了本主题的整体功率性能。
图12A是在滑块推动从中心位置移动到端部位置(见图6A)期间典型的测量输出波形。示波器的波形显示，最初有正向的大电压尖峰402，然后是针对沿着零伏参考403的水平基线测量时间的负脉冲，产生的数值为+30.4伏p-p 405，以及在推动完成后柱形磁体双向旋转几个周期时，在有用持续时间401的有效窗口中显示出交变波形的快速衰荡(ring-down)，以及基于最小示波器触发电平tl1为+3.4伏直流，其为该初始脉冲提供了6毫秒的有用窗口。然后对于第二个周期的负向第二脉冲404，其有效窗口约为4毫秒，以及最后是第三较小的正向脉冲406，其给出了4毫秒的窗口。如此，在14毫秒的持续时间内，显著的生成电压是可用的以向负载供应能量。
在图12B中，是在滑块推动从端部位置移动到中心位置(见图6B)期间典型的测量输出波形。示波器的波形显示，最初针对沿着零伏参考403的水平基线测量的时间有负向的大电压尖峰408，产生的数值为-30.4伏p-p 405，并且在推动完成后为柱形磁体双向旋转几个周期，在有用持续时间401的有效窗口中显示出交变波形的快速衰荡，以及基于最小示波器触发电平tl2为-3.4伏直流，其为该初始脉冲提供了6毫秒的有用窗口。然后对于第二个周期的正向第二脉冲410，其有效窗口约为4毫秒，以及最后是第三较小的负向脉冲412，其给出了4毫秒的窗口。如此，在14毫秒的持续时间内，显著的生成电压是可用的以向负载供应能量。
本领域的技术人员将在上述实施例的基础上理解本发明的进一步特点和优点。相应地，除了所附的权利要求书所指出的以外，本发明不受已经特别显示和描述的内容的限制。本文引用的所有公布和参考文献都明确地通过引用其整体而纳入本文。

Claims (23)

1.一种电力发电机，包括：
形成线圈的多匝电线，所述多匝电线具有第一终端和第二终端；
定位于所述线圈中的第一磁体，所述第一磁体具有旋转轴线并且可在所述线圈内围绕所述旋转轴线旋转；
围绕所述线圈定位的至少一个聚焦磁体；以及
致动器，所述致动器可相对于所述第一磁体在与第一磁体的外表面相切的方向上移动，所述致动器被配置为使得，当所述致动器从致动器与第一磁体对正的第一位置移动到致动器与至少一个聚焦磁体对正的第二位置时，所述致动器使所述第一磁体从第一静置位置旋转到由所述致动器和所述至少一个聚焦磁体建立的极限位置，
其中所述第一磁体被配置为在达到于第二静置位置处静置之前振荡，借此所述第一磁体的旋转以及所述第一磁体与所述至少一个聚焦磁体和所述致动器中的一个或多个的磁场的相互作用感生出跨过所述第一终端和所述第二终端的电压。
2.根据根据权利要求1所述的电力发电机，其中所述至少一个聚焦磁体被配置为将所述致动器维持在所述第二位置。
3.根据权利要求1所述的电力发电机，其中所述致动器包括具有第一磁极的致动器磁体，所述第一磁极具有第一定向，其中所述至少一个聚焦磁体具有第二磁极，所述第二磁极具有第二定向，并且其中所述第一定向与所述第二定向不同。
4.根据权利要求1所述的电力发电机，其中所述致动器包括致动器磁体。
5.根据权利要求4所述的电力发电机，其中所述致动器磁体包含位于所述致动器磁体的第一表面处的北极和位于所述致动器磁体的第二表面处的南极，所述第二表面与所述第一表面相反，并且其中当所述致动器处于所述第一位置时，所述致动器磁体的第一表面面向所述第一磁体的南极。
6.根据权利要求4所述的电力发电机，其中所述致动器磁体包含位于所述致动器磁体的第一表面处的北极和位于所述致动器磁体的第二表面处的南极，所述第二表面与所述第一表面相反，并且其中当所述致动器处于所述第二位置时，所述致动器磁体的第一表面面向所述至少一个聚焦磁体的南极。
7.根据权利要求4所述的电力发电机，其中所述致动器磁体包含位于所述致动器磁体的第一表面处的南极和位于所述致动器磁体的第二表面处的北极，所述第二表面与所述第一表面相反，并且其中当所述致动器处于所述第一位置时，所述致动器磁体的第一表面面向所述第一磁体的北极。
8.根据权利要求4所述的电力发电机，其中所述致动器磁体包含位于所述致动器磁体的第一表面处的南极和位于所述致动器磁体的第二表面处的北极，所述第二表面与所述第一表面相反，并且其中当所述致动器处于所述第二位置时，所述致动器磁体的第一表面面向所述至少一个聚焦磁体的北极。
9.根据权利要求1所述的电力发电机，其中所述致动器被配置为使得，当所述致动器从所述第二位置移动到所述第一位置时，所述致动器引起所述第一磁体的重复振荡，借此所述第一磁体的旋转以及所述第一磁体与所述至少一个聚焦磁体和所述致动器中的一个或多个的磁场的相互作用感生出跨过所述第一终端和所述第二终端的电压。
10.根据权利要求1所述的电力发电机，还包括至少一个相对放置的聚焦磁体，所述至少一个相对放置的聚焦磁体围绕所述线圈与所述至少一个聚焦磁体相对地定位。
11.根据权利要求10所述的电力发电机，其中所述致动器被配置为使得，当所述致动器从所述第二位置移动到所述第一位置以及移动到所述致动器与所述至少一个相对放置的聚焦磁体对正的第三位置时，所述致动器引起所述第一磁体的重复振荡，借此所述第一磁体的旋转以及所述第一磁体与所述至少一个聚焦磁体和所述致动器中的一个或多个的磁场的相互作用感生出跨过所述第一终端和所述第二终端的电压。
12.根据权利要求11所述的电力发电机，其中所述至少一个相对放置的聚焦磁体被配置为将所述致动器维持在所述第三位置。
13.根据权利要求10所述的电力发电机，其中所述致动器包括致动器磁体。
14.根据权利要求13所述的电力发电机，其中所述致动器磁体包含位于所述致动器磁体的第一表面处的北极和位于所述致动器磁体的第二表面处的南极，所述第二表面与所述第一表面相反，并且其中当所述致动器处于所述第一位置时，所述致动器磁体的第一表面面向所述第一磁体的南极。
15.根据权利要求13所述的电力发电机，其中所述致动器磁体包含位于所述致动器磁体的第一表面处的北极和位于所述致动器磁体的第二表面处的南极，所述第二表面与所述第一表面相反，并且当所述致动器处于所述第二位置时，所述致动器磁体的第一表面面向所述至少一个聚焦磁体的南极。
16.根据权利要求13所述的电力发电机，其中所述致动器磁体包含位于所述致动器磁体的第一表面处的北极和位于所述致动器磁体的第二表面处的南极，所述第二表面与所述第一表面相反，并且其中当所述致动器处于所述第三位置时，所述致动器磁体的第一表面面向所述至少一个相对放置的聚焦磁体的南极。
17.根据权利要求10所述的电力发电机，其中所述第一磁体、所述至少一个聚焦磁体和所述至少一个相对放置的聚焦磁体在共同的平面中基本上对正。
18.根据权利要求1所述的电力发电机，其中所述第一磁体和所述至少一个聚焦磁体在共同的平面中基本上对正。
19.根据权利要求1所述的电力发电机，其中所述多匝电线、所述第一磁体和所述至少一个聚焦磁体被安置在基体中，并且其中所述致动器被耦接至所述基体。
20.根据权利要求19所述的电力发电机，其中所述致动器包括至少一个凸块，所述至少一个凸块定位成接触所述基体并在所述致动器从所述第一位置移动到所述第二位置时减少摩擦。
21.一种电力发电机，包括：
具有第一终端和第二终端的纳米材料基体；
定位于所述纳米材料基体中的第一磁体，所述第一磁体具有旋转轴线并且可在所述纳米材料基体内围绕所述旋转轴线旋转；
围绕所述纳米材料基体定位的至少一个聚焦磁体；以及
致动器，所述致动器可相对于所述第一磁体在与第一磁体的外表面相切的方向上移动，所述致动器被配置为使得，当所述致动器从致动器与第一磁体对正的第一位置移动到致动器与至少一个聚焦磁体对正的第二位置时，所述致动器使所述第一磁体从第一静置位置旋转到由所述致动器和所述至少一个聚焦磁体建立的极限位置，
其中所述第一磁体被配置为在达到于第二静置位置处静置之前振荡，借此所述第一磁体的旋转以及所述第一磁体与所述至少一个聚焦磁体和所述致动器中的一个或多个的磁场的相互作用感生出跨过所述第一终端和所述第二终端的电压。
22.根据权利要求21所述的电力发电机，其中所述至少一个聚焦磁体被配置为将所述致动器维持在所述第二位置。
23.一种电力发电机，包括：
形成线圈的多匝电线，所述多匝电线具有第一终端和第二终端；
定位于所述线圈中的第一磁体，所述第一磁体具有旋转轴线并且可在所述线圈内围绕所述旋转轴线旋转；以及
致动器，所述致动器可相对于所述第一磁体在与第一磁体的外表面相切的方向上移动，所述致动器被配置为使得，当所述致动器从致动器与第一磁体对正的第一位置移动到致动器不与第一磁体对正的第二位置时，所述致动器使所述第一磁体从第一静置位置旋转到极限位置，
其中所述第一磁体被配置为在达到于第二静置位置处静置之前振荡，借此所述第一磁体的旋转以及所述第一磁体与所述致动器的磁场的相互作用感生出跨过所述第一终端和所述第二终端的电压。
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